用于车辆电池的冷却系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于车辆电池的冷却系统，其包括至少一个冷却剂管路(通过其来运输冷却剂)以及用于冷却剂的运输的冷却剂泵。此外，设置有用于测定在冷却剂管路内的压力的压力传感器和联结在压力传感器处的分析装置。
【背景技术】
[0002]混合动力车辆和电动车辆具有被用于驱动车辆的车辆电池。车辆电池(以下称电池)包括多个电池单元，其在较长的使用寿命上经受较高电流和大量充/放电循环。电池的使用寿命和功率决定性地取决于工作温度。这意味着，与理想温度范围较小的温度差已可负面影响电池。为了确保恒定的最佳工作温度，现有技术公开了用于电池的不仅加热系统而且冷却系统。除了通过空气冷却之外，还已知利用液态冷却剂的冷却系统。
[0003]由此，例如文件US 20120003510 Al示出一种用于车辆电池的温度调节的系统，在其中冷却剂通过布置在电池内的冷却剂管路循环。通过换热器来针对性地引起冷却剂的相变且连续地冷却电池。
[0004]所说明的该解决方案虽然实现了电池的冷却，然而冷却系统的可靠运行受限制。在冷却剂管路处可能出现以裂缝或断裂的形式的泄漏，由此冷却剂可能流出且不再维持电池的冷却。
[0005]文件EP 2302727 Al的教导为此提供补施。由该文件已知一种用于各个电池单元的冷却系统，在其中借助于泵通过冷却剂管路运输冷却剂。冷却剂优选地在过压下通过冷却剂管路循环。通过压力传感器来监控在管路内的压力且在压力下降的情况下推断出泄漏。
[0006]然而，该冷却系统也具有在安全性方面的缺点。在冷却剂管路中出现的过压不阻止冷却剂从泄漏中流出。相反:冷却剂被从管路中压出。该流出的冷却剂会不可逆地损坏电池且触发短路。
【发明内容】
[0007]因此本发明的目的是提供一种不仅可靠地冷却车辆电池而且即使在冷却剂管路处出现泄漏的情况下也确保冷却系统的安全运行的带有冷却剂管路的冷却系统。
[0008]该目的利用一种根据权利要求1的冷却系统来实现。本发明的另外的有利的实施形式是从属权利要求的内容。
[0009]根据本发明的冷却系统包括至少一个冷却剂管路，其在电池区域中与车辆电池处于热接触中。借助于泵来运输流体冷却剂通过冷却剂管路。此外设置有压力传感器，利用其来测定在冷却剂管路内的压力。分析装置又与该压力传感器相联结，由此所测定的压力可被传递到分析装置处。泵使能够在冷却剂管路的电池区域中施加负压。这意味着，在冷却剂管路内产生小于大约100hPa的环境压力的压力。此外，分析装置设立成使得在所施加的负压下将通过压力传感器所测定的压力与极限压力相比较。
[0010]通过所测定的压力与极限压力的该比较可推断出冷却剂管路的泄漏。在无故障的冷却剂管路中，所测定的压力应大致相应于所施加的负压。在存在泄漏的情况下，在管路内的压力上升，因为产生与周围环境的压力平衡。分析装置通过与极限压力的比较辨识出这。在泄漏的情况中由于所施加的负压环境空气被抽吸而将冷却剂尽可能保持在冷却剂管路内。冷却剂的流出即绝大部分可被阻止。因为冷却剂在冷却剂管路内继续循环，此外维持电池的冷却。结果避免在电池处不受控制的温度升高。由此可能至少在较短的时间段上确保电池的运行，例如为了驶向修理厂。
[0011]为了冷却，冷却剂管路在电池区域中与电池处于热接触中。电池区域不仅可包括在电池内的区域而且可包括在电池外的区域。因为须确保热接触，冷却剂管路的电池区域应位于电池附近。冷却剂管路优选地直接延伸通过电池，例如沿着电池单元。同样可能的是，冷却剂管路直接贴靠在设置用于电池的电池壳体处，以便由此保证与电池的热接触。冷却剂管路与冷却系统的部件形成封闭的循环，在其中借助于泵来运输冷却剂。在此，冷却剂管路可具有分支或者设置有多个冷却剂管路。
