BE1020091A3

BE1020091A3 - REFRIGERATED BATTERY AND METHOD FOR MANUFACTURING IT.

Info

Publication number: BE1020091A3
Application number: BE2012/0145A
Authority: BE
Inventors: Hool Jan Van; Bart Massie
Original assignee: Hool Nv
Priority date: 2012-03-07
Filing date: 2012-03-07
Publication date: 2013-04-02

Abstract

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een verbeterde gekoelde batterij en op een werkwijze voor het vervaardigen van de batterij.The present invention relates to an improved cooled battery and to a method for manufacturing the battery.

Description

GEKOELDE BATTERIJ EN WERKWIJZE VOOR HET VERVAARDIGEN ERVAN TECHNISCH DOMEINREFRIGERATED BATTERY AND METHOD FOR MANUFACTURING IT OF A TECHNICAL DOMAIN

ACHTERGRONDBACKGROUND

Oplaadbare batterijen zoals Li-batterijen, bestaan uit één of meerdere elektrochemische cellen, die worden gebruikt voor de omzetting van opgeslagen chemische energie in elektrische energie. Li-batterijen zijn momenteel zeer populair in allerhande toepassingen voor elektrisch aangedreven transportmiddelen (bijvoorbeeld locomotieven, off-highway voertuigen in de mijnbouw, toepassingen in de scheepvaart, kranen, bussen of auto's).Rechargeable batteries, such as Li batteries, consist of one or more electrochemical cells, which are used for the conversion of stored chemical energy into electrical energy. Li-batteries are currently very popular in all kinds of applications for electrically driven means of transport (for example locomotives, off-highway vehicles in the mining industry, applications in shipping, cranes, buses or cars).

Om een efficiënte werking te garanderen is het belangrijk dat de batterij cellen binnen een bepaald temperatuurbereik wordt gehouden, zoals bv. 20-30°C voor Li-batterijen.To ensure efficient operation, it is important that the battery cells are kept within a certain temperature range, such as 20-30 ° C for Li batteries.

Bij personenwagens worden deze batterijen meestal luchtgekoeld. Dit kan actief, met bv. een ventilator, of niet actief. Bij autobussen en trams is er momenteel een evolutie naar waterkoeling. Men dient de batterijcellen binnen het gewenste temperatuurbereik te houden. Door een goed 'thermisch beheer' resulteert dit bij batterijen in een toename van de levensduur en Iaat dit hogere laad- en ontlaadstromen toe. Een betere hybridewerking wordt verkregen.For passenger cars, these batteries are usually air-cooled. This can be active, for example with a fan, or not active. Buses and trams are currently undergoing an evolution towards water cooling. The battery cells must be kept within the desired temperature range. Due to good 'thermal management', this results in an increase in the service life of batteries and allows higher charging and discharging currents. A better hybrid effect is obtained.

Een probleem met de gekende gekoelde batterijen is dat de fabrikanten gebruik; maken van vrij primitieve en weinig efficiënte constructies om de batterijcellen te koelen. Deze zijn vaak groot, onveilig, zwaar, weinig robuust en bestaan uit vele losse componenten. Ook gebeurt de koeling vaak inefficiënt.A problem with the known cooled batteries is that the manufacturers use; making fairly primitive and inefficient constructions to cool the battery cells. These are often large, unsafe, heavy, not robust and consist of many separate components. The cooling is also often inefficient.

Document US 2008/0292948 uit de stand der techniek betreft een batterij bestaande uit geïsoleerde cellen die elektrisch met elkaar verbonden zijn en bestaande uit vloeistof-circulerende koelplaten om de batterij te. koelen. De batterij omvat verder een inlaat- en uitlaatcoilecton Boven de batterijcellen is een combinatie van een elektrisch warmte-element en een warmtewisselaar voorzien t * om de temperatuur van de batterij binnen het gewenste werkbereik te brengen. De toevoer en de uitlaat van de vloeistof-circulerende koelplaten zijn verbonden met respectievelijk inlaat- en uitlaatcollectoren en zijn gepositioneerd aan dezelfde zijde van de koelplaat. De batterij heeft zijn toepassing als accu voor elektrische of hybride-elektrische voertuigen.Prior art document US 2008/0292948 relates to a battery consisting of isolated cells which are electrically connected to each other and consisting of liquid-circulating cooling plates to support the battery. cooling. The battery further comprises an inlet and outlet coil. Above the battery cells, a combination of an electric heat element and a heat exchanger is provided to bring the temperature of the battery within the desired operating range. The supply and the outlet of the liquid-circulating cooling plates are connected to inlet and outlet collectors, respectively, and are positioned on the same side of the cooling plate. The battery has its application as a battery for electric or hybrid-electric vehicles.

De onderhavige uitvinding heeft tot doel een compactere, veiligere, robuustere en/of lichtere batterij-inrichting te verschaffen waarbij een efficiëntere koeling wordt bereikt. Tevens beoogt de uitvinding een verbeterde werkwijze te verschaffen voor het vervaardigen van de batterij.The present invention has for its object to provide a more compact, safer, more robust and / or lighter battery device in which a more efficient cooling is achieved. It is also an object of the invention to provide an improved method for manufacturing the battery.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDINGSUMMARY OF THE INVENTION

De uitvinding betreft in het bijzonder een batterij-inrichting welke omvat, minstens één aanvoerkanaal en één afvoerkanaal voor een fluïdum, een koelrooster opgesteld tussen het aanvoer- en het afvoerkanaal, omvattende een set van parallel verlopende holle koelplaten voor het leiden van het fluïdum van het aanvoerkanaal naar het afvoerkanaal, en minstens één rij van batterijcellen, welke rij zich uitstrekt tussen twee naburige koelplaten.The invention relates in particular to a battery device which comprises, at least one supply channel and one discharge channel for a fluid, a cooling grid arranged between the supply channel and the discharge channel, comprising a set of parallel running hollow cooling plates for guiding the fluid from the fluid. supply channel to the discharge channel, and at least one row of battery cells, which row extends between two adjacent cooling plates.

Dit heeft als voordeel een efficiëntere warmte-uitwisseling van de batterijcellen en bijgevolg een langere levensduur van de batterij. Dit werkt energie- en kostenbesparend. Een compactere, stevigére en lichtere uitvoering wordt verkregen.This has the advantage of a more efficient heat exchange of the battery cells and, consequently, a longer battery life. This saves energy and costs. A more compact, sturdy and lighter version is obtained.

In een tweede aspect betreft de uitvinding een systeem voor het ophouwen van een batterij-inrichting, welke· omvat, minstens één aanvoerkanaal en één afvoerkanaal voor een fluïdum, een set van holle koelplaten, welke geschikt zijn voor het leiden van het fluïdum van het aanvoerkanaal naar het afvoerkanaal, minstens één dwarsverbinding en minstens één batterijcel.In a second aspect, the invention relates to a system for raising a battery device, which comprises at least one supply channel and one discharge channel for a fluid, a set of hollow cooling plates which are suitable for guiding the fluid from the supply channel to the drain, at least one cross connection and at least one battery cell.

In èen derde aspect betreft de uitvinding een werkwijze voor het vervaardigen van een batterij-inrichting, welke omvat, het aanbrengen van een bodemplaat, het aanbrengen van vasthechtcoating op de bodemplaat, de eindplaten', de dwarsverbindingen en/of de koelplaten, het middels klemmen opstellen van het koel blok, wélke de bodemplaat, de eindplaten, de dwarsverbindingen erï de koelplaten omvat, het bakken van het koelblok in een oven, het lassen van een aanvoerkanaal en een afvoerkanaal aan het koelblok, het aanbrengen van de batterijcellen tussen de koelplaten, het elektrisch interconnecteren van de batterijcellen en het aanbrengen van het koelblok, de batterijcellen en de kanalen in een behuizing.In a third aspect, the invention relates to a method for manufacturing a battery device, which comprises applying a bottom plate, applying adhesive coating to the bottom plate, the end plates, the cross connections and / or the cooling plates, clamping arranging the cooling block, which comprises the bottom plate, the end plates, the cross connections to the cooling plates, baking the cooling block in an oven, welding a supply channel and a discharge channel to the cooling block, arranging the battery cells between the cooling plates, electrically interconnecting the battery cells and mounting the cooling block, the battery cells and the channels in a housing.

