机动车电蓄能器充电方法、机动车和充电站与流程

1.本发明涉及一种用于给机动车的至少一个电蓄能器充电的方法，其中，电能通过能分离的电连接从机动车外部的充电站被传输到蓄能器，其中，冷却流体通过能分离的冷却流体连接并且借助输送装置从充电站被输送至机动车的至少一个冷却元件，从而热能通过冷却元件从蓄能器传递给冷却流体，并且借助冷却流体被导出。


背景技术：

2.从现有技术已知了具有可充电的电蓄能器、尤其是电池的机动车，该电池与电动机的运行相关联并且被称为动力电池。因此，除了以电动机作为唯一驱动装置的纯电动车辆之外，还存在除了具有电动机外还具有其他驱动装置、例如内燃机的混合动力车辆。在电动车辆和所谓的插电式混合动力车辆中已知的是，机动车具有用于连接到机动车外部的充电站(例如位置固定的充电柱)的充电接头。借助充电站，例如由公共电网向机动车提供电能，以用于对蓄能器充电。
3.与机动车的电蓄能器相关的问题是，电蓄能器在特定的运行阶段中变热，这需要相应的电池冷却。这种运行阶段不仅涉及由蓄能器提供能量来产生机动车驱动功率的、蓄能器被放电的行驶运行。在对蓄能器充电时，也会发生变热，其中，该问题在回收时且在所谓的快速充电时更多出现，在快速充电时，空的蓄能器在充电几分钟之后就已经达到足够继续行驶的荷电状态。同时，与“正常的”充电方法或行驶运行相比，蓄能器明显更剧烈变热。
4.为了冷却蓄能器，通常设置车辆侧的冷却系统，其中，通过循环的冷却流体和/或冷却空气流来实现冷却。然而，单是车辆侧的冷却系统、尤其是在所描述的快速充电中通常不足以提供实际所需的冷却功率。针对充电站处的充电过程，为了解决该问题，从现有技术已知了在充电柱侧提供冷却流体并将其输送至机动车的电蓄能器。相应的方案例如由de 10 2012220 218a1、de 10 2010 007 975 a1、us 4 415 847 a和us 2020/0 343 610a1已知。
5.此外，de 10 2017 202 391 a1还公开了一种用于冷却车辆电池和给车辆电池充电的相应的充电装置。在该系统中，给电池输送液态的冷却介质、即液态的co2，其具有低于电池温度的沸腾温度。为此，冷却介质被加压以提高沸腾温度。冷却介质在气化后逃逸到环境空气中。


技术实现要素：

6.本发明的目的是，针对机动车在充电站处充电过程中电蓄能器的冷却实现改善的或改进的方案。
7.在根据本发明的方法的第一实施方式的范围内，在用于解决该问题的上述类型的方法中规定，通过至少一个减压元件降低在被输送给冷却元件之前和/或期间在冷却流体中的压力或降低在由冷却流体和气体构成的混合物中的压力，使得冷却流体的沸腾温度下
降，从而使得冷却流体在热能传递时至少部分蒸发。
8.在根据本发明的方法的该实施方式中规定，热能经由冷却元件从蓄能器向冷却流体的传递并不仅导致冷却流体单纯变热，而且还导致冷却流体的蒸发。蒸发理解为由于超过冷却流体的沸腾温度而引起的冷却流体从液态向气态的转化。因此，在热能传递之后，冷却流体尤其作为包括液相和气相的两相混合物存在。为了在蒸发或沸腾的情况下使流体从液态转化为气态，需要能量，该能量也被称为蒸发焓或蒸发热。因此，借助冷却流体导出的总热能包括导致液态的冷却流体的变热的能量和导致冷却流体蒸发的能量。
9.冷却流体的沸腾温度取决于在流体中存在的压力。因此，冷却流体中的压力的降低会导致沸点的降低，反之亦然。在该方法的第一实施方式的范围内，根据本发明规定，在被输送至冷却元件之前或时，冷却流体中的压力降低，使得冷却流体的沸腾温度降到低于蓄能器或冷却元件在充电运行时通常具有的温度，例如30℃。因此，通过降低压力能够实现，使用在正常条件下、即在大气压下和在通常存在的例如20℃的温度的下未达到其沸腾温度的液体作为冷却流体。因此可想到的是，水用作冷却流体，这相对于其他的通常用作冷却流体的液体基于低的成本和环境可承受性是有利的。此外，在冷却流体、例如水时不需要对该冷却流体在存储时持续施加压力来确保冷却流体保持液态状态。替代地，在本发明中，仅在具体的使用中、即在即将冷却蓄能器之前才需要通过减压来调节冷却流体。
10.通过根据本发明的方法的第一实施方式的方案，实现用于在充电站处的充电过程中冷却机动车的蓄能器的可能性，其中，冷却流体的蒸发导致冷却作用的效率提高，并且充电站相对于从现有技术已知的方案在存储和使用用于蒸发的冷却流体方面得到简化。
11.在根据本发明的方法的第一实施方式的范围内可以规定，膨胀机构用作减压元件，该膨胀机构在一个实施变型中构造为节流阀。附加地或替代地，涡轮机可用作减压元件，通过该涡轮机从冷却流体或混合物中获取能量。由此回收的能量例如可以用于输送装置的运行。
