CN108461862A - 蓄能器设备和机动车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种蓄能器设备，具有至少一个蓄能器元件以及至少一个通道构件，该至少一个蓄能器元件配设有散热板，蓄能器元件与该散热板热接触，该至少一个通道构件为了形成至少一个能被冷却剂通流的冷却通道而被紧固在散热板的相对的侧上，其中，与在蓄能器元件与散热板之间的接触面相比，冷却通道至少一样宽以及至少一样长，其中，冷却通道与接触面相对并完全覆盖该接触面。

Description

蓄能器设备和机动车
技术领域
本发明涉及一种蓄能器设备，包括至少一个带有配设的散热板的蓄能器元件和至少一个通道构件，蓄能器元件与该散热板热接触，该至少一个通道构件被紧固在散热板的相对的侧上以用于形成至少一个能被冷却剂通流的冷却通道。
背景技术
蓄能器设备例如应用在具有电的动力装置的机动车中，其中，该蓄能器设备用于储存为了电驱动所需的能量。在运行中，这种蓄能器设备或者说各个蓄能器和导电的部件会剧烈生热，因此需要冷却该蓄能器设备。这种冷却可以例如通过将蓄能器设备与冷却系统热连接来实现。
文献DE 10 2012 209 306 A1示出一种用于电池单体的冷却系统，其中，电池组的电池单体被壳体包围，该壳体在一侧上与外部的冷却系统连接并与该冷却系统相互地热作用。通过这种布置实现：外部的冷却系统的冷却剂即使在泄漏时也不能到达电池壳体中。
在文献DE 10 2011 075 989 A1中公开一种用于冷却车辆的蓄能器的装置，其中，该蓄能器具有至少一个冷却面用于交换热能。该冷却面配设有对流池，通过向对流池填充冷却液体的方式，使得该对流池影响蓄能器到对流池的可由车辆的环境中的空气流过的面的热连接，以使对流池与蓄能器导热连接。
文献WO 2015/132786公开一种电池单体布置结构，其中，在单个电池单体之间布置有形成冷却通道的元件。通过引入该冷却通道中的冷却剂可以冷却该电池单体。
在文献WO 2013/139908 A1中说明了一种用于车辆电池的冷却装置，其中，由与散热板连接的通道板在散热板的外表面上形成冷却通道。通过在冷却通道中的冷却剂循环可以输出被引入到散热板中的热量。
这种冷却装置的缺点是，在蓄能器元件之间通向冷却通道的好的热接触被并不均匀地提供给所有的蓄能器元件。
发明内容
因此本发明的目的是，提供一种更好地冷却蓄能器元件的蓄能器设备。
为了实现上述目的根据本发明提出，与在蓄能器元件与散热板之间的接触面相比，蓄能器设备的冷却通道至少一样宽以及至少一样长，其中，冷却通道与接触面相对并完全覆盖该接触面。
根据本发明的解决方案的优点是，通过冷却通道和在蓄能器元件与散热板之间的接触面的重叠，在冷却通道与蓄能器元件之间实现了大面积的热接触，由此在蓄能器元件中产生的热量可以更有效地通过冷却通道导出。在此，冷却通道的通道宽度和通道长度至少如此大，使得冷却通道完全包括在蓄能器元件与散热板之间的接触面，特别是也可以使得冷却通道比在蓄能器元件与散热板之间的接触面更宽和/或更长。在圆形或其它形状的接触面的情况下，对应于接触面的直径选择通道宽度或通道长度，从而保证了在冷却通道与接触面之间的完全重叠。就是说，在具有矩形的接触面的蓄能器元件中，例如单个的电池单体或电池模块例如具有15cm的宽度和40cm的长度，而布置在散热板的相对的侧上的冷却通道也具有至少15cm的宽度和至少40cm的通道长度，从而通道完全覆盖接触面。也可行的是，多个蓄能器元件彼此前后或彼此并列布置，其中，在这种情况下如此选择冷却通道的宽度或长度，使得冷却通道完全覆盖所有蓄能器元件的接触面以及在该设备中可能出现的在蓄能器元件之间的间隙的接触面。蓄能器设备也可以包括多个冷却通道，这些冷却通道分别被分配有一个或多个蓄能器元件。为了实现热量输出，冷却剂、例如冷却液体穿流过该冷却通道。如此实现将通道构件紧固在散热板上，使得冷却通道如此密封，以致于被导入到冷却通道中的冷却剂不能流出。冷却通道的端面可以根据蓄能器设备的实施形式要么是开放的要么是封闭的。
