CN102738538B - 用于冷却特别是用于机动车的电池组的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于冷却特别是用于机动车的电池组(1)的装置，该装置设有冷却板(3)，该冷却板用于定位地接收所述电池组和在所述冷却板(3)的整个表面上均匀的热量吸收和分布。本发明提出，冷却装置的传热机构(4，8，10)在机械应力下热接触所述冷却板(3)。

Description

用于冷却特别是用于机动车的电池组的装置
技术领域
本发明涉及用于冷却电池组的装置，该电池组特别是用于机动车。
背景技术
在由电动机动力驱动的机动车中、以及混合动力驱动的机动车中，车辆电池组的精确热调节对于优化车辆的行车里程来说是非常重要的。另外显示，目前使用的电能储存装置相对于改变的温度分布是特别敏感的，使得在最佳温度下需要付出极大的努力来运行电池组。
这要求使用装置来冷却电池组，在下文中也称为散热装置或电池组冷却器，从而确保在电池组运行时产生的废热从电池组中除去，并且电池组调和至均匀限定的温度水平。
DE 10 2008 034 887 A1公开用于具有数个冷却电池的电池组的冷却装置，其设置有冷冻剂可通过的冷却板，电池组电池导热连接至所述冷却板。
另外，DE 10 2007 037 416 A1公开电化学能量储存单元，包括彼此钉于其上的多个扁平电池组，其设置有外套，能量储存单元可以在其上冷却。
DE 10 2007 050 400 A1中已知储存电能的装置，特别是用于机动车，包括彼此钉于其上的多个扁平电池组，它们的扁平侧面基本上彼此平行布置，扁平电池组形成钉件，并且冷却元件位于钉件的相邻扁平电池组之间。冷却元件设置有开口，传热元件插入开口中。
解决冷却机动车的电池组的问题的另外方案公开于DE 10 2007 063 176A1。提出调和电池组的导热板，电池组设置有数个单独电池组，它们彼此并联和/或串联开关，并且传热连接至导热板。为此，导热介质的沟槽结构布置在导热板中。
通过冷却来调和机动车电池组的问题的所述方案表明了下述事实：有多种设计来进行电池组冷却。
发明内容
本发明的目的建立用于冷却特别是用于机动车的电池组的装置，从而提供电池组电池和冷却装置的良好的导热连接，并且还确保散热装置的高效生产和装配。
该问题通过具有根据权利要求1的特征的装置来解决。在从属权利要求中给出另外的实施方案。
特别地，本发明的问题通过用于冷却特别是用于机动车的电池组的装置来解决，其设置有冷却板以定位和接收电池组，同时，热量在冷却板的整个表面上均匀地吸收和分布。另外，冷却装置的传热机构设置有在机械张力下热接触冷却板的传热机构，以在传热机构和冷却板之间实现最大可能的传热。
除了实用冷却器，根据本发明的用于冷却电池组的装置包括基本上不得不和电池组电池产生热接触的其他组件。这基于独立于周围温度、电池组电池的温度和不得不在机动车的整个使用寿命期间确保的多种其他参数的牢固的传热。
现有技术通过塑料夹框、例如通过力闭合的连接来解决该问题。
根据本发明的概念，一种组件实现传热和接触。在挠性冷却软管中，这取决于所含的流体可以是冷冻剂软管或致冷剂软管，载热介质被引导在软管的内侧上。周围压力之上的过压力在冷却软管中主导，从而使冷却软管变形，分别使冷却软管压至冷却板或载热板或电池组电池。
本发明通过下列方式来有利地实现：在产生压紧力的挠性、回弹性元件和冷却板之间定位的传热机构，其中传热机构和冷却板的接触以导热方式通过机械应力来产生。
在本发明的优选实施方案中，传热机构放置在挠性、回弹性元件和冷却板之间以产生机械张力，挠性、回弹性元件被构造为施加压紧力。优选地，挠性、回弹性元件被设定为橡胶-状或弹性元件。
