CN105185947B - 用于干燥电池的装置和方法以及电池、电池系统和车辆 - Google Patents

用于干燥电池的装置和方法以及电池、电池系统和车辆 Download PDF

Info

Publication number
CN105185947B
CN105185947B CN201510321275.XA CN201510321275A CN105185947B CN 105185947 B CN105185947 B CN 105185947B CN 201510321275 A CN201510321275 A CN 201510321275A CN 105185947 B CN105185947 B CN 105185947B
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
packaged unit
moisture
another
desiccant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510321275.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN105185947A (zh
Inventor
A·伦克
C·舒普
B·根丁
M·祖奇尼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of CN105185947A publication Critical patent/CN105185947A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105185947B publication Critical patent/CN105185947B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/02—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/26—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/27—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by heating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/375—Vent means sensitive to or responsive to temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/545—Temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Drying Of Gases (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

一种用于干燥电池(10；20)的装置(200)，其特征在于：用于产生热量的加热机构(230)，用来通过释放所吸纳的水分来再生干燥剂(260)，所述干燥剂能吸纳来自电池(10；20)的水分；开口(220)，所述水分可以经由该开口从电池(10；20)到达干燥剂(260)；和封闭部件(240)，所述封闭部件可以利用所产生的热量来封闭开口(220)。电池(10；20)、电池系统、车辆和用于干燥电池(10；20)的方法。