可以由此形成冷却通道，即通道构件的界定冷却通道的部段具有U形或V形的剖面。在冷却通道的U形或V形中保持敞开的侧面在此被散热板封闭，其中，现在通过对散热板和冷却通道进行界定的部段包围的空间形成冷却通道。该通道构件可以除了具有界定冷却通道的构件之外，还具有另外的、特别是贴靠在散热板上的部段，通过该贴靠在散热板上的部段可以将通道构件紧固在散热板上。通过布置多个这种通道构件，可以产生冷却通道的相应的布置结构。通道构件可以例如设计为折叠的或冲压的金属板件并具有腐蚀防护。散热板可以同样由金属、特别是由具有高导热性能的金属制成，并特别是在界定冷却通道的面上同样具有腐蚀防护。
为了形成多个通道可以设置为，通道构件具有多个、各界定一个冷却通道的部段。由此可以通过紧固通道构件产生多个、彼此分开的冷却通道的通道布置结构。各个冷却通道可以在此分别通过通道构件的部段界定，其中，在界定冷却通道的部段之间可以设置另外的部段，该另外的部段特别是可以贴靠在散热板上，并可以将散热板上的通道构件紧固在该另外的部段上。界定一个冷却通道的部段在此可以同样具有U形或V形的剖面。
本发明的另外的设计方案提出，由此产生多个冷却通道，即通道构件具有蜿蜒式的剖面，或该通道构件包括具有中间隔板的通道板。在具有蜿蜒式的剖面的通道构件中，界定冷却通道的部段与其它部段交替。该冷却通道通过散热板以及通过界定冷却通道的、具有例如U形或V形的剖面的部段界定，其中，另外的部段可以分别位于两个界定冷却通道的部段之间。利用该另外的部段、特别是平面地贴靠在散热板上的部段可以将通道构件紧固在散热板上。也可以如此产生多个冷却通道，即通道构件包括带有中间隔板的通道板，其中，该中间隔板布置在通道板与散热板之间。在此，由散热板、通道板以及至少一个中间隔板界定冷却通道。各个冷却通道在此被中间隔板分开。带有中间隔板的通道板以及带有蜿蜒式的剖面的通道构件可以例如设计为相应成型的金属板件并包括腐蚀防护。
根据本发明可以如此设计蓄能器设备，即蓄能器设备具有多个冷却通道，其中，冷却通道在端面上是开放的，或其中，冷却通道在其端面上彼此连接以形成蜿蜒式构造，或其中，每个冷却通道在其端面上是封闭的并具有布置在冷却通道的端面上的至少两个接口。在具有开放的端面的冷却通道中可以设置为，冷却通道彼此平行地延伸并通过冷却通道的相应的端面实现冷却剂的输入或输出。也可行的是，冷却通道在其侧面上通过连接通道连接以形成蜿蜒式构造，其中，冷却通道的在蜿蜒式构造的开始处的端面以及在蜿蜒式构造的终止处的端面保持开放，这两个端面可以用于冷却剂的输入或输出。另选地也可行的是，每个冷却通道在其端面上是封闭的并具有至少两个接口，通过该接口可以导入或导出冷却剂。该接口可以例如布置在冷却通道的侧面上。也可行的是，在连接成蜿蜒式构造的冷却通道中，端面在蜿蜒式构造的开始和终止处被封闭，并在此也通过相应布置的接口实现冷却剂的输入或输出。
根据本发明可以提出，通道构件通过常见的连接技术，如粘接、螺纹连接或焊接紧固在散热板上。通道构件在此也可以粘接或焊接在通道构件的其它部段上。能够以介质密封的方式实施该连接部位，例如当连接技术本身不能形成密封的连接时，使用密封剂。在此，通过粘接或焊接可以实现所述一个冷却通道或多个冷却通道的密封性，从而在运行中冷却剂不能在该部位处流出。
本发明的另一设计方案提出，在散热板上还布置有蓄能器设备的其它部件、特别是高压线路，其中，所述其它部件以能导热的方式与散热板连接，其中，在部件与散热板之间的接触面被冷却通道包围。在此，冷却通道如此宽或如此长，使得在散热板的相对的侧上的面——在该面上布置有附加部件、例如高压线路——被冷却通道覆盖。由此能够补充地将在部件中产生的热量导出以用于冷却蓄能器元件。
对根据本发明的机动车提出，该机动车具有根据本发明的蓄能器设备。机动车例如可以是带有电的动力装置的机动车，其中，蓄能器设备用于储存对于动力装置所需的能量。
