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WO2019197540A1 - Temperature-control device for controlling the temperature of a battery device of a vehicle - Google Patents

Temperature-control device for controlling the temperature of a battery device of a vehicle Download PDF

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Publication number
WO2019197540A1
WO2019197540A1 PCT/EP2019/059273 EP2019059273W WO2019197540A1 WO 2019197540 A1 WO2019197540 A1 WO 2019197540A1 EP 2019059273 W EP2019059273 W EP 2019059273W WO 2019197540 A1 WO2019197540 A1 WO 2019197540A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fire protection
temperature control
particles
temperature
fire
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/059273
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Tobias Mayer
Christian Behlen
Original Assignee
Lion Smart Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lion Smart Gmbh filed Critical Lion Smart Gmbh
Publication of WO2019197540A1 publication Critical patent/WO2019197540A1/en

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/659—Means for temperature control structurally associated with the cells by heat storage or buffering, e.g. heat capacity or liquid-solid phase changes or transition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • Temperature control device for a temperature control of a battery device of a vehicle
  • the present invention relates to a tempering device for the temperature control of a battery device of a vehicle, a fire protection insert for use in such a tempering device and a method for producing such a T emperiervorraum.
  • the battery device for a vehicle in particular an at least partially electrically powered vehicle, a water and / or underwater vehicle, in particular a boat, or an aircraft can be used. Furthermore, it is conceivable that the battery device can be used in a trailer.
  • the battery device may be used, for example, as a drive battery or supply battery.
  • battery devices in addition to the tempering still need to have a fire protection functionality.
  • battery devices consist of individual battery modules or individual battery cells in which the chemical components are arranged for the electrical power to be provided.
  • damage to the battery devices may cause the individual chemical components to react with each other and cause high temperatures.
  • high temperatures can lead to a fire situation in the battery device and / or on the vehicle.
  • extinguishing devices or fire protection concepts are usually provided to avoid such a risk situation.
  • these have the disadvantage that they bring additional weight, additional costs and, above all, additional space requirements.
  • a temperature control device for the temperature control of a battery device of a vehicle.
  • the tempering at least one tempering medium for the promotion of temperature control for the exchange of heat with the battery device.
  • the tempering medium line is equipped with at least one Temperierstoffeingang for the entry of temperature control and at least one Temperierffenausgang for the exit of temperature control.
  • the Temperierstoff technischedishment of fire protection particles with a defined melting range for the reduction of heat in a fire by phase transition.
  • the temperature control device is based on the known solutions for providing a temperature control functionality in a battery device. It may be a battery device for a vehicle, which is an electrical Drive as a main drive or as a power take-off has.
  • the battery device is heat-transferring connected to the tempering in the range of Temperierstofftechnisch via a heat transfer section, so that tempering, which is pumped by a Temperierstoffpumpe in forced circulation on the Temperierstoffeingang by Temperierstoff to Temperierffenausgang can be introduced or applied via the temperature control.
  • the desired heat exchange can also be understood as the primary tempering functionality of the tempering device.
  • the tempering device In addition to the tempering function, the tempering device according to the present invention still has a secondary fire protection function.
  • the temperature control can provide two functionalities as a unit available, so that a separate fire protection unit with a separate fire protection functionality in terms of size, cost and space requirements can be avoided.
  • fire protection particles are introduced in the form of a bed in a fire protection section.
  • the fire protection section can be constructed or arranged in the region of the heat transfer, that is to say in the heat transfer section with the battery device.
  • the fire protection section preferably overlaps or is completely inserted into the heat transfer section.
  • the fire protection section is arranged at other locations or even extends completely or essentially completely over the temperature control line.
  • a bed of fire protection particles is arranged in the fire protection section.
  • Fire protection particles are characterized in the context of the present invention in that they have a defined melting range and / or a defined melting point.
  • the fire protection particles are thus present in a solid phase, while they are present in a phase transition in the liquid or even gaseous phase when the defined melting range is exceeded.
  • heat is needed to supply the phase transition with the appropriate enthalpy. This heat is removed from the environment, so that in this way a cooling function cools the surrounding components, in particular the battery device and / or the heat transfer section.
  • the introduction of the fire protection particles takes the form of a bed, which brings in particular two major advantages.
  • the introduction can be simple, inexpensive and quick, since pourable, in particular free-flowing fire protection particles can be easily and inexpensively introduced into the temperature control line.
  • a further advantage of the introduction in a bed is that a bed prevents a complete flow closure within the temperature control line, since the individual fire protection particles in the form of the bed have a bedding porosity through which the temperature control medium can continue to flow.
  • the fire protection functionality and on the other the primary main function of the temperature can be made available because the temperature control flow and can be available for heat transfer.
  • a defined melting range is to be understood as meaning a temperature range and / or a temperature point. This defines the phase transition of the fire protection particles from the solid phase into the liquid or gaseous phase.
  • a melting range or melting point in a defined manner is preferably adjusted so that the phase transition occurs before the risk of burning of the surrounding components occurs.
  • the defined melting range is preferably provided with a temperature which is smaller than the melting range of the surrounding wall of the tempering medium line and / or the surrounding components, in particular the battery device, the corresponding adjacent battery modules or the housing of the adjacent battery modules.
  • the entire tempering device and in particular a large part of the tempering medium lines are provided with a corresponding fill with fire protection particles, local, where overheating of the battery device occurs from the inside or from the outside, can result in direct, local and also decentralized cooling functionality due to the phase transition of the melting fire protection particles be guaranteed.
  • This is not only decentralized and local, but also immediately available, so not just in a centralized fire protection system appropriate cooling or fire protection liquid must be brought to the desired location.
  • Another decisive advantage of the solution according to the invention is the essentially automated and control-free functionality.
  • the fire protection particles are triggered solely by the corresponding temperature situation, so melt when the temperature reaches or exceeds the defined melting range.
  • a detection of a fire by electrical sensors and a corresponding rules of a fire protection system is no longer necessary. Rather, the functionality of the fire protection with the bulk of the fire protection particles can be made available here with maximum security through the phase transition, while the functionality of the temperature control device with respect to the main function of the temperature control of the battery device unimpaired or substantially unimpaired.
  • the defined melting range is more than 10% above the maximum operating temperature in the temperature control line and / or less than 10% below the fire temperature in the temperature control line. This is to be understood as the maximum limits in order to ensure safe and early functioning of the fire protection. These two limits can be particularly combined, but also kept separate. Defining a melting range by appropriate choice of material of the fire protection particles in the bed of 10% above the maximum operating temperature of the temperature control avoids it with a corresponding safety distance that the fire protection particles get into the phase transition in normal operation. In particular, the defined melting range is thus greater than the maximum operating temperature in the temperature control line. Also at the other end of the defined melting range is a corresponding safety margin of 10% of the improved functionality.
  • a fire temperature can be determined in the temperature control, which can be defined for example by the melting or ignition temperature of the adjacent conduit wall of Temperier Nobeltechnisch or the adjacent battery modules, battery cells or battery case. Once this temperature is reached, there is a risk that the adjacent components will melt or ignite. In order to avoid this, the cooling functionality of the fire protection of the fire protection particles should be triggered beforehand, which is why the defined melting range is below this fire or melting temperature or ignition temperature of the surrounding components.
  • a safety buffer of about 10% is preferably provided in order to be able to ensure a false trip with too low temperatures and on the other hand a timely release in case of fire with a simplified triggering and high security.
  • the fire protection particles are at least partially porous.
  • the porosity leads to an enlarged surface, so that a corresponding fire protection functionality can be defined and adjusted even easier. In particular, this leads to a faster melting when the defined melting range is reached, so that a larger amount of enthalpy of fusion and accordingly of cooling functionality can be provided in a shorter time.
  • the porosity can influence the desired melting points or melting ranges so that a preferred choice of material can be adjusted by the porosity with respect to a preferred and defined melting range.
  • the individual pores of the fire protection particles can be formed both in an open and in a closed manner. The combination of open and closed pores in fire protection particles as well as non-porous and porous fire protection particles is of course conceivable within the meaning of the present invention.
  • the fire protection particles are at least partially hollow, in particular with a closed cavity.
  • a closed cavity can also be provided by many individual small cavities in the form of closed pores. The cavity or hollow pores cause penetration of tempering in this cavity can be avoided by the completed and thus gas-tight training.
  • the respective gas volume is not filled with temperature control agent, so that the total weight of the temperature control device is reduced by the proportion of the temperature control medium saved in this way.
  • such a cavity which is formed as a closed and gas-tight cavity, have an additional fire protection functionality, if a corresponding fire protection gas is arranged in this cavity.
  • This may be, for example, inert gas, for example nitrogen.
  • Other fire protection gases which in particular exert a positive, because cooling or reaction-reducing effect on the adjacent chemicals in the battery device, are of course conceivable in the context of the present invention.
  • the fire protection particles a regular geometric shape, in particular spherical or substantially spherical. This is particularly advantageous in that the bulk density of the poured fire protection particles is more easily predictable in this way. The layering or packing of the fire protection particles is easier to predict in this way. Regarding the cost in the production of a regular geometric shape for the fire protection particles also brings benefits. Not least can be provided by a regular geometric shape, in particular in a spherical or substantially spherical manner, also a good prediction of the melting functionality or the melting process in the phase transition.
  • the fire protection particles have a mixed grain size.
  • the individual fire protection particles have different particle sizes, that is to say different particle diameters or particle diameters. This also refers in particular to the fact that the individual fire protection particles can have different geometric outer contours.
  • a mixed grain size is considered to be particularly simple and inexpensive in terms of the production of the fire protection particles. In this case, a screening in a coarse manner and in terms of desired upper limits and desired lower limits set the mixed grain size to give a good predictability of the influence of fire protection in the temperature control in the fire protection section.
  • the fire protection particles may also be advantageous if, in a tempering device according to the invention, have a sieved grain size, in particular with a defined grain size and / or with a grain size in the range of ⁇ 10%.
