JP2013524416A - 熱除去装置 - Google Patents

Abstract

本発明に係る熱除去装置は第一の測定装置を有している。当該第一の測定装置は物理的パラメータを検出するために設けられている。本発明に係る熱除去装置は熱伝導装置を有している。当該熱伝導装置は隣接する電気化学エネルギー貯蔵装置から熱エネルギーを吸収するために設けられている。そのために当該熱伝導装置は熱源接触領域を有している。当該熱源接触領域は隣接する電気化学エネルギー貯蔵装置に熱伝導的に接触するために設けられている。前記熱伝導装置はさらに、放熱領域を有しており、当該放熱領域は熱源接触領域に隣接している。前記放熱領域は熱エネルギーをプロセス流体に放出するために設けられている。

Description

本発明は熱除去装置と、当該熱除去装置を有するバッテリーに関する。本発明は自動車の駆動部に動力を供給するためのリチウムイオンバッテリーに関連して説明される。本発明は、バッテリーの構造形式、当該バッテリーのガルバニセルの構造形式に関わらず、あるいは動力を供給される駆動部の種類に関わらず使用され得る点も指摘しておく。

従来技術から、自動車の駆動部に動力を供給するための、複数の電気化学エネルギー貯蔵装置を有するバッテリーが知られている。いくつかの構造形式に共通する点として、早期の劣化があり、これにより高コストバッテリー交換を行うことになる。

従って本発明は、バッテリーの耐用年数を延長するという課題を有する。

上記の課題は本発明により、独立請求項に記載の教示によって解決される。本発明の好適なさらなる構成は従属請求項に記載されている。

本発明に係る熱除去装置は第一の測定装置を有している。当該第一の測定装置は物理的パラメータを検出するために設けられている。本発明に係る熱除去装置は熱伝導装置を有している。当該熱伝導装置は隣接する電気化学エネルギー貯蔵装置から熱エネルギーを吸収するために設けられている。そのために当該熱伝導装置は一つ、好ましくは二つ、三つ、四つまたはそれ以上の熱源接触領域を有している。当該熱源接触領域は隣接する電気化学エネルギー貯蔵装置に熱伝導的に接触するために設けられている。熱伝導装置はさらに、放熱領域を有しており、当該放熱領域は熱源接触領域に隣接している。放熱領域は熱エネルギーをプロセス流体に放出するために設けられている。熱除去装置は、熱源接触領域における温度を、好ましくは当該熱源接触領域における所定の場所において検出するために、第一の測定装置が設けられていることを特徴としている。本発明において電気化学エネルギー貯蔵装置は、熱源接触領域に対してプレストレスを与えられており、それによって好適に、電気化学エネルギー貯蔵装置と熱除去装置との熱伝導的な接触が改善されている。第一の測定装置による物理的パラメータの検出も好適に改善されている。

本発明において熱除去装置とは、特に少なくとも一つ、または複数、好ましくは二つまたは三つの隣接する電気化学エネルギー貯蔵装置から熱エネルギーを除去することに役立つ装置のことである。当該熱除去装置は好ましくは複数の電気化学エネルギー貯蔵装置から同時に熱エネルギーを除去する。当該熱除去装置は好ましくは少なくとも一つの隣接する電気化学エネルギー貯蔵装置に、間欠的に熱エネルギーを供給する。

本発明において第一の測定装置とは、特に少なくとも一つの物理的パラメータを検出することに役立つ装置のことである。好適に第一の測定装置は少なくとも一つの測定要素、好ましくは複数の測定要素を有しており、当該測定要素は特に好適に様々な物理的パラメータを検出することに役立つ。好ましくは第一の測定装置は同時的に、あるいは逐次的に複数の物理的パラメータを検出する。化学物質を検出するためのセンサも本発明の意味における第一の測定装置に該当する。当該第一の測定装置は好適に、隣接する電気化学エネルギー貯蔵装置の内部からの化学物質を表示する。第一の測定装置は好ましくは熱除去装置の境界面に設けられており、特に当該熱除去装置の熱伝導装置および／または当該熱除去装置の熱源接触領域の境界面に設けられている。好ましくは熱除去装置には、複数の第一の測定装置が配設されている。好ましくは第一の測定装置は自立的に、当該第一の測定装置の測定要素に対して同時的に、または逐次的に問い合わせも行う。第一の測定装置は好ましくは、物理的パラメータについての測定値を、問い合わせの時点を特徴づける値とともに検出する。第一の測定装置は好ましくは、問い合わせられた物理的パラメータの圧縮を、特に好適に時間的平均値を形成することによって行う。好ましくは第一の測定装置は低域通過フィルターとしても、検出された物理的パラメータに作用する。

