具有電池電芯和用于調(diào)節(jié)電池電芯溫度的裝置的電池系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電池系統(tǒng)（1），所述電池系統(tǒng)具有多個相互連接的電池電芯（2）和用于調(diào)節(jié)電池電芯溫度的裝置，所述用于調(diào)節(jié)電池電芯溫度的裝置包括被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的至少一個空心體（3、4）及具有至少一個第一接觸區(qū)域（6）和至少一個第二接觸區(qū)域（7）的至少一個導(dǎo)熱元件（5），其中，所述至少一個第一接觸區(qū)域（6）是平面的并且與至少一個電池電芯（2）的側(cè)面熱接觸，以及其中，所述至少一個第二接觸區(qū)域（7）設(shè)置在所述至少一個空心體（3、4）上，使得所述至少一個第二接觸區(qū)域（7）與所述至少一個空心體（3、4）熱接觸。
【專利說明】具有電池電芯和用于調(diào)節(jié)電池電芯溫度的裝置的電池系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電池系統(tǒng)，其具有多個相互連接的電池電芯和用于調(diào)節(jié)電池電芯溫度的裝置，所述用于調(diào)節(jié)電池電芯溫度的裝置包括至少一個被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的空心體和至少一個導(dǎo)熱元件，所述至少一個導(dǎo)熱元件具有至少一個第一接觸區(qū)域和至少一個第二接觸區(qū)域，其中，所述至少一個第一接觸區(qū)域被構(gòu)造為平面的并且與至少一個電池電芯的側(cè)面熱接觸。
【背景技術(shù)】
[0002]電池、如特別是可充電的鋰離子電池作為蓄能器是非常重要的，特別是用以在混合動力車輛、插電式(Plug-1n)混合動力車輛或者電動車輛中提供驅(qū)動裝置所必需的能量。鋰離子電池由多個相互電連接的電池電芯構(gòu)成，其中，多個電池電芯可機(jī)械地相互夾緊成一個電池模塊。為了這種電池的安全運行以及為了這種電池特別是在性能和使用壽命方面優(yōu)化的應(yīng)用，必須確保電池只在一定的溫度范圍內(nèi)使用。因此，特別是在高的功率消耗和高的功率輸出下必須避免電池電芯加熱超出一定的溫度，特別是為了不縮短電池電芯的使用壽命和避免電池電芯所謂的熱失控(也稱為“熱跑脫”)。
[0003]出于此原因，通常對電池或確切地說電池電芯進(jìn)行調(diào)溫。已知的是，在此開頭所述的具有用于調(diào)節(jié)電池電芯溫度的裝置的電池系統(tǒng)。特別是冷卻板用作用于調(diào)節(jié)溫度的裝置，其中，這種冷卻板通過接觸面與電池的電池電芯熱接觸，特別是通過將電池電芯設(shè)置在冷卻板上。通過這種方式，在冷卻板的接觸面和電池電芯之間進(jìn)行熱能傳遞。此外為了改善電池電芯的冷卻，可以在冷卻板下方設(shè)置一個冷卻介質(zhì)流經(jīng)的冷卻管。由文獻(xiàn)DE 10 2008059 954 Al已知具有這種冷卻板的電池。
[0004]在前述這種方式的電池電芯溫度調(diào)節(jié)中的缺點是，電池電芯只通過相對較小的面、即電池電芯的底面與冷卻板熱接觸。但為了很小的熱阻進(jìn)而良好的熱能傳遞，特別是在接觸面很小的情況下需要電池電芯與接觸面的良好接觸。但這經(jīng)常變得非常成問題，特別是因為電池電芯通常以機(jī)械方式相互夾緊成一個電池模塊，并且各個電池電芯因而經(jīng)常不是最優(yōu)地平放在冷卻板的接觸面上。這因此導(dǎo)致熱阻的劇烈升高。此外由于電池電芯因老化產(chǎn)生的變形以及由于特別是在將這種電池模塊應(yīng)用于車輛中時的振動和沖擊，在此問題加劇。這些不希望的影響甚至?xí)?dǎo)致各個電池電芯沒有與用于調(diào)節(jié)電池電芯溫度的裝置處于熱接觸中。因此可能不再能實現(xiàn)對相關(guān)電池電芯的充分的溫度調(diào)節(jié)，由此電池電芯以及由于電池電芯甚至整個電池都可能受到不可修復(fù)的損壞。在此，確保電池電芯和冷卻板之間長期持續(xù)熱接觸的、電池電芯在冷卻板上的安裝需耗費很多才能實現(xiàn)。
