CN104795609A - 用于蓄电池单池的调温装置和用于对蓄电池单池进行调温的方法以及蓄电池模块、蓄电池组、蓄电池及蓄电池系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于蓄电池单池的调温装置,其特征在于管子以及能够与所述管子连接的固定机构,所述管子包括用于容纳调温介质的通道,所述固定机构用于将所述管子固定在所述蓄电池单池上,其中:所述固定机构能够如此固定在所述蓄电池单池上,使得所述调温介质能够对所述蓄电池单池进行调温;此外,本发明涉及一种蓄电池模块、一种蓄电池组、一种蓄电池、一种蓄电池系统、一种运输工具以及一种用于对多个蓄电池单池进行调温的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于蓄电池单池的调温装置和一种用于对蓄电池单池进行调温的方法以及一种蓄电池模块、一种蓄电池组、一种蓄电池及一种蓄电池系统。
背景技术
锂离子蓄电池包括正电极(阳极)和负电极(阴极),所述正电极及负电极能够在充电时可逆地存入锂离子(Li+)(嵌入作用)或者在放电时又调出锂离子(Li+)(嵌出作用)。在此,所述锂离子蓄电池的容积在充电时由于嵌入作用而增加,并且在放电时由于嵌出作用而降低。锂离子蓄电池拥有较高的能量密度以及较小的自放电水平。
但是,能够预见,不仅在固定的应用情况中、例如在风力发电设备中而且在移动的应用情况中、例如在电动车(electric vehicle,EV)或者混合动力车(hybrid electric vehicle,HEV)中作为能够再充电的电的蓄能器(EES)越来越多地使用新颖的、例如具有锂离子蓄电池或者镍-金属混合物-蓄电池。
所述蓄电池系统必须在可用的能函、充电/放电效率、可靠性、使用寿命以及由于经常的局部放电引起的不受欢迎的电容损失等方面满足很高的要求。
蓄电池系统包括多个蓄电池单池。所述蓄电池单池由于其单池内电阻和所进行的电化学的过程而在充电及放电过程中发热。所述蓄电池单池能够串联(串接),用于提高电压,并且/或者能够并联,用于提高最大的电流。在此,能够将所述蓄电池单池合并成蓄电池单元或者蓄电池模块。例如能够将三到十二个蓄电池单池合并在一个蓄电池模块中。所述蓄电池模块夹持着所述蓄电池单池并且承受机械的应力,使得其防止所述蓄电池单池受到损坏。此外,所述蓄电池模块实现了对于所述蓄电池单池的机械的夹紧作用,并且提供电绝缘的作用。此外,所述蓄电池模块能够用于对所述蓄电池单池进行调温。所述蓄电池模块能够被合并成蓄电池组。在用于驱动运输工具时,例如能够将大约100个蓄电池单池(作为牵引蓄电池)串联或者并联。对于高压蓄电池系统来说,总电压由此例如能够为450V或者甚至为600V。
对于所述蓄电池单池的运行来说允许的温度范围典型地在-30℃与+70℃之间,优选在+5℃与+35℃之间。在所述运行温度的下范围内,所述蓄电池单池的有效功率明显减小。对于低于大约0℃的温度来说,所述蓄电池单池的内电阻剧烈上升,并且所述蓄电池单池的有效功率及效率随着温度的进一步下降而连续地减小。在这种情况下,可能出现所述蓄电池单池的、不可逆转的损坏。即使超过所述工作温度,所述蓄电池单池的有效功率也会明显地减小。对于超过大约40℃的温度来说,所述蓄电池单池的使用寿命被降低。在这种情况下同样可能出现所述蓄电池单池的、不可逆转的损坏。此外,对于所述蓄电池单池的运行来说允许的温差(温度梯度)在蓄电池单池中并且/或者在蓄电池模块或者蓄电池的内部典型地在5开耳芬温标与10开耳芬温标之间。对于较大的温差来说,蓄电池单池的不同的区域或者蓄电池模块的或者蓄电池的不同的蓄电池单池可能经受不同的负荷,或者甚至可能(部分地)过载并且/或者受到损坏。此外,由于温差和/或温度变化而存在着在蓄电池中形成冷凝水的危险。所述损坏可能导致所述蓄电池单池的老化的加速或者所述蓄电池单池的热逸溃(Thermal Runaway),所述热逸溃对人员及环境来说代表着危险。
在运输工具的混合动力的动力传动系中,以很高的动力来运行锂离子-高功率蓄电池单池。在例如由于在制动时对于制动能量的回收或者在加速时的增压支持而产生短时间的峰值负荷的过程中,所述蓄电池单池必须在很短的时间里消耗(在充电时)或者输出(在放电时)较高的功率。由于所述蓄电池单池的内电阻,这些短暂的峰值负荷导致所述蓄电池单池的显著的发热现象。所述蓄电池单池的、在充电或者放电时的效率很高(大约95%);然而在此产生的废热不能忽略。对于例如60KW的牵引功率来说,5%的损失产生3KW的损耗功率。此外,例如在夏季月份中或者在较热的地区,可能达到40℃及更高温度的外部温度可能处于允许的温度范围之外,使得所述蓄电池单池在未经冷却的情况下可能达不到例如十年或者十五年的使用寿命。
为了保证所述蓄电池模块或者蓄电池系统的安全性、功能及使用寿命,因此需要在预先给定的温度范围之内运行所述蓄电池单池。一方面像上面所描述的那样在所述蓄电池单池运行的过程中产生热量,必须将该热量排出,用于避免将所述蓄电池单池加热超过临界的最大温度。另一方面可能需要要在温度较低时将所述蓄电池单池加热到最低温度。为了遵守预先给定的温度范围,要对所述蓄电池模块或者蓄电池系统进行调温,也就是说按需要对其进行冷却或者加热,其中一般来说需要冷却的次数比需要加热的次数多。
