用于通过空调设备优化高压蓄能器的冷却的方法和控制器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种在可电气驱动的车辆中冷却高压蓄能器。特别是，本发明涉及在 控制穿过蒸发器的冷却剂流方面的优化，所述蒸发器设置为用于冷却高压蓄能器。
【背景技术】
[0002] 正是在电动车辆和混合动力车辆中很频繁地将锂离子电池用作蓄能器。在此，锂 离子电池的热管理对于电池的使用寿命和功率释放是一个重要因素。因此，例如在各电池 单元之间的温度差异（Spreizung)不允许超过一定的差额，同时同样必须遵循所有单元的 最大温度。即使在外部温度范围内大幅波动的情况下也要满足这些要求。因此，例如可以 为汽车提出如下要求，即，在外部温度范围为-l〇°C至+40°C的情况下功能良好地提供锂离 子电池。
[0003] 在低于冰点的冷的温度的情况下，可能在制冷循环中产生临界状态，所述制冷循 环可能导致冷却不充分或者超过上极限值。因为在冬天条件下在制冷循环中持续出现很小 的压力差，与此相应地存在很小的冷却液质量流。因此，在冷却器的制冷功率恒定的情况下 产生冷却液的高的过热。因此，所述过热导致蓄电池单元内的温度分布的大的差异，因为冷 却液的温度在冷却器的入口和出口之间有显著的区别。因此，例如可以产生在冷却循环中 在下游设置得最远的蓄电池单元的强烈的过热。
【发明内容】
[0004] 因此，本发明的任务在于，确保通过空调设备冷却的高压蓄能器即使在环境温度 低的情况下也可靠地运行。
[0005] 该任务通过具有按照权利要求1所述的特征的方法以及带有按照权利要求10所 述的特征的控制器解决。
[0006] 按照本发明提出了一种用于在行走工具中通过空调设备优化高压蓄能器的冷却 的方法。在此，行走工具例如可以为特别是可电气驱动的轿车。原则上，也考虑其他可以通 过电化学的高压蓄能器驱动的行走工具。在此，按照本发明的方法包括：作为第一步，对穿 过用于高压蓄能器的蒸发器的过小的冷却剂流进行识别。在此，（如开头所述）过小的冷 却剂流导致过少的散热并且特别是导致在高压蓄能器的各蓄能器单元内的温度分布的过 大的差异。响应于此地，作为第二步，提出：为了提高冷却剂流而在空调设备的冷凝器之内 减少、特别是自动地减少热损失。因为特别是在外部温度低的情况下所述冷却剂流由于冷 凝器区域中的过小的温度差而急剧下降，所以可以按照这种方式提高温度差并且确保通过 与高压蓄能器热耦联的蒸发器适宜地冷却高压蓄能器。为了减少热损失，按照本发明考虑 到不同的措施，所述措施优选无单独与用户交互地、也就是自动地进行。在此，在本发明的 范围内将冷凝器的"热损失"特别是理解为在冷凝器内的热损失平衡。换言之，冷凝器的提 高的散热可以按照本发明地通过提高的供热来补偿。在此，在可能的措施的范围内优选地 偏爱在批量采用的情况下能实现成本有利且运行安全地执行的途径。
[0007] 从属权利要求将本发明的优选的进一步扩展方案作为内容。
[0008] 优选地，响应于不同的识别来对过小的冷却剂流进行识别。按照本发明的第一种 途径在于，确定在高压蓄能器之内超过预定义的的温度。为此，考虑不同的方法，所述方法 在现有技术中原则上是已知的。按照本发明例如可以测量高压蓄能器的电气特征参量、分 析热敏元件、分析红外传感器等。以经验值为基础的评估方法也可以在考虑到行走工具或 者高压蓄能器的运行状态的情况下使用。备选地或者附加地，可以以类似的方式确定在高 压蓄能器内的蓄能器单元之间超过预定义的温度差异。换言之，确定在第一与第二蓄能器 单元之间的温度差并且与预定义的阈值比较。备选地或者附加地，可以确定在空调设备的 冷却剂与围绕冷凝器流动的环境空气之间超过预定义的温度差。其中，例如可以测量环境 空气并且与空调设备内在测量技术或者经验上确定的冷却剂温度相比较。在此，可以以经 验为基础地并且与高压蓄能器当前运行状态有关地作出如下预测，即，由用于确保从高压 蓄能器适宜地散热而产生的冷却剂流使按照本发明的措施成为必需。上述措施提供有利且 在测量技术上容易确定的识别，响应于此地，按照本发明的反应可以优选地进行。
[0009] 优选地，为了减少热损失，将冷却剂流的至少一部分至少在空调设备的冷凝器的 一部分旁引导。换言之，冷却剂流在如下位置进行分岔，即，冷却剂流的分岔的部分不流经 整个冷凝器长度。在此特别是，可以将冷却剂的一部分在整个冷凝器旁引导。这有如下优 点，即，冷凝器可以在没有用于分岔冷却剂流的一部分的阀的情况下构造，这减少用于冷凝 器的构件费用。备选地，可以将整个冷却剂流在冷凝器的一部分旁引导。为此，设置在冷凝 器中的阀可以负责使围绕冷凝器的旁路能够短地并且节省结构空间地实施。