12.在根据本发明的方法的第二实施方式的范围内，在上述类型的用于解决问题的方法中规定，在热能传递时蒸发的冷却流体至少部分在集成有冷却元件的回路中循环。
13.因此，在该实施方式中，至少部分发生冷却流体的回输，从而在热能传递之后，冷却流体可以再次被用于该目的。在此，冷却流体可以在回路中的循环的情况下被调节，即例如被冷却，使得其可用于重新传递热能。可想到的是，所有冷却流体在回路中循环，从而在该情况下存在闭合的系统。替代地还可以规定，仅一部分冷却流体在回路中循环，而另一部分冷却流体被输出到环境中。在该情况下，存在部分闭合的或部分打开的系统。
14.因此，如在第一实施方式中那样，通过根据本发明的方法的第二实施方式的方案也实现用于在充电站处的充电过程中冷却机动车的蓄能器的可能性，其中，冷却流体的蒸发导致冷却作用的效率提高，并且充电站相对于从现有技术已知的方案在冷却流体的存储和使用方面得到简化。因此，在第二实施方式中，多次使用冷却流体，相反，在现有技术中，在蒸发后排出冷却流体，因此必须不断地补充新的冷却流体。
15.在本发明方法的第二实施方式的范围内，优选规定，在所述尤其闭合的回路中，集成有在热能传递之后对冷却流体进行冷却的冷却装置。冷却装置例如可以是冷凝器。冷却装置本身又可以集成到一个冷却回路中，或者例如利用环境空气被冷却，环境空气例如通过风扇被输送给该冷却装置。
16.关于根据本发明的方法的两个实施方式，下面解释的特征原则上是可想到的。此外，关于这两个实施方式当然可想到的是，组合地实现这些实施方式。
17.冷却流体通过输送装置(其例如可以是泵或压缩机)从冷却流体存储器或冷却流体源输送到冷却元件。输送装置优选是充电站的部件。输送装置尤其集成到回路中，并且使冷却流体或混合物在回路中循环或流动
19.替代于单纯的冷却流体，也可以给冷却元件输送由第一冷却流体和至少一个另外的冷却流体构成的混合物，或替代地输送由冷却流体和气体构成的混合物。环境空气可以用作气体，这尤其是因为环境空气几乎不受限制地可供使用的，并且因此是非常环保的。因此，在冷却流体从液态转化为气态期间，蒸发的流体的体积突然膨胀。该冷却流体-气体混合物中的气体在此实现一定的缓冲作用，从而一方面，体积膨胀不会直接导致如此强烈的压力增加，以至于使得冷却流体的沸腾温度不期望地升高。另一方面，通过该缓冲作用，保护诸如相应的管道等部件免受增加的磨损。具体地可以规定，气体输入线路/管路通入冷却流体线路/管路中，尤其是回路的冷却流体线路中，其中，作为气体，通过充电站或机动车的气体输入装置从环境中抽吸环境空气。
20.虽然充电站原则上可以是移动的，但其优选是位置固定的或静止的，其中，位置固定的充电站也可以被称为充电点或充电柱。充电站与能源、例如公共电网和/或光伏系统等连接。为了在充电站与机动车之间形成可分离的电连接，使用充电电缆，其中，通过相应的插头和插座形成该连接。电缆可以牢固地与机动车连接或牢固地与充电站连接，或在两侧都具有相应可分离的插头。
21.如上所述，水特别优选地用作冷却流体。在第二实施方式的范围内，另选地，尤其为提高沸点，使用被加载以压力的co2作为冷却流体。尽管关于冷却流体的使用可以想到其他的冷却剂，但在根据本发明的方法中，水和co2是特别有利的，因为这些物质，尤其是水从生态角度看是没有问题的，并且从经济角度看是廉价的。
22.充电站可以包括冷却流体存储器和/或与冷却流体源连接。冷却流体可以借助输送装置从冷却流体存储器或冷却流体源输送到冷却元件。冷却流体存储器可以是罐、例如水罐。在此，例如在定期维护时可以相应再填充冷却流体。冷却流体源可以与充电站连接的公共的供水网络和/或雨水收集装置。尤其地，充电站可以包括不仅冷却流体存储器而且与冷却流体源连接。从而冷却流体存储器可以在或至少在冷却流体的液位低于预设的最低液位时自动借助来自冷却流体源的冷却流体被填充，为此可以设置电子传感器、控制装置和阀装置。还可想到的是，根据马桶水箱的设计原理，通过布置在冷却流体存储器中的浮子进行自动填充。
23.在根据本发明的方法中可以规定，在热能传递之后将冷却流体或混合物部分或完全输送到机动车的或充电站的相分离器，冷却流体或混合物的由液态的冷却流体构成的液相和包括蒸发的冷却流体的气相通过相分离器彼此分离。关于相分离器(其也可被称为分相器)的结构和功能的细节对于本领域技术人员来说是充分已知的，在此不再详细解释。通过相分离器能够实现，在热能传递之后，将冷却流体-气体混合物或两相的冷却流体的液相和气相分开地进一步输送。
24.作为其改进方案可以规定，将气相排出到周围环境中。尤其地，如果气体是环境空气或二氧化碳，那么将其回输到充电站不是必须的或适宜的。而是优选规定，在热能传递之
