CN115939568A - 电池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电池(1),尤其是用于机动车辆(31)的电池,其具有至少一个电池单元(3),该电池单元设置在单元空间(2)中,该电池单元借助于冷却体(4)冷却,其中用于冷却冷却体(4)的流动路径(8)引导通过电池(1)的流体空间(5)。通过密封装置(9)实现电池(1)的使用寿命的提高和/或运行安全性的改进,该密封装置在外侧围绕流动路径(8)并且具有面向流动路径(8)的内部密封件(10)和设置在内部密封件(10)的背离流动路径(8)的一侧上的外部密封件(11),该内部密封件和该外部密封件在其之间界定储存器(12)。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池,尤其是用于机动车辆的电池,该电池具有至少一个可充电的电池单元以及用于冷却电池单元的冷却体。
背景技术
电池在许多应用中、例如在机动车辆中使用。电池通常包括至少一个可充电的电池单元,通常为两个或更多个这种电池单元。
在功率增加的电池中,通常设有对电池单元的温度调节,尤其是设有对电池单元的冷却。因此,例如,在电池运行期间产生的、会导致损坏和/或功率降低的热量从电池单元中导出。
为此目的能够设有以热传递的方式与电池单元连接的主体,该主体在下文中也被称为冷却体。为了改进利用冷却体实现的电池单元的温度调节,原则上能够对冷却体进行主动温度调节。为此目的,通常使用一种流体,其对冷却体进行温度调节、尤其是冷却。
为了防止通常作为液体存在的流体与电池单元的电相互作用,在这种电池中,电池单元通常设置在相关联的单元空间中,该单元空间与流体空间分离,流体流过该流体空间。在使用电池时,单元空间与流体空间之间的流体分离会例如因尤其在事故中会出现的机械作用、因老化过程、因热负荷等而被损坏或削弱,使得流体可以进入到单元空间中。
发明内容
因此,本发明的目的在于为开头提到的类型的电池提出改进的或至少不同的实施方式,其特征尤其在于提高的运行安全性和/或延长的使用寿命。
根据本发明,该目的通过独立权利要求1的主题来实现。有利的实施方式是从属权利要求的主题。
本发明基于如下总体构思:在电池中设有在外侧围绕流动路径的密封装置,在该电池中容纳至少一个电池单元并且经由冷却体对至少一个电池单元进行温度调节的流体引导通过该电池,该密封装置界定储存器,其中密封装置的一个密封件将储存器相对于流动路径密封并且密封装置的另一个密封件将储存器相对于至少一个电池单元密封。储存器相对于流体路径的密封引起:防止流体流入到储存器中并且流向电池单元。如果在该密封中出现泄漏,则流体被收集在储存器中并且防止进一步流向电池单元。尤其是由于例如在事故中的外部力作用、老化、热效应等而会出现的泄漏通过这种方式得到补偿,使得还有效地和/或至少在延长的持续时间内防止流体流向电池单元。因此,进一步防止或至少减少了对电池单元的损害和/或损坏。电池的使用寿命因此增加和/或实现电池在延长的使用寿命期间的运行安全性。
根据本发明的构思,电池具有至少一个电池单元。电池针对至少一个电池单元具有空间,该空间在下文中也被称为单元空间。此外,电池针对流体具有与单元空间分离的空间,该空间在下文中也被称为流体空间。在此,流体空间在下文中也被称为间隔方向的方向上跟随单元空间。冷却体设置在单元空间与流体空间之间。至少一个电池单元设置在单元空间中并且以热传递的方式与冷却体连接,使得冷却体在运行期间对至少一个电池单元进行温度调节、尤其是冷却。流体的流动路径引导通过流体空间,使得流体在运行期间对冷却体进行温度调节、尤其是冷却。密封装置横向于或倾斜于间隔方向、优选横向于间隔方向在外侧至少部分地围绕流动路径。在此,密封装置具有面向流动路径的内部密封件和设置在内部密封件的背离流动路径的一侧上的且与内部密封件间隔开的外部密封件。内部密封件和外部密封件在其之间界定储存器。在此,内部密封件将流动路径相对于储存器密封,并且外部密封件将储存器相对于单元空间密封。