[0005]因此值得追求的是，改進(jìn)電池電芯與用于調(diào)節(jié)電池電芯溫度的裝置的熱接觸。在文獻(xiàn)DE 10 2008 059 954 Al中已經(jīng)公開了一種增大電池電芯和冷卻板之間的接觸面的方式。除了電池電芯的底面與冷卻板的接觸之外，在電池電芯之間還設(shè)置導(dǎo)熱板，其中，導(dǎo)熱板與冷卻板熱連接，以將熱量從電池電芯傳導(dǎo)到冷卻板。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在此背景下，本發(fā)明的目的是改進(jìn)開頭所述的電池系統(tǒng)，特別是改善在電池電芯和用于調(diào)節(jié)電池電芯溫度的裝置之間的熱能傳遞的方面。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，提出一種電池系統(tǒng)，所述電池系統(tǒng)具有多個相互連接的電池電芯和用于調(diào)節(jié)電池電芯溫度的裝置，所述用于調(diào)節(jié)電池電芯溫度的裝置包括被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的至少一個空心體及具有至少一個第一接觸區(qū)域和至少一個第二接觸區(qū)域的至少一個導(dǎo)熱元件，其中，所述至少一個第一接觸區(qū)域是平面的并且與至少一個電池電芯的側(cè)面熱接觸，以及其中，所述至少一個第二接觸區(qū)域設(shè)置在所述至少一個空心體上，使所述至少一個第二接觸區(qū)域與所述至少一個空心體熱接觸。有利地，所述至少一個導(dǎo)熱元件通過所述至少一個第二接觸區(qū)域直接與被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的空心體連接，從而可實現(xiàn)在所述電池電芯和被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的所述至少一個空心體之間的改善的熱能傳遞。
[0008]被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的所述至少一個空心體優(yōu)選地是冷卻介質(zhì)導(dǎo)管，其特別優(yōu)選地被構(gòu)造為圓管。被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的空心體的一種有利設(shè)計方案變型的特征在于，用于與所述至少一個導(dǎo)熱元件的第二接觸區(qū)域接觸的接觸面很大，從而實現(xiàn)了在所述至少一個空心體和至少一個導(dǎo)熱元件之間的改善的熱能傳遞。特別地，作為有利的實施方案變型規(guī)定，所述至少一個空心體按照板件的方式構(gòu)造。這種設(shè)計方案變型是具有基本上為矩形的橫截面的冷卻介質(zhì)導(dǎo)管的一種特殊設(shè)計方案，其中，兩個相互對置的壁的寬度是兩個相互對置的壁的高度的幾倍。根據(jù)本發(fā)明一種有利的設(shè)計方案規(guī)定，所述至少一個空心體由金屬制成，優(yōu)選由銅和/或鋁制成。
[0009]所述至少一個導(dǎo)熱元件優(yōu)選被構(gòu)造為被動的。即，所述至少一個導(dǎo)熱元件不被冷卻介質(zhì)流經(jīng)。通過所述至少一個導(dǎo)熱元件的至少一個第一接觸區(qū)域的平面設(shè)計方案，導(dǎo)熱元件有利地可以在兩側(cè)被熱接觸，因為所述至少一個導(dǎo)熱元件的正面以及背面由此被構(gòu)造為用于電池電芯的熱接觸的接觸面。這樣借助于一個接觸面可以熱接觸至少一個電池電芯的至少一個側(cè)面，并且借助于第二個接觸面可以熱接觸至少一個另外的電池電芯的至少一個側(cè)面。根據(jù)本發(fā)明的一種有利設(shè)計方案規(guī)定，所述至少一個導(dǎo)熱元件直到所述至少一個第二接觸區(qū)域被構(gòu)造為平面的。特別地規(guī)定，所述至少一個導(dǎo)熱元件被構(gòu)造為單件式的。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的電池系統(tǒng)的另一有利的設(shè)計方案規(guī)定，電池電芯是可充電的電池電芯，特別優(yōu)選地是鋰離子電池電芯。有利地，這種電池電芯的特征在于高的能量密度。優(yōu)選地,多個相互電連接的電池電芯或者由多個相互電連接的電池電芯構(gòu)成的電池被構(gòu)造為用于混合動力車輛、插電式混合動力車輛或者電動車輛的驅(qū)動裝置的能量源。
