CN108533786A - 截止阀、冷却回路、电池模块和用于运行冷却回路的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有流动通道（3）的电池模块的冷却回路的截止阀，该流动通道具有用于与第一流动通道导流连连接而构造的第一接口（41）和用于与第二流动通道导流连接而构造的第二接口（42），其中在所述第一接口（41）和所述第二接口（42）之间的所述流动通道（3）内布置有可弹性变形构造的弹性元件（2），所述弹性元件被以这种方式构造，即所述弹性元件（2）布置在第一变形状态中时限定第一流动横截面（51）并且所述弹性元件（2）布置在第二变形状态中时限定第二流动横截面（52），其中第一流动横截面（51）小于第二流动横截面（52）。

Description

截止阀、冷却回路、电池模块和用于运行冷却回路的方法
技术领域
本发明基于根据独立权利要求的类型的电池模块的冷却回路的截止阀。电池模块的冷却回路和电池模块也是本发明的主题。此外，本发明也涉及一种用于运行冷却回路的方法。
尤其在本申请的时间点使用的锂离子电池单池通常可以省去电池系统的隔绝，由此可以在电池系统和电池系统的环境之间实现直接的热传递。从本申请的时间点开始，然而对于未来的锂离子电池单池和未来的后锂离子电池单池来讲，到电池系统的环境中的热量损失应该被减少或者完全被避免，为此，可以使用优选例如电池系统的隔绝。
背景技术
对此，文献DE 10 2008 057 305 A1公开了一种用于冷却机动车的热源的装置。
对此，文献WO 2013 034 963 A1公开了一种用于电池系统的冷却装置。
发明内容
具有独立权利要求的特征的电池模块的冷却回路的截止阀具有以下优点：可以以简单的方式影响穿过截止阀流动的调温流体的体积流量。
为此目的，提供了一种电池模块的冷却回路的截止阀。在此，该截止阀包括流动通道。流动通道具有第一接口，该第一接口被构造成与第一流动通道导流连接。流动通道具有第二接口，该第二接口被构造成与第二流动通道导流连接。在此，在第一接口和第二接口之间的流动通道内还布置有弹性元件。在此，弹性元件构造为可弹性变形的。此外，弹性元件以这样的方式被构造，即使得该弹性元件当布置在第一变形状态中时限定第一流动横截面并且该弹性元件当布置在第二变形状态中时限定第二流动横截面。在此，第一流动横截面小于第二流动横截面。
通过在从属权利要求中列举的措施可以实现在独立权利要求中提出的装置的有利的改型方案和改进方案。
在此，流动横截面应理解为垂直于穿过流动通道流动的调温流体的主流动方向而布置的面。特别地，流动横截面垂直于流动通道的纵向方向进行布置。在此，流动通道的纵向方向例如可以从第一接口指向第二接口。
有利的是，当布置在第一变形状态中时，弹性元件将第一接口与第二接口导流地分离。尤其在此关于导流的分离应该如此理解，即没有调温流体能够穿过截止阀的流动通道从第一接口流向第二接口。由此实现了第一接口与第二接口流动技术地解耦。尤其在将截止阀布置在车辆的电池模块的冷却回路中时，电池模块的冷却介质可以在车辆停止期间与环境解耦。这具有这样的优点，即尤其通过流态的冷却介质冷却的车辆的电池模块在车辆停止期间更缓慢地冷却，因为来自电池模块的热量由于第一接口与第二接口之间的流动技术的解耦而不会经由冷却介质而输出。由此此外可以实现的是，不会由于通过冷却介质的热量损失而降低电池系统的隔绝的效率。总体而言由此也可实现的是，电池模块、特别是车辆的电池模块在较长时间段内具有较高的温度水平。
在此还应该注意的是，在将弹性元件布置在第一变形状态中，当然也可以实现第一接口与第二接口不是完全导流地分离，使得尤其在调温流体和环境之间实现压力平衡。
弹性元件具有可充满流体的内部空间是有利的。在此，弹性元件的弹性构造的壁将内部空间流体密封地相对于流动通道进行限定。由此可以以简单的方式将截止阀的弹性元件布置在第一变形状态和第二变形状态中。
此外，如果在此将弹性构造的壁构造为隔膜，则在此是有利的。由此可以以简单的方式构造弹性的壁。
根据本发明的有利方面，截止阀具有与内部空间导流连接的接口。在此，该接口被构造为用于将流体输入到弹性元件的内部空间并且将流体从弹性元件的内部空间输出。由此，可以以简单的方式将弹性元件的内部空间填充流体并且还可以以简单的方式从该内部空间输出流体。