本発明において物理的パラメータとは、特に温度、圧力、電圧、インピーダンス、電流および電気抵抗のことである。

本発明において熱伝導装置とは特に、隣接する電気化学エネルギー貯蔵装置から熱エネルギーを吸収するために役立つ物体のことである。好適に熱伝導装置は、アルミニウムおよび／または銅を有している。好適に熱伝導装置は概ねプレート状に、複数の境界面を有して形成されている。熱伝導装置は好ましくは、特に少なくとも一つの境界面は、領域的に電気的に絶縁を行う物質によってコーティングされている。熱伝導装置は好ましくは領域的に、二つの電気化学エネルギー貯蔵装置の間に挿入されている。好ましくは熱伝導装置の形状は、隣接する電気化学エネルギー貯蔵装置に適合されている。

本発明において熱源接触領域とは、熱伝導装置の領域であって、特に隣接する電気化学エネルギー貯蔵装置に熱伝導的に接触する領域のことである。熱源接触領域は特に、隣接する電気化学エネルギー貯蔵装置からの熱流および／または隣接する電気化学エネルギー貯蔵装置への熱流のための通過面として用いられる。熱源接触領域は好ましくは、熱伝導装置の境界面に設けられている。熱伝導装置は好ましくは複数の熱源接触領域を有している。特に好ましくは熱伝導装置の少なくとも二つの境界面は、それぞれ一つの熱源接触領域を有している。好ましくはそれぞれ一つの熱源接触領域は、それぞれ少なくとも一つの第一の測定装置、好ましくは二つ、三つ、四つ、またはそれ以上の第一の測定装置を有している。

本発明において放熱領域とは、熱伝導装置の領域であって、特に熱エネルギーの放出に役立つ領域のことである。放熱領域は、好ましくは熱エネルギーをプロセス流体に放出する。放熱領域は、好ましくは同一の熱伝導装置の熱源接触領域に隣接して設けられている。放熱領域は、好ましくは熱伝導装置の境界面に接して設けられている。好ましくは二つの放熱領域は、熱伝導装置の二つの異なる境界面に接して設けられている。放熱領域は、好ましくは当該放熱領域の表面を拡大するために一体的に形成された物体を有しており、特にリブ、層板および／または概ね棒状の物体を有している。好ましくは放熱領域にはプロセス流体の流れが当たる。

本発明において電気化学エネルギー貯蔵装置とは、特に電気エネルギーを吸収するため、電気エネルギーを化学的な形で貯蔵するため、および／または電気エネルギーを放出するために役立つ装置のことである。電気化学エネルギー貯蔵装置はそのために、少なくとも一つの電極スタックと電解質とハウジングを有している。電気化学エネルギー貯蔵装置に供給される電気エネルギーは、電極スタックにおいてまず化学エネルギーに変換されるとともに、化学エネルギーとして貯蔵される。電気エネルギーを放出する前にまず、化学エネルギーが電気エネルギーに変換される。電気エネルギーを化学エネルギーに変換すること、あるいはその逆方向に変換することには損失が伴うとともに、不可逆化学反応が付随する。当該不可逆化学反応は電気化学エネルギー貯蔵装置の劣化を生じさせる。結果として電気化学エネルギー貯蔵装置の利用可能な充電容量が減少させられる。特に温度の増大につれて、当該不可逆化学反応は増大する。好ましくは電気化学エネルギー貯蔵装置には、概ね直方体の電極スタックまたは概ね円柱形の電極コイルが実装されている。好ましくは電気化学エネルギー貯蔵装置のハウジングは少なくとも一つの金属の成型部材および／または積層フィルムで形成されている。好ましくは熱伝導装置の熱源接触領域と電気化学エネルギー貯蔵装置のハウジングの間に、熱伝導的な接続が行われている。好ましくは熱源接触領域と電気化学エネルギー貯蔵装置は互いに幾何学的に適合している。好ましくは電気化学エネルギー貯蔵装置のハウジングと隣接する熱源接触領域の間に、熱伝導手段が設けられており、特に熱流に曝されている熱源接触領域の断面および／または電気化学エネルギー貯蔵装置のハウジングを拡大するための熱伝導手段が設けられている。