[0011]本發(fā)明基于以下認(rèn)識:可以實現(xiàn)在電池電芯和用于調(diào)節(jié)電池電芯溫度的裝置之間的改善的熱能傳遞，如果電池電芯通過大的面、有利地通過電池電芯的側(cè)面與用于調(diào)節(jié)電池電芯溫度的裝置熱接觸，其中，通過至少一個導(dǎo)熱元件進(jìn)行熱接觸，該至少一個導(dǎo)熱元件直接與用于調(diào)節(jié)電池電芯溫度的裝置的被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的部件、即優(yōu)選地冷卻介質(zhì)導(dǎo)管熱接觸。通過電池電芯側(cè)面的熱接觸因此也是特別有利的，因為所述至少一個導(dǎo)熱元件、更確切的說多個導(dǎo)熱元件可以通過第一接觸區(qū)域設(shè)置在電池電芯之間。通過將電池電芯以機(jī)械方式夾緊成一個電池模塊，導(dǎo)熱元件在此有利地固定在電池電芯之間?；跈C(jī)械夾緊的擠壓力此外有利地提供從電池電芯到相應(yīng)導(dǎo)熱元件的很小的熱阻，由此有利地進(jìn)一步改善熱能傳遞。有利地，此外電池電芯不設(shè)置在冷卻板上，從而電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)得以簡化。通過所述至少一個被動的導(dǎo)熱元件直接設(shè)置在至少一個電池電芯處和被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的所述至少一個空心體上，熱量從電池電芯導(dǎo)出到所述至少一個空心體并且從空心體通過對流傳遞到冷卻介質(zhì)。通過被動的導(dǎo)熱元件與引導(dǎo)冷卻介質(zhì)的主動元件的接觸，即與所述至少一個空心體的接觸，有利地可以改善熱能的傳遞，進(jìn)而改善地調(diào)節(jié)電池以及電池的電池電芯的溫度。此外，由此可有利地實現(xiàn)緊湊的結(jié)構(gòu)形式。
[0012]例如可以規(guī)定水-二元醇混合物或制冷劑、如特別是制冷劑R1234yf作為流經(jīng)至少一個空心體的冷卻介質(zhì)。
[0013]本發(fā)明的一種優(yōu)選的設(shè)計方案規(guī)定，所述至少一個第一接觸區(qū)域設(shè)置在兩個電池電芯之間，使所述至少一個第一接觸區(qū)域與這兩個電池電芯熱接觸。也就是說，根據(jù)本發(fā)明，在兩個相鄰設(shè)置的電池電芯之間插入一個導(dǎo)熱元件，其中，該導(dǎo)熱元件在兩側(cè)與相鄰設(shè)置的電池電芯熱接觸。與電池電芯的接觸在此通過導(dǎo)熱元件的第一接觸區(qū)域?qū)崿F(xiàn)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選設(shè)計方案規(guī)定，電池電芯以機(jī)械的方式相互夾緊，使設(shè)置在電池電芯之間的導(dǎo)熱元件通過機(jī)械夾緊而固定。通過機(jī)械夾緊或者說來自機(jī)械夾緊的壓緊力，有利地，實現(xiàn)與設(shè)置在兩個電池電芯之間的所述至少一個導(dǎo)熱元件的改進(jìn)的接觸，并且降低從電池電芯到被熱接觸的導(dǎo)熱元件的熱阻。
[0015]有利地，所述至少一個導(dǎo)熱元件超過被熱接觸的所述至少一個電池電芯的側(cè)面伸出。所述至少一個導(dǎo)熱元件的這個超過側(cè)面伸出的區(qū)域有利地改善了從電池電芯的熱量輸出。因為熱能額外地通過超過接觸的電池電芯的側(cè)面伸出的區(qū)域輸出到周圍空氣中。此外，該額外的區(qū)域有利地可用于在其上面安裝固定件，用來將電池系統(tǒng)固定在車輛內(nèi)的安裝空間中和/或固定在殼體中。為此，導(dǎo)熱元件的相應(yīng)區(qū)域可有利地具有孔和/或固定件，如鉤
坐寸ο
