CN109149000A - 具有多个有待冷却的元件的冷却系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有多个有待冷却的元件并且具有一条能够由调温流体贯穿流过的流动通道的冷却系统，其中所述冷却系统包括有待冷却的第一元件，该第一元件与能够由调温流体环绕流过的第一冷却结构或者与冷却结构的能够由调温流体环绕流过的第一区段导热地连接，其中所述冷却结构的第一区段相应地包括第一表面、第一表面涂层、第一表面粗糙度和/或第一种颜色，并且所述冷却系统包括有待冷却的第二元件。
Description
技术领域
本发明涉及一种按独立权利要求所述类型的具有多个有待冷却的元件的冷却系统。
背景技术
尤其对于用于电动车的电池来说，调温系统应该用于各个电池单池之间的均匀的温度分布。这样的调温系统比如能够包括能够由空气或者由冷却剂贯穿流过的流动通道，所述流动通道向所述电池单池输送热或者将热从所述电池单池上排出。
公开文献EP 1 117 138 A1公开了一种用于电池单池的具有传热结构的冷却系统，所述传热结构布置在各个电池单池之间。所述传热结构在此能够具有不同的几何结构。
公开文献DE 10 2015 200 821 A1公开了一种用于高温电池的冷却系统，其中所述冷却系统由具有一种结构的分离器来构成，所述结构能够由气态的调温介质或者由调温液体来贯穿流过。
发明内容
具有独立权利要求的特征的拥有多个有待冷却的元件的冷却系统具有以下优点：能够局部地改变有待冷却的第一元件与调温流体之间以及有待冷却的第二元件与所述调温流体之间的热传导。
为此，提供一种具有多个有待冷却的元件的冷却系统。
所述冷却系统在此包括流动通道，所述流动通道能够由调温流体贯穿流过。
在此，所述冷却系统包括有待冷却的第一元件和有待冷却的第二元件。
所述有待冷却的第一元件在此与能够由调温流体环绕流过的第一冷却结构导热地连接或者在此与冷却结构的、能够由调温流体环绕流过的第一区段导热地连接。
所述有待冷却的第二元件在此与能够由调温流体环绕流过的第二冷却结构导热地连接或者在此与冷却结构的、能够由调温流体环绕流过的第二区段导热地连接。
在此，所述冷却系统如此构造，使得所述有待冷却的第一元件与所述在流动通道中流动的调温流体之间的热传导小于所述有待冷却的第二元件与所述在流动通道中流动的调温流体之间的热传导。
所述第一冷却结构或者所述第一区段为此比如相应地包括第一表面、第一表面涂层、第一表面粗糙度和/或第一种颜色。
所述第二冷却结构或者所述第二区段为此比如相应地包括第二表面、第二表面涂层、第二表面粗糙度和/或第二种颜色。
在此，所述第一表面能够小于所述第二表面。
在此，所述第一表面涂层能够具有比所述第二表面涂层小的导热性、尤其是热导率。
在此，所述第一表面粗糙度能够具有比所述第二表面粗糙度小的粗糙度值。
在此，所述第一种颜色能够具有比所述第二种颜色小的辐射度（Emissionsgrad）。
通过在从属权利要求中所列举的措施，能够实现在独立权利要求中所说明的装置的有利的拓展方案和改进方案。
在此适当的是，所述具有多个有待冷却的元件的冷却系统构造为具有多个电池单池的电池模块。
在此，所述电池单池尤其是锂离子电池单池。
此外，所述有待冷却的第一元件构造为第一电池单池。
此外，所述有待冷却的第二元件构造为第二电池单池。
这具有以下优点：所述电池模块的电池单池能够在基本上相同的温度水平上来运行并且能够降低各个电池单池之间的局部的温差的构造。
由此能够有利地降低各个电池单池之间的不同的老化速度。
由此，用按本发明的冷却系统能够降低各个电池单池之间的不同的温度分布的构造。
按照本发明的一个有利的方面，所述第一冷却结构或者所述第一区段具有多个第一冷却片。
按照本发明的有利的方面，所述第二冷却结构或者所述第二区段具有多个第二冷却片。
由此能够以同时可靠的热传导来提供所述冷却系统的简单的构造。
适当的是，所述第一冷却片相应地具有第一冷却片表面并且所述第二冷却片相应地具有第二冷却片表面。
在此，第一冷却片表面小于第二冷却片表面。
由此能够提供所述冷却系统的简单的构造。
此外，在此也适当的是，所述第一冷却结构或者所述第一区段具有第一数目的第一冷却片并且所述第二冷却结构或者所述第二区段具有第二数目的第二冷却片。
在此，所述第一冷却片的第一数目小于所述第二冷却片的第二数目。
由此也能够提供所述冷却系统的简单的构造。