  • a sieved grain allows the individual fire protection particles to be placed on each other, so to speak, so that a denser packing with a lower bulk porosity in the fill can be made available. Also, a more precise prediction can be made by a sieved grit, in what way and with what quantitative and also qualitative intensity the influence of the fire protection in the fire protection section of the temperature control can be provided.
  • the fire protection particles have a conductivity and / or a transmission capacity for acoustic and / or have optical signals.
  • this brings advantages, since the resistance functionality of the fire protection particles is reduced to the influence of fire protection in the fire protection section.
  • the resistance to the passage of acoustic and / or optical signals is reduced or even minimized by the passability.
  • a visual communication based on light waves and / or an acoustic communication based on sound waves within the temperature control is possible.
  • the passability relates in particular to a low scattering and / or a lower resistance to such signaling.
  • the fire protection section has at least one section wall transversely or essentially transversely to the flow direction for stabilizing the position of the fire protection particles.
  • the position of the fire protection particles is to be understood in particular as the amount of the bed of fire protection particles in the fire protection section. Transverse to the direction of flow is thus avoided in this way co-promoting the fire protection particles together with the temperature control or at least reduced.
  • Flat and / or acute angles of attack of such a section wall are also possible within the meaning of the present invention.
  • Decisive here is in particular the non-parallel or unparallel design of the section wall correlating with the flow direction of the temperature control.
  • an increased stability against centrifugal forces or other transverse accelerations can be provided in this way, which can occur during operation of the vehicle in which such a temperature control device is installed.
  • the fire protection section, the Temperierffeneingang and / or the Temperierffenausgang comprises a retaining device for a retention of the fire protection particles against co-promotion with the temperature control.
  • a restraint device may also be referred to and understood as a filter device or grating device. It prevents at least partially leakage of the bed or individual fire protection particles of the bed. Particularly in the direction of a pumping device for generating a flow of the temperature control, this retaining device can prevent penetration of the fire protection particles in such a pump. At the exit and / or at the entrance the temperature control, especially in the flow direction, this retainer thus brings the advantages described with it.
  • a fire protection insert for use in a fire protection section of a temperature control line of a temperature control device according to the invention.
  • a fire protection insert has an insert chamber with a bed of fire protection particles with a defined melting range for the reduction of heat in a fire by phase transition.
  • the present invention is a method for the production of the temperature control device according to the present invention, comprising the following steps:
  • a method according to the invention brings about the same advantages as have been explained in detail with reference to a tempering device according to the invention.
  • the introduction of the bed is carried out in particular in a trickling or pouring manner, if it is free-flowing material in the fire protection particles.
  • the introduction of the bedding and the corresponding selection of the fire protection particles leads to a preliminary definition and adjustment of the fire protection by the selected influencing particles for the bed
  • the introduction of the fire protection particles takes place through the temperature control medium input and / or the temperature control medium output.
  • an additional input for the introduction of the bed is avoided, so that by dispensing with the complexity of the tempering and also the complexity in the implementation of the method can be reduced.
  • the incorporation and construction are significantly simplified in this way.
  • the influencing particles are introduced in the form of a fire protection insert according to the present invention.
  • the use of a fire protection insert can take place in a prefabrication, so that during the final production of the tempering and / or the battery device of the fire protection insert as such without a risk of spillage or increased expenditure by the handling of free-flowing fire protection particles is usable.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a tempering device according to the invention
  • Fig. 2 shows another embodiment of an inventive
  • Fig. 4 shows a further embodiment of an inventive
  • Fig. 5 shows an embodiment of a temperature control device according to the invention
  • Fig. 6 shows a further embodiment of an inventive
  • Temperature control device with a fire protection insert is a temperature control device with a fire protection insert.
  • FIGS. 1, 2, 5 and 6 show different forms of a tempering device 10 according to the present invention. These are all based on a solution which combines two basic functionalities for the temperature control device 10 with each other. All these four representations have in common that a battery device 200 here with different battery modules or battery cells adjacent to a Temperierstofftechnisch 20 of the temperature control 10 is arranged. This area can also be understood as a heat transfer section, in which heat can be introduced by a temperature control into the battery device 200 or introduced from the battery device 200 in the temperature control. Thus, a heating functionality and / or a cooling functionality for the battery device 200 can be provided by the temperature control device 10 and by the passage of a temperature control in the Temperierstofftechnisch 20.
  • tempering medium line 20 In order to be able to provide a flow through the tempering medium line 20, it is preferably connected via the Temperierffeneingang 22 with a Temperierffenpumpe which can pump the corresponding temperature control over the Temperierstoffeingang 22 through the Temperierstofftechnisch 20 through the Temperierffenausgang 24 in the circulation.
  • a fire protection section 26 is provided within the tempering medium line 20, in which a bed 30 of fire protection particles 32 is arranged.
  • This bed 30 has a bedding porosity, which is to be understood as free flow porosity, through which the temperature control medium can flow through the tempering medium line 20.
  • the fire protection particles 32 in the form of the bed 30 in principle constitute a fluidic resistance, but avoid complete blockage of the temperature control 20, so that despite the presence of the bed 30 in the fire protection section 26 further flow of the temperature control by the temperature control 20, and in particular through the fire protection portion 26 is possible.
  • the flow direction is indicated by the corresponding arrow directions.
  • the individual fire protection particles 32 are equipped with a defined melting range. This is above the normal operating temperature of the temperature control and below the melting temperature of the adjacent wall of Temperier Nobeltechnisch or the ignition temperature of the adjacent battery modules of the battery device 200.
  • the temperature will also rise in the temperature control line 20. This happens much faster and higher than in normal operation, so that the temperature will reach and exceed the defined melting range of the fire protection particles 32 in the bed 30.
  • the fire protection particles 32 start to melt locally and precisely at the point of the highest temperature and, for this melting process, require the corresponding enthalpy of fusion or phase transition enthalpy as phase transition. In order to provide this energy, it must be removed from the environment, so that a cooling effect and thus a fire protection effect locally, decentralized and automated controlled or can be provided without control.
  • FIGS. 2, 5 and 6 are based on the same combination of fire protection functionality with the tempering functionality. However, here are different details shown in more detail. While FIG. 1 shows a regular bed 30 with the same and / or substantially identical and spherical influencing particles 32, FIG. 5 shows, for example, a more irregular bed 30.
  • regular geometric shapes are for example spherical or cylindrical , provided for the individual fire protection particles 32, but they are equipped with different sizes, so that, as Fig. 5 shows well, a larger bulk porosity arises, which is accompanied by a facilitated flow with faster flow rates and larger volume flows of temperature control through the fire protection section 26 , In FIG.
  • section walls 28 are provided, which at the same time also serve as restraint devices 40.
  • These are grid inserts with a corresponding grid size, which avoids and prevents co-conveying of the fire protection particles 32 with the flowing temperature control agent.
  • FIG. 2 shows that, for a facilitated flow, nevertheless a combination with the fire protection functionality can also be provided a central clearance, for example a central tube, which is surrounded by the fire protection particles 32 as a charge 30.
  • FIG. 6 shows a solution which brings great advantages, in particular with regard to the production method. So here are the fire protection particles 32 of Batch 30 as a fire protection section 26 in an insert chamber 1 10 of an interference use 100 arranged. Thus, a prefabrication of this fire protection insert can be made available without the bed must be formed only during the final production of the temperature control. This leads to a further simplification and improvement of the production.
  • FIGS. 3 and 4 show alternative ways in which the individual fire protection particles can be further improved.
  • FIG. 3 shows a fire protection particle 32 with a central cavity. This is gas-tight and can, for example, have a fire gas or an inert gas. The gas-tight termination functionality of the cavity ensures that no temperature control medium can penetrate into this cavity, so that the total weight of the temperature control device 10 can be reduced by the corresponding displacement.
  • FIG. 4 shows a fire protection particle 32 in a porous design, wherein both open and closed pores can be used here.

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Abstract

The invention relates to a temperature-control device (10) for controlling the temperature of a battery device (200) of a vehicle, comprising at least one temperature-control medium line (20) for conveying temperature-control medium for exchanging heat with the battery device (200), wherein the temperature-control medium line (20) has at least one temperature-control medium inlet (22) for the introduction of temperature-control medium and at least one temperature-control medium outlet (24) for the discharge of temperature-control medium, wherein the temperature-control medium line (20) also has at least one fire-protection section (26) with a filling (30) of fire-protection particles (32) with a defined melting range for the dissipation of heat in the event of a fire via phase transition.

Description

Temperiervorrichtung für eine Temperierung einer Batterievorrichtung eines Fahrzeugs  Temperature control device for a temperature control of a battery device of a vehicle
B e s c h r e i b u n g Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Temperiervorrichtung für die Temperierung einer Batterievorrichtung eines Fahrzeugs, einen Brandschutzeinsatz zum Einsatz in einer solchen Temperiervorrichtung sowie ein Verfahren für die Herstellung einer solchen T emperiervorrichtung. The present invention relates to a tempering device for the temperature control of a battery device of a vehicle, a fire protection insert for use in such a tempering device and a method for producing such a T emperiervorrichtung.
Im Rahmen der Anmeldung kann die Batterievorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug, ein Wasser- und/oder Unterwasserfahrzeug, insbesondere ein Boot, oder ein Flugzeug verwendet werden. Weiterhin ist es denkbar, dass die Batterievorrichtung in einem Anhänger verwendet werden kann. Die Batterievorrichtung kann beispielsweise als Antriebsbatterie oder Versorgungsbatterie verwendet werden. In the context of the application, the battery device for a vehicle, in particular an at least partially electrically powered vehicle, a water and / or underwater vehicle, in particular a boat, or an aircraft can be used. Furthermore, it is conceivable that the battery device can be used in a trailer. The battery device may be used, for example, as a drive battery or supply battery.