[0012]设置用于运输冷却剂和产生负压的泵与冷却剂管路相联结。该泵可以是活塞泵、膜片泵或其它适合于该目的的泵。冷却剂通过泵来抽吸且接着被运输通过冷却剂管路。通过本身闭合的冷却剂管路以该方式形成冷却剂的循环的流动流。冷却剂的流动被在冷却剂管路内的摩擦影响成使得压力下降且相对环境压力形成负压。在泵的入口处的压力确定所施加的负压的大小。为了施加显著的负压，入口压力须相应较小且处在环境压力之下。所施加的负压优选地低于800hPA、优选地低于700hPa。因此，能够可靠地来探测泄漏且冷却剂绝大部分不从冷却剂管路中流出。经由泵的入口压力的调整，所施加的负压的可简单实现的改变是可能的。由此可考虑的是，在通过分析装置探测泄漏的情况下管路内的压力被附加地降低。结果，用于在冷却剂管路与周围环境之间的压力平衡的时间被延长。因此，更久地确保电池的冷却。
[0013]在冷却剂管路中，可附加地借助于节流部(D1ssel)来影响负压。这意味着，其提供流动阻力，由此在管路内的压力减小。节流部的设计影响了在冷却剂管路中所施加的负压的大小。节流部的一特别耐用且成本有利的形式是冷却剂管路的狭窄部。在此，冷却剂管路在电池区域中变窄。优选地，冷却剂管路形成以细管的形式的分支。这些细管不仅降低了压力，而且此外由于其较宽的分布获得电池的最佳冷却。由于这些变窄的分支，流动速度和摩擦提高，由此压力降低。除此之外，冷却剂管路的局部的狭窄部或在冷却剂管路中的附加的构件也是可能的。由此也产生附加的摩擦且压力下降。通过这样的节流部，在泵工作时在冷却剂管路中施加恒定的负压。可通过在冷却剂管路处的阀来实现可变的压力调整。这样的节流阀根据调节提供冷却剂管路的不同的横截面和摩擦值且相应地提供不同的负压。该节流部在冷却剂管路处尤其设置在至电池区域的过渡部处或在电池区域中。以该方式在冷却剂管路的电池区域中施加负压且能够在该区域中探测泄漏。该负压将冷却剂保持在冷却剂管路内。由此避免电池被冷却剂损坏。
[0014]冷却剂管路内的压力借助于压力传感器来测定。为此，压力传感器设置在冷却剂管路处、优选地在冷却剂管路的电池区域中或在其附近。结果保证迅速且可靠地辨识出由于在电池区域中冷却剂管路的泄漏的压力变化。同样可考虑利用该压力传感器或另外的压力传感器用于校准所施加的负压。这意味着，在存在完好的冷却剂管路的情况下，在泵的特定的入口压力和/或节流阀的位置下来测量压力，其作为对于所施加的负压的参考起作用。这意味着，所施加的负压相应于测得的压力。该校准可周期性地重复且例如被存储在分析装置中。
[0015]在冷却系统的持续运行中，压力传感器根据冷却剂管路的状态测定所施加的负压或与此不同的压力。压力传感器将所测定的该压力传递到分析装置处，该分析装置设立成将所测定的压力与极限压力比较。为此，极限压力被存储且可由分析装置调用。极限压力可作为恒定的值存在或作为关于所施加的负压的大小的函数。一简单的可能性在于确定极限压力大于所施加的负压。在该情况中，当所测定的压力接近或超出极限压力时辨识出泄漏。极限压力为此优选的是恒定的值且处在所施加的负压之上。以该方式，不需要极限压力的周期性配置和与所施加的负压的匹配。另一可能性在于使极限压力与所设置的所施加的负压相等。对于所施加的负压的值例如通过校准已知且存储在分析装置中。如果存在冷却剂管路的泄漏，管路中的压力上升且压力传感器测定在所施加的负压之上的压力。分析装置将所测定的压力与极限压力比较、记录显著的偏差且由此推断出冷却剂管路的泄漏。
[0016]在记录泄漏时，由分析装置优选地输出相应的信号。该信号可由显示装置接收且作为听觉或视觉报警信号被传输到乘客处。同样可考虑将分析装置的信号发出到车辆