前，给冷却流体输送新鲜的和在冷却流体蒸汽方面不饱和的环境空气，并且因此形成冷却流体-气体混合物。
25.气相可以通过从相分离器延伸至机动车或充电站的气相出口的气相输出线路/管路排出到周围环境中。在此优选规定，输送装置布置在气相输出线路的区域中。输送装置可以是气体泵，该气体泵在相分离器和冷却元件的区域中产生负压，该负压驱动或导致冷却流体在回路中的循环和/或在减压元件之后的压力的降低。
26.关于分离的液相可想到的是，在热能传递之前，将液相输送给液态的冷却流体。因此，液相穿流过回路，该回路在气相被排出到周围环境中的情况下可以被称为“半打开的系统”。原则上，液相可以被输送到充电站的冷却流体存储器或充电站侧的冷却流体线路。然而优选的是，液相在机动车侧被输送给液态的冷却流体，例如直接被输入冷却元件中或通向冷却元件的冷却流体线路中，因为在该情况下，不需要冷却流体至机动车的回输连接。如果冷却流体在仅机动车侧的回路中循环，则减小了必须借助在机动车与充电站之间存在的冷却流体连接传输的冷却流体量，从而相应的连接线路可以更小地设计。
27.作为冷却元件，可以使用与蓄能器热接触的冷却板。当蓄能器变热时，热能被传递给冷却板，其中，冷却流体又与冷却板热接触，从而热能被传递给冷却流体。冷却流体或混合物可流过沿冷却板的表面形成的冷却通道。附加地或替代地，冷却板可以被冷却通道穿过，冷却流体或混合物流过冷却通道。
28.作为冷却元件可以使用换热器，通过该换热器，热能由在用于冷却蓄能器的冷却回路中循环的冷却剂被传递给冷却流体。机动车的该冷却回路可以要么仅设置用于将热能从蓄能器传递给该换热器，要么设置为主动的冷却回路。“主动”在此意味着，该冷却回路本身已经提供了冷却作用，并且例如按照制冷机的原理工作。该冷却回路尤其可以构造和设置用于在机动车的行驶运行中冷却蓄能器。在根据本发明的方法中，借助该冷却回路可实现的冷却作用在充电过程中相应得到增强。
29.此外可想到的是，蓄能器与集成在一个单独的冷却回路中的至少一个另外的冷却元件热接触。该单独的冷却回路可以与所述冷却回路无关地运行。因此，这两个冷却元件和这两个冷却回路都可以彼此独立地且分开地运行，其中，该单独的冷却回路尤其被设置用于在机动车的行驶运行中冷却蓄能器。
30.本发明还涉及一种机动车，该机动车包括：至少一个电蓄能器；用于形成可分离的电连接的电接口、尤其是充电插座，电能能够通过该可分离的电连接从机动车外部的充电站传输到蓄能器；以及用于形成可分离的冷却流体连接的冷却流体接口、尤其是管接头，冷却流体能够通过冷却流体连接由输送装置从充电站输送至机动车的至少一个冷却元件，从而热能能够经由冷却元件从蓄能器被传递给冷却流体并且能够借助冷却流体被导出。
31.按照根据本发明的机动车的第一实施方式还规定，该机动车构造用于执行根据本发明的方法的第一实施方式。此外，在根据本发明的机动车的第一实施方式的范围内规定，机动车具有减压元件和/或相分离器，冷却流体或混合物在热能传递之后能够被部分地或完全地输送至该相分离器，通过该相分离器能够使冷却流体或混合物的由液态的冷却流体构成的液相和由气态的冷却流体和/或气体构成的气相彼此分离。
32.如果根据本发明的机动车具有相分离器，那么可以规定，机动车具有液相输出线路，该液相输出线路从相分离器延伸至冷却元件和/或延伸至通向冷却元件的该或一个冷
却流体线路，其中，液相可以借助液相输出线路在机动车侧并且在热能传递之前被输送给液态的冷却流体。附加地或替代地可以规定，根据本发明的机动车具有气相输出线路，该气相输出线路从相分离器延伸至机动车的气相出口，其中，该气相能够通过气相输出线路排出到周围环境中，在气相输出线路中尤其布置有输送装置。气相出口可以例如布置在机动车的车身底部或外板的区域中，尤其由罩子等覆盖。
33.按照根据本发明的机动车的第二实施方式，在根据上述的描述的机动车中还规定，该机动车设计用于执行根据本发明的方法的第二实施方式。此外，在根据本发明的机动车的第二实施方式的范围内规定，该机动车具有回输连接接口，借助该回输连接接口建立从机动车到充电站的可分离的回输连接，通过该回输连接能够在热能传递之后输送冷却流体或混合物以形成回路。附加地或替代地，在该实施方式中可以规定，根据本发明的机动车具有液相输出线路，该液相输出线路从相分离器延伸至冷却元件和/或延伸至通向冷却元件的该或一个冷却流体线路，通过该液相输出线路能够将冷却流体或混合物的液相在机动车侧并且在热能传递之前输送至液态的冷却流体以形成回路。
34.结合根据本发明的方法解释的所有特征、优点和方面同样适用于根据本发明的机动车，反之亦然。