本発明においてプロセス流体とは、液体および／または気体状の媒体のことであり、当該媒体は特に伝熱のために設けられている。プロセス流体は、好ましくは熱伝導装置の放熱領域から熱エネルギーを除去するために利用される。プロセス流体は、好ましくは放熱領域を通過および／または放熱領域に沿って流れる。プロセス流体は好ましくは所定の温度において相転移を経験する。特に好適に、相転移のための当該所定の温度は、電気化学エネルギー貯蔵装置の最大許容動作温度を数ケルビン、特に１−５ケルビン下回る。特に好ましくは、所定の温度と最大許容動作温度との商は０．９より小さい。

若干の概算により、熱源接触領域において測定された温度は、隣接する電気化学エネルギー貯蔵装置の壁の温度に相当する。当該測定温度を認識することにより、当該熱源接触領域を通過する熱流に関する情報が得られる。さらに測定された温度と、電気化学エネルギー貯蔵装置の計算上のモデルから、当該電気化学エネルギー貯蔵装置の場所的かつ時間的な温度曲線が決定され得る。測定された温度が所定の温度に接近する限りにおいて、停止措置が開始され得る。電気化学エネルギー貯蔵装置の最大動作温度を制限することにより、当該電気化学エネルギー貯蔵装置が不可逆化学反応のために早期に劣化することも予防される。このようにして電気化学エネルギー貯蔵装置もしくは上位のバッテリーの寿命が改善されるとともに、本発明が解決すべき課題が解決される。

以下に本発明の好適なさらなる構成を説明する。

好適に二次元温度プロファイルを検出するために第一の測定装置が設けられている。熱除去装置は好ましくは熱源接触領域ごとに、それぞれ第一の測定装置および／または温度センサを有している。温度センサは、好ましくは熱伝導装置の境界面もしくは熱源接触領域に設けられている。好ましくは第一の測定装置は複数の温度センサを有しており、当該複数の温度センサは特にマトリックスの形式で設けられている。第一の測定装置は好ましくは所定の時点で、および／または反復的に、当該温度センサに問い合わせを行う。好ましくは隣接する温度センサ同士の距離は、電気化学エネルギー貯蔵装置の高温領域では、比較的小さい寸法になっている。温度センサは好ましくは、比較的高い温度勾配に沿うときは、より密接に設けられている。好ましくは第一の測定装置は二次元温度センサを有して形成されており、当該二次元温度センサは０．５ｃｍ^２より大きい表面積を有するハウジングの領域をカバーする。特に好適に、二次元温度センサの表面積はハウジングの接触表面と同じ大きさである。これらの実施の形態は特に局部温度最大値を認識するのに役立つとともに、隣接する電気化学エネルギー貯蔵装置の劣化を遅くするために目標を定めて影響を及ぼすことの基礎となる。

好適に熱除去装置は、特に第一の測定装置、少なくとも一つの測定要素を有しており、当該測定要素は特に圧力および／または物質の存在を検出するために設けられている。当該測定要素は第一の測定装置と信号によって接続されており、当該第一の測定装置は所定の時点において、測定要素に問い合わせを行う。測定要素は好ましくは圧力センサとして形成されており、特に好ましくは熱源接触領域内に取り付けられている。好適に当該圧力センサは隣接する電気化学エネルギー貯蔵装置の内部圧力を検出するために用いられる。測定要素は好ましくは、物質が存在することを、当該物質の導電性および／または電気定数に基づいて決定する。当該測定要素は好ましくは、物質を検出するために熱伝導装置または熱源接触領域の下方端部に設けられているとともに、好適に熱源接触領域内に取り付けられている。当該測定要素は好ましくは、物質を検出するために、隣接する電気化学エネルギー貯蔵装置の所定破断点の領域内の、熱伝導装置の境界面に接して設けられている。上記の測定要素は好ましくは、熱伝導装置の境界面に接着されている。上記の測定要素の給電線は好ましくは第一の測定装置に通じている。

