CN113206312A - 具有冷却装置的蓄电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种蓄电池(1)，其具有由多个并排和/或依次布置的蓄电池单元(2、3)构成的阵列以及用于冷却这些蓄电池单元(2、3)的冷却装置(4)，其中，每个蓄电池单元(2、3)具有两个电极(5)，并且其中，所述冷却装置(4)具有至少一个相变材料元件(PCM元件)(6)，该相变材料元件与蓄电池单元(2、3)的至少一个电极(5)导热地连接。为了改善蓄电池(1)的使用寿命以及确保蓄电池(1)无故障地运行，在此建议，所述PCM元件如此分配给蓄电池单元，使得在充电过程和/或放电过程中比另外的蓄电池单元更大程度地升温和/或居中地布置在所述阵列中的第一蓄电池单元的被冷却的程度大于比所述第一蓄电池单元更小程度地升温和/或偏离中心地布置在所述阵列中的第二蓄电池单元。

Description

具有冷却装置的蓄电池
技术领域
本发明涉及一种蓄电池，该蓄电池具有由多个并排和/或依次布置的蓄电池单元构成的阵列以及用于冷却这些蓄电池单元的冷却装置，其中，每个蓄电池单元具有两个电极，并且其中，所述冷却装置具有至少一个相变材料元件(PCM元件)，该相变材料元件与蓄电池单元的至少一个电极导热地连接。
此外，本发明还涉及一种地面处理设备、尤其清洁设备，所述地面处理设备具有至少一个耗电器和用于为耗电器提供电能的蓄电池。
背景技术
蓄电池在现有技术中充分已知。蓄电池具备一个或多个蓄电池单元，这些蓄电池单元通常由蓄电池壳体包围，蓄电池壳体另外还容纳电池管理系统，电池管理系统用于对蓄电池的监测、调节和保护，例如以便检测蓄电池的荷电状态和避免蓄电池单元的过充电或完全放电。
关于用于清洁设备的蓄电池，在现有技术中例如由专利文献DE 10 2015 109 954A1已知，将通过清洁设备的风扇产生的抽吸空气流导引通过蓄电池壳体并且在此过程中让抽吸空气流掠过蓄电池单元的外周面。因此，蓄电池的这种冷却装置依赖于清洁设备的抽吸运行。
此外，例如由专利文献US 2011/0070474 A1和US 2017/0077487 A1已知通过相变材料冷却的蓄电池，其中，相变材料与蓄电池单元的至少一个电极导热地连接。
其中，已知的冷却装置将所有的蓄电池单元与它们在由蓄电池单元构成的阵列内的位置无关地均等地冷却。然而，位于阵列中心的单元由于邻近另外的热的蓄电池单元而比位于阵列的边缘区域中的蓄电池单元更多地加热。因此产生整个阵列内的不均匀的温度分布。这又导致单元的不均匀的老化和单元的不均匀的性能。由于当最热的蓄电池单元升温超过定义的温度时蓄电池的保护电路切断电源，因此蓄电池被提早关闭，尽管例如多个蓄电池单元还处于允许的范围内。
发明内容
基于上述现有技术，本发明所要解决的技术问题是防止关于蓄电池的大多数蓄电池单元而言过早地关闭蓄电池。此外要改善蓄电池的使用寿命和性能。
为了解决上述技术问题，在此建议，相变材料元件(PCM元件)如此分配给蓄电池单元，使得在充电过程和/或放电过程中比另外的蓄电池单元更大程度地升温和/或居中地布置在所述阵列中的第一蓄电池单元(2)的被冷却的程度大于比所述第一蓄电池单元更小程度地升温和/或偏离中心地布置在所述阵列中的第二蓄电池单元，其中，所述第一蓄电池单元借助于导热元件与不直接与该第一蓄电池单元相邻的第二蓄电池单元直接连接。