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選設(shè)計方案，所述至少一個第二接觸區(qū)域至少部分地包圍所述至少一個空心體。作為有利的設(shè)計方案變型，特別地規(guī)定，所述至少一個第二接觸區(qū)域完全包圍所述至少一個空心體。通過完全地或部分地包圍所述空心體，在所述至少一個空心體和所述至少一個導(dǎo)熱元件之間的接觸面有利地增大。由此，可實現(xiàn)在冷卻介質(zhì)流經(jīng)的空心體和所述至少一個導(dǎo)熱元件之間改善的熱能傳遞,進(jìn)而在冷卻介質(zhì)流經(jīng)的空心體和與導(dǎo)熱元件熱接觸的所述至少一個電池電芯之間的改善的熱能傳遞。此外，當(dāng)導(dǎo)熱元件的所述至少一個第二接觸區(qū)域至少部分地包圍所述至少一個空心體時，所述至少一個空心體有利地可由緊固在電池電芯之間的導(dǎo)熱元件固持。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一有利的設(shè)計方案規(guī)定，所述至少一個第二接觸區(qū)域與所述至少一個空心體以傳力連接的方式連接。在此，本發(fā)明的一種特別優(yōu)選的設(shè)計方案規(guī)定，所述至少一個第二接觸區(qū)域通過熱壓配合而設(shè)置在所述至少一個空心體上或者通過熱壓配合與所述至少一個空心體連接。所述至少一個導(dǎo)熱元件或確切地說所述至少一個導(dǎo)熱元件的至少一個第二接觸區(qū)域為此優(yōu)選地以相對于所述至少一個空心體的過盈配合制成，其中，所述至少一個導(dǎo)熱元件在加熱所述至少一個第二接觸區(qū)域之后安裝到所述至少一個空心體上。在此，電池系統(tǒng)可有利地構(gòu)造為，所述至少一個空心體由所述至少一個導(dǎo)熱元件固持。在此有利地不需要額外的措施來固定所述至少一個被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的空心體。通過所述至少一個導(dǎo)熱元件和所述至少一個空心體之間的傳力連接，有利地保持從被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的空心體到所述至少一個導(dǎo)熱元件的熱阻很小，由此電池電芯和被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的空心體之間經(jīng)由所述至少一個導(dǎo)熱元件的熱傳遞有利地得以改善。因為根據(jù)本發(fā)明的電池系統(tǒng)特別地設(shè)置應(yīng)用于車輛中，特別是電動車輛中，所述至少一個導(dǎo)熱元件的熱壓配合此外還提供了以下優(yōu)點:所述至少一個空心體和所述至少一個導(dǎo)熱元件之間的接觸不會因車輛工作中引起的振動和沖擊而松開。
[0018]在本發(fā)明的另一設(shè)計方案中，所述至少一個空心體與所述至少一個第一接觸區(qū)域正交地定向。即，空心體沿著相繼設(shè)置的電池電芯的方向延伸。在電池電芯之間設(shè)置多個導(dǎo)熱元件的情況下，該至少一個空心體與所述導(dǎo)熱元件的至少一個第二接觸區(qū)域的熱接觸有利地在結(jié)構(gòu)上可特別簡單地實現(xiàn)。有利地，在前述設(shè)計方案中，此外所述至少一個第二接觸區(qū)域與所述至少一個第一接觸區(qū)域正交地定向，其中，所述至少一個第二接觸區(qū)域超過所述至少一個第一接觸區(qū)域伸出。第二接觸區(qū)域在此優(yōu)選地相對于所述至少一個第二接觸區(qū)域呈L形或T形地定向。通過這種方式，所述至少一個第二接觸區(qū)域與所述至少一個被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的空心體的接觸面有利地增大，從而在被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的空心體和電池電芯之間經(jīng)由所述至少一個導(dǎo)熱元件的熱能傳遞進(jìn)一步得以改善。
[0019]本發(fā)明的另一有利的設(shè)計方案規(guī)定，所述至少一個第一接觸區(qū)域相對于被熱接觸的電池電芯電絕緣。有利地，在此電絕緣通過安裝導(dǎo)熱箔實現(xiàn)。在此，電絕緣用于在電池系統(tǒng)的周邊環(huán)境中的防護(hù)，因為電池電芯以及電池電芯的電芯殼體不總是零電勢的。根據(jù)一種設(shè)計方案變型規(guī)定，為了電絕緣，在電池電芯和/或?qū)嵩显O(shè)置相應(yīng)構(gòu)造的漆層。有利地，導(dǎo)熱元件由導(dǎo)熱良好的材料、例如銅或鋁制成，其中，導(dǎo)熱元件或電池電芯然后優(yōu)選相應(yīng)地電絕緣。