流体尤其是液体。在此,液体能够是导电的。
适宜地,电池具有壳体,该壳体界定单元空间,优选地也界定流体空间。
内部密封件有利地与流动路径相邻,尤其是邻接于流动路径设置。因此,在实现电池的紧凑构成的同时能够实现可靠的密封。
如上所述,密封装置具有内部密封件和外部密封件。密封装置因此尤其被构成为双重密封件。
电池有利地具有设置在单元空间中的两个或更多个可充电的电池单元。在此可以想到将电池单元中的至少两个组合成一个单元模块。
原则上,至少一个电池单元各自能够被任意地设计。尤其是,各电池单元能够被构成为袋式单元、圆形单元或棱柱形单元。
冷却体有利地由良好导热的材料制成。冷却体优选地由金属或金属合金制成。尤其是,冷却体由铝制成。这引起对电池单元的冷却的改进。
有利地,壳体至少部分、尤其是完全模制而成。
如下实施方式被认为是有利的,其中壳体的导热性至少部分地、尤其是完全地低于冷却体。这意味着,壳体的热导率有利地低于冷却体的热导率。因此,加强了冷却体与单元空间进而与电池单元的热传递,其中壳体同时导致了向外的热绝缘。总体而言,对电池单元的冷却因此更加有效且被改进。壳体在此有利地由塑料制成。
在优选的实施方式中,储存器经由至少一个排放开口与电池的周围环境流体连接,使得位于储存器中的流体能够经由排放开口流出。这意味着,用于排放流体的流动路径从储存器引导到周围环境中,其中流动路径在下文中也被称为排放路径。因此,进一步防止流体从储存器流入到单元空间中,或至少降低该风险。尤其是,以这种方式防止:位于储存器中的流体在外部密封件上施加压力和/或流体由于外部密封件的泄漏流向单元空间,或至少降低这种流动的风险。尤其是,在例如事故中会出现的对电池的机械作用的情况下,可以在不与至少一个电池单元接触或至少减少与至少一个电池单元接触的情况下从电池中排放出流体。
电池有利地具有两个或更多个这种排放开口,这些排放开口沿着储存器的延伸部分进而沿着密封装置的延伸部分彼此间隔开地设置。以这种方式,实现流体从储存器的改进的和/或均匀的流出。
原则上,能够封闭至少一个排放开口中的至少一个,从而能够阻塞排放路径。因此,能够仅在需要时才执行流体从储存器中的排放。
如下实施方式被认为是有利的,其中密封装置具有部分地沿着密封件的延伸部分延伸的至少一个腹板,该腹板将内部密封件和外部密封件彼此连接。因此,密封件借助于至少一个腹板连接起来。这引起密封装置的简化操作进而引起电池的简化制造和安装。此外,借助于至少一个腹板实现了密封件相对彼此的相对定位,尤其是实现了密封件相对彼此的间距。这引起储存器的改进密封和可靠构成。
至少一个腹板有利地在密封件之间横向延伸。
当前,腹板的“部分延伸”尤其可理解为局部延伸。这意味着,沿着密封装置的延伸部分的至少一个腹板小于密封装置,尤其是小于密封件。优选地,设有两个或更多个这种腹板,这些腹板沿着密封装置的延伸部分彼此间隔开。
原则上,冷却体能够任意地设置在单元空间与流体空间之间。
如下实施方式是优选的,其中冷却体将单元空间和流体空间彼此分离。因此产生了在流体与冷却体之间以及在冷却体与至少一个电池单元之间的改进热传递。这引起对至少一个电池单元的更有效的温度调节并且引起电池的紧凑构成。