按照本发明，与现有技术相比，冷却装置的布置和构造在此改进为，PCM材料单独地如此分配给蓄电池单元，使得PCM材料的分布适应于相应的蓄电池单元的产热。因此，蓄电池单元根据其位置和/或产热单独地冷却，使得在蓄电池阵列中与蓄电池内的相应的位置无关地存在相同的温度。因此，冷却装置优选由多个PCM元件构成，这些PCM元件分别配属于多个蓄电池单元并且将各个或多个蓄电池单元根据其放热单独地冷却。为此，第一蓄电池单元的PCM元件与配属于第二蓄电池单元的PCM元件优选不同地设计。按照本发明，居中地布置在阵列中的蓄电池单元在此可以与偏离中心地布置的蓄电池单元导热地连接，或者说比另外的蓄电池单元更多地升温的蓄电池单元与温度较低的蓄电池单元导热地连接，尽管它们在阵列中不直接相邻。建议的导热元件还优选与PCM元件导热地连接，以便将与导热元件连接的蓄电池单元的热能传递到PCM材料。因此，对较热的第一蓄电池单元的冷却一方面通过导热连接的较冷的第二蓄电池单元进行，并且另一方面通过与导热元件和/或直接与第一蓄电池单元连接的PCM元件进行。通过导热元件的电绝缘的材料防止导热元件将相连的蓄电池单元的极短接。导热元件优选由既具有导热特性又具有电绝缘特性的塑料制成。通过建议的在需要更多地冷却的单元和较少地需要冷却的单元之间的直接(即没有另外的热导体布置在中间)的导热的连接实现了在蓄电池阵列上的均匀的温度分布。
根据另外的实施方式建议，第一蓄电池单元配有的PCM元件具有与第二蓄电池单元的PCM元件相比更高的导热性。因此，需要比另外的蓄电池单元更多地冷却的蓄电池单元配有这样的PCM元件，该PCM元件具有比冷却装置的另外的PCM元件更高的导热性。PCM材料的导热性越高，材料的隔热特性越小，从而由此还有助于确保热量以较大的程度从特别热的蓄电池单元释放。另外可以规定，冷却装置具有多个PCM元件，这些PCM元件具有彼此不同的相变材料，这些相变材料具有不同的相变温度。通过不同的相变材料的组合可以在不同的相变温度下加强地吸收热能，从而可以更精确地调节蓄电池的希望的温度曲线。例如，在35℃的较低温度下，首先第一PCM材料可以吸收热能，其中，在达到更高的例如50℃的温度时达到第二PCM材料的相变温度并且可以吸收更多的热能量。因此，较低的温度最初可以以较高的程度被冷却装置容忍，而在蓄电池的温度继续升高的情况下，多种相变材料可以相继吸收潜热。
根据本发明的另外的实施方式可以规定，所述第一蓄电池单元具有比所述第二蓄电池单元更大的相对于相邻的蓄电池单元的在空间上的距离。因此，与那些以较小程度加热(或者说升温)或例如位于单元阵列的边缘区域中的蓄电池单元相比，更多地加热或居中地布置在蓄电池内的蓄电池单元相对于相邻的蓄电池单元具有更大的距离。通过单元之间较大的空间距离可以实现或提高热传递的对流分量。由此，在相邻的蓄电池单元之间产生较大的自由空间，例如空气流可以导引通过该自由空间。这也促进了冷却装置的冷却功能。此外，在此还可以规定，利用较大的空间距离来以PCM材料包覆蓄电池单元，也就是说，以PCM材料接触蓄电池单元的外周壁。在这种情况下，蓄电池单元之间的距离可以相应大地设计尺寸，以便能够以需要的量布置PCM材料。
