具有储能器充注装置的机动车辆和用于运行机动车辆的方法

技术领域

本发明涉及机动车辆，其具有：储能器充注装置和储能器，储能器可借助于外部电能量源充电；充电连接装置，其用于储能器与外部电能量源的电连接；冷却剂连接装置，其用于与外部冷却剂源联接；以及冷却装置，其与储能器热耦合。在此，机动车辆被设计为，在为储能器充电的充电过程期间，至少在特定的第一运行状态下，能通过冷却剂连接装置将冷却剂输送给机动车辆，以用于借助于冷却装置对储能器调温，其中，储能器充注装置设计成，至少在与第一运行状态不同的特定的第二运行状态下对储能器的内部空间进行充注。此外，本发明还涉及用于运行机动车辆的方法。

背景技术

DE 20 2021 106 068 U1公开了一种用于带有电池的电动车辆的防火装置，其具有布置在容纳空间中的电池电芯和通道，其中，通道壁将通道和容纳空间彼此分隔开，并且其中，防火装置具有流体供给装置，流体供给装置为通道供给处于压力下的流体，并且具有控制装置，控制装置根据通道中的流体的压力或压力变化允许或禁止从充电装置向电池输送电能。在此，防火装置可以是充电站的一部分。在此，通道壁可能具有在相应的高温下失效的失效区域。因此，冷却流体可进入电池。在低温下，冷却流体可停留在通道内，或者可流过通道。

如果外部提供的冷却流体流过机动车辆内部的冷却通道，则这带来许多缺点。例如，如果冷却流体是纯水，则在充电过程后应当能将冷却流体从机动车辆内部通道中再次完全去除，否则尤其在冬天可出现冷却流体冻结并损坏相应的机动车辆的部件。另一方面，如果例如从充电站输送带有防冻物的水或带有防冻剂的其他冷却流体作为冷却流体，则虽然不存在冻结的风险，但这严重限制了可能的应用，因为这样就不再能使用传统的水连接部用于充电站冷却。也可想到的是，在充电过程结束后复杂地移除输送给机动车辆的冷却流体，尤其是完全移除。当这种流体所在的通道很长时，这特别复杂和昂贵。

发明内容

因此，本发明的目的是提供机动车辆和方法，其能够以尽可能简单和高效的方式提高在机动车辆能量储能器方面的安全性。

该目的通过根据相应的独立权利要求的机动车辆和方法来实现。本发明的有利的设计方案为从属权利要求、说明书以及附图的主题。

根据本发明的机动车辆具有：储能器充注装置；和储能器，该储能器能借助于外部电能量源充电；充电连接装置，其用于使储能器与外部能量源电连接；冷却剂连接装置，其用于使外部冷却剂源和与储能器热耦合的冷却装置联接。在此，机动车辆被设计为，在用于为储能器充电的充电过程期间，至少在特定的第一运行状态下，能通过冷却剂连接装置为机动车辆输送冷却剂，以用于借助于冷却装置对储能器调温，其中，储能器充注装置设计成，至少在与第一运行状态不同的特定的第二运行状态下充注储能器的内部空间。在此，机动车辆具有第一冷却回路部分和第二冷却回路部分，第二冷却回路部分与第一冷却回路部分至少在第一运行状态下流体分离。机动车辆还包括热交换器，该热交换器被设计为，其使第一冷却回路部分和第二冷却回路部分热耦合。此外，冷却装置是第二冷却回路部分的一部分，其中，储能器可在第二运行状态下借助于通过冷却剂连接装置输送的冷却剂被充注。

这有多个优点：一方面，为了冷却储能器，尤其在充电过程期间以及在不同于第二运行状态的其他的正常运行状态下，可使用机动车辆内部的冷却剂，例如水-乙二醇混合物。在此，机动车辆内部的冷却剂仅仅在第二冷却回路部分中流动。因此，储能器充注装置可有利地在使用已经存在于机动车辆中的冷却结构的情况下来实施。因此，储能器充注装置的设计成本效益显著更高并且更简单。此外，还可因此节省大量的结构空间。同时可保证分开第一冷却回路部分和第二冷却回路部分，使得至少在正常的运行状态下，尤其在第一运行状态下，在充电过程期间，从外部提供的冷却剂不与机动车辆内部的冷却剂混合。由于第一冷却回路部分和第二冷却回路部分至少在第一运行状态下通过也可被称为换热器的热交换器流体分离，通过冷却剂连接装置输送给机动车辆的冷却剂可输送给第一冷却回路部分，并且输送的冷却剂可在第一运行状态下在通过热交换器之后借助于冷却剂连接装置从机动车辆引出，而在此不会部分地或完全地通过第二冷却回路部分。此外，由此明显更简单地将外部输送的冷却剂再次完全移出机动车辆，因为热交换器例如可布置成非常靠近冷却剂连接装置。因此，从冷却剂连接装置至热交换器并返回到冷却剂连接装置的流体路径可设计得极短。即使外部输送的冷却剂的一部分仍残留在机动车辆中，在此相应地是极少的量，其即使在冻结时也不会造成任何损坏。因此，原则上可将任何冷却剂用作外部输送的冷却剂，在最简单的情况下可使用水，这可以特别简单和成本有利的方式提供，例如通过传统的水连接部，例如城市用水连接部，通过花园软管的联接或由外部能量源本身提供的连接部来提供。这又提升了外部冷却剂源的可用性，并且因此提高了与用于机动车的高压储能器相关的安全性。同时，外部提供的冷却剂可在第一运行状态下用于储能器的辅助冷却，为此来自第二冷却回路部分的热量通过热交换器被冷却剂吸收和引出。另一方面，通过外部输送的冷却剂还可在紧急情况下，即在第二运行状态下，有利地充注储能器。因此，在储能器的电池电芯发生火灾或热失控的情况下，可防止或至少延迟热传播，或者如果已经发生火灾，则可特别有效地应对或者甚至熄灭该火灾。因此，在机动车辆中使用储能器时，可以特别简单、成本有利且节省结构空间的方式显著提升安全性。