35.本发明还涉及一种用于对机动车的至少一个电蓄能器进行充电的充电站，该充电站包括：电接口，尤其是带有插头的充电电缆，以用于形成可分离的电连接，电能可以通过该电连接从机动车外部的充电站传输到蓄能器；以及冷却流体接口，尤其是具有连接插头的软管，以用于形成可分离的冷却流体连接，冷却流体可以通过该冷却流体连接借助输送装置从充电站输送至机动车的至少一个冷却元件，从而使得热能可以经由冷却元件从蓄能器传递给冷却流体，并且可以借助冷却流体导出。
36.按照根据本发明的充电站的第一实施方式还规定，该充电站设计用于执行根据本发明的方法的第一实施方式。在根据本发明的充电站的第一实施方式中还规定，该充电站包括减压元件和/或相分离器，冷却流体或混合物能够在热能传递之后被部分地或完全地输送至该相分离器，通过该相分离器可以使冷却流体或混合物的由液态的冷却流体构成的液相和由气态的冷却流体和/或气体构成的气相彼此分离。
37.如果根据本发明的充电站具有相分离器，那么可以规定，该充电站具有液相输出线路，该液相输出线路从相分离器延伸至冷却流体存储器和/或延伸至通向冷却流体接口的该或一个冷却流体线路，其中，通过液相输出线路能够将液相在充电站侧并且在热能传递之前输送至液态的冷却流体。附加地或替代地可以规定，根据本发明的充电站具有气相输出线路，该气相输出线路从相分离器延伸至充电站的气相出口，其中，气相可以通过气相输出线路、尤其是通过充电站的气相出口排出到周围环境中。
38.按照根据本发明的充电站的第二实施方式，在上述的充电站中规定，该充电站设计用于执行根据本发明的方法的第二实施方式。在根据本发明的充电站的第二实施方式中还规定，该充电站具有回输连接接口，尤其是具有连接插头的软管，借助该回输连接接口能够建立从机动车到充电站的可分离的回输连接，通过该回输连接能够在热能传递之后输送冷却流体或混合物以形成回路。
39.结合根据本发明的方法和根据本发明的机动车解释的特征、优点和方面同样适用于根据本发明的充电站，反之亦然。
附图说明
40.本发明的其他优点和细节由下面所述实施例并且根据附图得到。附图示意性示出：
41.图1示出了包括根据本发明的机动车的第一实施例和根据本发明的充电站的第一实施例的布置，以用于解释根据本发明的方法的第一实施例，
42.图2示出了包括根据本发明的机动车的第二实施例和根据本发明的充电站的第二实施例的布置，以用于解释根据本发明的方法的第二实施例，
43.图3示出了包括根据本发明的机动车的第三实施例和根据本发明的充电站的第三实施例的布置，以用于解释根据本发明的方法的第三实施例，以及
44.图4示出了包括根据本发明的机动车的第四实施例和根据本发明的充电站的第四实施例的布置，以用于解释根据本发明的方法的第四实施例。
具体实施方式
45.非常示意性的图1至图4分别示出了在多个根据本发明的实施例中由机动车1和充电站2构成的布置。针对各个附图的解释同样适用于其他附图，这些附图明显与之不同。
46.图1所示的机动车1是具有设计为动力电池的电蓄能器3的电动车辆。机动车1在所示的状态中为给蓄能器3充电与充电站2可分离地电连接。充电站2是位置固定的充电柱，它连接至在图1中未详细示出的能量源、如公共电网和/或太阳能系统等。
47.为在机动车1与充电站2之间形成可分离的电连接，在机动车1方面设置电接口4，在充电站2方面设置电接口5。机动车侧的电接口4设计为充电插座6，充电站侧的电接口5设计为具有可插入充电插座6中的插头的充电电缆7。虽然在所示的实施例中，充电电缆7与充电站2是固定连接的并且是充电站的部件，但也可想到的是，充电电缆7是单独的部件，其设计成在两侧形成相应的插接连接，即在一侧与机动车1连接，在另一侧与充电站2连接。
48.机动车1还通过可分离的冷却流体连接与充电站2连接，通过该冷却流体连接可以将冷却流体9从充电站2输送到机动车1。在此使用水作为冷却流体9。为了形成冷却流体连接，设置有机动车1的冷却流体接口10和充电站2的冷却流体接口11。车辆侧的冷却流体接口10被设计为管接头12，而充电站侧的冷却流体接口11被设计为具有连接插头14的软管13，该连接插头可以插入到管接头12中。
49.通过冷却流体连接，冷却流体9可以从充电站2输送到机动车1的冷却元件15。冷却元件15在实施例中形成为与蓄能器3热接触的冷却板，未详细示出的冷却通道延伸通过该冷却板。冷却流体9在输送到冷却元件15之后流过冷却通道。在此，热能从蓄能器3传递给冷却元件15，并且从冷却元件15又传递给冷却流体9，从而在机动车1的充电过程中对蓄能器3进行冷却。