分别根据PCM元件的相变材料的类型来控制从所属的蓄电池单体向该PCM元件的某种确定的传热。每种相变材料具有特征化的相变温度、例如熔融温度，熔融温度表示相变材料的第一状态和第二状态之间的转变。当相变材料被加热到例如高于其材料特有的熔融温度的温度时，相变材料吸收蓄电池单元的能量并且从第一聚集态、例如结晶态转变为第二聚集态、例如液态。由于在此过程中热量被吸收，相变材料尤其通过极和/或外周面冷却了与PCM元件形成导热的蓄电池单元。相变材料还可以作为PCM-聚合物组合物存在，其中，用于该组合物的聚合物可以例如是聚乙烯、尤其低密度聚乙烯(LDPE)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。这类组合物有利地是低渗出或无渗出的、机械强度高且耐热变形，从而这类组合物可以例如用作板材。此外这类组合物还具有改善的导热性。冷却装置的相变材料优选是具有大于2kJ/(kgK)的高比热容的相变材料。这种相变材料的优点是，热能可以低损失并且长时间地存储。相变材料在达到熔融温度后吸收的熔化潜热例如明显大于由于相变材料的比热容(在没有相变作用的情况下)能够存储的热能量。在给相变材料加载热能时，材料例如被熔化，在此过程中可以吸收非常多的热能。存储的热能随后又在相变材料凝固时被释放，其中，先前吸收的大量热能作为凝固热被释放到环境中。在由相变材料的熔融温度或凝固温度预定的较小的温度范围内，大量的热能被存储在相对较小的质量中。另外，由于利用了相变材料的亚稳态，可以在没有隔热的情况下并且损失非常小地存储热能。例如其熔融温度处于针对蓄电池运行典型的温度范围内的所有相变材料都可以用作蓄电池的冷却装置的相变材料。在此可以特别优选地注意，在蓄电池的充电运行或放电运行开始时希望对蓄电池进行一定的加热，以便在最佳的工作温度范围内对蓄电池充电或放电。蓄电池通常在较高的、例如50℃或更高的温度下具有最佳的性能，而使用寿命由于高温被缩短。为了达到前述意义上的最佳的工作温度范围，蓄电池应尽快被加热。因此在充电或放电运行开始时不希望通过冷却装置立即对蓄电池进行冷却，这反而会延迟达到最佳的工作温度范围并且因此会降低蓄电池的效率。冷却装置的相变材料在此有利地确保，蓄电池可以先加热直至最佳的工作温度范围，并且当达到相变材料的相变温度时加强地吸收蓄电池的热量。在这种情况下适宜的是，相变材料的相变温度刚好高于蓄电池的最佳的工作温度范围。另外，通过选择冷却装置的多个PCM元件的不同的相变材料可以促进在蓄电池单元的阵列内的均匀的温度分布。与现有技术中使用的蓄电池单元的对流式冷却相比，按照本发明的冷却装置的PCM元件在达到相变温度前未激活。只有当达到相变温度时，相变材料才开始发生相变并且从蓄电池单元获取热能直至达到相变材料的最大的热能吸收。相变材料有利地与蓄电池单元如此连接，使得气体可以从蓄电池单元逸出。相应地，蓄电池单元的阀开放，以便防止所谓的“热失控(thermal runaway)”。备选地，相变材料也可以完全覆盖蓄电池单元的阀，只要保留相变材料中的额定断裂点即可，该额定断裂点在伴随着气体逸出的机械负荷或温度升高下断裂并且让气体不受阻碍地从蓄电池单元逸出。按照本发明的蓄电池可以例如是锂离子蓄电池或者也可以是利用锂硫蓄电池等技术的所谓的后锂离子蓄电池。另外的蓄电池类型也可以得益于本发明。
相变材料优选具有大于25℃且小于80℃的相变温度。尤其建议，相变材料具有大于40℃且小于60℃的相变温度。相变温度优选如此高，使得蓄电池在达到相变材料的相变温度之前达到最佳的工作温度范围。例如在大约50℃时可以是这种情况。在相变温度以下，蓄电池在充电或放电运行中首先像通常一样被加热，从而蓄电池具有尽可能小的内阻。只有当蓄电池的温度如此高使得蓄电池的过早老化或可能的运行时长减少的缺点不再被升高的运行温度的优点压倒时，相变材料才吸收蓄电池的热能并且例如从结晶态转变为液态。应当指出，可能发生不同的相变，例如从固态向液态、两种不同的结晶结构之间的相变或者液相和气相之间的相变。
