DE-102025145165-A1 - SYSTEM UND VERFAHREN ZUR BATTERIEKÜHLUNG

Abstract

Es werden Systeme und Verfahren zum Kühlen von Batteriezellen einer Batterie beschrieben. Das System kann eine Vielzahl von Schieberventilen beinhalten, um eine Vielzahl von Kühlmittelströmungswegen durch einen Batteriepack zu erzeugen, sodass eine Temperaturdifferenz zwischen Batteriezellen verringert werden kann. Eine Steuerung stellt Positionen der Schieberventile gemäß der Batteriezellentemperatur ein.

Inventors

• Xiaogang Zhang

Assignees

• FORD GLOBAL TECHNOLOGIES, LLC

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20251103

Priority Date

20241106

Claims (15)

1. Verfahren zum Steuern einer Batteriepacktemperatur, umfassend: Einstellen, über eine oder mehrere Steuerungen, einer ersten Ventilposition, um eine Kühlmittelströmung zu einem von einer Vielzahl von Batteriepackkühlmitteleinlässen zu leiten, als Reaktion auf eine Batteriezellentemperatur.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , ferner umfassend Einstellen einer zweiten Ventilposition, um eine Kühlmittelströmung zu einem von einer Vielzahl von Batteriepackkühlmittelauslässen zu leiten, als Reaktion auf die Batteriezellentemperatur.
3. Verfahren nach Anspruch 2 , wobei die Vielzahl von Batteriepackkühlmitteleinlässen einen ersten Kühlmitteleinlass, einen zweiten Kühlmitteleinlass und einen dritten Kühlmitteleinlass beinhaltet.
4. Verfahren nach Anspruch 3 , wobei die Vielzahl von Batteriepackkühlmittelauslässen einen ersten Kühlmittelauslass, einen zweiten Kühlmittelauslass und einen dritten Kühlmittelauslass beinhaltet.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die erste Ventilposition eine Position eines Schieberventils ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Batteriezellentemperatur eine Temperaturdifferenz zwischen einer ersten Batteriezelle und einer zweiten Batteriezelle ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1 , ferner umfassend Einstellen einer Drehzahl einer Kühlmittelpumpe als Reaktion auf die Batteriezellentemperatur.
8. Batteriepacktemperatursteuersystem, umfassend: ein Einlassschiebersteuerventil; ein Auslassschiebersteuerventil; eine Vielzahl von Kühlmitteleinlässen; eine Vielzahl von Kühlmittelauslässen; eine Vielzahl von Batteriezellen; und eine oder mehrere Steuerungen, die in einem Steuerungsspeicher gespeicherte ausführbare Anweisungen beinhalten, welche die eine oder die mehreren Steuerungen dazu veranlassen, das Einlassschiebersteuerventil und das Auslassschiebersteuerventil als Reaktion auf eine Temperatur von einer oder mehreren der Vielzahl von Batteriezellen einzustellen.
9. Batteriepacktemperatursteuersystem nach Anspruch 8 , wobei das Einlassschiebersteuerventil auf drei unterschiedliche Positionen eingestellt werden kann, um drei unterschiedliche Strömungswege durch das Einlassschiebersteuerventil bereitzustellen.
10. Batteriepacktemperatursteuersystem nach Anspruch 9 , wobei das Auslassschiebersteuerventil auf drei unterschiedliche Positionen eingestellt werden kann, um drei unterschiedliche Strömungswege durch das Auslassschiebersteuerventil bereitzustellen.
11. Batteriepacktemperatursteuersystem nach Anspruch 8 , wobei das Einlassschiebersteuerventil in Fluidverbindung mit der Vielzahl von Kühlmitteleinlässen steht.
12. Batteriepacktemperatursteuersystem nach Anspruch 8 , wobei das Auslassschiebersteuerventil in Fluidverbindung mit der Vielzahl von Kühlmittelauslässen steht.
13. Batteriepacktemperatursteuersystem nach Anspruch 8 , wobei die Vielzahl von Batteriezellen in einem Gehäuse enthalten ist.
14. Batteriepacktemperatursteuersystem nach Anspruch 8 , ferner umfassend zusätzliche ausführbare Anweisungen, um das Batteriepacktemperatursteuersystem in fünf unterschiedlichen Kühlkonfigurationen zu betreiben.
15. Batteriepacktemperatursteuersystem nach Anspruch 14 , wobei die fünf unterschiedlichen Kühlkonfigurationen auf unterschiedlichen Positionen des Einlassschiebersteuerventils und unterschiedlichen Positionen des Auslassschiebersteuerventils basieren.

