AT528337B1 - Batteriespeichergehäuse, Temperierungssystem und Verfahren zur Temperierung eines Batteriespeichers - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriespeichergehäuse (10) und ein Temperierungssystem (100) zur Temperierung eines Batteriespeichers (20), wobei ein erster Zirkulationsweg (Z1) eines Temperierungskreislaufs (30) zur inneren Temperierung des Batteriespeichers (20) durch einen ersten Kanal (11) führt, der in einem thermischen Kontakt mit den Batteriezellen (22) angeordnet ist. Erfindungsgemäß führt insbesondere ein zweiter Zirkulationsweg (Z2) des Temperierungskreislaufs (30) zur äußeren Temperierung des Batteriespeichers (20) durch einen zweiten Kanal (12) in dem Batteriespeichergehäuse (10), der in thermischem Kontakt mit wenigstens zwei Flächenabschnitten eines Gehäusemantels (14) angeordnet ist.

Description

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Beschreibung

BATTERIESPEICHERGEHÄUSE, TEMPERIERUNGSSYSTEM UND VERFAHREN ZUR TEMPERIERUNG EINES BATTERIESPEICHERS

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriespeichergehäuse zur Temperierung eines Batteriespeichers, ein Temperierungssystem zum Temperieren eines Batteriespeichers durch ein entsprechendes Batteriespeichergehäuse und ein Verfahren zur Temperierung eines Batteriespeichers durch ein entsprechendes Temperierungssystem.

[0002] Im Stand der Technik sind Konzepte zur thermischen Konditionierung von Batteriespeichern mit mehreren Batteriezellen oder Batteriemodulen durch eine Flüssigkeitskühlung bekannt, insbesondere aus dem Bereich der Elektromobilität. Durch die höhere Dichte des Massestroms eines flüssigen Mediums im Vergleich zu einer luftbasierten Kühlung lässt sich die Abwärme aus den Batteriezellen über einen Wärmetauscher besser abführen. Ferner lässt sich die Wärmeabfuhr durch Regelung des zirkulierenden Massestroms an Temperaturschwankungen durch eine schwankende Leistungsdynamik in verschiedenen Betriebszuständen leicht anpassen.

[0003] So sind verschiedene Aufbauten von Batteriespeichern mit flüssigkeitsführenden Kanälen bekannt, die einen indirekten Kontakt zwischen dem Medium und den Batteriezellen über einen Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit für einen Wärmeübergang bereitstellen. Zum anderen sind Aufbauten mit einer Immersionskühlung bekannt, die in einem geschlossenen Reservoir oder einem an eine Zirkulation angeschlossenen Tauchbad einen direkten Kontakt zwischen dem Medium und den damit umspülten Batteriezellen herstellen.

[0004] Gerade in einem Hauptanwendungsbereich derartiger Systeme, also in mobilen Anwendungen größerer Batteriespeicher wie einer Traktionsbatterie, werden diese einer spontanen Nutzung unter vollständiger Exposition äußerer Witterungsumstände unterzogen. Dennoch sind bislang kaum dezidierte Mittel oder Maßnahmen einer Temperierung bekannt, die auch darauf abzielen, einer Temperaturschwankung aus der Umgebung entgegenzuwirken. Dahingehend ist zumindest der Einsatz einer thermischen Isolationsschicht an einer Außenseite des Batteriespeichers bekannt, die eine Innenseite und eine Außenseite desselben durch eine geringe Wärmeleitfähigkeit passiv entkoppelt.

[0005] Trotz der mit aktuellen Systemen realisierbaren Reaktionsfähigkeit auf innere Temperaturänderungen im Batteriespeicher durch Betriebszustände, fehlen Erkenntnisse oder Bestrebungen in Bezug auf eine verbesserte Reaktionsfähigkeit einer Temperierung auf äußere Temperaturänderungen, die auf den Batteriespeicher einwirken.

[0006] Es ist eine Aufgabe der Erfindung, den genannten Nachteil aus dem Stand der Technik zumindest teilweise zu beheben. Ebenso besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, eine Technik Zu schaffen, die eine verbesserte Temperierung eines Batteriespeichers, insbesondere eine verbesserte Reaktion der Temperierung auf äußere Temperatureinflüsse auf den Batteriespeicher ermöglicht.

[0007] Die voranstehenden Aufgaben werden gelöst durch ein Batteriespeichergehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Temperierungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 6 und ein Verfahren zur Temperierung mit den Schritten des Anspruchs 16. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

[0008] Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Batteriespeichergehäuse beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Temperierungssystem und diese wiederum auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird.

[0009] Das erfindungsgemäße Batteriespeichergehäuse dient zur Temperierung eines Batteriespeichers und umfasst: eine Aufnahmekammer mit Aufnahmemitteln zur Aufnahme von Batterie-

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zellen; einen Gehäusemantel, der die Aufnahmekammer nach außen begrenzt; und Kanäle zur Bereitstellung von Zirkulationswegen für ein flüssiges Temperierungsmedium, wobei ein erster Kanal zur inneren Temperierung des Batteriespeichers durch die Aufnahmekammer führend ausgebildet und in einem thermischen Kontakt mit den Batteriezellen oder den Aufnahmemitteln angeordnet ist. Erfindungswesentlich ist, dass ein zweiter Kanal zur äußeren Temperierung des Batteriespeichers um die Aufnahmekammer herumführend ausgebildet und in thermischem Kontakt mit wenigstens zwei Flächenabschnitten des Gehäusemantels angeordnet ist.

[0010] Dementsprechend dient auch das erfindungsgemäße Temperierungssystem zur Temperierung eines Batteriespeichers und umfasst: ein Batteriespeichergehäuse mit einer Aufnahmekammer mit Aufnahmemitteln zur Aufnahme von Batteriezellen, und einem Gehäusemantel, der die Aufnahmekammer nach außen begrenzt; sowie einen Temperierungskreislauf für ein flüssiges Temperierungsmedium mit einer Pumpe zur Zirkulation des Temperierungsmediums, wenigstens einem Wärmetauscher für einen Wärmeaustausch zwischen dem Temperierungsmedium und einer Atmosphäre einer Systemumgebung, und flüssigkeitsführenden Kanälen und Ventilen zur Bereitstellung und Selektion verschiedener Zirkulationswege in dem Temperierungskreislauf; wobei ein erster Zirkulationsweg des Temperierungskreislaufs zur inneren Temperierung des Batteriespeichers mit einem ersten Kanal in dem Batteriespeichergehäuse verbunden ist, der durch die Aufnahmekammer führend ausgebildet und in einem thermischen Kontakt mit den Batteriezellen oder den Aufnahmemitteln angeordnet ist. Erfindungswesentlich ist ein zweiter Zirkulationsweg des Temperierungskreislaufs zur äußeren Temperierung des Batteriespeichers mit einem zweiten Kanal in dem Batteriespeichergehäuse verbunden, der um die Aufnahmekammer herumführend ausgebildet und in thermischem Kontakt mit wenigstens zwei Flächenabschnitten des Gehäusemantels angeordnet ist. Der oben beschriebene, wenigstens eine Wärmetauscher kann auch für einen Wärmeaustausch zwischen dem Temperierungsmedium und einem nicht näher spezifizierten weiteren Temperiersystem geeignet sein

[0011] Gleichermaßen dient das erfindungsgemäße Verfahren zur Temperierung eines Batteriespeichers mittels eines vorzugsweise entsprechenden Temperierungssystems, mit den Schritten:

- Fördern einer Zirkulation eines Temperierungsmediums in einem Temperierungskreislauf, mittels einer Pumpe;

- Leiten des Temperierungsmediums über einen ersten Zirkulationsweg durch einen ersten Kanal in einem thermischen Kontakt mit Batteriezellen des Batteriespeichers zur inneren Temperierung.