优选地，机动车辆是电动车辆。其也可以理解为混合动力车辆或纯电动的机动车辆。储能器优选地是机动车辆的电池，尤其动力电池。储能器尤其可设计为高压电池。储能器例如可包括电池壳体和容纳在其中的电池电芯。电池电芯例如可设计为锂离子电芯。可选地，电池电芯还可组合成电池模块。充电连接装置例如可构造为传统的充电插座，以用于联接充电插头。外部的电能量源例如可通过充电桩或充电站提供，或通过壁挂箱或家用电源连接部提供。特别是当外部的电能量源是充电桩或充电站时，通常这种充电桩还在充电过程期间具有自己的冷却途经。换句话说，这种充电桩同样可具有机动车辆外部的冷却剂源，或与这种冷却剂源的至少一个连接部。在此，优选地将水用作冷却剂。水可成本有利且简单地提供。在此，冷却剂连接装置可布置在充电连接装置的区域中。冷却剂连接装置例如尤其可位于与充电连接装置相同的充电活门/充电盖板下方。还可想到，冷却剂连接装置和充电连接装置集成到组合的连接部中。例如可相应地提供组合式充电插头，其具有用于电联接充电连接装置的电连接部以及用来联接冷却剂连接装置的连接部。然而，还可想到，充电插头与一条或多条冷却剂线路分开构造，冷却剂线路可相应地与冷却剂连接装置联接。如下文还要进一步阐述的那样，冷却剂连接装置优选地包括两个连接部，亦即，一者用于冷却剂入口，一者用于冷却剂出口。充电桩侧的冷却剂连接部可相应地同样具有两条线路，可通过一条线路将冷却剂输送给车辆，并且通过一条线路将冷却剂从车辆再次引回。此外，还可想到，冷却剂连接装置可与其他外部冷却剂源联接，即，在此，外部的冷却剂源不必一定由外部能量源本身提供。还可想到，冷却剂连接装置如此设计，即，其可与传统的花园软管或可与城市用水连接部联接的软管等联接。因此，有利地，由储能器充注装置提供的冷却和灭火途经不仅仅限于用在具有这种外部的冷却剂源的充电桩或充电站处。因此，在家用插座或壁箱处为车辆充电时并且在同时与水管联接时，例如可在家用于在第一运行状态下的冷却以及在第二运行状态下对储能器的充注。还可想到，独立于执行充电过程提供充注储能器的途经。换句话说，当外部的冷却剂源与冷却剂连接装置联接时，不管当前是否正在执行充电过程，并且尤其不管当前充电连接装置是否与外部电能量源联接，同样可充注储能器。

在本发明的上下文中，术语“外部”涉及到机动车辆。因此，“外部”应被理解为在机动车辆之外的意思，即在机动车辆之外并且尤其不属于机动车。

在此，第一运行状态和第二运行状态涉及到储能器。在此，第二运行状态定义储能器的根据至少一个预定的标准的临界状态。第二运行状态可借助于机动车辆的探测装置探测到。如果探测到储能器的电池电芯的热失控、或电池电芯的即将发生或已经开始的热失控、或电池电芯的气体逸出、或储能器火灾，可存在第二运行状态。第二运行状态例如可以按如下方式探测：探测储能器的温度是否大于预定阈值。还可考虑其他的探测途经。在第一运行状态下，储能器被充电，并且在此不处于临界状态。储能器还可处在其他状态中，例如处于一个或多个其他的正常运行模式中，在其中储能器既未充电也不处于临界状态。