Es ist bekannt, dass Fahrzeuge mit Batterievorrichtungen hinsichtlich der Einstellung der Temperatur der Batterievorrichtung mit Temperiervorrichtungen ausgestattet sein sollen. So sind Batterievorrichtungen für eine Reduktion des Verschleißes und eine Verbesserung der Nutzbarkeit in einem idealen Temperaturfenster zu halten. Bei kalten Außenbedingungen führt dies dazu, dass ein Heizen der Batterievorrichtung sowie bei hoher Leistungsabgabe bzw. hohen Außentemperaturen ein Kühlen der Batterievorrichtung notwendig ist. Üblicherweise erfolgt dieser Temperiervorgang mit einem flüssigen und/oder gasförmigen Temperiermittel, welches mithilfe von Temperiermittelleitungen in entsprechende Wärmeübergangszonen der Batterievorrichtung geleitet wird. It is known that vehicles with battery devices should be equipped with temperature control devices with regard to the adjustment of the temperature of the battery device. Thus, battery devices for reducing wear and improving usability are to be kept within an ideal temperature window. In cold outdoor conditions, this leads to a heating of the battery device as well as a cooling of the battery device is necessary at high power output or high ambient temperatures. Typically, this tempering is carried out with a liquid and / or gaseous temperature control, which is passed by means of Temperiermittelleitungen in corresponding heat transfer zones of the battery device.
Nachteilhaft bei den bekannten Lösungen ist es, dass die Batterievorrichtungen zusätzlich zur Temperierung noch eine Brandschutzfunktionalität aufweisen müssen. So bestehen Batterievorrichtungen aus einzelnen Batteriemodulen bzw. einzelnen Batteriezellen, in welchen die chemischen Komponenten für die zur Verfügung zu stellende elektrische Leistung angeordnet sind. Unter mechanischer Beeinflussung, zum Beispiel bei einem Unfall oder in einer Crashsituation, kann es durch Beschädigung der Batterievorrichtungen dazu kommen, dass die einzelnen chemischen Komponenten miteinander reagieren und hohe Temperaturen entstehen. Diese hohen Temperaturen können zu einer Brandsituation in der Batterievorrichtung und/oder am Fahrzeug führen. Hierfür sind zur Vermeidung einer solchen Risikosituation üblicherweise Löschvorrichtungen bzw. Brandschutzkonzepte vorgesehen. Diese beinhalten jedoch den Nachteil, dass sie zusätzliches Gewicht, zusätzliche Kosten und vor allem auch zusätzlichen Platzbedarf mit sich bringen. A disadvantage of the known solutions is that the battery devices in addition to the tempering still need to have a fire protection functionality. Thus, battery devices consist of individual battery modules or individual battery cells in which the chemical components are arranged for the electrical power to be provided. Under mechanical influence, for example at a In the event of an accident or in a crash situation, damage to the battery devices may cause the individual chemical components to react with each other and cause high temperatures. These high temperatures can lead to a fire situation in the battery device and / or on the vehicle. For this purpose, extinguishing devices or fire protection concepts are usually provided to avoid such a risk situation. However, these have the disadvantage that they bring additional weight, additional costs and, above all, additional space requirements.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise den Brandschutz bei einer Batterievorrichtung zu gewährleisten. It is an object of the present invention to at least partially overcome the disadvantages described above. In particular, it is an object of the present invention to ensure cost-effective and simple way of fire protection in a battery device.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Temperiervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , einen Brandschutzeinsatz mit den Merkmalen des Anspruchs 1 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Brandschutzeinsatz sowie dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. The above object is achieved by a tempering with the features of claim 1, a fire protection insert with the features of claim 1 1 and a method having the features of claim 12. Further features and details of the invention will become apparent from the dependent claims, the description and the Drawings. In this case, features and details that are described in connection with the tempering device according to the invention, of course, also in connection with the fire protection insert according to the invention and the method according to the invention and in each case vice versa, so that with respect to the disclosure of the individual aspects of the invention always reciprocal reference is or may be ,
Erfindungsgemäß ist eine Temperiervorrichtung für die Temperierung einer Batterievorrichtung eines Fahrzeugs vorgesehen. Hierfür weist die Temperiervorrichtung wenigstens eine Temperiermittelleitung für die Förderung von Temperiermittel zum Austausch von Wärme mit der Batterievorrichtung auf. Die Temperiermittelleitung ist mit wenigstens einem Temperiermitteleingang für den Eintritt von Temperiermittel und mit wenigstens einem Temperiermittelausgang für den Austritt von Temperiermittel ausgestattet. Dabei weist die Temperiermittelleitung weiter wenigstens einen Brandschutzabschnitt auf mit einer Schüttung von Brandschutzpartikeln mit einem definierten Schmelzbereich zum Abbau von Wärme in einem Brandfall durch Phasenübergang. According to the invention, a temperature control device is provided for the temperature control of a battery device of a vehicle. For this purpose, the tempering at least one tempering medium for the promotion of temperature control for the exchange of heat with the battery device. The tempering medium line is equipped with at least one Temperiermitteleingang for the entry of temperature control and at least one Temperiermittelausgang for the exit of temperature control. In this case, the Temperiermittelleitung further at least one fire protection section with a bed of fire protection particles with a defined melting range for the reduction of heat in a fire by phase transition.
Erfindungsgemäß basiert also die Temperiervorrichtung auf den bekannten Lösungen zur Verfügungstellung einer Temperierfunktionalität bei einer Batterievorrichtung. Dabei kann es sich um eine Batterievorrichtung für ein Fahrzeug handeln, welches einen elektrischen Antrieb als Hauptantrieb oder als Nebenantrieb aufweist. Die Batterievorrichtung ist mit der Temperiervorrichtung im Bereich der Temperiermittelleitung über einen Wärmeübergangsabschnitt wärmeübertragend verbunden, so dass Temperiermittel, welches zum Beispiel von einer Temperiermittelpumpe im Zwangsumlauf über den Temperiermitteleingang durch die Temperiermittelleitung zum Temperiermittelausgang gepumpt wird, über das Temperiermittel eingebracht bzw. ausgebracht werden kann. Der gewünschte Wärmeaustausch kann auch als primäre Temperierfunktionalität der Temperiervorrichtung verstanden werden. According to the invention, the temperature control device is based on the known solutions for providing a temperature control functionality in a battery device. It may be a battery device for a vehicle, which is an electrical Drive as a main drive or as a power take-off has. The battery device is heat-transferring connected to the tempering in the range of Temperiermittelleitung via a heat transfer section, so that tempering, which is pumped by a Temperiermittelpumpe in forced circulation on the Temperiermitteleingang by Temperiermittelleitung to Temperiermittelausgang can be introduced or applied via the temperature control. The desired heat exchange can also be understood as the primary tempering functionality of the tempering device.
Zusätzlich zu der Temperierfunktion weist die Temperiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung noch in sekundärer Weise eine Brandschutzfunktion auf. Somit kann die Temperiervorrichtung zwei Funktionalitäten als Baueinheit zur Verfügung stellen, so dass eine separate Brandschutzeinheit mit einer separaten Brandschutzfunktionalität hinsichtlich Größe, Kosten und Platzbedarf vermieden werden kann. In addition to the tempering function, the tempering device according to the present invention still has a secondary fire protection function. Thus, the temperature control can provide two functionalities as a unit available, so that a separate fire protection unit with a separate fire protection functionality in terms of size, cost and space requirements can be avoided.
Für diese Brandschutzfunktionalität sind in einem Brandschutzabschnitt Brandschutzpartikel in Form einer Schüttung eingebracht. Der Brandschutzabschnitt kann dabei in dem Bereich der Wärmeübertragung, also im Wärmeübertragungsabschnitt mit der Batterievorrichtung, ausgebildet bzw. angeordnet sein. Bevorzugt überlappt der Brandschutzabschnitt oder ist vollständig in den Wärmeübertragungsabschnitt eingebracht. Jedoch ist es grundsätzlich auch denkbar, dass der Brandschutzabschnitt an anderen Stellen angeordnet ist oder sich sogar vollständig oder im Wesentlichen vollständig über die Temperiermittelleitung erstreckt. Für diese Brandschutzfunktionalität ist im Brandschutzabschnitt eine Schüttung aus Brandschutzpartikeln angeordnet. Brandschutzpartikel zeichnen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung dadurch aus, dass sie einen definierten Schmelzbereich und/oder einen definierten Schmelzpunkt aufweisen. Das bedeutet, dass beim Erreichen einer definierten Temperatur, welche oberhalb oder im Bereich des Schmelzbereichs bzw. der Schmelztemperatur der Brandschutzpartikel liegt, diese beginnen zu schmelzen. Im normalen Betriebszustand der Temperiervorrichtung sind die Brandschutzpartikel also in einer festen Phase vorliegend, während sie bei Überschreiten des definierten Schmelzbereiches in einem Phasenübergang in flüssiger oder sogar gasförmiger Phase vorliegen. Für diesen Phasenübergang wird Wärme benötigt, um den Phasenübergang mit der entsprechenden Enthalpie zu versorgen. Diese Wärme wird der Umgebung entzogen, so dass auf diese Weise eine Kühlfunktion die umgebenden Bauteile, insbesondere die Batterievorrichtung und/oder den Wärmeübertragungsabschnitt, kühlt. Das Einbringen der Brandschutzpartikel erfolgt in Form einer Schüttung, was insbesondere zwei große Vorteile mit sich bringt. Zum einen kann das Einbringen einfach, kostengünstig und schnell erfolgen, da schüttfähige, insbesondere rieselfähige Brandschutzpartikel einfach und kostengünstig in die Temperiermittelleitung eingebracht werden können. Ein weiterer Vorteil der Einbringung in einer Schüttung ist es, dass eine Schüttung einen kompletten Strömungsabschluss innerhalb der Temperiermittelleitung vermeidet, da die einzelnen Brandschutzpartikel in Form der Schüttung eine Schüttungsporosität aufweisen, durch welche das Temperiermittel weiterströmen kann. Somit kann an gleicher Stelle, insbesondere im Wärmeübertragungsabschnitt der Temperiermittelleitung bzw. der Batterievorrichtung durch die Schüttung der Brandschutzpartikel zum einen die Brandschutzfunktionalität und zum anderen die primäre Hauptfunktion der Temperierung zur Verfügung gestellt werden, da das Temperiermittel fließen und für die Wärmeübertragung zur Verfügung stehen kann. For this fire protection functionality fire protection particles are introduced in the form of a bed in a fire protection section. The fire protection section can be constructed or arranged in the region of the heat transfer, that is to say in the heat transfer section with the battery device. The fire protection section preferably overlaps or is completely inserted into the heat transfer section. However, in principle it is also conceivable that the fire protection section is arranged at other locations or even extends completely or essentially completely over the temperature control line. For this fire protection functionality, a bed of fire protection particles is arranged in the fire protection section. Fire protection particles are characterized in the context of the present invention in that they have a defined melting range and / or a defined melting point. This means that when a defined temperature is reached, which lies above or in the range of the melting range or the melting temperature of the fire protection particles, they begin to melt. In the normal operating state of the temperature control device, the fire protection particles are thus present in a solid phase, while they are present in a phase transition in the liquid or even gaseous phase when the defined melting range is exceeded. For this phase transition, heat is needed to supply the phase transition with the appropriate enthalpy. This heat is removed from the environment, so that in this way a cooling function cools the surrounding components, in particular the battery device and / or the heat transfer section. The introduction of the fire protection particles takes the form of a bed, which brings in particular two major advantages. On the one hand, the introduction can be simple, inexpensive and quick, since pourable, in particular free-flowing fire protection particles can be easily and inexpensively introduced into the temperature control line. A further advantage of the introduction in a bed is that a bed prevents a complete flow closure within the temperature control line, since the individual fire protection particles in the form of the bed have a bedding porosity through which the temperature control medium can continue to flow. Thus, at the same point, in particular in the heat transfer section of the tempering medium line or the battery device by the bed of fire protection particles on the one hand the fire protection functionality and on the other the primary main function of the temperature can be made available because the temperature control flow and can be available for heat transfer.