Dit heeft als voordeel dat de batterij sneller opgebouwd kan worden. Ook heeft dit als voordeel, een betere warmteoverdracht met de batterijcellen en bijgevolg een langere levensduur van de batterij. Een compactere, veiligere, stevigere en lichtere uitvoering wordt verkregen.. ,This has the advantage that the battery can be assembled faster. This also has the advantage of better heat transfer with the battery cells and consequently a longer battery life. A more compact, safer, more robust and lighter version is obtained.

In een ander aspect betreft de uitvinding een werkwijze voor het vervaardigen van de batterij-inrichting waarbij de afmetingen van een batterijcel, de afmetingen en onderlinge afstanden van-de bodemplaat, eindplaten, koelplaten en/of kanalen minstens gedeeltelijk bepaalt.In another aspect, the invention relates to a method for manufacturing the battery device in which the dimensions of a battery cell determine the dimensions and mutual distances of the bottom plate, end plates, cooling plates and / or channels at least partially.

Dit heeft als voordeel een optimale opbouw van de batterij-inrichting in functie van specificaties zoals de grootte, het gewicht, het geleverde vermogen, de geleverde elektrische spanning van de batterij-inrichting.This has the advantage of an optimum construction of the battery device in function of specifications such as the size, the weight, the power supplied, the supplied electrical voltage of the battery device.

In een ander aspect betreft de uitvinding een werkwijze voor het gebruik van een batterij-inrichting waarbij warmte wordt getransfereerd om de temperatuur van de batterijcellen te verlagen door warmte af te voeren van een koelplaat naar een afvoerkanaal en/of om de temperatuur van de batterijcellen te verhogen door warmte aan te voeren van een aanvoerkanaal naar een koelplaat.In another aspect, the invention relates to a method for using a battery device in which heat is transferred to lower the temperature of the battery cells by dissipating heat from a cooling plate to a drain and / or to change the temperature of the battery cells increase by supplying heat from a supply channel to a cooling plate.

Dit heeft als voordeel een langere levensduur van de batterij-inrichting.This has the advantage of a longer service life of the battery device.

In een ander aspect betreft de uitvinding een transportmiddel voorzien van de batterij-inrichting.In another aspect the invention relates to a transport means provided with the battery device.

In een ander aspect betreft dé uitvinding een koelinrichting omvattende minstens één aanvoerkanaal en één afvoerkanaal voor een fluïdum, en een. koelrooster. opgesteld. tussen het aanvoer- en het afvoerkanaal, omvattende een set van parallel verlopende holle koelplaten voor het leiden van het fluïdum van het aanvoerkanaal naar het afvoerkanaal, met dwarsverbindingen geschikt voor een batterij-inrichting.In another aspect, the invention relates to a cooling device comprising at least one supply channel and one discharge channel for a fluid, and one. cooling grid. prepared. between the supply and the discharge channel, comprising a set of parallel-running hollow cooling plates for guiding the fluid from the supply channel to the discharge channel, with cross connections suitable for a battery device.

k Ik I

Verdere voorkeursvormen worden uitgewerkt in de deelconclusies.Further preferred forms are elaborated in the sub-claims.

BESCHRIJVING VAN DE FIGURENDESCRIPTION OF THE FIGURES

Figuur 1: is een driedimensionale voorstelling in vogelperspectief van een batterij-inrichting, volgens een voorkeursvorm van de uitvinding.Figure 1: is a three-dimensional bird's-eye view of a battery device, according to a preferred form of the invention.

Figuur 2: is een driedimensionale voorstelling in. vogelperspectief van een rij batterijcellen, volgens éen voorkeursvorm van de uitvinding.Figure 2: is a three-dimensional representation. bird's eye view of a row of battery cells, according to a preferred form of the invention.

Figuur 3: is een driedimensionale voorstelling in vogelperspectief van een rij batterijcellen, volgens een voorkeursvorm van de uitvinding.Figure 3: is a three-dimensional, bird's-eye view of a row of battery cells, according to a preferred form of the invention.

Figuur 4: is een driedimensionale voorstelling in vogelperspectief van een onderlinge opstelling van koelplaten en rijen batterijcellen, volgens een voorkeursvorm van de uitvinding.........Figure 4: is a three-dimensional bird's-eye view of a mutual arrangement of cooling plates and rows of battery cells, according to a preferred form of the invention .........

Figuur 5: is twee voorstellingen van een doorsnede van een koelplaat, volgens een voorkeursvorm van de uitvinding.Figure 5: is two cross-sectional representations of a cooling plate, according to a preferred form of the invention.

Figuur 6: is een driedimensionale voorstelling in vogelperspectief van een rij batterijcellen opgesteld tussen een aanvoer- en afvoerkanaal, volgens een voorkeursvorm van de uitvinding.Figure 6: is a three-dimensional, bird's-eye view of a row of battery cells arranged between a supply and discharge channel, according to a preferred form of the invention.

Figuur 7: is een driedimensionale voorstelling in vogelperspectief van een rij batterijcellen opgesteld tussen een aanvoer- en afvoerkanaal,, volgens een voorkeursvorm van de uitvinding.Figure 7: is a three-dimensional, bird's-eye view of a row of battery cells arranged between a supply and discharge channel, according to a preferred form of the invention.

Figuur 8: is een driedimensionale voorstelling in vogelperspectief van een batterij-inrichting, vólgens een voorkeursvorm van de uitvinding.Figure 8: is a bird's eye perspective three-dimensional representation of a battery device, according to a preferred form of the invention.

Figuur 9: is een driedimensionale voorstelling van de stroomrichting in vogelperspectief van het fluïdum in een batterij-inrichtmg, volgens een voorkeursvorm van de uitvinding.Figure 9: is a three-dimensional representation of the flow direction from a bird's eye view of the fluid in a battery device, according to a preferred form of the invention.

Figuur 10: is een driedimensionale voorstelling van een turbulator volgens een voorkeursvorm van de uitvinding.Figure 10: is a three-dimensional representation of a turbulator according to a preferred form of the invention.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVINGDETAILED DESCRIPTION

"Een", "de" en "het" refereren in dit document naar zowel het enkelvoud als het meervoud tenzij de context duidelijk anders veronderstelt. Bijvoorbeeld, "een batterijcel" betekent een of meer dan een batterijcel."A", "de" and "het" in this document refer to both the singular and the plural unless the context clearly assumes otherwise. For example, "a battery cell" means one or more than a battery cell.

De termen "omvatten", "omvattende", "bestaan uit", "bestaande uit", "voorzien van", "bevatten", "bevattende", "behelzen", "behelzende", "inhouden", "inhoudende" zijn synoniemen en zijn inclusieve of open termen die de aanwezigheid van wat volgt aanduidenden die de aanwezigheid niet iiitsluiten of beletten van andere componenten, kenmerken, elementen, leden, stappen, gekend uit of beschreven in de stand der techniek.The terms "include", "comprising", "consist of", "consisting of", "provided with", "contain", "containing", "include", "including", "contents", "contents" are synonyms and are inclusive or open terms indicating the presence of what follows that do not preclude or prevent the presence of other components, features, elements, members, steps, known from or described in the prior art.

Het citeren van numerieke intervallen door de éindpunten omvat alle gehele getallen, breuken en/of reële getallen tussen de eindpunten, deze eindpunten inbegrepen.The citation of numerical intervals by the end points includes all integers, fractions and / or real numbers between the end points, including these end points.