冷却装置例如可设计为冷却板，其具有可由冷却剂流过的冷却通道。在此，冷却装置、尤其冷却板还可同时是储能器的储存器壳体的一部分，例如通过壳体的盖和/或底部提供。于是，可以说，冷却装置构造为储能器的电池壳体的冷却底部和/或冷却盖。尽管这里还讨论了冷却装置和冷却剂，冷却装置以及冷却剂还可以非常类似的方式用于加热储能器。尽管下文还结合冷却储能器说明了具体示例，该示例还同样适用于加热储能器。为了充注储能器，优选的是，用于充注储能器的输送的冷却剂尽可能是冷的。但是，尽管如此，还可通过温的冷却剂实现灭火效果。因此，冷却剂优选地是液态冷却剂。在此，储能器与冷却装置热耦合可理解成，冷却装置尽可能靠近储能器，或者甚至优选地是储能器的一部分，具体而言是，储能器的储存器壳体的一部分。因此，冷却装置还直接与储能器的内部空间邻接，尤其与由储存器壳体界定的内部空间邻接。因此，在正常运行下，冷却装置由车辆内部的冷却剂流过，因此使储能器的电芯在不直接接触冷却剂的情况下得到冷却。为此目的，机动车辆具有冷却剂储存器以用于容纳机动车辆内部的冷却剂，并且设计成，在不与外部冷却剂源联接的状态下并且针对冷却剂容纳在冷却剂储存器中的情况，借助于冷却装置和来自冷却剂储存器的冷却剂为储能器调温。换句话说，通过机动车辆内部的冷却剂储存器同样可实现对储能器的冷却，而不管外部的冷却剂源当前是否与机动车辆联接。反之，如上文所述，还可将现有的冷却结构用于提供机动车辆外部的附加冷却，并且尤其在储能器的第二运行状态的情况下用于灭火途经。

如果出现特定的紧急情况，例如储能器的故障、储能器的过热、储能器的电池电芯的热失控等等，则冷却剂直接进入储能器的内部空间中。因此，冷却剂还直接接触位于储能器的内部空间中的电池电芯。因此，在热失控的情况下，特别高效地冷却和熄灭储能器。由此可有利地防止或至少大大延迟热失控，尤其是所有电池电芯的热传播。由此同样可在某些情况下防止电池着火。

冷却剂连接装置例如具有：冷却剂输送连接部，通过该冷却剂输送连接部可将冷却剂从外部冷却剂源输送给机动车辆；和冷却剂引出连接部，通过该冷却剂引出连接部可在第一运行状态下将输送给机动车辆的冷却剂再次从机动车辆引出。在第二运行状态下，冷却剂则不必再次通过冷却剂连接装置从机动车辆引出。相反，在这种情况下，优选的是，储能器具有储存器壳体，其相对于环境界定储能器的内部空间，其中，在储存器壳体中布置有至少一个排放装置，通过该排放装置可将充注内部空间的冷却剂从储能器的内部空间引出，其中，排放装置通到环境中，并且不与冷却剂连接装置流体连接。由此可实现储能器的特别高效的充注。

为了在第二运行状态下将冷却剂输送给储能器的内部空间，存在多种途经，其在下文中进行进一步阐述。这些途经中的一种是，释放至少一个第一充注开口，所述第一充注开口在冷却装置和储能器的内部空间之间提供流体连接。因此，冷却剂可通过传统的冷却装置直接到达储能器的内部空间。在此，第一充注开口设计成可操控的，或例如构造为预设破坏部位。

在此，至少一个第一充注开口和尤其至少一个下文还将说明的第二充注开口可如此设计，即，其可借助于烟火装置和/或通过借助于控制装置的操控和/或通过自预定的冷却剂压力起的失效和/或通过自预定的温度起的失效而被释放。所提到的至少一个第二充注开口可布置在热交换器本身中。因此，在第二运行状态下，第一冷却回路部分和第二冷却回路部分流体联接，使得在第二运行状态下通过冷却剂输送连接部输送给第一回路部分的冷却剂可通过热交换器和至少一个第二充注开口引入到第二回路部分中，并且可通过冷却装置和至少一个第一充注开口引入到储能器的内部空间中。

然而，将可释放的第二充注开口集成到热交换器中相对复杂或需要对这种热交换器进行相应的改动，这又带来额外的成本。因此，本发明的一种特别有利的设计方案提出，机动车辆具有阀装置，阀装置至少具有第一位置和第二位置，其中，在第一运行状态下，借助于处于第一位置的阀装置阻断在第一冷却回路部分与储能器内部空间之间的流体连接，在第二运行状态下，借助于处于第二位置的切换装置释放在第一冷却回路部分与储能器内部空间之间的流体连接，尤其其中，机动车辆设计为，在阀装置的第二位置中冷却剂连接装置与热交换器的流体连接是被阻断的。

因此，有利地，根据运行状态，可借助于阀装置有针对性地导引从外部输送给机动车辆的冷却剂流。在第一运行状态下，输送给机动车辆的冷却剂仅被引导通过热交换器，并且又从机动车辆引出，而在第二运行状态下，将从外部输送的冷却剂导入到储能器中。在此，阀装置优选地布置在热交换器之外。因此，可将标准热交换器用作热交换器，以便在正常运行状态下，例如在第一运行状态下，使第一冷却回路部分与第二冷却回路部分热耦合。

