CN110880627B - 冷却电池的电池冷却装置或带有电池冷却装置的组件结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冷却电池的电池冷却装置或带有电池冷却装置的组件结构，具体而言本发明涉及一种用于冷却电池(1)、尤其机动车的电池的电池冷却装置(3)，该电池冷却装置带有至少一个管元件(6)，其中，管元件(6)(在横截面方面观察)构造为具有至少一个较短的侧壁部(6a)和至少一个较长的侧壁部(6b)的扁平管(3a)。装配耗费和与此相关联的成本通过如下方式来减少，即，所述侧壁部(6a,6b)之中的至少一个侧壁部在外侧上具有至少一个(第一)覆层(10)并且(第一)覆层(10)绝缘电地且能导热地构造。

Description

冷却电池的电池冷却装置或带有电池冷却装置的组件结构

技术领域

本发明首先涉及一种根据本发明的用于冷却电池、尤其机动车的电池的电池冷却装置。

此外，本发明涉及一种根据本发明的组件结构，所述组件结构带有至少一个电池、尤其机动车的电池和/或电池模块并且带有至少一个之前提到的电池冷却装置。

背景技术

在现有技术中已知多种用于冷却电池、尤其机动车的电池的电池冷却装置。这种电池冷却装置或还有所谓的“电池冷却器”基于冷却剂蒸发冷却或制冷剂蒸发冷却的原理。电池(或牵引用电池)的这种电池冷却装置通常具有构造为扁平管的管元件或具有相应的扁平管，所述扁平管尤其在待冷却的电池的上方和/或下方伸延或此处相应地布置。所述电池冷却装置具有尤其布置在电池的相应的侧处的所谓的“集聚器”，其使制冷剂或冷却剂转向并且分配到不同的路径上、尤其分配到不同的存在的扁平管上。通过挤出工艺生产的扁平管与集聚器的连接的建立借助于钎焊的方法步骤在单独的生产步骤中实现。

那么由US 2016/0149276 A1已知一种电池冷却装置，该电池冷却装置具有蜿蜒形地伸延的扁平管。在此，扁平管或其蜿蜒形的伸延如此构造和/或布置，使得扁平管基本上在电池的侧向的区域之间伸延。在此，各个扁平管的曲折或弯曲基本上在电池的区域的外部伸延或处于电池的区域的外部，其中，电池尤其在上侧处附加地还具有冷却片。

由DE 40 33 636 A1已知一种电池冷却装置，该电池冷却装置具有蜿蜒形地伸延的扁平管，其中，扁平管的横截面逐个区域地或逐个回环地收窄或减少。附加地，设置有相应的集聚器，所述集聚器给彼此相继串联的扁平管的不同的区域供给以冷却剂或制冷剂或确保冷却剂或制冷剂的流进和流出。

那么现在图1例如示出一种电池冷却装置3的迄今在现有技术中已知的构造或一种针对电池冷却装置3的组件结构。在图1中能良好看到地首先示出电池1、尤其电池模块1a，该电池模块经由另外的布置的部件布置在基板2上。用于冷却电池1或电池模块1a的电池冷却装置3布置在电池模块1a的下侧与基板2之间。在此，电池冷却装置3具有相应的扁平管3a。在扁平管3a与电池1的下侧或电池模块1a的下侧之间设置或布置有能导热的单独的中间元件4。中间元件4实现针对在电池1或电池模块1a与扁平管3a之间的相应的热传递的热耦合，其中，制冷剂或冷却剂在扁平管3a内流动并且然后能够将电池1或电池模块1a的热引出。附加地，在扁平管3a的下侧与基板2之间设置有相应的减振元件5，所述减振元件尤其构造为弹簧元件，因此扁平管3a此处能够沿向上的方向即沿电池1的下侧的方向或沿电池模块1a的下侧的方向受压或以力的方式加载，尤其因此相应的面、即扁平管3a的上侧、中间元件4的面和电池1的下侧或电池模块1a的下侧良好地相叠放置并且也实现之前提到的部件之间的相应的热传递或热耦合。