Wanneer "ongeveer" of "rond" in dit document gebruikt wordt bij een meetbare grootheid, een parameter, een tijdsduur of moment, en dergelijke, dan worden variaties bedoeld van +/-20% of minder, bij voorkeur +/-10% of minder, meer bij voorkeur +/-5% of minder, nog meer bij voorkeur +/-1% of minder, en zelfs nog meer bij voorkeur +/-0.1% of minder dan en van de geciteerde waarde, voor zoverre zulke variaties van toepassing zijn in de beschreven uitvinding. Hier moet echter wel onder verstaan worden dat de waarde van de grootheid waarbij de term "ongeveer" of "rond" gebruikt wordt, zelf specifiek wordt bekendgemaakt, jWhen "about" or "round" is used in this document for a measurable quantity, a parameter, a duration or moment, and the like, variations are meant of +/- 20% or less, preferably +/- 10% or less, more preferably +/- 5% or less, even more preferably +/- 1% or less, and even more preferably +/- 0.1% or less than and of the quoted value, insofar as such variations of are applicable in the described invention. However, it must be understood that the value of the quantity in which the term "approximately" or "round" is used is itself specifically disclosed, j

In een eerste aspect betreft de uitvinding een batterij-inrichting 1 welke omvat: « minstens één aanvoerkanaal 2 en één afvoerkanaal 3 voor een fluïdum; « een koelrooster opgesteld tussen het aanvoer- en het afvoerkanaal, omvattende een set van parallel verlopende holle koelplaten 4 voor hét leiden van het fluïdum van het aanvoerkanaal 2 naar het afvoerkanaal 3, en o minstens één rij 10 van batterijcellen 5, welke rij 10 zich uitstrekt tussen twee naburige koelplaten.In a first aspect, the invention relates to a battery device 1 which comprises: «at least one supply channel 2 and one discharge channel 3 for a fluid; «A cooling grid arranged between the supply and the discharge channel, comprising a set of parallel running hollow cooling plates 4 for guiding the fluid from the supply channel 2 to the discharge channel 3, and at least one row 10 of battery cells 5, which row 10 extends between two neighboring cooling plates.

Dit heeft als voordeel dat er minder nood is aan actieve koeling. Bij normale omgevingstemperaturen kan voldoende gekoeld water worden bekomen door koelen met omgevingslucht (i.e. passieve koeling). Er zal slechts bij vrij hoge omgevingstemperatuur actief gekoeld moeten worden door gebruik te maken van een "compressor".The advantage of this is that there is less need for active cooling. At normal ambient temperatures, sufficient cooled water can be obtained by cooling with ambient air (i.e. passive cooling). Cooling will only have to be done actively at a relatively high ambient temperature by using a "compressor".

Met gewone omgevingslucht kan bijvoorbeeld voldoende gekoeld water worden verkregen met behulp van een compressor. Dit werkt energie- en kostenbesparend.With normal ambient air, for example, sufficient cooled water can be obtained with the aid of a compressor. This saves energy and costs.

Dit heeft ook ais voordeel dat de batterijcellen zwaarder kunnen worden belast. Zo is het mogelijk minder batterijcellen te implementeren per batterij-inrichting. Dit werkt plaats-en kostenbesparend.This also has the advantage that the battery cells can be loaded more heavily. For example, it is possible to implement fewer battery cells per battery device. This saves space and costs.

Dit heeft ook als voordeel dat door het ruimtelijk scheiden van aanvoer- 2 en afvoerkanaal 3 een hoger debiet van het fluïdum door de koelplaten 4 wordt' bereikt. Met een hoger debiet kan meer warmte uitgewisseld worden tussen de batterijcellen 5 en het fluïdum. De batterijen 1 bekomen een veel langere levensduur door een efficiëntere warmte-uitwisseling.This also has the advantage that, due to the spatial separation of supply 2 and discharge channel 3, a higher flow rate of the fluid through the cooling plates 4 is achieved. With a higher flow rate, more heat can be exchanged between the battery cells 5 and the fluid. The batteries 1 have a much longer service life due to a more efficient heat exchange.

In een voorkeursvorm van een inrichting volgens de uitvinding zijn de kanalen aan weerszijden van de koelplaten 4 opgesteld. Dit heeft als voordeel een uniformere gewichtsverdeling van de batterij-inrichting 1.In a preferred form of a device according to the invention, the channels are arranged on either side of the cooling plates 4. This has the advantage of a more uniform weight distribution of the battery device 1.

Onder de term "batterijcel" 5 wórdt in onderhavige uitvinding onder meer een doosvormige of platte batterijcel, een cilindrische batterijcel, een zakjesvormige batterijcel, een flatcëll of een prismatische batterijcel bedoeld. Bij voorkeur wordt voor een batterijcel 5 een LiTiO-, LiFeP04- of LilNiMnCo-batterijcel bedoeld, maar ook andere- batterijtypes worden bedoeld, zoals Pb, US, NaS, NiCd of NiMH-batterijcéllen. Meer bij voorkeur wordt in onderhavige uitvinding een LiTiO-batterijcel bedoeld.In the present invention, the term "battery cell" is understood to mean inter alia a box-shaped or flat battery cell, a cylindrical battery cell, a bag-shaped battery cell, a flat cell or a prismatic battery cell. For a battery cell 5, a LiTiO, LiFePO4 or LilNiMnCo battery cell is meant, but other battery types are also meant, such as Pb, US, NaS, NiCd or NiMH battery cells. More preferably, a LiTiO battery cell is intended in the present invention.

Met de term "aanvoerkanaal" 2 wordt in onderhavige uitvinding een inrichting bedoeld die een fluïdum kan aanvoeren aan de koelplaten. In een meer geprefereerde voorkeursvorm is een aanvoerkanaal 2 balkvormig,By the term "supply channel" 2 is meant in the present invention a device capable of supplying a fluid to the cooling plates. In a more preferred preferred form, a supply channel 2 is beam-shaped,

Met de term "afvoerkanaal" 3 wordt in onderhavige uitvinding een inrichting bedoeld die een fluïdum kan afvoeren van de koelplaten. In een meer » : geprefereerde voorkeursvorm is een afvoerkanaal 3 balkvormig.By the term "drain" 3 is meant in the present invention a device capable of draining a fluid from the cooling plates. In a more preferred preferred form, a discharge channel 3 is beam-shaped.

Onder de term "fluïdum" wordt in een voorkeursvorm van de uitvinding een koelvloeistof beschouwd zoals water of een mengsel van ethyleenglycol en water.In a preferred form of the invention, the term "fluid" is understood to mean a cooling fluid such as water or a mixture of ethylene glycol and water.

In een voorkeursvorm van een inrichting volgens de uitvinding zijn de koelplaten onderling verbonden door één of meerdere dwarsverbindingen 6.In a preferred form of a device according to the invention, the cooling plates are mutually connected by one or more cross connections 6.

Met de term "dwarsverbinding" 6 wordt in onderhavige uitvinding een mechanisch stijf stuk bedoeld.In the present invention, the term "cross connection" 6 means a mechanically rigid piece.

Dit heeft als voordeel een mechanisch robuustere opstelling van de batterij 1. Een dwarsverbinding volgens de voorkeursvorm verhoogt de interne weerstand tegen hoge interne mechanische spanningen. Deze interne mechanische spanningen ontstaan tussen de verschillende onderdelen zoals de koelplaten, maar ook door de interne druk van het fluïdum in de koelplaten 4.This has the advantage of a mechanically more robust arrangement of the battery 1. A cross connection according to the preferred form increases the internal resistance to high internal mechanical stresses. These internal mechanical stresses arise between the various components such as the cooling plates, but also due to the internal pressure of the fluid in the cooling plates 4.

In een voorkeursvorm van een inrichting volgens de uitvinding is de afstand tussen twee naburige koelplaten 4 overeenkomstig een afmeting van een batterijcel 5.In a preferred form of a device according to the invention, the distance between two adjacent cooling plates 4 is in accordance with a dimension of a battery cell 5.

Dit heeft als voordeel dat de cellen 5 goed kunnen aansluiten met de koelplaten 4. Het transferpad van de interne warmte-uitwisseling tussen de batterijcellen en de koelplaten wordt korter. Hierdoor gebeurt de koeling efficiënter.:This has the advantage that the cells 5 can connect well with the cooling plates 4. The transfer path of the internal heat exchange between the battery cells and the cooling plates becomes shorter. This makes cooling more efficient .:

In een meer geprefereerde voorkeursvorm van een inrichting volgens de uitvinding strekken de rij(en) 10 batterijcellen 5 zich uit tussen aanvoerkanaal 2 en afvoerkanaal 3.In a more preferred preferred form of a device according to the invention, the row (s) of battery cells 5 extend between supply channel 2 and discharge channel 3.