为此所述蓄电池模块或者蓄电池系统作为调温介质、例如在回路中的冷却介质而能够包括一种流体、例如像乙醇一样的液体、例如丙烷-1,2,3-三醇(丙三醇、甘油)、油或者液体混合物。
例如对于所述蓄电池单池的冷却能够通过冷却板来实现,在所述冷却板上安装了所述蓄电池单池。在所述冷却板中,要么冷却剂、例如冷却水(空气-热量-冷却器)要么通过所述热量来蒸发的制冷剂(汽化器)吸收所述蓄电池单池的热量,并且将其通过冷却器来排放给环境或者空调设备(Airconditioning,AC)。冷却系统除了所述冷却板或者汽化器和冷却器之外还包括例如由塑料或者金属、例如铝制成的、用于将冷却板、汽化器和/或冷却器连接起来的软管和/或管子。
WO 2012/028927 A2公开了一种具有蓄电池组的电能储存装置,该电能储存装置包括多个蓄电池单池、一对端板和多个张紧带,其中所述多个蓄电池单池布置在所述端板对之间,并且所述多个张紧带沿着所述多个蓄电池单池在其上侧面或者下侧面上定向并且相应地被固定在所述端板上,使得所述多个蓄电池单池被张紧在所述端板对之间。
为了改进蓄电池模块的功能并且降低所述蓄电池模块的成本,由此有必要改进所述调温装置以及所述用于对蓄电池单池进行调温的方法。
发明内容
所述本发明的、具有独立权利要求的特征的装置和方法拥有以下优点:能够比较容易地对所述蓄电池单池、例如棱柱形的蓄电池单池进行调温、将其张紧并且/或者将其电气连接起来。此外,能够使所述蓄电池模块模块化。由此能够简化所述蓄电池模块的构造并且减少所述蓄电池模块的组件的数目。由此能够缩小所述蓄电池模块并且降低其重要。此外能够提高所述蓄电池模块的变型方案多样性和/或可扩展性。由此能够降低成本、例如制造成本、仓储成本、保养成本或者维修成本并且爱护资源。
本发明的有利的实施方式在从属权利要求中得到了描述。
所述固定机构能够有利地包括接触面,该接触面能够与所述蓄电池单池的单池盖、单池端子或者单池底部连接。所述接触面也能够与所述蓄电池单池的侧壁连接。所述连接例如能够借助于卡夹、穿孔、粘贴、夹紧、钎焊、铆接、上螺丝或者熔焊例如摩擦焊接或者超声波焊接来进行。通过所述固定机构与所述蓄电池单池的连接能够通过接触面来更好地改进热能的交换。通过与所述单池盖的连接,能够进一步改进将热能从所述蓄电池单池中排出的效果。通过与所述单池端子的连接,能够进一步改进热能的交换,因为所述单池端子较深地伸入到所述蓄电池单池中。
此外,所述调温装置能够有利地包括布置在所述管子的一个端部上的连接元件,该连接元件用于将所述管子连接到调温系统上。所述连接元件例如能够构造为管接头、螺丝接头或者软管连接件。通过所述连接元件,能够例如借助于管子和/或软管将所述调温装置与所述调温系统连接起来。由此能够使所述构造模块化。
此外,所述调温装置能够有利地具有布置在所述管子的另一个端部上的弓形元件,该弓形元件用于将所述管子与另一个管子连接起来。所述弓形元件能够包括例如45°或者90°的弓形角,并且例如能够在直径和/或半径方面与所述蓄电池单池的和/或所述管子的尺寸相匹配。通过所述弓形元件,能够将与所述单池盖、所述单池端子、所述单池底部或者侧壁连接的管子连接起来。由此能够减少连接到所述调温系统上的连接点的数目,并且由此减少连接元件的数目。由此能够简化所述构造并且/或者降低所述成本和/或所述重量。
所述多个固定机构能够有利地分别包括接触面,所述接触面能够分别与所述多个蓄电池单池之一的单池盖、单池端子或者单池底部连接。所述接触面也能够与所述蓄电池单池的侧壁连接。所述连接例如能够借助于卡夹、穿孔、粘贴、夹紧、钎焊、铆接、上螺丝或者熔焊例如摩擦焊接或者超声波焊接来进行。通过所述固定机构与所述蓄电池单池的连接能够更好地改进通过所述接触面进行的热能的交换。通过与所述单池盖的连接,能够进一步改进将热能从所述蓄电池单池中排出的效果。通过与所述单池端子的连接,能够进一步改进热能的交换,因为所述单池端子相应较深地伸入到所述蓄电池单池中。通过与所述单池盖和/或单池端子及所述单池底部的连接,能够使所述蓄电池模块在机械方面稳定。
此外,所述蓄电池模块能够有利地包括多个分别布置在所述多个管子之一的一个端部上的连接元件,所述连接元件分别用于将所述管子连接到调温系统上。所述连接元件例如能够构造为管接头、螺丝接头或者软管连接件。通过所述连接元件,能够例如借助于管子和/或软管将所述调温装置与所述调温系统连接起来。由此能够使所述构造模块化。
所述蓄电池模块能够有利地包括多个分别布置在所述多个管子之一的另一个端部上的弓形元件,所述弓形元件用于将所述管子与所述多个管子中的另一个管子连接起来。所述弓形元件能够包括例如45°或者90°的弓形角,并且例如能够在直径和/或半径方面与所述蓄电池单池的和/或所述管子的尺寸相匹配。通过所述弓形元件,能够将与所述单池盖、所述单池端子、所述单池底部或者所述侧壁连接的管子连接起来。由此能够减少连接到所述调温系统上的连接点的数目,并且由此减少连接元件的数目。由此能够简化所述构造并且/或者降低所述成本和/或所述重量。