[0020]另一有利的設(shè)計方案變型規(guī)定，所述至少一個導(dǎo)熱元件是電絕緣體。在此，有利地不需要額外的電絕緣，由此可實現(xiàn)重量減輕。特別優(yōu)選地，所述至少一個導(dǎo)熱元件至少部分地由陶瓷制成。在此，陶瓷在導(dǎo)電能力很差的情況下提供有利的高導(dǎo)熱能力的特性。
[0021]本發(fā)明的另一有利的設(shè)計方案的特征在于設(shè)有多個導(dǎo)熱元件。特別地規(guī)定，每η個電池電芯與一個導(dǎo)熱元件熱接觸。在此可有利地按照應(yīng)用情況調(diào)整導(dǎo)熱元件的數(shù)量。特別地，熱負(fù)荷越高，則設(shè)置越多的導(dǎo)熱元件。例如在HEV應(yīng)用中設(shè)置的導(dǎo)熱元件的件數(shù)應(yīng)當(dāng)多；優(yōu)選地在相鄰的電池電芯之間分別設(shè)置一個導(dǎo)熱元件。特別優(yōu)選地，電池系統(tǒng)設(shè)有多個導(dǎo)熱元件，其中在至少每兩個電池電芯之間分別設(shè)置一個導(dǎo)熱元件。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一種特別有利的設(shè)計方案規(guī)定，用于調(diào)節(jié)電池電芯溫度的裝置具有兩個被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的空心體，以及所述至少一個導(dǎo)熱元件具有兩個第二接觸區(qū)域，其中，第二接觸區(qū)域設(shè)置在導(dǎo)熱元件相互對置的側(cè)面上，并且第二接觸區(qū)域分別設(shè)置在空心體上，使空心體由第二接觸區(qū)域固持。特別地，設(shè)置兩個被構(gòu)造為冷卻介質(zhì)導(dǎo)管的被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的空心體，其設(shè)置在電池電芯的上方和下方或者分別設(shè)置在電池電芯的相互對置的側(cè)面上，其中，多個分別具有一個第一接觸區(qū)域的導(dǎo)熱元件設(shè)置在兩個電池電芯之間并且所述多個導(dǎo)熱元件分別具有兩個設(shè)置在導(dǎo)熱元件相互對置側(cè)面上的第二接觸區(qū)域，其中，導(dǎo)熱元件通過一個第二接觸區(qū)域設(shè)置在其中一個冷卻介質(zhì)導(dǎo)管上并且通過另一個第二接觸區(qū)域設(shè)置在另一個冷卻介質(zhì)導(dǎo)管上，使得導(dǎo)熱元件分別通過第二接觸區(qū)域與冷卻介質(zhì)導(dǎo)管熱接觸。由此，電池電芯和被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的空心體之間的熱能傳遞有利地得以進(jìn)一步改
盡
口 ο【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]結(jié)合附圖中示出的實施例詳細(xì)闡述本發(fā)明的其他有利的細(xì)節(jié)、特征和設(shè)計細(xì)節(jié)。在此，附圖中:
[0024]圖1a以示意圖示出了根據(jù)本發(fā)明的電池系統(tǒng)的一種實施例的縱向剖視圖，其為沿圖1c中的剖切線A-A剖開的縱向剖視圖；
[0025]圖1b以示意圖示出了圖1a中所示實施例的設(shè)計細(xì)節(jié)B的縱向剖視圖；
[0026]圖1c以示意圖示出了圖1a中所示實施例的正面的內(nèi)視圖；
[0027]圖2a以示意圖示出了根據(jù)本發(fā)明的電池系統(tǒng)的另一實施例的縱向剖視圖，其為沿圖2c中的剖切線A-A剖開的縱向剖視圖；
[0028]圖2b以示意圖示出了圖2a中所示實施例的設(shè)計細(xì)節(jié)B的縱向剖視圖；以及
[0029]圖2c以示意圖示出了圖2a中所示實施例的正面的內(nèi)視圖。
【具體實施方式】
[0030]圖1a示出了一種電池系統(tǒng)1，其具有多個相互連接的電池電芯2和用于調(diào)節(jié)電池電芯2溫度的裝置，該裝置包括兩個被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的空心體3和多個導(dǎo)熱元件5。在圖1a所示實施例中的電池電芯是多個鋰離子電芯，這些鋰離子電芯相互電連接(在圖1a中未明確示出)。電池系統(tǒng)被構(gòu)造用作混合動力車輛、插電式混合動力車輛和/或電動車輛中的驅(qū)動裝置的蓄能器。