在此，尤其非常有利的是，阀装置在第二位置中阻断从冷却剂连接装置至热交换器或从热交换器至冷却剂连接装置的流体连接。这具有的优点是，输送给机动车辆的所有冷却剂可被用于充注储能器，而不会非必要地流过热交换器。阀装置例如可构造为二位三通阀或单个阀或单个阀的组合等等。此外，阀装置可布置在第一冷却回路部分的任何部位处，然而在下游例如仍在热交换器之前，但也可以在下游布置在热交换器之后。

在第二运行状态下，根据该第二运行状态阀装置处于第二位置中，不一定必须阻断在冷却剂连接装置和热交换器之间的流体连接，使得没有冷却剂可进入热交换器中，而是至少使得输送给冷却剂连接装置的冷却剂不能到达引出连接部。

为了激活阀装置，即，为了使阀装置从第一位置转变到第二位置和/或相反地转变，又存在各种可行性。原则上，优选的是，阀装置可操控地构造。例如，阀的操控可由机动车辆的控制装置承担，例如由为电池管理系统分配的控制装置。如果控制装置探测到储能器的故障、电池电芯的热失控、短路等等，则控制装置可相应地操控阀装置，以便充注储能器。在这种情况下，阀或通常阀装置在车辆内部被激活，即，车辆识别到，高压电池的或一般地储能器的温度传感器得出热失控的结论。在这种情况下，车辆可相应地打开阀装置，即，使之从第一位置转变到第二位置。根据另一实施方式，阀装置还可在车辆外部被操控，即，远程控制，例如通过充电桩或通常车辆外部的电能量源，或通过消防队，等等。因此，即使在车辆的控制器出现故障的情况下，仍可控制阀。此外，阀装置例如可双稳态地构造，即，与通电无关地保持最后占据的阀位置，直至出现另一调节信号。例如，如果阀装置从第一位置转变到第二位置，则阀装置还与进一步通电无关地保持在第二位置中。只有通过新的调整信号才能使阀装置再次从第二位置转变到第一位置中。此时，阀装置保持在第一位置中，直至又提供另一调整信号。还可想到，如此设计阀装置，即，阀装置必须通过主动的通电在充电过程期间保持在第一位置中。如果通电或一般地调整信号失效，则阀装置自动地转变到第二位置中，例如通过弹簧的、磁的相互作用等等。例如，如果出现机动车辆的、尤其阀装置操控的系统故障，则自动充注储能器。

在此，从阀装置到储能器的流体连接可采用不同的形式。根据一种有利的设计方案，在第一冷却回路部分和储能器内部之间的流体连接借助于从阀装置引导至储能器的流体线路来提供，该流体线路通到储能器的内部空间中并且不是第二冷却回路部分的一部分。换句话说，流体线路可以是在阀装置和储能器的内部空间之间的直接连接部，而没有连在中间的组成部分。由此可实现储能器的特别高效的充注。这种方式还不需要特殊地构造所有其他组成部分，尤其第二冷却回路部分的组成部分。此外，流体连接可在其截面或其关于充注储能器的其他特性方面得到优化。原则上，流体连接可通过任何线路提供，其例如可包括管道和/或软管，和/或具有任何几何构造的通道。在构件之间的空腔同样可用作流体连接。在此，还可考虑用于引导冷却剂的引导通道的分支的实施方案。因为流体连接部不是第二冷却回路的一部分，其在不同于第二运行状态的状态中，尤其在第一运行状态中，不被机动车辆内部的冷却剂流过，机动车辆内部的冷却剂流过第二冷却回路以用于储能器的调温。原则上，流体连接还仅在第二运行状态下用于充注储能器的目的。

根据本发明的另一有利的设计方案，在第一冷却回路部分和储能器内部之间的流体连接包括从阀装置引导至第二冷却回路部分的第一流体线路。换句话说，在该示例中，流体连接经过第二冷却回路部分。于是，阀装置因此间接通过第二冷却回路部分与储能器内部流体联接。这具有的很大的优点是，可简单地提供外部输送的冷却剂的附加冷却，这还将在后面进一步阐述。这是因为为此可利用冷却剂回路、尤其第二冷却回路部分与致冷剂回路的通常已经存在的接连。

根据本发明的另一有利的设计方案，在第一冷却回路部分和储能器内部之间的流体连接部包括从第一流体线路引导至冷却装置的第二流体线路。在此，第二流体线路同样是第二冷却回路部分的一部分。因此，第二流体线路还在正常运行中用于借助于冷却装置对储能器调温。为了通过冷却装置充注储能器，冷却装置可具有一个或多个可释放的充注开口，充注开口例如可如上文已经针对第一充注开口说明的那样构造为预设破坏部位，并且由于提高的流体压力破坏，并且因此释放在冷却装置、尤其通过冷却装置提供的冷却通道的内部和储能器的内部空间之间的流体连接。但可释放的充注开口例如还可构造为可调节的阀。充注开口尤其可通过从电池冷却部到排气通道的可切换的连接部位形成，即，构造为在冷却装置和排气通道之间的连接部位，在电池电芯热失控的情况下，从电池电芯排出的排气气体可通过该连接部位引出。这种排气通道相应地位于电池壳体的内部，该电池壳体通常被称为储能器壳体，并且直接接触电池电芯的相应的可释放的排气开口。以这种方式可使冷却剂在第二运行状态下非常简单地直接接触电池电芯。