50.关于冷却元件15也可想到的是，该冷却元件是换热器，它集成到与充电站无关的、在机动车1方面设置的冷却回路36中。该冷却回路36在图1中利用虚线并且在省略其他的集成在其中的部件的情况下示出。冷却剂在冷却回路36中循环，使得热能从蓄能器3传递给与蓄能器3热接触的冷却板，该冷却板集成在该冷却回路36中并且被冷却剂流过。随后，冷却剂流过换热器，由此，热量被传递给流过换热器的冷却流体9。
51.机动车1的冷却回路36可以专门设置用于将热能从蓄能器3传递给冷却元件15。冷
却回路36替代地可以设置为主动的冷却回路，其中，“主动”意味着，在冷却回路36本身中，除了冷却元件15之外，附加地实现在冷却剂方面的进一步的冷却作用。因此，冷却回路36可以根据制冷机的理念工作。在冷却回路36中可以集成另外的换热器，该另外的换热器本身与冷却介质回路耦联。冷却回路36可以具有另外的换热器，在该另外的换热器中，冷却剂例如借助空气冷却来冷却。冷却回路36尤其可以设计和设置用于在机动车1的行驶运行中冷却蓄能器3。在根据本发明的方法中，在充电过程中，通过冷却回路36实现的冷却作用被相应增强。
52.还可想到的是，蓄能器3与在附图中未示出的至少一个另外的冷却元件热接触，该冷却元件也集成到一个单独的冷却回路中。在该情况下，除了冷却元件15外，附加地还存在用于蓄能器3的温度控制的另外的未画出的冷却元件，其中，这两个冷却元件可以彼此独立地且分开地工作。因此，该另外的冷却元件和该单独的冷却回路也可以与所述冷却元件15分开地存在和运行。
53.充电站2包括设置为水箱的、用于容纳冷却流体9的冷却流体存储器16。作为冷却流体存储器16的替代，充电站2可以连接到冷却流体源、例如公共供水网络。在当前示出的实施例中也可以是这样的情况，从而使得一旦冷却流体存储器16中的冷却流体9的液位低于预设的最低液位，那么冷却流体存储器被自动填充。此外，为了填充冷却流体存储器16，如果水用作冷却流体9，那么还可想到的是，通过相应的收集装置收集雨水。在雨水集聚情况下可以一直填充冷却流体存储器16，直到存储器16被填满。在该情况下，可以设有例如颗粒和/或污物过滤器形式的用于处理雨水的处理装置。
54.参考图1，冷却流体9在回路17中循环，该回路从充电站2延伸至机动车1，并且又返回延伸。因此，为了该目的，机动车1和充电站2还通过可分离的回输连接而连接。为形成该回输连接，机动车1包括回输连接接口18，充电站2包括回输连接接口19。机动车侧的回输连接接口18实施为管接头20，充电站侧的回输连接接口19实施为具有连接插头22的软管21。
55.插接连接的结合图1所述的部件6、8、12、14、20和22可以设置为一个共同的插接连接23，从而用户在将机动车1连接到充电站2时不需要连接多个单独的插头、而是仅连接唯一的插头。该共同的插接连接23在附图中利用虚线框示意性地示出。优选地，将充电电缆7和软管13和21组合或捆绑为一个共同的、多芯的连接线路。如上文结合充电电缆7所阐述的那样，在该情况下还可想到的是，该共同的连接线路是单独的部件，其在两侧，即在一侧与机动车1、在另一侧与充电站2，设计用于形成共同的插接连接。
56.下面描述了关于回路17的细节。首先，冷却流体9容纳在充电站2的冷却流体存储器16中，这可以被认为是该回路的起点。在冷却流体存储器16下游连接有构造为节流阀的减压元件26，冷却流体9中的压力在通过该位置时通过减压元件减小。还可想到的是，减压元件26是涡轮机，借助该涡轮机从冷却流体中提取能量，该能量例如用于运行输送装置25，该输送装置将在下面进一步讨论。冷却流体9从减压元件26通过冷却流体连接、即通过冷却流体接口10、11流至冷却元件15，并且在那里吸收蓄能器3的热能。冷却流体9从冷却元件进一步经由回输连接、即经由回输连接接口18、19流回充电站2。在那里，冷却流体首先流过输送装置25，在此取决于所使用的冷却流体9，该输送装置是泵或压缩机或压气机，通过该输送装置驱动回路17中的冷却流体9的循环。随后，冷却流体9流过冷却器24，该冷却器当前是冷凝器，在该冷凝器中冷却和冷凝冷却流体9。例如，冷却器24被空气冷却或相应被加载以
另外的冷却剂。随后，被冷却的冷却流体9被输送到冷却流体存储器16，回路17闭合。
57.通过减压元件26对冷却流体9的减压导致，冷却流体9或水的沸腾温度降低，使得冷却流体9在热能传递时在冷却元件15中或在冷却元件15处至少部分蒸发或沸腾。因此，回路17中的冷却流体9从冷却元件15开始作为由液态和气态的冷却流体9构成的两相混合物存在。如果冷却流体9完全蒸发，则从该位置开始，它作为纯冷却流体-气体存在。为进行蒸发，需要附加的能量，其也被称为蒸发焓，从而提高冷却流体9对冷却元件15或蓄能器3的冷却作用。