Dit heeft als voordeel dat de cellen nagenoeg volledig omsloten kunnen worden door de koelplaten 4. Het transferpad van de interne warmte-uitwisseling tussen de batterijcellen en de koelplaten is zeer kort. Hierdoor gebeurt de koeling veel . efficiënter. · -........ · · _.·This has the advantage that the cells can be almost completely enclosed by the cooling plates 4. The transfer path of the internal heat exchange between the battery cells and the cooling plates is very short. As a result, the cooling happens a lot. more efficient. · -........ · · _. ·

In een meer geprefereerde voorkeursvorm is eem batterijcel 5 voorzien van twee vlakke zijden en is ook een koelplaat 4. voorzien van twee vlakke zijden. Op die manier is het transferpad kort en het transferoppervlak groot. Dit vergroot de efficiëntie van warmte-uitwisseling.In a more preferred preferred form, a battery cell 5 is provided with two flat sides and a cooling plate 4. is also provided with two flat sides. In this way the transfer path is short and the transfer area large. This increases the efficiency of heat exchange.

» '»'

In een voorkeursvorm van een inrichting volgens de uitvinding zijn alle, of twee per twee of drie per drie of vier per vier, etc., batterijcellen 5 in een rij onderling gescheiden door een dwarsverbinding 6.In a preferred form of a device according to the invention, all, or two per two or three per three or four per four, etc., battery cells 5 in a row are mutually separated by a cross connection 6.

Dit heeft als voordeel een mechanisch robuustere opstelling van de batterij 1. Een dwarsverbinding volgens de voorkeursvorm verhoogt de interne weerstand tegen hoge interne mechanische spanningen.This has the advantage of a mechanically more robust arrangement of the battery 1. A cross connection according to the preferred form increases the internal resistance to high internal mechanical stresses.

In een meer geprefereerde voorkeursvorm van de uitvinding heeft een dwarsverbinding 6 een warmtegeleidende karakteristiek. Dit vergroot het oppervlak voor het uitwisselen van warmte. Een efficiëntere koeling van de batterijcellen 5 wordt verkregen.In a more preferred preferred form of the invention, a cross connection 6 has a heat-conducting characteristic. This enlarges the surface for exchanging heat. A more efficient cooling of the battery cells 5 is obtained.

In een geprefereerde voorkeursvorm van een inrichting volgens de uitvinding zijn alle batterijcellen 5 in een rij onderling gescheiden door een dwarsverbinding 6.In a preferred preferred form of a device according to the invention, all battery cells 5 in a row are mutually separated by a cross connection 6.

Dit heeft als voordeel dat elke batterijcel mechanisch robuust is opgestéld. De batterijcellen 5 worden ten volle beschermd tegen interne mechanische spanningen. ......................This has the advantage that each battery cell is set up mechanically robust. The battery cells 5 are fully protected against internal mechanical voltages. ......................

Een voordeel van onderhavige uitvinding is de heel brede reikwijdte in aantal batterijcellen 5 nodig of mogelijk per batterij-inrichting 1.An advantage of the present invention is the very wide range in number of battery cells 5 required or possibly per battery device 1.

In een voorkeursvorm van een inrichting volgens de uitvinding bevat de inrichting 1 5 tot 4000 batterijcellen 5. In een geprefereerde voorkeursvorm van een inrichting volgens de uitvinding bevat de inrichting 1 5 tot 2000 batterijcellen 5. In een meer geprefereerde voorkeursvorm van een inrichting volgens de uitvinding bevat de inrichting 1 10 tot 1000 batterijcellen 5. In een meer geprefereerde voorkeursvorm van een inrichting volgens de uitvinding bevat de inrichting 1 50 tot 500 batterijcellen 5. In een meer geprefereerde voorkeursvorm van een inrichting-volgens de uitvinding bevat de inrichting 1 100 tot 200 batterijcellen 5. .In a preferred form of a device according to the invention, the device 1 comprises 5 to 4000 battery cells 5. In a preferred preferred form of a device according to the invention, the device 1 comprises 5 to 2000 battery cells 5. In a more preferred preferred form of a device according to the invention the device 1 contains 10 to 1000 battery cells 5. In a more preferred preferred form of a device according to the invention, the device 1 contains 50 to 500 battery cells 5. In a more preferred preferred form of a device according to the invention, the device 1 comprises 100 to 200 battery cells 5..

In een voorkeursvorm van een inrichting volgens de uitvinding levert de inrichting 1 een vermogen van 1 kW tot 1000 kW. In een geprefereerde voorkeursvorm van een inrichting volgens de uitvinding levert de inrichting 1 een vermogen van 100 kW tot 1000 kW.In a preferred form of a device according to the invention, the device 1 supplies a power of 1 kW to 1000 kW. In a preferred preferred form of a device according to the invention, the device 1 supplies a power of 100 kW to 1000 kW.

In een voorkeursvorm van een inrichting volgens de uitvinding bedraagt de energie-inhoud van de inrichting 1 1 kWh tot 1000 kWh.In a preferred form of a device according to the invention, the energy content of the device is 1 kWh to 1000 kWh.

In een voorkeursvorm van een inrichting volgens de uitvinding bedraagt de elektrische spanning van de inrichting 1 48 V tot 1200V.In a preferred form of a device according to the invention, the electrical voltage of the device is from 1 48 V to 1200 V.

In een voorkeursvorm van een inrichting volgens de uitvinding bedraagt de elektrische spanning van een batterijcel 1.0V tot 15.0 V.In a preferred form of a device according to the invention, the electrical voltage of a battery cell is 1.0 V to 15.0 V.

In een voorkeursvorm van een inrichting volgens de uitvinding bedraagt het koelvermogen van de batterij 1 1 tot 20 kW.In a preferred form of a device according to the invention, the cooling capacity of the battery 1 is 1 to 20 kW.

In een voorkeursvorm van een inrichting volgens de uitvinding bedraagt het debiet van het aangevoerde fluïdum voor de batterij 1 5 tot 200 l/min.In a preferred form of a device according to the invention, the flow rate of the fluid supplied for the battery is 5 to 200 l / min.

In een voorkeursvorm van een inrichting volgens de uitvinding bedraagt het drukverlies doorheen de batterij-inrichting 1 0.1 tot 1 bar.In a preferred form of a device according to the invention, the pressure loss through the battery device 1 is 0.1 to 1 bar.

In een voorkeursvorm van een inrichting volgens de uitvinding is het gewenste temperatuurbereik voor de batterijcellen 5 10°C - 50°C.In a preferred form of a device according to the invention, the desired temperature range for the battery cells is 10 ° C - 50 ° C.

In een voorkeursvorm van een inrichting 1 volgens de uitvinding bedraagt de gewenste temperatuur van het fluïdum 10°C tot 30°C. In een meer geprefereerde voorkeursvorm van een inrichting 1 volgens de uitvinding bedraagt de gewenste temperatuur van het fluïdum 15°C tot 20°C.In a preferred form of a device 1 according to the invention, the desired temperature of the fluid is 10 ° C to 30 ° C. In a more preferred preferred form of a device 1 according to the invention, the desired temperature of the fluid is 15 ° C to 20 ° C.

In een voorkeursvorm van een inrichting 1 volgens de uitvinding zijn de genoemde kanalen voorzien van minstens één collector 7.In a preferred form of a device 1 according to the invention, the said channels are provided with at least one collector 7.

Dit heeft als voordeel dat gekoeld óf 'opgewarmd fluïdum kan worden aan- en/of afgevoerd. ' - . . . . . 'This has the advantage that cooled or heated fluid can be supplied and / or discharged. "-. . . . . "

In een meer geprefereerde voorkeursvorm van onderhavige uitvinding beschikken: een aanvoerkanaal en een afvoerkanaal elk over een collector 7. Op deze manier, kan de batterij-inrichting deel uitmaken van een circuit. Bijvoorbeeld kan gekoeld fluïdum aangeleverd worden aan de batterij-inrichting 1-via een radiator-ventilator, combinatie. Ook kan dit een actief koelsysteem zijn welke een airco-compressor eenheid omvat. !In a more preferred preferred form of the present invention: a supply channel and a discharge channel each have a collector 7. In this way, the battery device can form part of a circuit. For example, cooled fluid can be supplied to the battery device 1 via a radiator-fan combination. This can also be an active cooling system which includes an air conditioning compressor unit. !

Met de. term "collector" wordt in onderhavige uitvinding een element bedoeld voorzien van een opening door de welke een fluïdum kan stromen.With the. The term "collector" in the present invention means an element provided with an opening through which a fluid can flow.