在有利的实施方式中,密封装置由冷却体机械地加载。因此,借助于密封装置实现了改进的密封。冷却体优选地以机械加载的方式放置在密封装置上,即放置在密封装置上并且机械地加载密封装置。
原则上可以想到,密封装置在外侧仅分段地围绕流动路径。
优选的是,密封装置包围流动路径,即完全围绕流动路径。以这种方式实现了改进的密封。
原则上,流动路径能够任意地穿过流体空间。
有利地,在电池中、尤其在壳体中,在流体空间中构成通道结构,该通道结构界定流动路径。优选地,该界定以流动路径在流体空间中偏转的方式进行。例如,流动路径能够以这种方式U形、曲折形等地伸展。以这种方式,实现了流体与冷却体的改进热传递,进而实现了对至少一个电池单元的增强的、更有效的温度调节。因此,尽管流动路径偏转,还可以利用相同的密封装置实现所述类型的可靠密封。
在流体空间中,通道结构优选地具有朝向单元空间敞开的至少一个槽,流动路径引导通过该槽。通道结构有利地具有至少两个这种槽和/或至少一个未形成的槽。因此实现了流体通过流体空间的限定流动。
冷却体优选地放置在槽的面向单元空间的一侧上进而将流动路径界定在槽中。这引起流体与冷却体之间的改进热传递。此外,因此实现了电池的紧凑构成。
有利的是,与密封装置分离的至少一个密封件设置在冷却体与槽之间。例如,通道主体能够借助于密封粘合剂附接在壳体处。
在优选的实施方式中,电池、尤其是壳体针对密封装置具有容纳部,密封装置容纳在该容纳部中。因此实现了密封装置在电池中的简化限定位置。
适宜地,储存器被构成并界定在容纳部中。
有利地,容纳部在外侧与流动路径相邻,尤其是在外侧邻接于流动路径设置。与之相应地,内部密封件也在外侧与流动路径相邻,尤其是邻接地设置。因此实现了改进的密封。
电池、尤其是壳体优选地在内部密封件与外部密封件之间、尤其在容纳部中具有至少一个突出的肩部。至少一个肩部将内部密封件和外部密封件相对于彼此定位在电池中。因此,除了密封件在电池中的限定定位外,还实现了储存器的限定构成。至少一个肩部优选地部分地沿着密封装置的延伸部分延伸。
在此优选的是,腹板放置在肩部上。尤其是,能够为各腹板设置相关联的肩部,腹板放置在该肩部上。
原则上,电池能够在任何应用中使用。
电池尤其在机动车辆中使用并且能够在机动车辆中用于驱动机动车辆。
本发明的其它重要特征和优点从从属权利要求、附图和基于附图的相关附图描述中得出。
不言而喻,在不脱离本发明的范围的情况下,上述特征和下面还要解释的特征不仅可以以分别提出的组合使用,而且还可以以其他组合使用或单独使用。
附图说明
本发明的优选实施例在附图中示出并且在以下描述中更详细地解释,其中相同的附图标记指代相同或相似或功能相同的部件。
分别示意性地示出:
图1示出了贯穿电池的截面,
图2示出了贯穿电池的另一截面,
图3示出了在图2中用A-A表示的平面中贯穿电池的截面,
图4示出了在图2中用B-B表示的平面中贯穿电池的截面,
图5示出了在另一个实施例中贯穿电池的部分透明的截面,
图6示出了具有电池的机动车辆的极度简化的、电路图状的图示。
具体实施方式
例如在图1至图6中所示的电池1具有空间2(能够从图1中获知),在该空间中设置至少一个可充电的电池单元3。空间2在下文也被称为单元空间2。电池1还具有用于对至少一个电池单元3进行温度调节、尤其是冷却的主体4。主体4在下文也被称为冷却体4。电池1还具有与单元空间2分离的空间5,该空间在方向6上跟随单元空间2。空间5在下文也被称为流体空间5。方向6在下文中也被称为间隔方向6。冷却体4设置在单元空间2与流体空间5之间并且在所示的实施例中被构成为冷却板7。在所示的实施例中,冷却体4将单元空间2与流体空间5分离。至少一个电池单元3以热传递的方式与冷却体4连接。因此,冷却体4在运行期间对至少一个电池单元3进行温度调节。从图1中能够获知,在所示的实施例中,至少一个电池单元3以平面的方式与冷却体连接。流体、尤其是液体的流动路径8(参见图2)引导通过流体空间5,使得流体在运行期间对冷却体4进行温度调节。在此,流动路径8被界定在流体空间5内。冷却体4优选地由金属或合金制成,尤其是由铝制成。