熱除去装置は好適に、記憶装置を有しており、当該記憶装置は特に第一の測定装置の測定値を格納するために構成されている。第一の測定装置は好適に測定値を、測定の時点を表す値と共に反復的に当該記憶装置内に格納する。記憶装置は好適に、検出された物理的パラメータについて、不連続的な時間履歴を次第に備える。記憶装置は好ましくは要求に応じて、記憶されたデータを制御ユニットに使用させる。記憶装置には好ましくは測定要素から供給された電圧および／または電流を、物理的パラメータに変換するための情報が格納されている。

熱除去装置は好適に、第一の流体経路を有している。当該第一の流体経路は特にプロセス流体を受容するために設けられている。当該流体経路は好ましくは放熱領域内部に設けられている。第一の流体経路は好ましくはプロセス流体に貫流されている。プロセス流体は好ましくは第一の流体経路を、検出された物理的パラメータ、特に電気化学エネルギー貯蔵装置の温度に依存して貫流する。第一の流体経路は好適に、ガイドされるプロセス流体を用いて、熱エネルギーを放熱領域から放出するのに役立つ。第一の流体経路は好ましくは熱エネルギーを放熱領域内に供給するのに役立つ。

熱除去装置は好適に、電気切り替え装置を有している。当該電気切り替え装置は特に、電気化学エネルギー貯蔵装置への電流または電気化学エネルギー貯蔵装置からの電流を遮断するために設けられている。電気切り替え装置は好ましくは電気化学エネルギー貯蔵装置と、接続された消費部との間に設けられている。電気切り替え装置は、電気化学エネルギー貯蔵装置電流への電流または電気化学エネルギー貯蔵装置からの電流を、検出された物理的パラメータに依存して遮断するために設けられている。電気切り替え装置は好ましくは、制御ユニットと接続されている。好ましくは隣接する電気化学エネルギー貯蔵装置との電気エネルギーの交換は電気切り替え装置を介してのみ行われ得る。電気切り替え装置は好ましくは、制御ユニットから所定の信号を受信するとともに、隣接する電気化学エネルギー貯蔵装置と消費部との間で電流を遮断する。電気切り替え装置を開放することにより、特に電気的な発熱の結果として生じる、隣接する電気化学エネルギー貯蔵装置のさらなる加熱に対抗することができる。電気切り替え装置は好ましくは、トランジスタ、サイリスタ、またはリレーとして形成されている。電気切り替え装置は好適に、制御ユニットから所定の信号を受信した後、二つの電気化学エネルギー貯蔵装置の並列接続または直列接続を遮断する。電気切り替え装置は好ましくは、制御ユニットから所定の信号を受信した後、電気化学エネルギー貯蔵装置に対して架橋を行う。

熱除去装置は好適に、信号伝送装置を有している。当該信号伝送装置は特に、要求に応じて外部の制御装置に信号を伝送するのに役立つ。信号伝送装置は好ましくは信号を、第一の測定装置、制御ユニットおよび／または記憶装置から、外部の受信部に伝える。信号伝送装置は好ましくは信号を、熱除去装置の電気切り替え装置および／または記憶装置に伝える。信号伝送装置は好ましくはトランスポンダとして形成されている。信号伝送装置は好ましくは識別子も伝達する。

熱除去装置は好適に、制御ユニットを有している。当該制御ユニットは特に既存の第一の測定装置、電気切り替え装置、記憶装置および／または信号伝送装置を制御する。制御ユニットは好ましくは、検出された物理的パラメータを目標値と比較するために構成されている。制御ユニットは好ましくは、信号伝送装置および／または電気切り替え装置を前記比較の結果に応じて制御する。制御ユニットは特に好ましくは、検出された温度および／または検出された圧力が関連する目標値を上回るとき、電気切り替え装置と信号伝送装置を作動させる。制御ユニットは好ましくは、測定要素が所定の物質の存在を表示するとき、特に電気化学エネルギー貯蔵装置の内部からの電解質の存在を表示するとき、電気切り替え装置と信号伝送装置を作動させる。

熱除去装置は好適に、一つまたは二つの接触装置を有している。接触装置は特に電気機器と、好ましくは接触レール、電流ケーブルまたは電流リードを介して接続されている。接触装置はさらに、少なくとも間接的に電気化学エネルギー貯蔵装置と接続されている。電気切り替え装置は好ましくは、接触装置と対応する電気化学エネルギー貯蔵装置の間に設けられている。接触装置は好ましくは、接触レール、電流ケーブルまたは電流リードのための電極ターミナルまたはネジ式ターミナルとして形成されている。