[0031 ] 在兩個電池電芯2之間以及分別在置于外部的電池電芯2的外側(cè)面上各布置一個導(dǎo)熱元件5。導(dǎo)熱元件5在這里由陶瓷制成。但作為設(shè)計方案變型，特別地涂有起電絕緣作用的漆層的導(dǎo)熱元件由鋁或銅制成。在圖1a中示出的每一個導(dǎo)熱元件5分別具有一個第一接觸區(qū)域6和兩個第二接觸區(qū)域7，其中，所述第一接觸區(qū)域6被構(gòu)造為平面的并且分別與包圍所述導(dǎo)熱元件5的電池電芯2的一個側(cè)面熱接觸。也就是說，通過第一接觸區(qū)域6的平面的設(shè)計方案，導(dǎo)熱元件5分別具有兩個接觸面10，其中，接觸面10分別直接緊貼在電池2的側(cè)面上。僅僅靠外的兩個導(dǎo)熱元件5通過第一接觸區(qū)域6僅與一個電池電芯2的側(cè)面熱接觸。電池電芯2與導(dǎo)熱元件5—起例如借助于電絕緣的條狀薄片(在圖1a中未明確示出)被機(jī)械地夾緊。箭頭8在此表示力F，借助于該力將電池電芯2與導(dǎo)熱片5壓緊在一起，并且該力將電池系統(tǒng)I縛緊。
[0032]導(dǎo)熱元件5的第二接觸區(qū)域7分別設(shè)置在被冷卻介質(zhì)、例如水-二元醇混合物流經(jīng)的空心體3上。經(jīng)過冷卻介質(zhì)導(dǎo)管3的冷卻介質(zhì)流在圖1a中象征性地用箭頭9表示。特別地根據(jù)所輸送的冷卻介質(zhì)的溫度，用于調(diào)節(jié)電池電芯溫度的裝置可用于冷卻或者加熱電池電芯2。電池系統(tǒng)I的空心體3在圖1a所示的實施例中被構(gòu)造為具有圓形橫截面的冷卻介質(zhì)導(dǎo)管。一個冷卻介質(zhì)導(dǎo)管3在此布置在電池電芯2之上,另一冷卻介質(zhì)導(dǎo)管3布置在電池電芯2之下，其中，冷卻介質(zhì)導(dǎo)管與導(dǎo)熱元件5的接觸區(qū)域6正交地定向。導(dǎo)熱元件5在此通過第二接觸區(qū)域7分別包住上面的和下面的冷卻介質(zhì)導(dǎo)管3，使第二接觸區(qū)域7分別與相應(yīng)的冷卻介質(zhì)導(dǎo)管3熱接觸。在此，接觸通過接觸面11實現(xiàn)，第二接觸區(qū)域7以該接觸面11分別設(shè)置在其中一個冷卻介質(zhì)導(dǎo)管3處。
[0033]導(dǎo)熱元件5分別通過將第二接觸區(qū)域7熱壓配合到冷卻介質(zhì)導(dǎo)管3上而設(shè)置在冷卻介質(zhì)導(dǎo)管3上。為此，至少導(dǎo)熱元件5的第二接觸區(qū)域7被加熱，使第二接觸區(qū)域7的稍后包圍冷卻介質(zhì)導(dǎo)管3的孔的內(nèi)徑擴(kuò)大。在利用第二接觸區(qū)域7的孔內(nèi)徑膨脹的情況下，隨后導(dǎo)熱元件5通過第二接觸區(qū)域7安裝到冷卻介質(zhì)導(dǎo)管3上，從而在第二接觸區(qū)域7冷卻之后導(dǎo)熱元件5以第二接觸區(qū)域7配合精確地設(shè)置在冷卻介質(zhì)導(dǎo)管3上。
[0034]直到第二接觸區(qū)域7為止，導(dǎo)熱元件5基本上構(gòu)造為平面的并且超過被熱接觸的電池電芯2的側(cè)面伸出。導(dǎo)熱元件5的第二接觸區(qū)域7基本上與導(dǎo)熱元件5的第一接觸區(qū)域6正交地定向，使得第二接觸區(qū)域7超過第一接觸區(qū)域6伸出，從而使第二接觸區(qū)域7分別相對于第一接觸區(qū)域呈L形地定向。由此，導(dǎo)熱元件5分別與冷卻介質(zhì)導(dǎo)管3熱接觸的接觸面11增大，從而在冷卻介質(zhì)導(dǎo)管3和電池電芯2之間經(jīng)由導(dǎo)熱元件5的熱傳遞可以改善。在冷卻介質(zhì)溫度低于電池電芯溫度時，在此在電池電芯2和空心體3之間存在溫度落差，從而熱能從電池電芯2經(jīng)由第一接觸區(qū)域6傳遞到導(dǎo)熱元件5，并且從導(dǎo)熱元件5經(jīng)由第二接觸區(qū)域7傳遞到空心體3以及流經(jīng)空心體3的冷卻介質(zhì)。
[0035]在圖1b中放大地示出了在圖1a中用字母B表示的部分。該部分示出了導(dǎo)熱元件5的第二接觸區(qū)域7，該第二接觸區(qū)域通過熱壓配合設(shè)置在冷卻介質(zhì)導(dǎo)管3上。在此，第二接觸區(qū)域7通過接觸面11與冷卻介質(zhì)導(dǎo)管3熱接觸。通過第二接觸區(qū)域7的L形彎曲，接觸面11增大。