Description

用于干燥电池的装置和方法以及电池、电池系统和车辆
背景技术
可预见的是，无论静止式应用例如对于风能设备，还是移动式应用例如对于电动汽车(电动车辆EV)或者混合动力车辆(混合动力车辆HEV)，作为可重复充电的蓄能器(EES)，日益使用例如带有锂离子蓄电池、锂聚合物蓄电池或镍-金属混合蓄电池的新式电池系统。
锂离子蓄电池包括正电极(阴极)和负电极(阳极)，这些电极能够可逆地在充电时载入(插入)锂离子(Li+)或者在放电时又卸出(去除)锂离子。锂离子蓄电池具有高的能量密度和低的自我放电性。
这种电池系统必须在可用的能量含量、充电/放电效率、可靠性、寿命和并非所愿的因频繁的部分放电引起的容量损失方面满足很高的要求。
电池系统包括多个电池单池。由于其单池内电阻和所发生的电化学过程，电池单池在充电和放电期间发热。电池单池可以串联(串连)连接，以便提高电压，和/或并联地连接，以便增大最大电流。在此，电池单池可以组装成电池单元或电池模块。在汽车驱动应用中，例如可以把大约100个电池单池(作为牵引电池)串联地或并联地连接起来。因而对于高电压电池系统来说，总电压例如可以为450V或者甚至600V。
对于电池单池工作所允许的温度范围通常介于-30℃和+70℃之间，优选介于+5℃和+35℃之间。在低的工作温度范围内，电池单池的功率能力明显减小。在温度低于约0℃时，电池单池的内电阻显著增大，电池单池的功率能力和效率随着温度的进一步下降而连续地减小。在这种情况下，电池单池还会出现不可逆的损坏。同样在超过工作温度时，电池单池的功率能力也会显著减小。在温度超过约40℃时，电池单池的寿命就会缩短。在这种情况下，电池单池也会出现不可逆的损坏。另外，在电池单池内的和/或在电池模块或电池内部的对于电池单池工作所允许的温度差(温度梯度)通常介于5开尔文和10开尔文之间。在温度差较大时，电池单池的不同区域或者电池模块的或电池的不同的电池单池会遭受不同的载荷，或者甚至(局部)过载和/或毁损。此外，由于温度差和/或温度变化，在电池中存在形成冷凝水的危险。这种损坏会导致电池单池加速老化，或者导致电池单池热穿透(热贯穿)，这对人和环境形成了危险。
在车辆的混合式驱动系中，锂离子大功率电池单池以很高的动态性工作。在例如因制动时的制动能量回收或者因加速时的助推支持而产生短暂的峰值负荷期间，电池单池必须在很短的时间内(在充电情况下)吸收或者(在放电情况下)释放大的功率。由于电池单池的内部电阻，这些短暂的峰值负荷导致电池单池显著地变热。电池单池在充电或放电时的效率很高(约95％)；然而在这种情况下产生的废热却并非可忽略不计。在牵引功率例如为60KW时，会产生5％的损耗即3KW的损耗功率。此外，例如在夏季月份或者在较热的地区，室外温度为40℃乃至更高，这样的室温处于允许的温度范围之外，因而电池单池在不冷却的情况下就无法达到所要求的例如10年或者15年的寿命。
为了保证电池模块或电池系统的安全性、功能和寿命，因此需要使得电池单池在预定的温度范围内工作。一方面，如上所述，在电池单池工作期间产生热量，所述热量必须予以排出，以便避免电池单池发热超过临界的最大温度。另一方面，需要在低温时将电池单池加热到最小温度。为了保持预定的温度范围，对电池模块或电池系统调温，也就是说，根据需要予以冷却或加热，其中，相比于加热，往往更频繁地需要进行冷却。
为此，电池可以包括流体，例如液体如乙醇比如丙醛-1元醇、2元醇、3元醇(甘油、丙三醇)、油或水、液体混合物或冷却剂，作为调温剂例如包括在调温剂回路中的制冷剂或冷却剂。
因此，在电池系统中的调温剂回路受损(泄漏)时，会释放出调温剂例如水。从在电池系统内部与外界之间的一定的压差起，进行压力补偿。这种压力补偿例如可以通过压力补偿部件(压力补偿单元PBU)来进行。如果电池系统的壳体未密闭地封闭(未气密)，就会例如通过压力补偿部件或者密封件有例如水蒸汽形式的水分持续地侵入到电池系统中。由于在电池系统冷却时调温剂温度明显低于壳体内温度，所以会有冷凝水(凝结水、露水)形成。因此会在电池系统内形成和/或聚集液态的水，其要么是纯净的，要么是液体混合物。液态水例如雨水、雾滴和固态水例如冰和雪不属于水汽。
然而，就像所有电的、电子的或信息技术的装置一样，电池系统通常对存在液态形式的流体例如液体比如水很敏感，这是因为它们例如会引发或者至少有助于引发短路、腐蚀、电化学的迁移、绝缘比如电绝缘受损。