バッテリーは好適に、少なくとも一つの本発明に係る熱除去装置と、二つの電気化学エネルギー貯蔵装置を有している。当該バッテリーは好ましくは、四つまたはそれ以上の電気化学エネルギー貯蔵装置を有しており、当該四つまたはそれ以上の電気化学エネルギー貯蔵装置は直列に接続されている。好ましくはそれぞれ二つの電気化学エネルギー貯蔵装置は、本発明に係る熱除去装置によって分離されている。電気化学エネルギー貯蔵装置と当該電気化学エネルギー貯蔵装置の間に設けられている熱除去装置は、好ましくは、互いにプレストレスをかけられている。電気化学エネルギー貯蔵装置は好ましくは、概ねプレート状のフラットセルとして形成されている。間に設けられている熱除去装置も同様にプレート状に形成されているとともに、部分的に電気化学エネルギー貯蔵装置の縁を超えて延伸している。熱除去装置の放熱領域は好ましくは、隣接する電気化学エネルギー貯蔵装置を超えて延伸している。当該放熱領域は好ましくは第一の流体経路を有しており、当該第一の流体経路は互いに接続されてプロセス流体のための共通の経路となっている。電気化学エネルギー貯蔵装置は好ましくは熱除去装置の電気切り替え装置と接続されている。好ましくは熱除去装置のうちの二つは、それぞれ接触装置を有している。

好適に信号伝送装置のうちの少なくとも一つは間欠的に所定の信号をバッテリー制御装置と交換する。当該所定の信号は特に、電気化学エネルギー貯蔵装置の動作状態に関する情報を与える。バッテリーの電気化学エネルギー貯蔵装置が望ましくない動作状態に近づくとき、あるいはすでに望ましくない動作状態を取っているとき、バッテリー制御装置は好ましくは、信号伝送装置を介して制御ユニットから信号を得る。バッテリー制御装置は好ましくは、あらかじめ設定された時点において、特に周期的に、信号伝送装置から所定の信号を得、当該所定の信号は、当該信号伝送装置の適正な作用についての情報を与える。そのために信号伝送装置はこのような所定のスケジュールに従って、対応する制御ユニットによって作動される。バッテリー制御装置は好ましくは、個々の制御ユニットから、接続された電気化学エネルギー貯蔵装置の充電工程の終結の後に信号を得、当該信号は供給された電荷に関する情報を与える。バッテリー制御装置は要求に応じて、記憶装置から所定のデータ、特に二次元温度プロファイルを、検出の時点を特徴づける値とともに得る。バッテリー制御装置は好ましくは、化学物質の存在を表示する所定の信号を得る。バッテリー制御装置は好ましくは、上位の制御装置に信号を伝達する。当該信号は望ましくない動作状態があること、特に電気化学エネルギー貯蔵装置の望ましくない高温に関する情報を与える。

本発明に係る熱除去装置を有するバッテリーの動作は、まず当該熱除去装置に隣接する電気化学エネルギー貯蔵装置の物理的パラメータが検出されるように行われる。そのために第一の測定装置の測定要素に対して問い合わせが行われる。第一の測定装置は測定要素の信号を、特に記憶装置に格納された換算関係式に基づいて、検出された物理的パラメータに対する測定値に換算する。問い合わせは好ましくは所定の第一の時点において、特に１秒について複数回行われる。第一の測定装置は走査された値を、時間的平均値に圧縮する。第一の測定装置は所定の第二の時点において、所定の時間間隔の間に検出された物理的パラメータに対する時間的平均値を、特に前記所定の時間間隔の時間的平均値を表す値と共に記憶装置に伝える。第一の測定装置は好ましくは、複数の測定要素に対して逐次的に問い合わせを行い、信号の時間的な平均値を求め、時間的に平均化された信号を物理的パラメータについての数値に換算し、当該数値を、特に前記所定の時間間隔の時間的平均値を表す値と共に記憶装置に伝える。当該方法により好適に記憶装置において、検出された物理的パラメータの離散的な時間履歴が成立する。

