CN104124489A - 车辆电池系统 - Google Patents

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Abstract

车辆电池系统，包括具有多个电池单元的车辆电池和用于冷却车辆电池的冷却装置，后者包括：具有使冷却剂流过的至少一个冷却通道(2)的散热器(1)，其与电池单元热接触使热从电池单元传送到散热器(1)；设置在散热器(1)至少一端处与之粘结的冷却剂分配器(3)，其具有用于粘结到散热器(1)的接收区域(4)；施加到接收区域(4)中的粘合剂(11)，接收区域(4)包围散热器(1)的由冷却通道(2)界限形成的连接端(5)，其中界限的端面(8)形成用于冷却剂分配器(3)的止挡，从而界限靠在冷却剂分配器(3)的接触面(9)上，粘合剂(11)在接收区域(4)中仅相对于冷却通道(2)施加在接触面(9)的径向外部。

Description

车辆电池系统
技术领域
本发明涉及一种车辆电池系统，其包括具有多个电池单元(battery cells)的车辆电池和用于冷却车辆电池的冷却装置。
背景技术
该类型的车辆电池系统特别地用在电动和混合动力车辆中。大量的能量在短时间内从这一类型的电池系统中离开，同时又被反馈回蓄热。由于电池单元的内阻，这一过程中的这些加热，据此，特别地，电池单元的使用寿命降低。因此需要对电池单元的冷却。散热器通常被用于冷却，其中冷却剂流过散热器内的通道。电池系统的电池单元或者例如电池系统的模块的电池单元布置在散热器上，从而在电池单元和散热器之间形成良好的热接触，从而热能够有效地从电池单元传送到散热器。冷却剂分配器用于将冷却剂引入散热器中的通道以及将冷却剂从散热器的通道中排出。
从DE102008027293A1已知一种用于冷却车辆电池的装置。该装置包括散热器，散热器具有流体能够从中流过的通道，其中储电元件与散热器热接触。为在散热器的通道中分配流体，集流器被设置在散热器的端面上。集流器和散热器之间的连接通过将集流器插入散热器的凹槽中以及随后在焊炉中焊接而形成。
从US2011/0027640A1已知具有带内冷却通道的模压壳体和用于冷却介质的分配器的电池模型，其中分配器被熔焊或者钎焊到壳体。
焊缝或者钎缝的产生与高的制造支出关联，因为接缝必需以流体密封的方式形成。另外，散热器可能因焊接过程中引入的热而被加热，结果影响到散热器到电池单元的连接。
从WO2012/028298A2已知一种冷却组件，该冷却组件具有分配器以及带冷却系统且包含冷却板和中空轮廓的散热器。所述中空轮廓能够尤其借助于粘接连接到分配器。
最后，FR2642155A1提出了热交换器上的粘合界面，其中粘合剂填充到凹槽中。管子插入所述凹槽。
但是，先前已知的现有技术并未教导如何生产用于车辆电池系统的冷却装置的粘结接头，以实际上提供冷却装置的连续功能性。
发明内容
本发明目的旨在提供一种改进的车辆电池系统，其包括具有多个电池单元的车辆电池和用于冷却车辆电池的冷却装置，其中在散热器和冷却剂分配器之间的流体密封连接能够易于形成，并且同时确保冷却装置的良好功能性。
该目的通过一种车辆电池系统实现，包括具有多个电池单元的车辆电池和用于冷却所述车辆电池的冷却装置，所述冷却装置包括：具有至少一个冷却通道的散热器，冷却剂能够流过该至少一个冷却通道，散热器与电池单元热接触以使热能够从电池单元传送到散热器；设置在散热器的至少一端处的冷却剂分配器，所述冷却剂分配器粘结到散热器，所述冷却剂分配器具有用于粘结到散热器的接收区域；施加到接收区域中的粘合剂，冷却剂分配器的接收区域包围散热器的连接端，所述散热器的连接端由散热器的冷却通道的界限(delimitations)形成，其中冷却通道的界限的端面形成用于冷却剂分配器的止挡(stops)，从而冷却通道的界限靠在冷却剂分配器的接触面上，粘合剂在冷却剂分配器的接收区域中仅相对于冷却通道施加在接触面的径向外部。