PCM元件可以设计为薄膜或板件或者可以嵌入薄膜或板件中。尤其在PCM元件设计为板形的情况下，该PCM元件可以可拆卸地布置在蓄电池上，从而该PCM元件在蓄电池的充电过程或放电过程之后可以被取出并且存储的热量可以被清除。此后，该PCM元件可以重新与蓄电池连接或者由未装载热能的PCM元件替代。通过设计为可更换类型的PCM元件可以较快地重新使用蓄电池。在蓄电池可以重新充电或放电之前，不必等待PCM元件内的相变。
此外建议，所述第一蓄电池单元配有PCM元件，该PCM元件与所述第二蓄电池单元的PCM元件相比具有更大的层厚度和/或更大的面尺寸和/或较低的相变温度。蓄电池的冷却装置的PCM元件因此可以在蓄电池单元之间有所不同。较多地加热的蓄电池单元、例如布置在阵列的中心的蓄电池单元可以例如具有这样的PCM元件，该PCM元件具有较大的PCM材料厚度和/或较大的与蓄电池单元的接触面积和/或较低的相变温度。由此，配属于这些蓄电池单元的相变材料可以吸收单独调节的热能量并且在较低的温度下就能吸收潜热。因此，所述冷却装置可以特别独特地适应于蓄电池单元各自的需求。尤其可以调节PCM元件与蓄电池单元的外周面和/或与极的面的按份额的接触面积，其中，PCM元件和相应的蓄电池单元之间的较大的接触面积能够实现对蓄电池单元的更强的冷却。PCM元件的厚度也能够改善冷却效果，因为更多的PCM材料也相应地实现对蓄电池单元的更强的冷却。此外，建议的用于需要更多地冷却的蓄电池单元的较低的相变温度能够实现的是，在蓄电池单元被加热的过程中，PCM材料的冷却作用较早地开始。
此外建议，所述蓄电池具有单元连接器，该单元连接器将至少两个蓄电池单元的电极导电和导热地相互连接，并且所述单元连接器一方面与电极导热地连接并且另一方面与PCM元件导热地连接。在该设计方案中，蓄电池单元的电极不直接与冷却装置的PCM元件连接。而是，所述极首先导热且导电地与单元连接器耦连，其中，该单元连接器随后又与冷却装置的吸收蓄电池单元的热能的相变材料连接。
在此尤其建议，所述PCM元件直接接触单元连接器，或者所述PCM元件接触另外布置在单元连接器和PCM元件之间的电绝缘的导热元件。在相变材料自身设计为电绝缘的情况下，该相变材料可以与单元连接器直接连接，其中，蓄电池的热量被从单元连接器直接传递到相变材料，同时通过相变材料的电绝缘特性防止PCM元件将蓄电池单元的极短接。相反地，如果相变材料是导电的或者无论是否导电，可以另外在单元连接器和PCM元件之间设置电绝缘的导热元件，从而蓄电池具有至少一个电绝缘且能导热的层，该层将单元连接器或蓄电池单元与相变材料热导热地连接。通过电绝缘防止蓄电池单元的短接。
除前述蓄电池外，本发明还建议一种地面处理设备、尤其清洁设备，所述地面处理设备具有至少一个耗电器和用于为耗电器提供电能的蓄电池，其中，所述蓄电池如前述那样设计。因此，按照本发明的地面处理设备的蓄电池具有具备至少一个PCM元件的冷却装置，该PCM元件与至少一个蓄电池单元导热地连接，该蓄电池单元比阵列中的另外的蓄电池单元更多地升温或者居中地布置在阵列中。所述蓄电池可以是与地面处理设备不可拆卸地连接的蓄电池，或者也可以是与地面处理设备可拆卸地连接的蓄电池，该蓄电池可以被取出和更换。地面处理设备可以是自主移行的自动的地面处理设备、例如清洁机器人。但备选地，地面处理设备也可以是由蓄电池驱动、手动导引的地面处理设备。本发明的意义上的地面处理设备例如是清洁设备，但也可以是护理设备、例如抛光设备或打蜡设备等。在本发明的意义上，地面处理设备还包括例如割草设备。按照本发明的地面处理设备的其它特征和优点如前面关于按照本发明的蓄电池描述的那样得出。为避免赘述参照前面的描述。