如果壳体内的相对空气湿度(相对的空气水分，相对空气湿润度、相对湿度，rH)低，就会防止在壳体内形成冷凝水。在电池系统内布置干燥剂就能抑制住水分，从而使得壳体内的相对空气湿度低。干燥剂的吸收度会随着时间而升高。在这里，基本上可通过重量确定方式来确定吸收度，但这在电池系统中很难进行。而干燥剂的吸纳容量是有限的。如果达到了吸纳容量，也就是说，干燥剂饱和了，那么，附加的水分就会又提高壳体内的相对空气湿度，壳体内的湿度就会达到一个临界值。因此需要对已有的干燥剂进行干燥，也就是说，去除所吸收的水分，或者用新的干燥剂予以更换。
由DE 10 2010 028861 A1已知一种干燥机构，其用于减少壳体内部特别是电池壳体内腔中的气体水分，其中，干燥机构包括干燥剂主体以及用于形状配合地和/或力配合地固定干燥剂主体的固定机构，借助于该固定机构可将干燥剂主体定位在壳体内腔中，或者形成壳体内表面的至少一部分。根据本发明，固定机构经过设计，使得干燥剂主体能可逆地固定。
为了改善电池和电池系统的功能，提高电池单池的寿命，因而需要改善对电池和电池系统的干燥。
发明内容
本发明的具有独立权利要求的特征的装置和方法有如下优点：可以简化对干燥剂例如二氧化硅、分子滤网(分子筛)或基于陶的干燥剂的干燥或再生(再生)。在此，当例如可能从外面进入到电池中或者可能由调温剂积聚的所吸纳的水分通过所产生的热量而释放出来时，可借助所产生的热量操纵的封闭部件将入口封闭。这样就可以在用于干燥电池的装置中借助于加热机构例如加热部件比如靠电工作的加热部件对干燥剂进行干燥或再生。因此，由于干燥剂可以在电池寿命期间保留在电池中，所以可以将其构造为耐久构件。因此，由于在电池寿命期间无需重复地或定期地更换干燥剂，所以能简化装置的结构。还可以减小装置的大小。在此，在对干燥剂进行干燥或再生时所释放出来的水分通过装置切换并不会进入到电池内腔中，而是直接向外排出。因而可以在需要时或者定期地也以短暂的间歇对干燥剂进行干燥。由此可以减少干燥剂量。因而可以进一步减小装置的大小。此外，在干燥或再生干燥剂时可以避免电池单池的由水分引起的腐蚀和热负荷。因此可以防止电池单池因对干燥剂的干燥或再生而老化。此外，在用干燥剂对电池除湿与利用热能比如借助加热部件对干燥剂再生之间进行装置的切换。由此可以省去执行器(促动器)比如电动机和/或电操纵阀。因而可以简化切换。由此可以进一步简化装置的结构，并进一步减轻装置的重量。总之，可以提高装置的可靠性。还可以减小装置的大小、减轻其重量、降低其成本。还可以提高电池单池的寿命，进而提高整个电池的寿命。
从属权利要求中记载了本发明的有利实施方式。
有益地，可以将封闭部件设计成可受温度操纵。由此可以特别紧凑地实现对开口的封闭。
有益地，封闭部件可以包括双金属。由此可以将封闭部件构造得特别简单，和/或能够特别可靠地封闭或打开开口。
有益地，该装置还可以包括用于驱动封闭部件的可受温度操纵的驱动机构。由此可以利用所产生的热量将驱动件布置得与开口间隔开，或者相距加热机构较短的距离。所产生的热量由此可以引起高效地、快速地且可靠地封闭开口。还可以在封闭开口方面优化封闭部件。
有益地，装置还可以包括另一开口和另一封闭部件，所释放出来的水分经由所述另一开口可以从装置中溢出，所述另一封闭部件可以通过所产生的热量来打开所述另一开口。这样就能把所释放出来的水分从装置和电池中直接向外除去。由此可以避免水分(再次)与电池或电池单池接触，这种接触例如会导致腐蚀和/或短路。由于所述另一开口可以借助所产生的热量而打开，而所述开口可以借助所产生的热量封闭，所以可以实现在除湿与再生之间进行切换。
有益地，该装置还可以包括另一开口和另一封闭部件，所释放出来的水分经由所述另一开口可以从装置中溢出，所述另一封闭部件可以通过所释放出来的水分的所产生的压力来打开所述另一开口。这样就能把所释放出来的水分从装置和电池中直接向外除去。由此可以避免水分(再次)与电池或电池单池接触，这种接触例如会导致腐蚀和/或短路。由于所述另一开口可以借助所产生的压力而打开，而所述开口可以借助所产生的热量封闭，所以可以将所述另一开口例如构造为受压力控制的阀比如过压阀。
有益地，可以将所述另一封闭部件设计成可受温度操纵。由此可以特别紧凑地实现对所述另一开口的封闭。
有益地，所述另一封闭部件可以包括双金属。由此可以将所述另一封闭部件构造得特别简单，和/或能够特别可靠地打开或封闭所述另一开口。
有益地，该装置还可以包括用于驱动所述另一封闭部件的可受温度操纵的驱动机构。由此可以利用所产生的热量将驱动件布置得与所述另一开口间隔开，或者相距加热机构较短的距离。所产生的热量由此可以引起高效地、快速地且可靠地打开所述另一开口。还可以借助唯一的驱动机构来驱动所述封闭部件和所述另一封闭部件。由此可以将该装置构造得特别紧凑。