Unter einem definierten Schmelzbereich ist im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Temperaturbereich und/oder ein Temperaturpunkt zu verstehen. Dieser definiert den Phasenübergang der Brandschutzpartikel von der festen Phase in die flüssige bzw. gasförmige Phase. Ein Schmelzbereich oder Schmelzpunkt in einer definierten Weise ist vorzugsweise so eingestellt, dass der Phasenübergang stattfindet, bevor das Risiko eines Brennens der umgebenden Bauteile eintritt. So ist der definierte Schmelzbereich vorzugsweise mit einer Temperatur versehen, welche kleiner ist als der Schmelzbereich der umgebenden Wandung der Temperiermittelleitung und/oder der umgebenden Bauteile, insbesondere der Batterievorrichtung, der entsprechenden benachbarten Batteriemodule oder des Gehäuses der benachbarten Batteriemodule. Somit kann eine lokale und insbesondere auch dezentrale Wirkungsweise der Brandschutzpartikel direkt an dem Ort stattfinden, an welchem die Temperatur ansteigt. Ist vorzugsweise die gesamte Temperiervorrichtung und insbesondere ein Großteil der Temperiermittelleitungen mit einer entsprechenden Schüttung mit Brandschutzpartikeln versehen, so kann lokal dort, wo eine Überhitzung der Batterievorrichtung von innen oder von außen auftritt, durch den Phasenübergang der schmelzenden Brandschutzpartikel eine direkte, lokale und auch dezentrale Kühlfunktionalität gewährleistet werden. Diese ist nicht nur dezentral und lokal, sondern darüber hinaus auch unmittelbar verfügbar, so dass nicht erst bei einem zentralistisch angeordneten Brandschutzsystem entsprechende Kühl- oder Brandschutzflüssigkeit an den gewünschten Ort gebracht werden muss. Ein weiterer entscheidender Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist die im Wesentlichen automatisierte und regelungsfreie Funktionalität. So werden die Brandschutzpartikel ausschließlich durch die entsprechende Temperatursituation ausgelöst, also schmelzen, wenn die Temperatur den definierten Schmelzbereich erreicht oder übersteigt. Ein Detektieren eines Brandes durch elektrische Sensoren und ein entsprechendes Regeln eines Brandschutzsystems ist nicht mehr notwendig. Vielmehr kann hier mit höchster Sicherheit durch den Phasenübergang die Funktionalität des Brandschutzes mit der Schüttung der Brandschutzpartikel zur Verfügung gestellt werden, und gleichzeitig die Funktionalität der Temperiervorrichtung hinsichtlich der Hauptfunktion der Temperierung der Batterievorrichtung unbeeinträchtigt oder im Wesentlichen unbeeinträchtigt bleiben. For the purposes of the present invention, a defined melting range is to be understood as meaning a temperature range and / or a temperature point. This defines the phase transition of the fire protection particles from the solid phase into the liquid or gaseous phase. A melting range or melting point in a defined manner is preferably adjusted so that the phase transition occurs before the risk of burning of the surrounding components occurs. Thus, the defined melting range is preferably provided with a temperature which is smaller than the melting range of the surrounding wall of the tempering medium line and / or the surrounding components, in particular the battery device, the corresponding adjacent battery modules or the housing of the adjacent battery modules. Thus, a local and in particular decentralized operation of the fire protection particles take place directly at the place where the temperature rises. If the entire tempering device and in particular a large part of the tempering medium lines are provided with a corresponding fill with fire protection particles, local, where overheating of the battery device occurs from the inside or from the outside, can result in direct, local and also decentralized cooling functionality due to the phase transition of the melting fire protection particles be guaranteed. This is not only decentralized and local, but also immediately available, so not just in a centralized fire protection system appropriate cooling or fire protection liquid must be brought to the desired location. Another decisive advantage of the solution according to the invention is the essentially automated and control-free functionality. Thus, the fire protection particles are triggered solely by the corresponding temperature situation, so melt when the temperature reaches or exceeds the defined melting range. A detection of a fire by electrical sensors and a corresponding rules of a fire protection system is no longer necessary. Rather, the functionality of the fire protection with the bulk of the fire protection particles can be made available here with maximum security through the phase transition, while the functionality of the temperature control device with respect to the main function of the temperature control of the battery device unimpaired or substantially unimpaired.
Es kann von Vorteil sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung der definierte Schmelzbereich mehr als 10 % über der maximalen Betriebstemperatur in der Temperiermittelleitung liegt und/oder weniger als 10 % unterhalb der Brandtemperatur in der Temperiermittelleitung liegt. Darunter sind die Maximalgrenzen zu verstehen, um ein sicheres und frühzeitiges Funktionieren des Brandschutzes gewährleisten zu können. Diese beiden Grenzen können insbesondere kombiniert, aber auch separat voneinander eingehalten werden. Das Definieren eines Schmelzbereiches durch entsprechende Materialwahl der Brandschutzpartikel in der Schüttung von 10 % über der maximalen Betriebstemperatur der Temperiermittelleitung vermeidet es mit einem entsprechenden Sicherheitsabstand, dass die Brandschutzpartikel im normalen Betriebsfall in den Phasenübergang gelangen. Insbesondere ist der definierte Schmelzbereich damit größer als die maximale Betriebstemperatur in der Temperiermittelleitung. Auch am anderen Ende des definierten Schmelzbereiches dient ein entsprechender Sicherheitsabstand von 10 % der verbesserten Funktionalität. So kann eine Brandtemperatur in der Temperiermittelleitung ermittelt werden, welche zum Beispiel durch die Schmelz- bzw. Zündtemperatur der benachbarten Leitungswandung der Temperiermittelleitung oder der benachbarten Batteriemodule, Batteriezellen oder Batteriegehäuse definiert werden kann. Sobald diese Temperatur erreicht wird, besteht die Gefahr, dass die benachbarten Komponenten schmelzen oder sich entzünden. Um dies zu vermeiden, soll die Kühlfunktionalität des Brandschutzes der Brandschutzpartikel vorher ausgelöst werden, weshalb der definierte Schmelzbereich unterhalb dieser Brand- oder Schmelztemperatur oder Zündtemperatur der umgebenden Bauteile liegt. Auch hier ist vorzugsweise ein Sicherheitspuffer von ca. 10 % vorgesehen, um mit einer vereinfachten Auslösung und hoher Sicherheit zum einen eine Fehlauslösung bei zu tiefen Temperaturen und zum anderen eine rechtzeitige Auslösung im Brandfall gewährleisten zu können. Vorteile bringt es darüber hinaus mit sich, wenn bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung die Brandschutzpartikel zumindest teilweise porös ausgebildet sind. Die Porosität führt zu einer vergrößerten Oberfläche, so dass eine entsprechende Brandschutzfunktionalität noch einfacher definiert und eingestellt werden kann. Insbesondere führt dies zu einem schnelleren Schmelzen, wenn der definierte Schmelzbereich erreicht wird, so dass auch eine größere Menge von Schmelzenthalpie und dementsprechend von Kühlfunktionalität in kürzerer Zeit zur Verfügung gestellt werden kann. Durch die Porosität kann darüber hinaus Einfluss genommen werden auf die gewünschten Schmelzpunkte bzw. Schmelzbereiche, so dass eine bevorzugte Materialwahl durch die Porosität noch hinsichtlich eines bevorzugten und definierten Schmelzbereiches einstellbar wird. Grundsätzlich können die einzelnen Poren der Brandschutzpartikel sowohl in offener als auch in geschlossener Weise ausgebildet werden. Auch die Kombination von geöffneten und geschlossenen Poren bei Brandschutzpartikeln sowie von porenfreien und porösen Brandschutzpartikeln ist im Sinne der vorliegenden Erfindung selbstverständlich denkbar. It may be advantageous if, in a temperature control device according to the invention, the defined melting range is more than 10% above the maximum operating temperature in the temperature control line and / or less than 10% below the fire temperature in the temperature control line. This is to be understood as the maximum limits in order to ensure safe and early functioning of the fire protection. These two limits can be particularly combined, but also kept separate. Defining a melting range by appropriate choice of material of the fire protection particles in the bed of 10% above the maximum operating temperature of the temperature control avoids it with a corresponding safety distance that the fire protection particles get into the phase transition in normal operation. In particular, the defined melting range is thus greater than the maximum operating temperature in the temperature control line. Also at the other end of the defined melting range is a corresponding safety margin of 10% of the improved functionality. Thus, a fire temperature can be determined in the temperature control, which can be defined for example by the melting or ignition temperature of the adjacent conduit wall of Temperiermittelleitung or the adjacent battery modules, battery cells or battery case. Once this temperature is reached, there is a risk that the adjacent components will melt or ignite. In order to avoid this, the cooling functionality of the fire protection of the fire protection particles should be triggered beforehand, which is why the defined melting range is below this fire or melting temperature or ignition temperature of the surrounding components. Again, a safety buffer of about 10% is preferably provided in order to be able to ensure a false trip with too low temperatures and on the other hand a timely release in case of fire with a simplified triggering and high security. It also brings advantages with it if, in a tempering device according to the invention, the fire protection particles are at least partially porous. The porosity leads to an enlarged surface, so that a corresponding fire protection functionality can be defined and adjusted even easier. In particular, this leads to a faster melting when the defined melting range is reached, so that a larger amount of enthalpy of fusion and accordingly of cooling functionality can be provided in a shorter time. In addition, the porosity can influence the desired melting points or melting ranges so that a preferred choice of material can be adjusted by the porosity with respect to a preferred and defined melting range. In principle, the individual pores of the fire protection particles can be formed both in an open and in a closed manner. The combination of open and closed pores in fire protection particles as well as non-porous and porous fire protection particles is of course conceivable within the meaning of the present invention.