根据本发明的散热器优选地具有多个冷却通道，其中连接端有利地均被包围在冷却剂分配器的接收区域中，如关于至少一个冷却通道所述的。
在本专利说明书中，“径向地”总是相对于散热器的冷却通道或者各冷却通道或者相对于其中心纵向轴线。
当然，冷却剂分配器的“接收区域”另外可以由多个分开的接收区域形成。
由于散热器和冷却剂分配器之间的粘结，冷却剂分配器在一方面机械地固定到散热器，并且在另一方面密封冷却剂分配器和散热器之间的流体界面。
由于接触面，一方面冷却剂分配器相对于散热器的定位得以确定，另一方面也形成相对于冷却通道的粘合剂表面的界限。
由于粘合剂仅仅布置在由所述接触面形成的界限的径向外部，从而防止粘合剂受压或者阻挡冷却通道以及对于冷却装置功能性的可能损伤。
本发明的改进在从属权利要求、说明书以及附图中详列出。
冷却通道的界限的端面特别优选地沿径向形成有两个台阶，并且接触面形成在冷却通道的界限的端面的径向内部台阶上。用于粘合剂的径向向外布置的自由空间由此能够容易地由径向内部的接触面形成。
冷却通道的界限的端面的径向内部台阶优选地比径向外部台阶在冷却通道布置得更深。冷却通道的界限的径向外表面由此形成，该表面提供良好的粘合剂表面。
冷却剂分配器的接收区域优选地在内部和外部仅包围冷却通道的界限的端面的外部台阶。
粘合剂优选地在冷却剂分配器的接收区域内施加至散热器的冷却通道的界限的外面和/或端面，并且施加至冷却通道的界限的端面的外部台阶的内面。
特别优选地，在冷却通道的界限的外面与冷却剂分配器的接收区域的相邻界限之间的外间隙比在冷却通道的界限的外部台阶的内面与冷却剂分配器的接收区域的相邻界限之间的内间隙更宽。粘合剂由此径向向外地而非向内地排出。
冷却剂分配器的接收区域特别优选地具有肋或者筋(webs)，所述肋或者筋朝向冷却通道的界限的外部台阶的内面和/或外面和/或端面和/或内面。形成于冷却剂分配器的不同高度处的一个或者更多个肋或者筋由此限定在所提及的散热器的界限和冷却剂分配器的邻接面之间的距离。由此预先确定了散热器和冷却剂分配器之间的对准，该结构受到加强，并且限定了用于引入粘合剂的空腔。
所述肋或者筋的指向外的端部，即背离冷却剂分配器朝向散热器的端部，优选地是倾斜和/或缩短的，从而粘合剂能够接收于在所述肋的外端处由所述斜面和/或缩短形成的自由空间中，以防止经由肋或者筋被继续向外特别地向周围环境引导的泄漏。
散热器特别优选地以板状方式形成。
散热器优选地包含铝。
特别地对于铝制成的散热器，散热器的粘结到冷却剂分配器的至少一端优选地至少设置在具有聚酯基漆涂层的区域中，以实现粘合剂到散热器的改进附着且确保电池单元和散热器之间的电绝缘。由此消除了其它情况下对于散热器的铝表面的复杂清洁和预处理。
冷却剂分配器优选地包含塑料。
冷却剂分配器此外优选地形成为注塑成型件。
附图说明
下文中将参考附图举例说明本发明。
图1是用于冷却车辆电池的冷却装置的侧面示意图，其中示出了剖面线A-A和B-B。
图2是沿着图1中的线A-A的根据本发明的冷却装置的截面图。
图3是沿着图1中的线A-A的根据本发明的另一冷却装置的截面图。
图4是沿着图1中的线A-A的根据本发明的另一冷却装置的截面图。
图5是沿着图1中的线A-A的根据本发明的另一冷却装置的截面图。
图6是沿着图5中的线C-C的根据本发明的冷却装置的截面图。
图7是沿着图1中的线B-B的冷却剂分配器的截面图。
图8是与图7对应的另一冷却剂分配器的截面图。
具体实施方式
为提供改进的概观，图1示出了用于冷却车辆电池的冷却装置的侧面示意图，其中示出了剖面线A-A和B-B。冷却装置基本上由板状散热器1构成，散热器1的端部布置有冷却剂分配器3。