[0012] Erfindungswesentlich umfasst das Verfahren den Schritt:

- Aufteilen der Zirkulation und paralleles Leiten von Teilströmen des Temperierungsmediums oder Zurückleiten der gesamten Zirkulation des Temperierungsmediums über einen zweiten Zirkulationsweg durch einen zweiten Kanal in einem thermischen Kontakt mit wenigstens zwei Flächenabschnitten eines Gehäusemantels des Batteriespeichers zur äußeren Temperierung, mittels wenigstens einem Wegeventil,

in Abhängigkeit einer Außentemperatur in einer Systemumgebung des Batteriespeichers.

[0013] Nach Definition der vorliegenden Offenbarung umfasst der Begriff Batteriespeicher insbesondere modular aufgebaute Batteriespeicher wie eine Traktionsbatterie für ein Fahrzeug, die mehrere Batteriemodule mit Batteriezellen aufweist. Der Begriff Batteriespeicher umfasst jedoch auch Batteriespeicher die Batteriezellen ohne eine modulare Zwischenstruktur enthalten, oder auch Batteriespeicher, die selbst ein Batteriemodul in einem modularen Batteriespeicher bilden.

[0014] Zur ergänzenden Erläuterung betrifft der Begriff Flächenabschnitte des Gehäusemantels nach Definition der vorliegenden Offenbarung unterschiedliche Flächen eines beispielsweise quaderförmigen oder sonstig geformten Gehäuses, die sich beispielsweise parallel zueinander ausgerichtet gegenüberliegen, oder aber in einem beliebigen Winkel zueinander ausgerichtet und sowohl zueinander beabstandet oder auch benachbart sein können. Dabei müssen die Flächenabschnitte keine ebene Erstreckung haben, sondern können auch gekrümmt sein. Ebenso können an einer Mantelfläche eines zylindrisch geformten Gehäuses verschiedene Flächenab-

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schnitte definiert sein, die sich hinsichtlich einer gegenseitigen Abgrenzung vorzugsweise in einem Winkel oder Sektor in Bezug zu einer Mittelachse der gemeinsamen Mantelfläche unterscheiden.

[0015] Die Erfindung sieht somit erstmals einen Aufbau für eine aktive thermische Abschirmung eines Batteriespeichers gegen äußere thermische Einflüsse vor. Im Verglich zu einer passiven thermischen Abschirmung in Form einer Isolationsschicht ist die erfindungsgemäße thermische Abschirmung lediglich zweitweise aktiv, situationsbedingt steuerbar und besonders wirksam in Bezug auf die thermische Leistungsfähigkeit der Abschirmung.

[0016] In der Umsetzung dieser aktiven thermischen Abschirmung sieht die erfindungsgemäße Temperierung vorrichtungstechnisch zwei verschiedene Zirkulationswege zur inneren Temperierung und zur äußeren Temperierung des Batteriespeichers mit demselben flüssigen Medium und vorzugsweise derselben Pumpe vor. Verfahrenstechnisch sieht die Umsetzung der aktiven thermischen Abschirmung eine situationsbedingt kontrollierte Förderung oder Unterbindung einer Zirkulation des Mediums zum thermischen Austausch zwischen einem äußeren Gehäuseabschnitt des Batteriespeichers und der Systemumgebung vor.

[0017] In zwei bemerkenswerten Vorteilen der Erfindung, verschafft diese sowohl eine schnellere als auch energieeffizientere Reaktion der Temperierung der Batteriezellen auf äußere Temperatureinflüsse, sei es beim Betriebsstart des Anwendungssystems oder wechselnden äußeren Bedingungen während des Betriebs oder auch nach und vor dem Betrieb, wie nachstehend erläutert wird.

[0018] Zum einen vermeidet die erfindungsgemäße Temperierung einen großen Wärmeeintrag oder einen großen Kälteeintrag aus der Umgebung auf die Batteriezellen im Inneren des Batteriespeichers. Dadurch wird verhindert, dass die Batteriezellen durch äußere Einwirkung von Wärme über eine Ideale Temperatur hinaus erwärmt werden und danach erst wieder durch das Temperierungsmedium abgekühlt werden müssen. In gleicherweise wird verhindert, dass die Batteriezellen durch äußere Einwirkung von Kälte unter eine Ideale Temperatur hinaus abgekühlt werden und danach erst wieder durch das Temperierungsmedium erwärmt werden müssen. Mit anderen Worten wird präventiv weniger Masse des Batteriespeichers durch die äußere Umgebung thermisch beeinflusst, womit im Falle eines der Idealtemperatur zuwiderlaufenden äußeren Einflusses, die Idealtemperatur an den Batteriezellen schneller und energiesparender wiederhergestellt oder auch konstant aufrechterhalten werden kann.

[0019] Die Vorteile einer schnelleren Reaktionszeit und höheren Effizienz der erfindungsgemäßen Temperierung lassen sich zudem auch durch das vorteilhafte strukturelle Merkmal des Batteriespeichergehäuses nachvollziehbar begründen, das eine Erweiterung thermisch durchströmter Bereiche eines Batteriespeichers bereitstellt. Durch die zusätzliche Durchströmung mehrerer, insbesondere äußerer Bereiche des Batteriespeichers wird eine Kanaldichte in Bezug auf eine Struktur des Batteriespeichers und eine thermische Wirkungsfläche für einen konventionsunterstützten Wärmeübergang von Strukturen des Batteriespeichers auf das Medium oder andersherum erheblich verbessert. Dabei wird das Gehäuse des Batteriespeichers, vorzugsweise von wenigstens zwei verschiedenen Seiten aus, unterstützend von außen nach innen temperiert.

[0020] Zusammen mit einer konventionellen Technik, die im Inneren des Batteriespeichers an den Batteriezellen ansetzt, werden somit bei der erfindungsgemäßen Temperierung bemerkenswerterweise zwei Ansätze zum Wärmeaustausch, ausgehend von innen nach außen wirkend als auch von außen nach innen wirkend, in entgegengesetzten Richtungen verfolgt. Demzufolge erzielt die erfindungsgemäße Temperierung eine schnellere thermische Durchdringung sowie eine homogene thermische Verteilung über die gesamte Struktur des Batteriespeichers.