Es kann Vorteile mit sich bringen, wenn bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung die Brandschutzpartikel zumindest teilweise hohl, insbesondere mit einem abgeschlossenen Hohlraum, ausgebildet sind. Ein solcher Hohlraum kann auch durch viele einzelne kleine Hohlräume in Form von abgeschlossenen Poren zur Verfügung gestellt werden. Der Hohlraum bzw. hohle Poren führen dazu, dass durch die abgeschlossene und damit gasdichte Ausbildung ein Eindringen von Temperiermittel in diesen Hohlraum vermieden werden kann. Somit wird bei gefüllter Temperiervorrichtung, also bei eingefülltem Temperiermittel das jeweilige Gasvolumen nicht mit Temperiermittel gefüllt, so dass sich das Gesamtgewicht der Temperiervorrichtung um den auf diese Weise gesparten Anteil des Temperiermittelgewichts reduziert. Darüber hinaus kann auch ein solcher Hohlraum, welcher als abgeschlossener und gasdichter Hohlraum ausgebildet ist, eine zusätzliche Brandschutzfunktionalität aufweisen, wenn ein entsprechendes Brandschutzgas in diesem Hohlraum angeordnet ist. Dabei kann es sich zum Beispiel um Inertgas, zum Beispiel Stickstoff, handeln. Auch andere Brandschutzgase, welche insbesondere einen positiven, weil kühlenden oder reaktionsreduzierenden Effekt auf die benachbarten Chemikalien in der Batterievorrichtung ausüben, sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung selbstverständlich denkbar. There may be advantages if, in a tempering device according to the invention, the fire protection particles are at least partially hollow, in particular with a closed cavity. Such a cavity can also be provided by many individual small cavities in the form of closed pores. The cavity or hollow pores cause penetration of tempering in this cavity can be avoided by the completed and thus gas-tight training. Thus, when the temperature control device is full, that is to say when the temperature control medium is filled, the respective gas volume is not filled with temperature control agent, so that the total weight of the temperature control device is reduced by the proportion of the temperature control medium saved in this way. In addition, such a cavity, which is formed as a closed and gas-tight cavity, have an additional fire protection functionality, if a corresponding fire protection gas is arranged in this cavity. This may be, for example, inert gas, for example nitrogen. Other fire protection gases, which in particular exert a positive, because cooling or reaction-reducing effect on the adjacent chemicals in the battery device, are of course conceivable in the context of the present invention.
Ein weiterer Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung die Brandschutzpartikel eine regelmäßige geometrische Form, insbesondere kugelförmig oder im Wesentlichen kugelförmig, aufweisen. Das ist insbesondere dahingehend von Vorteil, da die Schüttungsdichte der geschütteten Brandschutzpartikel auf diese Weise leichter vorhersagbar wird. Auch die Schichtung bzw. Packung der Brandschutzpartikel ist auf diese Weise leichter vorhersagbar. Hinsichtlich der Kosten in der Herstellung bringt eine regelmäßige geometrische Form für die Brandschutzpartikel ebenfalls Vorteile mit sich. Nicht zuletzt kann durch eine regelmäßige geometrische Form, insbesondere in kugelförmiger oder im Wesentlichen kugelförmiger Weise, auch eine gute Vorhersage hinsichtlich der Schmelzfunktionalität bzw. des Schmelzprozesses beim Phasenübergang zur Verfügung gestellt werden. Another advantage is when in a tempering device according to the invention, the fire protection particles a regular geometric shape, in particular spherical or substantially spherical. This is particularly advantageous in that the bulk density of the poured fire protection particles is more easily predictable in this way. The layering or packing of the fire protection particles is easier to predict in this way. Regarding the cost in the production of a regular geometric shape for the fire protection particles also brings benefits. Not least can be provided by a regular geometric shape, in particular in a spherical or substantially spherical manner, also a good prediction of the melting functionality or the melting process in the phase transition.
Ein weiterer Vorteil ist erzielbar, wenn bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung die Brandschutzpartikel eine gemischte Körnung aufweisen. Darunter ist zu verstehen, dass die einzelnen Brandschutzpartikel unterschiedliche Korngrößen, also unterschiedliche Korndurchmesser bzw. Partikeldurchmesser aufweisen. Dies bezieht sich insbesondere auch darauf, dass die einzelnen Brandschutzpartikel unterschiedliche geometrische Außenkonturen aufweisen können. Eine gemischte Körnung ist hinsichtlich der Herstellung der Brandschutzpartikel als besonders einfach und kostengünstig anzusehen. Dabei kann eine Siebung in grober Weise und hinsichtlich gewünschter Obergrenzen und gewünschter Untergrenzen die gemischte Körnung einstellen, um eine gute Vorhersagbarkeit der Beeinflussung des Brandschutzes in der Temperiermittelleitung im Brandschutzabschnitt abgeben zu können. Another advantage can be achieved if, in a tempering device according to the invention, the fire protection particles have a mixed grain size. This is understood to mean that the individual fire protection particles have different particle sizes, that is to say different particle diameters or particle diameters. This also refers in particular to the fact that the individual fire protection particles can have different geometric outer contours. A mixed grain size is considered to be particularly simple and inexpensive in terms of the production of the fire protection particles. In this case, a screening in a coarse manner and in terms of desired upper limits and desired lower limits set the mixed grain size to give a good predictability of the influence of fire protection in the temperature control in the fire protection section.
Ebenfalls von Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung, die Brandschutzpartikel eine gesiebte Körnung, insbesondere mit einer definierten Korngröße und/oder mit einer Korngröße im Bereich von ±10 %, aufweisen. Dabei handelt es sich um eine alternative oder zusätzliche Ausgestaltungsform zum voranstehenden Absatz. Eine gesiebte Körnung erlaubt es, die einzelnen Brandschutzpartikel sozusagen aufeinander abzustellen, so dass eine dichtere Packung mit einer geringeren Schüttungsporosität in der Schüttung zur Verfügung gestellt werden kann. Auch kann durch eine gesiebte Körnung eine genauere Vorhersage getroffen werden, in welcher Weise und mit welcher quantitativen und auch qualitativen Intensität die Beeinflussung des Brandschutzes im Brandschutzabschnitt der Temperiermittelleitung zur Verfügung gestellt werden kann. It may also be advantageous if, in a tempering device according to the invention, the fire protection particles have a sieved grain size, in particular with a defined grain size and / or with a grain size in the range of ± 10%. This is an alternative or additional embodiment to the preceding paragraph. A sieved grain allows the individual fire protection particles to be placed on each other, so to speak, so that a denser packing with a lower bulk porosity in the fill can be made available. Also, a more precise prediction can be made by a sieved grit, in what way and with what quantitative and also qualitative intensity the influence of the fire protection in the fire protection section of the temperature control can be provided.
Darüber hinaus von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung die Brandschutzpartikel eine Leitfähigkeit und/oder eine Durchlassfähigkeit für akustische und/oder optische Signale aufweisen. Insbesondere bei der Verwendung von Datenkommunikation innerhalb des Temperiermittels bringt dies Vorteile mit sich, da sich die Widerstandsfunktionalität der Brandschutzpartikel auf die Beeinflussung des Brandschutzes in dem Brandschutzabschnitt reduziert. Der Widerstand gegen den Durchlass von akustischen und/oder optischen Signalen ist durch die Durchlassfähigkeit reduziert oder sogar minimiert. So ist zum Beispiel eine visuelle Kommunikation auf Basis von Lichtwellen und/oder eine akustische Kommunikation auf Basis von Schallwellen innerhalb des Temperiermittels möglich. Die Durchlassfähigkeit bezieht sich dabei insbesondere auch auf eine geringe Streuung und/oder einen geringeren Widerstand gegen eine solche Signalisierung. Moreover, it is advantageous if, in a temperature control device according to the invention, the fire protection particles have a conductivity and / or a transmission capacity for acoustic and / or have optical signals. In particular, when using data communication within the temperature control this brings advantages, since the resistance functionality of the fire protection particles is reduced to the influence of fire protection in the fire protection section. The resistance to the passage of acoustic and / or optical signals is reduced or even minimized by the passability. Thus, for example, a visual communication based on light waves and / or an acoustic communication based on sound waves within the temperature control is possible. The passability relates in particular to a low scattering and / or a lower resistance to such signaling.