附图说明
以下根据实施例详细阐述本发明。在附图中：
图1示出按照本发明的地面处理设备；
图2示出剖切按照本发明的地面处理设备得到的纵剖面图；
图3示出蓄电池的示例性结构；
图4示出按照本发明的根据第一实施方式的蓄电池的示意性剖面图；
图5示出根据图4的蓄电池的俯视图；
图6示出根据另外的实施方式的蓄电池的示意性俯视图。
具体实施方式
图1和图2示出设计为自主移行的抽吸机器人的地面处理设备9。尽管此处借助自动的清洁设备阐述本发明，但本发明也可以应用于由使用者手动导引的地面处理设备9。关于此外在图2至图6中示出的蓄电池1，这些实施方式另外不依赖于地面处理设备9的类型，相应的蓄电池1用于为地面处理设备9供能。
此处，根据图1和图2的示例性的地面处理设备9具备用于移动地面处理设备9的电动机驱动的轮子15和至少一个地面处理元件14、此处例如电动机驱动的清洁辊，该清洁辊具有多个刷毛束，用于对待处理的面施加作用。地面处理元件14配属于抽吸口19，该抽吸口通过流动通道20被风扇16的负压施加作用。风扇16由马达驱动，该马达是地面处理设备9的耗电器10。风扇16将抽吸物从待处理的面输送通过流动通道20，其中，抽吸物被过滤元件18拦在抽吸物腔17中，从而仅清洁过的空气可以流向风扇16。地面处理设备9的风扇16和必要时另外的耗电器10配有蓄电池1，以便供能。
蓄电池1借助于冷却装置4冷却。在图3中示出具有多个蓄电池单元2、3的蓄电池1的可行的结构。蓄电池1设计为所谓的“蓄电池组”，其具有由多个蓄电池单元2、3构成的阵列，这些蓄电池单元并排或依次布置。此处，每个蓄电池单元2、3例如设计为柱体形，但也可以具有其它不同的形状。蓄电池单元2、3具有单元外周面12，单元外周面12此处相当于柱体外周面。蓄电池单元2、3在单元端侧13上具有电极5，电极5根据其电位通过单元连接器7(参见图4)互连。在此，蓄电池单元2、3的负极5分别与相邻的蓄电池单元2、3的正极5连接。单元连接器7通常由金属构成并且是导电和导热的。如在图4中所示，单元连接器7在蓄电池1的两侧突伸。此外，蓄电池1具有电池管理系统11，电池管理系统11主要包含保护电路22，保护电路22除其它功能外还具有防止蓄电池单元2、3过充电或完全放电的任务。
以下参照图4至图6详细地阐述蓄电池1的按照本发明的示例性的实施方式。
图4示出剖切根据第一实施方式的蓄电池1的一行得到的示意性剖面图。蓄电池1具有多个蓄电池单元2、3，其中，此处示例性地仅示出由多个并排和依次布置的蓄电池单元2、3构成的阵列的单独的一行。具体而言，蓄电池1包括居中地布置在阵列中并且在蓄电池1运行时相对多地加热的第一蓄电池单元2以及偏离中心地布置在阵列中并且此处属于蓄电池1的边缘区域的第二蓄电池单元3。第二蓄电池单元3相对于第一蓄电池单元2以较小的程度加热或者说升温。蓄电池单元2、3以相对彼此等距的距离d1布置。蓄电池单元2、3的极5借助于单元连接器7既导热又导电地连接。在单元连接器7的背离极5的一侧上存在冷却装置4，冷却装置4此处具有多个PCM元件6。这些PCM元件6由电绝缘的材料制成，以便蓄电池单元2、3不能彼此短接。第一蓄电池单元2的PCM元件6此处示例性地具有与第二蓄电池单元3不同的相变材料。此处建议，第一蓄电池单元2的PCM元件6具有比第二蓄电池单元3的PCM元件6更低的相变温度，以便在蓄电池1加热时及早地将热能从更多地加热的第一蓄电池单元2导出。