[0021] Darüber hinaus ermöglichen es verfahrenstechnische Aspekte der erfindungsgemäßen Erfindung anhand der zwei in entgegengesetzten Richtungen wirkenden Ansätze zum Wärmeaustausch, einen inneren und äußeren Schwerpunkt der Temperierung des Batteriespeichers kontrolliert und gegebenenfalls unabhängig voneinander durchzuführen. Dies kann sowohl in Abhängigkeit einer betriebs- oder leistungsbedingten Temperaturentwicklung wie beispielsweise ei-

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nes Innenwiderstands der Batteriezellen, als auch in Abhängigkeit einer witterungsbedingten äußBeren Temperaturentwicklung erfolgen, um Bedingungen durch Jahreszeit oder Tag- und Nachtzeit gezielt lokal am Batteriespeicher entgegenzuwirken.

[0022] Aus den genannten technischen Vorteilen der Temperierung, die in einer Verbesserung der Temperierung, wie insbesondere einer konstanteren Temperaturführung des Batteriespeichers führen, ergibt sich der weitere Vorteil, dass die Batteriezellen auf einem konstanteren Temperaturniveau nahe einer für die Zellchemie schonenden Idealtemperatur gehalten werden. Geringere Temperaturschwankungen im Betrieb des Anwendungssystems, wie insbesondere in einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug, verlängern die Lebensdauer des Batteriespeichers, und erhöhen langfristig eine Restkapazität und Reichweite eines Fahrzeugs und somit den wirtschaftlichen Wert des Anwendungssystems mit dem Batteriespeicher.

[0023] Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann der zweite Kanal, zumindest abschnittsweise, in Form eines flächenförmigen flüssigkeitsführenden Mantels oder in Form eines Netzes aus mehreren parallel durchströmbaren Kanälen um die Aufnahmekammer herum ausgebildet sein. Somit kann eine nach außen abschirmende Durchströmungsdichte des zirkulierenden Temperierungsmediums durch das Batteriegehäuse erhöht oder maximiert werden. Gleichfalls wird eine Reaktionszeit des Wärmeaustauschs und Effizienz des Wärmeübergangs während der äußeren Temperierung des Batteriespeichers erhöht oder maximiert.

[0024] Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann der zweite Kanal innerhalb des Gehäusemantels angeordnet und/oder integral mit diesem ausgebildet sein. Somit kann eine Wärmeübergangsfläche auf eine Wand oder Gehäusestruktur auf eine gesamte Oberfläche des Kanals maximiert werden.

[0025] Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann der Gehäusemantel mit einer thermischen Isolationsschicht umgeben sein. Somit kann der Batteriespeicher auch passiv gegen äußere thermische Einflüsse geschützt werden.

[0026] Gemäß einem Aspekt der Erfindung können der erste Kanal und der zweite Kanal parallel zueinander durchströmbar in dem Temperierungskreislauf angeordnet sein. Durch eine thermische Parallelschaltung der beiden Kanäle wird eine lokale Verteilung der Temperierungsleistung über den Batteriespeicher ermöglicht.

[0027] Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das Temperierungssystem ein schaltbares, vorZzugsweise regelbares Wegeventil aufweisen, das in dem Temperierungskreislauf angeordnet und ausgangsseitig mit einem Eingang des ersten Kanals und einem Eingang des zweiten Kanals verbunden ist, für eine selektive Freigabe oder Aufteilung von Zirkulationswegen in dem Temperierungskreislauf. Durch eine Beeinflussung der thermischen Parallelschaltung der beiden Kanäle wird eine lokal variable Temperierungsleistung ermöglicht.

[0028] Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das Temperierungssystem ein schaltbares, vorZzugsweise regelbares Wegeventil aufweisen, das in dem Temperierungskreislauf angeordnet und eingangsseitig mit einem Ausgang des ersten Kanals und ausgangsseitig mit einem Eingang des zweiten Kanals verbunden ist, für eine selektive Verknüpfung von Zirkulationswegen in dem Temperierungskreislauf. Durch eine thermische Serienschaltung der beiden Kanäle wird Wärme in der Struktur des Batteriespeichers gleichmäßig verteilt werden.

[0029] Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das Temperierungssystem einen zweiten Wärmetauscher aufweisen, der vorzugsweise parallel zu dem ersten Wärmetauscher durchströmbar in dem Temperierungskreislauf angeordnet ist. Durch eine Aufteilung von Wärmetauschern, kann bei geringem Kühlbedarf ein Strömungswiderstand oder der Druckverlust in der Zirkulation verringert werden.

[0030] Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das Temperierungssystem ein schaltbares, vorZzugsweise regelbares Wegeventil aufweisen, das in dem Temperierungskreislauf angeordnet und ausgangsseitig mit Eingängen der zwei Wärmetauscher verbunden ist, für eine selektive Freigabe oder Aufteilung von Zirkulationswegen durch die zwei Wärmetauscher. Somit kann die Wärmeaustauschkapazität durch die zur Verfügung gestellte Kühlleistung variiert werden.

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[0031] Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das Temperierungssystem eine Heizvorrichtung aufweisen, die an dem Temperierungskreislauf, vorzugsweise in einem zweiten Zirkulationsweg des zweiten Kanals oder stromaufwärts desselben angeordnet ist, für einen Wärmeeintrag in das Temperierungsmedium. Somit kann der Batteriespeicher aktiv beheizt werden.

[0032] Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das Temperierungssystem einen in dem Batteriespeicher angeordneten Temperatursensor zur Erfassung einer Batterietemperatur aufweisen. Somit können verschiedene Maßnahmen in Betriebsmodi zur Vermeidung eines Kälteeintrags auf den Batteriespeicher ausgeführt werden, ohne Bedarf an externer Datenbereitstellung.

[0033] Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das Temperierungssystem einen an einer AuBenseite des Batteriespeichers oder in einer Systemumgebung angeordneten Temperatursensor zur Erfassung einer Außentemperatur aufweisen. Somit kann das System selbstständig Messungen durchführen, ohne Bedarf an externer Datenbereitstellung.

[0034] Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das Temperierungssystem eine weitere Pumpe aufweisen, wobei der Temperierungskreislauf in zwei getrennten Zirkulationswegen konfiguriert ist oder mittels der Wegeventile umschaltbar ist, wobei den zwei getrennten Zirkulationswegen jeweils eine der Pumpen und einer von dem ersten Kanal und dem zweiten Kanal zugeordnet ist. Somit wird eine alternative Konfiguration für zwei getrennte Zirkulationen vorgeschlagen.

[0035] Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das Verfahren ferner verschiedene aus folgenden Schritten umfassen:

- Erfassen einer Batterietemperatur in dem Batteriespeicher mittels eines Temperatursensors; und

- Einstellen einer Fördermenge der Pumpe mittels einer Pumpenantriebsleistung,

in Abhängigkeit einer vorgegebenen Solltemperatur für die Batteriezellen oder einer Differenz zwischen der Solltemperatur und der erfassten Batterietemperatur;

[0036] Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das Verfahren ferner verschiedene aus folgenden Schritten umfassen:

- Erfassen einer Außentemperatur an einer Außenseite des Batteriespeichers oder in einer Systemumgebung mittels eines Temperatursensors;

- Vergleichen, der erfassten Außentemperatur mit der vorgegebenen Solltemperatur für die Batteriezellen; und

- Bestimmen, ob die Außentemperatur: - in einem Toleranzbereich um die Solltemperatur liegt, - über dem Toleranzbereich um die Solltemperatur liegt, oder - unter dem Toleranzbereich um die Solltemperatur liegt.