有益地，该装置还可以包括用于驱动所述封闭部件和所述另一封闭部件的可受温度操纵的驱动机构。由此可以利用所产生的热量将驱动件布置得与所述开口和所述另一开口间隔开，或者相距加热机构较短的距离。所产生的热量由此可以引起高效地、快速地且可靠地封闭所述开口和打开所述另一开口。还可以在打开所述另一开口方面优化所述另一封闭部件。
有益地，可受温度操纵的驱动机构可以包括用于把所产生的热量转化为运动的延展材料例如蜡。由此可以特别简单且可靠地实现驱动。
有益地，可受温度操纵的驱动机构可以包括复位部件例如复位弹簧。由此可以在产生热量之后确保在再生与除湿之间的切换。
有益地，该装置还可以包括处理机构，该处理机构用于控制对干燥剂的再生并与加热机构连接。由此可以监视、控制和/或调节除湿与再生或者再生与除湿的切换。由此可以调整、改善或优化装置的效果。
有益地，处理机构可以将加热机构切断持续预定的除湿时间。由此可以实现和保证对电池或壳体的除湿。
有益地，处理机构可以将加热机构接通持续预定的再生时间。由此可以实现和保证对干燥剂的再生。通过再生与除湿之间的(重复的)切换，可以把水分从电池中去除。由此可以提高电池的寿命。
有益地，该装置还可以包括与处理机构连接的水分传感器。由此可以确定由干燥剂吸纳的水分量，或者确定干燥剂的饱和。由此可以根据需要在再生与除湿之间进行切换。由此可以调整、减少或优化热量产生量。由此可以降低能量耗用量和成本。还可以进一步提高电池的寿命。
有益地，当所吸纳的水分低于预定的下限值时，处理机构可以将加热机构切断。由此可以减少热量产生量。由此可以进一步降低能量耗用量和成本。还可以进一步提高电池的寿命。
有益地，当所吸纳的水分高于预定的上限值时，处理机构可以将加热机构接通。由此可以减少或优化干燥剂量。还可以减少电池内的腐蚀。因而可以进一步提高电池的寿命。
有益地，该装置还可以包括由隔热材料构成的壳体或层，用于使得电池相对于所产生的热量绝缘。由此可以减小电池单池的热负荷。因而可以延缓其老化。因而可以进一步提高电池的寿命。
本发明还提出一种包括前述装置的电池或壳体。在此，该装置例如可以装入到电池或壳体中，或者构造在电池或壳体的空腔中。
本发明还提出一种电池系统，其包括前述的装置或前述的电池。
本发明还提出一种车辆，特别是汽车比如电动汽车、混合动力车辆或电动摩托车(电动自行车、电力自行车)、电动脚踏车(电动踏板车、电力踏板车)、海上交通工具比如电动船只或潜水艇(潜艇)、空中交通工具或太空交通工具，其包括与车辆相关的前述装置、与车辆相关的前述电池或者与车辆相关的前述电池系统。
有益地，封闭部件可以设计成可受温度操纵。由此可以特别紧凑地实现对开口的关闭。
有益地，封闭部件可以包括双金属。由此可以特别简单地构造封闭部件，和/或特别可靠地封闭或打开开口。
有益地，该方法还可以包括准备好用于驱动封闭部件的可受温度操纵的驱动机构。由此可以利用所产生的热量将驱动件布置得与开口间隔开，或者相距加热机构较短的距离。所产生的热量由此可以引起高效地、快速地且可靠地封闭开口。还可以在封闭开口方面优化封闭部件。
有益地，该方法还可以包括准备好另一开口和另一封闭部件，所释放出来的水分经由所述另一开口可以从装置中溢出，所述另一封闭部件可以通过所产生的热量来打开所述另一开口。这样就能把所释放出来的水分从装置和电池中直接向外除去。由此可以避免水分(再次)与电池或电池单池接触，这种接触例如会导致腐蚀和/或短路。由于所述另一开口可以借助所产生的热量而打开，而所述开口可以借助所产生的热量封闭，所以可以实现在除湿与再生之间进行切换。
有益地，该方法还可以包括准备好另一开口和另一封闭部件，所释放出来的水分经由所述另一开口可以从装置中溢出，所述另一封闭部件可以通过所释放出来的水分的所产生的压力来打开所述另一开口。这样就能把所释放出来的水分从装置和电池中直接向外除去。由此可以避免水分(再次)与电池或电池单池接触，这种接触例如会导致腐蚀和/或短路。由于所述另一开口可以借助所产生的压力而打开，而所述开口可以借助所产生的热量封闭，所以可以将所述另一开口例如构造为受压力控制的阀比如过压阀。
有益地，可以将所述另一封闭部件设计成可受温度操纵。由此可以特别紧凑地实现对所述开口的封闭。
有益地，所述另一封闭部件可以包括双金属。由此可以将所述另一封闭部件构造得特别简单，和/或能够特别可靠地封闭或打开所述开口。
有益地，该方法还可以包括准备好用于驱动所述另一封闭部件的可受温度操纵的驱动机构。由此可以利用所产生的热量将驱动件布置得与所述另一开口间隔开，或者相距加热机构较短的距离。所产生的热量由此可以引起高效地、快速地且可靠地打开所述另一开口。还可以在打开所述另一开口方面优化所述另一封闭部件。