尽管此处未示出，但备选地，第一蓄电池单元2的PCM元件6也可以具有比第二蓄电池单元3的PCM元件6更大的接触面积或更大的厚度(更多的PCM材料)。此外，在根据图4和图5的例子中，最里面的两个第一蓄电池单元2还借助于导热元件8与分别一个最外面的第二蓄电池单元3导热地连接。由此，最里面的两个第一蓄电池单元2既由最外面的第二蓄电池单元3冷却又由配有的PCM元件6冷却。导热元件8设计为电绝缘的，以便第一蓄电池单元2和第二蓄电池单元3的导热地连接的极5不被短接。导热元件8例如可以制造为由硅橡胶或聚酰胺构成的薄膜或板件。原则上，具有至少0.5W/(mK)的导热系数并且同时具有至少10Ωm的比电阻的所有材料都适合用于构造导热元件8。优选地，导热元件8具有比电阻大于1x 106Ωm的绝缘材料。导热元件8的形状和尺寸可以适应于在蓄电池1中的第一蓄电池单元2和第二蓄电池单元3之间的距离，其中，导热元件8优选不接触位于中间的蓄电池单元2、3。然而，根据另外的实施方式，还可以规定，布置于中间的另外的第一蓄电池单元2也通过导热元件8与位于外部的第二蓄电池单元3导热地连接。尽管未示出，但还可以在单元连接器7和PCM元件6之间设置导热元件8，该导热元件8具有电绝缘特性并且还确保蓄电池单元2、3的极5和PCM元件6之间的导热。PCM元件6通过由此提供的电绝缘相对于单元连接器7绝缘，使得蓄电池单元2、3的极5不能被短接。在这种情况下，PCM元件6的相变材料可以是导电的。通过蓄电池1的极5与冷却装置4的PCM元件6的相变材料的导热连接可以有针对性地散热。因此可实现整个蓄电池1的有效率的且尤其还均匀的冷却。除极5外，此外例如保护电路22也可以与冷却装置4连接、即与PCM元件6导热地连接。可选地，除极5外，此外还可以将单元外周面12与PCM元件6在热学上连接，从而蓄电池单元2、3不仅通过单元端侧13被冷却，而且还通过通常较大的单元外周面12被冷却。
配属于外部的第二蓄电池单元3的PCM元件6的相变材料例如具有至少2kJ/(kg·K)的比热容。相变材料例如是三水合乙酸钠，其熔融温度为58℃。相变材料吸收加热的蓄电池单元3的热量并且在此过程中在此处示例性地给出的58℃的熔点下转变为液态。由于发生相变，相变材料可以从蓄电池单元3吸收较大的热能量。除建议的三水合乙酸钠外，还可以使用其它不同的盐或石蜡、例如六水合磷酸氢二钾作为蓄热介质。配属于当中的第一蓄电池单元2的PCM元件6的相变材料与配属于外部的第二蓄电池单元3的PCM元件的相变材料相比优选具有较低的相变温度，从而可以从第一蓄电池单元2导出比从第二蓄电池单元3更多的热量。例如，第一蓄电池单元2可以配有相变温度在40℃至50℃之间的相变材料。
相变材料通常添加有成核剂，成核剂可以引起相变材料的结晶，以便能够重新释放存储的热能。分别根据蓄电池1的最佳的运行温度，可以选择具有较高或较低的相变温度的相变材料。在此需要相互平衡的是，蓄电池1的较高温度确保蓄电池1的最佳性能，但从某个确定的温度起，蓄电池1的运行时长和使用寿命可能显著降低。优选地，蓄电池1的温度不应明显高于60℃。相应地，相变温度处于40℃至60℃的温度范围内的相变材料是适宜的。在蓄电池1运行时在充电过程或放电过程期间，蓄电池单元2、3加热，其中，PCM元件6的相变材料最初尚未达到相变温度。在此，相变材料6可以在还未发生例如从固态到液态的相变的情况下先与其比热容相符地吸收热能。当蓄电池单元2、3一定程度地加热、即优选超过蓄电池1的定义的最佳运行温度时，配属于第一蓄电池单元2的相变材料的相变温度才被超出，从而开始相变并且这时相变材料可以吸收明显更多的热能。当第二蓄电池单元3在较晚的时间点同样达到其配有的相变材料的特定的相变温度时，第二蓄电池单元3也由对应的PCM元件6冷却。