在此，还特别有利的是，机动车辆具有用于冷却第二冷却回路部分的致冷剂回路，其中，致冷剂回路与第二流体线路的至少一个区段热耦合，使得在第二运行状态下，从第一冷却回路部分通过阀装置引入第二冷却回路部分中并且流过第二流体线路的冷却剂在导入储能器的内部空间之前可借助于致冷剂回路冷却。具体而言，尤其是当外部的冷却剂用于充注储能器时，就像这里的情况一样，特别是在夏季或在高的外部温度的情况下，则可能出现冷却剂在其输送给机动车辆时具有相对高的温度，例如20℃。然而，通过这种冷却剂的更低的温度可明显更高效地应对储能器的热失控以及尤其电池起火。这可通过所说明的实施方式有利地实现，根据该实施方式现在可将机动车辆的致冷剂回路用于冷却外部输送的冷却剂。通常，在机动车辆中总归设置有致冷剂回路，其可用于在储能器的正常的运行状态、即与第一运行状态和第二运行状态不同的运行状态下冷却第二回路部分。现在，如果冷却剂恰好为了充注储能器的目的而通过阀装置和说明的流体连接输送给第二冷却回路部分，使得外部输送的冷却剂还流过在第二冷却回路部分和致冷剂回路之间的热耦合部位，则现在可在将外部输送的冷却剂引入储能器的内部空间之前，有利地附加地冷却外部输送的冷却剂。由此可明显提升冷却和灭火效果。在致冷剂回路和第二冷却回路部分之间的热耦合部位可通过热交换器、尤其深冷器提供。

根据本发明的另一非常有利的设计方案，至少针对在第二运行状态下用于运行致冷剂回路的能量供应不能由储能器提供并且外部能量源与充电连接装置连接的情况，能够由从外部能量源所能获得的能量在不依赖储能器的情况下提供用于运行致冷剂回路的能量供应。因此，有利地当机动车辆当前与充电桩或另一外部能量源联接时，用于致冷剂回路的供电可直接由外部的能量供应来提供。即使在储能器故障的情况下，仍可维持致冷剂回路所提供的冷却功能。此时，输送给致冷剂回路、尤其其电气部件、例如电空调压缩机的能量例如可相应地由机动车辆的充电器提供，充电器从外部能量源汲取能量。仍然，如果机动车辆当前没有与外部能量源联接，则可规定，储能器如此来设计，即，例如当前尚未受到热失控影响的仍完好无损的电池电芯或电芯模块可用于致冷剂回路的能量供应。

根据本发明的另一有利的设计方案，机动车辆被设计为，在第二运行状态下，预压缩的致冷剂——所述致冷剂尤其是CO

在此，尤其还非常有利的是，在此，储能器被分成多个子空间，它们彼此严密密封。以这种方式，引入子空间中的、作为致冷剂的气体不可从子空间中逸出。此时，致冷剂选择性地被导入相应的子空间中的可行途经例如能够实现致冷剂有针对性地导入相关的子空间中。相应的子空间是包围热失控的电池电芯的子空间，或针对所包围的电池电芯探测到高于阈值的提高的温度，或子空间满足表明应当对子空间进行充注的其他标准。即使在机动车辆中提供很少的致冷剂，也能提供仅仅导入相关子空间中最大化的制冷剂效果。然而，还可考虑，仍将致冷剂导入所有的子空间中，即使仅仅一些或一个子空间是相关的子空间。这具有的优点是，通过分开子空间可在子空间之间实现改善的热脱耦。导入相关的子空间中的致冷剂例如由于在子空间中的热失控的电池电芯而非常强烈地升温。然而，由于子空间的严密密封，升温不会迅速地扩展到相邻的子空间。因此还可防止或至少明显更长地延迟在其他子空间中的其他电芯的可能的热失控。

根据本发明的另一有利的设计方案，机动车辆设计成，至少在第二运行状态下，将致冷剂储存器中提供的致冷剂输送给致冷剂回路和/或直接输送给储能器内部空间，也就是说不经过致冷剂回路或致冷剂回路所包括的部件，该致冷剂储存器是机动车辆外部的致冷剂储存器或机动车辆内部的附加储存器。这种致冷剂储存器例如可作为压缩气体容器来提供，优选地具有CO

