專利名稱：用于機動車輛的儲能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于機動車輛根據(jù)要求儲存和放出電能的儲能器。
背景技術(shù)：
具有混合動力驅(qū)動或者純粹的電力驅(qū)動的機動車輛具有用于根據(jù)要求儲存和放出電能的電力儲能器。因此，當(dāng)混合動力驅(qū)動或電力驅(qū)動中的電機以電動機方式運行時，電力儲能器送出電能以便驅(qū)動該電機。相比之下，當(dāng)混合動力驅(qū)動或者電力驅(qū)動中的電機以發(fā)電機方式運行時，該電機對電力儲能器充電，這樣使得電能可以儲存在該電力儲能器中。從實際使用中已知的用于混合動力驅(qū)動或者電力驅(qū)動的電力儲能器通常具有多個以陣列形式彼此上下和/或彼此并排放置的電池。在儲能器被充電以便儲存電能并且在電力儲能器被放電以便送出電能時，在儲能器的這些電池中產(chǎn)生熱量，為了避免過熱以及由此造成的溫度對其所引起的損傷而必須將熱量排出。在某些情況下還必須避免這些電池的過冷。迄今為止，對用于機動車輛的混合動力驅(qū)動或電力驅(qū)動的電力儲能器的有效的溫度控制產(chǎn)生了多種困難。因此對用于機動車輛的混合動力驅(qū)動或電力驅(qū)動的儲能器存在一種需要，其中可以可靠地并且簡單地避免其電池過熱以及在特定情況下的過冷，也就是說這樣一種儲能器，它具有有效的溫度控制并且有可能在一個限定的、對于性能是最優(yōu)并且壽命最優(yōu)的溫度范圍內(nèi)運行這些電池。

發(fā)明內(nèi)容
在這種背景下，本發(fā)明所依據(jù)的目的是提供一種用于混合動力驅(qū)動的新型儲能
ο這個目的是通過一種儲能器來實現(xiàn)的。根據(jù)本發(fā)明，每個電池被一種第一材料包圍，其中在被該第一材料包圍、形成一個電池陣列的這些電池之間放置了一種第二材料，并且其中在該電池陣列的各邊緣處放置多個熱交換肋。在這種情況下本發(fā)明提出一種儲能器，該儲能器的多個單獨的電池被一種第一材料包圍。被該第一材料包圍、形成一個電池陣列的這些電池被一種第二材料包圍。據(jù)此，在這些被該第一材料包圍的電池之間放置該第二材料。在該電池陣列的這些邊緣處外部設(shè)置有多個熱交換肋。通過用于機動車輛(確信地講一種具有混合動力驅(qū)動或者純粹的電力驅(qū)動的機動車輛，它在理論上使用了三種措施以便進(jìn)行電池的有效的溫度控制)的電力儲能器的這種配置使之有可能實現(xiàn)一種簡單、可靠以及有效的對電力儲能器的溫度控制，具體是冷卻。根據(jù)本發(fā)明的一個有利的發(fā)展，該第一材料具有高的熱容量、吸收這些電池中產(chǎn)生的熱量或者給這些電池送出熱量、并且于是確保了至少在這些電池的一個表面上提供均勻的溫度分布。該第一材料優(yōu)選是一種以陶瓷填充的硅材料。
根據(jù)本發(fā)明的另一個有利的發(fā)展，該第二材料具有高的熱導(dǎo)率并且將熱量從這些電池上(確切地是從包圍這些電池的第一材料上)在這些熱交換肋的方向上排出，或者相反地從這些熱交換肋上向這些電池(確切地是從包圍這些電池的第一材料)的方向傳導(dǎo)熱量。該第二材料優(yōu)選涉及一種石墨材料。根據(jù)本發(fā)明的另一個有利的改進(jìn)方案，一種介質(zhì)可以圍繞放置在該電池陣列邊緣處的這些熱交換肋流動。這些熱交換肋優(yōu)選是金屬的熱交換肋。


本發(fā)明的優(yōu)選的改進(jìn)方案體現(xiàn)在從屬權(quán)利要求以及下面的說明中。將參照附圖進(jìn)行詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方案，但這些實施方案并不局限于此。在附圖中圖1 示出了用于機動車輛的一種根據(jù)本發(fā)明的儲能器的示意圖。