在图2-5中以根据图1的A-A截面图示出了根据本发明的车辆电池系统的冷却装置，该冷却装置包括板状散热器1，冷却剂能够流过散热器1的冷却通道2。散热器1至少在一端连接到冷却剂分配器3，从而冷却剂能够在散热器1的冷却通道2和冷却剂分配器3中的通道之间流动。冷却剂分配器3在此在接收区域4包围连接端5，所述连接端形成在散热器1上。连接端5由冷却通道2的界限即边缘形成。连接端5由冷却剂分配器3从内部且从外部环绕在接收区域4中。
带有接触面9的止挡布置在冷却剂分配器3的接收区域4和冷却通道2的界限的端面8之间，冷却通道2的界限的端面8在所述止挡处与冷却剂分配器3接触。粘合剂11在冷却剂分配器3的接收区域4中仅被施加于接触面9的径向外部。在附图中，粘合剂表面在各情况下例示为斜线。
在图2中，冷却通道2的界限的端面8形成为两个台阶，其中径向内部台阶15和径向外部台阶之间的台阶深度为t。接触面9形成在冷却通道2的界限端面8的径向内部台阶15上。冷却通道2的界限端面8的径向内部台阶15比径向外部台阶布置为在冷却通道2中更深。
冷却剂分配器3的接收区域4在外部和内部仅包围冷却通道2的界限端面8的外部台阶。
在冷却剂分配器3的接收区域4内，粘合剂11被施加到散热器1的冷却通道2的界限的外面7和端面8，并且还施加到冷却通道2的界限端面8的外部台阶的内面14。
在冷却通道2的界限的接收区域4和外面7之间的外间隙S1比在冷却通道2的界限端面8的外部台阶14的接收区域4和内面之间的内间隙S2更宽。另外，接收区域4在端面侧上具有朝向冷却通道2的界限端面8的间隙S3，所述间隙被填充粘合剂11。
图3和4示出了冷却装置的实施方式，其中冷却通道2的界限端面8仅形成有一个台阶，其中图5示出带有冷却通道2的界限的双台阶端面8的实施方式。
在图4中，示出了不同于图3的实施方式，或者与图3相同的实施方式，但以不同的截面高度示出。肋10(或者筋)在所有情况下形成在冷却剂分配器3上，朝向冷却通道7的界限的外面。散热器7的外面和冷却剂分配器3的内面之间的预定距离由肋10限定。这里，在肋10之间保持指定的距离，以便中空空间能够被填充粘合剂11。粘合剂11由此能够特别有效地吸收因压力产生的力，特别地因粘合剂11受到切应力所产生的力。多个该类型的肋10能够形成在冷却剂分配器3的内表面上的不同截面高度处。粘合剂11在所有情况下施加在肋10和肋10外部之间。
类似地，图5示出了另一不同的实施方式。肋10形成在冷却剂分配器3上的所示高度处，且指向冷却通道2的界限的外部台阶的内面14。如参考图4所述的，多个肋10能够布置在各种高度处，其中在所有情况下肋10的向外指向的端部优选地被倒圆或者向外缩短。
在其它实施方式中，与图4和5相对应的布置在外面和内面上的肋10当然也能够布置在相同的截面高度处。
图6示出了与图5中的C-C对应的根据本发明的冷却装置的另一截面图，即类似于图1的侧视图，但被剖切。散热器1具有两个冷却通道2。示出了冷却剂分配器3的供给12和返回13，供给12和返回13均流体地连接到散热器1的冷却通道2。粘合剂11布置在冷却通道2的界限的外面7和端面8上，但并不在接触面9的径向内部。另外，粘合剂表面部分地设置在冷却通道2的界限端面8上，其中粘合剂11优选地布置在冷却剂分配器3的周向凹槽中。
图7示出了沿着图1中的B-B穿过冷却剂分配器3的截面。整个接收区域4可被填充粘合剂11。筋或者肋10用于冷却通道的侧向定位，另外用于冷却通道的端面定位的端头止挡(end stops)16沿着接收区域4的基部布置，其中端头止挡16并不被引导过接收区域4的整个宽度，以便防止经由冷却剂分配器3上的连续模塑形成泄漏，所述模塑引入到周围环境。
作为图7中端头止挡16的替代，如图8所示，周向凹槽17能够布置在接收区域4的基部，并且被填充粘合剂，以便形成用于防止泄漏的屏障。周向凹槽17的两侧上的基部则形成用于冷却通道的界限的端头止挡。
本发明因此详述了一种改进的车辆电池系统，其包括用于冷却车辆电池的冷却装置，在散热器和冷却剂分配器之间有流体密封连接，所述连接是能够易于产生的且同时确保冷却装置的良好功能性。
附图标记列表
1  散热器
2  冷却通道
