用于在电动车辆的驱动电池的充电过程中控制调温设备的方法、调温设备、计算机程序产品与流程

1.本发明涉及一种用于在电动车辆的驱动电池的充电过程中控制调温设备的方法。本发明还涉及一种用于在驱动电池的充电过程中调温、尤其冷却驱动电池的调温设备、一种计算机程序产品和一种存储装置，在存储装置上存储有计算机程序产品。


背景技术：

2.在现有技术中已知不同的用于给电动车辆中的驱动电池充电的系统。除了具有正常的充电速度的充电系统以外，还存在所谓的快速充电系统。在利用高的充电功率给驱动电池快速充电的情况下，在驱动电池中和上可能出现高的温度。为了防止这一点，可以在快速充电过程中通过外部的或单独的冷却系统冷却驱动电池。可以从de 11 2012 003 109 t5中得到这种用于给电动车辆的电池充电的系统和相关的方法。该类型的外部的冷却系统具有热交换器，通过该热交换器可以发生从电池回路中的调温介质到外部的冷却系统的冷却线路中的冷却剂的温度传递。为了防止外部的冷却系统的冷却剂或制冷剂中的淤塞和/或生物膜形成，用作冷却剂的冷却水配设有合适的化学品。在使用这种冷却剂时不利的是，在清除冷却剂时必须注意防水并且因此冷却剂的清除是相应耗费的。相反地，如果使用简单的水作为冷却剂，那么冷却线路中的上述的淤塞和/或生物膜形成可能导致冷却线路中的传热的减小和压力损失。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题在于，至少部分考虑到前述的问题。本发明所要解决的技术问题尤其在于，提供一种用于控制调温设备的方法和一种相关的调温设备，利用该方法和调温设备可以以尽可能简单的和廉价的方式防止在热交换器中和/或在延伸穿过热交换器的冷却线路中形成淤塞和/或生物膜。
4.前述的技术问题通过一种用于在电动车辆的驱动电池的充电过程中控制调温设备的方法、调温设备、计算机程序产品和存储装置解决。在此，结合方法描述的特征显然也适合用于结合根据本发明的调温设备、根据本发明的计算机程序产品、根据本发明的存储装置描述的特征，反之亦然，因此关于本发明的各个方面的公开内容始终相互参考和/或可以相互参考。
5.根据本发明的第一方面，提供一种用于在电动车辆的驱动电池的充电过程中控制调温设备的方法。该方法具有以下步骤：
[0006]-给驱动电池充电，并且
[0007]-在充电期间借助调温设备冷却驱动电池，其中，调温设备具有带有热侧和冷侧的热交换器，热侧设计为电池回路的一部分，用于将调温流体输送至驱动电池，并且冷侧设计为冷却线路的一部分，用于将冷却流体导引通过冷侧，其中，
[0008]-在给驱动电池充电后主动升高热交换器的温度。
[0009]
在本发明的范围内认识到，尤其是通过在充电过程之后升温或加热热交换器，可以简单且有效地去除热交换器的冷侧的残留水分。相应地，尤其为了从冷侧去除湿气，在驱动电池充电之后主动升高热交换器的温度。对此的先决条件当然是，此时在冷却线路中或在热交换器的冷侧不再存在冷却流体或制冷剂。可以在现有的车辆中简单且廉价地实施用于实施该方法的措施。
[0010]
在驱动电池充电之后主动升高热交换器的温度尤其应该理解为，借助主动措施和/或相应配置的温度升高装置主动升高热交换器的温度。热交换器的温度的主动升高尤其不应理解为在驱动电池冷却之后由于温度调整到环境温度而不可避免地发生的温度升高。热交换器的温度可以以不同的方式主动升高，例如通过热交换器中的流体的加热，即在热侧和/或冷侧的加热主动升高，以及通过热交换器外部的加热装置利用将热量传输到热交换器的作用主动升高。优选地，在驱动电池充电之后，即在充电之后立即升高温度。
[0011]
热交换器的温度主动升高可以理解为，主动升温或加热热交换器或热交换器的至少一部分、例如热交换器的热侧或热交换器的冷侧。热交换器原则上提供用于在给驱动电池充电期间的热传递或排热，而调温流体比冷却流体更热。冷侧可以相应设计和配置为冷却线路的一部分，用于在充电期间导引冷却流体以冷却调温流体。然而，在给驱动电池充电后，热交换器可以实现新的功能，即取决于热交换器应该如何升温。如果例如通过热交换器的冷侧上的加热流体进行升温，那么在热交换器中，热量可以从冷侧传递到热侧。
