CN103443957A - 温控电池 - Google Patents

Abstract

特别有意作为车辆驱动的能源的温控电池具有很多扁平电池单元（17），这些电池单元电气地互联并且被相互平行组合并分布在一个绝热的电池外壳（3）中的若干个电池室（9-12）内以形成多个单元包（16）。在这些电池单元之间安排了多个隔板（18）。一个可流动的、与这些电池单元（17）相接触的第一热传递介质被封闭在该电池外壳（3）内。该第一热传递介质通过封闭在该电池外壳（3）内的热传递表面（22、23）与一个封闭在一个通道系统（22、23）内的第二热传递介质交换热量。所述通道系统（22、23）具有一个供电线和一个从该电池引出的放电线，用于该电池外的热量的温控交换。对于在这些电池单元（17）处的强制对流，至少一个泵（21）被封闭在该电池外壳（3）内。所述泵具有一条到供电和出口侧上的第一热传递介质上的流连接。由于这些电池单元（17）的实质性地改善的和均匀的冷却，该电池可以被加载特别高的负荷。

Description

温控电池

本发明涉及一种特别作为车辆驱动的能源的温控电池，其具有很多扁平电池单元，这些电池单元电气地互联并且在关系上被相互平行组合并带有多个隔板，这些隔板分布在一个绝热的电池外壳中的多个电池室内以形成多个单元包，其中，一个自由流动的、与这些电池单元相接触的第一热载体被封闭在该电池外壳内，所述第一热载体通过被封闭在该电池外壳内的热传递区域与被封闭在该通道系统内的至少一个第二热载体交换热量，所述第二热载体具有至少一条从该电池被路由出来的馈电和放电线，用于该电池外的温控热交换，并且至少一个泵被封闭该电池外壳内用于这些电池单元处的强制对流，所述泵与流入和流出侧上的第一热交换器形成一个流连接。 

DE 10 2009 008 222披露了这种电池，气态冷却介质流过这种电池。WO 2010053689进一步披露了在各种情况下设置具有波纹轮廓作为用于在所述电池的电池单元之间形成空间的隔板的板体，这些空间容纳冷却液体。出于固定电池单元的目的，DE 102008061755和DE 102008027293提出了在各种情况下在被插入电池室的两个电池单元之间安排一个弹性地可压缩的中间层，所述中间层由一种无纺布、一种塑料泡沫材料或一种波纹金属弹簧片组成，其结果是，在这些电池单元以及该可压缩的中间层被压入限制该电池室的金属护壁之间后产生一个接触压力，所述接触压力保持与所述护壁导热接触并当它们被充电和被放电时补偿这些存储单元的横向膨胀。因此，可能只通过沿该电池室的金属壁将热量传导至该电池的冷却后的底座板上来将热量从这些存储单元驱散。出于改善从电池单元向可流动的热载体上的热传递的目的，DE4419281和EP1271084也披露 了在该电池中设置多个板体，这些板体相互平行走向并且冷却剂流过这些板体。 

本发明以找出一种介绍部分中所述的类型的电池的目标为基础，这种类型的电池保证显著改善向这些电池单元的供热或从这些电池单元散热，其结果是，该电池被保持在一种最优的工作温度，具有一种改善的且更加均匀的温度分配，因此，可以承受更高的负荷并具有更长的使用寿命。根据本发明，在专利权利要求1的限定特征的基础上可以实现所述目标。本发明的有利实施例为这些从属专利权利要求的主题并且参考这些附图在以下说明书中可以被发现，其中： 

图1详细示出了根据本发明的电池的内部结构的一个透视图示，所示平行于该电池的底座并且一个垂直的中心平面，其中电池盖件被升起， 

图2示出了该打开的电池的一个平面图，其中单元包只被插入一半和部分遗漏的底座板， 

图3示出了根据图1的以部分断开的图示为基础的电池的内部的一个透视图， 

图4示出了穿过根据图1的电池、与内部热交换器管垂直的一个垂直截面， 

图5示出了穿过根据图1的电池、与内部热交换器管平行的一个垂直截面， 

图6示出了该电池的一些板状元件在它们被组合形成一个电池包之前的一个透视图示。 

该电池1具有一个管状的外壳3，该外壳具有一个内部绝缘层2并且以密封的方式在一条插入的密封带6的帮助下由一个盖件5封闭，该盖件被装上并且也具有一个绝缘层4。在这种情况下，在该盖件5下方留下的空隙可以用于安排一个电池管理系统。 

在所展示的示例性实施例中，该电池外壳3内的内部空间被一个中心双重壁8分成四个电池室9至12（这形成了一个热交换器空间7）以及两个横向地从所述双重壁上分支出来的横向壁。然而，例如，另一种只带有一个或两个电池室以及一个横向安排的双重壁的布置也可能在本发明的范围内。 

该外壳底座13被相互平行走向且垂直于该双重壁8的底座肋14描出轮廓并且装有一个安放在所述肋上的多孔板15，其结果是，例如，四个电池室9至12沿该轮廓外壳底座13相互连通并与由该双重壁8形成的该热交换器空间7连通。 