[0037] Somit werden verschiedene Maßnahmen zur Einordnung, Regelung oder Optimierung eines Bedarfs einer Kühlleistung oder Wärmeleistung für den Batteriespeicher ausgeführt.

[0038] Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das Verfahren ferner verschiedene aus folgenden Schritten umfassen:

- Aufteilen der Zirkulation in dem Temperierungskreislauf stromaufwärts des Batteriespeichers in Teilströme des Temperierungsmediums;

- paralleles Leiten der Teilströme des Temperierungsmediums über den ersten Zirkulationsweg des ersten Kanals zur inneren Temperierung des Batteriespeichers und über den zweiten Zirkulationsweg des zweiten Kanals zur äußeren Temperierung des Batteriespeichers, mittels eines Wegeventils; und

- Zusammenführen der Teilströme des Temperierungsmediums aus den Zirkulationswegen des ersten Kanals und des zweiten Kanals stromabwärts des Batteriespeichers, vorzugsweise

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mittels eines Wegeventils;

wenn zuvor bestimmt wurde, dass die Außentemperatur über dem Toleranzbereich um die Solltemperatur liegt.

[0039] Somit werden verschiedene Maßnahmen in einem Betriebsmodus zur Vermeidung eines Wärmeeintrags auf den Batteriespeicher ausgeführt.

[0040] Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das Verfahren ferner verschiedene aus folgenden Schritten umfassen:

- Zurückleiten der gesamten Zirkulation des Temperierungsmediums in dem Temperierungskreislauf stromabwärts des Batteriespeichers nach dem ersten Zirkulationsweg des ersten Kanals zur inneren Temperierung des Batteriespeichers über den zweiten Zirkulationsweg des zweiten Kanals zur äußeren Temperierung des Batteriespeichers, mittels eines Wegeventils;

und optional

- aktives Beheizen des Temperierungsmediums in dem Temperierungskreislauf mittels einer Heizvorrichtung;

oder optional

- passives Beheizen des Temperierungsmediums in dem Temperierungskreislauf mittels Abwärme aus wenigstens einem energetischen Verbraucher;

wenn zuvor bestimmt wurde, dass die Außentemperatur unter dem Toleranzbereich um die Solltemperatur liegt.

[0041] Somit werden verschiedene Maßnahmen in Betriebsmodi zur Vermeidung eines Kälteeintrags auf den Batteriespeicher 20 ausgeführt.

[0042] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel in unterschiedlichen, umschaltbaren Betriebsmodi im Einzelnen beschrieben ist. Es zeigen schematisch:

[0043] Fig. 1 ein Blockschaltdiagramm einer erfindungsgemäßen Ausführungsform des Temperierungssystems in einem Betriebsmodus für eine Außentemperatur nahe einer Solltemperatur der Batteriezellen;

[0044] Fig. 2 ein Blockschaltdiagramm der erfindungsgemäßen Ausführungsform des Temperierungssystems in einem anderen Betriebsmodus für eine hohe Außentemperatur; und

[0045] Fig. 3 ein Blockschaltdiagramm der erfindungsgemäßen Ausführungsform des Temperierungssystems in einem weiteren Betriebsmodus für eine niedrige Außentemperatur.

[0046] Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Temperierungssystems 100, das sich in einem Betriebsmodus von mehreren umschaltbaren, nachstehend erläuterten Betriebsmodi befindet.

[0047] Das Temperierungssystem 100 dient zur Temperierung eines Batteriespeichers 20 mit Batteriezellen 22 und einem Batteriespeichergehäuse 10. Das Batteriegehäuse 10 hat einen Gehäusemantel 14, der eine Aufnahmekammer 13 nach außen hin umschließt, um die darin aufgenommenen Batteriezellen 22 sowie eine Verdrahtung, Sensoren u.v.m. vor äußeren Einflüssen zu schützen. Um den Gehäusemantel 14 herum ist eine Isolationsschicht 15 aus einem Hartschaum oder einem anderen Isolationsmedium aufgebracht, die das Batteriegehäuse 10 nach außen thermisch isoliert.

[0048] Die Batteriezellen 22 sind in der Aufnahmekammer 13 durch Aufnahmemittel (nicht dargestellt) fixiert, die eine formschlüssige Struktur zu der Form der Batteriezellen 22 aufweisen und einen Flächenkontakt zu den Enden oder einer Mantelfläche der Batteriezellen 22 herstellen.

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Dieser Flächenkontakt dient als thermischer Kontakt zur Abfuhr von Abwärme aus den Batteriezellen 22. Ein flüssigkeitsführender erster Kanal 11 des Batteriespeichergehäuses 10 führt an den thermischem Kontakt der Aufnahmemittel zu den Batteriezellen 22 vorbei und ist vorzugsweise zumindest teilweise integral in den Aufnahmemitteln ausgebildet. Alternativ ist der erste Kanal 11 in Form von Rohr- oder Leitungselementen ausgebildet, die in Kontakt mit den Batteriezellen 22 angeordnet sind. WMederum alternativ umfasst der erste Kanal 11 ein Reservoir, in dem die Batteriezellen 22 in Form eines Tauchbades in direktem Kontakt mit einem Temperierungsmedium M stehen, das durch den ersten Kanal 11 fließt.

[0049] In dem Gehäusemantel 14 ist ein flüssigkeitsführender zweiter Kanal 12 des Batteriespeichergehäuses 10 ausgebildet. Der zweite Kanal 12 verläuft vorzugsweise innerhalb einer Wandstärke des Gehäusemantels 14 und ist als eine Kavität oder eine Mehrzahl von Kavitäten in einem Material des Batteriespeichergehäuses 10 ausgebildet. Alternativ ist der zweite Kanal 12 in Form von Rohr- oder Leitungselementen ausgebildet, die in Kontakt mit einer Innenseite oder einer Außenseite des Gehäusemantels 14 angeordnet sind. Die Kavitäten, Rohr- oder Leitungselemente bilden gemeinsam ein Netz von Kanälen aus, die nacheinander oder vorzugsweise parallel durchströmbar sind. In einer bevorzugten Ausgestaltung bilden die Kavitäten eine flüssigkeitsführende Schicht im Sinne eines Mantelstromes durch die Wand des Gehäusemantels 14 aus. Dabei durchströmt das flüssigkeitsführende Netz von Kanälen oder der Flüssigkeitsmantel des zweiten Kanal 12 im Fall einer quaderförmigen Gestalt des Gehäusemantels 14 wenigstens zwei, vorzugsweise vier oder alle sechs Seitenflächen, um die Aufnahmekammer 13 mit den Batteriezellen 22 zur Außenseite thermisch abzuschirmen.