所述蓄电池模块能够有利地包括第一端板和第二端板,所述端板则分别包括多个开口,其中所述多个蓄电池单池布置在所述第一端板与所述第二端板之间,并且所述多个管子的端部区域分别穿过所述多个开口伸出。由此能够将所述蓄电池单池张紧在所述端板之间,从而能够防止所述蓄电池单池的体积的变化。由此能够简化所述构造并且/或者进一步降低所述成本和/或所述重量。
所述蓄电池模块能够有利地包括多个用于将所述多个蓄电池单池张紧的张紧元件、例如螺母,其中所述多个张紧元件能够分别固定在所述多个管子的端部区域上。由此能够借助于所述管子将所述蓄电池单池张紧在所述端板之间。由此能够进一步简化所述构造并且/或者进一步降低所述成本和/或所述重量。
所述多个蓄电池单池能够有利地借助于所述多个管子来张紧。由此能够将对于所述蓄电池单池的调温和张紧组合起来。
所述多个蓄电池单池能够有利地借助于所述多个管子电气连接,例如电气并联连接或者电气串联连接。由此能够将对于所述蓄电池单池的调温和电连接以及必要时对其的张紧组合起来。
本发明提供一种蓄电池组,该蓄电池组包括前面所描述的调温装置或者前面所描述的蓄电池模块。
此外,本发明提供一种蓄电池,该蓄电池包括前面所描述的调温装置、前面所描述的蓄电池模块或者前面所描述的蓄电池组。
此外,本发明提供一种蓄电池系统,该蓄电池系统包括前面所描述的调温装置、前面所描述的蓄电池模块、前面所描述的蓄电池组或者前面所描述的蓄电池。
此外,本发明提供一种运输工具、尤其是机动车、例如电动车、混合动力车或者电动摩托车(Elektro-Bike、E-Bike)、电动踏板车(Pedal Electric Cycle、Pedeelec)、船、例如电动船或者潜艇(U-Boot)、飞机或者宇宙飞船,所述运输工具包括前面所描述的并且与该运输工具连接的调温装置、前面所描述的并且与该运输工具连接的蓄电池模块、前面所描述的并且与该运输工具连接的蓄电池组、前面所描述的并且与该运输工具连接的蓄电池以及前面所描述的并且与该运输工具连接的蓄电池系统。
所述多个固定机构能够有利地分别包括接触面,所述接触面能够分别与所述多个蓄电池单池之一的单池盖、单池端子或者单池底部连接。所述接触面也能够与所述蓄电池单池的侧壁连接。所述连接例如能够借助于卡夹、穿孔、粘贴、夹紧、钎焊、铆接、上螺丝或者熔焊、例如摩擦焊接或者超声波焊接来进行。通过所述固定机构与所述蓄电池单池的连接能够改进通过所述接触面进行的热能的交换。通过与所述单池盖的连接,能够进一步改进将热能从所述蓄电池单池中排出的效果。通过与所述单池端子的连接,能够进一步改进热能的交换,因为所述单池端子相应较深地伸入到所述蓄电池单池中。通过与所述单池盖和/或单池端子及所述单池底部的连接,能够使所述蓄电池模块在机械方面稳定。
此外,所述方法能够有利地包括提供多个分别布置在所述多个管子之一的一个端部上的连接元件这个方面,所述连接元件分别用于将所述管子连接到调温系统上。所述连接元件例如能够构造为管接头、螺丝接头或者软管连接件。通过所述连接元件,能够例如借助于管子和/或软管将所述调温装置与所述调温系统连接起来。由此能够使所述构造模块化。
此外,所述方法能够有利地包括提供多个分别布置在所述多个管子之一的另一个端部上的弓形元件这个方面,所述弓形元件用于将所述管子与所述多个管子中的另一个管子连接起来。所述弓形元件能够包括例如45°或者90°的弓形角,并且例如能够在直径和/或半径方面与所述蓄电池单池的和/或所述管子的尺寸相匹配。通过所述弓形元件,能够将与所述单池盖、所述单池端子、所述单池底部或者所述侧壁连接的管子连接起来。由此能够减少连接到所述调温系统上的连接点的数目,并且由此减少连接元件的数目。由此能够简化所述构造并且/或者降低所述成本和/或所述重量。
此外,所述方法能够有利地包括提供第一端板和第二端板这个方面,所述端板则分别包括多个开口,其中所述多个蓄电池单池布置在所述第一端板与所述第二端板之间,并且所述多个管子的端部区域分别穿过所述多个开口伸出。由此能够将所述蓄电池单池张紧在所述端板之间,从而能够防止所述蓄电池单池的体积的变化。由此能够简化所述构造并且/或者进一步降低所述成本和/或所述重量。
此外,所述方法能够有利地包括提供多个用于将所述多个蓄电池单池张紧的张紧元件、例如螺母这个方面,其中所述多个张紧元件或者螺母能够分别被固定在所述多个管子的端部区域上。由此能够借助于所述管子将所述蓄电池单池张紧在所述端板之间。由此能够进一步简化所述构造并且/或者进一步降低所述成本和/或所述重量。
所述多个蓄电池单池能够有利地借助于所述多个管子来张紧。由此能够将对于所述蓄电池单池的调温和张紧组合起来。
所述多个蓄电池单池能够有利地借助于所述多个管子电气连接,例如电气并联连接或者电气串联连接。由此能够将对于所述蓄电池单池的调温和电连接以及必要时对其的张紧组合起来。
所述管子能够有利地至少部分地或者局部地包括金属、例如铝、铜或者钢。由此能够提高机械的负荷能力并且简化电气的连接。