In een voorkeursvorm van een inrichting 1 volgens de uitvinding in werking, verloopt de stroomrichting van het fluïdum in het aanvoerkanaal 2 en in het afvoerkanaal 3 onderling parallel en in dezelfde richting.In a preferred form of a device 1 according to the invention in operation, the direction of flow of the fluid in the supply channel 2 and in the discharge channel 3 runs parallel to each other and in the same direction.

Dit heeft als voordeel dat een'uniform verdeling van de temperatuur kan worden verkregen. In een meer geprefereerde - voorkeursvorm van de uitvinding is de: weerstand per stroom pad van het fluïdum doorheen de batterij-inrichting even groot. Bijgevolg gebeurt de warmteoverdracht uniform over de batterij-inrichting. Uniforme temperatuursverdeling is cruciaal voor de batterijcellen, wat de levensduur bevordert.This has the advantage that a uniform distribution of the temperature can be obtained. In a more preferred - preferred form of the invention, the resistance per flow path of the fluid through the battery device is the same. Consequently, the heat transfer takes place uniformly over the battery device. Uniform temperature distribution is crucial for the battery cells, which improves the service life.

In een voorkeursvorm van een inrichting 1 volgens de uitvinding in werking, is de stroomrichting van het fluïdum in de koelplaten 4 loodrecht op de stroomrichting in de kanalen, en is de stroming turbulent.In a preferred form of a device 1 according to the invention in operation, the flow direction of the fluid in the cooling plates 4 is perpendicular to the flow direction in the channels, and the flow is turbulent.

Dit heeft als voordeel dat door de turbulente stroming een grotere wrijving tussen het fluïdum en de binnenwand van een koelplaat ontstaat. Dit zorgt voor een betere en hogere warmteoverdracht.This has the advantage that due to the turbulent flow a greater friction is created between the fluid and the inner wall of a cooling plate. This ensures better and higher heat transfer.

In een voorkeursvorm van .een inrichting volgens de uitvinding is minstens één warmte-element voorzien in het_.aanvoerkapaa! 2, waarbij het warmte-element geschikt is om warmte af te geven aan het fluïdum in het aanvoerkanaal 2.In a preferred form of a device according to the invention, at least one heat element is provided in the supply hood. 2, wherein the heat element is adapted to release heat to the fluid in the supply channel 2.

Dit heeft als voordeel dat bij koude omgevingstemperatuur de batterijcellen 5 sneller een optimale werkingstemperatuur bereiken.This has the advantage that at cold ambient temperature the battery cells 5 reach an optimum operating temperature faster.

Dit heeft ook als voordeel dat door een warmte-element te voorzien in het aanvoerkanaal 2 ruimte én gewicht kan wórden bespaard. : /This also has the advantage that by providing a heating element in the supply channel 2 space and weight can be saved. : /

Met de term "warmte-element" wordt in onderhavige uitvinding een element, bedoeld dat geschikt is om warmte af te ' geven aan een fluïdum. In een geprefereerde voorkeursvorm van de uitvinding levert het verwarmingselement een vermogen tussen 0.1 kW en 3 kW.In the present invention, the term "heat element" is intended to mean an element suitable for releasing heat to a fluid. In a preferred preferred form of the invention, the heating element supplies a power between 0.1 kW and 3 kW.

• tT

In een voorkeursvorm van een inrichting volgens de uitvinding is minstens één koelplaat 4 voorzien van koelvinnen 8 aan de binnenwand 9 van de koelplaat 4.In a preferred form of a device according to the invention, at least one cooling plate 4 is provided with cooling fins 8 on the inner wall 9 of the cooling plate 4.

Dit heeft als voordeel dat meer oppervlak beschikbaar is voor de warmte-uitwisseling . tussen fluïdum en koelplaten. Het koelen of opwarmen gebeurt bijgevolg efficiënter.This has the advantage that more surface is available for heat exchange. between fluid and cooling plates. Cooling or heating is therefore more efficient.

Met de term "koelvinnen" worden in onderhavige uitvinding structurele elementen bedoeld, geschikt voor het uitwisselen van warmte. Bijvoorbeeld is dit. een combinatie van plaatjes met als doel het oppervlak zo groot mogelijk te makën teneinde de warmte-uitwisseling zo groot mogelijk te maken. In een geprefereerde voorkeursvorm van de uitvinding zijn de koelvinnen plaatjes, welke meanderen tussen beide binnenwanden van een koelplaat (zie Figuren 4 en 5).In the present invention, the term "cooling fins" means structural elements suitable for exchanging heat. For example this is. a combination of plates for the purpose of making the surface area as large as possible in order to make the heat exchange as large as possible. In a preferred preferred form of the invention, the cooling fins are plates which meander between the two inner walls of a cooling plate (see Figures 4 and 5).

In een voorkeursvorm van eën inrichting volgens de uitvinding is minstens één koelplaat 4 voorzien van een turbulator aan de binnenwand 9 van de koelplaat 4. Dit heeft als voordeel dat een grotere wrijving tussen het fluïdum en de binnenwand van een koelplaat ontstaat. Dit zorgt voor een betere en hogere warmteoverdracht.In a preferred form of a device according to the invention, at least one cooling plate 4 is provided with a turbulator on the inner wall 9 of the cooling plate 4. This has the advantage that a greater friction is created between the fluid and the inner wall of a cooling plate. This ensures better and higher heat transfer.

Met de term "turbulator" worden in onderhavige uitvinding een structureel element bedoeld, geschikt voor het induceren van turbulente stroom in een koelplaat 4 en het uitwisselen van warmte.By the term "turbulator" is meant in the present invention a structural element suitable for inducing turbulent flow in a cooling plate 4 and exchanging heat.

In een voorkeursvorm van een inrichting volgens de uitvinding is minstens één opgestelde batterijcel 5 voorzien van een hulsel welke geschikt is de batterijcel 5 elektrisch te isoleren van de andere opgestelde batterijcellen 5.In a preferred form of a device according to the invention, at least one arranged battery cell 5 is provided with a sleeve which is suitable for electrically isolating the battery cell 5 from the other arranged battery cells 5.

Dit heeft als voordeel dat de batterijcellen elektrisch geïsoleerd zijn van de andere batterijcellen, de koelplaten, eindplaten, dwarsverbindingen en/of kanalen, zodat. op die manier kortsluiting of elektrische schade wordt vermeden. ; · >-. ,This has the advantage that the battery cells are electrically insulated from the other battery cells, the cooling plates, end plates, cross connections and / or channels, such that. in this way short circuit or electrical damage is avoided. ; ·> -. ,

In een voorkeursvorm van eeri inrichting volgens dé uitvinding is minstens één opgestelde batterijcel ;5 voorzien van een hulsel welke geschikt is. warmte te geleiden.In a preferred form of a device according to the invention, at least one arranged battery cell is provided with a sleeve which is suitable. conduct heat.

Dit heeft als voordeel dat de dwarsverbindingen warmte mee geleiden van of naar de batterijcellen. Een betere äfvoer of opname van warmte maakt de batterij- inrichting 1 efficiënter. Dit werkt energie- en kostenbesparend.This has the advantage that the cross connections also conduct heat from or to the battery cells. A better removal or absorption of heat makes the battery device 1 more efficient. This saves energy and costs.

Met de term "hulsel" wordt in onderhavige uitvinding in een geprefereerde voorkeursvorm een folie geschikt voor het verpakken van een batterijcel. In een andere geprefereerde voorkeursvorm betreft dit een zakje, geschikt om een batterijcel 5 in te plaatsen. Bij'voorkeur is dit hulsel vervaardigd uit een thermisch geleidend en/of elektrisch isolerend materiaal; Meer bij voorkeur is: dit hulsel vervaardigd uit mica.With the term "sleeve" in the present invention in a preferred preferred form, a film is suitable for packaging a battery cell. In another preferred preferred form, this is a bag suitable for placing a battery cell 5. This sleeve is preferably made from a thermally conductive and / or electrically insulating material; More preferably: this sleeve is made from mica.