但是在现有技术中已知的电池冷却装置(就如在图1中所示出的)或在图1中所示出的组件结构仍没有最优地构造。在现有技术中已知的电池冷却装置或组件结构(其中，扁平管在电池的上方和/或下方或在电池模块1a的上方和/或下方伸延)仅能够通过大的装配耗费和成本耗费来实现。为了实现良好的热传递和电绝缘在图1中所示出的中间元件4作为单独的部件制造并且相应地布置，由此则在布置扁平管并且布置单独的绝缘层/中间元件4时出现相应高的装配成本。

那么在现有技术中例如由DE 10 2011 016 048 A1已知针对电池和/或针对电池模块构造的电池冷却装置，其中，为了将电池冷却装置固定在电池处和/或电池模块处设置或存在张紧元件。张紧元件一方面设计成用于引导载热剂，另一方面由导热材料形成和/或具有导热层。但是，用于将电池冷却装置布置和/或固定在电池处和/或电池模块处的所述张紧元件的布置在结构上是非常耗费并且需要大的工作耗费和高的装配成本。

最后由DE 40 33 944 A1已知一种电池冷却装置，该电池冷却装置具有由扁平管构成的管系统。在此，伸展的扁平管借助于进给装置运动经过用于移去管表面处的氧化物皮层的装置，其中，然后在这之后在扁平管的两侧上施加钎焊层，该钎焊层(在最终效果方面)用于使扁平管的所述侧与垂直于所述侧伸延的薄片能够以简单的方式连接。但是相应的电池冷却装置的制造工艺以及构造此处也非常工作耗费并且成本高昂。

发明内容

因此，本发明基于如下任务，现在如此设计和改进开头提到的电池冷却装置或开头提到的组件结构，使得用于制造和/或装配电池冷却装置和/或组件结构的制造耗费和/或装配耗费简化，尤其也减少与此相关联的成本。

之前指出的任务现在对于电池冷却装置首先通过本发明来解决。

电池冷却装置现在具有至少一个管元件，其中，该管元件(在横截面方面观察)构造为具有至少一个较短的侧壁部和至少一个较长的侧壁部的扁平管。尤其，该管元件构造为对称的扁平管，其中，该扁平管尤其具有两个短的侧壁部和两个长的侧壁部、尤其因此具有(相比于长的侧壁部)两个较短的侧壁部和(相比于短的侧壁部)两个较长的侧壁部，尤其扁平管(在横截面方面)基本上矩形地构造。

在此，现在首先根据本发明设置成，侧壁部之中的至少一个侧壁部在外侧上具有至少一个(第一)覆层，尤其在一个优选的实施方式中，相应的第一覆层全周缘地设置或存在于外侧上或扁平管的外侧上，其中，(第一)覆层绝缘电地且能导热地构造。

通过将相应的第一覆层至少构造在侧壁部之中的一个侧壁部的外侧上，现在制造相应的第一覆层，该第一覆层绝缘电地且能导热地构造。换言之，由此现在能够将在现有技术中迄今使用的和/或待布置的绝缘电的且能导热的单独的中间元件省去。用于制造相应的电池冷却装置和/或组件结构和/或用于将电池冷却装置布置在电池处和/或电池模块处的装配成本显著减少。

尤其，现在至少在较长的侧壁部之中的一个侧壁部处设置或存在之前提到的第一覆层。换言之，在一个较长的侧壁部的至少一个外侧处构造有绝缘电的且能导热的覆层。然而尤其，在扁平管的外侧上的覆层(尤其在一个优选的实施方式中)实施和/或构造为全周缘地环绕的第一覆层。

优选地，第一覆层附加地构造为补偿公差的覆层，尤其相应的覆层因此至少在确定的最小厚度下构造，尤其具有在0.5mm与2mm之间的厚度。覆层尤其具有补偿公差的特性和/或确定的弹性特性。

在一个特别优选的实施方式中，之前提到的覆层至少在扁平管的面向电池或面向电池模块的侧上和/或在扁平管的面向电池和/或电池模块的侧壁部上比在扁平管的其余侧壁部处更厚地构造。这节省在制造第一覆层时的相应的材料，并且又用于取得公差补偿功能的实现，如上面所描述的。

在另一个优选的实施方式中，第二覆层尤其附加于第一覆层设置。第二覆层绝缘热地且绝缘电地实施并且构造在扁平管的与第一覆层相对而置的侧上，尤其构造和/或设置在与具有第一覆层的相应的侧壁部相对而置的相应的侧壁部的外侧上。