所述管子能够有利地至少部分地或者局部地包括塑料。由此能够简化所述电气的连接、例如并联连接。
所述管子能够有利地构造为圆管或者矩形管。通过所述圆管,能够使横截面相对于周长的比例最大化,并且由此能够降低重量。通过所述矩形管,能够降低空间位置需求。由此能够使所述管子与需求相匹配。
所述调温介质能够有利地电气是不带电的并且/或者无传导能力(不传导)。由此能够简化所述电气的连接。
附图说明
本发明的其它特征和优点对于本领域的技术人员来说能够在参照附图的情况下从以下对示范性的、但是不应该被设计用于限制本发明的实施方式中看出来。
图1是按照本发明的一种实施方式的、蓄电池模块10的、示意性的透视图;
图2是按照本发明的另一种实施方式的、蓄电池模块20的、示意性的透视图;
图3是按照本发明的另一种实施方式的、蓄电池模块30的、从下面看的、镜像的、示意性的透视图;
图4是按照本发明的另一种实施方式的、蓄电池模块40的、示意性的侧视图;
图5是按照本发明的另一种实施方式的、蓄电池模块50的、示意性的侧视图;
图6是按照本发明的另一种实施方式的、蓄电池调温装置60的、示意性的详细视图;
图7是按照本发明的另一种实施方式的、蓄电池调温装置62的、示意性的详细视图;
图8是按照本发明的另一种实施方式的、蓄电池调温装置64的、示意性的详细视图;
图9是按照本发明的另一种实施方式的、蓄电池调温装置66的、示意性的详细视图;
图10是按照本发明的另一种实施方式的、蓄电池调温装置68的、示意性的详细视图;并且
图11是按照本发明的另一种实施方式的、蓄电池模块70的、示意性的透视图。
具体实施方式
图1示出了按照本发明的一种实施方式的、蓄电池模块10的、示意性的透视图。
所述蓄电池模块10包括多个蓄电池单池100,也就是1001…1003,例如两个、三个、四个或者更多个蓄电池单池。所述蓄电池单池100、1001…1003,如在图1中示范性地示出的那样沿着第一空间方向定向,使得其沿着与所述第一空间方向垂直的第二空间方向定向的纵边彼此平行地伸展。与所述第一空间方向及第二空间方向垂直的第三空间方向表示在规范地使用时所述蓄电池单池100、1001…1003的高度方向。
所述蓄电池单池100、1001…1003能够为棱柱形、例如长方形,并且分别包括一单池壳体1101…1003和一单池盖1201…1203,其中所述单池壳体分别具有一单池底部1151…1153,其中所述单池盖分别具有两个例如由铝、铜或钢制成的电气单池接头(单池端子)1501、1551…1503、1553。所述单池端子1501…1503能够分别形成电负极,并且所述单池端子1551、1553能够分别如在图1中示范性地示出的那样形成电正极。为了进行电气的连接,所述电气的单池接头1501、1551…1503、1553能够示范性地分别包括一螺纹孔。例如由铝、铜或者钢构成的连接件、例如单池连接器用于将所述蓄电池单池100、1001…1003电连接成蓄电池模块,所述连接件按照相应的要求将所述蓄电池单池100、1001…1003的单池接头1501、1551…1503、1553彼此电气连接起来。为了制造所述蓄电池模块,所述连接件例如能够根据所述蓄电池单池100、1001…1003的空间的定向例如借助于激光器来焊接在所述单池接头上。
所述蓄电池单池100、1001…1003能够构造为不能再充电的初级蓄电池或者初级元件,或者构造为能够再充电的次级蓄电池。所述次级蓄电池例如能够构造为锂离子蓄电池(锂蓄电池、锂离子蓄电池、Li-Ion蓄电池、锂离子次级蓄电池)或者锂-聚合物蓄电池(LiPoly-Akku、LiPo-Akku)。所述蓄电池单池100、1001…1003能够设有电极绕组(Jelly Roll、JR、Swiss Roll),例如构造为具有电极绕组的锂离子蓄电池(JR-Li-Ion-Akku)。所述蓄电池单池100、1001…1003能够构造为袋式蓄电池(Pouch Cell)。在这种情况下,用于容纳并且保存电解质的贮袋(Pouch)能够包括一个、两个、三个或者更多个电极绕组。此外,护套(Protective Envelop)能够包围着所述电极绕组和/或所述贮袋。所述护套能够包括有抵抗力的(防撞的、避弹的、防弹的、防射击的、ballistic、anti-ballistic、bulletproof)的材料、例如防弹的织物、例如防弹的聚酰胺织物(防弹的尼龙织物、Ballistic Nylon)。由此所述电极绕组例如能够在出现事故时并且/或者在出现所述电极绕组的、可能将巨大的力施加到相邻的蓄电池单池上的热逸溃时得到保护,以防止来自外部的损坏。