有益地，该方法还可以包括准备好用于驱动所述封闭部件和所述另一封闭部件的可受温度操纵的驱动机构。由此可以利用所产生的热量将驱动件布置得与所述另一开口间隔开，或者相距加热机构较短的距离。所产生的热量由此可以引起高效地、快速地且可靠地打开所述另一开口。还可以借助唯一的驱动机构来驱动所述封闭部件和所述另一封闭部件。由此可以将该装置构造得特别紧凑。
有益地，可受温度操纵的驱动机构可以包括用于把所产生的热量转化为运动的延展材料例如蜡。由此可以特别简单且可靠地实现驱动。
有益地，可受温度操纵的驱动机构可以包括复位部件例如复位弹簧。由此可以在产生热量之后确保在再生与除湿之间的切换。
有益地，该方法还可以包括准备好处理机构，该处理机构用于控制对干燥剂的再生并与加热机构连接。由此可以监视、控制和/或调节除湿与再生或者再生与除湿的切换。由此可以调整、改善或优化方法的效果。
有益地，处理机构可以将加热机构切断持续预定的除湿时间。由此可以实现和保证对电池或壳体的除湿。
有益地，处理机构可以将加热机构接通持续预定的再生时间。由此可以实现和保证对干燥剂的再生。通过再生与除湿之间的(重复的)切换，可以把水分从电池中去除。由此可以提高电池的寿命。
有益地，该方法还可以包括准备好与处理机构连接的水分传感器。由此可以确定由干燥剂吸纳的水分量，或者确定干燥剂的饱和。由此可以根据需要在再生与除湿之间进行切换。由此可以调整、减少或优化热量产生量。由此可以降低能量耗用量和成本。还可以进一步提高电池的寿命。
有益地，当所吸纳的水分低于预定的下限值时，处理机构可以将加热机构切断。由此可以减少热量产生量。由此可以进一步降低能量耗用量和成本。还可以进一步提高电池的寿命。
有益地，当所吸纳的水分高于预定的上限值时，处理机构可以将加热机构接通。由此可以减少或优化干燥剂量。还可以减少电池内的腐蚀。因而可以进一步提高电池的寿命。
有益地，该方法还可以包括准备好由隔热材料构成的壳体或层，用于使得电池相对于所产生的热量绝缘。由此可以减小电池单池的热负荷。因而可以延缓其老化。因而可以进一步提高电池的寿命。
附图说明
对于本领域技术人员而言，本发明的其它特征和优点可由参照附图对示范性实施方式的如下说明得到，但这些实施方式并非被设计为对本发明的限制。
图1为电池10的示意性的侧视图，其带有根据本发明的一个实施方式的用于干燥电池10的处于除湿状态下的装置200；
图2为电池10的示意性的侧视图，其带有根据本发明的所述实施方式的用于干燥电池10的处于再生状态下的装置200；
图3为电池20的示意性的侧视图，其带有根据本发明的另一个实施方式的用于干燥电池20的处于除湿状态下的装置200；
图4为电池20的示意性的侧视图，其带有根据本发明的所述另一个实施方式的用于干燥电池20的处于再生状态下的装置200。
具体实施方式
图1所示为电池10的示意性的侧视图，其带有根据本发明的一个实施方式的用于干燥电池10的处于除湿状态下的装置200。
电池10包括壳体(电池壳体)110和一个电池单池120或多个电池单池例如两个、三个、四个或更多个电池单池，所述电池单池设置在电池壳体110中。这个电池单池可以设置在电池模块或电池组中。多个电池单池可以设置在一个电池模块、多个电池模块、一个电池组或多个电池组中。电池10还可以包括用于对这个电池单池120或多个电池单池调温即冷却或加热的调温装置和用于引入或引出调温剂的连接管路(软管)。
电池10还包括干燥装置200。该干燥装置200可以包括壳体210。干燥装置200可以从外面装入到例如拧入到电池壳体110中。壳体210可以布置在电池壳体110的开口中。该开口可以为例如椭圆形、方形、矩形或圆形。如图1中示范性地示出，(圆形的)壳体210在其外侧面215上，电池壳体110的(圆形的)开口在其内侧面115上，可以具有相互咬合的螺纹区段，从而可以把壳体210布置并拧入到电池壳体110的开口中。替代地，壳体210例如可以粘接在或卡接(卡塞安装)在电池壳体110的开口中。壳体210或电池壳体110的开口可以具有密封件。壳体210可以包括隔热材料。替代地，可以把干燥装置200构造在电池壳体110的空腔或腔室中。干燥装置200还可以包括由隔热材料构成的层(未示出)。该层可以覆盖壳体210或空腔。
干燥装置200包括干燥剂260例如二氧化硅、分子滤网(分子筛)或基于陶的干燥剂，用于吸纳或暂时抑制水分，所述水分可以经由壳体210中的开口(接口、入口)220从电池10进入到干燥装置200中。入口220可以为例如椭圆形、方形、矩形或圆形。干燥装置200包括封闭部件(入口堵头)240，在干燥剂260的再生期间可以利用所述封闭部件来封闭入口220。入口堵头240可以为例如椭圆形、方形、矩形或圆形。入口220或入口堵头240可以包括密封件(未示出)。如图1中示范性地示出，干燥剂260可以布置在壳体210的壁上，从而沿着中轴线的空间基本上没有干燥剂。
