[發(fā)明專利]用于蓄能器的熱連接的設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080015981.7
• 申請日: 2010-03-25
• 公開（公告）號: CN102438850A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發(fā)明（設計）人: 斯忒芬·赫希;阿希姆·威貝爾特;托拜厄斯·伊澤邁爾;馬可-托瑪斯·艾西爾
• 申請（專利權）人: 貝洱兩合公司
• 主分類號: B60K1/04
• 分類號: B60K1/04;H01M10/04;H01M10/50
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于蓄能器和/或冷卻板的熱連接的設備，一種用于多塊冷卻翅片與一個冷卻板的熱連接的設備，一種蓄能器設備以及一種用于流體的熱連接的設備。

背景技術

高效的蓄能器，諸如鋰離子或NiMH蓄電池或超級電容(Super-Caps)，被應用于現(xiàn)代的混合電動汽車(HEV)或電動汽車(EV)中。在快速充電和放電的過程中，由于電阻，使電池內(nèi)部和外部產(chǎn)生發(fā)熱。超過50℃的溫度會導致蓄能器的永久性損壞。為了確保蓄能器的功能，必須使電池有效地冷卻。對此，蓄能器經(jīng)由冷卻翅片與冷卻板形成熱接觸。

根據(jù)現(xiàn)有技術，將冷卻翅片平面式地從一面或兩面安裝在電池外表面上。然后，使冷卻翅片與冷卻板相接觸。在此，與冷卻板的接觸面積通常等于由冷卻翅片的厚度和長度形成的面積。在所有的構造中，這樣的過渡面都是熱量的瓶頸。

通過冷卻翅片與冷卻板的單面連接，首先在電池的高度上形成溫度差。該溫度差由電池廢熱和冷卻翅片厚度、或者由冷卻翅片和冷卻板之間的過渡表面的大小來確定。厚的冷卻翅片可以使溫度差減小。

首先，在電池高度較大、具有較多廢熱的情況下，必須使冷卻翅片非常厚，從而能夠保持住電池中允許的溫度差。厚的冷卻翅片會造成冷卻設備的重量和體積的能量密度變低。為了避免在電池高度上的溫度差，可以在電池之間安裝有導引流體的冷卻翅片。由此可以幾乎避免電池中出現(xiàn)溫度差。

對于有流體流經(jīng)的冷卻翅片，在重量和體積的能量密度方面也具有缺點，這是因為，生產(chǎn)可能性和整個構造中所允許的壓力損耗使得冷卻翅片的厚度和冷卻劑通道不能實現(xiàn)任意的小尺寸。此外，還存在連接處的泄露以及冷卻液的均勻分布的問題。因為每塊翅片都必須被供應冷卻液，所以具有至少一個連接處的每塊翅片都必須進行密封。

圖11a示出了現(xiàn)有技術的蓄能器設備，其中，在電池和冷卻翅片之間具有均勻的熱傳遞。該蓄能器設備具有電池102、具有均勻接觸電阻的電絕緣的導熱薄膜104a、可以形成為導熱的冷卻翅片的冷卻結構104b以及具有冷卻功能的基板，例如通過在基板內(nèi)部設置通道實現(xiàn)冷卻功能。電池高度用附圖標記108來表示。另外還示出了冷卻翅片的基點110，該基點實現(xiàn)了通過粘合力的導熱連接或其它形式的導熱連接。

圖12a示出了現(xiàn)有技術的蓄能器設備，其中，在冷卻翅片和冷卻板之間具有均勻的熱傳遞。該蓄能器設備具有第一電池501、第二電池502和第三電池503，以及具有冷卻功能的冷卻板106，例如通過在冷卻板內(nèi)部設置通道實現(xiàn)冷卻功能。例如，在冷卻板106和各個電池的冷卻結構之間設有具有均勻接觸電阻的電絕緣的導熱薄膜504a。另外例如還示出了基點110a、“效率最高點(Bestpunkt)”510a以及“效率最低點(Schlechtpunkt)”510b。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于蓄能器和/或冷卻板的熱連接的改良設備，一種用于多塊冷卻翅片與一個冷卻板的熱連接的改良設備，一種改良的蓄能器設備以及一種用于流體的熱連接的改良設備。

上述目的通過具有下述特征的用于蓄能器和/或冷卻板的熱連接的設備、用于多塊冷卻翅片或多個蓄能器與一個冷卻板的熱連接的設備、蓄能器設備以及用于流體的熱連接的設備來實現(xiàn)。

本發(fā)明的核心在于，對具有可變熱傳遞的電池冷卻元件的使用。

根據(jù)本發(fā)明，提供一種由冷卻元件組成的裝置，該冷卻元件例如為冷卻翅片以及一個或多個導熱薄膜，該裝置具有在冷卻翅片高度上的可改變的熱傳遞。由此，可以使電池表面上的最大溫度差保持盡可能小。

此外，根據(jù)相同原理，在冷卻板和組裝在其上的冷卻元件之間提供可改變的熱傳遞，該冷卻元件例如為冷卻翅片，從而使多個電池之間的溫度差保持盡可能小。

以上述方式實現(xiàn)了組成電池組的電池的均勻冷卻或受熱，并由此使電池內(nèi)的溫度差保持盡可能小。

所有電池均勻冷卻，也就是所有電池處于相同的溫度水平，這對于電池組的優(yōu)化運行非常重要。電池的溫度水平還影響使用壽命和性能。同樣重要的是，電池內(nèi)的溫度差在此通過冷卻能夠保持盡可能小。這方面可以通過本發(fā)明的技術方案來確保實現(xiàn)。

本發(fā)明的優(yōu)勢在于，既不使用較厚的冷卻翅片，也不在電池之間使用流體，就可以在電池表面上實現(xiàn)適宜的溫度以及實現(xiàn)最大溫度差的最小化。