[0050] Der erste Kanal 11 und der zweite Kanal 12 des Batteriegehäuses 10 sind über außenliegende Anschlüsse mit Kanälen oder Leitungen eines Temperierungskreislaufs 30 des Temperierungssystems 100 verbunden. In der dargestellten Ausführungsform sind ein Eingang und ein Ausgang des ersten Kanals 11 an den Temperierungskreislauf 30 angeschlossen, und zwei alternative Eingänge und zwei alternative Ausgänge des zweiten Kanals 12 an den Temperierungskreislauf 30 angeschlossen. Alternativ lässt sich je nach Konfiguration der Anzahl von Leitungen und Ventile des Temperierungskreislaufs 30 auch eine andere Anzahl von Anschlüssen realisieren, wie beispielsweise nur ein Eingang und ein Ausgang für den zweiten Kanal 12.

[0051] Der Temperierungskreislauf 30 umfasst eine Pumpe 33, ein erstes Wegeventil 34 und ein zweites Wegeventil 35 zur Umstellung und vorzugsweise Einstellung von Zirkulationswegen in verschiedenen Betriebsmodi der Temperierung, zwei Wärmetauscher 31 und 32 zur Abführung von Wärme In die Umgebung oder ein nicht dargestelltes weiteres Temperiersystem, ein drittes Wegeventil 36 zur Umstellung und vorzugsweise Einstellung einer genutzten Wärmeaustauschkapazität über die beiden Wärmetauscher 31 und 32, und eine elektrische Heizvorrichtung 16 zur optionalen Beheizung des Temperierungsmedium M in dem Temperierungskreislauf 30.

[0052] Die Pumpe 33 ist zwischen dem ersten Wegeventil 34 und dem Eingang des ersten Kanals 11 angeordnet. Das erste Wegeventil 34 hat drei schaltbare Stellungen und ist einerseits stromaufwärts der Pumpe 33 und stromaufwärts eines Eingangs des zweiten Kanals 12 angeordnet, sowie andererseits stromabwärts eines Ausgangs des zweiten Kanals 12 und stromabwärts der Wärmetauscher 31 und 32 angeordnet. Das zweite Wegeventil 35 hat drei schaltbare Stellungen und ist einerseits strromabwärts des Ausgangs des ersten Kanals 11 und stromabwärts eines Ausgangs des zweiten Kanals 22 angeordnet, sowie andererseits stromaufwärts des dritten Wegeventils 36 und stromaufwärts der Heizvorrichtung 16 angeordnet. Die Heizvorrichtung 16 ist stromaufwärts eines Eingangs des zweiten Kanals 12 angeordnet. Das dritte Wegeventil 36 hat zwei schaltbare Stellungen und ist stromaufwärts von den zwei Wärmetauschern 31 und 32 angeordnet. Die zwei Wärmetauscher 31 und 32 können ebenso durch einen Wärmetauscher mit mehreren durchströmbaren Stufen oder Modulen oder einer stufenlosen Einstellung für eine Wärmeaustauschkapazität oder durch eine andere Anzahl von Wärmetauschern realisiert werden.

[0053] Zudem ist das Temperierungssystem 100 mit nicht weiter dargestellten Komponenten einer Steuerungstechnik ausgestattet, die einen Temperatursensor zur Erfassung einer Batterietemperatur TB in dem Batteriespeicher 20, einen Temperatursensor zur Erfassung einer Außen-

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temperatur TA außerhalb des Batteriespeichers 20, eine CPU mit einem Steuerungsprogramm und Signalverbindungen zu Aktoren an den Wegeventilen 34, 35 und 36, zu einem Antrieb der Pumpe 33 und zu der Heizvorrichtung 16 umfasst.

[0054] In Fig. 1 ist ein Betriebsmodus des Temperierungssystems 100 dargestellt, der eingeschaltet wird, wenn die Außentemperatur TA nahe bei einer vorgegebenen Solltemperatur TS für die Batteriezellen 22 liegt, d.h. wenn kein wesentlicher, störender Temperatureinfluss von außen auf das Temperierungssystem 100 einwirkt. Mit anderen Worten liegt die Außentemperatur TA in einer durch den Temperartursensor erfassten Systemumgebung des Batteriespeichers 20 ungefähr auf der vorgegebenen Solltemperatur TS. Alternativ liegt die Außentemperatur TA Batteriezellen 22 gewährleistet ist, sowie eine möglichst geringe Alterung der Zellchemie der Batteriezellen 22 zu erwarten ist.

[0055] In diesem Betriebsmodus ist ein zweiter Zirkulationsweg durch den zweiten Kanal 12 zur äußeren Temperierung des Batteriespeichers 20 nicht erforderlich und nicht aktiv. Die Pumpe 33 fördert das Temperierungsmedium M durch den ersten Kanal 11 zur inneren Temperierung des Batteriespeichers 20, um eine Abwärme infolge des Innenwiderstands der Batteriezellen 22 während einer Leistungsabgabe oder Leistungsaufnahme aufzunehmen und abzuführen. Der erste Zirkulationsweg Z1 des Temperierungsmediums M in dem ersten Kanal 11 wird über das zweite Wegeventil 35 und über das dritte Wegeventil 36 durch den ersten Wärmetauscher 31 geführt und gelangt über das erste Wegeventil 34 zurück zu der Pumpe 33. In diesem Betriebsmodus wird eine Fördermenge der Pumpe 33 durch den ersten Kanal 11 zur inneren Temperierung des Batteriespeichers 20 mit einer Leistungsansteuerung eines Pumpenantriebs in Abhängigkeit eines Kühlleistungsbedarfs der Batteriezellen 22 geregelt. Hierzu erfasst der in dem Batteriespeicher 20 oder direkt an einer Batteriezelle 22 angeordnete Temperatursensor die Batterietemperatur TB, die als Parameter für den Kühlleistungsbedarf verwendet wird.

[0056] Fig. 2 zeigt dasselbe Temperierungssystem 100 mit umgeschalteten Wegeventilen 34, 35 und 36 in einem anderen Betriebsmodus, der eingestellt wird, wenn die Außentemperatur TA größer als die vorgegebene Solltemperatur TS ist, oder alternativ eine Abweichung der höheren Außentemperatur TA außerhalb des zuvor genannten akzeptablen Toleranzbereichs in Bezug auf die Solltemperatur TS liegt. Demzufolge wirkt von außen ein Wärmeeintrag auf das Temperierungssystem 100 ein, der einer Temperierung der Batteriezellen 22 auf konstanter Solltemperatur TS entgegenwirkt, und demnach durch eine aktive thermische Abschirmung bereits in einem äußeren Bereich des Batteriespeichers 20, also dem Batteriespeichergehäuse 10 abgefangen werden soll.

