[發(fā)明專利]電池模塊和用于運行所述電池模塊的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011224070.7
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112786992A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設計）人: R·馬爾克斯;B·科普;M·施密特
• 申請（專利權(quán)）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/615;H01M10/63;H01M10/6552;H01M10/6554;H01M10/6572
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 梁敬;司昆明

本發(fā)明涉及一種電池模塊，具有至少一個電池單池（14）和用于對所述至少一個電池單池（14）進行調(diào)溫的調(diào)溫裝置（20、22），其中所述調(diào)溫裝置（20、22）包括珀爾帖元件（20）和/或熱管（22）。

技術領域

本發(fā)明涉及按照獨立權(quán)利要求的前序部分所述的一種電池模塊、一種用于運行所述電池模塊的方法以及其的使用。

背景技術

常見的電池模塊包括一個電池單池或多個被電聯(lián)接在一起的電池單池。為了提供更大的電功率，能夠?qū)⒍鄠€電池模塊本身聯(lián)接成電池組或者電池系統(tǒng)。尤其鋰離子-或者鋰聚合物-電池單池在運行中由于電化學的轉(zhuǎn)換過程、主要在快速地能量輸出或者消耗時發(fā)熱。相應的電池模塊的有效功率越高，在運行中釋放的熱量就越大并且相應有效的并且主動的熱管理系統(tǒng)的重要性就越高。通過所述熱管理系統(tǒng)，相應的電池模塊的電池單池可以按需要來冷卻或者加熱。

鋰離子-電池單池的最佳的運行溫度處于大約5-35℃的范圍內(nèi)。自40℃的運行溫度起，這樣的鋰離子-電池單池的使用壽命通常會顯著降低。因此，為了能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的電池單池的長年的使用壽命，需要對電池單池進行足夠的熱調(diào)節(jié)。因此要注意，在盡可能所有的運行狀態(tài)中在熱方面非臨界的狀態(tài)中將這樣的鋰離子-電池單池保持在40℃以下。此外所期望的是，將電池模塊的各個電池單池之間的溫度梯度保持小的程度，以用于實現(xiàn)被安裝在電池模塊中的電池單池的均勻的老化。

如今，對于電池模塊的加熱或者排熱主要在比如用水/乙二醇-混合物實施的液體調(diào)溫的基礎上來進行。所述電池模塊本身或者相應地由電池模塊構(gòu)造的電池為此通常具有冷卻板，通過通道向所述冷卻板供給相應的冷卻介質(zhì)。向冷卻板供給相應的冷卻介質(zhì)的過程通常通過冷卻回路中的軟管連接和相應的另外的組件來實現(xiàn)。按照現(xiàn)有技術，對于相應的電池的排熱通過具有通往環(huán)境空氣的載熱體的低溫回路或者作為替代方案通過車輛的包含制冷劑的空調(diào)回路來進行。經(jīng)常利用所述兩種可行方案并且通過閥來轉(zhuǎn)換相應的冷卻回路。

這些冷卻回路的進給溫度通常應該認定在大約25-35℃的范圍內(nèi)。因此，這樣的系統(tǒng)的冷卻作用基于有待排熱的電池單池與冷卻系統(tǒng)的冷卻介質(zhì)之間的溫度差。低溫回路通常具有前部散熱器，該前部散熱器保證將熱直接傳遞給環(huán)境空氣，而朝車輛的空調(diào)回路的排熱則通過所謂的制冷器（Chiller）來進行。為了比如在冷的外部溫度下對電池進行加熱，這樣的冷卻回路包含額外的組件、像比如連續(xù)式加熱器或者加熱膜，所述組件保證對于冷卻介質(zhì)的相應的加熱。

關于電池的調(diào)溫的作為替代方案的可行方案，從JP 2013 157295和US 2016/0372806中分別可知一種電池系統(tǒng)，所述電池系統(tǒng)的調(diào)溫基于由冷卻介質(zhì)貫穿流過的冷卻板，借助于珀爾帖（Peltier）元件來相應地對所述冷卻板進行調(diào)溫。

發(fā)明內(nèi)容

按照本發(fā)明，提供具有獨立權(quán)利要求的特征性特征的、一種電池模塊、一種用于運行所述電池模塊的方法以及其的使用。

所述按本發(fā)明的電池模塊具有至少一個電池單池、尤其是鋰離子-或者鋰聚合物-電池單池以及調(diào)溫裝置。所述調(diào)溫裝置用于不僅在所述至少一個電池單池的加熱方面而且在其冷卻方面對其進行調(diào)溫。按照本發(fā)明，作為所述電池模塊內(nèi)部的調(diào)溫裝置，設置了至少一個珀爾帖元件或者至少一根呈加熱管的形式的熱管。在此，“珀爾帖元件”是指熱電元件，所述熱電元件在利用珀爾帖效應或者賽貝克效應的情況下在通過電流下引起熱輸運或者在溫度差的基礎上引起電流的生成。此外，“熱管或者加熱管”是指通常金屬的容器，該容器包含密封地被封裝的空間，該空間填充有汽化介質(zhì)，所述汽化介質(zhì)在溫度提高時汽化并且在所述加熱管的較冷的區(qū)域中重又冷凝。這引起熱管內(nèi)部的熱輸運。

本發(fā)明的另外的有利的實施方式是從屬權(quán)利要求的主題。