根据本发明的有利方面的另一构思，接口还包括截止元件。在此，以这样的方式构造截止元件，使得在将截止元件布置在第一状态中时，可以将流体输入弹性元件的内部空间中，或者可以将流体从弹性元件的内部空间输出。在此，以这样的方式构造该截止元件，使得在将截止元件布置在第二状态中时，弹性元件的内部空间被流体密封地封闭。由此有利地可以实现的是，通过将截止元件布置在第一状态中实现借助于截止元件使流体流入到弹性元件的内部空间中以及使流体从弹性元件的内部空间流出，其中截止元件在此尤其是打开的，并且此外通过将截止元件布置在第二状态中也可得到弹性元件的第一变形状态以及弹性元件的第二变形状态，其中该截止元件在此尤其是封闭的。
此外，本发明也涉及具有根据本发明的并刚刚描述过的截止阀的电池模块的冷却回路。在此，该冷却回路还包括第一流动通道和第二流动通道。截止阀的第一接口在此与第一流动通道导流连接并且截止阀的第二接口与第二流动通道导流连接。这具有这样的优点，即借助于截止阀可以控制从第一流动通道向第二流动通道的穿过截止阀的流动通道流动的体积流量并且尤其也可以完全地断开该体积流量。
此外，本发明也涉及具有根据本发明的冷却回路的电池模块。
一种用于运行冷却回路的方法也是本发明的主题，该冷却回路特别是电池模块的冷却回路。冷却回路在此包括截止阀。截止阀在此具有流动通道。在此，流动通道的第一接口与冷却回路的第一流动通道导流连接。在此，流动通道的第二接口与冷却回路的第二流动通道导流连接。此外，冷却回路也包括可弹性变形构造的弹性元件，该弹性元件布置在第一接口与第二接口之间的流动通道内。在此，在第一方法步骤中，弹性元件布置在第一变形状态中，使得弹性元件限定第一流动横截面。在此，在第二方法步骤中，弹性元件布置在第二变形状态中，使得弹性元件限定第二流动横截面。在此，第一流动横截面小于第二流动横截面。
这具有如下优点：利用刚刚描述的方法，可以影响通过冷却回路从第一流动通道向第二流动通道穿过截止阀的流动通道的流动的调温流体的体积流量。
有利地，截止阀在此还具有内部空间和弹性构造的壁，其中弹性构造的壁相对于流动通道以流体密封的方式限定内部空间。此外，截止阀还具有与内部空间导流连接的接口。在此，在第一方法步骤中，借助于接口将流体输入到内部空间中从而将弹性元件布置在第一变形状态中。
在此，在第二方法步骤中，借助于接口将流体从内部空间输出从而将弹性元件布置在第二变形状态中。由此，可以以简单的方式将弹性元件布置在第一变形状态和第二变形状态中。
根据本发明的一个方面，接口还包括截止元件。在此，截止元件被布置在第一状态中，从而在实施第一方法步骤或实施第二方法步骤期间，将流体输入到弹性元件的内部空间中或者将流体从弹性元件的内部空间输出，其中截止元件尤其是打开的。
在此，截止元件被布置在第二状态中，从而在实施第一方法步骤之后或者在实施第二方法步骤之后流体密封地封闭内部空间，其中截止元件尤其是封闭的。由此能够以简单的方式构造使得弹性元件布置在第一变形状态中或弹性元件布置在第二变形状态中。
当容纳在弹性元件的内部空间的流体是气体或液体时，这还是有利的。由此可以实现将截止阀的弹性元件既可以以液压的方式而又可以以气动的方式布置在第一变形状态或第二变形状态中。截止阀的气动设计（其中使用气体，尤其例如空气作为流体）可以额外地由于气体的低的导热能力而有利地提高隔绝效果。截止阀的液压设计（其中使用液体，例如尤其用于冷却回路的调温流体作为流体）可以有利地简化构造，因为例如用作调温流体的流体也可以被引入到弹性元件中并且由此可省去额外的流体。
根据本发明的截止阀也可以用于电力驱动的混合动力车辆或插电式混合动力车辆中的电池模块，以及在静态的存储器中或也在移动娱乐设备中使用。此外，特尤其对于未来的锂离子技术来讲，可以使用根据本发明的截止阀。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出并且在下面的描述中更详细地解释。
其中：
图1示出了根据本发明的截止阀的截面的示意性侧视图，该截止阀带有布置在第一变形状态中的弹性元件，
图2示出了根据本发明的截止阀的示意性前视图，该截止阀带有布置在第一变形状态中的弹性元件，