3  冷却剂分配器
4  接收区域
5  连接端
6  冷却通道的界限的内面
7  冷却通道的界限的外面
8  冷却通道的界限的端面
9  接触面
10 肋或者筋
11 粘合剂
12 供给冷却剂分配器
13 返回冷却剂分配器
14 外部台阶的内面
15 冷却通道的界限端面的径向内部台阶
16 端头止挡
17 周向凹槽
S1 外间隙
S2 内间隙
S3 端面间隙
t  台阶深度

Claims (13)

1.一种车辆电池系统，包括具有多个电池单元的车辆电池和用于冷却所述车辆电池的冷却装置，所述冷却装置包括：具有至少一个冷却通道(2)的散热器(1)，冷却剂能够流过所述至少一个冷却通道(2)，所述散热器(1)与所述电池单元热接触以使热能够从所述电池单元传送到所述散热器(1)；设置在所述散热器(1)的至少一端处的冷却剂分配器(3)，所述冷却剂分配器(3)粘结到所述散热器(1)，所述冷却剂分配器(3)具有用于粘结到所述散热器(1)的接收区域(4)；施加到所述接收区域(4)中的粘合剂(11)，所述冷却剂分配器(3)的接收区域(4)包围所述散热器(1)的连接端(5)，所述散热器(1)的连接端(5)由所述散热器(1)的冷却通道(2)的界限形成，
其特征在于，所述冷却通道(2)的界限的端面(8)形成用于所述冷却剂分配器(3)的止挡，从而所述冷却通道(2)的界限靠在所述冷却剂分配器(3)的接触面(9)上，粘合剂(11)在所述冷却剂分配器(3)的接收区域(4)中仅相对于所述冷却通道(2)施加在所述接触面(9)的径向外部。
2.根据权利要求1所述的车辆电池系统，
其特征在于，所述冷却通道(2)的界限的端面(8)沿径向形成有两个台阶，并且所述接触面(9)形成在所述冷却通道(2)的界限的端面(8)的径向内部台阶(15)上。
3.根据权利要求2所述的车辆电池系统，
其特征在于，所述冷却通道(2)的界限的端面(8)的径向内部台阶(15)比径向外部台阶在所述冷却通道(2)中布置得更深。
4.根据权利要求3所述的车辆电池系统，
其特征在于，所述冷却剂分配器(3)的接收区域(4)在内部和外部仅包围所述冷却通道(2)的界限的端面(8)的外部台阶。
5.根据权利要求4所述的车辆电池系统，
其特征在于，粘合剂(11)在所述冷却剂分配器(3)的接收区域(4)内被施加到所述散热器(1)的冷却通道(2)的界限的外面(7)和/或端面(8)，并且被施加到所述冷却通道(2)的界限的端面(8)的外部台阶的内面(14)。
6.根据权利要求5所述的车辆电池系统，
其特征在于，在所述冷却通道(2)的界限的外面(7)与所述冷却剂分配器(3)的接收区域(4)的相邻界限之间的外间隙(S1)比在所述冷却通道(2)的界限的外部台阶的内面(14)与所述冷却剂分配器(3)的接收区域(4)的相邻界限之间的内间隙(S2)更宽。
7.根据权利要求1所述的车辆电池系统，
其特征在于，所述冷却剂分配器(3)的接收区域(4)具有肋(10)或者筋，所述肋(10)或者筋朝向所述冷却通道(2)的界限的外部台阶的外面(7)和/或端面(8)和/或内面(14)。
8.根据权利要求7所述的车辆电池系统，
其特征在于，所述肋(10)或者筋的指向外的端部是倾斜和/或缩短的。
9.根据权利要求1所述的车辆电池系统，
其特征在于，所述散热器(1)形成为板状方式。
10.根据权利要求1所述的车辆电池系统，
其特征在于，所述散热器(1)包含铝。
11.根据权利要求10所述的车辆电池系统，
其特征在于，所述散热器(1)的粘结到所述冷却剂分配器(3)的至少一端至少设置在具有聚酯基漆涂层的区域中。
12.根据权利要求1所述的车辆电池系统，
其特征在于，所述冷却剂分配器(3)包含塑料。
13.根据权利要求1所述的车辆电池系统，
其特征在于，所述冷却剂分配器(3)形成为注塑成型件。
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