[0012]
可以通过电动车辆的控制设备和/或通过充电柱或布置在电动车辆外部的用于给驱动电池充电的充电单元的控制设备促使温度的主动升高和/或热交换器的升温。也就是说，可以由外部充电单元承担用于升高热交换器的温度的加热措施。因此可以在电动车辆中节约构件，并且因此减少重量和成本。此外，可以通过外部的例如形式为充电柱的充电单元提供在电动车辆中无法实现的或至少不能在实践中实现的加热功率。
[0013]
车辆电池尤其理解为为了驱动车辆而提供的牵引电池或高压电池。所描述的方法尤其实施用于给例如形式为纯电动车辆或形式为混动车辆的电动车辆的驱动电池充电。该方法也可以实施和/或提供用于具有与驱动电池类似的电池的其他的电气系统的充电过程。根据本发明，充电过程不仅包括驱动电池的充电，而且尤其还包括驱动电池充电之后的时间，在该时间内，以根据本发明的方式使热交换器升温以去除来自热交换器的残留水。因此，该方法也可以理解为一种用于影响调温设备中的构件温度并且尤其用于在驱动电池的充电过程之后影响调温设备的热交换器的温度的方法。调温流体可以理解为用于在电动车辆行驶时冷却驱动电池的冷却介质和/或冷却剂。冷却流体可以理解为制冷剂。取决于调温设备的运行状态，热侧实际上也可以理解为冷侧或较冷侧，而冷侧也可以理解为热侧或较热侧。
[0014]
根据本发明的另外的实施方式可能的是，在用于升高热交换器的温度的方法中，将加热流体导引通过冷侧。加热流体尤其是环境空气、优选是加热到环境温度以上的热空气。在本发明的范围内的尝试中证实的是，这是一种特别简单的、有效的并且廉价的措施，以便从热交换器的冷侧去除残留水分。也就是说，通过使环境空气和/或热空气导引通过热交换器的冷侧，在快速充电后仍留在热交换器中的水可以快速蒸发和/或逸出。因此可以防止或至少减少热交换器中的生物膜的形成。
[0015]
此外可能的是，在根据本发明的方法中，在热交换器上布置有热交换器加热装置，
并且在给驱动电池充电后通过热交换器加热装置来加热热交换器。该解决方案表示一种特别容易实现的用于根据期望升高热交换器的温度的措施。热交换器加热装置可以特别容易地在现有的系统中进行改装。热交换器加热装置例如可以直接安装在热交换器上或至少安装在紧邻热交换器的附近，以能够对电动车辆中的和/或电动车辆上的热交换器进行期望的调温。热交换器加热装置可以配置为电加热装置或加热风扇。热交换器加热装置可以布置在热交换器的热侧，尤其直接布置在热交换器的热侧和/或热交换器的冷侧。应该尽可能地以如下方式实施该方法，即通过热交换器加热装置尽可能仅加热热交换器，或主要或最初仅加热热交换器。也就是说，热交换器加热装置优选被配置为用于将来自热交换器加热装置的主要的热能排出到热交换器中。为此，热交换器加热装置优选提供在电池回路外部和冷却剂线路外部。因此可以相应节能地实施热交换器的升温。
[0016]
此外可能的是，在根据本发明的方法中，在电池回路中热侧上游配置有调温流体加热装置，并且通过调温流体加热装置加热调温流体，用以升高热交换器的温度。调温流体加热装置尤其可以以调温介质的形式提供，该调温介质在该类型的电动车辆中原本设计用于调节调温流体，并且由此用于调节驱动电池的温度。根据本发明，现在可以控制调温流体加热装置，以便在充电之后加热调温流体，使得热交换器的温度升高到期望的值。电池回路可以理解为一条用于将调温流体再循环通过驱动电池和/或到驱动电池、远离驱动电池并再次返回到驱动电池的流体回路。在通过调温介质对驱动电池进行调温期间，尤其应当参照调温介质的流动方向来理解在热交换器上游的定位。
[0017]
此外，在根据本发明的方法中可能的是，通过调温流体加热装置加热的调温流体以一个流动速度输送通过热侧，用以加热热交换器，该流动速度小于在通过调温流体对驱动电池进行预先定义的调温时的、调温流体的流动速度、即例如在驱动电池充电期间的、调温流体的流动速度。换言之，在快速充电后热交换器的温度升高期间，流动速度应该是尽可能小的，并且因此设置为比在热交换器的正常运行期间、例如在驱动电池的充电期间的流动速度小。因此防止了过热的调温流体在热交换器升温期间到达驱动电池，并且在那里基于驱动电池的温度和调温流体的温度之间的过高的温度差导致驱动电池损坏。在此，热交换器应该参照调温流体的流动方向布置在驱动电池的上游，并且调温流体加热装置应该布置在热交换器的热侧的上游。预先定义的或可预先定义的调温尤其理解为在驱动电池充电期间和/或在电动车辆的行驶运行期间对驱动电池的有针对性的或有意识的调温。