58.随后解释关于图2所示的布置的细节。在该实施例中，冷却流体9在热能传递之后并且在流过回输连接之后被输送到充电站2的相分离器27，冷却流体9的由液态的冷却流体9构成的液相28和由气态的冷却流体9构成的气相29通过相分离器彼此分离。
59.充电站2包括液相输出线路30，其从相分离器27延伸至通向冷却流体接口11的冷却流体线路31，从而该液相28在充电站侧并且在热能传递之前被输送给液态的冷却流体9。替代地可想到的是，液相输出线路30延伸至冷却流体存储器16。如果不存在经由液相输出线路30向输入区段或软管13中的自然的、尤其通过线路中的原本出现的压力比和/或通过重力导致的冷却流体流入，那么可以经由另外的输送元件、例如设置在液相输出线路30中的输送元件来辅助该冷却流体流入。
60.充电站2还包括气相输出线路32，其从相分离器27延伸至充电站2的气相出口33，该气相出口示例性地布置在该充电站的侧面。气相28经由气相输出线路32和气相出口33被排出到该布置的周围环境34中。在该实施例中，输送装置25布置在气相输出线路32的区域中。这意味着在，在输送装置后方产生的负压确保了冷却流体9在回路17中的循环。由于在图2所示的系统中，冷却流体9的仅一部分在回路17中循环，而另一部分、即气相29被向外排出，因此该系统也可以被称为部分闭合的或部分打开的。
61.虽然这在图2中没有明确示出，但可想到的是，尤其是在冷却流体储器16或减压元件26的区域中，给冷却流体9输送气体，从而在回路17中，至少在给冷却流体9输送气体的部位与相分离器27之间，存在由冷却流体9和气体构成的混合物，在该相分离器中，气相29连同气体被排出。为此目的，气体输入线路可以通入回路17的线路中，其中，作为气体，例如通过充电站2的气体输入装置从周围环境34抽吸环境空气。关于冷却流体-气体混合物的该方面在下面解释的实施例中也是可以想到的，尤其是因为在这些实施例中也设置有相分离器27。
62.接下来解释根据图3的布置，该布置除了以下所述的点以外与图2所示的布置相对应。因此，在此也设置有相分离器27，然而与图2不同地，该相分离器是机动车1的部件。因此，充电站2不具有、而是机动车1具有液相输出线路30，该液相输出线路30从相分离器27延伸至通向冷却元件15的冷却流体线路35，从而液相28在机动车侧并且在热能传递之前被输送给液态的冷却流体9。替代地，液相输出线路30可以直接延伸至冷却元件15。如果不提供自然的、经由液相输出线路30到输入区段中或到冷却流体线路35中的冷却流体流入，那么可以经由另外的输送元件、例如设置在液相输出线路30中的输送元件来支持该冷却流体流入。在该情况下，该相应的输送元件也设置在车辆侧。
63.此外，在机动车1方面设置气相输出线路32，该气相输出线路从相分离器27延伸至回输连接或延伸至回输连接接口18、19，从而气相29通过回输连接被输送至充电站2或充电
站2的气相输出线路32，输送装置25布置在气相输出线路中，气相输出线路通入充电站3的气相出口33中。因此，图3所示的系统如图2所示的那样可以被称为部分闭合的或部分打开的。但冷却流体9在其中循环的回路17在图3中仅被设计在机动车1方面。
64.图4所示的布置基本上对应于图3所示的布置。区别在于，不是经由回输连接将气相29从相分离器27输送至充电站2，而是气相输出线路32和气相出口33分别是机动车1的部件。布置在气相输出线路32的区域中的输送装置25也是如此。气相出口33可以在机动车1中布置在车身底部或外板的区域中，尤其借助罩子覆盖。

技术特征：
1.一种用于给机动车(1)的至少一个电蓄能器(3)充电的方法，其中，电能通过能分离的电连接从机动车外部的充电站(2)被传输到蓄能器(3)，其中，冷却流体(9)通过能分离的冷却流体连接并且借助输送装置(25)从充电站(2)被输送至机动车(1)的至少一个冷却元件(15)，从而热能通过冷却元件(15)从蓄能器(3)传递给冷却流体(9)并且能够借助冷却流体(9)被导出，其特征在于，通过至少一个减压元件(26)降低在被输送给冷却元件(15)之前和/或期间在该冷却流体(9)中的压力或降低在由冷却流体(9)和气体构成的混合物中的压力，使得冷却流体(9)的沸腾温度下降，从而使得冷却流体在热能传递时至少部分蒸发。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，膨胀机构、尤其是节流阀和/或用于从冷却流体(9)或混合物中提取能量的涡轮机被用作所述减压元件(26)。3.