如另外在根据图5的俯视图中所示，分别在当中的第一蓄电池单元2以直接的方式仅仅与仅一个第二蓄电池单元3连接，其中，第二蓄电池单元3是蓄电池1的阵列的边缘单元。布置于中间的蓄电池单元2、3不被接触，至少不被导热接触。然而，不同的实施方式也可以规定，多个不直接相邻的蓄电池单元2、3通过这样的导热元件8连接。
重要的是，在充电和/或放电过程中更多地加热的内部的蓄电池单元2比与之相比较少地加热的外部的蓄电池单元3更多地被冷却。在根据图4和图5的实施方式中还可以考虑许多其它的实施方式，其中，蓄电池单元2、3例如可以相对彼此具有不同的距离d1、d2，和/或PCM元件6可以具有彼此不同的导热性，其中，配属于第一蓄电池单元2的PCM元件6优选具有较高的导热性。
图6示出根据另外的可能的实施方式的蓄电池1的局部俯视图，该蓄电池1具有由多个第一蓄电池单元2和第二蓄电池单元3构成的阵列。第一蓄电池单元2和第二蓄电池单元3相对彼此具有不同的距离d1、d2，其中，居中地布置在阵列中的蓄电池单元2具有比例如偏离中心地布置的第二蓄电池单元3更大的相对于另外的蓄电池单元2、3的距离d2。所示的示意图仅示出蓄电池1的局部区域。此处所示的外部的第二蓄电池单元3当然可以由另外的第二蓄电池单元3包围。不同的距离d1、d2此处例如沿阵列的两个不同的定向存在。
在该实施方式中，还设置有与蓄电池单元2或3的单元外周面12接触的PCM元件6，尽管不是必须的而是仅是示例性的。此处例如五个当中的第一蓄电池单元2具有比其余的蓄电池单元3更大的材料厚度的PCM元件6。通过该设计方案，第一蓄电池单元2比第二蓄电池单元3更多地被冷却，即一方面由于PCM元件6更厚并且因此具有更多的相变材料，另一方面，由于与相邻的蓄电池单元2、3的距离d2更大，因此除借助于PCM元件6进行冷却之外，还可以通过阵列内的较大的自由空间进行对流冷却。
此处所示的实施方式对本发明而言仅是示例性的。当然，所介绍的变型的子组合也是可行的
附图标记列表
1 蓄电池
2 第一蓄电池单元
3 第二蓄电池单元
4 冷却装置
5 极
6 PCM元件
7 单元连接器
8 导热元件
9 地面处理设备
10 耗电器
11 电池管理系统
12 单元外周面
13 单元端侧
14 地面处理元件
15 轮子
16 风扇
17 抽吸物腔
18 过滤元件
19 抽吸口
20 流动通道
21 壳体
22 保护电路
d1 距离
d2 距离

Claims (12)

1.一种蓄电池(1)，具有由多个并排和/或依次布置的蓄电池单元(2、3)构成的阵列以及用于冷却这些蓄电池单元(2、3)的冷却装置(4)，其中，每个蓄电池单元(2、3)具有两个电极(5)，并且其中，所述冷却装置(4)具有至少一个相变材料元件(PCM元件)(6)，该相变材料元件与蓄电池单元(2、3)的至少一个电极(5)导热地连接，其特征在于，所述PCM元件(6)如此分配给蓄电池单元(2、3)，使得在充电过程和/或放电过程中比另外的蓄电池单元(2、3)更大程度地升温和/或居中地布置在所述阵列中的第一蓄电池单元(2)的被冷却的程度大于比所述第一蓄电池单元更小程度地升温和/或偏离中心地布置在所述阵列中的第二蓄电池单元(3)，其中，所述第一蓄电池单元(2)借助于导热元件(8)与不直接与该第一蓄电池单元(2)相邻的第二蓄电池单元(3)直接连接。
