CZ308036B6 - Modul tepelného výměníku pro bateriové články - Google Patents
Modul tepelného výměníku pro bateriové články Download PDFInfo
- Publication number
- CZ308036B6 CZ308036B6 CZ2018-192A CZ2018192A CZ308036B6 CZ 308036 B6 CZ308036 B6 CZ 308036B6 CZ 2018192 A CZ2018192 A CZ 2018192A CZ 308036 B6 CZ308036 B6 CZ 308036B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- heat exchanger
- battery cells
- exchanger module
- outlet chamber
- polymer fibers
- Prior art date
Links
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 claims description 14
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 claims description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 1
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
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 308036 B6
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 druhé 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.
3 výkresy
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 CZ2018192A3 (cs) | 2019-11-06 |
| CZ308036B6 true 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) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3968440A1 (en) * | 2020-09-10 | 2022-03-16 | Tomas Novacek | Liquid filled heat exchanger for cylindrical battery cells |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2269476A (en) * | 1992-08-04 | 1994-02-09 | Varta Batterie | Heat exchanger for an electrical storage battery |
| DE19750069A1 (de) * | 1997-11-12 | 1999-05-20 | Varta Batterie | Akkumulatorenbatterie mit Temperiervorrichtung |
| US20040069620A1 (en) * | 2000-07-13 | 2004-04-15 | Otmar Bitsche | Heat exchanger structure for a plurality of electrochemical storage cells |
| US20090301700A1 (en) * | 2006-01-04 | 2009-12-10 | Daimler Ag | Heat Exchanger Comprising Deep-Drawn Heat Exchanger Plates |
| DE102008059952A1 (de) * | 2008-12-02 | 2010-06-10 | Daimler Ag | Batterie mit mehreren parallel und/oder seriell miteinander elektrisch verschalteten Batteriezellen und einer Kühlvorrichtung |
| DE102012217869A1 (de) * | 2012-09-28 | 2014-04-03 | Behr Gmbh & Co. Kg | Wärmeübertrager |
| US20150034287A1 (en) * | 2013-08-05 | 2015-02-05 | Behr Gmbh & Co., Kg | Heat exchanger for cooling a vehicle battery, in particular for hybrid or electric vehicles |
| EP3100751A1 (en) * | 2014-01-31 | 2016-12-07 | Terumo Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing heat exchanger and heat exchanger |
-
2018
- 2018-04-20 CZ CZ2018-192A patent/CZ308036B6/cs unknown
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2269476A (en) * | 1992-08-04 | 1994-02-09 | Varta Batterie | Heat exchanger for an electrical storage battery |
| DE19750069A1 (de) * | 1997-11-12 | 1999-05-20 | Varta Batterie | Akkumulatorenbatterie mit Temperiervorrichtung |
| US20040069620A1 (en) * | 2000-07-13 | 2004-04-15 | Otmar Bitsche | Heat exchanger structure for a plurality of electrochemical storage cells |
| US20090301700A1 (en) * | 2006-01-04 | 2009-12-10 | Daimler Ag | Heat Exchanger Comprising Deep-Drawn Heat Exchanger Plates |
| DE102008059952A1 (de) * | 2008-12-02 | 2010-06-10 | Daimler Ag | Batterie mit mehreren parallel und/oder seriell miteinander elektrisch verschalteten Batteriezellen und einer Kühlvorrichtung |
| DE102012217869A1 (de) * | 2012-09-28 | 2014-04-03 | Behr Gmbh & Co. Kg | Wärmeübertrager |
| US20150034287A1 (en) * | 2013-08-05 | 2015-02-05 | Behr Gmbh & Co., Kg | Heat exchanger for cooling a vehicle battery, in particular for hybrid or electric vehicles |
| EP3100751A1 (en) * | 2014-01-31 | 2016-12-07 | Terumo Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing heat exchanger and heat exchanger |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3968440A1 (en) * | 2020-09-10 | 2022-03-16 | Tomas Novacek | Liquid filled heat exchanger for cylindrical battery cells |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2018192A3 (cs) | 2019-11-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110024211B (zh) | 用于电池单体的套盒和包括所述套盒的电池模块 | |
| JP7271049B2 (ja) | バッテリーパック | |
| US8679667B2 (en) | One piece compression resistant prismatic cell | |
| CN105980805B (zh) | 用于制造板状热交换器的方法、板状热交换器和具有板状热交换器的复合件 | |
| CN204128420U (zh) | 蓄电池换热器 | |
| KR20210025653A (ko) | 냉각 플레이트 및 전지 구조체 | |
| CN111473674B (zh) | 用于制造微通道束热交换器的方法 | |
| US11050105B2 (en) | Battery cell assembly | |
| KR102459335B1 (ko) | 유체 냉각식 배터리 시스템 | |
| 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 | |
| US20130004857A1 (en) | Shape memory polymer containing composite materials | |
| US9705162B2 (en) | Temperature control plate for a lithium ion battery | |
| US20220216556A1 (en) | Battery devices and method for fixing battery cells | |
| US20220216557A1 (en) | Battery devices and method for fixing battery cells | |
| SE2251421A1 (en) | Battery module and battery system with battery cells separated by a heat-resistant separator plate | |
| CN103490032B (zh) | 储电池汇流排连接结构及其汇流排 | |
| US12119583B2 (en) | Connector | |
| US10222137B2 (en) | Apparatus for conducting a fluid | |
| 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 | |
| EP3948132A1 (en) | Heat exchanger with double manifold | |
| CZ308036B6 (cs) | Modul tepelného výměníku pro bateriové články | |
| JP7510882B2 (ja) | 隣接する電池セルを絶縁するためのセパレータおよびそれを備えた電源装置 | |
| CN107871914A (zh) | 车辆电池冷却系统 | |
| CN206628462U (zh) | 电力半导体用冷却装置 | |
| US20200235447A1 (en) | Energy storage assembly |