此外,所述蓄电池模块10包括调温装置,该调温装置则包括第一管子220和第二管子225,所述管子又分别包括用于容纳调温介质的通道、分别用来将所述第一管子220或者所述第二管子225固定在所述蓄电池单池100、1001…1003上的固定机构210、2101…2103、215、2151…2153以及分别布置在所述第一管子220或者所述第二管子225的端部上的、用来将所述管子220、225连接到例如能够实现所述调温介质的循环的调温系统上的连接元件230、2301、2302、235、2351、2352。所述固定机构210、2101…2103、215、2151…2153例如借助于卡夹、冲孔、粘贴、夹紧、钎焊、铆接、拧螺丝或者焊接、例如摩擦焊接或者超声波焊接来例如在所述单池端子1501、1551…1503、1553的旁边或者之间固定在所述单池盖1201…1003的旁边或者上面,并且能够通过所述管子220、225的管壁在所述蓄电池单池100、1001…1003与所述调温介质之间实现热能的交换。所述管子220、225例如借助于卡夹、冲孔、粘贴、夹紧、钎焊、铆接、拧螺丝或者焊接、例如摩擦焊接或者超声波焊接与所述固定机构210、2101…2103、215、2151…2153连接。作为替代方案,所述管子220、225能够与所述固定机构210、2101…2103、215、2151…2153旋紧在一起。
图2示出了按照本发明的另一种实施方式的、蓄电池模块20的、示意性的透视图。
所述蓄电池模块20基本上相当于参照图1所描述的蓄电池模块10。所述固定机构210、2101…2103、215、2151…2153被固定在所述单池端子1501、1551…1503、1553的旁边或者上面,并且能够通过所述较深地伸入到所述蓄电池单池100、1001…1003中的单池端子1501、1551…1503、1553和所述管子220、225的管壁在所述蓄电池单池100、1001…1003与所述调温介质之间实现热能的交换。为了将所述单池端子1501、1551…1503、1553电气连接起来,所述固定机构210、2101…2103、215、2151…2153能够如在图2中示范性地示出的那样分别包括一螺纹孔。作为替代方案或者补充方案,所述管子220、225-如果其例如包括金属并且/或者有导电能力-能够分别将所述单池端子1501…1503或者1551…1553电气连接起来,并且由此将所述蓄电池单池100、1001…1003电气并联连接起来。
图3示出了按照本发明的另一种实施方式的、蓄电池模块30的、从下面看的、镜像的、示意性的透视图。
所述蓄电池模块30能够基本上相当于参照图1所描述的蓄电池模块10或者参照图2所描述的蓄电池模块20。
所述蓄电池模块30包括调温装置,该调温装置包括第三管子2501和第四管子2502,所述管子又分别包括用于容纳调温介质的通道、分别用来将所述第三管子2501或者所述第四管子2502固定在所述蓄电池单池100、1001…1003上的固定机构240、24011…24032以及分别布置在所述第三管子2501或者所述第四管子2502的端部上的、用来将所述管子250、2501、2502连接到所述调温系统上的连接元件260、26011…26022。所述固定机构240、24011…24032被固定在所述单池底部1151…1153上,并且能够通过所述管子250、2501、2502的管壁在所述蓄电池单池100、1001…1003与所述调温介质之间实现热能的交换。所述管子250、2501、2502与所述固定机构240、2401…24032连接。
图4示出了按照本发明的另一种实施方式的、蓄电池模块40的、示意性的侧视图。
所述蓄电池模块40基本上相当于参照图3所描述的蓄电池模块30。所述固定机构210、2101…2103、215、2151…2153能够被固定在所述单池盖1201…1203或者所述单池端子1501、1551…1503、1553的旁边或上面。
所述调温装置包括一弓形元件2551,该弓形元件构造为用于将所述第一管子220和所述第三管子2501连接起来的连接管,从而能够取消所述连接元件2301和26011。所述连接元件26012能够用作流入口并且所述连接元件2302能够用作流出口,使得所述例如用于进行冷却的调温介质能够沿着第一流动方向4001通过所述管子2501、220来流动。作为替代方案,所述连接元件2302能够用作流入口并且所述连接元件26012能够用作流出口,使得所述例如用于进行加热的调温介质能够沿着第二流动方向4002通过所述管子220、2501来流动。能够如此构造所述调温装置,使得所述调温介质的流动方面能够例如根据所述调温类型(加热、冷却)来切换。所述调温装置能够包括另一用于将所述第二管子225与所述第四管子2502连接起来的弓形元件,从而能够取消所述连接元件2351和26021。
图5示出了按照本发明的另一种实施方式的、蓄电池模块50的、示意性的侧视图。
所述蓄电池模块50基本上相当于参照图3所描述的蓄电池模块30。所述固定机构210、2101…2103、215、2151…2153能够被固定在所述单池盖1201…1203或者所述单池端子1501、1551…1503、1553的旁边或上面。