机动车除了具有根据本发明的蓄能器设备之外，还具有车身和冷却剂循环系统，根据本发明可以如此设计，即蓄能器设备的一个或多个所述冷却通道通过车身的、具有冷却通道并被装配到冷却剂循环系统中的至少一个部件与冷却剂循环系统连接。在此，机动车的冷却剂循环系统可以例如包括泵、换热器以及相应的管道以形成冷却剂循环系统。在此，车身的部件可以被装配到冷却剂循环系统中，该部件自身又具有冷却通道，通过该冷却通道可以向蓄能器设备的一个冷却通道或多个冷却通道输送冷却剂或从中导出冷却剂。也可行的是，机动车具有车身的两个部件，这两个部件分别具有一冷却通道，其中，冷却剂通过作为输入管道的车身部件向蓄能器设备的冷却通道流动，然后通过第二部件的冷却通道流出。根据蓄能器设备的冷却通道的实施方案，冷却通道中的每个都可以通过其端面与各一个车身部件连接，或者在以蜿蜒式构造的形式连接的冷却通道的情况下蜿蜒式构造的开始处和终止处都与车身的部件连接，或者车身的部件的冷却通道与例如布置在通道的侧面上的接口连接。
车身的部件可以是侧向地布置在机动车中的部件、特别是侧面裙板。在此，车身的部件可以例如如此布置，使得冷却剂通过车身部件的冷却通道输送给蓄能器设备的冷却通道。在此例如可行的是，在具有开放的端面的冷却通道中，该端面与车身部件的冷却通道连接。
另外可以提出，机动车具有两个分别带有冷却通道的侧面裙板，其中一个冷却通道是输入管道，另一冷却通道是排出管道，其中，输入管道和排出管道与蓄能器设备的一个或多个所述冷却通道连接。这种布置结构实现了机动车中的蓄能器设备和被装配到冷却循环系统中的车身部件的对称的重量分布。
为了实现将车身的部件连接在蓄能器设备的冷却通道上，可以设计为，散热板具有至少一个开口，蓄能器设备的冷却通道通过该至少一个开口与车身的部件的冷却通道连接。也可行的是，散热板具有多个开口，通过这些开口使蓄能器设备的多个冷却通道在输入侧和排出侧都与例如设计为侧面裙板的车身部件的冷却通道连接。
附图说明
从下面说明的实施例以及根据附图得到本发明的其它优点和细节。在此：
图1示出根据本发明的机动车的侧视图，
图2示出根据本发明的蓄能器设备的实施例的透视图，
图3至图5示出根据本发明的蓄能器设备的不同的实施例的侧视图，
图6至图8示出根据本发明的蓄能器设备的不同的实施例的俯视图，
图9示出根据本发明的机动车的细节剖面图，和
图10示出根据本发明的机动车的细节的俯视剖面图。
具体实施方式
在图1中示出的机动车1具有蓄能器设备2，该蓄能器设备包括多个布置在散热板3上的蓄能器元件4。蓄能器设备2通过车身的部件5与机动车1的冷却循环系统连接，其中，冷却循环系统包括泵6、换热器7以及冷却剂管道8。借助于泵6使在冷却循环系统中循环的冷却剂运动，从而由蓄能器设备2产生的余热可以通过换热器7输出到机动车的环境中，这实现了蓄能器设备2的冷却。
图2示出根据本发明的蓄能器设备2的透视图，其中，在散热板3的一侧上布置有蓄能器元件4，其中，在散热板3的与蓄能器元件4相对的一侧上通过紧固在散热板3上的通道构件10形成冷却通道9。该通道在此具有通道宽度bk以及通道长度lk。在散热板3的相对的侧上布置的蓄能器元件4具有宽度bs以及长度ls，因此在此示例中形成与散热板3之间的、边长为bs和ls的矩形的接触面。为了实现从蓄能器元件4中最佳地导出热量，通道设计为，通道宽度bk至少与蓄能器元件的宽度bs一样宽，以及通道长度lk至少与蓄能器元件的长度ls一样长。通过将冷却通道9与蓄能器元件4相对布置，因此使得冷却通道9通过其通道宽度bk和其通道长度lk至少和在蓄能器元件4与散热板3之间的接触面重叠。由通道构件10的、界定冷却通道的部段11形成冷却通道9，其中，冷却通道的上端部被散热板3封闭。通道构件10具有附加的部段12，通过该附加的部段能将通道构件紧固在散热板3上。这种紧固例如可以在由金属板件制成的通道构件10中以及在由能导热的金属制成的散热板3中通过在部段12与散热板3之间的接触面上密封地粘接或焊接实现。部件还可以具有腐蚀防护，以便防止由于冷却剂造成的损坏。这种方式也适用于在下面示出的、另外的实施例。
由于冷却通道和在蓄能器元件4与散热板3之间的接触面重叠，通过完整的接触面实现了在蓄能器元件4中产生的热量向在冷却通道9中循环的冷却剂的热传递，由此蓄能器元件4被冷却。多个蓄能器元件4可以彼此并排或前后地布置，其中，在这种情况下如此选择通道宽度bk和/或通道长度lk，使得冷却通道9包围蓄能器元件4布置结构的整个接触面。在蓄能器元件4布置结构中，在各个蓄能器元件4之间存在间距，因此，使通道宽度bk至少扩宽了在蓄能器元件4之间的间距的值，和/或使通道长度lk至少延长了在蓄能器元件之间的间距的值。
