[發(fā)明專利]用于電池的、具有巴克霍爾茨繼電器的冷卻回路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810052902.8
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108346840B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·察赫爾
• 申請（專利權(quán)）人: 保時捷股份公司
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/625;H01M10/63;H01M10/6567
• 代理公司: 北京北翔知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11285
• 代理人: 鄭建暉;潘飛

本發(fā)明涉及一種用于液冷式電池(12)、尤其用于電力運行車輛的液冷式電池(12)的冷卻回路(14)，具有：環(huán)繞式冷卻劑管路(18)、安排在該冷卻劑管路(18)中的熱交換器(22)、及輸送冷卻液經(jīng)過該冷卻劑管路(18)的冷卻劑泵(20)；該冷卻回路(14)具有巴克霍爾茨繼電器(24)，其被安排在該冷卻劑管路(18)中且具有用于連接至監(jiān)測單元(28)的信號輸出端(26)。此外，本發(fā)明涉及一種液冷式電池安排(10)，其具有上述的液冷式電池(12)和冷卻回路(14)、以及冷卻液，該液冷式電池(12)連接至該冷卻劑管路(18)，且該冷卻回路(14)和該液冷式電池(12)填充有該冷卻液。本發(fā)明還涉及一種具有這種液冷式電池安排(10)車輛。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于液冷式電池、尤其用于電力運行車輛的液冷式電池的冷卻回路，該冷卻回路具有：環(huán)繞式冷卻劑管路、安排在該冷卻劑管路中的熱交換器、以及用于輸送冷卻液經(jīng)過該冷卻劑管路的冷卻劑泵。

此外，本發(fā)明涉及一種液冷式電池安排，該液冷式電池安排具有如以上指明的液冷式電池和冷卻回路、以及冷卻液，其中，該液冷式電池連接至該冷卻劑管路，并且該冷卻回路和該液冷式電池填充有該冷卻液。

同樣地，本發(fā)明涉及一種具有如以上指明的液冷式電池安排的車輛。

本發(fā)明還涉及巴克霍爾茨繼電器(Buchholzrelais)的用途。

背景技術(shù)

當(dāng)今，高效電池對于驅(qū)動電力運行車輛變得越來越重要。這類車輛例如可以被實施為純電動車輛或者被實施為具有電輔助驅(qū)動裝置(例如以混合動力車輛方式)的車輛。

在這里，電池必須提供更大的瞬時功率，并且此外具有高存儲容量。在這種情況下，現(xiàn)在已知的是具有幾百伏運行電壓的電池。因此，為了能夠滿足這些要求，經(jīng)常需要特定的高功率電池，例如鋰離子電池。在電池中，通常將多個單獨的電池單元并聯(lián)地和/或串聯(lián)地連接在一起，以便能夠?qū)崿F(xiàn)期望的電壓和電流。

為了提高這類高功率電池的效率并且還為了獲得較長的使用壽命，有利的是對高功率電池的電池單元進(jìn)行冷卻?，F(xiàn)有技術(shù)中包含多種不同的冷卻概念，下面提到了其中最重要的一些。

首先，使用水或水乙二醇進(jìn)行冷卻是普遍的，因為此冷卻類型在具有常規(guī)驅(qū)動裝置(即具有內(nèi)燃發(fā)動機)的車輛中已經(jīng)是常見的。使用這種冷卻介質(zhì)的安全性關(guān)鍵缺點是其導(dǎo)電性。在冷卻回路泄漏(例如由于事故)的情況下，逸出的水或水乙二醇可能導(dǎo)致短路。其結(jié)果是可能導(dǎo)致火災(zāi)和其他緊急情況，并且這進(jìn)而能夠?qū)е聦囕v額外的和有時相當(dāng)大的損害。為減少這種風(fēng)險，具有水或水乙二醇的冷卻系統(tǒng)在此期間優(yōu)選地被實施為使得這些冷卻系統(tǒng)僅在電池殼體外部對電池冷卻。但是，這具有的缺點是，從單獨的電池單元到冷卻系統(tǒng)的熱傳遞很慢，并且電池可能會出現(xiàn)局部高溫。具體地，電池中可能形成溫度梯度，其中，位于電池內(nèi)部的電池單元的溫度高于冷卻系統(tǒng)作用在其上的電池殼體的溫度。其結(jié)果是，在所要求的運行情況中可能不能確保對電池進(jìn)行充分冷卻，其結(jié)果是限制了車輛的運行安全。

替代地，已知的是使用空氣對電池進(jìn)行冷卻。與水相比，空氣具有較低的熱容量，而因此需要較大的體積流量以便能夠充分地冷卻電池。這能夠確保但具有難度，并且有時需要額外部件，而由于增加的成本、其尺寸、或運行噪音，額外部件是不可接受的。

同樣，常見的是，使用特殊的冷卻劑進(jìn)行冷卻，例如R1234yf或R134a。這些冷卻劑被使用在例如車輛的空調(diào)系統(tǒng)中。但是，由于環(huán)境保護(hù)或運行安全的原因，這些冷卻劑有時難以處理和/或是不希望的。另外，這些冷卻劑被設(shè)計成用于通過蒸發(fā)和冷凝來吸收熱量和輸出熱量，這需要具有對應(yīng)的部件(即蒸發(fā)器和冷凝器)的復(fù)雜的冷卻回路。

一種用于冷卻電池的可能性包括使用絕緣油作為冷卻劑。使用這種冷卻劑，原理上可以引導(dǎo)冷卻劑更靠近電池單元、或者甚至使冷卻劑直接圍繞電池單元流動。以此方式，能夠確保從單獨的電池單元到冷卻劑的有效且均勻的熱傳遞。但是，此處的問題是，當(dāng)發(fā)生絕緣故障時，原理上存在電池單元短路的風(fēng)險。例如當(dāng)冷卻劑受到污染或者尤其水進(jìn)入冷卻回路時，可能發(fā)生這樣的絕緣故障。