尤其根据权利要求1或2所述的用于给机动车(1)的至少一个电蓄能器(3)充电的方法，其中，电能通过能分离的电连接从机动车外部的充电站(2)被传输到蓄能器(3)，其中，冷却流体(9)通过能分离的冷却流体连接并且借助输送装置(25)从充电站(2)被输送至机动车(1)的至少一个冷却元件(15)，从而热能通过冷却元件(15)从蓄能器(3)传递给冷却流体(9)，并且借助冷却流体(9)被导出，其特征在于，在热能传递时蒸发的冷却流体(9)至少部分在集成有冷却元件(15)的回路(17)中循环。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在回路(17)中集成有在热能传递之后对冷却流体(9)进行冷却的冷却装置(24)、尤其是冷凝器。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将水或co2用作所述冷却流体(9)，和/或将环境空气用作所述气体。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该充电站(2)包括冷却流体存储器(16)和/或与冷却流体源连接，其中，冷却流体(9)借助输送装置(25)从冷却流体存储器(16)或冷却流体源输送到冷却元件(15)。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在热能传递之后将冷却流体(9)或混合物部分或完全输送到机动车(1)的或充电站(2)的相分离器(27)，冷却流体(9)或混合物的由液态的冷却流体(9)构成的液相(28)和包括蒸发的冷却流体(9)的气相(29)通过相分离器彼此分离。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将气相(29)排出到周围环境(34)中，和/或在热能传递之前，将液相(28)输送给液态的冷却流体(9)。9.根据权利要求8所述的方法，其中，将气相排出到周围环境中，其特征在于，将气相(29)通过气相输出线路(32)排出到周围环境(34)中，该气相输出线路从相分离器(27)延伸至机动车(1)的或充电站(2)的气相出口(33)，其中，输送装置(25)布置在气相输出线路(32)的区域中。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用与蓄能器(3)热接触的冷却板作为冷却元件或使用换热器作为冷却元件(15)，热能通过换热器由在用于冷却蓄能器(3)的、与充电站无关的冷却回路(36)中循环的冷却剂被传递给冷却流体(9)。11.一种机动车，该机动车包括：至少一个电蓄能器(3)；用于形成能分离的电连接的电接口(4)、尤其是充电插座(6)，电能能够通过该能分离的电连接从机动车外部的充电站(2)传输到蓄能器(3)；以及用于形成能分离的冷却流体连接的冷却流体接口(10)、尤其是管接头(11)，冷却流体(9)能够借助能分离的冷却流体连接由输送装置(25)从充电站(2)输送至
机动车(1)的至少一个冷却元件(15)，从而热能能够经由冷却元件(15)从蓄能器(3)传递给冷却流体(9)，并且能够借助冷却流体(9)被导出，其特征在于，被设计用于执行根据权利要求1或2所述的方法或根据权利要求1和权利要求3至10中任一项所述的方法的机动车(1)具有：-减压元件(26)，和/或-相分离器(27)，冷却流体(9)或混合物在热能传递之后能够被部分地或完全地输送至该相分离器，通过该相分离器能够使冷却流体(9)或混合物的由液态的冷却流体(9)构成的液相(28)和由气态的冷却流体(9)和/或气体构成的气相(29)彼此分离。12.根据权利要求11所述的机动车，该机动车包括相分离器(27)，其特征在于，-机动车(1)具有液相输出线路(30)，该液相输出线路从相分离器(27)延伸至冷却元件(15)和/或延伸至通向冷却元件(15)的冷却流体线路(35)，其中，借助液相输出线路(30)能够将液相(28)在机动车侧并且在热能传递之前输送给液态的冷却流体(9)，和/或-机动车(1)具有气相输出线路(32)，该气相输出线路从相分离器(27)延伸至机动车(1)的气相出口(33)，其中，该气相(29)能够通过气相输出线路(32)排出到周围环境(34)中，在气相输出线路中尤其布置有输送装置(25)。13.