制御装置は好適に、検出された物理的パラメータ、特に当該検出された物理的パラメータの時間的平均値を、対応する目標値と比較する。当該目標値は好ましくは記憶装置に格納されている。当該比較に応じて、制御ユニットは上位の制御装置、特にバッテリー制御装置への所定の信号の伝送を開始する。所定の信号は好適に、物理的パラメータの時間的平均値が対応する目標値から望まないように逸脱していることについての情報を与える。好適に制御ユニットは上位の制御装置への所定の信号の伝達を開始し、当該上位の制御装置は電気化学エネルギー貯蔵装置の望ましくない動作状態あるいは制御ソフトウェアの経過における進展に関する情報を与える。制御ユニットは好ましくは、電気切り替え装置を、上位の制御装置からの信号の結果として、および／または、物理的パラメータの時間的平均値の、対応する目標値からの確定された偏差の結果として作動させる。電気切り替え装置の作動によって好ましくは、電気化学エネルギー貯蔵装置と消費部との電気接続が遮断され、および／または、特に上位のバッテリーの冷却装置が接続される。

本発明のさらなる有利点と特徴と応用可能性を、図面に関連して以下の詳細な説明に記載する。図面に示すのは以下の通りである。

第一の流体経路と二つの温度測定要素を有する本発明に係る熱除去装置の図である。 本発明に係る熱除去装置であって、当該熱除去装置の熱源接触領域が電気化学エネルギー貯蔵装置に熱伝導的に接触している熱除去装置の図である。 本発明に係る熱除去装置であって、当該熱除去装置の熱源接触領域が電気化学エネルギー貯蔵装置に熱伝導的に接触している熱除去装置の図である。 第一の流体経路を有する熱除去装置であって、当該熱除去装置の熱源接触領域と放熱領域が互いに重なり合っている熱除去装置のさらなる実施の形態を示す図である。 平坦な測定要素、記憶装置、制御ユニット、信号伝送装置、二つの電気接触装置を有する熱除去装置のさらなる実施の形態を示す図である。 平坦な測定要素、記憶装置、制御ユニット、信号伝送装置、二つの電気接触装置を有する熱除去装置のさらなる実施の形態を示す図である。 電気化学エネルギー貯蔵装置を有する熱除去装置であって、当該電気化学エネルギー貯蔵装置の電流導体が接触装置と接続されている熱除去装置のさらなる実施の形態を示す図である。 本発明に係る複数の熱除去装置であって、複数の角柱型の電気化学エネルギー貯蔵装置とともに締結されている複数の熱除去装置を有するバッテリーと、本発明に係る熱除去装置を中心とする複数の円柱型の電気化学エネルギー貯蔵装置の構造体であって、当該本発明に係る熱除去装置の断面が概ね三角形に形成されている構造体を示す図である。 本発明に係る複数の熱除去装置であって、複数の角柱型の電気化学エネルギー貯蔵装置とともに締結されている複数の熱除去装置を有するバッテリーと、本発明に係る熱除去装置を中心とする複数の円柱型の電気化学エネルギー貯蔵装置の構造体であって、当該本発明に係る熱除去装置の断面が概ね三角形に形成されている構造体を示す図である。

図１は、第一の流体経路１０と、二つの温度測定要素８，８ａを有する本発明に係る熱除去装置１を示している。熱除去装置１は、熱源接触領域５と二つの放熱領域６，６ａを有する熱伝導装置３を有している。第一の流体経路１０は放熱領域６を通って設けられている。温度測定要素８，８ａは熱伝導装置３内の熱源接触領域５内部に取り付けられており、熱伝導装置３の表面と同一平面上にある。熱源接触領域５は図に示されていない電気化学エネルギー貯蔵装置と熱伝導的に接触するために設けられている。放熱領域６，６ａは熱伝導装置３と一体的に形成されている。放熱領域６，６ａは好適に、それぞれの外縁に向かって細くなる厚さを有して形成されている。熱伝導装置３はアルミニウムから製造されている。

図２ａは本発明に係る熱除去装置１であって、当該熱除去装置の（破線による参照線を有する）熱源接触領域５が電気化学エネルギー貯蔵装置４によってカバーされている熱除去装置を示している。電気化学エネルギー貯蔵装置４は同様に（破線による参照線を有する）温度測定要素８，８ａをカバーしている。放熱領域６は領域的に電気化学エネルギー貯蔵装置４を超えて延伸している。熱伝導装置３は図２ｂによれば当該熱伝導装置の裏側にも放熱領域６ａを有している。熱伝導装置の裏側には、表面を拡大させる多数のリブが熱伝導装置３に一体的に作り付けられている。