[0057] Hierzu wird zunächst die Fördermenge der Pumpe 33 im Vergleich zu dem Betriebsmodus in Fig. 1 erhöht, um die äußere Temperierung des Batteriespeichers 20 zusätzlich, also unabhängig und ohne Verminderung der geregelten inneren Temperierung versorgen zu können. Zudem gibt das erste Wegeventil 34 in einer Ventilstellung K2 eine Verbindung zwischen dem Temperierungskreislauf 30 und einem der Eingänge des zweiten Kanals 12 in dem Gehäusemantel 14 zur äußeren Temperierung des Batteriespeichers 20 frei. Genauer genommen teilt das erste

[0058] Hierzu wird zunächst die Fördermenge der Pumpe 33 im Vergleich zu dem Betriebsmodus in Fig. 1 erhöht, um die äußere Temperierung des Batteriespeichers 20 zusätzlich, also unabhängig und ohne Verminderung der geregelten inneren Temperierung versorgen zu können. Zudem gibt das erste Wegeventil 34 in einer Ventilstellung K2 eine Verbindung zwischen dem Temperierungskreislauf 30 und einem der Eingänge des zweiten Kanals 12 in dem Gehäusemantel 14 zur äußeren Temperierung des Batteriespeichers 20 frei. Genauer genommen teilt das erste Wegeventil 34 einen Gesamtstrom des zirkulierenden Temperierungsmediums M auf zwei Teilströme durch zwei Zirkulationswege Z1 und Z2 durch das Batteriespeichergehäuse 10, d.h. über den ersten Kanal 11 und über den zweiten Kanal 12 auf. Nach dem die Teilströme des Temperierungsmediums M die beiden Zirkulationswege Z1 und Z2 zur inneren und äußeren Temperierung des Batteriespeichers 20 parallel durchströmt haben, werden diese an den Ausgängen des ersten Kanals 11 und des zweiten Kanals 12 in dem zweiten Wegeventil 35 wieder zusammengeführt und zu dem dritten Wegeventil 36 geleitet. Das dritte Wegeventil 36 gibt in der Ventilstel-

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lung K2 zwei Zirkulationswege Z1 und Z2 durch beide Wärmetauscher 31 und 32 frei, womit die bereitgestellte Wärmeaustauschkapazität, also die abrufbare Kühlleistung für das zirkulierende Temperierungsmedium M an die erhöhte Fördermenge angepasst wird.

[0059] Der in Fig. 2 gezeigte Betriebsmodus umfasst Variationen, um auf einen Kühlleistungsbedarf der äußeren Temperierung des Batteriespeichers 20 unabhängig von der inneren Temperierung reagieren zu können. So kann je nach Differenz zwischen der Außentemperatur TA und der Solltemperatur TS die Fördermenge von einer zusätzlichen Fördermenge für die äußere Temperierung bis zu einer maximalen Fördermenge der Pumpe 33 geregelt werden. In entsprechendem Maße kann mittels Einstellung einer Drosselfunktion des ersten Wegeventils 34 in der Ventilstellung K2 eine Aufteilung des Fördermediums M von einem geringen Teilstrom bis auf einen förderdruck abhängigen maximalen Teilstrom des zweiten Zirkulationsweges Z2 durch den zweiten Kanal 12 geregelt werden, und zwar weitgehend unabhängig von dem Teilstrom des ersten Zirkulationsweges Z1 durch den ersten Kanal 11. Ebenso kann zur Unterstützung der Kühlkapazität des ersten Wärmetauschers 31 in entsprechendem Maße mittels Einstellung einer Drosselfunktion des dritten Wegeventils 36 in der Ventilstellung K2 eine Aufteilung des Temperierungsmediums M von einem geringen Teilstrom bis auf einen liegt. Demzufolge wirkt von außen ein Kälteeintrag auf das Temperierungssystem 100 ein, der einer Temperierung der Batteriezellen 22 auf konstanter Solltemperatur TS entgegenwirkt, und demnach durch die aktive thermische Abschirmung im äußeren Bereich des Batteriespeichers 20 abgefangen werden soll.

[0060] Hierzu muss je nach Temperaturdifferenz zwischen der Außentemperatur TA und der Solltemperatur TS die Fördermenge der Pumpe 33 im Vergleich zu dem Betriebsmodus in Fig. 1 nicht zwangsweise erhöht werden, um die äußere Temperierung des Batteriespeichers 20 zu realisieren. Das liegt daran, dass die in diesem Betriebsmodus der erste Kanal 11 und der zweite Kanal 12 nacheinander von einem Gesamtstrom durchlaufen werden, und nicht ein zweiter Zirkulationsweg Z2 von einem zusätzlich abgeteilten Teilstrom aus einem erhöhten Gesamtstrom durchlaufen wird, wie in dem Betriebsmodus in Fig. 2.

[0061] Dazu leitet das zweite Wegeventil 35 in der Ventilstellung K1 das Temperierungsmedium M nach dem Ausgang des ersten Kanals 11 in dem Temperierungskreislauf 30 zu einem der Eingänge des zweiten Kanals 12 in dem Gehäusemantel 14 zur äußeren Temperierung des Batteriespeichers 20 um. Nach dem der Gesamtstrom des Temperierungsmediums M die beiden Zirkulationswege Z1 und Z2 zur inneren und äußeren Temperierung des Batteriespeichers 20 nacheinander, d.h. in der dargestellten Anordnung gegenläufig, durchströmt hat, wird dieser über das erste Wegeventil 34 in der Ventilstellung K1 zurück zu einer Ansaugseite der Pumpe 33 geführt.

[0062] Der in Fig. 3 gezeigte Betriebsmodus umfasst Variationen, um auf einen Wärmeleistungsbedarf der äußeren Temperierung des Batteriespeichers 20 reagieren zu können. So können je nach Differenz zwischen der Außentemperatur TA und der Solltemperatur TS die Fördermenge der Pumpe 33 und ein Wärmeeintrag einer aktiven oder passiven Beheizung in das zirkulierende Temperierungsmedium M geregelt werden.

[0063] Wenn die Differenz zwischen der Außentemperatur TA und der Solltemperatur TS gering ist, oder aufgrund von Abwärme der Batteriezellen 22 im Betrieb eine Differenz zwischen der Batterietemperatur TB und der Solltemperatur TS bereits ausreichend groß ist, wird der Gehäusemantel 14 über den zweiten Kanal 12 passiv beheizt. Hierzu wird Abwärme aus den Batteriezellen 22, die anderenfalls über die Wärmetauscher 31 und 32 abgeführt werden würde, von dem Wärmeeintrag einer aktiven oder passiven Beheizung in das zirkulierende Temperierungsmedium M geregelt werden.

[0064] Wenn die Differenz zwischen der Außentemperatur TA und der Solltemperatur TS gering ist, oder aufgrund von Abwärme der Batteriezellen 22 im Betrieb eine Differenz zwischen der Batterietemperatur TB und der Solltemperatur TS bereits ausreichend groß ist, wird der Gehäusemantel 14 über den zweiten Kanal 12 passiv beheizt. Hierzu wird Abwärme aus den Batteriezellen 22, die anderenfalls über die Wärmetauscher 31 und 32 abgeführt werden würde, von dem Temperierungsmedium M in dem ersten Kanal 11 aufgenommen und danach in dem zweiten

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Kanal 12 abgegeben.

[0065] Wenn die Differenz zwischen der Außentemperatur TA und der Solltemperatur TS groß ist, oder keine wesentliche Abwärme aus den Batteriezellen 22 vorliegt, wird der Gehäusemantel 14 über den zweiten Kanal 12 aktiv beheizt. Dazu wird die elektrisch betriebene Heizvorrichtung 16 eingeschaltet oder temperaturabhängig geregelt, die das Temperierungsmedium M vor Eintritt in den zweiten Kanal 12 erwärmt.