[0018]
根据本发明的另外的设计变型方案可能的是，电池回路具有用于将调温流体从驱动电池旁边导引经过的旁通线路，其中，调温流体在通过被加热的调温流体加热热交换器期间从驱动电池旁边导引通过旁通线路。因此可以可靠地防止，在热交换器升温期间过热的调温流体到达驱动电池并且在那里基于驱动电池的温度和调温流体的温度之间的过高的温度差导致驱动电池损坏。电池回路中的调温介质可以输送通过旁通线路，该电池回路通过合适的开关元件、尤其是阀这样地设计，使得调温介质在用于升高热交换器的温度的运行期间不会到达驱动电池。
[0019]
此外，在根据本发明的方法中可能的是，当电动车辆静止时，尤其是仅当电动车辆静止时和/或当驱动电池不输出任何电流和/或电压来驱动电动车辆时，升高电动车辆中的热交换器的温度。这意味着，只有当电动车辆停止运行时才在电动车辆中尽可能升高热交换器的温度。由此可以防止，驱动电池的热管理受到影响并且因此导致对驱动电池和/或电
动车辆造成损坏。该方法特别优选地在电动车辆连接到用于为驱动电池充电的充电设备时执行，从而使得加热能量不会影响驱动电池的续航里程和/或充电状态。
[0020]
可能进一步有利的是，在根据本发明的方法中，在冷却线路中冷侧下游配置有用于将加热流体排出到冷却线路的周围环境中的阀，并且加热流体通过阀输出到冷却线路的周围环境中。借助阀，可以在热交换器的温度升高期间在冷侧对热交换器进行通风和/或排气。此外，冷却流体可以在驱动电池充电期间导引通过阀。为此，阀可以设计为二通阀，其中，冷却流体可以在充电期间导引通过阀，并且在充电之后并且在借助上述的空气或热空气升高热交换器的温度期间，空气或热空气可以导引通过阀或经过阀进入到冷却线路的周围环境中和/或调温设备的周围环境中。通过使用阀可以在给驱动电池充电期间防止水从通常需要的通风口逸出。尤其，可以以如下方式控制阀，从而使得冷却线路中的通风口可以与通风口的出水口耦连。在这种情况下，冷却线路只需具有一个可兼具两种功能的排出口。
[0021]
在根据本发明的方法中还可能的是，在冷却线路中冷侧上游布置有风扇，并且加热流体借助风扇输送通过冷却线路。通过风扇，用于加热热交换器并且因此用于干燥热交换器的冷侧的空气可以有效地导引通过热交换器的冷侧。作为外部充电单元或充电柱的一部分提供的风扇可以用作风扇。通过将功能构件转移到充电单元中，可以在电动车辆中减轻重量和成本。此外，与在常规的电动汽车中相比，外部充电单元中的风扇可以提供得更大并且相应地功率更大。尽管如此，风扇还是可以用作电动车辆的通风系统和/或空调系统的一部分。因此，在实施根据本发明的方法时可以创建更大的灵活性。这可以通过例如具有软管的线路来实现，该软管将通风和/或空调系统的空气体积流的部分质量流导引通过热交换器的冷侧。风扇上游的吸气区域优选配设有过滤器，通过该过滤器可以保护热交换器以防止灰尘、污垢和由此产生的损坏和/或性能降低。
[0022]
在冷却线路中冷侧上游可以布置有用于加热加热流体的加热流体加热装置，其中，在根据本发明的方法中，加热流体可以通过加热流体加热装置加热，用以升高热交换器的温度。因此，在加热流体导引通过热交换器的冷侧之前，可以将形式为环境空气的加热流体加热到期望的温度。加热流体加热装置可以布置在风扇的上游和/或下游。通过被加热的空气不仅可以更好地去除热交换器的冷侧的残留水分。此外，还可以降低所使用的环境空气的相对湿度，以便由此实现改进的干燥效果。
[0023]