一种机动车，该机动车包括：至少一个电蓄能器(3)；用于形成能分离的电连接的电接口(4)、尤其是充电插座(6)，电能能够通过该能分离的电连接从机动车外部的充电站(2)传输到蓄能器(3)；以及用于形成能分离的冷却流体连接的冷却流体接口(10)、尤其是管接头(12)，冷却流体(9)能够借助该能分离的冷却流体连接由输送装置(25)从充电站(2)输送至机动车(1)的至少一个冷却元件(15)，从而热能能够经由冷却元件(15)从蓄能器(3)传递给冷却流体(9)并且能够借助冷却流体(9)被导出，其特征在于，设计用于执行根据权利要求3或4所述的方法或根据权利要求3和权利要求5至10中任一项所述的方法的机动车(1)具有：-回输连接接口(18)，借助该回输连接接口建立从机动车(1)到充电站(2)的能分离的回输连接，通过该回输连接能够在热能传递之后输送冷却流体(9)或混合物以形成回路(17)，和/或-液相输出线路(30)，该液相输出线路从相分离器(27)延伸至冷却元件(15)和/或延伸至通向冷却元件(15)的所述或一个冷却流体线路(35)，通过液相输出线路能够将冷却流体(9)或混合物的液相(28)在机动车侧并且在热能传递之前输送至液态的冷却流体(9)以形成回路(17)。14.一种用于给机动车(1)的至少一个电蓄能器(3)充电的充电站，该充电站包括：电接口(5)、尤其是带有插头(8)的充电电缆(7)，以用于形成能分离的电连接，电能能够通过该电连接从机动车外部的充电站(2)传输到蓄能器(3)；冷却流体接口(11)，尤其是具有连接插头(14)的软管(13)，以用于形成能分离的冷却流体连接，冷却流体(9)能够借助该冷却流体连接通过输送装置(25)从充电站(2)被输送至机动车(1)的至少一个冷却元件(15)，从而使得热能能够从蓄能器(3)经由冷却元件(15)传递给冷却流体(9)并且能够借助冷却流体(9)被导出，其特征在于，设计用于执行根据权利要求1或2所述的方法或根据权利要求1和
权利要求3至10中任一项所述的方法的充电站(2)具有：-减压元件(26)，和/或-相分离器(27)，冷却流体(9)或混合物能够在热能传递之后被部分地或完全地输送至该相分离器，通过该相分离器能够使冷却流体(9)或混合物的由液态的冷却流体(9)构成的液相(28)和由气态的冷却流体(9)和/或气体构成的气相(29)彼此分离。15.根据权利要求14所述的充电站，该充电站包括相分离器(27)，其特征在于，-该充电站(2)具有液相输出线路(30)，该液相输出线路从相分离器(27)延伸至冷却流体存储器(16)和/或延伸至通向冷却流体接口(11)的所述或一个冷却流体线路(31)，其中，通过液相输出线路(30)能够将该液相(28)在充电站侧并且在热能传递之前输送至液态的冷却流体(9)，和/或-该充电站(2)具有气相输出线路(32)，该气相输出线路从相分离器(27)延伸至充电站(2)的气相出口(33)，其中，借助气相输出线路(32)能够将气相(29)排出到周围环境(34)中。16.一种用于给机动车(1)的至少一个电蓄能器(3)充电的充电站，该充电站包括：电接口(5)、尤其是带有插头(8)的充电电缆(7)，以用于形成能分离的电连接，电能能够通过该电连接从机动车外部的充电站(2)传输到蓄能器(3)；冷却流体接口(11)，尤其是具有连接插头(14)的软管(13)，以用于形成能分离的冷却流体连接，冷却流体(9)能够借助该冷却流体连接由输送装置(25)从充电站(2)输送至机动车(1)的至少一个冷却元件(15)，从而使得热能能够从蓄能器(3)经由冷却元件(15)传递给冷却流体(9)并且能够借助冷却流体(9)被导出，其特征在于，设计用于执行根据权利要求3或4所述的方法或根据权利要求3和权利要求5至10中任一项所述的方法的充电站(2)具有回输连接接口(19)、尤其是具有连接插头(22)的软管(21)，借助该回输连接接口能够建立从机动车(1)到充电站(2)的能分离的回输连接，通过该回输连接能够在热能传递之后输送冷却流体(9)或混合物以形成回路(17)。

技术总结
本发明涉及一种用于给机动车(1)的至少一个电蓄能器(3)充电的方法，其中，电能通过能分离的电连接从机动车外部的充电站(2)传输到蓄能器(3)，其中，冷却流体(9)通过能分离的冷却流体连接并且借助输送装置(25)从充电站(2)输送至机动车(1)的至少一个冷却元件(15)，从而热能通过冷却元件(15)从蓄能器(3)传递给冷却流体(9)并且能够借助冷却流体(9)被导出，其中，通过至少一个减压元件(26)降低在被输送给冷却元件(15)之前和/或期间在冷却流体(9)中或在由冷却流体(9)和气体构成的混合物中的压力，使得冷却流体(9)的沸腾温度下降，从而使得冷却流体在热能传递时至少部分蒸发。冷却流体在热能传递时至少部分蒸发。冷却流体在热能传递时至少部分蒸发。


技术研发人员：C
受保护的技术使用者：奥迪股份公司
技术研发日：2022.12.06
技术公布日：2023/6/27