根据本发明的概念的特别有利的实施方案是使用挠性冷却软管或挠性凝胶冷却垫子作为传热机构。经验表明，挠性冷却软管和挠性凝胶垫子的特性在于使表面不规则处水平，因此能够进行非常良好的区域接触，因此，能够进行非常良好的导热连接。特别有利的是，冷却软管发挥双重功能-首 先，传热机构的功能，其次压紧力构件的功能。
例如纤维-强化的多弯曲软管材料、或冷却水软管、或致冷剂软管材料用作软管材料。
在特别优选的实施方案中，冷却软管设定为具有被硫化的冷却板的混合软管。
传热机构和冷却板接触的有利的设计实施方案是通过机械紧固构件，因为冷却管或扁平管道栓接冷却板。
可选择地或总地来说，通过传热机构栓接冷却板进行力闭合的连接，传热机构还可以使用选择的合适的粘合剂粘附地结合冷却板，从而确保足够的传热。
使用冷却软管和挠性凝胶垫子的另外实施方案是在机械应力下将冷却软管和挠性凝胶垫子放置在电池组壳体底部或支撑板和冷却板之间，使得可以实现传热机构和冷却板的特别良好的接触。
对于本发明的另外实施方案，冷却软管以这样的方式变形，该方式为冷却板、冷却管或扁平管道通过软管中的压力被压至电池组电池。
另外，特别有利的是将传热机构设置在产生压紧力的回弹性补偿元件和冷却板之间，其中具有夹持元件的框被设置以支持冷却板，所述冷却板被构造为当装配所述散热装置时能够夹入所述夹持元件中。
因此，本发明的概念是电池组接触冷却板上的传热机构，对于温度分布，冷却板还起到平整板的作用。冷却板的另外功能是接收和支持电池组，这能够被冷却板的合适的静态尺寸来进行，使得相对重的电池组被合适地支持和固定。
根据概念，传热机构和冷却板的连接通过压紧力在机械应力下产生，以获得最可能的传热。
附图说明
本发明的实施方案的另外目的、特征和优点从实施方案的例子的下面描述并结合附图中将变得明显，其中如下所示：
图1是具有挠性冷冻剂软管的散热装置，
图2是具有冷却软管的散热装置，所述冷却软管被引导在冷却板和电 池组壳体底部之间，
图3是具有补偿元件的散热装置，
图4是具有栓接冷却板的传热机构的散热装置，
图5是具有数个传热机构的散热装置，
图6是具有栓接的冷却板和壳体底部的散热装置，
图7是具有可内部夹入的冷却板的散热装置。
具体实施方式
图1示出具有挠性冷却软管8的散热装置。冷却软管8是指挠性冷冻剂软管或致冷剂软管，其壁挠性地靠在相邻固体表面上，因此能够在所述表面的区域上进行区域接触。明显可见，圆柱形管道仅和扁平表面进行线性接触。电池组壳体2内的电池组1靠在冷却板3上，冷却板3静置在冷却软管8上。冷却软管8由电池组壳体底部7承载。如图1中的箭头示意性所示，关于其相对于冷却板3的位置，冷却软管8并未导向，使得冷却软管8可以在电池组壳体底部7和冷却板3之间挠性放置，例如蜿蜒状。冷却软管8的压紧力通过高于周围压力的冷却软管8中的过压力来实现。
相比之下，在图2中，冷却软管8以导向的方式定位在电池组壳体底部7中，电池组壳体底部7被设定为使得其升起的边缘形成用于冷却软管8的引导件。静置在冷却软管8上的冷却板3设置有对应于电池组壳体底部7的边缘的缘，使得冷却板3和电池组壳体底部7彼此远程状啮合。根据传热任务，冷却软管8被冷却载体形式的冷冻剂或致冷剂穿过，出于绝缘、生产和成本原因，电池组壳体底部7由塑料材料制成，而冷却板3由铝制成。因此，冷却板3可以在表面内非常良好地实现导热，并且平整由单独电池组电池引起的可能的准时热峰值负荷。另外，使冷却软管8靠在冷却板3上能够从冷却板3至冷却软管8进行良好的热传送。
图3示出设置有冷却板3的散热装置。设定为冷却管4、冷却软管8或扁平管道10的传热机构压靠在回弹性补偿元件9上的冷却板3上。设置在连接的表面之间的导热箔或导热糊剂可以另外改善传热机构，冷却管4，冷却软管8和扁平管道10以及冷却板3之间的导热连接，以及冷却板3和电池组1之间的导热连接。
在图3的另外实施方案中，图4示出冷却板3和传热机构4，8，10通过使用构造为螺栓的紧固构件5来栓接而进行的连接。传热机构优选设定为扁平管道10，因此有利地使用螺栓来连接冷却板3。在各情况下，电池组1无法牢固地连接平整板，因为电池组被可替换地和容易除去地构造。