有利的是，所述第一冷却片相应地具有第一冷却片宽度并且所述第二冷却片相应地具有第二冷却片宽度。
在此，第一冷却片宽度大于第二冷却片宽度。
由此也能够提供所述冷却系统的简单的构造。
按照本发明的一个适当的方面，所述冷却通道包括第一接口，所述第一接口构造用于将调温流体放入到所述流动通道的里面。
此外，按照本发明的适当的方面，所述流动通道包括第二接口，所述第二接口构造用于将调温流体从所述流动通道中放出来。
在此，所述第一接口与所述有待冷却的第一元件相邻地布置并且所述第二接口与所述有待冷却的第二元件相邻地布置。
按本发明的冷却系统不仅能够用于对电池模块、像比如混合动力车或者插电式混合动力车的电池模块或者固定的存储器的电池模块或者娱乐设备的电池模块进行调温，或者也能够用于对功率半导体进行调温。
此外，尤其能够将按本发明的冷却系统用于每个有待冷却的对象，对于所述对象来说预先给定的温度分布是受欢迎的。
在此，能够用气态的调温流体、像比如空气或者也能够用液态的调温流体来贯穿流过所述流动通道。
尤其所述按本发明的冷却系统提供以下优点：能够提供所述有待冷却的第一元件与所述有待冷却的第二元件之间的均匀的温度分布，即使为此在所述有待冷却的第一元件与所述有待冷却的第二元件之间不同地将热排出给在所述流动通道中流动的调温流体是必要的或者即使通过所述流动通道流动的调温流体在所述流动通道的长度的上变热。
在此，通过所述在流动通道中流动的调温流体与所述有待冷却的元件之间在所述流动通道的长度的上的热传导的提高，尽管所述有待冷却的元件与所述调温流体之间的、由于所述调温流体的变热而减小的温差仍然能够构造尤其是电池单池的恒定的温度分布。
尤其由此也可能的是，能够从所有电池单池中排出恒定的热流。
由此能够尤其将电池模块的电池单池基本上保持在恒定的温度水平上并且避免各个电池单池之间的局部的温差。
此外，按本发明的冷却系统也提供以下优点：能够在没有布置另外的冷却系统的情况下在所述有待冷却的第一元件与所述有待冷却的第二元件、比如第一电池单池与第二电池单池之间构造局部不同的温度分布。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出并且在以下说明中进行详细解释。
图1示意性地示出了按本发明的具有多个有待冷却的元件的冷却系统的视图；
图2示意性地示出了第一冷却结构和第二冷却结构的第一种实施方式；
图3示意性地示出了第一冷却结构和第二冷却结构的第二种实施方式；
图4示意性地示出了第一冷却结构和第二冷却结构的第三种实施方式；并且
图5示意性地示出了第一冷却结构和第二冷却结构的第四种实施方式。
具体实施方式
图1示意性地示出了按本发明的具有多个有待冷却的元件2的冷却系统1的视图。
此外，所述冷却系统1包括流动通道3，该流动通道能够由气态的或者液态的调温流体贯穿流过。
所述冷却系统1在此包括有待冷却的第一元件21和有待冷却的第二元件22。
按本发明的冷却系统1的在图1中示出的实施方式在此包括上面一行11有待冷却的元件2和下面一行12有待冷却的元件2。
现在要借助于图1首先对冷却系统1的按本发明的实施方式进行解释。
所述上面一行11的有待冷却的第一元件21导热地与第一冷却结构41相连接，其中所述第一冷却结构41能够由调温流体环绕流过。
所述上面一行11的有待冷却的第二元件22导热地与第二冷却结构42相连接，其中所述第二冷却结构42能够由调温流体环绕流过。
此外，所述冷却系统1、尤其是所述第二行12有待冷却的元件2具有冷却结构5，其中所述冷却结构5能够由调温流体环绕流过。
所述下面一行12的有待冷却的第一元件21导热地与所述冷却结构5的第一区段51相连接，其中所述第一区段51能够由调温流体环绕流过。
所述下面一行12的有待冷却的第二元件22导热地与所述冷却结构5的第二区段52相连接，其中所述第二区段52能够由调温流体环绕流过。
在此，现在所述第一冷却结构41、所述第一区段51、所述第二冷却结构42和所述第二区段52如此构造，使得所述有待冷却的第一元件21与所述在流动通道3中流动的调温流体之间的热传导小于所述有待冷却的第二元件22与所述在流动通道3中流动的调温流体之间的热传导。
此外，从图1中可以看出，所述流动通道3具有第一接口31，该第一接口构造用于将调温流体放入到所述流动通道3的里面。
此外，从图1中也可以看出，所述流动通道3具有第二接口32，该第二接口构造用于将调温流体从所述流动通道3中放出来。