图3示出了根据本发明的截止阀的截面的示意性侧视图，该截止阀带有布置在第二变形状态中的弹性元件，并且
图4示出了根据本发明的截止阀的示意性前视图，该截止阀带有布置在第二变形状态中的弹性元件。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的截止阀1的截面的示意性侧视图，该截止阀带有布置在第一变形状态中的弹性元件2。
截止阀1包括流动通道3。
流动通道3具有第一接口41和第二接口42。
第一接口41被构造为与未在附图示出的第一流动通道导流连接。第二接口42被构造为与未在附图中示出的第二流动通道导流连接。
此外，弹性元件2布置在第一接口41和第二接口42之间的流动通道3内。在此，弹性元件2被构造为可弹性变形的。
此外，以这样种方式构造可弹性变形构造的弹性元件2，使得弹性元件2在布置在图1所示的第一变形状态中时限定第一流动横截面51。对此在图1中，示例性地示出了两个第一流动横截面51。
图2示出了根据本发明的截止阀1的示意性前视图，该截止阀带有布置在第一变形状态中的弹性元件2。
在此，图2示出了如同图1的截止阀1。在此，从图2中可以看出第一接口41和弹性元件2。此外，也可以看出所有第一横截面51中的最小的那个。
此外，图2也示出：弹性元件2不完全分离第一接口41和第二接口42，而是完全可以构造开口53，借助于该开口53可以实现第一接口41和第二接口42之间的压力平衡。
当然此外也实现的是，即弹性元件2在布置在第一变形状态时将第一接口41与第二接口42导流地进行分离，这在图1和图2中未示出。
图3示出了根据本发明的截止阀1的截面的示意性侧视图，该截止阀带有布置在第二变形状态中的弹性元件2。
在此，图3示出了如同图1和图2的同样的截止阀1。唯一的区别在于，根据图3的截止阀1的弹性元件2布置在第二变形状态中。
此外，可弹性变形构造的弹性元件2对此以这样的方式构造，即当布置在以图3所示的第二变形状态中时，弹性元件2限定第二流动横截面52。
图4示出了根据本发明的截止阀1的示意性前视图，该截止阀带有布置在第二变形状态中的弹性元件2。
在此，图4示出了如同图1至图3的同样的截止阀1，其中根据图4的弹性元件2布置在第二变形状态中。
从图1和图3以及图2和图4的比较可以看出：第一流动横截面51小于第二流动横截面52。
在此应该对此注意的是，即流动横截面51，52分别垂直于截止阀1的从第一接口41指向第二接口42的纵向方向10进行布置。
从所示出的图1至图4可以看出，弹性元件2具有可以填充流体的内部空间6。
此外，弹性元件2具有弹性构造的壁7。
在此，弹性元件2的弹性构造的壁7相对于流动通道3以流体密封的方式限定该内部空间6。
根据图1至4所示的截止阀1的实施例，弹性构造的壁7构造为隔膜71。
此外，截止阀1包括与内部空间6导流连接的接口8。在此，对此如此构造该接口8，使得将流体输入到弹性元件2的内部空间6中或将流体从弹性元件2的内部空间6输出。
此外，接口8包括截止元件9。在此，以这样的方式构造截止元件9，使得在将该截止元件9布置在第一状态时，可将流体输入到弹性元件2的内部空间6中或者可将流体从弹性元件2的内部空间6输出。在此，此外以这样的方式构造截止元件9，使得在将该截止元件9布置在第二状态时，弹性元件2的内部空间6是以流体密封的方式被封闭的。
在此，在第一方法步骤中，为了将弹性元件2布置在根据图1和图2的第一变形状态中，借助于该接口8将流体输入到弹性元件2的内部空间6中，其中尤其截止元件9是打开的。接下来为了保持根据图1和图2的弹性元件2的第一变形状态，截止元件9可以以流体密封的方式封闭内部空间6。
在此，在第二方法步骤中，为了将弹性元件2布置在根据图3和图4的第二变形状态中，借助于该接口8将流体从弹性元件2的内部空间6输出，其中尤其截止元件9是打开的。接下来为了保持根据图3和图4的弹性元件2的第二变形状态，截止元件9可以以流体密封的方式封闭内部空间6。
由此也能够以简单的方式将截止阀1的弹性元件2布置在第一变形状态或第二变形状态中，尤其通过打开或封闭截止元件9。

Claims (12)