2.一种蓄电池(1)，具有由多个并排和/或依次布置的蓄电池单元(2、3)构成的阵列以及用于冷却这些蓄电池单元(2、3)的冷却装置(4)，其中，每个蓄电池单元(2、3)具有两个电极(5)，并且其中，所述冷却装置(4)具有至少一个相变材料元件(PCM元件)(6)，该相变材料元件与蓄电池单元(2、3)的至少一个电极(5)导热地连接，其特征在于，所述PCM元件(6)如此分配给蓄电池单元(2、3)，使得在充电过程和/或放电过程中比另外的蓄电池单元(2、3)更大程度地升温和/或居中地布置在所述阵列中的第一蓄电池单元(2)的被冷却的程度大于比所述第一蓄电池单元更小程度地升温和/或偏离中心地布置在所述阵列中的第二蓄电池单元(3)，其中，所述第一蓄电池单元(2)配有的PCM元件(6)具有与所述第二蓄电池单元的PCM元件(6)相比更高的导热性。
3.根据权利要求2所述的蓄电池(1)，其特征在于，所述蓄电池(1)是根据权利要求1设计的蓄电池(1)。
4.一种蓄电池(1)，具有由多个并排和/或依次布置的蓄电池单元(2、3)构成的阵列以及用于冷却这些蓄电池单元(2、3)的冷却装置(4)，其中，每个蓄电池单元(2、3)具有两个电极(5)，并且其中，所述冷却装置(4)具有至少一个相变材料元件(PCM元件)(6)，该相变材料元件与蓄电池单元(2、3)的至少一个电极(5)导热地连接，其特征在于，所述PCM元件(6)如此分配给蓄电池单元(2、3)，使得在充电过程和/或放电过程中比另外的蓄电池单元(2、3)更大程度地升温和/或居中地布置在所述阵列中的第一蓄电池单元(2)的被冷却的程度大于比所述第一蓄电池单元更小程度地升温和/或偏离中心地布置在所述阵列中的第二蓄电池单元(3)，其中，所述第一蓄电池单元(2)具有比所述第二蓄电池单元(3)更大的相对于相邻的蓄电池单元(2、3)的在空间上的距离(d2)。
5.根据权利要求4所述的蓄电池(1)，其特征在于，所述蓄电池(1)是根据权利要求1或2设计的蓄电池(1)。
6.根据权利要求1、2或4中任一项所述的蓄电池(1)，其特征在于，所述第一蓄电池单元(2)配有PCM元件(6)，该PCM元件与所述第二蓄电池单元(3)的PCM元件(6)相比具有更大的层厚度和/或更大的面尺寸和/或较低的相变温度。
7.根据权利要求1、2或4中任一项所述的蓄电池(1)，其特征在于，蓄电池单元(2、3)的外周壁与PCM元件(6)直接接触。
8.根据权利要求1、2或4中任一项所述的蓄电池(1)，其特征在于，设有单元连接器(7)，该单元连接器将至少两个蓄电池单元(2、3)的电极(5)导电和导热地相互连接，并且所述单元连接器一方面与电极(5)导热地连接并且另一方面与PCM元件(6)导热地连接。
9.根据权利要求8所述的蓄电池(1)，其特征在于，所述PCM元件(6)直接接触单元连接器(7)，或者所述PCM元件(6)接触布置在单元连接器(7)和PCM元件(6)之间的电绝缘的导热元件(8)。
10.根据权利要求1、2或4中任一项所述的蓄电池(1)，其特征在于，所述PCM元件(6)设计为电绝缘的。
11.一种地面处理设备(9)，具有至少一个耗电器(10)和用于为该耗电器(10)提供电能的蓄电池(1)，其特征在于，所述蓄电池(1)根据前述权利要求中任一项来设计。
12.根据权利要求11所述的地面处理设备(9)，其特征在于，所述地面处理设备(9)是清洁设备。
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