此外,所述蓄电池模块50包括第一端板2701和第二端板2702,所述端板则分别包括开口。所述蓄电池单池100、1001…1003布置在所述第一端板2701与所述第二端板2702之间,所述管子220、2501的端部区域分别从所述开口之一中穿过。此外,所述蓄电池模块50能够包括张紧元件,所述张紧元件将所述端板2701、2702保持在相互张紧的位置中。所述管子220、2501至少能够在端部区域中分别包括螺纹2221、2222、2521、2522,并且所述张紧元件能够构造为用于将所述蓄电池单池100、1001…1003张紧的螺母280,从而能够将所述蓄电池单池分别旋紧在所述螺纹2221、2222、2521、2522上。
图6示出了按照本发明的另一种实施方式的、蓄电池调温装置60的、示意性的详细视图。
所述蓄电池调温装置60包括U形的、具有矩形的轮廓的固定机构210、215,所述固定机构的支臂被固定在所述蓄电池100的单池端子150、155上。对于所述固定机构210、215的固定,如上面所描述的那样能够借助于钎焊来进行。所述单池端子150、155,如在图6中示范性地示出的那样能够比所述固定机构210、215宽,从而能够围绕着所述支臂与所述单池端子150、155的接触面来构造钎焊空隙(L?tminisken)310。作为替代方案,对于所述固定机构210、215的固定例如能够借助于熔焊来进行,从而能够围绕着所述支臂与所述单池端子150、155的接触面来构造焊缝310。所述固定机构210、215包围着所述构造为圆管的管子220、250。对于所述管子220、250的固定,如上面所描述的那样,能够借助于钎焊来进行,从而借助于焊料320来填满可能的、例如可能在所述固定机构210、215与所述管子220、225和/或所述单池端子150、155与所述管子220、225之间存在的空腔。作为替代方案,所述管子220、250能够构造为矩形管。
图7示出了按照本发明的另一种实施方式的、蓄电池调温装置62的、示意性的详细视图。
所述蓄电池调温装置62基本上相当于参照图6所描述的蓄电池调温装置62。所述U形的固定机构210、215构造为U形的、具有半圆形的与所述圆管220、225相匹配的轮廓的固定机构210、215,从而取消在所述固定机构210、215与所述管子220、225之间的空腔。
图8示出了按照本发明的另一种实施方式的、蓄电池调温装置64的、示意性的详细视图。
所述蓄电池调温装置64基本上相当于参照图7所描述的蓄电池调温装置64。所述固定机构210、215构造为卡圈状的、具有与所述圆孔220、225相匹配的圆孔并且具有平坦的接触面的固定机构210、215,因而不存在空腔。
图9示出了按照本发明的另一种实施方式的、蓄电池调温装置66的、示意性的详细视图。
所述蓄电池调温装置64基本上相当于参照图8所描述的蓄电池调温装置64。对于所述固定机构210、215的固定借助于旋入到所述单池端子150、155的螺纹孔中这种方式来进行。为此,所述固定机构210、215包括从所述平坦的接触面中伸出来的螺纹突起。作为替代方案,所述固定机构210、215包括用于容纳嵌合到所述螺纹孔中的螺栓的孔。
图10示出了按照本发明的另一种实施方式的、蓄电池调温装置68的、示意性的详细视图。
图6到9以横截面示出了所述管子220、225,而图10则以纵剖面示出了所述管子或者软管220、225。所述固定机构210、215包括用于容纳调温介质的通道并且在所述通道的端部上包括用于固定所述管子或者软管220、250的连接区域。对于所述管子220、250的固定,如上面所描述的那样,例如能够借助于钎焊或者螺纹连接来进行。对于所述固定机构210、215的固定如上面所描述的那样进行。所述固定机构210、215,如果其例如包括金属并且/或者有导电能力,则能够将所述单池端子150、155与所述管子220、225电气连接起来。一个例如包括金属并且/或者有导电能力的管子220、250能够将所述单池端子150、155与另一单池端子电气连接起来,而另一个例如包括塑料并且/或者无导电能力(绝缘的)的管子220、225则防止所述单池端子150、155与另一单池端子的电连接。
作为替代方案,此外所述蓄电池调温装置68能够包括密封件、例如像O型密封圈一样的密封圈,所述密封圈构造为有传导能力或者无传导能力的密封件。
图11示出了按照本发明的另一种实施方式的、蓄电池模块70的、示意性的透视图。
所述蓄电池模块70包括四个蓄电池单池100、1001…1004并且本来包括所述参照图9所描述的蓄电池调温装置68。所述包括金属或者有导电能力的固定机构210、215、2101、2151…2104、2154分别被布置或者固定在所述单池端子150、155、1501、1551…1504、1554上。分别在两个单池端子150、155、1501、1551…1504、1554之间如此布置并且固定了包括金属或者有导电能力的管子290、29012、29023、29034或者包括塑料或无导电能力的(绝缘的)管子295、29512、29523、29534,从而将所述蓄电池单池100、1001…1004电气串联连接起来。在此,作为调温介质,使用不导电的调温介质。此外,所述连接元件2301、2352能够包括塑料或者无导电能力(绝缘),并且所述连接元件2351、2302能够包括金属或者有导电能力,从而在其之间加载着所述蓄电池单池100、1001…1004的所累积的电压。