Ebenfalls Vorteile bringt es mit sich, wenn bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung der Brandschutzabschnitt zumindest eine Abschnittswandung quer oder im Wesentlichen quer zur Strömungsrichtung aufweist für ein Stabilisieren der Position der Brandschutzpartikel. Die Position der Brandschutzpartikel ist dabei insbesondere als Menge der Schüttung der Brandschutzpartikel im Brandschutzabschnitt zu verstehen. Quer zur Strömungsrichtung wird also auf diese Weise ein Mitfördern der Brandschutzpartikel zusammen mit dem Temperiermittel vermieden oder zumindest reduziert. Auch flache und/oder spitze Anstellwinkel einer solchen Abschnittswandung sind im Sinne der vorliegenden Erfindung möglich. Entscheidend ist dabei insbesondere die nicht-parallele oder unparallele Ausgestaltungsform der Abschnittswandung korrelierend mit der Strömungsrichtung des Temperiermittels. Auch kann auf diese Weise eine erhöhte Stabilität gegen Fliehkräfte oder andere Querbeschleunigungen zur Verfügung gestellt werden, welche beim Betrieb des Fahrzeugs, in welchem eine solche Temperiervorrichtung verbaut ist, auftreten können. It also has advantages when, in a tempering device according to the invention, the fire protection section has at least one section wall transversely or essentially transversely to the flow direction for stabilizing the position of the fire protection particles. The position of the fire protection particles is to be understood in particular as the amount of the bed of fire protection particles in the fire protection section. Transverse to the direction of flow is thus avoided in this way co-promoting the fire protection particles together with the temperature control or at least reduced. Flat and / or acute angles of attack of such a section wall are also possible within the meaning of the present invention. Decisive here is in particular the non-parallel or unparallel design of the section wall correlating with the flow direction of the temperature control. Also, an increased stability against centrifugal forces or other transverse accelerations can be provided in this way, which can occur during operation of the vehicle in which such a temperature control device is installed.
Darüber hinaus von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung der Brandschutzabschnitt, der Temperiermitteleingang und/oder der Temperiermittelausgang eine Rückhaltevorrichtung aufweist, für ein Rückhalten der Brandschutzpartikel gegen eine Mitförderung mit dem Temperiermittel. Eine solche Rückhaltevorrichtung kann auch als Filtervorrichtung oder Gittervorrichtung bezeichnet und verstanden werden. Sie verhindert zumindest teilweise ein Austreten der Schüttung bzw. einzelner Brandschutzpartikel der Schüttung. Insbesondere in Richtung einer Pumpvorrichtung für das Erzeugen eines Flusses des Temperiermittels kann diese Rückhaltevorrichtung ein Eindringen der Brandschutzpartikel in eine solche Pumpe vermeiden. Am Ausgang und/oder am Eingang der Temperiermittelleitung, insbesondere in Strömungsrichtung gesehen, bringt diese Rückhaltevorrichtung damit die beschriebenen Vorteile mit sich. Moreover, it is advantageous if in a tempering device according to the invention the fire protection section, the Temperiermitteleingang and / or the Temperiermittelausgang comprises a retaining device for a retention of the fire protection particles against co-promotion with the temperature control. Such a restraint device may also be referred to and understood as a filter device or grating device. It prevents at least partially leakage of the bed or individual fire protection particles of the bed. Particularly in the direction of a pumping device for generating a flow of the temperature control, this retaining device can prevent penetration of the fire protection particles in such a pump. At the exit and / or at the entrance the temperature control, especially in the flow direction, this retainer thus brings the advantages described with it.
Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Brandschutzeinsatz zum Einsatz in einem Brandschutzabschnitt einer Temperiermittelleitung einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung. Ein solcher Brandschutzeinsatz weist eine Einsatzkammer mit einer Schüttung von Brandschutzpartikeln mit einem definierten Schmelzbereich zum Abbau von Wärme in einem Brandfall durch Phasenübergang auf. Damit bringt ein erfindungsgemäßer Brandschutzeinsatz die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Temperiervorrichtung erläutert worden sind. Ein solcher Brandschutzeinsatz kann zum einen in der Herstellung eine modulare Produktionsweise zur Verfügung stellen, und gleichzeitig auch ein Nachrüsten bestehender Temperiervorrichtung erlauben. Likewise provided by the present invention is a fire protection insert for use in a fire protection section of a temperature control line of a temperature control device according to the invention. Such a fire protection insert has an insert chamber with a bed of fire protection particles with a defined melting range for the reduction of heat in a fire by phase transition. Thus brings a fire protection insert according to the invention with the same advantages, as they have been explained in detail with respect to a temperature control device according to the invention. Such a fire protection insert can on the one hand provide a modular mode of production in the production, and at the same time allow a retrofitting of existing tempering device.
Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren für die Herstellung der Temperiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, aufweisend die folgenden Schritte: Likewise provided by the present invention is a method for the production of the temperature control device according to the present invention, comprising the following steps:
- Einbringen einer Schüttung von Brandschutzpartikeln in die Temperiermittelleitung, Introducing a bed of fire protection particles into the temperature control line,
- Anordnen der eingebrachten Brandschutzpartikel in dem wenigstens einen Brandschutzabschnitt mit einem definierten Schmelzbereich zum Abbau von Wärme in einem Brandfall durch Phasenübergang. - Arranging the introduced fire protection particles in the at least one fire protection section with a defined melting range for the reduction of heat in a fire by phase transition.
Durch das Herstellen einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung bringt ein erfindungsgemäßes Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Temperiervorrichtung erläutert worden sind. Das Einbringen der Schüttung erfolgt dabei insbesondere in rieselnder bzw. schüttender Weise, wenn es sich bei den Brandschutzpartikeln um rieselfähiges Material handelt. In Bezug auf den jeweiligen Einsatz erfolgt durch das Einbringen der Schüttung und die entsprechende Auswahl der Brandschutzpartikeln eine Vorabdefinition und Einstellung des Brandschutzes durch die ausgewählten Beeinflussungspartikel für die Schüttung By producing a tempering device according to the invention, a method according to the invention brings about the same advantages as have been explained in detail with reference to a tempering device according to the invention. The introduction of the bed is carried out in particular in a trickling or pouring manner, if it is free-flowing material in the fire protection particles. With regard to the respective application, the introduction of the bedding and the corresponding selection of the fire protection particles leads to a preliminary definition and adjustment of the fire protection by the selected influencing particles for the bed
Darüber hinaus von Vorteil ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren das Einbringen der Brandschutzpartikel durch den Temperiermitteleingang und/oder den Temperiermittelausgang erfolgt. Damit wird ein zusätzlicher Eingang für das Einbringen der Schüttung vermieden, so dass durch den Verzicht hierauf die Komplexität der Temperiervorrichtung und auch die Komplexität in der Durchführung des Verfahrens reduziert werden kann. Die Einbringung und die Konstruktion werden auf diese Weise deutlich vereinfacht. Moreover, it is advantageous if, in a method according to the invention, the introduction of the fire protection particles takes place through the temperature control medium input and / or the temperature control medium output. Thus, an additional input for the introduction of the bed is avoided, so that by dispensing with the complexity of the tempering and also the complexity in the implementation of the method can be reduced. The incorporation and construction are significantly simplified in this way.
Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die Beeinflussungspartikel in Form eines Brandschutzeinsatzes gemäß der vorliegenden Erfindung eingebracht werden. Das Verwenden eines Brandschutzeinsatzes kann in einer Vorkonfektionierung stattfinden, so dass bei der Endherstellung der Temperiervorrichtung und/oder der Batterievorrichtung der Brandschutzeinsatzes als solches ohne eine Verschüttgefahr oder einen erhöhten Aufwand durch das Handling von rieselfähigen Brandschutzpartikeln verwendbar ist. It is also advantageous if, in a method according to the invention, the influencing particles are introduced in the form of a fire protection insert according to the present invention. The use of a fire protection insert can take place in a prefabrication, so that during the final production of the tempering and / or the battery device of the fire protection insert as such without a risk of spillage or increased expenditure by the handling of free-flowing fire protection particles is usable.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch: Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, embodiments of the invention are described in detail. The features mentioned in the claims and in the description may each be essential to the invention individually or in any desired combination. They show schematically:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung, 1 shows a first embodiment of a tempering device according to the invention,
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fig. 2 shows another embodiment of an inventive
Temperiervorrichtung,  tempering,
Fig. 3 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Brandschutzpartikels, 3 shows an embodiment of a fire protection particle according to the invention,
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fig. 4 shows a further embodiment of an inventive
Brandschutzpartikels,  Fire particle,
Fig. 5 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung und Fig. 5 shows an embodiment of a temperature control device according to the invention and
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fig. 6 shows a further embodiment of an inventive
Temperiervorrichtung mit einem Brandschutzeinsatz.  Temperature control device with a fire protection insert.
Die Fig. 1 , 2, 5 und 6 zeigen unterschiedliche Formen einer Temperiervorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung. Diese basieren alle auf einer Lösung, welche zwei Grundfunktionalitäten für die Temperiervorrichtung 10 miteinander vereinbart. All diesen vier Darstellungen ist es gemeinsam, dass eine Batterievorrichtung 200 hier mit unterschiedlichen Batteriemodulen bzw. Batteriezellen benachbart zu einer Temperiermittelleitung 20 der Temperiervorrichtung 10 angeordnet ist. Dieser Bereich kann auch als Wärmeübertragungsabschnitt verstanden werden, in welchem Wärme von einem Temperiermittel in die Batterievorrichtung 200 eingebracht oder aus der Batterievorrichtung 200 in das Temperiermittel eingebracht werden kann. Somit kann durch die Temperiermittelvorrichtung 10 und durch das Durchströmen eines Temperiermittels in der Temperiermittelleitung 20 eine Heizfunktionalität und/oder eine Kühlfunktionalität für die Batterievorrichtung 200 zur Verfügung gestellt werden. FIGS. 1, 2, 5 and 6 show different forms of a tempering device 10 according to the present invention. These are all based on a solution which combines two basic functionalities for the temperature control device 10 with each other. All these four representations have in common that a battery device 200 here with different battery modules or battery cells adjacent to a Temperiermittelleitung 20 of the temperature control 10 is arranged. This area can also be understood as a heat transfer section, in which heat can be introduced by a temperature control into the battery device 200 or introduced from the battery device 200 in the temperature control. Thus, a heating functionality and / or a cooling functionality for the battery device 200 can be provided by the temperature control device 10 and by the passage of a temperature control in the Temperiermittelleitung 20.