尤其在此所述第一接口31与所述有待冷却的第一元件21相邻地布置并且尤其所述第二接口32与所述有待冷却的第二元件22相邻地布置。
此外，所述冷却系统1具有纵向方向14，该纵向方向从所述第一接口31指向所述第二接口32。
在此，所述有待冷却的第一元件21沿着所述冷却系统1的纵向方向14布置在所述有待冷却的第二元件22的前面。
按照本发明的一种优选的实施方式，所述具有多个有待冷却的元件2的冷却系统1是具有多个电池单池200的电池模块100。
尤其所述有待冷却的第一元件21是第一电池单池210并且所述有待冷却的第二元件22是第二电池单池220。
本发明如已经描述的那样提供以下优点：尤其能够在所述第一电池单池210与所述第二电池单池220之间构造均匀的温度分布，因为由于所述第一冷却元件41和第二冷却元件42或者所述第一区段51和第二区段52的不同的构造而能够对在运行时间上变热的调温流体的影响进行补偿。
在此要说明，尤其在构造具有冷却结构5的所述冷却系统1时在所述冷却系统1的纵向方向14上连续地提高所述冷却结构5与在所述流动通道3中流动的调温流体之间的热传导。
为此，图2到5相应地示出了所述第一冷却结构41和第二冷却结构42的可能的构造，所述可能的构造当然也能够套用到所述第一区段51和所述第二区段52上。此外，也能够将所有在图2到5中示出的构造相应地彼此组合起来。
图2在此示出了所述第一冷却结构41和第二冷却结构42的第一种实施方式。
所述第一冷却结构41在此具有第一表面61并且所述第二冷却结构42在此具有第二表面62。
在此所述第一表面61小于所述第二表面62。
在此要说明，所述第一表面61或者所述第二表面62相应描绘了所述第一冷却结构41或者第二冷却结构42的整个表面。
从图2中可以看出，所述第一冷却结构41具有多个第一冷却片71。
从图2中可以看出，所述第二冷却结构42具有多个第二冷却片72。
所述第一冷却片71在此相应地具有冷却片表面81并且所述第二冷却片72在此相应地具有第二冷却片表面82。
在此，第一冷却片表面81小于第二冷却片表面82。
比如，所述冷却片表面81、82为此能够具有多个显微镜可见的（mikroskopischen）和/或肉眼可见（makroskopischen）的表面不平度或者表面结构，因而第一冷却片表面81小于第二冷却片表面82。
在此要说明，与所述第一表面61或者所述第二表面62不同的是，所述第一冷却片表面81或者所述第二冷却片表面82相应地仅仅描绘了第一冷却片71或者第二冷却片72的表面。
此外，从图2中可以看出，所述第一冷却结构41具有第一数目的第一冷却片71、尤其是4个第一冷却片71。
此外，从图2中可以看出，所述第二冷却结构42具有第二数目的第二冷却片72、尤其是七个第二冷却片72。
在此，所述第一冷却片71的第一数目小于所述第二冷却片72的第二数目。
此外，图2示出，所述第一冷却片71相应地具有第一冷却片宽度91。
此外，图2示出，所述第二冷却片72相应地具有第二冷却片宽度92。
在此，第一冷却片宽度91小于第二冷却片宽度92。
此外，所述第一冷却片71相应地具有第一冷却片高度101并且所述第二冷却片72相应地具有第二冷却片高度102。所述第一冷却片高度101和所述第二冷却片高度102在此是相同的，其中完全也可能的是，所述第一冷却片高度101小于或者大于所述第二冷却片高度102。
尤其所述第一冷却片71相应地通过第一间距151来彼此隔开并且所述第二冷却片72相应地通过第一间距152来彼此隔开.
在此所述第一间距151大于所述第二间距152。
图3在此示出了所述第一冷却结构41和第二冷却结构42的第二种实施方式。
所述第一冷却结构41在此包括第一表面涂层111并且所述第二冷却结构42在此包括第二表面涂层112。
在此所述第一表面涂层111具有比所述第二表面涂层112小的导热性。
尤其为此所述第一表面涂层111能够由第一种材料构造并且所述第二表面涂层112能够由第二种材料构造，其中所述第一种材料具有比所述第二种材料小的导热性。
尤其为此所述第一表面涂层111也能够具有第一层厚度并且所述第二表面涂层112能够具有第二层厚度，其中所述第一层厚度大于所述第二层厚度。
图4在此示出了所述第一冷却结构41和第二冷却结构42的第三种实施方式。
所述第一冷却结构41在此包括第一表面粗糙度121并且所述第二冷却结构42在此包括第二表面粗糙度122.