[0010] 按照本发明，热损失的备选的或者附加的减少通过减少穿过冷凝器的环境空气流 进行。换言之，将热从冷凝器中导出的环境液体被这样影响，使得减少散热并且提高冷凝器 温度。例如流向冷凝器的环境空气可以通过可变的空气引导器件这样影响，使得环境空气 的较少的质量流流向或者穿流冷凝器表面。对于如下情况，即，冷凝器设置在为了其他目的 已经设有的空气引导器件之后，响应于识别出穿过用于高压蓄能器的蒸发器的过小的冷却 剂流，按照本发明因此可以产生用于操控空气引导器件的控制信号，响应于此地，穿过冷凝 器的环境空气的通过量被原本就构建的空气引导器件减少。按照这种方式不需要用于实现 按照本发明的方法的附加的硬件。
[0011] 按照本发明的用于在冷凝器之内减少热损失的另一个步骤在于附加地将热馈入 到冷凝器中。这例如可以通过加热元件进行，所述加热元件例如以电或者化学储能的能量 (例如以燃料的形式）运行。在此特别是，电能的使用能实现简单且安全的结构型式以及 成本有利的构造和运行。优选地，在行走工具中的产生的废热也可以用于加热冷凝器。为 此，例如可以暂时地改进冷凝器与用于散热的循环之间的热耦联。用于散热的循环的例子 是用于给行走工具的传动装置散热的冷却水循环。在此，热耦联可以通过减少在循环的区 段与冷凝器之间的距离简单地进行。备选地或者附加地，位于循环和冷凝器之间的绝缘可 以暂时地移除或者减少。例如可以用传输热的液体（例如水）填充位于循环和冷凝器之间 的液箱，以便提高热耦联。备选地或者附加地，冷却水流可以通过行走工具的冷却水循环的 与冷凝器热耦联的热交换器提高。换言之，冷却水流可以通过以下方式通过热交换器提高， 即，例如热交换器的旁路中断并且因此穿流冷却水循环的整个冷却水流现在也穿流热交换 器。上述用于附加地将热馈入的措施按照本发明减少了在冷凝器之内的热损失平衡并且在 外部温度低的情况下导致用于冷凝器的更加适合的温度差。
[0012] 此外优选地，按照本发明使用的空调设备可以附加地用于影响在行走工具的乘客 停留区域中的气候。换言之，使用冷却剂循环的两个并行的支路，以便一方面影响内部空间 空气或者其温度，另一方面引起行走工具的高压蓄能器的按照本发明的冷却。这能实现节 约成本地实施按照本发明的方法并且降低了在冷却高压蓄能器时的重量和构造空间。
[0013] 按照本发明的另一方面，提出用于行走工具、特别是轿车（PKW)的控制器，其通过 行走工具的空调设备优化高压蓄能器的冷却。换言之，控制器设置用于实施上述按照本发 明的方法。为此，得到输入参量以用于识别出特别是穿过用于高压蓄能器的蒸发器的过小 的冷却剂流。所述馈入参数例如可以是测量结果或者以经验为基础的特征参量，所述测量 结果或者特征参量能实现确定当前的或者预测的温度。此外，所述控制器按照发明设置用 于产生输出参量，以便按照本发明地对输入参量作出反应。输出参量理解为这样信号，即， 所述信号适合于在空调设备的冷凝器之内减少热损失并且因此适合于提高冷却剂流。这例 如可以包括用于使冷却剂流围绕冷凝器引导的阀的操控。备选地或者附加地，可以操控用 于调整可变的空气引导器件的促动器。最后，备选地或者附加地，输出参量适合于触发将热 馈入到冷凝器中。这例如可以通过切换器件发生，所述切换器件以电能供应在冷凝器上的 电加热元件。备选地或附加地，输出参量可以操控促动器，所述促动器有利于在冷却水循环 与冷凝器之间的热耦联。此外，备选地或者附加地，输出参量可以通过以下方式实现穿过与 冷凝器热耦联的热交换器的冷却水流提高，即，例如相应地操控热交换器的旁路的阀。
【附图说明】
[0014] 本发明的其它的细节、特征和优点由以下说明和附图得出。图中：
[0015] 图1示出带有空调设备的行走工具的示意性的俯视图，所述空调设备设置用于冷 却尚压蓄能器；
[0016] 图2示出在空气引导器件打开时可通过空气引导器件遮蔽的冷凝器的示意性的 俯视图；
[0017] 图3示出在空气引导器件闭合时可通过空气引导器件遮蔽的冷凝器的实施例的 不意性的俯视图；
[0018] 图4示出用于将冷却剂流在冷凝器的一部分旁引导的实施例的示意图；
[0019] 图5示出用于将冷却剂流的一部分在冷凝器旁引导的实施例的示意图；
[0020] 图6示出用于在减少热损失的情况下按照本发明地使用冷却水循环的实施例的 不意图；以及
[0021] 图7示出流程图，所述流程图显示按照本发明的方法的实施例的步骤。
【具体实施方式】
[0022] 图1示出车辆5的部件的俯视图，在所述车辆中空调设备2设置用于冷却高压蓄 能器1。环境空气4穿流过车辆5的冷却器格栅并且在此从空调设备2的冷凝器3导出热。 在此，所述空调设备2包括两个并行支路，其中，可以借助于蒸发器24通过膨胀阀10控制 用于冷却高压蓄能器1的质量流Λ)i。在第二支路中，可以借助于第二蒸发器11通过第二膨 胀阀9控制用于冷却座舱8内的空气的冷却剂流 (虛6。紧接着，冷却剂流碰:1、鉍6汇合为 一个共同的冷却剂流砬4,所述冷却剂流通过压缩机16压缩并且紧接着重新穿流过冷凝器 3。如果环境温度4与空调设备2在冷凝器3内的冷却剂之