尤其，第二覆层也能够具有补偿公差的特性和/或具有在功能上有效的弹簧特性和/或相应地构造。特别有利的则是，利用相应的扁平管(该扁平管在第一侧壁部上具有第一覆层并且在(相对而置的)第二侧壁部上则具有第二覆层)能够如此实现在电池处和/或在电池模块处的组件结构，使得现在能够相应地省去迄今在现有技术中已知的所需要的单独的部件如例如待布置的单独的中间元件和/或待布置的单独的减振元件。

第一覆层和/或第二覆层能够在扁平管的挤出期间、尤其在相同的生产步骤中相应地施加到相应的侧壁部的相应的外侧上。

尤其，电池冷却装置具有至少一个扁平管，但是优选地具有多个扁平管。这种扁平管能够蜿蜒形地弯曲和/或曲折、尤其构造成扁平管蛇形部。这取决于尤其针对特定的电池和/或针对特定的电池模块的电池冷却装置的相应的特定的应用情况和/或相应的特定的构造。在此，根据待制造的扁平管蛇形部的期望的实施方式，扁平管不仅能够围绕相应地短的侧壁部弯曲和/或曲折，然而而且能够围绕长的侧壁部弯曲和/或曲折。

扁平管具有至少一个用于冷却剂或制冷剂的进入的进入开口和至少一个用于冷却剂或制冷剂的离开的离开开口。在扁平管的一个优选的实施方式中，扁平管具有多个冷却剂通道，所述冷却剂通道通过多个接片形的区域流动技术地相互隔开。优选地，电池冷却装置具有多个相应地构造的扁平管。

第一覆层尤其具有塑料和/或塑料混合物和/或人造树脂作为材料。第一覆层尤其能够具有人造树脂、尤其带有铝氧化物填充物质或硅氧化物填充物质的人造树脂或具有相应的材料组分、尤其由之前提到的成分构成的材料组分。

之前指出的任务现在也通过根据本发明的组件结构来解决。

在此，电池冷却装置现在尤其直接地布置在电池和/或电池模块的上侧处和/或下侧处和/或侧处。在此，则(在横截面方面观察)尤其扁平管的具有第一覆层的、至少一个尤其较长的侧壁部基本上平行于电池和/或电池模块的下侧和/或上侧和/或侧伸延地布置，尤其，此时至少较长的侧壁部尤其具有之前提及的绝缘电的且能导热地构造的第一覆层，借助于该第一覆层尤其也能够附加地实现上面已经说到的公差补偿。在此，第一覆层面向电池和/或电池模块的相应的下侧和/或上侧和/或侧(尤其以直接地接触所述下侧和/或所述上侧和/或所述侧的方式)或相应的具有第一覆层的侧壁部(连同所述第一覆层)面向电池和/或电池模块地伸延地布置。对于上面提及的另外的优选的实施方式的情形(其中扁平管尤其也具有第二覆层)，则所述第二覆层背离电池和/或电池模块的下侧和/或上侧和/或侧地伸延地构造或具有第二覆层的相应的侧壁部则背离电池和/或电池模块地伸延地构造、尤其面向基板或壳体伸延地构造。

结果，避免开头提到的缺点并且实现相应的优点。

附图说明

现在存在多种可行方案来以有利的方式设计和改进根据本发明的电池冷却装置和/或根据本发明的组件结构。为此，首先可以参考说明书。在下面借助附图和所属的说明书更详细地阐释电池冷却装置的多个优选的实施方式。附图中：