In een voorkeursvorm van een inrichting volgens de uitvinding wordt de inrichting ondersteund door een bodemplaat, waarop de genoemde kanalen, de koelplaten 4, de batterijcellen 5 en de dwarsverbindingen 6 zijn geplaatst en zijn minstens twee eindplaten 11 voorzien, welke parallel aan de genoemde koelplaten 4 gelegen zijn en waarbij de uiterst gelegen koelplaten 4 tussen deze eindplaten 11 gelegen zijn.In a preferred form of a device according to the invention, the device is supported by a bottom plate on which the said channels, the cooling plates 4, the battery cells 5 and the cross connections 6 are placed and at least two end plates 11 are provided which are parallel to the said cooling plates 4 and wherein the extremely located cooling plates 4 are situated between these end plates 11.

Dit heeft als voordeel dat de batterij-inrichting 1 mechanisch robuuster en steviger wordt. Tevens worden de koelplaten en batterijcellen beschermd en vastgehoudén.This has the advantage that the battery device 1 becomes mechanically more robust and sturdy. The cooling plates and battery cells are also protected and retained.

In een tweede aspect betreft de uitvinding een werkwijze voor het vervaardigen van de batterij-inrichting, welke omvat: • hët aanbrehgen van een bodemplaat; o het aanbrengen van vasthechtcoating op de bodemplaat, de eindplaten 11, de dwarsverbindingen 6 en/of de koelplaten 4; ® het middels klemmen opstellen van het koelblok, welke, de bodemplaat, de eindplaten 11, de dwarsverbindingen 6 en de koelplaten 4 omvat; » het bakken van het koelblok in een oven op een temperatuur hoger dan de smelttemperatuur van de coating, waardoor de bodemplaat, de eindplaten 11, de dwarsverbindingen 6 en de koelplaten 4 zich onderling vasthechten; o het lassen van een aanvoerkanaal 2 en een afvoerkanaal 3 aan, het koelblok; ' » ; het aanbrengen van de batterijcellen 5 tussen de koelplaten 4; o het elektrisch inter.connectéren van de batterijcellen 5; ' « het aanbrengen van het koelblok, de batterijcellen en de kanalen in een behuizing.In a second aspect the invention relates to a method for manufacturing the battery device, which comprises: the attachment of a bottom plate; o applying adhesive coating to the bottom plate, the end plates 11, the cross connections 6 and / or the cooling plates 4; ® clamping the cooling block, which comprises the bottom plate, the end plates 11, the cross connections 6 and the cooling plates 4; Baking the cooling block in an oven at a temperature higher than the melting temperature of the coating, whereby the bottom plate, the end plates 11, the cross connections 6 and the cooling plates 4 adhere to each other; o welding a supply channel 2 and a discharge channel 3 to the cooling block; "»; arranging the battery cells 5 between the cooling plates 4; o electrically interconnecting the battery cells 5; The installation of the cooling block, the battery cells and the channels in a housing.

Dit heeft als voordeel dat de werkwijze een koelblok met aangelaste kanalen vervaardigt die één vaste en sterke structuur vormt zonder losse componenten. Zo wordt een betere koeling verkregen. Tevens wordt een lichtere en sterkere batterij-inrichting 1 vervaardigd.This has the advantage that the method produces a cooling block with welded-on channels that forms one fixed and strong structure without loose components. In this way better cooling is obtained. A lighter and stronger battery device 1 is also manufactured.

In een geprefereerde voorkeursvorm van een werkwijze volgens de uitvinding wordt gebruik gemaakt van een "plate-and-bar technologie" om de eindplaten, bodemplaat, kanalen, dwarsverbindingen en/of koelplaten te vervaardigen, Het braseerproces zorgt voor een structureel lichtere, isterkere, beter, thermisch geleidende en/of economisch voordeligere batterij-inrichting 1.In a preferred preferred form of a method according to the invention use is made of a "plate-and-bar technology" to manufacture the end plates, bottom plate, channels, cross connections and / or cooling plates. The brazing process provides a structurally lighter, more robust, better , thermally conductive and / or more economically advantageous battery device 1.

Met de term "plate-and-bar technologie" wordt in onderhavige uitvinding een technologie bedoeld waarbij een aantal componenten zoals dunne plaatjes, staafjes en koelvinnen aan elkaar gebraseerd worden. Deze componenten zijn voorzien van een vasthechtcoating. De componenten worden opgestapeld en in een oven geplaatst. Hierbij houden klemmen de componenten op hun plaats. In de oven smelt de vasthechtcoating. Alle componenten worden hierdoor aan elkaar gehecht.By the term "plate-and-bar technology" is meant in the present invention a technology in which a number of components such as thin plates, rods and cooling fins are brazed together. These components are provided with an adhesive coating. The components are stacked and placed in an oven. The components keep the components in place. The adhesive coating melts in the oven. All components are hereby attached to each other.

Met de term "vasthechtcoating" wordt in onderhavige uitvinding een dun laagje bedoeld van een afwijkende legering en een lager smeltpunt dan het materiaal waarop het is aangebracht.By the term "adhesion coating" in the present invention is meant a thin layer of a different alloy and a lower melting point than the material to which it is applied.

Het elektrisch interconnecteren van de batterijcellen 5 kan bewerkstelligd worden door een parallelle verbinding, seriële verbinding of een combinatie van parallelle en seriële verbindingen. - ·.· ....... —The electrical interconnecting of the battery cells 5 can be effected by a parallel connection, serial connection or a combination of parallel and serial connections. - ·. · ....... -

In een geprefereerde voorkeursvorm van een werkwijze van de onderhavige uitvinding wordt elke batterijcel 5 serieel verbonden.In a preferred preferred form of a method of the present invention, each battery cell 5 is serially connected.

In een andere geprefereerde voorkeursvorm worden een aantal batterijcellen gegroepeerd tot één module. Dergelijke module heeft een "slave controller". Deze controleert verschillende parameters van de batterijcellen waarvan de temperatuur, spanning en stroom-de belangrijkste zijn. De batterij-inrichting 1 bevat typisch meerdere modules. Deze modules worden samen gecontroleerd door één grotere controller, de "master controller" of "Battery Management Unit". .In another preferred preferred form, a number of battery cells are grouped into one module. Such a module has a "slave controller". It controls various parameters of the battery cells, the most important of which are the temperature, voltage and current. The battery device 1 typically comprises several modules. These modules are controlled together by one larger controller, the "master controller" or "Battery Management Unit". .

In een meer geprefereerde voorkeursvorm van de uitvinding bestaan de bodemplaat, eindplaten 11, de dwarsverbindingen 6 en/of de koelplaten 4 uit aluminium, koper, edelstaal of inox. In een meer geprefereerde voorkeursvorm van de uitvinding bestaan de bodemplaat, eindplaten 11, de.dwarsverbindingen 6 en/of de koelplaten 4 uit aluminium.In a more preferred preferred form of the invention, the bottom plate, end plates 11, the cross connections 6 and / or the cooling plates 4 consist of aluminum, copper, stainless steel or stainless steel. In a more preferred preferred form of the invention, the bottom plate, end plates 11, the cross connections 6 and / or the cooling plates 4 consist of aluminum.

In een derde aspect betreft de uitvinding een werkwijze voor het vervaardigen van de batterij-inrichting waarbij de afmetingen van een batterijcel, de afmetingen en onderlinge afstanden van de bodemplaat, eindplaten,. koelplaten en/of kanalen minstens gedeeltelijk bepaalt.In a third aspect the invention relates to a method for manufacturing the battery device in which the dimensions of a battery cell, the dimensions and mutual distances of the bottom plate, end plates, etc. at least partially determines cooling plates and / or channels.

Dit heeft als voordeel dat de batterij-inrichting 1 optimaal kan worden gebouwd in functie van specificaties als de grootte, het gewicht, het geleverde vermogen, de geleverde elektrische spanning van de batterij-inrichting 1.This has the advantage that the battery device 1 can be optimally built in function of specifications such as the size, the weight, the power supplied, the supplied electrical voltage of the battery device 1.

In een geprefereerde voorkeursvorm van de uitvinding wordt gebruik gemaakt van een "plate-and-bar"-technologie om de eindplaten, bodemplaat, kanalen, dwarsverbindingen en/of koelplaten te vervaardigen. Er is een grote flexibiliteit in het ontwerp van de batterij-inrichting 1. Alle dimensies van de onderdelen kunnen worden aangepast aan de dimensies van de batterijcellen 5. Dit heeft een bijkomend voordeel.naar.investeringskosten voorde productie.In a preferred preferred form of the invention use is made of a "plate-and-bar" technology to manufacture the end plates, bottom plate, channels, cross connections and / or cooling plates. There is great flexibility in the design of the battery device 1. All dimensions of the components can be adjusted to the dimensions of the battery cells 5. This has an additional advantage to the investment costs for production.