[0036]圖1c以正面示圖示出了在圖1a中示出的實施例的內(nèi)視圖。在此可以看到電池電芯2，該電池電芯通過在圖1c中背向觀察者的側(cè)面與導(dǎo)熱元件5的第一接觸區(qū)域6熱接觸。在此，導(dǎo)熱元件5超過被熱接觸的電池電芯2的側(cè)面伸出。導(dǎo)熱元件5的第二接觸區(qū)域7分別包圍被構(gòu)造為冷卻介質(zhì)導(dǎo)管的被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的空心體3。
[0037]在圖2a至圖2c中示出了根據(jù)本發(fā)明的電池系統(tǒng)I的另一實施例。在此，與在圖1a至圖1c中示出的實施例的主要不同在于，圖2a至圖2c中所示的電池系統(tǒng)I的被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的空心體4被構(gòu)造為板形。冷卻介質(zhì)流經(jīng)的空心體4在此呈現(xiàn)出一種具有矩形橫截面的冷卻介質(zhì)管的特殊形式，其中，空心體4相互對置的外壁的寬度是空心體4相互對置的兩個外壁的高度的幾倍。在此，空心體4完全被冷卻介質(zhì)流經(jīng)，如在圖2a中通過箭頭9象征性示出的那樣。
[0038]還如在結(jié)合圖1a至圖1c所闡述的實施例中那樣，電池電芯2與設(shè)置在電池電芯2之間的導(dǎo)熱兀件5 —起被機(jī)械地相互夾緊。將電池電芯2和導(dǎo)熱兀件5壓在一起的力F在圖2a中象征性地通過箭頭8示出。電池電芯的機(jī)械夾緊不僅改善了在電池電芯2和導(dǎo)熱元件5之間的熱接觸，而且此外還防止電池電芯在工作時的隆起和變形。
[0039]導(dǎo)熱元件5在這里由鋁制成，其中，為了相對于電池電芯2電絕緣并且為了進(jìn)一步降低從電池電芯2到導(dǎo)熱元件5的熱阻，在導(dǎo)熱元件5上設(shè)置導(dǎo)熱箔(在圖中未明確示出)。導(dǎo)熱元件5的指向下方的第二接觸區(qū)域7形成用于電池系統(tǒng)I的放置面?？招捏w4在此由導(dǎo)熱元件5或確切地說由導(dǎo)熱元件5的第二接觸區(qū)域7固定。
[0040]在導(dǎo)熱元件5的超過電池電芯2的側(cè)面伸出的區(qū)域上可以固定例如用于安裝在車輛中的安裝空間內(nèi)的電池系統(tǒng)I。為此，導(dǎo)熱元件5的這些邊緣區(qū)域有利地可以具有孔和/或固定件(在圖2a至圖2c中未明確示出)。
[0041]在附圖中示出的實施例示出分別具有兩個被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的空心體。但其他的設(shè)計方案變型也可設(shè)有其他數(shù)量的被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的空心體，特別地，一種設(shè)計方案變型只設(shè)有一個被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的空心體以及一種設(shè)計方案變型設(shè)有四個被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的空心體，其中，一個空心體設(shè)置優(yōu)選地在電池電芯上方，一個空心體設(shè)置在電池電芯下方，并且在電池電芯的側(cè)面分別設(shè)置一個空心體。在此優(yōu)選地根據(jù)輸送給電池電芯以及根據(jù)由電池電芯輸出的熱能，選擇空心體的數(shù)量。待輸送或是待輸出的熱能越多，則有利地被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的空心體的數(shù)量越多。
[0042]此外，根據(jù)本發(fā)明的具有多個電池電芯和用于調(diào)節(jié)電池電芯溫度的裝置的電池系統(tǒng)能夠模塊化地擴(kuò)展。特別地，還可實現(xiàn)具有比實施例中所示更多數(shù)量的電池電芯、例如具有12個電池電芯的電池系統(tǒng)。特別地還可規(guī)定，電池電芯在多個行中并排布置，使得在如在圖1 a中或在圖2a中所示的一行電池電芯旁，設(shè)置相應(yīng)的另兩行電池電芯(在圖中未示出)。于是，導(dǎo)熱元件在這種設(shè)計方案中具有三個第一接觸區(qū)域，從而在每一行電池電芯中在相應(yīng)行的兩個電池電芯之間可以設(shè)置一個導(dǎo)熱元件的第一接觸區(qū)域。