电池1还具有密封装置9。密封装置9横向于或倾斜于间隔方向6、在所示的实施例中横向于间隔方向6在外侧至少部分地围绕流动路径8。密封装置9具有面向流动路径8的内部密封件10和设置在内部密封件10的背离流动路径8的一侧上的且与内部密封件10间隔开的外部密封件11。密封件10、11在彼此之间界定空间12,该空间在下文中也被称为储存器12。在此,内部密封件10将流动路径8相对于储存器12密封。此外,外部密封件11将储存器12相对于单元空间2密封。
如图1所示,在所示的实施例中,单元模块13设置在单元空间2中,在该单元模块中组合两个或更多个电池单元3。在此,单元模块13以热传递的方式与冷却体4连接。
尤其从图1中能够获知:所示的实施例的电池1具有壳体14,该壳体界定单元空间2和流体空间5。在此,至少一个电池单元3和冷却体4设置在壳体14中。
图2示出了贯穿电池1的截面,该截面相对于图1中所示的截面横向伸展。图2中所示的截面在冷却板7的平面中伸展,其中冷却板7被透明地示出。从图2中能够获知,电池1在壳体14中具有通道结构33,在所示的实施例中,该通道结构具有在间隔方向6上敞开的槽15。槽15以U形延伸并界定流动路径8。在图2中透明地示出的冷却体4放置在槽15上。与之相应地,流动路径8在用于使流体进入到流体空间5中的入口16与用于使流体离开流体空间5的出口17之间以U形伸展。为了实现流动路径8的U形伸展,分离壁18在槽15中沿横向于间隔方向6伸展的方向19伸展,该方向在下文中也被称为纵向方向19。在所示的实施例中,在此,入口16和出口17在横向于间隔方向6和横向于纵向方向19伸展的方向20上彼此间隔开,其中方向20在下文中也被称为横向方向20。尤其从图2中能够获知,在所示的实施例中,密封装置9被构成为具有内部密封件10和外部密封件11的双重密封件24。在此,密封装置9以外侧围绕封闭的方式围绕流动路径8,即包围流动路径8。
图3示出了在图2中用A-A表示的平面中贯穿电池的截面。图4示出了在图2中用B-B表示的平面中贯穿电池的截面。为了清楚起见,至少一个电池单元3在图3和图4中未示出。
从图1至图4的概览中能够获知:在所示的实施例中,储存器12经由至少一个排放开口21与电池1的周围环境流体连接进而向外流体连接。因此,位于储存器12中的流体能够经由至少一个排放开口21流出储存器12。这意味着,用于排放位于储存器12中的流体的流动路径34(参见图4)从储存器12经由至少一个排放开口引导到周围环境中,其中流动路径34在下文中也被称为排放路径。如图4所示,这尤其发生在如下情况中,即内部密封件10没有充分密封并且出现泄漏,使得流体从槽15进入到储存器12中。由泄漏引起的相应流动在下文中也被称为泄漏流动25并且在图3和4中通过相应的箭头表明。从图2中能够获知,在所示的实施例中,设有两个或更多个这种排放开口21,这些排放开口沿着密封装置9的延伸部分彼此间隔开地设置。在此,在图2中仅作为示例示出了六个这种排放开口21。
从图1至图4中还能够获知,在所示的实施例中,密封装置9具有至少一个腹板22,该腹板部分地沿着密封件10、11的延伸部分延伸。至少一个腹板22将内部密封件10和外部密封件11彼此连接,并且在密封件10、11之间横向伸展,并且尤其伸展通过储存器12。从图2中能够获知,密封装置9在所示的实施例中具有两个或更多个这种腹板22,这些腹板沿着密封装置9的延伸部分彼此间隔开。在此,在图2中仅作为示例示出了六个这种腹板22。从图2中能够获知,在所示的实施例中,腹板22和排放开口21沿着密封装置9的延伸部分彼此交替跟随。尤其是从图3中能够获知,在所示的实施例中,各腹板22与密封件10、11一件式构成且由相同材料构成。尤其是,密封装置9能够实现为注塑构件。
从图3和图4中能够获知,在所示的实施例中,电池1、尤其壳体14针对密封装置9具有朝向单元空间2敞开的容纳部23,密封装置9容纳在该容纳部中。因此,储存器12构成在容纳部23中。从图3和图4中还能够获知,在所示的实施例中,容纳部23邻接于槽15进而邻接于流动路径8。尤其从图3和图4中能够获知,在所示的实施例中,冷却体4机械地加载密封装置9。在所示的实施例中,冷却体4放置在密封装置9上并且在间隔方向6上向容纳部23机械地加载密封装置9。
从图3中能够获知,在所示的实施例中,电池1、尤其是壳体14在容纳部23中的内部密封件10与外部密封件11之间具有至少一个突出的肩部26。至少一个肩部26各自部分地沿着密封装置9的延伸部分进而沿着容纳部23的延伸部分延伸。在此,至少一个肩部26将密封件10、11相对于彼此横向于间隔方向6定位。从图3中还能够获知,在此,至少一个腹板22放置在至少一个肩部26上。相关联的这种腹板22优选地放置在相应的至少一个肩部26上。
从图1、图3和图4中能够获知,在所示的实施例中,壳体14具有壳体罐27以及封闭壳体罐27的壳体盖28。在此,流体空间5被界定在壳体罐27的在间距方向6上与壳体盖28相对的底部29中。壳体14、尤其是壳体罐27优选地是模制的,尤其是由塑料模制而成。
根据图3和图4,冷却体4能够相对于密封装置9以单独流体密封的方式与底部29连接。这例如借助于粘合剂35来进行。
图5示出了电池1的另一个实施例。该实施例与图1至图4中所示的实施例的不同之处在于:在电池1中,尤其在壳体14中,至少两个流体空间5彼此间隔开地设置。在所示的实施例中,相关联的冷却体4设置在各流体空间5与单元空间2之间。在此,图5示出了沿间隔方向6贯穿电池1的并贯穿冷却体4的截面,其中在图5中左侧的冷却体4被透明地示出。从图5中能够获知,在该实施例中,为各流体空间5提供这种相关联的密封装置9,类似于图1至图4的实施例,该密封装置横向于间隔方向6围绕并包围引导通过流体空间5的流动路径8。在此,由于冷却体4的透明表示,仅图5中左侧的流体空间5或相关联的冷却体4的密封装置9是可见的。与之相应地,图5中所示的A-A截面对应于图3中的图示,并且图5中所示的B-B截面对应于图4的图示。这适用于各流体空间5,其中入口16和出口17在图5中仅针对左侧的流体空间5示出。
从图2和图5中能够获知,在所示的实施例中,在各流体空间5中设有彼此间隔开的并且设置在相关联的流动路径8中的多个湍流体30。在所示的实施例中,湍流体30(例如从图3和图4中能够获知)在此从底部29突出,尤其在底部29处成型。
根据图6,电池1能够在极度简化的、以电路图状示出的机动车辆31中使用。在机动车辆31中,电池1能够用于驱动机动车辆31。为此目的,如图6所示,电池1能够与机动车辆31的电动马达32连接。
利用电池1可靠地防止流体流入到单元空间2中进而流向至少一个电池单元3。尤其是,即使在机械力作用下,例如在事故中,能够防止或至少减少这种流动。此外,即使在电池1中老化所引起的泄漏中,能够防止或至少减少这种流动。
Claims (12)
1.一种电池(1),尤其是用于机动车辆(31)的电池,
-具有单元空间(2)和在间隔方向(6)上跟随所述单元空间(2)的且与所述单元空间(2)分离的流体空间(5),
-具有设置在所述单元空间(2)与所述流体空间(5)之间的冷却体(4),
-具有设置在所述单元空间(2)中的至少一个电池单元(3),所述至少一个电池单元以热传递的方式与所述冷却体(4)连接,使得所述冷却体(4)在运行期间对所述至少一个电池单元(3)进行温度调节,
-其中流体的流动路径(8)引导通过所述流体空间(5),使得流体在运行期间对所述冷却体(4)进行温度调节,
-具有密封装置(9),所述密封装置(9)横向于或倾斜于间隔方向(6)在外侧至少部分地围绕所述流动路径(8),
-其中所述密封装置(9)具有面向所述流动路径(8)的内部密封件(10)和设置在所述内部密封件(9)的背离所述流动路径(8)的一侧上的且与所述内部密封件(10)间隔开的外部密封件(11),所述内部密封件和所述外部密封件在其之间界定储存器(12),
-其中所述内部密封件(10)将所述流动路径(8)相对于储存器(12)密封,并且所述外部密封件(11)将所述储存器(12)相对于单元空间(2)密封。
2.根据权利要求1所述的电池,
其特征在于,
所述储存器(12)经由至少一个排放开口(21)与所述电池(1)的周围环境流体连接,使得用于排放位于所述储存器(12)中的流体的排放路径(34)从所述储存器(12)经由排放开口(21)引导到周围环境中。
3.根据权利要求1或2所述的电池,
其特征在于,
所述密封装置(9)具有部分地沿着所述密封件(9、10)的延伸部分延伸的至少一个腹板(22),所述至少一个腹板将所述内部密封件(10)和所述外部密封件(11)彼此连接。
4.根据权利要求1至3之一所述的电池,
其特征在于,
所述冷却体(4)将所述单元空间(2)和所述流体空间(5)彼此分离。
5.根据权利要求1至4之一所述的电池,
其特征在于,
所述冷却体(4)机械地加载所述密封装置(9),尤其是以机械加载的方式放置在所述密封装置(9)上。
6.根据权利要求1至5之一所述的电池,
其特征在于,
所述密封装置(9)以外侧包围的方式围绕所述流动路径(8)。
7.根据权利要求1至6之一所述的电池,
其特征在于,
在所述流体空间(5)中构成通道结构(33),所述通道结构界定所述流动路径(8),使得所述流动路径(8)在所述流体空间(5)中偏转。
8.根据权利要求7所述的电池,
其特征在于,
-所述通道结构(33)在所述流体空间中具有朝向所述单元空间(2)敞开的至少一个槽(15),
-所述冷却体(4)放置在槽(15)的面向所述单元空间(2)的一侧上,进而将所述流动路径(8)界定在槽(15)中。
9.根据权利要求1至8之一所述的电池,
其特征在于,
所述电池(1)针对所述密封装置(9)具有朝向所述单元空间(2)敞开的容纳部(23),所述密封装置(9)容纳在所述容纳部中。
10.根据权利要求1至9之一所述的电池,
其特征在于,
所述电池(1)在所述内部密封件(10)与所述外部密封件(11)之间、尤其在所述容纳部(23)中具有至少一个突出的肩部(26),所述至少一个突出的肩部将密封件(9、10)定位在所述电池(1)中并且相对彼此定位。
11.根据权利要求1至10之一所述的电池,
其特征在于,
所述冷却体(4)由金属或合金制成,尤其由铝制成。
12.根据权利要求1至11之一所述的电池,
其特征在于,
所述电池(1)具有壳体(14),所述壳体界定所述单元空间(2)和/或所述流体空间(5)并且由塑料制成。
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