图1以示意性图示示出布置在电池的下侧处和/或布置在电池模块的下侧处的在现有技术中已经已知的电池冷却装置(如开头已经阐释的)，

图2以示意性图示在剖面中示出根据本发明的电池冷却装置的第一实施方式，

图3以示意性图示在剖面中示出根据本发明的电池冷却装置的第二实施方式，

图4以示意性图示在剖面中示出根据本发明的电池冷却装置的第三实施方式，

图5以示意性图示在剖面中示出根据本发明的电池冷却装置的第四实施方式，以及

图6以示意性图示示出根据本发明的组件结构，带有在图5中示出的根据本发明的电池冷却装置。

附图标记列表

1 电池

1a 电池模块

2 基板

3 电池冷却装置

3a 扁平管

4 中间元件

5 减振元件、弹簧元件

6 管元件

6a 短的侧壁部

6b 较长的侧壁部

7 空心空间

8 接片形的区域

9 冷却剂通道

10 第一覆层

11 第二覆层。

具体实施方式

图1示出迄今在现有技术中已知的电池冷却装置3和/或针对电池1处的或电池模块1a处的电池冷却装置3的相应的组件结构，而根据本发明的优选的针对根据本发明的电池冷却装置3或组件结构的实施方式能够由图2至6看出或此处相应地示意性地在剖面中示出，但是在图6中以针对在图5中所示出的根据本发明的电池冷却装置3的电池1或电池模块1a的图示示出。

根据图2至5的所述电池冷却装置3可在下面再次相应地更详细地阐释：

在图2至5中示出的相应的电池冷却装置3适用于冷却电池1、尤其此处未更详细地示出的机动车的电池1和/或被用于此或为此相应地构造。

相应的电池冷却装置3具有至少一个管元件6，其中，管元件6(在横截面方面观察)构造为具有至少一个较短的侧壁部6a和至少一个较长的侧壁部6b的扁平管3a。

如能由图2至5看到的，此处示出的管元件6或构造为扁平管3a的管元件6具有两个短的侧壁部6a和两个较长的侧壁部6b。侧壁部6a和6b包围至少一个空心空间7、尤其此处多个空心空间7，制冷剂或冷却剂能够在所述空心空间中流动，以便借助于电池冷却装置3实现电池1和/或电池模块1a的之前已经提及的冷却，如在图6中所示出的。

在图2至5中所示出的优选的实施方式中，空心空间7尤其通过接片形的区域8流动技术地相互隔开，从而由此相应地相互隔开的冷却剂通道9形成在相应的在图2至5中所示出的管元件6内或形成在此处相应的示出的扁平管3a内。

电池冷却装置3能够相应地具有多个扁平管3a或相应地构造的管元件6，如同样已经提及的，其中，于是扁平管3a和/或相应的扁平管3a具有至少一个用于冷却剂或制冷剂的进入的进入开口和至少一个用于冷却剂或制冷剂的离开的离开开口。根据应用情况，相应的进入开口和离开开口能够与集聚器流动技术地可连接和/或连接，也可以参考这里。

但是，开头提到的缺点现在首先通过如下方式来避免，即，侧壁部6a或6b之中的至少一个侧壁部在外侧上具有至少一个第一覆层10并且第一覆层10绝缘电地且能导热地构造。

如由图2至6能明显看到的，相应的第一覆层10此处尤其直接地相应地构造和/或施加在扁平管3a的较长的侧壁部6b的至少一个外侧上，如尤其在图2中所示出的。

图2示出第一覆层10的第一实施方式、尤其扁平管3a的一个较长的侧壁部6b的单侧的覆层。

与此相对，图3示出第一覆层10的第二实施方式。在此，第一覆层10实施为尤其环绕扁平管3a的第一覆层10。换言之，相应的覆层10环绕地、尤其基本上完全环绕地在短的侧壁部6a和较长的侧壁部6b的外侧上伸延。

优选地，第一覆层10(这尤其适用于图2和3的实施方式)构造有确定的厚度，尤其具有在0.5mm与2mm之间的厚度。尤其，借助于如此实施的覆层10也能够补偿相应的公差，因为这种覆层10发挥或能够发挥补偿公差的作用，但是尤其也具有弹性的特性。

图4现在示出针对第一覆层10的第三实施方式。在此，第一覆层10也尤其全周缘地围绕扁平管3a构造，类似像在图3中所示出的，然而第一覆层10至少在尤其于是面向电池(1)或电池模块(1a)的一个较长的侧壁部6b的一侧上、此处尤其在其外侧上具有比在其余侧壁部处稍微更厚地构造的第一覆层10。换言之，扁平管3a的在图4中能看出的上方的较长的侧壁部6b(在图4中)在一种组件结构的情况下面向电池1和/或电池模块1a，其中，第一覆层10此处相应地比在短的侧壁部6a处并且比在此处在图4中所示出的下方的较长的侧壁部6b处更厚地构造。