Description

Gebiet der Technik Die vorliegende Beschreibung betrifft Verfahren und ein System zum Kühlen eines Batteriepacks, der eine Vielzahl von Batteriezellen umfasst. In einem Beispiel kann der Batteriepack in einem Elektrofahrzeug installiert sein. Allgemeiner Stand der Technik Ein Elektrofahrzeug kann eine Traktionsbatterie zum Antreiben eines Fahrzeugs beinhalten. Die Traktionsbatterie kann eine Vielzahl von Batteriezellen umfassen. Die Vielzahl von Batteriezellen kann Batteriezellen beinhalten, die parallel und in Reihe angeordnet sind. Die Temperatur dieser Batteriezellen kann sich während des Ladens und/oder Entladens der Batteriezellen erhöhen. Um eine lange Batterielebensdauer und Ladekapazität bereitzustellen, kann es wünschenswert sein, jede Batteriezelle auf einer Temperatur zu halten, die gleich Temperaturen der anderen Batteriezellen ist. Mit anderen Worten kann es wünschenswert sein, Batteriezellen einer Batterie mit einer möglichst geringen Temperaturdifferenz über die Vielzahl von Batteriezellen zu betreiben. In einem Beispiel umfasst ein Verfahren zum Steuern einer Batteriepacktemperatur Einstellen, über eine oder mehrere Steuerungen, einer ersten Ventilposition, um eine Kühlmittelströmung zu einem von einer Vielzahl von Batteriepackkühlmitteleinlässen zu leiten, als Reaktion auf eine Batteriezellentemperatur. Kurzdarstellung Batteriezellen innerhalb einer Batterie können gekühlt oder beheizt werden, um auf einer gewünschten Temperatur gehalten zu werden. Durch Betreiben der Batteriezellen bei oder nahe der gewünschten Temperatur kann die Batterielebensdauer verlängert werden und können gewünschte Lade- und Entladeraten der Batteriezellen ermöglicht werden. Um die Batteriezellen bei oder nahe der gewünschten Temperatur zu halten, kann ein Batteriepacktemperatursteuersystem angewandt werden. Das Batteriepacktemperatursteuersystem, das als Batteriepackkühlsystem bezeichnet werden kann, kann einen Wärmetauscher anwenden, um dem Batteriepack Wärme zu entziehen, indem Kühlmittel an Batteriezellen vorbeigeleitet wird. Diese Anordnung funktioniert gut, um Batteriezellen nahe einer gewünschten Temperatur zu halten, und Verbesserungen des Batteriepacktemperatursteuersystems können zusätzliche Vorteile zum Steuern von Batteriezellen auf eine gewünschte Temperatur bereitstellen. Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat das vorstehend erwähnte Problem erkannt und hat ein Verfahren zum Steuern einer Batteriepacktemperatur entwickelt, umfassend: Einstellen, über eine oder mehrere Steuerungen, einer ersten Ventilposition, um eine Kühlmittelströmung zu einem von einer Vielzahl von Batteriepackkühlmitteleinlässen zu leiten, als Reaktion auf eine Batteriezellentemperatur. Durch Einstellen einer ersten Ventilposition, um die Kühlmittelströmung zu einem von einer Vielzahl von Batteriepackkühlmitteleinlässen zu leiten, als Reaktion auf eine Batteriezellentemperatur kann es möglich sein, eine Temperaturdifferenz zwischen Batteriezellen eines Batteriepacks zu verringern. Beispielsweise kann es möglich sein, eine Temperatur einer Batteriezelle, die sich nahe einem Kühlmittelauslass eines Batteriepacks befindet, zu steuern, sodass sie näher an einer Temperatur einer Batteriezelle liegt, die sich nahe einem Kühlmitteleinlass des Batteriepacks befindet. Folglich können Ladekapazitäten und Lebenserwartungen von Batteriezellen innerhalb eines Batteriepacks einheitlicher gehalten werden. Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bereitstellen. Insbesondere kann der Ansatz eine verlängerte Batteriepacklebensdauer bereitstellen. Ferner kann der Ansatz eine gleichmäßigere Ladungsverteilung zwischen Batteriezellen bereitstellen, sodass Batteriezellen größere Ladungsmengen an elektrische Leistungsverbraucher abgeben können. Überdies kann der Ansatz eine Möglichkeit für Batteriezellen bereitstellen, höhere Laderaten für längere Zeiträume zu empfangen, sodass die Batterieladezeit verringert werden kann. Die vorstehenden Vorteile sowie andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung erschließen sich ohne Weiteres aus der folgenden detaillierten Beschreibung, wenn diese für sich oder in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen herangezogen wird. Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten einzuführen, die in der detaillierten Beschreibung weiter beschrieben werden. Es ist nicht beabsichtigt, wichtige Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, dessen Umfang einzig durch die Patentansprüche definiert ist, die auf die detaillierte Beschreibung folgen. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die beliebige der vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführten Nachteile beheben. Kurze Beschreibung der Zeichnungen Die hierin beschriebenen Vorteile werden durch die Lektüre eines Beispiels für eine Ausführungsform, das in dieser Schrift als die detaillierte Beschr