図３は第一の流体経路１０を有する熱除去装置１のさらなる実施の形態を示している。熱源接触領域５と放熱領域６は互いに重なっている。熱伝導装置３の境界面と同一平面上に、二つの温度測定要素８，８ａが熱源接触領域５内部に設けられている。第一の流体経路１０は熱伝導装置３内部に延在するとともに、温度測定要素８，８ａのための空隙部を迂回するように設けられている。

図４ａは平坦な温度測定要素８と、記憶装置９と、制御ユニット１３と、電気切り替え装置１１と、第一の測定装置２と、信号伝送装置１２と、二つの接触装置１４，１４ａとを有する熱除去装置１のさらなる実施の形態を示している。温度測定要素８は二次元的に、あるいは個々の温度測定要素８，８ａのマトリックスとして（図４ｂ参照）形成されている。単独もしくは複数の温度測定要素８，８ａは、多数の接続導線を介して第一の測定装置２と接続されている。熱除去装置１の上部領域には電子工学的切り替え装置（２，９，１１，１２，１３）が電子工学的構成要素グループとして設けられている。当該電子工学的構成要素グループから二つの接触装置１４、１４ａが延伸している。電子工学的構成要素グループの接続部であって、同様に図に示されていない電子化学エネルギー貯蔵装置の電流導体と接続するための接続部は図に示されていない。電子工学的構成要素グループは熱伝導装置内に取り付けられているとともに、部分的に、図に示されていない電気化学エネルギー貯蔵装置によってカバーされている。信号伝送装置１２は好適にトランスポンダとして形成されている。当該トランスポンダには、図に示されていない上位のバッテリー制御装置の電磁界を用いてエネルギーが供給される。このような状態において、トランスポンダは制御ユニット１３から選択された情報を、当該情報の識別子と共に上位のバッテリー制御装置に伝達する。

図５は電気化学エネルギー貯蔵装置４を有する熱除去装置１のさらなる実施の形態を示している。電気化学エネルギー貯蔵装置４の電流導体４１，４１ａは、電気切り替え装置１１，１１ａを介して電気接触装置１４，１４ａと接続されている。図４ａにおける（２，９，１１，１２，１３で示される）電子工学的構成要素グループは図に示されていない。当該電子工学的構成要素グループは制御ユニットと第一の測定装置も含んでいる。温度測定要素８，８ａは図に示されていない第一の測定装置と接続されている。図に示されていない制御ユニットは、図に示されていない第一の測定装置から信号を受信するとともに、電気切り替え装置１１，１１ａを制御するために形成されている。温度を測定するとともに目標値と比較した後に、望ましくない偏差、特に最大許容動作温度を上回ることが検出される場合に限って、図に示されていない制御ユニットは、電気接触装置１４，１４ａのうちの少なくとも一つを遮断する。放熱領域６は電気化学エネルギー貯蔵装置４の電流導体４１，４１ａの領域において、電気的に絶縁を行うとともに熱伝導性の層に被覆されている。当該領域において、電気化学エネルギー貯蔵装置４の電流導体４１，４１ａは熱伝導装置３に接触している。このようにして電気化学エネルギー貯蔵装置４との熱エネルギーの交換は好適に改善される。

図６ａは複数の本発明に係る熱除去装置１を有するバッテリー１５を示している。当該複数の熱除去装置は複数の角柱型の電気化学エネルギー貯蔵装置４とともに締結されている。電気化学エネルギー貯蔵装置４は互いに直列に接続されている。本図でも四つの電気化学エネルギー貯蔵装置４を有するバッテリー１５は二つの電気接触装置１４，１４ａを有しており、当該電気接触装置１４，１４ａに対して、二つの熱除去装置１が設けられている。バッテリー１５は図に示されていないバッテリー制御装置を有している。当該バッテリー制御装置は信号伝送装置１２を介して異なる制御ユニット１３と信号を交換する。電流導体４１，４１ａは接続線４２を介して電気切り替え装置１１と接続されている。