[0043]附圖中所示的以及結(jié)合附圖闡述的實施例用于解釋本發(fā)明，對于本發(fā)明不是限制性的。
【權(quán)利要求】
1.一種電池系統(tǒng)(1)，所述電池系統(tǒng)具有多個相互連接的電池電芯(2)和用于調(diào)節(jié)電池電芯溫度的裝置，所述用于調(diào)節(jié)電池電芯溫度的裝置包括被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的至少一個空心體(3、4)及具有至少一個第一接觸區(qū)域(6)和至少一個第二接觸區(qū)域(7)的至少一個導(dǎo)熱元件(5)，其中，所述至少一個第一接觸區(qū)域(6)是平面的并且與至少一個電池電芯(2)的側(cè)面熱接觸，其特征在于，所述至少一個第二接觸區(qū)域(7)設(shè)置在所述至少一個空心體(3、4)上，使得所述至少一個第二接觸區(qū)域(7)與所述至少一個空心體(3、4)熱接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池系統(tǒng)(1)，其特征在于，所述至少一個第一接觸區(qū)域(6)設(shè)置在兩個電池電芯(2)之間，使得所述至少一個第一接觸區(qū)域(6)與這兩個電池電芯(2)熱接觸。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的電池系統(tǒng)(1)，其特征在于，所述電池電芯(2)被以機(jī)械方式相互夾緊，使得設(shè)置在電池電芯(2)之間的導(dǎo)熱元件(5)通過機(jī)械夾緊被固持。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的電池系統(tǒng)(1)，其特征在于，所述至少一個導(dǎo)熱元件(5 )超過被熱接觸的所述至少一個電池電芯(2 )的側(cè)面伸出。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的電池系統(tǒng)(1)，其特征在于，所述至少一個第二接觸區(qū)域(7)至少部分地包圍所述至少一個空心體(3、4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池系統(tǒng)(I)，其特征在于，所述至少一個第二接觸區(qū)域(7)通過熱壓配合設(shè)置在所述至少一個空心體(3、4)上。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的電池系統(tǒng)(1)，其特征在于，所述至少一個空心體(3、4)與所述至少一個第一接觸區(qū)域(6)正交地定向。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的電池系統(tǒng)(1)，其特征在于，所述至少一個第一接觸區(qū)域(6)相對于被熱接觸的電池電芯(2)電絕緣。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的電池系統(tǒng)(1)，其特征在于，設(shè)有多個導(dǎo)熱元件(5)，其中，在至少每兩個電池電芯(2)之間分別設(shè)置一個導(dǎo)熱元件(5)。
10.根據(jù)權(quán)利要求3至9中任一項所述的電池系統(tǒng)(1)，其特征在于，所述用于調(diào)節(jié)電池電芯溫度的裝置具有兩個被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的空心體(3、4)，以及所述至少一個導(dǎo)熱元件(5)具有兩個第二接觸區(qū)域(7)，其中，所述第二接觸區(qū)域(7)設(shè)置在導(dǎo)熱元件(5)的相互對置的側(cè)面上，并且所述第二接觸區(qū)域(7)分別設(shè)置在所述空心體(3、4)上，使得所述空心體(3,4)由所述第二接觸區(qū)域(7)固持。
【文檔編號】H01M10/6567GK103972610SQ201410032132
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月24日
【發(fā)明者】A·施密特 申請人:羅伯特·博世有限公司, 三星Sdi株式會社