Um ein Durchströmen durch die Temperiermittelleitung 20 zur Verfügung stellen zu können, ist diese vorzugsweise über den Temperiermitteleingang 22 mit einer Temperiermittelpumpe verbunden, welche das entsprechende Temperiermittel über den Temperiermitteleingang 22 durch die Temperiermittelleitung 20 hindurch über den Temperiermittelausgang 24 im Kreislauf pumpen kann. In order to be able to provide a flow through the tempering medium line 20, it is preferably connected via the Temperiermitteleingang 22 with a Temperiermittelpumpe which can pump the corresponding temperature control over the Temperiermitteleingang 22 through the Temperiermittelleitung 20 through the Temperiermittelausgang 24 in the circulation.
Für den Brandschutz ist innerhalb der Temperiermittelleitung 20 ein Brandschutzabschnitt 26 vorgesehen, in welchem eine Schüttung 30 aus Brandschutzpartikeln 32 angeordnet ist. Diese Schüttung 30 weist eine Schüttungsporosität auf, welche als freie Strömungsporosität zu verstehen ist, durch welche das Temperiermittel durch die Temperiermittelleitung 20 hindurchströmen kann. Somit stellen zwar die Brandschutzpartikel 32 in Form der Schüttung 30 grundsätzlich einen strömungstechnischen Widerstand dar, vermeiden jedoch eine vollständige Blockade der Temperiermittelleitung 20, so dass trotz der Anwesenheit der Schüttung 30 im Brandschutzabschnitt 26 ein weiteres Strömen des Temperiermittels durch die Temperiermittelleitung 20, und insbesondere auch durch den Brandschutzabschnitt 26 möglich ist. Die Strömungsrichtung ist dabei durch die entsprechenden Pfeilrichtungen angegeben. Während der freie Strömungsquerschnitt SQ vor und nach dem Brandschutzabschnitt 26 vollständig zur Verfügung steht, verbleibt durch die Schüttungsporosität im Bereich des Brandschutzabschnitts 26 noch ein restlicher freier Querschnitt, der zwar kleiner, aber immer noch vorhanden ist, so dass auch hier weiterhin das Strömen von Temperiermittel frei oder im Wesentlichen frei möglich ist. For fire protection, a fire protection section 26 is provided within the tempering medium line 20, in which a bed 30 of fire protection particles 32 is arranged. This bed 30 has a bedding porosity, which is to be understood as free flow porosity, through which the temperature control medium can flow through the tempering medium line 20. Thus, although the fire protection particles 32 in the form of the bed 30 in principle constitute a fluidic resistance, but avoid complete blockage of the temperature control 20, so that despite the presence of the bed 30 in the fire protection section 26 further flow of the temperature control by the temperature control 20, and in particular through the fire protection portion 26 is possible. The flow direction is indicated by the corresponding arrow directions. While the free flow cross section SQ before and after the fire protection section 26 is completely available, remains through the bedding porosity in the area of the fire protection section 26 still a residual free cross-section, although smaller, but still present, so that also continues the flow of temperature control free or substantially free is possible.
Um einen Brandschutz zur Verfügung zu stellen, sind die einzelnen Brandschutzpartikel 32 mit einem definierten Schmelzbereich ausgestattet. Dieser liegt oberhalb der normalen Betriebstemperatur des Temperiermittels und unterhalb der Schmelztemperatur der benachbarten Wandung der Temperiermittelleitung bzw. der Zündtemperatur der benachbarten Batteriemodule der Batterievorrichtung 200. In einem Brandfall, zum Beispiel durch erhöhte Temperatureinwirkung von der Außenseite oder durch eine chemische Reaktion in der benachbarten Batterievorrichtung 200, wird die Temperatur auch in der Temperiermittelleitung 20 ansteigen. Dies geschieht deutlich schneller und höher als im normalen Betriebsfall, so dass die Temperatur den definierten Schmelzbereich der Brandschutzpartikel 32 in der Schüttung 30 erreichen und übersteigen wird. Sobald dies geschieht, fangen die Brandschutzpartikel 32 lokal und exakt an der Stelle der höchsten Temperatur an zu schmelzen und benötigen für diesen Schmelzvorgang als Phasenübergang die entsprechende Schmelzenthalpie bzw. Phasenübergangsenthalpie. Um diese Energie zur Verfügung zu stellen, muss sie der Umgebung entzogen werden, so dass ein Kühleffekt und damit ein Brandschutzeffekt lokal, dezentral und automatisiert gesteuert bzw. regelungsfrei zur Verfügung gestellt werden kann. In order to provide fire protection, the individual fire protection particles 32 are equipped with a defined melting range. This is above the normal operating temperature of the temperature control and below the melting temperature of the adjacent wall of Temperiermittelleitung or the ignition temperature of the adjacent battery modules of the battery device 200. In case of fire, for example due to increased temperature influence from the outside or due to a chemical reaction in the adjacent battery device 200, the temperature will also rise in the temperature control line 20. This happens much faster and higher than in normal operation, so that the temperature will reach and exceed the defined melting range of the fire protection particles 32 in the bed 30. As soon as this happens, the fire protection particles 32 start to melt locally and precisely at the point of the highest temperature and, for this melting process, require the corresponding enthalpy of fusion or phase transition enthalpy as phase transition. In order to provide this energy, it must be removed from the environment, so that a cooling effect and thus a fire protection effect locally, decentralized and automated controlled or can be provided without control.
Die Ausführungsformen der Fig. 2, 5 und 6 basieren auf der gleichen Kombination der Brandschutzfunktionalität mit der Temperierfunktionalität. Jedoch sind hier unterschiedliche Details noch näher dargestellt. Während in der Fig. 1 eine regelmäßige Schüttung 30 mit gleichen und/oder im Wesentlichen gleichen und kugelförmigen Beeinflussungspartikeln 32 dargestellt ist, zeigt die Fig. 5 zum Beispiel eine unregelmäßigere Schüttung 30. Hier sind zwar ebenfalls regelmäßige geometrische Formen, zum Beispiel kugelförmig oder zylinderförmig, für die einzelnen Brandschutzpartikel 32 vorgesehen, jedoch sind sie mit unterschiedlichen Größen ausgestattet, so dass, wie die Fig. 5 gut zeigt, eine größere Schüttungsporosität entsteht, was zu einer erleichterten Strömung mit schnelleren Strömungsgeschwindigkeiten sowie größeren Volumenströmen an Temperiermittel durch den Brandschutzabschnitt 26 einhergeht. In der Fig. 5 ist darüber hinaus gut zu erkennen, dass zur Vermeidung einer Deplatzierung der Brandschutzpartikel 32 der Schüttung hier Abschnittswandungen 28 vorgesehen sind, welche gleichzeitig auch als Rückhaltevorrichtungen 40 dienen. Dabei handelt es sich um Gittereinsätze mit einer entsprechenden Gittergröße, welche ein Mitfördern der Brandschutzpartikel 32 mit dem strömenden Temperiermittel vermeidet und unterbindet. The embodiments of FIGS. 2, 5 and 6 are based on the same combination of fire protection functionality with the tempering functionality. However, here are different details shown in more detail. While FIG. 1 shows a regular bed 30 with the same and / or substantially identical and spherical influencing particles 32, FIG. 5 shows, for example, a more irregular bed 30. Here, too, regular geometric shapes are for example spherical or cylindrical , provided for the individual fire protection particles 32, but they are equipped with different sizes, so that, as Fig. 5 shows well, a larger bulk porosity arises, which is accompanied by a facilitated flow with faster flow rates and larger volume flows of temperature control through the fire protection section 26 , In FIG. 5, it can also be clearly seen that in order to avoid a misplacement of the fire protection particles 32 of the bed, here section walls 28 are provided, which at the same time also serve as restraint devices 40. These are grid inserts with a corresponding grid size, which avoids and prevents co-conveying of the fire protection particles 32 with the flowing temperature control agent.
Die Fig. 2 zeigt, dass für eine erleichterte Strömung trotzdem eine Kombination mit der Brandschutzfunktionalität auch ein zentraler Freiraum, zum Beispiel eine zentrale Röhre, zur Verfügung gestellt werden kann, welche von den Brandschutzpartikeln 32 als Schüttung 30 umgeben wird. FIG. 2 shows that, for a facilitated flow, nevertheless a combination with the fire protection functionality can also be provided a central clearance, for example a central tube, which is surrounded by the fire protection particles 32 as a charge 30.
In der Fig. 6 ist eine Lösung dargestellt, welche insbesondere hinsichtlich des Herstellverfahrens große Vorteile mit sich bringt. So sind hier die Brandschutzpartikel 32 der Schüttung 30 als Brandschutzabschnitt 26 in einer Einsatzkammer 1 10 eines Beeinflussungseinsatzes 100 angeordnet. So kann ein Vorkonfektionieren dieses Brandschutzeinsatzes zur Verfügung gestellt werden, ohne dass die Schüttung erst während der finalen Herstellung der Temperiervorrichtung ausgebildet werden muss. Dies führt zu einer weiteren Vereinfachung und Verbesserung der Herstellung. FIG. 6 shows a solution which brings great advantages, in particular with regard to the production method. So here are the fire protection particles 32 of Batch 30 as a fire protection section 26 in an insert chamber 1 10 of an interference use 100 arranged. Thus, a prefabrication of this fire protection insert can be made available without the bed must be formed only during the final production of the temperature control. This leads to a further simplification and improvement of the production.