在本发明的另一种实施方式中,两个分别被布置并且固定在一个唯一的蓄电池单池100、1001…或者1004的两个单池端子150、155、1501、1551…或者1504、1554之一上的固定机构210、215、2101、2151…或者2104、2154借助于包括塑料或者无导电能力的(绝缘的)管子或者软管连接。
由此,所述调温装置除了热耦合之外也能够实现所述蓄电池单池100、1001…1004的、可选的、机械的和/或电的耦合或者退耦。
最后要说明,像“包括”和“具有”或类似用词一样的表述没有排除这一点:能够设置其它的元件或者步骤。此外要指出,“一个”没有排除“多个”。此外,结合不同的实施方式所描述的特征能够任意地彼此相组合。最终要说明,权利要求中的附图标记不应该被设计为对权利要求的保护范围的限制。
Claims (15)
1. 用于蓄电池单池(100)的调温装置(210、215、220、225、230、235、240、250、255、260、270、280、290、295),其特征在于:
-管子(220、225、250、290、295),所述管子包括用于容纳调温介质的通道,以及
-能够与所述管子(220、225、250、290、295)连接的固定机构(210、215、240),所述固定机构用于将所述管子(220、225、250、290、295)固定在所述蓄电池单池(100)上,
其中:
-所述固定机构(210、215、240)能够如此固定在所述蓄电池单池(100)上,使得所述调温介质能够对所述蓄电池单池(100)进行调温。
2. 按权利要求1所述的调温装置(210、215、220、225、230、235、240、250、255、260、270、280、290、295),其中:
-所述固定机构(210、215、240)包括接触面,所述接触面能够与所述蓄电池单池(100)的单池盖(120)、单池端子(150、155)或者单池底部(115)连接。
3. 按权利要求1或2所述的调温装置(210、215、220、225、230、235、240、250、255、260、270、280、290、295),此外包括:
-布置在所述管子(220、225、250、290、295)的一个端部上的连接元件(230、235、260),所述连接元件用于将所述管子(220、225、250、290、295)连接到调温系统上,或者
-布置在所述管子(220、225、250、290、295)的另一个端部上的弓形元件(255),所述弓形元件用于将所述管子(220、225、250、290、295)与另一个管子(220、225、250、290、295)连接起来。
4. 蓄电池模块(10、20、30、40、50、70),其特征在于:
-多个蓄电池单池(100),所述蓄电池单池沿一空间方向定向;
-多个管子(220、225、250、290、295),所述管子分别包括一个用于容纳调温介质的通道;以及
-多个固定机构(210、215、240),所述固定机构能够分别与所述多个管子(220、225、250、290、295)中的一个管子(220、225、250、290、295)连接,所述固定机构用于将所述多个管子(220、225、250、290、295)固定在所述多个蓄电池单池(100)上,
其中:
-所述多个固定机构(210、215、240)能够分别如此固定在所述多个蓄电池单池(100)上,使得所述调温介质能够对所述多个蓄电池单池(100)进行调温。
5. 按权利要求4所述的蓄电池模块(10、20、30、40、50、70),其中:
-所述多个固定机构(210、215、240)分别包括接触面,所述接触面能够分别与所述多个蓄电池单池(100)中的一个蓄电池单池(100)的单池盖(120)、单池端子(150、155)或者单池底部(115)连接。
6. 按权利要求4或5所述的蓄电池模块(10、20、30、40、50、70),此外包括:
-多个分别布置在所述多个管子(220、225、250、290、295)中的一个管子(220、225、250、290、295)的一个端部上的连接元件(230、235、260),所述连接元件分别用于将所述管子(220、225、250、290、295)连接到调温系统上;
-多个分别布置在所述多个管子(220、225、250、290、295)中的一个管子(220、225、250、290、295)的另一个端部上的弓形元件(255),所述弓形元件用于将所述管子(220、225、250、290、295)与所述多个管子(220、225、250、290、295)中的另一个管子(220、225、250、290、295)连接起来;
-第一端板(2701)和第二端板(2702),所述端板分别包括多个开口,其中所述多个蓄电池单池(100)布置在所述第一端板(2701)与所述第二端板(2702)之间,并且所述多个管子(220、225、250、290、295)的端部区域分别穿过所述多个开口伸出;或者