具體實施例方式在這種情況下本發(fā)明涉及一種用于機動車輛的電力儲能器10，確切地是用于具有混合動力驅(qū)動或者具有純粹的電力驅(qū)動的機動車輛。在機動車輛運行過程中，電力儲能器10被用來根據(jù)要求儲存和放出電能。于是當(dāng)機動車輛的混合動力驅(qū)動裝置或者電力驅(qū)動裝置的電機以電動機方式運行時，電力儲能器 10將其中儲存的電能送出以便驅(qū)動對應(yīng)的電機。當(dāng)混合動力驅(qū)動裝置或者電力驅(qū)動裝置的電機以發(fā)電機方式運行時，電力儲能器10被該電機充電達(dá)到一個相對較大的程度以便將電能儲存在該儲能器中。在圖1中示意性地展示的電力儲能器10具有多個電池11，這些電池以陣列的形式彼此上下和/或彼此并排地放置。電池11還可以被稱為蓄電池或者可充電的電池。電池11具體是鋰離子電池，它們還被稱為鋰離子蓄電池或鋰離子可充電的電池。儲能器10中的每個電池11被一種第一材料12包圍。優(yōu)選的是，這些電池11各自在所有側(cè)面上被該第一材料12包圍。具體而言，第一材料12具有高的熱容量，以便使它可以吸收在電池11中產(chǎn)生的熱量或者相反地給這些電池送出熱量、并且可以確保至少在電池11的一個表面上存在均勻的溫度分布。電池11的表面基本上是扁平的但不平坦的并且因此是結(jié)構(gòu)化的形式。這增大了電池11的表面積，以便確保在電池11與第一材料12之間的更有效的熱傳遞。特別優(yōu)選的是本發(fā)明的一種優(yōu)化方案，在該優(yōu)化方案中優(yōu)選地在所有側(cè)面上包圍這些單獨電池11的第一材料12是處于一種以陶瓷填充的硅材料的形式、具體是一種以氮化硼填充的硅材料。因此，材料12可以是處于例如以陶瓷填充的硅板或者以陶瓷填充的硅膠的形式。具體地講，第一材料12還可以是一種材料，該材料在吸收以及相反地在送出熱量時其相態(tài)不是穩(wěn)定的，而是其相態(tài)或者其聚集態(tài)從固態(tài)變成液態(tài)、或者從固態(tài)變成氣態(tài)、或者從液態(tài)變成氣態(tài)、或者反之。然后這樣一種材料被一種相態(tài)穩(wěn)定的外殼所包圍。
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如從圖1中可見，在被第一材料12所包圍的這些電池11之間放置有一種第二材料13，這些電池以陣列的形式被彼此上下和/或彼此并排地放置。第二材料13優(yōu)選地在所有側(cè)面上包圍這些被第一材料12所包圍的電池11。具體地講，該第二材料13具有高的熱導(dǎo)率，以便將熱量從這些電池(特別是從包圍這些電池的第一材料1 上排出。相反地通過第二材料12還可以向電池11的方向傳導(dǎo)熱量。具體地講，第二材料13是一種石墨材料或者另外是一種金屬材料。為了確保電力儲能器10的重量相對較輕，優(yōu)選使用石墨材料作為第二材料13。在該電池陣列的各邊緣處放置有多個熱交換肋14，該電池陣列包括被第一材料 12包圍的電池11以及包圍著被第一材料12包圍的電池11的第二材料13。一種介質(zhì)(例如一種氣態(tài)或液態(tài)介質(zhì))優(yōu)選圍繞熱交換肋14流動，并且通過第二材料13在冷卻肋14的方向上將熱量排出到該介質(zhì)中。相反地，它們還可以從圍繞這些肋流動的介質(zhì)中吸收熱量。在這種情況下，這些熱交換肋14優(yōu)選是由一種金屬材料、具體是由銅、鋁、或鋼制成。根據(jù)本發(fā)明的電力儲能器10使用了三種措施用于對其進(jìn)行有效的溫度控制、具體是冷卻。第一種措施包括第一材料12，該第一材料優(yōu)選在所有側(cè)面上包圍這些單獨的電池11并且確保至少在電池11的該表面上存在一個均勻的溫度分布。