1.具有流动通道（3）的电池模块的冷却回路的截止阀，该截止阀具有构造用于与第一流动通道导流连接的第一接口（41）和构造用于与第二流动通道导流连接的第二接口（42），其特征在于，在所述第一接口（41）和所述第二接口（42）之间的所述流动通道（3）内布置有可弹性变形构造的弹性元件（2），所述弹性元件如此构造，即所述弹性元件（2）在布置在第一变形状态中时限定第一流动横截面（51）并且所述弹性元件（2）在布置在第二变形状态中时限定第二流动横截面（52），其中第一流动横截面（51）小于第二流动横截面（52）。
2.根据前述权利要求所述的截止阀，其特征在于，所述弹性元件（2）在布置在所述第一变形状态中时导流地将所述第一接口（41）与所述第二接口（42）分离。
3.根据前述权利要求中任一项所述的截止阀，其特征在于，所述弹性元件（2）具有可填充流体的内部空间（6），其中所述弹性元件（2）的弹性构造的壁（7）相对于所述流动通道（3）流体密封地限定所述内部空间（6）。
4.根据前述权利要求所述的截止阀，其特征在于，所述弹性构造的壁（7）构造为隔膜（71）。
5.根据前述权利要求3或4之一所述的截止阀，其特征在于，所述截止阀（1）具有导流地与所述内部空间（6）连接的接头（8），所述接头被构造用于将流体输入到所述弹性元件（2）的所述内部空间（6）中并且将流体从所述弹性元件（2）的所述内部空间（6）中输出。
6.根据前述权利要求所述的截止阀，其中所述接口（8）还包括截止元件（9），所述截止元件（9）被以这种方式构造，使得在将所述截止元件（9）布置在第一状态中时，可将流体输入到所述弹性元件（2）的所述内部空间中或者可将流体从所述弹性元件（2）的所述内部空间（6）中输出，并且在将所述截止元件（1）布置在第二状态中时，所述弹性元件（2）的所述内部空间（6）被流体密封地封闭。
7.一种具有根据权利要求1至6中任一项所述的截止阀的电池模块的冷却回路，其中所述冷却回路还具有第一流动通道和第二流动通道，并且所述截止阀（1）的所述第一接口（41）与所述第一流动通道导流连接并且所述截止阀（1）的所述第二接口（42）与所述第二流动通道导流连接。
8.一种具有根据权利要求7所述的冷却回路的电池模块。
9.一种用于运行冷却回路、尤其电池模块的冷却回路的方法，所述冷却回路包括具有流动通道（3）的截止阀（1），所述流动通道（3）具有与所述冷却回路的第一流动通道导流连接的第一接口（41）并且所述流动通道（3）具有与所述冷却回路的第二流动通道导流连接的第二接口（42），并且所述截止阀（1）具有可弹性变形的弹性元件（2），所述弹性元件布置在所述第一接口（41）和所述第二接口（42）之间的所述流动通道（3）内，其中在第一方法步骤中，所述弹性元件（2）布置在第一变形状态中，使得所述弹性元件（2）限定第一流动横截面（51），并且在第二方法步骤中，所述弹性元件（2）布置在第二变形状态中，使得所述弹性元件（2）限定第二流动横截面（52），其中第一流动横截面（51）小于第二流动横截面（52）。
10.一种用于运行根据前述权利要求所述的冷却回路的方法，其中所述截止阀（1）还具有内部空间（6）并且所述弹性元件（2）的弹性构造的壁（7）流体密封地相对于所述流动通道（3）限定所述内部空间（6），并且其中所述截止阀（1）还具有与所述内部空间（6）导流连接的接口（8），其中在第一方法步骤中为了将所述弹性元件（2）布置在所述第一变形状态中而借助于所述接口（8）将流体输入到所述内部空间（6）中并且其中在第二方法步骤中为了将所述弹性元件（2）布置在所述第二变形状态中而借助于所述接口（8）将流体从所述内部空间（6）输出。
11.一种用于运行根据前述权利要求所述的冷却回路的方法，其中所述接口（8）还包括截止元件（9），并且所述截止元件（8）为在实施所述第一方法步骤期间或在实施所述第二方法步骤期间将流体输入到所述内部空间（6）中或者将流体从所述内部空间（6）输出而布置在第一状态中，并且所述截止元件（9）为在实施所述第一方法步骤之后或者在实施所述第二方法步骤之后流体密封地封闭所述内部空间（6）而布置第二状态中。
12.根据前述权利要求10或11之一所述的用于运行冷却回路的方法，其中所述流体是气体或液体。
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