图3示出根据本发明的蓄能器设备2的一个实施例，其中，通过通道构件10形成多个冷却通道9。通道构件10在此具有蜿蜒式结构，其中，在该结构的端部处以及在形成冷却通道的部段11之间分别设置有贴靠在散热板3上的部段12。通道构件10可以通过部段12与散热板3连接。在本实施例中，通道宽度bk比蓄能器元件4的宽度bs宽。垂直于绘图平面延伸的通道长度lk的值在此至少是蓄能器元件4的同样垂直于绘图平面延伸的长度ls，或者在多个彼此前后布置的蓄能器元件4中，通道长度lk的值至少是各长度ls以及在蓄能器元件4之间可能存在的间距的总和。在这种情况下如同在所有其它的实施例中那样可以实现，冷却通道9的数量由通道构件10的相应的结构任意确定，即可以相应实现具有任意数量的冷却通道9的蓄能器设备2。
图4示出蓄能器设备2的另选的实施例，该蓄能器设备具有多个冷却通道9。这些冷却通道9在本实施例中由通道构件10的V形的、界定冷却通道的部段11形成。用于将通道构件10紧固在散热板3上的另外的部段12位于V形的、界定冷却通道的部段11之间。
在图5中示出另一实施例，其中在那里，冷却通道9由通道构件10形成，该通道构件包括通道板13和中间隔板14。冷却通道9在此由散热板3、通道板13以及至少一个中间隔板14界定。在此，通道板13在其边缘上与散热板3连接，中间隔板14既与散热板3又与通道板13以冷却剂密封的方式连接。中间隔板14如同通道板13那样也可以由金属板件制成并具有腐蚀防护。对此另选地也可行的是，通道板13与中间隔板14一件式地由折叠的或冲压的金属板件制成。通道9的通道宽度bk在本实施例中如此宽，使得除了蓄能器元件的宽度bs外，它还完全覆盖布置在蓄能器元件4旁的高压线路15的接触面。由此也实现了由高压线路15产生的热量的热量输出。除了高压线路15外还可以在被冷却通道包括的面的对面布置其它部件、如控制装置或开关元件，以便同样冷却这些部件。
图6示出蓄能器设备2的、形成多个冷却通道9的通道构件10的俯视图。布置在散热板3的相对的侧上的蓄能器元件4在此以虚线示出。在此如此选择通道长度lk，使得该通道长度除了布置成一排的蓄能器元件4的各长度ls外还包括在蓄能器元件4之间的间距。冷却通道9中的每个都具有两个、在本示例中为开放的端面16、17，其中，例如可以分别通过端面16实现冷却剂输入并通过端面17实现相应的冷却剂排出。通过以这种方式经过冷却通道9循环的冷却剂来冷却布置在散热板3的另一侧上的蓄能器元件4。
图7示出本发明的另选的设计方案，其中，冷却通道连接成蜿蜒式构造。该蜿蜒式构造在此如此延伸，使得布置在散热板3的另一侧上的并在此以虚线示出的蓄能器元件4的接触面完全被覆盖。该蜿蜒式构造还具有两个端部18、19，这两个端部可以设计为开放的，从而例如通过端部18可以实现冷却剂流入，以及通过端部19实现相应的冷却剂流出，或者端部18、19可以设计为封闭的，其中，通过附加的、布置在冷却通道上的并且在此未示出的接口来实现冷却剂输入。
在图8中示出根据本发明的蓄能器设备2的另选的实施例。在此，由通道构件10形成的冷却通道9在其端面上被封闭。通过为此设置的接口20实现冷却剂流入，通过接口21实现相应的冷却剂流出。另选地也可以实现，冷却通道9通过在此以虚线示出的连接通道22连接成蜿蜒式结构，其中，例如通过布置在蜿蜒式构造的第一端部23上的接口20实现冷却剂流入，冷却剂在经过由冷却通道9形成的蜿蜒式构造之后在蜿蜒式构造的第二端部24处通过布置在那里的接口21排出。通过冷却剂流经冷却通道9，使得布置在散热板3的另一侧上的蓄能器元件4被冷却。