干燥装置200还包括用于产生热量的加热机构230比如电加热器，用来再生(加热和干燥)干燥剂260。电加热器例如可以是电阻丝(加热丝)或电阻箔。该加热机构可以布置在沿着中轴线的空间内。替代地，加热机构230可以穿过干燥剂260。
干燥装置200包括另一在壳体220中的开口(另一接口、出口)225和另一封闭部件(出口堵头)245，借助所产生的热量而释放出来的水分可以经由所述开口从干燥装置200向外排出，在对电池10除湿期间可以利用所述封闭部件将出口225封闭。出口225可以为例如椭圆形、方形、矩形或圆形。如图1中示范性地示出，出口225可以布置在入口220的对面。出口堵头245可以为例如椭圆形、方形、矩形或圆形。出口225或出口堵头245可以包括密封件(未示出)。
图1中所示的干燥装置200还包括用于驱动入口堵头240和出口堵头245的驱动机构250。由于入口220和出口225彼此相对地布置，如图1中示范性地示出，驱动机构250在它们与加热机构230之间布置在沿着中轴线的空间内。驱动机构250借助加热机构230被热学地驱动或移动。驱动机构250可以包括壳体252、延展材料(延展物)256比如蜡和柱塞(延展物处理部件)253，并利用由加热机构230产生的热量工作。驱动机构250还可以包括复位弹簧258。入口堵头240和出口堵头245在柱塞253的相对侧借助一个杆件(轴)254或两个部分杆件固定。
如果在除湿期间将加热机构230如图1所示切断，出口堵头245就封闭出口225，从而没有水分能从外面侵入，而入口堵头240则将入口220打开，从而干燥剂260能吸纳来自电池10的水分。
干燥装置200还可以包括处理机构300和/或传感器比如水分传感器270或温度传感器。处理机构300可以通过导线330与加热机构230连接，和/或通过导线335与水分传感器270连接。处理机构300例如可以包括处理器310和存储器320，该处理机构处理干燥装置的数据例如测量值比如水分测量值和/或温度测量值，并控制或调节加热机构，从而根据当前的情况分别对电池10除湿或者对干燥剂260再生。
为此，处理机构300可以例如定期地或者以可调的间歇将加热机构230切断持续预定的除湿时间，或者将加热机构接通持续预定的再生时间。替代地或补充地，处理机构300可以在所吸纳的水分低于预定的下限值时切断加热机构230，或者在所吸纳的水分高于预定的上限值时接通加热机构230。
图2所示为电池10的示意性的侧视图，其带有根据本发明的所述实施方式的用于干燥电池10的处于再生状态下的装置200。
如果加热机构230在再生期间如图2中所示产生热量，延展物就会由于所产生的热量而延展，并朝向入口220压迫柱塞253。这样一来，入口堵头240便将入口220封闭，从而没有水分能进入到电池10中，而出口堵头245则打开出口225，从而所释放出来的水分能够向外溢出。
图3所示为电池20的示意性的侧视图，其带有根据本发明的另一个实施方式的用于干燥电池20的处于除湿状态下的装置200。
该电池20相应于参照图1和2所述的电池10。装置200基本上相应于参照图1和2所述的装置200。
入口堵头240和出口堵头245包括双金属，该双金属可以例如沿着轴线变形或弯曲。如图3中示范性地示出，入口堵头240和出口堵头245可以布置在加热机构230的端部。替代地，它们可以布置在被加热机构230包围的热量传导机构的端部。该热量传导机构例如可以是金属棒如铜棒。
如图3中所示，入口堵头240在常温(环境温度)情况下弯曲，从而使得入口220在除湿期间打开，进而干燥剂260能够吸纳来自电池20的水分，且该入口堵头在受热时伸长，而出口堵头245在常温(环境温度)情况下伸长，从而使得出口225在除湿期间封闭，进而没有水分能够从外面侵入，且该出口堵头在受热时弯曲。
图4所示为电池20的示意性的侧视图，其带有根据本发明的所述另一个实施方式的用于干燥电池20的处于再生状态下的装置200。
如图4中所示，入口堵头240在温度升高时由于所产生的热量而伸长，从而使得入口220在再生期间封闭，进而没有水分能够进入到电池20内，而出口堵头245在温度升高时弯曲，从而使得出口225在再生期间打开，进而使得所释放出来的水分能够向外溢出。
接下来要说明，术语比如“包括”和“具有”等并不排除可以设置其它部件或规定其它步骤。还要指出，“一个”并不排除“多个”。另外，结合不同的实施方式所述的特征可以任意地相互组合。最后要说明，权利要求书中的附图标记并非限制权利要求的保护范围。