图5现在示出针对电池冷却装置3的第四实施方式。第四、此处另外的优选的实施方式的电池冷却装置3具有第一覆层10并且尤其附加地具有第二覆层11。第一覆层10(如在图5中能看出的)在上方的(在横截面方面观察)较长的侧壁部6b上以及第二覆层11在下方的(在横截面方面观察)较长的侧壁部6b上分别设置或存在和/或构造在外侧上。第二覆层11绝缘热地且绝缘电地构造。第二覆层11尤其具有(和第一覆层10一样的)补偿公差的特性、但是尤其在功能上也具有起弹簧作用的特性。尤其，第二覆层11比第一覆层10显著更厚地构造。第一覆层(10)此处在(上方的)第一侧壁部6b上设置在外侧上，而第二覆层11在与第一侧壁部6b相对而置的(下方的)第二侧壁部6b上此处同样设置在外侧上，如能由图5看到的。通过构造这种电池冷却装置3也能够避免开头提到的缺点并且实现相应的优点，尤其利用电池冷却装置3的在图5中示出的第四实施方式现在能够实现一种组件结构，而不必如迄今在现有技术中那样设置单独的元件、尤其不必设置单独的中间元件(4)并且不必设置单独的减振元件(5)(如在图1中所示出的)，而是扁平管3a能够直接地设置和/或布置在电池1和/或电池模块1a与基板2或相应的壳体之间，如尤其在图6中所示出的。

特别有利的是，在图3至5中所示出的第一覆层10和/或第二覆层11在扁平管3a挤出期间尤其在相同的生产步骤中能够被施加到相应的侧壁部6a和/或6b的相应的外侧上。在一个优选的实施方式中，第一覆层10和/或第二覆层11尤其在扁平管3a弯曲之前和/或在其曲折之前施加。在扁平管线(Flachrohr-Strang，有时称为扁平管束)缩短成使用或待使用在机动车中的扁平管3a的期望的确定的长度之前，第一覆层10和/或第二覆层11的施加尤其施加到扁平管线上、到扁平管线的相应的外侧上。

扁平管3a也能够蜿蜒形地弯曲和/或曲折、尤其构造成扁平管蛇形部，这此处未详细地示出。后者也取决于电池冷却装置3结合特定的电池1和/或特定的电池模块1a的特定的实施和/或应用。

如之前已经提及的，将塑料和/或塑料组分或塑料混合物、然而尤其人造树脂、尤其带有铝氧化物填充物质和/或硅氧化物填充物质的人造树脂当作为用于第一覆层10的材料。尤其也将特定的塑料材料和/或塑料覆层(尤其基于氨基甲酸脂(Urethane，有时称为尿烷))考虑作为或当作为用于第二覆层11的材料。尤其，第二覆层11构造为氨基甲酸脂覆层和/或聚氨基甲酸脂覆层。

结果，在图2至5中所示出的电池冷却装置3尤其能够直接地布置在电池1和/或电池模块1a的上侧处或下侧处或一侧处，如在图6中所示出的。根据本发明的电池冷却装置3在电池1处或在电池模块1a处的布置尤其在图6中示出。则尤其(在横截面方面观察)至少一个具有第一覆层10的较长的侧壁部6b基本上平行于电池1和/或电池模块1a的下侧和/或上侧和/或侧面向地伸延地布置，从而第一覆层10相应地定位在电池1和/或电池模块1a的相应的下侧和/或上侧和/或侧与扁平管3a之间。由此则实现已经开头明确地阐释的效果和/或功能，尤其电池1和/或电池模块1a与扁平管3a电绝缘，但是能够实现能导热性，尤其也实现补偿公差的作用(尤其后者在覆层10的相应的最小厚度的情形下)。因为相应的第一覆层10现在直接地至少在扁平管3a的相应的外侧上存在和/或构造，扁平管3a能够直接地相应地布置在电池1和/或电池模块1a的下侧处或上侧处或侧处，而不必布置和/或使用迄今在现有技术中所需要的单独的中间元件4(如在图1中所示出的)。