图9示出根据本发明的机动车1的细节剖面图，该机动车具有蓄能器设备2，该蓄能器设备配设有散热板3、多个蓄能器元件4以及由通道构件10形成的冷却通道9，其中，冷却通道9通过车身的两个部件5与机动车的冷却剂循环系统连接。车身的部件5在此设计为侧面裙板27并具有各一个冷却通道25。在侧面裙板27的冷却通道25与蓄能器设备2的冷却通道9之间的连接通过散热板3的、为此设置的开口26实现。在这种布置结构中，冷却剂的输入例如可以通过一侧实现，而冷却剂的排出则通过机动车的另一侧上的侧面裙板27实现。相应的机动车在此可以具有蓄能器设备2，该蓄能器设备具有多个、特别是彼此并行延伸的冷却通道9。在图10中示出相应的布置结构的局部俯视剖面图。每个冷却通道9都通过开口26与侧面裙板27的、在本示例中沿车辆纵向延伸的冷却通道25连接。在具有连接成蜿蜒式构造的冷却通道9的蓄能器设备2中，散热板3可以如此设计，即该散热板在每侧具有仅一个开口26，从而可以通过一侧实现冷却剂流到蜿蜒式构造的开始处，以及在机动车的另一侧实现冷却剂从蜿蜒式构造的终止处流出。

Claims (12)

1.一种蓄能器设备(2)，具有至少一个蓄能器元件(4)以及至少一个通道构件(10)，该至少一个蓄能器元件配设有散热板(3)，蓄能器元件(4)与该散热板热接触，该至少一个通道构件为了形成至少一个能被冷却剂通流的冷却通道(9)而被紧固在散热板(3)的相对的侧上，其特征在于，与在蓄能器元件(4)与散热板(3)之间的接触面相比，冷却通道(9)至少一样宽以及至少一样长，其中，冷却通道(9)与接触面相对并完全覆盖该接触面。
2.根据权利要求1所述的蓄能器设备(2)，其特征在于，通道构件(10)的界定冷却通道的部段(11)具有U形或V形的剖面。
3.根据权利要求1或2所述的蓄能器设备(2)，其特征在于，通道构件(10)具有分别界定冷却通道的多个部段(11)。
4.根据权利要求3所述的蓄能器设备(2)，其特征在于，通道构件(10)具有蜿蜒式的剖面，或该通道构件包括具有中间隔板(14)的通道板(13)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的蓄能器设备(2)，其特征在于，蓄能器设备(2)具有多个冷却通道(9)，其中，冷却通道(9)在端面上是开放的，或其中，冷却通道(9)在其端面上彼此连接以形成蜿蜒式构造，或其中，每个冷却通道(9)在其端面上是封闭的并具有至少两个、布置在冷却通道的侧面上的接口(20、21)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的蓄能器设备(2)，其特征在于，通道构件(10)通过粘接、螺纹连接或焊接紧固在散热板(3)上。
7.根据前述权利要求中任一项所述的蓄能器设备(2)，其特征在于，在散热板(3)上还布置有蓄能器设备的其它部件、特别是高压线路(15)，其中，所述其它部件以能导热的方式与散热板(3)连接，其中，在部件与散热板(3)之间的接触面被冷却通道(9)包围。
8.一种机动车(1)，其特征在于，该机动车具有根据前述权利要求中任一项所述的蓄能器设备(2)。
9.根据权利要求8所述的机动车(1)，其中，机动车(1)具有车身和冷却剂循环系统，其特征在于，蓄能器设备(2)的一个或多个所述冷却通道(9)通过车身的至少一个部件(5)与冷却剂循环系统连接，该至少一个部件具有冷却通道(25)并被装配到冷却剂循环系统中。
10.根据权利要求9所述的机动车(1)，其特征在于，车身的部件(5)是侧向地布置在机动车上的部件、特别是侧面裙板(27)。
11.根据权利要求10所述的机动车(1)，其特征在于，机动车(1)具有两个分别带有冷却通道(25)的侧面裙板(27)，其中一个冷却通道(25)是输入管道，另一冷却通道(25)是排出管道，其中，输入管道和排出管道与蓄能器设备(2)的一个或多个所述冷却通道(9)连接。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的机动车(1)，其特征在于，散热板(3)具有至少一个开口(26)，蓄能器设备(2)的冷却通道(9)通过该至少一个开口与车身的部件(5)的冷却通道(25)连接。
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