再次，通过导热箔或导热糊剂的方式，从冷却板3至冷却管4或紧固构件5的传热得到增强。
图5示出散热装置，其设置有数个传热机构例如冷却管4，冷却软管8或扁平管道10，支撑板6中引导的传热机构设置有沟槽-状凹陷以引导传热机构。支撑板6通过设定为螺栓的紧固构件5来栓接冷却板3，并且支撑板6中传热机构的引导件的尺寸被选择为使得在应力下设置在支撑板6和冷却板3之间的传热机构被压至冷却板3，使得产生有利的传热调节。电池组1直接放置在冷却板3上，如前所述。因此，支撑结构将传热机构压至冷却板3。
在图6中示出具有栓接的冷却板3和电池组壳体底部7的散热装置。在该实施方案中，冷却板3从顶部螺栓至电池组壳体底部7。类似于图5的实施方案，传热机构4，8，10限制在冷却板3和电池组壳体底部7之间。
在图7中示出冷却板3和传热机构4之间连接的特别容易安装的实施方案。在所示的实施方案中，接收冷却板3的框13被构造为补充有夹持元件14。如图7中所示，冷却板3在一侧插入框13中并固定，在另外一侧沿着箭头方向移动直到冷却板3在应力下嵌入夹持元件14中的位置中。传热机构4，8，10支撑在被构造为弹性可逆的元件的补偿元件9上，其在安装的位置施加向上压紧力至传热机构4，8，10并夹入冷却板3，使得实现非常良好的传热。
补偿元件9还可以成为液压作用补偿元件，例如其被构造为凝胶垫子、或水床、或具有回弹性能的聚合物材料。
附图标记清单
1电池组
2电池组壳体
3冷却板
4冷却管，传热机构
5紧固构件，螺栓
6支撑板
7电池组壳体底部
8冷却管，传热机构
9补偿元件
10扁平管道，传热机构
11连接接管
12具有端帽的槽
13框
14夹持元件

Claims (7)

1.用于冷却电池组(1)的装置，该装置包括：
冷却板(3)，该冷却板用于支撑所述电池组，和
与所述冷却板成传热关系的至少一个挠性冷却软管(8)，
其中，所述至少一个挠性冷却软管(8)在机械应力下热接触所述冷却板(3)；
其中，加压的挠性冷却软管(8)设置在所述冷却板(3)上以施加压紧力至所述冷却板(3)，并且从所述冷却板(3)除去热量，其中所述挠性冷却软管(8)使表面不规则处水平。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，为了产生所述机械应力，所述挠性冷却软管(8)设置在施加压紧力的挠性、回弹性元件和所述冷却板(3)之间。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述挠性冷却软管(8)被构造为具有被硫化的冷却板(3)的混合软管。
4.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述挠性冷却软管(8)通过机械紧固构件(5)栓接所述冷却板(3)。
5.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，另外所述挠性冷却软管(8)还粘附地结合所述冷却板(3)。
6.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述挠性冷却软管(8)在应力下设置在电池组壳体底部(7)或支撑板(6)和所述冷却板(3)之间。
7.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述挠性冷却软管(8)设置在回弹性补偿元件(9)和所述冷却板(3)之间以产生所述压紧力，其中，具有夹持元件(14)的框(13)被设置以支持所述冷却板(3)，所述冷却板(3)被构造为当装配散热装置时能够夹入所述夹持元件(14)中。
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