[0066] In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform kann das Temperierungssystem 100 Ventile und Leitungen oder Kanäle für einen zuschaltbaren Zirkulationsweg umfassen, der in einem thermischen Kontakt mit einem Abwärme erzeugenden Verbraucher des Anwendungssystems, wie einem Elektromotor, einem Inverter, sonstiger Leistungselektronik, einer Verbrennungsmaschine oder dergleichen in einem thermischen Kontakt steht. Dieser zuschaltbare Zirkulationsweg kann in dem Betriebsmodus in Fig. 3 stromaufwärts mit dem zweiten Kanal 12 verbindbar sein und als Wärmequelle zur passiven Beheizung des Gehäusemantels 14 durch Abwärme der entsprechenden energetischen Verbraucher genutzt werden.

[0067] In einer nicht weiter dargestellten Ausführungsform kann das Temperierungssystem 100 eine zweite Pumpe umfassen, die dem zweiten Zirkulationsweg durch den zweiten Kanal 12 zugeordnet ist. Somit können getrennte Zirkulationswege unabhängig voneinander betrieben werden.

[0068] Die voranstehenden Erläuterungen der Ausführungsformen beschreiben die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

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BEZUGSZEICHENLISTE

10 Batteriespeichergehäuse

11 erster Kanal

12 zweiter Kanal

13 Aufnahmekammer

14 Gehäusemantel

15 Isolationsschicht

16 Heizvorrichtung

20 Batteriespeicher

22 Batteriezellen

30 Temperierungskreislauf

31 Erster Wärmetauscher

32 Zweiter Wärmetauscher

33 Pumpe

34 Wegeventil mit drei Schaltzuständen 35 Wegeventil mit drei Schaltzuständen 36 Wegeventil mit zwei Schaltzuständen

100 Temperierungssystem

K1 Ventilstellung eines Betriebsmodus

K2 Ventilstellung eines Betriebsmodus

M Temperierungsmedium

TA Außentemperatur in Systemumgebung TB Batterietemperatur im Batteriespeicher TS Solltemperatur für die Batteriezellen

Z1 erster Zirkulationsweg durch ersten Kanal

Z2 zweiter Zirkulationsweg durch zweiten Kanal

Claims (1)

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   Patentansprüche

   1. Batteriespeichergehäuse (10) zur Temperierung eines Batteriespeichers (20) aufweisend: eine Aufnahmekammer (13) mit Aufnahmemitteln zur Aufnahme von Batteriezellen (22); einen Gehäusemantel (14), der die Aufnahmekammer (13) nach außen begrenzt; und

   Kanäle zur Bereitstellung von Zirkulationswegen (Z1, Z2) für ein flüssiges Temperierungsmedium (M), wobei

   ein erster Kanal (11) zur inneren Temperierung des Batteriespeichers (20) durch die Aufnahmekammer (13) führend ausgebildet und in einem thermischen Kontakt mit den Batteriezellen (22) oder den Aufnahmemitteln angeordnet ist;

   dadurch gekennzeichnet, dass

   ein zweiter Kanal (12) zur äußeren Temperierung des Batteriespeichers (20) um die Aufnahmekammer (13) im Wesentlichen herumführend ausgebildet und in thermischem Kontakt mit wenigstens zwei Flächenabschnitten des Gehäusemantels (14) angeordnet ist.

   2. Batteriespeichergehäuse (10) nach Anspruch 1, wobei der zweite Kanal (12), zumindest abschnittsweise, in Form eines flächenförmigen flüssigkeitsführenden Mantels oder in Form eines Netzes aus mehreren parallel durchströmbaren Kanälen um die Aufnahmekammer (13) herum ausgebildet ist.

   3. Batteriespeichergehäuse (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite Kanal (12) innerhalb des Gehäusemantels (14) angeordnet und/oder integral mit diesem ausgebildet ist.

   4. Batteriespeichergehäuse (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Gehäusemantel (14) mit einer thermischen Isolationsschicht (15) umgeben ist.

   5. Batteriespeichergehäuse (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, aufweisend eine Heizvorrichtung (16), die in Zuordnung eines thermischen Kontaktes mit dem zweiten Kanal (12) an dem Gehäusemantel (14) angeordnet ist, für einen Wärmeeintrag in das Temperierungsmedium (M).

   6. Temperierungssystem (100) zur Temperierung eines Batteriespeichers (20), aufweisend:

   ein Batteriespeichergehäuse (10) mit:

   einer Aufnahmekammer (13) mit Aufnahmemitteln zur Aufnahme von Batteriezellen (22), und

   einem Gehäusemantel (14), der die Aufnahmekammer (13) nach außen begrenzt; einen Temperierungskreislauf (30) für ein flüssiges Temperierungsmedium (M) mit: einer Pumpe (33) zur Zirkulation des Temperierungsmediums (M);

   wenigstens einem Wärmetauscher (31, 32) für einen Wärmeaustausch zwischen dem Temperierungsmedium (M) und einer Atmosphäre einer Systemumgebung einer Systemumgebung oder einem Kühlsystem, und

   flüssigkeitsführenden Kanälen und Ventilen zur Bereitstellung und Selektion verschiedener Zirkulationswege (Z1, Z2) in dem Temperierungskreislauf (30); wobei

   ein erster Zirkulationsweg (Z1) des Temperierungskreislaufs (30) zur inneren Temperierung des Batteriespeichers (20) mit einem ersten Kanal (11) in dem Batteriespeichergehäuse (10) verbunden ist, der durch die Aufnahmekammer (13) führend ausgebildet und in einem thermischen Kontakt mit den Batteriezellen (22) oder den Aufnahmemitteln angeordnet ist;

   dadurch gekennzeichnet, dass

   ein zweiter Zirkulationsweg (Z2) des Temperierungskreislaufs (30) zur äußeren Temperierung des Batteriespeichers (20) mit einem zweiten Kanal (12) in dem Batteriespeichergehäuse (10) verbunden ist, der um die Aufnahmekammer (13) im Wesentlichen herumführend ausgebildet und in thermischem Kontakt mit wenigstens zwei Flächenabschnitten des Gehäusemantels (14) angeordnet ist.

   10.

   11.

   12.

   13.

   14.

   15.

   16.

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   Temperierungssystem (100) nach Anspruch 6, wobei der erste Kanal (11) und der zweite Kanal (12) parallel zueinander durchströmbar in dem Temperierungskreislauf (30) angeordnet sind.

   Temperierungssystem (100) nach Anspruch 6 oder 7, aufweisend ein schaltbares, vorzugsweise regelbares Wegeventil (34), das in dem Temperierungskreislauf (30) angeordnet und ausgangsseitig mit einem Eingang des ersten Kanals (11) und einem Eingang des zweiten Kanals (12) verbunden ist, für eine selektive Freigabe oder Aufteilung von Zirkulationswegen (Z1, Z2) in dem Temperierungskreislauf (30).

   Temperierungssystem (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, aufweisend ein schaltbares Wegeventil (35), das in dem Temperierungskreislauf (30) angeordnet und eingangsseitig mit einem Ausgang des ersten Kanals (11) und ausgangsseitig mit einem Eingang des zweiten Kanals (12) verbunden ist, für eine selektive Verknüpfung von Zirkulationswegen (Z1, Z2) in dem Temperierungskreislauf (30).