In een meer geprefereerde.voorkeursvorm van de uitvinding wordt de hoogte van de koelplaten 4 ongeveer gelijk gekozen aan de hoogte van een batterijcel 5.In a more preferred embodiment of the invention, the height of the cooling plates 4 is selected to be approximately equal to the height of a battery cell 5.

In een ander aspect betreft de uitvinding een werkwijze voor het gebruik van een batterij-inrichting 1 waarbij warmte wordt getransfereerd om de temperatuur van de batterijcellen 5 te verlagen door warmte af te voeren van een koelplaat 4 naar een afvoerkanaal 3 en/of om de temperatuur van dé batterijcellen 5 te Verhogen door warmte aan te voeren van een aanvoerkanaal 2 naar een koelplaat 4.In another aspect, the invention relates to a method for using a battery device 1 in which heat is transferred to lower the temperature of the battery cells 5 by dissipating heat from a cooling plate 4 to a discharge channel 3 and / or to change the temperature. to increase the battery cells 5 by supplying heat from a supply channel 2 to a cooling plate 4.

Indien de omgevingstemperatuur of temperatuur van de batterijcellen 5 te laag is, wordt Warmte aangevoerd via het fluïdum vanuit het aanvoerkanaal 2 naar de: koelplaten 4 en zo. naar. de batterijcellemS. Deze cellen-.warmen-op en de interne temperatuur van de batterij-inrichting 1 stijgt.If the ambient temperature or temperature of the battery cells 5 is too low, Heat is supplied via the fluid from the supply channel 2 to the cooling plates 4 and so on. to. the battery cells. These cells heat up and the internal temperature of the battery device 1 rises.

Indien de omgevingstemperatuur of temperatuur van de batterijcellen 5 te hoog is, wordt warmte afgevoerd van de batterijcellen 5 naar de koelplaten 4 via het fluïdum naar het aanvoerkanaal 2. Deze cellen koelen af en de interne temperatuur van de batterij-inrichting 1 daalt.If the ambient temperature or temperature of the battery cells 5 is too high, heat is dissipated from the battery cells 5 to the cooling plates 4 via the fluid to the supply channel 2. These cells cool and the internal temperature of the battery device 1 drops.

Dit heeft als voordeel dat de batterijcellen binnen het gewenste temperatuurbereik kunnen worden gebracht. Dit zorgt voor een langere levensduur van de batterijcellen 5 en dus van de batterij-inrichting 1.This has the advantage that the battery cells can be brought within the desired temperature range. This ensures a longer service life of the battery cells 5 and therefore of the battery device 1.

Tenzij anders gedefinieerd hebben alle termen die gebruikt worden in de beschrijving van de uitvinding, ook technische en wetenschappelijke termen, de betekenis zoals zé algemeen begrepen worden door de vakman in het technisch veld van de uitvinding........... - ......Unless defined otherwise, all terms used in the description of the invention, including technical and scientific terms, have the meaning as generally understood by those skilled in the art of the invention ........... - ......

In wat volgt, wordt de uitvinding beschreven a.d.h.v. niet-limiterende voorbeelden die de uitvinding illustreren, en die niet bedoeld zijn of geïnterpreteerd mogen worden om de omvang van.de uitvinding te limiteren.In the following, the invention is described a.d.h.v. non-limiting examples illustrating the invention, which are not intended or may be interpreted to limit the scope of the invention.

VOORBEELDENEXAMPLES

VOORBEELD 1: Voorkeursvorm voor èen batterij-inrichting volgens de uitvindingEXAMPLE 1: Preferred form for a battery device according to the invention

In Figuur 1 wordt een driedimensionale voorstelling weergegeven van een batterij-inrichting 1, volgens een voorkeursvorm van de uitvinding. Deze batterij 1 omvat een aanvoerkanaal 2 en een afvoerkanaal 3 waartussen alternerend koelplaten 4 én rijen batterijcellen 10 staan opgesteld. Een rij 10 omvat batterijcellen 5 per paar gescheiden door een dwarsverbinding 6. De onderling parallelle koelplatén 4. liggen tussen twee eindplaten 11, parallel met de koëlplaten 4. Het aanvoerkanaal 2 beschikt over eën collector 7 door de welke een fluïdum kan worden aangevoerd.Figure 1 shows a three-dimensional representation of a battery device 1, according to a preferred form of the invention. This battery 1 comprises a supply channel 2 and a discharge channel 3 between which alternating cooling plates 4 and rows of battery cells 10 are arranged. A row 10 comprises battery cells 5 per pair separated by a cross connection 6. The mutually parallel cooling plates 4. lie between two end plates 11, parallel to the cooling plates 4. The supply channel 2 has a collector 7 through which a fluid can be supplied.

In Figuur 2 wordt een driedimensionale voorstelling in vogelperspectief weergegeven van een rij batterijcellen 10. Volgens een voorkeursvorm van de uitvinding worden iri een rij batterijcellen 10 batterijcellen 5 onderling gescheiden door een dwarsverbinding 6. De rij 10 bevat vier paar batterijcellen 5, waarbij deze paren onderling gescheiden zijn door een dwarsverbinding 6.Figure 2 shows a bird's-eye perspective three-dimensional representation of a row of battery cells 10. According to a preferred embodiment of the invention, a row of battery cells 10 are separated from each other by a cross connection 6. The row 10 comprises four pairs of battery cells 5, these pairs mutually are separated by a cross connection 6.

In Figuur 3 wordt een driedimensionale voorstelling in vogelperspectief weergegeven van een rij batterijcellen 10. Volgens een voorkeursvorm van de uitvinding worden in een rij batterijcellen 10 alle batterijcellen 5 onderling gescheiden door een dwarsverbinding 6.Figure 3 shows a bird's-eye perspective three-dimensional representation of a row of battery cells 10. According to a preferred form of the invention, in a row of battery cells 10, all battery cells 5 are mutually separated by a cross connection 6.

In Figuur 4 wordt een driedimensionale voorstèlling in vogelperspectief weergegeven van een opstelling van koelplaten 4 met daartussen rijen 10 batterijcellen 5 voor een batterij 1 volgens een voorkeursvorm van de uitvinding. De rijen 10 bestaande uit batterijcellen 5 en dwarsverbindingen 6 worden onderling gescheiden door aanliggende koelplaten 4. Ter bevordering van de warmteoverdracht zijn de koelplaten 4 voorzien van meanderende koelvinnen 8.Figure 4 shows a bird's-eye three-dimensional representation of an arrangement of cooling plates 4 with rows of battery cells 5 between them for a battery 1 according to a preferred form of the invention. The rows 10 consisting of battery cells 5 and cross connections 6 are separated from each other by adjacent cooling plates 4. To promote heat transfer, the cooling plates 4 are provided with meandering cooling fins 8.

Figuur 5 (links) toont pep doorsnede van een koelplaat 4 met meanderende koelvinnen 8 voorzien aan de binnenwand 9 van een koelplaat 4, volgens een. voorkeursvorm van de uitvinding. Figuur 5 (rechts) toont ook een doorsnede van een koelplaat 4 met meanderende koelvinnen 8 voorzien aan de binnenwand 9 van èen koelplaat 4, waarbij deze koelvinnen 8 volgens ëen fasedraaiing variëren in de lengterichting van de koelplaat 4 volgens een voorkeursvorm van de uitvinding.Figure 5 (left) shows a cross-section of a cooling plate 4 with meandering cooling fins 8 provided on the inner wall 9 of a cooling plate 4, according to one. preferred form of the invention. Figure 5 (right) also shows a cross section of a cooling plate 4 with meandering cooling fins 8 provided on the inner wall 9 of a cooling plate 4, wherein these cooling fins 8 vary according to a phase rotation in the longitudinal direction of the cooling plate 4 according to a preferred form of the invention.