In den Fig. 3 und 4 sind alternative Möglichkeiten dargestellt, wie die einzelnen Brandschutzpartikel weiter verbessert werden können. So zeigt die Fig. 3 einen Brandschutzpartikel 32 mit einem zentralen Hohlraum. Dieser ist gasdicht abgeschlossen und kann zum Beispiel ein Brandschutzgas oder ein Inertgas aufweisen. Durch die gasdichte Abschlussfunktionalität des Hohlraums ist sichergestellt, dass kein Temperiermittel in diesen Hohlraum eindringen kann, so dass durch die entsprechende Verdrängung das Gesamtgewicht der Temperiervorrichtung 10 reduziert werden kann. In der Fig. 4 ist ein Brandschutzpartikel 32 in poröser Ausgestaltung dargestellt, wobei hier sowohl offene als auch geschlossene Poren eingesetzt werden können. FIGS. 3 and 4 show alternative ways in which the individual fire protection particles can be further improved. Thus, FIG. 3 shows a fire protection particle 32 with a central cavity. This is gas-tight and can, for example, have a fire gas or an inert gas. The gas-tight termination functionality of the cavity ensures that no temperature control medium can penetrate into this cavity, so that the total weight of the temperature control device 10 can be reduced by the corresponding displacement. FIG. 4 shows a fire protection particle 32 in a porous design, wherein both open and closed pores can be used here.
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt 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 verlassen. The above explanation of the embodiments describes the present invention solely by way of example. Of course, individual features of the embodiments, if technically feasible, can be combined freely with one another without departing from the scope of the present invention.
B ez u q s ze i c h e n l i s te B ez u c se l i s te s
Temperiervorrichtung tempering
Temperiermittelleitung temperature control agent
Temperiermitteleingang Temperiermitteleingang
Temperiermittelausgang Temperiermittelausgang
Brandschutzabschnitt Fire protection section
Abschnittswandung Abschnittswandung
Schüttung fill
Brandschutzpartikel Fire particles
Rückhaltevorrichtung Brandschutzeinsatz Retaining device, fire protection insert
Einsatzkammer Batterievorrichtung Strömungsquerschnitt Insert chamber Battery device flow cross-section

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Temperiervorrichtung (10) für die Temperierung einer Batterievorrichtung (200) eines Fahrzeugs, aufweisend wenigstens eine Temperiermittelleitung (20) für die Förderung von Temperiermittel zum Austausch von Wärme mit der Batterievorrichtung (200), wobei die Temperiermittelleitung (20) wenigstens einen Temperiermitteleingang (22) für den Eintritt von Temperiermittel und wenigstens einen Temperiermittelausgang (24) für den Austritt von Temperiermittel aufweist, wobei weiter die Temperiermittelleitung (20) wenigstens einen Brandschutzabschnitt (26) aufweist mit einer Schüttung (30) von Brandschutzpartikeln (32) mit einem definierten Schmelzbereich zum Abbau von Wärme in einem Brandfall durch Phasenübergang. 1. Temperature control device (10) for the temperature control of a battery device (200) of a vehicle, comprising at least one Temperiermittelleitung (20) for the promotion of temperature control means for exchanging heat with the battery device (200), wherein the Temperiermittepipe (20) at least one Temperiermitteleingang ( 22) for the admission of tempering agent and at least one Temperiermittelausgang (24) for the outlet of tempering, further the Temperiermittelleitung (20) at least one fire protection portion (26) having a bed (30) of fire protection particles (32) having a defined melting range to reduce heat in a fire by phase transition.
2. Temperiervorrichtung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der definierte Schmelzbereich mehr als 10 % über der maximalen Betriebstemperatur in der Temperiermittelleitung (20) liegt und/oder weniger als 10% unterhalb einer Brandtemperatur in der Temperiermittelleitung (20) liegt. 2. tempering device (10) according to claim 1, characterized in that the defined melting range is more than 10% above the maximum operating temperature in the temperature control (20) and / or less than 10% below a fire temperature in the temperature control (20).
3. Temperiervorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brandschutzpartikel (32) zumindest teilweise porös ausgebildet sind. 3. tempering device (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the fire protection particles (32) are at least partially porous.
4. Temperiervorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brandschutzpartikel (32) zumindest teilweise hohl, insbesondere mit einem abgeschlossenem Hohlraum, ausgebildet sind. 4. tempering device (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the fire protection particles (32) are at least partially hollow, in particular with a closed cavity formed.
5. Temperiervorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brandschutzpartikel (32) eine regelmäßige geometrische Form, insbesondere kugelförmig oder im Wesentlichen kugelförmig, aufweisen. 5. tempering device (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the fire protection particles (32) have a regular geometric shape, in particular spherical or substantially spherical.
6. Temperiervorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brandschutzpartikel (32) eine gemischte Körnung aufweisen. 6. temperature control device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the fire protection particles (32) have a mixed grain size.
7. Temperiervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Brandschutzpartikel (32) eine gesiebte Körnung, insbesondere mit einer definierten Korngröße und/oder mit einer Korngröße im Bereich von +- 10%, aufweisen. 7. tempering device (10) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the fire protection particles (32) has a sieved grain, in particular with a defined grain size and / or with a grain size in the range of + - 10%.
8. Temperiervorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brandschutzpartikel (32) eine Leitfähigkeit und/oder eine Durchlassfähigkeit für akustische und/oder optische Signale aufweisen. 8. Temperature control device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the fire protection particles (32) have a conductivity and / or a transmissibility for acoustic and / or optical signals.
9. Temperiervorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brandschutzabschnittabschnitt (26) zumindest eine Abschnittswandung (28) quer oder im Wesentlichen quer zur Strömungsrichtung aufweist für ein Stabilisieren der Position der Brandschutzpartikel (32). 9. temperature control device (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the fire protection portion section (26) at least one section wall (28) transversely or substantially transversely to the flow direction for stabilizing the position of the fire protection particles (32).
10. Temperiervorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brandschutzabschnittabschnitt (26), der10. tempering device (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the fire protection portion section (26), the
Temperiermitteleingang (22) und/oder der Temperiermittelausgang (24) eine Rückhaltevorrichtung (40) aufweist für ein Rückhalten der Brandschutzpartikel (32) gegen eine Mitförderung mit dem Temperiermittel. Temperiermitteleingang (22) and / or the Temperiermittelausgang (24) has a retaining device (40) for retaining the fire protection particles (32) against co-promotion with the temperature control.
1 1. Brandschutzeinsatzeinsatz (100) zum Einsatz in einen Brandschutzabschnittabschnitt (26) einer Temperiermittelleitung (20) einer Temperiervorrichtung (10) mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 10, aufweisend eine Einsatzkammer (110) mit einer Schüttung (30) von Brandschutzpartikeln (32) mit einem definierten Schmelzbereich zum Abbau von Wärme in einem Brandfall durch Phasenübergang. 1 1. A fire protection insert (100) for use in a fire protection section section (26) of a temperature control line (20) of a tempering device (10) having the features of one of claims 1 to 10, comprising an insert chamber (110) with a bed (30) of fire protection particles ( 32) with a defined melting range for the reduction of heat in a fire by phase transition.
12. Verfahren für die Herstellung einer Temperiervorrichtung (10) mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 10, aufweisend die folgenden Schritte: 12. A method for the production of a tempering device (10) with the features of one of claims 1 to 10, comprising the following steps:
Einbringen einer Schüttung (30) von Brandschutzpartikeln (32) in die Temperiermittelleitung (20),  Introducing a bed (30) of fire protection particles (32) into the temperature control line (20),
- Anordnen der eingebrachten Brandschutzpartikel (32) in dem wenigstens einen Brandschutzabschnitt (26) mit einem definierten Schmelzbereich zum Abbau von Wärme in einem Brandfall durch Phasenübergang.  - Arranging the introduced fire protection particles (32) in the at least one fire protection section (26) with a defined melting range for the reduction of heat in a fire by phase transition.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen der Brandschutzpartikel (32) durch den Temperiermitteleingang (22) und/oder den Temperiermittelausgang (24) erfolgt. 13. The method according to claim 12, characterized in that the introduction of the fire protection particles (32) through the Temperiermitteleingang (22) and / or the Temperiermittelausgang (24).
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Beeinflussungspartikel (32) in Form eines Brandschutzeinsatzes (100) mit den Merkmalen des Anspruchs 11 eingebracht werden. 4. The method according to any one of claims 12 or 13, characterized in that the influencing particles (32) in the form of a fire protection insert (100) are introduced with the features of claim 11.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022108824A1 (en) 2022-04-12 2023-10-12 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Battery system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011088997A1 (en) * 2010-01-20 2011-07-28 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Battery cell array the temperature of which can be controlled
FR2992907A1 (en) * 2012-07-04 2014-01-10 Peugeot Citroen Automobiles Sa Electric energy source i.e. electric traction battery, for hybrid car, has electrochemical cell and phase shift materials that are embedded in porous structure matrix comprising material presenting high qualities of thermal conduction
US20170149103A1 (en) * 2015-11-19 2017-05-25 Intramicron, Inc. Battery pack for energy storage devices
WO2018020139A1 (en) * 2016-07-26 2018-02-01 Valeo Systemes Thermiques Heat exchanger, particularly for the thermal regulation of an energy-reserve unit, and assembly formed of said exchanger and of said unit

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015203997A1 (en) * 2015-03-05 2016-09-08 Siemens Aktiengesellschaft Filling material and spacers for batteries
US10116016B2 (en) * 2016-05-23 2018-10-30 Borgwarner Inc. Thermal management system and method of making and using the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011088997A1 (en) * 2010-01-20 2011-07-28 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Battery cell array the temperature of which can be controlled
FR2992907A1 (en) * 2012-07-04 2014-01-10 Peugeot Citroen Automobiles Sa Electric energy source i.e. electric traction battery, for hybrid car, has electrochemical cell and phase shift materials that are embedded in porous structure matrix comprising material presenting high qualities of thermal conduction
US20170149103A1 (en) * 2015-11-19 2017-05-25 Intramicron, Inc. Battery pack for energy storage devices
WO2018020139A1 (en) * 2016-07-26 2018-02-01 Valeo Systemes Thermiques Heat exchanger, particularly for the thermal regulation of an energy-reserve unit, and assembly formed of said exchanger and of said unit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022133176A1 (en) 2022-12-13 2023-11-09 Rolls-Royce Solutions GmbH Energy storage device and motor vehicle with such an energy storage device

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