図６ｂは複数の円柱形のエネルギー貯蔵装置４の構造体と、本発明に係る熱除去装置１を示している。熱除去装置１の断面は周囲の電気化学エネルギー貯蔵装置４の形状に適合されている。すなわち、熱源接触領域５は個々の電気化学エネルギー貯蔵装置４に寄り添っている。第一の測定装置と、当該第一の測定装置の測定要素と、熱伝導装置３を貫通する第一の流体経路は図に示されていない。

１ 熱除去装置
２ 第一の測定装置
３ 熱伝導装置
４ エネルギー貯蔵装置
５ 熱源接触領域
６，６ａ 放熱領域
８，８ａ 温度測定要素
９ 記憶装置
１０ 第一の流体経路
１１，１１ａ 電気切り替え装置
１２ 信号伝送装置
１３ 制御ユニット
１４，１４ａ 接触装置
１５ バッテリー
１６ バッテリー制御装置
４１，４１ａ 電流導体
４２ 接続線

Claims (7)

1. 物理的パラメータを検出するために設けられている第一の測定装置（２）と、
   隣接する電気化学エネルギー貯蔵装置（４）から熱エネルギーを吸収するために設けられている熱伝導装置（３）を有している熱除去装置（１）であって、
   前記熱伝導装置（３）は熱源接触領域（５）を有しており、当該熱源接触領域は隣接する電気化学エネルギー貯蔵装置（４）に熱伝導的に接触するために設けられており、
   前記熱伝導装置（３）はさらに、放熱領域（６，６ａ）を有しており、当該放熱領域は熱エネルギーをプロセス流体（７）に放出するために設けられている、熱除去装置において、
   前記第一の測定装置（２）は前記熱源接触領域（５）における温度を検出するために設けられており、
   前記電気化学エネルギー貯蔵装置（４）は好ましくは、前記熱源接触領域（５）に対してプレストレスを与えられていることを特徴とする熱除去装置（１）。
2. 前記第一の測定装置（２）は二次元温度プロファイルを検出するために設けられていることを特徴とする請求項１に記載の熱除去装置（１）。
3. 特に圧力を検出するため、および／または物質が存在することを検出するための測定要素（８，８ａ）であって、当該測定要素は前記第一の測定装置（２）と信号によって接続されている測定要素、
   第一の測定装置（２）の測定値を、特にそれが測定された時間を表す値と共に格納するために設けられている記憶装置（９）、
   プロセス流体（７）を受容するために設けられている第一の流体経路（１０）、
   隣接する電気化学エネルギー貯蔵装置（４）との電気エネルギーの交換を遮断するために設けられている電気切り替え装置（１１，１１ａ）、
   特に外部の受信装置に測定値を伝送するために設けられている信号伝送装置（１２）、
   前記第一の測定装置（２）、前記電気切り替え装置（１１，１１ａ）、前記記憶装置（９）および／または前記信号伝送装置（１２）を制御するために設けられている制御ユニット（１３）、および／または
   電気機器と接続されるために設けられている電気接触装置（１４）、
   を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の熱除去装置（１）。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の熱除去装置（１）と、二つの電気化学エネルギー貯蔵装置（４，４ａ）を有するバッテリー（１５）において、
   前記熱除去装置（１）の形状は前記電気化学エネルギー貯蔵装置（４，４ａ）の形状に適合されており、
   前記熱除去装置（１）は、前記二つの電気化学エネルギー貯蔵装置（４，４ａ）の間領域に設けられていることを特徴とするバッテリー（１５）。
5. 当該バッテリー（１５）は、バッテリー制御装置（１６）を有しており、前記バッテリー制御装置は制御ユニット（１３）と間欠的に所定の信号を交換するために設けられていることを特徴とする請求項４に記載のバッテリー（１５）。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載のバッテリー（１５）を動作させるための方法であって、
   ａ）物理的パラメータ、特に少なくとも前記熱除去装置（１）に隣接する電気化学エネルギー貯蔵装置（４）の温度を検出するステップ、および
   ｂ）前記物理的パラメータを、特にそれが測定された時間を表す値と共に記憶装置に格納するステップ、
   を有する方法。
7. 請求項６に記載の方法であって、
   ｃ）ステップａ）によって検出された物理的パラメータを目標値と比較するステップ、
   ｄ）少なくとも一つの所定の信号を上位の制御装置に伝送するステップ、および／または、
   ｅ）電気切り替え装置（１１）を作動させるステップ、
   を有する方法。

Images