Figuur 6 toont een driedimensionale voorstelling in vogelperspectief van een rij batterijcellen opgesteld tussen-een aanvoer- 2 en afvoerkanaal 3, volgens een voorkeursvorm van dè uitvinding^-De rij 10 bevat drie groepjes van drie batterijcellen 5, welke onderling gescheiden zijn door een dwarsverbinding 6.Figure 6 shows a three-dimensional, bird's-eye view of a row of battery cells arranged between a supply 2 and discharge channel 3, according to a preferred form of the invention. The row 10 comprises three groups of three battery cells 5 which are mutually separated by a cross connection 6 .

Figuur 7 toont een driedimensionale voorstelling in vogelperspectief van een rij batterijcellen opgesteld tussen een aanvoer- 2 en afvoerkanaal 3, volgens een voorkeursvorm van de uitvinding. De rij 10 bevat acht batterijcellen 5,. welke allemaal onderling gescheiden zijn door een dwarsverbinding 6.Figure 7 shows a three-dimensional, bird's-eye view of a row of battery cells disposed between a supply 2 and discharge channel 3, according to a preferred form of the invention. The row 10 contains eight battery cells 5 ,. all of which are separated by a cross connection 6.

Figuur 8 toont een driedimensionale voorstelling in ,vogelperspectiéf van een koelinrichting, volgens een voorkeursvorm van de uitvinding. Deze omvat een aanvoerkanaal 2 en een afvoerkanaal 3 voor een. fluïdum, en een. koel rooster opgesteld tussen het aanvoer- 2 en het afvoerkanaal 3, omvattende een set van parallel verlopende holle koelplaten 4 voor het leiden van het fluïdum van het aanvoerkanaal 2 naar het afvoerkanaal 3, met dwarsverbindingen 6'geschikt voor een batterij-inrichting 1.Figure 8 shows a three-dimensional, bird's-eye view of a cooling device, according to a preferred form of the invention. This comprises a supply channel 2 and a discharge channel 3 for one. fluid, and one. cooling grid arranged between the supply 2 and the discharge channel 3, comprising a set of parallel running hollow cooling plates 4 for guiding the fluid from the supply channel 2 to the discharge channel 3, with cross connections 6 'suitable for a battery device 1.

Figuur 9 toont een driedimensionale voorstelling in vogelperspectief van de stroomrichting van het fluïdum in een batterij-inrichting 1, volgens een voorkeursvorm van de uitvinding. De stroomrichting van. het fluïdum verloopt in het aanvoerkanaal 2 en in het afvoerkanaal 3 onderling parallel en in dezelfde richting. De stroomrichting van het fluïdum in de koelplaten 4 verloopt loodrecht op de stroomrichting in de kanalen.Figure 9 shows a three-dimensional, bird's-eye view of the flow direction of the fluid in a battery device 1, according to a preferred form of the invention. The flow direction of. the fluid runs in the supply channel 2 and in the discharge channel 3 mutually parallel and in the same direction. The direction of flow of the fluid in the cooling plates 4 is perpendicular to the direction of flow in the channels.

Figuur 10 toont een driedimensionale voorstelling van een turbulator 20 volgens een voorkéursvorm van de uitvinding.Figure 10 shows a three-dimensional representation of a turbulator 20 according to a preferred form of the invention.

Het is verondersteld dat de huidige uitvinding niet beperkt is tot de uitvoeringsvormen die hierboven beschreven zijn en dat enkele aanpassingen of veranderingen aan de beschreven voorbeelden kunnen toegevoegd worden zonder de toegevoegde conclusies te herwaarderen.It is believed that the present invention is not limited to the embodiments described above and that some modifications or changes can be added to the described examples without re-evaluating the appended claims.

Claims

A battery device (1) which comprises: o at least one supply channel (2) and one discharge channel (3) for a fluid, • a cooling grid arranged between the supply and the discharge channel, comprising a set of parallel cooling plates ( 4) for guiding the fluid from the supply channel (2) to the discharge channel (3), and • at least one row (10) of battery cells (5), which row (10). extends between two adjacent cooling plates.

Device according to the preceding claim 1, characterized in that the cooling plates (4) are mutually connected by one or more cross connections (6) ..............

Device according to one of the preceding claims 1-2, characterized in that the distance between two adjacent cooling ports (4) is in accordance with a dimension of a battery cell (5).

Device as claimed in any of the foregoing claims 1-3, characterized in that all, or two per two or three per three or four per four, etc., battery cells (5) in a row are mutually separated by a cross connection ( 6).

Device according to one of the preceding claims 1-4, characterized in that the device comprises 5 to 4000 battery cells (5), preferably 5 to 2000 battery cells (5), more preferably 10 to 1000 battery cells (5) , more preferably comprises 50 to 500 battery cells (5) or more preferably 100 to 200 battery cells (5); includes.

Device as claimed in any of the foregoing claims 1-5, characterized in that the cooling capacity of the battery (1) is 1 to 10 kW.

Device according to one of the preceding claims 1-6, characterized in that the supply channel (2) and the discharge channel (3) are provided with at least one collector (7).

Device according to one of the preceding claims 1-7, characterized in that, in operation, the direction of flow of the fluid in the supply channel (2) and in the discharge channel (3) is mutually parallel and in the same direction.

Device according to any one of the preceding claims 1-8, characterized in that, in operation, the flow direction of the fluid in the cooling plates (4) is perpendicular to the flow direction in the channels, and that the flow is turbulent.

Device as claimed in any of the foregoing claims 1-9, characterized in that at least one heat element is provided in the supply channel (2), wherein the heat element is suitable for delivering heat to the fluid in the supply channel (2).

Device according to one of the preceding claims 1-10, characterized in that at least one cooling plate (4) is provided with cooling fins (8) on the inner wall (9) of the cooling plate (4).

Device as claimed in any of the foregoing claims 1-11, characterized in; that at least one cooling plate (4) is provided with a turbulator (20) on the inner wall (9) of the cooling plate (4).

Device as claimed in any of the foregoing claims 1-12, characterized in that at least one arranged battery cell (5) is provided with a sleeve which is suitable for electrically isolating the battery cell (5) from the other installed battery cells (5) and / or which is suitable for conducting heat.

Device as claimed in any of the foregoing claims 1-13, characterized in that the device is supported by a bottom plate on which the said channels, the cooling plates (4), the battery cells (5) and the cross connections (6) are placed and characterized in that at least two egg plates (il) are provided, which are located parallel to said cooling plates (4) and wherein the extremely located cooling plates (4) are located between these end plates (11).

-15. A system for constructing a device according to any one of the preceding claims 1 to 14, which comprises: • at least one supply channel (2) and one discharge channel (3) for a fluid, • a set of hollow cooling plates (4), which be suitable for guiding the fluid from the supply channel (2) to the discharge channel (3), «at least one cross connection (6),« at least one battery cell (5).

Transport means provided with a battery device (1) according to one of the preceding claims 1-14.

17. Method for manufacturing said device according to the preceding claim 14, which comprises: o applying a bottom plate; o applying adhesive coating to the bottom plate, the end plates (11), the cross connections (6) and / or the cooling plates (4); o clamping the cooling block, which comprises the bottom plate, the end plates (11), the cross connections (6) and the cooling plates (4); »Baking the cooling block in an oven at a temperature higher than the melting temperature of the coating, whereby the bottom plate, the end plates (11), the cross connections (6) and the cooling plates (4) adhere to each other; o welding a supply channel (2) and a discharge channel (3) to the cooling block; o arranging the battery cells (5) between the cooling plates (4); o electrically interconnecting the battery cells (5); o installing the cooling block, the battery cells (5) and the channels in a housing.

Method for manufacturing said device according to the preceding claim 14, characterized in that the dimensions of a battery cell (5), the dimensions and mutual distances of the bottom plate, end plates (11), cooling plates (4) and / or channels at least partially.

Method for using a battery device (1) according to one of the preceding claims 1 to 14, characterized in that heat is transferred to lower the temperature of the battery cells (5) by removing heat from a cooling plate (4) to a discharge channel (3) and / or to raise the temperature of the battery cells (5) by supplying heat from a supply channel (2) to a cooling plate (4).

20. Cooling device comprising at least one supply channel (2) and one discharge channel (3) for a fluid, and a cooling grid arranged between the supply and the discharge channel, comprising a set of parallel running hollow cooling plates (4) for guiding the fluid. from the supply channel (2) to the discharge channel (3), with cross connections (6) suitable for a battery device according to one of the preceding claims 1-14.