在第二运行状态下，容纳在致冷剂储存器中的致冷剂、尤其又是CO

根据本发明的另一有利的设计方案，机动车辆具有与冷却剂连接装置不同的中央连接部，其至少在第二运行状态下与第一和/或第二冷却回路流体连接，通过该中央连接部能为机动车辆在第二运行状态下输送冷却剂，以用于充注储能器内部空间。这非常有利，因为这种中央连接部一方面可用于提供不同于通过冷却剂连接装置的联接方式或联接途经。中央连接部例如可设有连接部，其可与典型的标准化的消防软管连接部联接，例如C-软管或D-软管。因此还可有利地从外部输送冷却剂，尤其通过消防队，而与充电站的存在或当前执行在机动车辆中的充电过程无关。在此，中央连接部仅设置成用于紧急情况，即，针对第二运行状态的存在，并且在其他正常运行状态下保持不使用。通过附加的中央连接部可进一步提升安全性。

本发明还涉及一种用于运行机动车辆的方法，该机动车辆具有：储能器充注装置；储能器，该储能器能借助于外部电能量源充电；充电连接装置，其用于电连接储能器和外部电能量源；冷却剂连接装置，其用于联接由外部电能量源提供的外部冷却剂源。在此，在为储能器充电的充电过程期间，至少在特定的第一运行状态下，通过冷却剂连接装置将冷却剂输送给机动车辆，以用于借助于与储能器热耦合的冷却装置对储能器调温，其中，储能器充注装置在特定的与第一运行状态不同的第二运行状态下充注储能器内部空间。在此，机动车辆具有：第一冷却回路部分和第二冷却回路部分，第二冷却回路部分与第一冷却回路部分至少在第一运行状态下流体分离；以及热交换器，热交换器使第一冷却回路部分和第二冷却回路部分热耦合，其中，冷却装置是第二冷却回路部分的一部分，在第二运行状态下借助于通过冷却剂连接装置为第一冷却回路部分输送的冷却剂对储能器进行充注。

本发明还包括根据本发明的方法的改进方案，其具有已经结合根据本发明的机动车辆的改进说明的特征。为此，这里不再说明根据本发明的方法的相应改进方案。

根据本发明的机动车辆优选设计为汽车，尤其是乘用汽车或商用汽车，或大客车或摩托车。

本发明还包括所说明的实施方式的特征的组合。因此，本发明还包括具有所说明的实施方式中的多个实施方式的特征的组合的实现方案，除非这些实施方式被说明为相互排斥的。

附图说明

下面说明本发明的实施例。其中：

图1示出了具有根据本发明的第一实施例的储能器充注装置的机动车辆的示意图；

图2示出了具有根据本发明的第二实施例的储能器充注装置的机动车辆的示意图；

图3示出了具有根据本发明的第三实施例的储能器充注装置的机动车辆的示意图；

图4示出了具有根据本发明的第四实施例的储能器充注装置的机动车辆的示意图。

具体实施方式

下文阐述的实施例是本发明的优选的实施方式。在实施例中，所说明的实施方式组成部分分别代表本发明的可彼此独立地考虑的单独特征，其分别同样彼此独立地改进本发明。因此，本公开还意在涵盖实施方式的特征的不同于示出的组合。此外，所说明的实施方式还可由本发明的已经说明特征中的其他特征来补充。

在附图中，相同的附图标记相应表示具有相同功能的元素。

图1示出了根据本发明的第一实施例的具有储能器充注装置12的机动车辆10的示意图。机动车辆10具有呈高压电池的形式的储能器14、以及用于冷却高压电池14的冷却装置16。在此，冷却装置16尤其还可理解为储能器装置14的一部分，尤其是储存器壳体18的一部分，储存器壳体包围高压电池14的内部空间20，并且因此相对于环境22界定内部空间。此外，在内部空间20中可容纳高压电池14的一个或多个电池电芯24，出于清楚的原因在该示例中仅示出其中的几个。电池电芯24例如可构造为锂离子电芯，并且还可组合成电池模块。此外，为了给储能器14充电，机动车辆10具有充电连接装置26，充电连接装置例如可通过充电插头联接机动车辆外部能量源，在该示例中例如是充电桩28。在此，充电桩28可具有：控制装置30，其也可被称为充电桩28的中央处理单元；以及冷却剂源32，例如水连接部。因此可有利地在通过充电桩28的充电过程期间提供冷却或调温功能。相应地，机动车辆10具有冷却剂连接装置34，其又包括冷却剂输送连接部36和冷却剂引出连接部38。即，在车辆侧存在充电插头连接部26和至少两个冷却流体连接部36、38。冷却剂连接装置34以及充电连接装置26可布置在机动车辆10的共同的联接区域40中，例如布置在共同的充电活门之下。在此，用于联接充电连接部26的充电插头还可同时具有用于联接冷却剂连接装置34的连接部。替代地，也可以提供独立的线路，通过该线路可从外部冷却剂源32将冷却剂输送给冷却剂输送连接部36，该冷却剂又可以通过冷却剂引出连接部38从机动车辆10引出，例如引回到充电站28。因此，还可有利地例如在用于为高压电池14充电的充电过程期间为机动车辆10输送外部的冷却剂，并且将其再次引出，冷却剂可在充电过程期间用于储能器14的调温，优选地用于储能器14的冷却。