在此所述第一表面粗糙度（Oberflächenrauheit）121具有比所述第二表面粗糙度122小的粗糙度值。
图5示出了所述第一冷却结构41和第二冷却结构42的第四种实施方式。
所述第一冷却结构41在此包括第一种颜色131并且所述第二冷却结构42在此包括第二种颜色132。
在此所述第一种颜色（Farbe）131具有比所述第二种颜色132小的辐射度。
尤其所述第一种颜色131比所述第二种颜色132浅。
在此还要指出，所述第一冷却结构41或者冷却结构5的第一区段51能够构造为所述有待冷却的第一元件21的集成的组成部分、像比如第一电池单池210的壳体，或者所述有待冷却的第一元件21能够直接接触地布置在所述第一冷却结构41或者冷却结构5的第一区段51上。
在此也还要指出，所述第二冷却结构42或者冷却结构5的第二区段52能够构造为所述有待冷却的第二元件22的集成的组成部分、像比如第二电池单池220的壳体，或者所述有待冷却的第二元件22能够直接接触地布置在所述第二冷却结构42或者冷却结构5的第二区段52上。
由此能够在所述有待冷却的第一元件21与所述第一冷却结构41或者冷却结构5的第一区段51之间并且在所述有待冷却的第二元件22与所述第二冷却结构42或者冷却结构5的第二区段52之间构造可靠的导热的连接。
Claims (7)
1.具有多个有待冷却的元件（2）并且具有能够由调温流体贯穿流过的流动通道（3）的冷却系统，其中所述冷却系统（1）包括有待冷却的第一元件（21），所述第一元件与能够由调温流体环绕流过的第一冷却结构（41）或者与冷却结构（5）的能够由调温流体环绕流过的第一区段（51）导热地连接，其中所述冷却结构的第一区段相应地包括第一表面（61）、第一表面涂层（111）、第一表面粗糙度（121）和/或第一种颜色（131），并且所述冷却系统（1）包括有待冷却的第二元件（22），所述第二元件与能够由调温流体环绕流过的第二冷却结构（42）或者与冷却结构（5）的能够由调温流体环绕流过的第二区段（52）导热地连接，其中所述冷却结构的第二区段相应地包括第二表面（62）、第二表面涂层（112）、第二表面粗糙度（122）和/或第二种颜色（132），
其特征在于，
所述第一表面（61）小于所述第二表面（62），所述第一表面涂层（111）具有比所述第二表面涂层（112）小的导热性，
所述第一表面粗糙度（121）具有比所述第二表面粗糙度（122）小的粗糙度值，并且/或者
所述第一种颜色（131）具有比所述第二种颜色（132）小的辐射度。
2. 按前一项权利要求所述的冷却系统，其中
所述冷却系统（1）是具有多个电池单池（200）、尤其是锂离子电池单池的电池模块（100），并且
所述有待冷却的第一元件（21）是第一电池单池（210）并且所述有待冷却的第二元件（22）是第二电池单池（220）。
3. 按前述权利要求中任一项所述的冷却系统，其特征在于，
所述第一冷却结构（41）或者所述第一区段（51）具有多个第一冷却片（71）并且
所述第二冷却结构（42）或者所述第二区段（52）具有多个第二冷却片（72）。
4. 按前一项权利要求所述的冷却系统，其中
所述第一冷却片（71）相应地具有第一冷却片表面（81）并且
所述第二冷却片（72）相应地具有第二冷却片表面（82），
其特征在于，
第一冷却片表面（81）小于第二冷却片表面（82）。
5. 按前述权利要求3或4中任一项所述的冷却系统，其中
所述第一冷却结构（41）或者所述第一区段（51）具有第一数目的第一冷却片（71）并且
所述第二冷却结构（42）或者所述第二区段（52）具有第二数目的第二冷却片（72），
其特征在于，
所述第一冷却片（71）的第一数目小于所述第二冷却片（72）的第二数目。
6. 按前述权利要求3到5中任一项所述的冷却系统，其中
所述第一冷却片（71）相应地具有第一冷却片宽度（91）并且
所述第二冷却片（72）相应地具有第二冷却片宽度（92），
其特征在于，
第一冷却片宽度（91）大于第二冷却片宽度（92）。
7. 按前述权利要求中任一项所述的冷却系统，其中
所述流动通道（3）包括构造用于将调温流体放入到所述流动通道（3）的里面的第一接口（31），并且
所述流动通道（3）包括构造用于将调温流体从所述流动通道（3）中放出来的第二接口（32），
其特征在于，
所述第一接口（31）与所述有待冷却的第一元件（21）相邻地布置并且
所述第二接口（32）与所述有待冷却的第二元件（22）相邻地布置。
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