在根据本发明的方法中，热交换器或热交换器的至少一部分优选被加热到超过60℃、尤其是超过80℃、优选超过100℃的温度。在60℃以上的温度中，已经可以对热交换器的冷侧进行有效消毒。在80℃以上的温度中，可以蒸发热交换器中大部分的水残留物。在超过100℃的温度中，可以完全蒸发热交换器中和/或热交换器上的残留水。超过100℃的温度尤其通过经由调温流体加热装置对电池回路中的调温流体进行相应高的调温来实现，其中，热交换器的热侧的高温随后相应反映在热交换器的冷侧。
[0024]
根据本发明的另一方面，提供了一种用于冷却电动车辆的驱动电池的调温设备。调温设备具有带有热侧和冷侧的热交换器，其中，热侧设计为调温设备的电池回路的一部分，用于向驱动电池输送调温流体，而冷侧设计为调温设备的冷却线路的一部分，用于将冷却流体导引通过冷侧。调温设备配置和设计用于实施如上所述的方法。因此，根据本发明的调温设备具有与参照根据本发明的方法详细描述的优点相同的优点。调温设备可以提供为电动车辆的组成部分，其可以被视为本发明的一部分。
[0025]
本发明的另一方面涉及一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括指令，该指令在通过计算机实施计算机程序产品时促使该计算机实施前述的方法。此外提供了一种存储装置，在该存储装置上存储有这种计算机程序产品。计算机程序产品可以以任何合适的编程语言、例如java、c 、c#和/或python实现为计算机可读的指令代码。计算机程序产品可以存储在诸如数据盘、可移动驱动器、易失性且尤其是非易失性的存储器或内置的存储器/处理器之类的计算机可读的存储介质上。指令代码可以对计算机或其他的可编程的设备(例如控制设备、尤其是电动车辆的控制设备)进行编程，从而实施期望的功能。此外，计算机程序产品可以提供和/或位于诸如互联网的网络中，在需要时，用户可以从该网络上下载该计算机程序产品。计算机程序产品不仅可以借助软件，而且也可以借助一个或多个特殊的电子电路，即以硬件或任何混合形式实现，即借助软件部件和硬件部件实现。
附图说明
[0026]
另外的改进本发明的措施由以下对本发明的不同的在附图中示意性示出的实施例的描述得到。所有由权利要求、说明书或附图产生的特征和/或优点包括结构细节和空间布置可以单独地和以各种不同的组合对于本发明是重要的。
[0027]
附图中示意性地：
[0028]
图1示出了具有根据本发明的第一实施方式的调温设备的驱动电池；
[0029]
图2示出了具有根据本发明的第二实施方式的调温设备的驱动电池；
[0030]
图3示出了具有根据本发明的第三实施方式的调温设备的驱动电池；
[0031]
图4示出了具有根据本发明的调温设备的电动车辆；
[0032]
图5示出了根据本发明的存储装置和存储在其上的计算机程序产品；并且
[0033]
图6示出了用于阐述根据本发明的优选的实施方式的方法的流程图。
[0034]
具有相同的功能和作用方式的元件在所有附图中分别配设有相同的附图标记。
具体实施方式
[0035]
图1示出了一种具有调温设备12的驱动电池10，调温设备用于在用于给驱动电池10充电的快速充电过程期间冷却电动车辆11的驱动电池10。调温设备12具有带有热侧14和冷侧15的热交换器13，其中，热侧14设计为调温设备12的电池回路16的一部分，用于将调温流体输送至驱动电池10，并且冷侧15设计为调温设备12的冷却线路17的一部分，用于将冷却流体导引通过冷侧15。所示的调温设备12此外具有用于在电池回路16中再循环调温介质的泵26。在电池回路16中，在热侧14的上游配置有形式为电加热装置的调温流体加热装置19。此外，电池回路16具有旁通线路20，以便将调温流体从驱动电池10旁边导引经过。为此，在电池回路16中，将输出侧的二通阀28配置在旁通线路20上，并且将输出侧的二通阀29配置在旁通线路20上。在冷却线路17中，在冷侧15的下游设计有形式为二通阀的另外的阀21。在冷却线路17中，在冷侧15的上游布置有风扇22。在风扇22的上游布置有空气过滤器27。此外，在冷却线路17中，在冷侧15的上游和风扇22的下游布置有用于加热加热流体或环境空气以产生热空气的加热流体加热装置31。在冷侧15的上游布置有另外的二通阀30，在驱动电池10的充电过程中，冷却流体可以通过另外的二通阀30、经由冷却介质线路32导引通过冷侧15。