Claims (29)

1.一种用于干燥电池（10；20）的装置（200），其特征在于：
- 用于产生热量的加热机构（230），用来通过释放所吸纳的水分来再生干燥剂（260），所述干燥剂能吸纳来自电池（10；20）的水分；
- 开口（220），所述水分可以经由该开口从电池（10；20）到达干燥剂（260）；和
- 封闭部件（240），所述封闭部件可以利用所产生的热量来封闭开口（220），
其中所述装置（200）还包括由隔热材料构成的层，用于使得电池（10；20）相对于所产生的热量绝缘。
2.如权利要求1所述的装置（200），其中：
- 封闭部件（240）被设计成可受温度操纵；
- 封闭部件（240）包括双金属；或者
- 该装置（200）还包括用于驱动封闭部件（240）的可受温度操纵的驱动机构（250）。
3.如权利要求1或2所述的装置（200），还包括：
- 另一开口（225），所释放出来的水分经由所述另一开口可以从装置（200）中溢出；和
- 另一封闭部件（245），所述另一封闭部件可以通过所产生的热量或者通过所释放出来的水分的所产生的压力来打开所述另一开口（225）。
4.如权利要求3所述的装置（200），其中：
- 另一封闭部件（245）被设计成可受温度操纵；
- 另一封闭部件（245）包括双金属；或者
- 该装置（200）还包括用于驱动另一封闭部件（245）的可受温度操纵的驱动机构（250）。
5.如权利要求3所述的装置（200），还包括：
- 用于驱动封闭部件（240）和另一封闭部件（245）的可受温度操纵的驱动机构（250）。
6.如权利要求2、4或5所述的装置（200），其中：
- 可受温度操纵的驱动机构（250）包括用于把所产生的热量转化为运动的延展材料（256）；或者
- 可受温度操纵的驱动机构（250）包括复位部件。
7.如权利要求1所述的装置（200），还包括：
- 处理机构（300），该处理机构用于控制对干燥剂（260）的再生并与加热机构（230）连接。
8.如权利要求7所述的装置（200），其中：
- 处理机构（300）可以将加热机构（230）切断持续预定的除湿时间；或者
- 处理机构（300）可以将加热机构（230）接通持续预定的再生时间。
9.如权利要求7或8所述的装置（200），还包括：
- 与处理机构（300）连接的水分传感器（270）。
10.如权利要求9所述的装置（200），其中：
- 当所吸纳的水分低于预定的下限值时，处理机构（300）可以将加热机构（230）切断；或者
- 当所吸纳的水分高于预定的上限值时，处理机构（300）可以将加热机构（230）接通。
11.如权利要求1所述的装置（200），其中：
- 所述层构造为壳体。
12.如权利要求6所述的装置（200），其中：
所述延展材料（256）是蜡。
13.如权利要求6所述的装置（200），其中：
所述复位部件是复位弹簧。
14.一种电池（10；20），包括：
- 根据权利要求1-13中任一项的装置（200）。
15.一种电池系统，包括：
- 根据权利要求1-13中任一项的装置（200）；或者
- 根据权利要求14的电池（10；20）。
16.一种车辆、汽车、电动汽车或混合动力车辆，包括：
- 与车辆相关的根据权利要求1-13中任一项的装置（200）；
- 与车辆相关的根据权利要求14的电池（10；20）；或
- 与车辆相关的根据权利要求15的电池系统。
17.一种用于干燥电池（10；20）的方法，其特征在于：
- 准备好用于产生热量的加热机构（230），用来通过释放所吸纳的水分来再生干燥剂（260），所述干燥剂能吸纳来自电池（10；20）的水分；
- 准备好开口（220），所述水分可以经由该开口从电池（10；20）到达干燥剂（260）；
- 准备好封闭部件（240），所述封闭部件可以利用所产生的热量来封闭开口（220）；以及
- 准备好由隔热材料构成的层，用于使得电池（10；20）相对于所产生的热量绝缘。
18.如权利要求17所述的方法，其中：
- 封闭部件（240）被设计成可受温度操纵；
- 封闭部件（240）包括双金属；或者
- 该方法还包括准备好用于驱动封闭部件（240）的可受温度操纵的驱动机构（250）。
19.如权利要求17或18所述的方法，还包括：
- 准备好另一开口（225），所释放出来的水分经由所述另一开口可以从装置（200）中溢出；和
- 准备好另一封闭部件（245），所述另一封闭部件可以通过所产生的热量或者通过所释放出来的水分的所产生的压力来打开所述另一开口（225）。
20.如权利要求19所述的方法，其中：
- 另一封闭部件（245）被设计成可受温度操纵；
- 另一封闭部件（245）包括双金属；或者
- 该方法还包括准备好用于驱动另一封闭部件（245）的可受温度操纵的驱动机构（250）。
21.如权利要求19所述的方法，还包括：
- 准备好用于驱动封闭部件（240）和另一封闭部件（245）的可受温度操纵的驱动机构（250）。
22.如权利要求18、20或21所述的方法，其中：
- 可受温度操纵的驱动机构（250）包括用于把所产生的热量转化为运动的延展材料（256）；或者
- 可受温度操纵的驱动机构（250）包括复位部件。
23.如权利要求17所述的方法，还包括：
- 准备好处理机构（300），该处理机构用于控制对干燥剂（260）的再生并与加热机构（230）连接。
24.如权利要求23所述的方法，其中：
- 处理机构（300）可以将加热机构（230）切断持续预定的除湿时间；或者
- 处理机构（300）可以将加热机构（230）接通持续预定的再生时间。
25.如权利要求23或24所述的方法，还包括：
- 准备好与处理机构（300）连接的水分传感器（270）。
26.如权利要求19所述的方法，其中：
- 当所吸纳的水分低于预定的下限值时，处理机构（300）可以将加热机构（230）切断；或者
- 当所吸纳的水分高于预定的上限值时，处理机构（300）可以将加热机构（230）接通。
27.如权利要求17所述的方法，其中：
- 所述层构造为壳体。
28.如权利要求22所述的方法，其中：
所述延展材料（256）是蜡。
29.如权利要求22所述的方法，其中：
所述复位部件是复位弹簧。
CN201510321275.XA 2014-03-04 2015-03-03 用于干燥电池的装置和方法以及电池、电池系统和车辆 Active CN105185947B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014203927.4A DE102014203927A1 (de) 2014-03-04 2014-03-04 Vorrichtung und Verfahren zur Trocknung einer Batterie sowie Batterie, Batteriesystem und Fahrzeug
DE102014203927.4 2014-03-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105185947A CN105185947A (zh) 2015-12-23
CN105185947B true CN105185947B (zh) 2019-07-05