在此，现在特别有利的是，外部输送的冷却剂在此不是直接用于通过冷却装置16冷却储能器14，而是仅仅间接地进行，从而使得机动车辆内部的冷却剂不与外部输送的冷却剂混合。因此，机动车辆10具有第一冷却回路部分42和第二冷却回路部分44，它们至少在第一运行状态下在储能器14的充电期间彼此流体分离，优选地在任何运行状态下彼此流体分离，其仅仅彼此热耦合，具体而言，例如通过热交换器45热耦合。因此，由在第二冷却回路部分44中流动的冷却剂吸收的热量可被输出到在第一冷却回路部分42中流动的外部输送的冷却剂中。因此，在充电过程期间储能器14的冷却还设计得更高效，因为通过外部输送的冷却剂附加地支持冷却。尤其可减少或完全停用车辆内部的冷却措施，例如冷却风扇的激活。因此，在车辆10中存在至少两个冷却回路，它们在这里被称为第一冷却回路部分42和第二冷却回路部分44。第二冷却回路部分44是传统的电池冷却装置。第一冷却回路部分42是附加的冷却回路，其由充电桩的流体连接部馈送和冷却。热交换通过所说明的热交换器45进行，热交换器使两个冷却回路，即，第一冷却回路部分42和第二冷却回路部分44热耦合。

现在，特别有利的是，不仅能在充电过程期间提供储能器14的高效冷却，而且有利地能在储能器14的故障的情况下，尤其在电池电芯24中的至少一个的热失控的情况下提供充注可行性。为了探测这种热失控，储能器14可具有一个或多个传感器46，这里例如是温度传感器46。传感器信号可由机动车辆10的控制装置50探测，例如车辆10中的中央处理单元，其例如可同样是储能器14的电池管理系统的一部分。如果通过控制装置50探测到电池电芯24中的一个的热失控或储能器14的相应的其他故障，则控制装置50作为充注装置12的一部分可触发储能器14的充注。在此，内部空间20可用冷却剂来填充。

在此，存在多种用于充注储能器14的可行方案。例如，冷却装置16可设有这里未明确示出的可释放的充注开口，其例如可构造为预设破坏部位。在储能器14热失控的情况下，可启动冷却装置16的可释放的充注开口的打开，例如通过提高冷却剂压力。热交换器45可设有相应的可释放的充注开口，其同样可构造为预设破坏部位。例如通过充电桩28本身的在输入侧的压力提高，可由冷却剂相应地引起热交换器45中充注开口的释放，并且还相应地引起在冷却装置16中充注开口的释放，从而充注储能器14的内部空间20。然而，这需要将热交换器45以及冷却装置16专门构造成具有相应的可释放的充注开口，还需要实现在第二回路部分44和/或第一回路部分42中有针对性地提高压力的可能。因此，特别有利的是，如图1所示，在第一冷却回路部分42中布置有阀装置52，其在下文中还简称为阀52。该阀例如可构造成可由控制装置50操控。可选地，还可考虑阀装置52的远程可控性，使得阀装置还可通过车辆外部的控制器操控，例如由消防队来操控。在此，阀装置52具有至少两个位置。例如，阀装置52可构造为二位三通阀或单阀等。在此，在正常运行状态下，即，在其中储能器14无缺陷或至少没有储能器14的电池电芯24的热失控，阀装置52占据第一位置，根据该第一位置，阻断在冷却剂连接装置34和储能器14之间的流体连接。另一方面，在冷却剂输送连接部36与冷却剂引出连接部38之间的经过热交换器45的流体连接，在阀装置52的第一位置中被释放，使得在第一运行状态下，外部输送的冷却剂可流过阀装置52，同样可流过热交换器45，并且又可从车辆10引出。如果现在发生可由控制装置50探测到的热事件，则控制装置例如操控阀装置52，或者阀装置52以其他方式转变到其第二位置中。在第二位置中，阀装置52在冷却剂连接装置34、尤其冷却剂输送连接部36与储能器14、尤其储能器14内部空间20之间建立流体连接。因此，阀52构造成，从第一冷却回路部分42中直接释放出一冷却流体分支，其通向高压电池14中。这意味着，也被称为冷却剂的冷却流体从充电桩28被直接引导到高压电池14中，充注高压电池，并且通过排放装置56引出，排放装置也可以可选地通过已经存在的泄压阀或新引入的出水口实现。在此，优选地阻断在冷却剂输送连接部36与冷却剂引出连接部38之间的流体连接。在该示例中，阀装置52相对于下游的热交换器45前置。然而，同样可考虑布置在热交换器45的下游。在此，原则上，阀52可在第一冷却回路部分42中定位在任何位置。此外，在该示例中设置有从阀装置52到储能器14的冷却剂线路54，该冷却剂线路通到储能器14内部20中。在此，线路54直接从阀装置引导到储能器内部20中，而不经过冷却装置16的组成部分或第二冷却回路部分44的其他组成部分。因此可在第二运行状态下提供对储能器14的直接充注。因此，外部输送到冷却剂输送连接部36的冷却剂可被直接地、几乎完全地引入到储能器14中。因此充注储能器14。在一实施方案变体中，在车辆内部激活阀52，即，车辆识别到高压电池14的温度传感器46指示的热失控。在这种情况下，车辆10可打开阀52，即，将阀转变到这里说明的第二位置中。在另一实施方式中，也可以在车辆外部控制阀，例如通过充电桩28、消防队等。此外，阀52也可以可选地是双稳态的，也就是说，与通电无关地保持最后占据的阀位置、即状态，直至收到另一调节信号。