   Temperierungssystem (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, aufweisend einen zweiten Wärmetauscher (32), der vorzugsweise parallel zu dem ersten Wärmetauscher (31) durchströmbar in dem Temperierungskreislauf (30) angeordnet ist.

   Temperierungssystem (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, aufweisend ein schaltbares, vorzugsweise regelbares Wegeventil (36), das in dem Temperierungskreislauf (30) angeordnet und ausgangsseitig mit Eingängen der zwei Wärmetauscher (31, 32) verbunden ist, für eine selektive Freigabe oder Aufteilung von Zirkulationswegen durch die zwei Wärmetauscher (31, 32).

   Temperierungssystem (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 11, aufweisend eine Heizvorrichtung (16), die an dem Temperierungskreislauf (30), vorzugsweise in einem zweiten Zirkulationsweg (Z2) des zweiten Kanals (12) oder stromaufwärts desselben angeordnet ist, für einen Wärmeeintrag in das Temperierungsmedium (M).

   Temperierungssystem (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 12, aufweisend einen in dem Batteriespeicher (20) angeordneten Temperatursensor zur Erfassung einer Batterietemperatur.

   Temperierungssystem (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 13, aufweisend einen an einer Außenseite des Batteriespeichers (20) oder in einer Systemumgebung angeordneten Temperatursensor zur Erfassung einer Außentemperatur (TA).

   Temperierungssystem (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 14, aufweisend eine weitere Pumpe, wobei der Temperierungskreislauf (30) in zwei getrennten Zirkulationswegen (Z1, Z2) konfiguriert ist oder mittels der Wegeventile (34, 35, 36) umschaltbar ist, wobei den zwei getrennten Zirkulationswegen (Z1, Z2) jeweils eine der Pumpen und einer von dem ersten Kanal (11) und dem zweiten Kanal (12) zugeordnet ist.

   Verfahren zur Temperierung eines Batteriespeichers (20) mittels eines Temperierungssystems (100), vorzugsweise eines nach den Ansprüche 6 bis 15, mit den Schritten:

   - Fördern einer Zirkulation eines Temperierungsmediums (M) in einem Temperierungskreislauf (30) mittels einer Pumpe (33);

   Leiten des Temperierungsmediums (M) über einen ersten Zirkulationsweg (Z1) durch einen ersten Kanal (11) in einem thermischen Kontakt mit Batteriezellen (22) des Batteriespeichers (20) zur inneren Temperierung; gekennzeichnet durch den Schritt:

   - Aufteilen der Zirkulation und paralleles Leiten von Teilströmen des Temperierungsmediums (M) oder Zurückleiten der gesamten Zirkulation des Temperierungsmediums (M) über einen zweiten Zirkulationsweg (Z2) durch einen zweiten Kanal (12) in einem thermischen Kontakt mit wenigstens zwei Flächenabschnitten eines Gehäusemantels (14) des Batteriespeichers (20) zur äußeren Temperierung, mittels wenigstens einem Wegeventil (34, 35),

   in Abhängigkeit einer Außentemperatur (TA) in einer Systemumgebung des Batteriespeichers (20).

   17. Verfahren zur Temperierung nach Anspruch 16, mit den Schritten:

   - Erfassen einer Batterietemperatur (TB) in dem Batteriespeicher (20) mittels eines Temperatursensors; und

   - Einstellen einer Fördermenge der Pumpe (33) mittels einer Pumpenantriebsleistung,

   in Abhängigkeit einer vorgegebenen Solltemperatur (TS) für die Batteriezellen (22) oder einer Differenz zwischen der Solltemperatur (TS) und der erfassten Batterietemperatur (TB).

   18. Verfahren zur Temperierung nach Anspruch 16 oder 17, mit den Schritten:

   - Erfassen einer Außentemperatur (TA) an einer Außenseite des Batteriespeichers (20) oder in einer Systemumgebung mittels eines Temperatursensors;

   - Vergleichen, der erfassten Außentemperatur (TA) mit der vorgegebenen Solltemperatur (TS) für die Batteriezellen (22); und

   - Bestimmen, ob die Außentemperatur (TA): - In einem Toleranzbereich um die Solltemperatur (TS) liegt, - über dem Toleranzbereich um die Solltemperatur (TS) liegt, oder - unter dem Toleranzbereich um die Solltemperatur (TS) liegt. 19. Verfahren zur Temperierung nach Anspruch 18, mit den Schritten:

   - Aufteilen der Zirkulation in dem Temperierungskreislauf (30) stromaufwärts des Batteriespeichers (20) in Teilströme des Temperierungsmediums (M); und

   - paralleles Leiten der Teilströme des Temperierungsmediums (M) über den ersten Zirkulationsweg (Z1) des ersten Kanals (11) zur inneren Temperierung des Batteriespeichers (20) und über den zweiten Zirkulationsweg (Z2) des zweiten Kanals (12) zur äußBeren Temperierung des Batteriespeicher (20), mittels eines Wegeventils (34); und

   - Zusammenführen der Teilströme des Temperierungsmediums (M) aus den Zirkulationswegen (Z1, Z2) des ersten Kanals (11) und des zweiten Kanals (12) stromabwärts des Batteriespeichers (20), vorzugsweise mittels eines Wegeventils (35);

   wenn zuvor bestimmt wurde, dass die Außentemperatur (TA) über dem Toleranzbereich um die Solltemperatur (TS) liegt.

   20. Verfahren zur Temperierung nach Anspruch 18, mit den Schritten:

   - Zurückleiten der gesamten Zirkulation des Temperierungsmediums (M) in dem Temperierungskreislauf (30) stromabwärts des Batteriespeichers (20) nach dem ersten Zirkulationsweg (Z1) des ersten Kanals (11) zur inneren Temperierung des Batteriespeichers (20) über den zweiten Zirkulationsweg (Z2) des zweiten Kanals (12) zur äußeren Temperierung des Batteriespeichers (20), mittels eines Wegeventils (35); und

   wenn zuvor bestimmt wurde, dass die Außentemperatur (TA) unter dem Toleranzbereich um die Solltemperatur (TS) liegt.

   21. Verfahren zur Temperierung nach Anspruch 20, mit dem Schritt:

   - aktives Beheizen des Temperierungsmediums (M) in dem Temperierungskreislaufs (30) mittels einer Heizvorrichtung (16);

   wenn zuvor bestimmt wurde, dass die Außentemperatur (TA) unter dem Toleranzbereich um die Solltemperatur (TS) liegt.

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   22. Verfahren zur Temperierung nach Anspruch 20, mit den Schritten:

   - passives Beheizen des Temperierungsmediums (M) in dem Temperierungskreislaufs (30) mittels Abwärme aus wenigstens einem energetischen Verbraucher;

   wenn zuvor bestimmt wurde, dass die Außentemperatur (TA) unter dem Toleranzbereich um die Solltemperatur (TS) liegt.

   Hierzu 3 Blatt Zeichnungen