如果根据图5的电池冷却装置3还根据第四实施方式在组件结构中使用，那么则尤其附加地将第二覆层11设置和/或构造在相应的、与第一覆层10相对而置的另外的侧壁部上、尤其设置和/或构造在较长的相应的侧壁部6b上，其与具有第一覆层10的另一个侧壁部6b相对而置。对于这种情况(如在图6中所示出的)，扁平管3a(该扁平管在第一侧壁部6b上具有第一覆层10并且在第二侧壁部6b上具有第二覆层11)则能够相应地如此布置，使得一方面第一覆层10面向电池1地布置并且第二覆层11背离电池1和/或电池模块1a地布置，从而此时然而尤其(如之前已经提及的)不仅能够省去单独的中间元件4(如在图1中所示出的)而且能够省去迄今在现有技术中所需要的减振元件5(如在图1中所示出的)，从而进一步减少装配成本和/或工作成本并且实现相应的另外的优点。在最终效果方面，避免开头提到的缺点并且实现相应的优点。

Claims (15)

1.一种用于冷却电池(1)的电池冷却装置(3)，所述电池冷却装置带有至少一个管元件(6)，其中，所述管元件(6)在横截面方面观察构造为具有至少一个较短的侧壁部(6a)和至少一个较长的侧壁部(6b)的扁平管(3a)，其特征在于，所述较短的侧壁部和所述较长的侧壁部之中的至少一个侧壁部在外侧上具有至少一个第一覆层(10)并且所述第一覆层(10)绝缘电地且能导热地构造，其中，设置有第二覆层(11)，所述第二覆层(11)绝缘热地且绝缘电地构造，并且所述第二覆层(11)构造在与具有所述第一覆层(10)的相应的侧壁部相对而置的侧壁部的外侧上，其中，所述第二覆层(11)构造为具有弹簧功能的覆层。

2.根据权利要求1所述的电池冷却装置，其特征在于，所述电池冷却装置用于冷却机动车的电池。

3.根据权利要求1所述的电池冷却装置，其特征在于，至少所述较长的侧壁部(6b)具有所述第一覆层(10)。

4.根据权利要求1所述的电池冷却装置，其特征在于，所述第一覆层(10)实施为环绕所述扁平管(3a)的覆层。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的电池冷却装置，其特征在于，所述第一覆层(10)构造为补偿公差的覆层。

6.根据权利要求5所述的电池冷却装置，其特征在于，所述第一覆层(10)具有在0.5与2mm之间的厚度。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的电池冷却装置，其特征在于，所述第一覆层(10)至少在所述扁平管(3a)的面向所述电池(1)的相应的侧壁部上比在其余侧壁部处更厚地构造。

8.根据权利要求1所述的电池冷却装置，其特征在于，所述第二覆层(11)构造为补偿公差的覆层。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的电池冷却装置，其特征在于，所述第一覆层(10)和/或所述第二覆层(11)在所述扁平管(3a)弯曲之前和/或在扁平管线缩短至期望的确定的长度之前施加到所述扁平管(3a)的侧壁部的相应的外侧上，相应地制造的扁平管(3a)以所述长度使用在机动车中。

10.根据权利要求1-4中任一项所述的电池冷却装置，其特征在于，所述扁平管(3a)蜿蜒形地弯曲并且/或者所述电池冷却装置(3)具有多个扁平管(3a)。

11.根据权利要求10所述的电池冷却装置，其特征在于，所述扁平管(3a)构造成扁平管蛇形部。

12.一种组件结构，所述组件结构带有至少一个电池(1)，并且带有至少一个根据权利要求1至11中任一项所述的电池冷却装置(3)，其特征在于，所述电池冷却装置(3)布置在所述电池(1)的侧面处。

13.根据权利要求12所述的电池冷却装置，其特征在于，所述电池(1)是机动车的电池。

14.根据权利要求12所述的电池冷却装置，其特征在于，在横截面方面观察所述扁平管(3a)的至少一个具有所述第一覆层(10)的侧壁部平行于所述电池(1)的所述侧面而面向地伸延。

15.根据权利要求12所述的电池冷却装置，其特征在于，在横截面方面观察所述扁平管的具有所述第二覆层(11)的、与具有所述第一覆层(10)的侧壁部相对而置的侧壁部平行于所述电池(1)的所述侧面而背离地伸延。