第二措施是通過第二材料13完成的，該第二材料具有相對高的熱導(dǎo)率并且優(yōu)選地在所有側(cè)面上包圍被第一材料12所包圍并且形成該電池陣列的這些電池11。第三措施是由這些熱交換肋14來提供的，這些熱交換肋最終將通過該第一材料12以及第二材料13將從電池11排出的熱量送出到圍繞熱交換肋14流動的介質(zhì)中。因為該介質(zhì)僅在外部圍繞該電力儲能器在其各邊緣的處于外部熱交換肋14的區(qū)域中流動，并且在這些對應(yīng)電池11之間沒有引導(dǎo)介質(zhì)穿過電力儲能器10，因此電力儲能器 10能夠在很大程度上與介質(zhì)分離開，因此改進(jìn)了其運行可靠性。此外，這些單獨的電池11 可以更緊密地放在一起，因此導(dǎo)致實體性空間優(yōu)勢。參考標(biāo)記清單
10儲能器
11電池
12第一材料
13第二材料
14熱交換肋
權(quán)利要求
1.一種用于機動車輛的儲能器，該儲能器用于根據(jù)要求儲存和放出電能，該儲能器具有多個以陣列形式彼此上下和/或彼此并排放置的電池，其特征在于，每個電池(11)被一種第一材料(1 包圍，在被該第一材料(1 包圍并且形成一個電池陣列的這些電池(11) 之間放置有一種第二材料(13)，并且，在該電池陣列的邊緣處放置有多個熱交換肋(14)。
2.如權(quán)利要求1所述的儲能器，其特征在于，這些電池(11)在所有側(cè)面上都被該第一材料(12)包圍。
3.如權(quán)利要求1或2所述的儲能器，其特征在于，該第一材料(12)具有高的熱容量、 吸收在這些電池(11)中產(chǎn)生的熱量或者給它們發(fā)送熱量、并且確保至少在這些對應(yīng)電池 (11)的一個表面上提供均勻的溫度分布。
4.如權(quán)利要求1至3之一所述的儲能器，其特征在于，該第一材料(12)是一種以陶瓷填充的硅材料，尤其是一種以氮化硼填充的硅材料。
5.如權(quán)利要求1至4之一所述的儲能器，其特征在于，在這些被該第一材料(1 所包圍的電池(11)之間放置的該第二材料(1 在所有側(cè)面上都包圍這些電池。
6.如權(quán)利要求1至5之一所述的儲能器，其特征在于，該第二材料(13)具有高的熱導(dǎo)率、并且將熱量從這些電池(11)上、即從包圍這些電池的該第一材料(1 上向這些熱交換肋(14)的方向排出，或者相反地從這些熱交換肋(14)上向這些電池(11)的方向、即向包圍這些電池的該第一材料(1 的方向傳導(dǎo)熱量。
7.如權(quán)利要求1至6之一所述的儲能器，其特征在于，該第二材料(13)是一種石墨材料。
8.如權(quán)利要求1至6之一所述的儲能器，其特征在于，該第二材料(1 是一種金屬材料。
9.如權(quán)利要求1至8之一所述的儲能器，其特征在于，放置在該電池陣列邊緣處的這些熱交換肋(14)是由一種金屬材料制成的。
10.如權(quán)利要求1至9之一所述的儲能器，其特征在于，一種介質(zhì)可以圍繞放置在該電池陣列邊緣處的這些熱交換肋(14)流動。
全文摘要
一種用于機動車輛根據(jù)要求儲存和放出電能的儲能器(10)，該儲能器具有多個以陣列形式彼此上下和/或彼此并排放置的電池(11)，其中每個電池(11)被一種第一材料(12)包圍，其中在該第一材料(12)包圍、形成電池陣列的這些電池(11)之間放置有一種第二材料(13)，并且其中在該電池陣列的各邊緣處放置有多個熱交換肋(14)。
文檔編號B60L11/18GK102201603SQ20111007857
公開日2011年9月28日 申請日期2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者G·周, H·霍杜拉, M·奧斯利斯洛克, S·本德爾 申請人:Dr.Ing.h.c.F.保時捷股份公司