[0036]
图2示出了根据第二实施方式的调温设备12。根据该实施方式，在热交换器13上，更准确的说在热交换器的热侧14上布置有形式为电加热装置的热交换器加热装置18。因此可以省掉旁通线路20。
[0037]
图3示出了根据第三实施方式的调温设备10。在该实施方式中，不仅省去了旁通线路20，而且也省去了热交换器加热装置18。热交换器13在此通过由调温流体加热装置19加热电池回路16中的调温流体而被加热或被带到期望的温度。为了防止热的调温流体到达驱动电池10并且由此损坏该驱动电池10，通过泵26的调温流体仅非常缓慢地输送通过热交换器13或热侧14。
[0038]
图4示出了电动车辆11，该电动车辆11具有电动机33和用于电动机33的电流和电压供应的驱动电池10。电动车辆11此外具有如前述的用于给驱动电池10调温的调温设备12。此外，电动车辆11具有控制设备25，该控制设备与调温设备12信号连接，用以控制和/或调节调温设备12。
[0039]
图5示出了非易失性的存储装置24，在该存储装置上存储有计算机程序产品23，该计算机程序产品包括指令，指令在通过例如控制设备25的形式的计算机实施计算机程序产品23时促使该计算机或该计算机程序产品实施随后参考图6描述的方法。
[0040]
现在参考图6阐述一种用于在电动车辆11的驱动电池10的充电过程中控制或调节调温设备12的方法。在第一步骤s1中，在此首先给驱动电池10充电。更准确的说，实施快速充电过程。在此借助调温设备12冷却驱动电池10。一旦结束对驱动电池10的充电并因此也结束对驱动电池10的附加的冷却，那么在第二步骤s2中，升高热交换器13的温度，用以去除或至少减少热交换器13上和/或中的残留水。更准确的说，在此，将热交换器13或热交换器13的至少一部分升高到超过60℃的温度。
[0041]
本发明除了所示的实施方式以外还允许另外的设计原理。也就是说，本发明不应被视为局限于参考附图阐述的实施例。
[0042]
调温设备12例如可以仅提供和/或配置在电动车辆11中和/或至少部分提供和/或配置在外部的例如充电柱形式的用于给电动车辆11的驱动电池10充电的充电单元中。为了主动升高热交换器13的温度，可以将加热流体可导引通过冷侧15。调温流体可以通过调温流体加热装置19被加热，用以升高热交换器13的温度。如图1所示，当热交换器13被加热的调温流体加热时，调温流体此外可以通过旁通线路20从驱动电池10旁边导引经过。此外可能的是，电动车辆11中的热交换器13的温度仅在电动车辆11静止或未行驶时才升高。加热流体可以通过阀21输出到冷却线路17的周围环境中。此外，加热流体可以借助风扇22输送通过冷却线路17，和/或由加热流体加热装置31加热，用以增加热交换器13的温度。在根据图2的系统中，在驱动电池10充电之后，热交换器13可以被热交换器加热装置18加热。在根据图3的实施方式中可能的是，被调温流体加热装置19加热的调温流体以一个流动速度输送通过热侧14，用以加热热交换器13，该流动速度小于在给驱动电池10充电期间调温流体通过电池回路16的流动速度。
[0043]
附图标记列表
[0044]
10驱动电池
[0045]
11电动车辆
[0046]
12调温设备
[0047]
13热交换器
[0048]
14热侧
[0049]
15冷侧
[0050]
16电池回路
[0051]
17冷却线路
[0052]
18热交换器加热装置
[0053]
19调温流体加热装置
[0054]
20旁通线路
[0055]
21阀
[0056]
22风扇
[0057]
23计算机程序产品
[0058]
24存储装置
[0059]
25控制设备
[0060]
26泵
[0061]
27空气过滤器
[0062]
28二通阀
[0063]
29二通阀
[0064]
30二通阀
[0065]
31加热流体加热装置
[0066]
32冷却装置线路
[0067]
33电动机
[0068]
s1步骤1(给驱动电池充电)
[0069]
s2步骤2(升高热交换器的温度)