-多个用于将所述多个蓄电池单池(100)张紧的张紧元件或螺母(280),其中所述多个张紧元件或螺母(280)能够分别固定在所述多个管子(220、225、250、290、295)的端部区域上。
7. 按权利要求4到6中任一项所述的蓄电池模块(10、20、30、40、50、70),其中:
-所述多个蓄电池单池(100)借助于所述多个管子(220、225、250、290、295)来张紧,或者
-所述多个蓄电池单池(100)借助于所述多个管子(220、225、250、290、295)电气连接,电气并联连接或者电气串联连接。
8. 蓄电池组,包括:
-按权利要求1到3中任一项所述的调温装置(210、215、220、225、230、235、240、250、255、260、270、280、290、295),或者
-按权利要求4到7中任一项所述的蓄电池模块(10、20、30、40、50、70)。
9. 蓄电池,包括:
-按权利要求1到3中任一项所述的调温装置(210、215、220、225、230、235、240、250、255、260、270、280、290、295),
-按权利要求4到7中任一项所述的蓄电池模块(10、20、30、40、50、70),或者
-按权利要求8所述的蓄电池组。
10. 蓄电池系统,包括:
-按权利要求1到3中任一项所述的调温装置(210、215、220、225、230、235、240、250、255、260、270、280、290、295),
-按权利要求4到7中任一项所述的蓄电池模块(10、20、30、40、50、70),
-按权利要求8所述的蓄电池组,或者
-按权利要求9所述的蓄电池。
11. 运输工具、机动车、电动车或者混合动力车,包括:
-与所述运输工具连接的、按权利要求1到3中任一项所述的调温装置(210、215、220、225、230、235、240、250、255、260、270、280、290、295),
-与所述运输工具连接的、按权利要求4到7中任一项所述的蓄电池模块(10、20、30、40、50、70),
-与所述运输工具连接的、按权利要求8所述的蓄电池组,
-与所述运输工具连接的、按权利要求9所述的蓄电池,或者
-与所述运输工具连接的、按权利要求10所述的蓄电池系统。
12. 用于对多个蓄电池单池(100)进行调温的方法,其特征在于:
-使所述多个蓄电池单池(100)沿一空间方向定向;
-提供多个分别包括一个用于容纳调温介质的通道的管子(220、225、250、290、295);并且
-提供多个能够分别与所述多个管子(220、225、250、290、295)中的一个管子(220、225、250、290、295)连接的固定机构(210、215、240),所述固定机构用于将所述多个管子(220、225、250、290、295)固定在所述多个蓄电池单池(100)上;
其中:
-所述多个固定机构(210、215、240)分别被如此固定在所述多个蓄电池单池(100)上,使得所述调温介质能够对所述多个蓄电池单池(100)进行调温。
13. 按权利要求12所述的方法,其中:
-所述多个固定机构(210、215、240)分别包括接触面,所述接触面能够分别与所述多个蓄电池单池(100)中的一个蓄电池单池(100)的单池盖(120)、单池端子(150、155)或者单池底部(115)连接。
14. 按权利要求12或13所述的方法,此外包括:
-提供多个分别布置在所述多个管子(220、225、250、290、295)中的一个管子(220、225、250、290、295)的一个端部上的连接元件(230、235、260),所述连接元件分别用于将所述管子(220、225、250、290、295)连接到调温系统上;
-提供多个分别布置在所述多个管子(220、225、250、290、295)中的一个管子(220、225、250、290、295)的另一个端部上的弓形元件(255),所述弓形元件用于将所述管子(220、225、250、290、295)与所述多个管子(220、225、250、290、295)中的另一个管子(220、225、250、290、295)连接起来;
-提供第一端板(2701)和第二端板(2702),所述端板分别包括多个开口,其中所述多个蓄电池单池(100)布置在所述第一端板(2701)与所述第二端板(2702)之间,并且所述多个管子(220、225、250、290、295)的端部区域分别穿过所述多个开口伸出;或者
-提供多个用于将所述多个蓄电池单池(100)张紧的张紧元件或者螺母(280),其中所述多个张紧元件或者螺母(280)分别被固定在所述多个管子(220、225、250、290、295)的端部区域上。
15. 按权利要求12到14中任一项所述的方法,其中:
-所述多个蓄电池单池(100)借助于所述多个管子(220、225、250、290、295)被张紧;或者
-所述多个蓄电池单池(100)借助于所述多个管子(220、225、250、290、295)电气连接、电气并联连接或者电气串联连接。
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