Family

ID=53883920

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510321275.XA Active CN105185947B (zh) 2014-03-04 2015-03-03 用于干燥电池的装置和方法以及电池、电池系统和车辆

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN105185947B (zh)
DE (1) DE102014203927A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015204678A1 (de) * 2015-03-16 2016-09-22 Robert Bosch Gmbh Batteriekonditionierung mit Sorptionsmittelregeneration
EP3179548B1 (de) * 2015-12-07 2021-02-17 Robert Bosch GmbH Trocknungsvorrichtung einer batterie, verfahren zum betrieb derselben sowie batterie und fahrzeug diese enthaltend
DE102016214259A1 (de) * 2016-08-02 2018-02-08 Robert Bosch Gmbh Lithium-Akkumulator
JP6819906B2 (ja) * 2017-11-24 2021-01-27 トヨタ自動車株式会社 リリーフ弁付き電池
EP3553847A1 (en) 2018-04-12 2019-10-16 Mann+Hummel GmbH Battery air dryer, battery system and electric vehicle battery
CN113571833A (zh) * 2021-07-22 2021-10-29 中国第一汽车股份有限公司 一种电池包和管理方法
EP4421956A1 (en) 2023-02-27 2024-08-28 MANN+HUMMEL GmbH Battery drying device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2440192Y (zh) * 2000-09-05 2001-07-25 陈建升 常温干燥箱快速除湿装置
CN104795514A (zh) * 2014-01-17 2015-07-22 罗伯特·博世有限公司 用于至少一个电池模块或电池系统的壳体及具有一包围电池系统的壳体的电池组

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006028295B4 (de) * 2006-06-20 2010-01-14 Behr Gmbh & Co. Kg Scheinwerfer für ein Fahrzeug mit einer Feuchteaufnahmeeinrichtung
DE102009032463B4 (de) * 2009-07-09 2022-07-07 Vitesco Technologies GmbH Batteriesystem
DE102009050878A1 (de) * 2009-10-27 2011-04-28 Carl Freudenberg Kg Batterie mit einem außerhalb des Batteriegehäuses angeordneten Filterelement
DE102010028861A1 (de) 2010-05-11 2011-11-17 Sb Limotive Company Ltd. Trocknungseinrichtung zur Minderung der Feuchtigkeit eines Gases, Gehäuse, Verfahren zur Herstellung des Gehäuses, Batterie und Kraftfahrzeug
US9040184B2 (en) * 2011-06-10 2015-05-26 Tesla Motors, Inc. Battery pack dehumidifier with active reactivation system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2440192Y (zh) * 2000-09-05 2001-07-25 陈建升 常温干燥箱快速除湿装置
CN104795514A (zh) * 2014-01-17 2015-07-22 罗伯特·博世有限公司 用于至少一个电池模块或电池系统的壳体及具有一包围电池系统的壳体的电池组

Also Published As

Publication number Publication date
CN105185947A (zh) 2015-12-23
DE102014203927A1 (de) 2015-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105185947B (zh) 用于干燥电池的装置和方法以及电池、电池系统和车辆
CN105531840B (zh) 用于为电池壳体除湿的装置和方法
EP2997623B1 (en) Active thermal management and thermal runaway prevention for high energy density lithium ion battery packs
CN100495809C (zh) 二次电池模块
US10122054B2 (en) Battery pack systems that include polymers
US20110104532A1 (en) Battery assembly
CN105453330A (zh) 电动车辆电池组的热管理的装置
CN103069643A (zh) 用于电化学电池单元的壳体
KR20120014143A (ko) 연장된 내구성을 가진 어큐뮬레이터
EP3723157A1 (en) Secondary battery
RU2425436C2 (ru) Батарея с устройством контроля температуры
CN105051968B (zh) 电池和机动车
CN104916798B (zh) 用于至少一个蓄电池模块或蓄电池系统的壳体、蓄电池组和用于再生干燥剂的方法
EP3867969A1 (en) Thermal management of electrochemical storage devices
CN106876617B (zh) 一种自动控温的电池箱及其控制方法
CN104795514A (zh) 用于至少一个电池模块或电池系统的壳体及具有一包围电池系统的壳体的电池组
CN102484379A (zh) 用于存储电能的系统
CN106257739A (zh) 一种蓄电池模块及其制作方法
CN103155213A (zh) 通过水分离而减少冷凝物形成的电池
US9543768B2 (en) Safety device
CN115668594A (zh) 具有选择性相变特征的电池
CN112599891A (zh) 电池包和车辆
CN107181022A (zh) 一种电动汽车动力电池恒温装置
CN115020874A (zh) 一种动力电池热管理控制方法
CN105659429B (zh) 汽车用电池和使用该电池的汽车

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant