CZ2018192A3 - Modul tepelného výměníku pro bateriové články - Google Patents
Modul tepelného výměníku pro bateriové články Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2018192A3 CZ2018192A3 CZ2018-192A CZ2018192A CZ2018192A3 CZ 2018192 A3 CZ2018192 A3 CZ 2018192A3 CZ 2018192 A CZ2018192 A CZ 2018192A CZ 2018192 A3 CZ2018192 A3 CZ 2018192A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- heat exchanger
- battery cells
- exchanger module
- outlet chamber
- polymer fibers
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/61—Types of temperature control
- H01M10/613—Cooling or keeping cold
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
- H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
- H01M10/6554—Rods or plates
- H01M10/6555—Rods or plates arranged between the cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
- H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
- H01M10/6557—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange arranged between the cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
Modul tepelného výměníku pro bateriové články je tvořen z řady dutých polymerních vláken (1), které oplétají bateriové články (2) a na obou koncích ústí do vstupní komory (3) a výstupní komory (4), se kterými jsou spojeny.
Description
Oblast techniky
Vynález se týká modulu tepelného výměníku pro bateriové články, určeného zejména pro chlazení, popř. ohřev bateriových článků (akumulátorů), které jsou seřazeny vedle sebe a vytváří tak bateriový modul, který se používá např. v elektrických vozidlech jako zdroj energie.
Dosavadní stav techniky
Existuje řada různých řešení pasivního i aktivního chlazení pro bateriové články (akumulátory) i bateriové moduly. Aktivní chlazení se používá v případech nedostatečného výkonu pasivního chladiče, kde dochází k častému přehřívání chlazené součásti. Aktivní tepelný výměník je napojen na okruh, ve kterém proudí médium (kapalina nebo vzduch) předávající teplo (ohřívá se nebo ochlazuje). V současné době jsou tepelné výměníky vyráběny převážně z hliníku nebo mědi a při aplikaci pro bateriové články vyplývá nutnost je opatřit elektrickou izolací pro zabránění elektrického zkratu a dodržení bezpečnostních zásad. Elektrická izolace kovových částí tepelného výměníku brání v přestupu tepla a stává se i tepelnou izolací. V důsledku nezbytné aplikace elektrické izolace tepelný výměník rozměrově narůstá, zvyšuje se jeho hmotnost a výrazně ztrácí efektivitu a výkon chlazení nebo ohřevu.
Úkolem tohoto vynálezu je vytvořit kompaktní plastový tepelný výměník bez nutnosti elektrické izolace, který bude mít mnohem vyšší efektivitu a výkon chlazení i v důsledku možnosti přímého kontaktu s bateriovými články. Zároveň se sníží hmotnost a zástavbové rozměry celého chladiče bez zvýšení nároků na výrobu.
Podstata vynálezu
Výše uvedeného úkolu je dosaženo u modulu tepelného výměníku pro bateriové články, jehož celá konstrukce je vyrobena z polymerů. Díky fyzikálním a mechanickým vlastnostem polymerů lze vytvořit duté vlákno o velmi malé tloušťce stěny, která umožňuje efektivní přenos tepla a zároveň má dostatečnou tloušťku stěny na to, aby fungovala i jako elektrický izolant. Pevnost a odolnost vůči namáhání jsou dány také kruhovým průřezem o velmi malém průměru. Podstata modulu tepelného výměníku spočívá dále v tom, že kompaktní rozměry dutých polymemích vláken umožňují aplikaci do prostoru mezi bateriové články, kde se vytvoří kontaktní teplosměnná plocha. Konce dutých polymemích vláken jsou seřazeny do řady a na jejich povrch je naneseno těsnění, které je následně umístěno do drážky na komoře a pomocí tlaku přiložené příruby utěsněno a zajištěno. Komora s přírubou mohou být spojeny lepením, svařováním nebo jiným mechanickým spojem. Vznikne tak modul tepelného výměníku pro bateriové články bez potřeby dodatečné elektrické izolace a zároveň s možností nahrazení kovových materiálů za polymery u všech komponent vzniká možnost redukce hmotnosti celého modulu. Výhodou je i fakt, že výrobní procesy plastových dílů jsou zpravidla méně nákladné ve srovnání s výrobními procesy kovových dílů.
Objasnění výkresů
Vynález bude dále objasněn pomocí příkladu možného provedení modulu tepelného 'výměníku pro bateriové články, jehož axonometrický pohled je zobrazen na obr. 1.
Obě varianty připojení dutých polymemích vláken ke komoře jsou zobrazeny v detailu řezem na obr.2 a na obr.3.
- 1 CZ 2018 - 192 A3
Příklady uskutečnění vynálezu
Modul tepelného výměníku pro bateriové články zobrazený na obr. 1 sestává ze čtyř řad dutých polymemích vláken 1, které jsou spojeny se vstupní komorou 3 na jednom konci a s výstupní komorou 4 na druhém konci. Mezi vstupní komoru 3 a výstupní komoru 4 jsou vsazeny bateriové články 2 podél každé řady dutých polymemích vláken 1 a to např. tak, že každé sudé vlákno v řadě je vedeno kolem bateriového článku 2 z jedné strany, každé liché vlákno v řadě je vedeno kolem bateriového článku 2 z drahé strany, za bateriovým článkem 2 se sudá vlákna překříží s lichými a kolem následujících bateriových článků budou vedena stejným způsobem.
Spojení řady dutých polymemích vláken 1 se vstupní komorou 3 nebo výstupní komorou 4 je zobrazeno v řezu na obr. 2 a je tvořeno z těsnění 6, které je naneseno na okraj řady dutých polymemích vláken 1, je vloženo do drážky na výstupní komoře 4 tak, aby konce dutých vláken byly orientovány do komory, a pomocí přiložené příruby 5 se tlakem ve směru proti výstupní komoře 4 docílí stlačení těsnění 6 a kontaktu dosedacích ploch výstupní komory 4 s dosedacími plochami na přírubě 5. Na dosedacích plochách výstupní komory 4 a přiložené příruby 5 se vytvoří spoj např. lepením nebo vibračním svařováním.
Další možnost spojení řady dutých polymemích vláken 1 se vstupní komorou 3 nebo výstupní komorou 4 je zobrazeno v řezu na obr. 3 a je tvořeno přírubou 5, kterou je provlečena řada dutých polymemích vláken 1, na jejichž konec je naneseno těsnění 6, a následně je řada dutých polymemích vláken 1_ vsunuta do výstupní komory 4 až dojde ke kontaktu těsnění 6 s výstupní komorou 4. Poté se pomocí přiložené příruby 5 tlakem ve směru proti výstupní komoře 4 docílí stlačení těsnění 6 a kontaktu dosedacích ploch výstupní komory 4 s dosedacími plochami na přírubě 5. Na dosedacích plochách výstupní komory 4 a přiložené příruby 5 se vytvoří spoj např. lepením nebo vibračním svařováním.
PATENTOVÉ NÁROKY
Claims (3)
1. Modul tepelného výměníku určený pro bateriové články, který je tvořen alespoň jednou řadou dutých polymemích vláken (1), které jsou spojeny se vstupní komorou (3) na jednom konci a výstupní komorou (4) na druhém konci vláken, vyznačující se tím, že jednotlivá dutá polymemí vlákna (1) jsou orientována kolmo k ose bateriového článku (2) a jsou přiložena k povrchu jednotlivých bateriových článků (2) tak, že těsně obepínají bateriové články (2) půlkruhovými oblouky z obou stran.
2. Modul tepelného výměníku podle nároku 1, vyznačující se tím, že spoj řady dutých polymemích vláken (1) se vstupní komorou (3) nebo s výstupní komorou (4) je vytvořen tak, že okraj řady dutých polymemích vláken (1) je opatřen těsněním (6), které zároveň vyplňuje drážku na vstupní komoře (3) nebo na výstupní komoře (4) a drážku na přiložené přírubě (5).
3. Modul tepelného výměníku podle nároku 1, vyznačující se tím, že vstupní komora (3) nebo výstupní komora (4) je spojena s přírubou (5) pomocí lepení, svařování nebo mechanického spoje.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2018-192A CZ308036B6 (cs) | 2018-04-20 | 2018-04-20 | Modul tepelného výměníku pro bateriové články |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2018-192A CZ308036B6 (cs) | 2018-04-20 | 2018-04-20 | Modul tepelného výměníku pro bateriové články |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2018192A3 true CZ2018192A3 (cs) | 2019-11-06 |
| CZ308036B6 CZ308036B6 (cs) | 2019-11-06 |
Family
ID=68384112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2018-192A CZ308036B6 (cs) | 2018-04-20 | 2018-04-20 | Modul tepelného výměníku pro bateriové články |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ308036B6 (cs) |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE9210384U1 (de) * | 1992-08-04 | 1992-09-24 | Varta Batterie Ag, 3000 Hannover | Mehrzellige Akkumulatorenbatterie mit Kühlung |
| DE19750069A1 (de) * | 1997-11-12 | 1999-05-20 | Varta Batterie | Akkumulatorenbatterie mit Temperiervorrichtung |
| DE10034134A1 (de) * | 2000-07-13 | 2002-01-31 | Daimler Chrysler Ag | Wärmetauscherstruktur für mehrere elektrochemische Speicherzellen |
| DE102006000885B3 (de) * | 2006-01-04 | 2007-08-02 | Daimlerchrysler Ag | Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauscher-Rohrbündels für Wärmetauscher von elektrochemischen Energiespeichern |
| DE102008059952B4 (de) * | 2008-12-02 | 2011-07-07 | Daimler AG, 70327 | Batterie mit mehreren parallel und/oder seriell miteinander elektrisch verschalteten Batteriezellen und einer Kühlvorrichtung und Verwendung einer Batterie |
| DE102012217869A1 (de) * | 2012-09-28 | 2014-04-03 | Behr Gmbh & Co. Kg | Wärmeübertrager |
| DE102013215358A1 (de) * | 2013-08-05 | 2015-02-19 | Behr Gmbh & Co. Kg | Wärmetauscher für eine Kühlung einer Fahrzeugbatterie, insbesondere für Hybrid- oder Elektrofahrzeuge |
| EP3100751B1 (en) * | 2014-01-31 | 2023-11-01 | Terumo Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing heat exchanger and heat exchanger |
-
2018
- 2018-04-20 CZ CZ2018-192A patent/CZ308036B6/cs unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ308036B6 (cs) | 2019-11-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN205646062U (zh) | 用于电池单体的冷却装置、电池模块、电池组和车辆 | |
| US8679667B2 (en) | One piece compression resistant prismatic cell | |
| CN101944643B (zh) | 用于混合动力车辆或电动车辆的电池组件 | |
| CN204128420U (zh) | 蓄电池换热器 | |
| CN108352476A (zh) | 蓄能器装置 | |
| KR102459335B1 (ko) | 유체 냉각식 배터리 시스템 | |
| JP7271049B2 (ja) | バッテリーパック | |
| US20130004857A1 (en) | Shape memory polymer containing composite materials | |
| US20220216557A1 (en) | Battery devices and method for fixing battery cells | |
| CN111473674B (zh) | 用于制造微通道束热交换器的方法 | |
| KR20210025653A (ko) | 냉각 플레이트 및 전지 구조체 | |
| US20160111693A1 (en) | Battery Cell Assembly | |
| CN110770931A (zh) | 用于电池的柔性冷却板 | |
| CN107508012A (zh) | 一种动力电池模组及电池箱体 | |
| JP2021039945A (ja) | 電池パックを収容するハウジング及びこの種のハウジングを製造する方法 | |
| US10222137B2 (en) | Apparatus for conducting a fluid | |
| US20140255749A1 (en) | Temperature Control Plate for a Lithium Ion Battery | |
| CN108878691A (zh) | 电池模块壳体、用于制造这样的电池模块壳体的方法和电池模块 | |
| WO2020192807A1 (en) | Heat exchanger with double manifold | |
| JP2012526366A (ja) | コンパクトな燃料電池 | |
| SE2251421A1 (en) | Battery module and battery system with battery cells separated by a heat-resistant separator plate | |
| CZ2018192A3 (cs) | Modul tepelného výměníku pro bateriové články | |
| US20220416463A1 (en) | Connector | |
| CN107871914A (zh) | 车辆电池冷却系统 | |
| US11916209B2 (en) | Power supply device |