此外，储能器14也可以具有已经提到的可释放的排放装置56，在充注储能器14之后，冷却剂可通过排放装置再次排出，并且可输送给环境22。因此，排放装置56能够实现冷却剂从储能器14到环境22的直接排出。因此，排出的冷却剂不通过冷却剂连接装置34引出。引出装置56例如可实施为泄压阀等等。排放装置56例如还可布置在储存器壳体18的上部区域中。因此，有利地实现了，在冷却剂通过排放装置56再次引出之前，储存器壳体18至少部分地或几乎完全地被填充有冷却剂。因此，储能器14的冷却特别高效。

根据另一设计方案，可设置单独的中央连接部58，以用于对高压电池14进行灭火。该中央连接部可与从阀装置52引导至储能器14的分支线路54组合，或与之流体连接。因此还可有利地例如由消防队在远离充电桩28的地方熄灭高压电池14。此外，如果在切换阀52时出现错误，同样可使用中央连接部58。因此，例如，如果此时没有通过阀52按规定充注电池14，则来自充电桩28的冷却剂输送线路还可替代地与中央连接部58联接，或来自消防队的单独的消防软管可与中央连接部58联接，以便绕过阀52并且直接充注电池20。在此，冷却剂输送连接部36和/或中央连接部58不仅可与由充电桩28提供的冷却剂源32联接，而且还可通过其他水连接部联接，例如借助于花园软管等等或通常城市供水连接部联接。

图2示出了根据本发明的另一实施例的具有充注装置12的机动车辆10的示意图。在此，机动车辆10，尤其还有充电桩28，可如上文说明的那样来构造，除了下文说明的差异之外。如果在车辆充电期间出现高压电池起火，如针对图1所述，可用充电桩28提供的水熄灭高压电池14，水经由阀52的阀线路输送给电池14。然而，在针对图1说明的变体中，冷却能力取决于由充电桩28或城市供水连接部提供的水的输入温度。在夏天，水的输入温度例如可能约为20℃。因此，冷却能力相对较低。

在该示例中，线路54’此时没有如图1说明的那样直接从阀装置52通到储能器14，而是包括第一线路区段54a，该第一线路区段通入第二冷却回路部分44中。第二线路区段54b引导至储能器14，尤其冷却装置16。第二线路区段54b相应地是第二冷却回路部分44的一部分。此外，冷却装置16具有可释放的充注开口60。该充注开口可构造为预设破坏部位或优选地构造为可操控的阀。在该示例中，冷却装置16还包括盖冷却部16a和底部冷却部16b。两者可构造为具有可流经的冷却通道的冷却板。在此，可释放的充注开口60还可表现为从电池冷却部16至排气通道的可切换的连接部位，电池电芯24的相应的可释放的排气开口与排气通道接连。因此又可使用冷却装置16的现有结构。因此，仅需稍微修改冷却装置16本身。

此时，该设计方案的大的优点是，外部输送的冷却剂在其被导入电池14内部空间20之前被输送给第二冷却回路部分44。现在，这使得能够有利地实现在导入内部空间20之间附加地冷却冷却剂，亦即，通过机动车辆10的致冷剂回路62进行该冷却。致冷剂回路优选地使用CO

在此，如上所述，灭火介质不一定必须由充电桩28提供，而是同样可以实施为用户的城市用水连接部，或替代地实施为消防队的水连接部。在此，联接途经不仅通过冷却剂输送连接部36给出，而且又通过单独的中央连接部68给出。在此，还可以实现不同的联接途经或相应的联接途经的不同的结构设计，以便提供两个替代的联接途经。

图3示出了根据本发明的另一实施例的具有充注装置12的机动车辆10的示意图。在此，机动车辆10同样可如上文说明的那样来构造，除了下文说明的差异之外。在这种情况下，现在附加地提供一分支，其例如呈线路68的形式，以用于将致冷剂(例如CO

图4示出了根据本发明的另一实施例的机动车辆10的示意图。在此，机动车辆10同样可如上文说明的那样来构造，除了下文说明的差异。在该示例中，现在还附加地设置车辆内部的CO

替代地，这种CO

总的来说，这些示例示出了，本发明如何能够利用关于阀的技术手段通过车辆侧的充电站连接部来提供高压电池充注，以及提供提升冷却能力以在充电或停车期间为高压电池灭火。