单元包16被插入这些电池室9至12中，所述单元包包括兜状的扁平电池单元17的分层安排，其中具有一个波纹肋轮廓的金属板18被安排在这些电池单元之间。此外，充满压缩气体且与这些电池单元的大小匹配的扁平承压腔19被安排在每个单元包16内，其结果是，安排在所讨论的电池室9至12的电池单元17在该气体的压力下以一种夹紧方式被均匀地保持在所述电池室内。由于只有在这种类型的单元包16被插入电池室9至12中后才填充这些承压腔19，这些单元包16可以以一种特别简单的方式被装配。为此，每个承压腔19都具有一个自由朝上突出并且可以以一种密封的方式被封闭的填充嘴20。 

该波纹金属板18优选地由一种铝合金组成并且具有相对薄壁的设计，其结果是，在该承压腔19的压力下，它变形，并且出于良好的导热目的，它通过它的轮廓肋紧密地抵靠住这些电池单元。 

这些被安排在这些电池单元17之间的金属板18的轮廓肋朝垂直方向走向并且因此，与它们之间的相邻的电池单元接触，形成相对应数量的毗连该轮廓外壳底座13的垂直通道。因此，这些沿这些电池单元17走向的通道与由该中心双重壁形成的该热交换器空间7通过该外壳底座13形成流连接。 

为了基于这种流连接实现这些电池单元17的表面和该液体（该液体被结合在这些电池单元和该轮廓金属板之间）之间特别有效的热交换，多个微型泵21在该热交换器空间7上被相互紧挨着安排成一排，例如，一种由变压器油组成的液体热载体由所述微型泵沿热量上升的方向从该热交换器空间7向上被拉出，其结果是，所述液体热载体被横拉过该轮廓外壳底座13并且因此从这些电池单元17的下部区域拉出。在这种情况下，该向上流动的热载体与被安排在该热交换器空间7内并被连接至设置在该电池外的该热交换器上的冷却盘管22交换热量。在这种情况下，根据所展示的示例性实施例，相互独立的并且用不同的热载体被操作的两个系统的冷却盘管22、23可以被设置在该热交换器空间7内，作为举例，冷却水流过所述系统之一并且空调系统的冷却剂流过所述系统中的另一个。在这种情况下，例如，一个冷却系统可以用于防止该电池的充电过程中这些电池单元的过热，其结果是，只当使用该电池时才使用两个系统。 

Claims (5)

1.一种特别作为用于车辆驱动的能源的温控电池，具有很多扁平电池单元（17），这些电池单元电气地互联并且在关系上被相互平行组合并带有多个隔板（18），这些隔板分布在一个绝热的电池外壳（3）中的多个电池室（9-12）内以形成多个单元包（16），其中，一个自由流动的、与这些电池单元（17）相接触的第一热载体被封闭在该电池外壳（3）内，所述第一热载体通过被封闭在该电池外壳（3）内的热传递区域（22、23）与被封闭在一个通道系统内的至少一个第二热载体交换热量，所述第二热载体具有至少一条从该电池被路由出来的馈电和放电线，用于该电池外的温控热交换，并且至少一个泵（21）被封闭该电池外壳内，用于这些电池单元（17）处的强制对流，所述泵与流入和流出侧上的第一热载体形成一种流连接，其特征在于，具有一条用于该电池以外的温控热交换的馈电和放电线的通道系统延伸穿过一个设置在单元包（16）之间的热交换器空间（7）、是垂直定向的、充满该第一热载体并与这些单元包（16）内的空间相通，这些空间通过它的底座内的空腔设置在这些电池单元之间，其中，多个微型泵（21）被安排在该热交换器空间（7）内并且从而被安排在用于强制对流的热交换器空间（7）的上部区域内的电池单元（17）之间。

2.如权利要求1所述的电池，其特征在于，在电池单元（17）的每个包（16）内安排了一个充满一种压缩气体的承压腔（19），其结果是，这些被安排在所讨论的电池室（9-12）内的电池单元（17）在该气体的压力下以一种夹紧的方式被保持在所述电池室内。

3.如权利要求2所述的电池，其特征在于，这些电池单元（17）之间的中间室通过多个金属隔板（18）形成，这些金属隔板与所述电池单元导热接触。

4.如权利要求1至3之一所述的电池，其特征在于，这些隔板由一个具有多个垂直走向的轮廓肋的金属板（18）组成，其结果是，这些轮廓肋与邻近的电池单元（17）的表面导热接触。

5.如权利要求1至4之一所述的电池，其特征在于，该电池具有一个盖件（5），该盖件可以被装配以便它被封离，并且这些承压腔（19）具有一个可以以密封方式被封闭的填充接头（20），其结果是，这些电池单元被以一种无夹紧的方式插入一个电池室（9-12）后，这些承压腔（19）可以被放置在夹紧压力下。

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