專利名稱：電池冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電池，該電池特別用于電驅動的機動車。
背景技術：
在DE 602 13 474 T2中已知電化學儲存器裝置，其具有多個電化學單元，這些電化學單元被布置為彼此間隔。冷卻殼(KUhlkilg)被布置在電化學單元的兩個側面之間，其接觸電化學單元的側面。傳熱介質流動通過冷卻殼。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，改進上述類型的電池。本發(fā)明所基于的目的通過包括至少一個、特別是多個電池單元、特別是平的的電池單元的電池來實現(xiàn)，其中，電池單元被保持在電池殼體中，且其中在電池殼體內布置有至少一個熱交換單元?；旧?，電池或者電池單元指的是不可再次充電的一次電池或者一次電池單元以及可再次充電的二次電池或者二次電池單元。特別地，電池單元在此包括發(fā)電單元，該發(fā)電單元具有至少兩個電極和布置在兩個電極之間的電解質。在此，電能被儲存在發(fā)電單元中， 其中，該發(fā)電單元也用于轉化化學能與電能。若電池單元為二次電池單元，電能也可能被轉化成化學能。在此，熱交換單元為基本上將熱量從一個物體轉移至另一個物體的設備。優(yōu)選地，熱交換單元在此將來自電池殼體內部的熱量轉移至冷卻介質。優(yōu)選地，熱交換單元具有若干管路，第一冷卻介質、特別是氣態(tài)冷卻介質或者液態(tài)冷卻介質可以流動通過所述管路。在此，第一冷卻介質可以為向其傳遞熱量的物質，第一冷卻介質應被從殼體內部空間中導出。在此，所述管路可以引導第一冷卻介質通過殼體內部空間的不同的段，且也可以引導冷卻介質透過殼體壁從電池中導出，冷卻液優(yōu)選借助于另外的外部熱交換器被冷卻。優(yōu)選地，熱交換單元至少間接地、特別是直接地被固定在電池殼體上。優(yōu)選地，在熱交換單元與電池單元之間的中間空間中布置有第二冷卻介質、特別是氣態(tài)或者液態(tài)冷卻介質?！暗诙崩鋮s介質這一術語不應被理解為必須是兩種不同的冷卻介質。而是，該術語用于區(qū)分于第一冷卻介質。此外，在沒有“第一”冷卻介質的情況下， 也可以有“第二”冷卻介質。第二冷卻介質可以用于電池單元與熱交換單元之間的熱傳遞。 由此，有利于從電池單元至熱交換單元的熱傳導。氣態(tài)或者液態(tài)冷卻劑具有下述優(yōu)點因為其流動性而可以比固態(tài)冷卻介質更快的傳導熱量。優(yōu)選地，可以使用導熱膠。優(yōu)選地，設置泵，其特別被布置在電池殼體內。所述泵可使得被布置在電池殼體內的第二冷卻介質運動。在此，術語泵包括可以使流動性介質加速或者對其加壓的任意裝置，即優(yōu)選鼓風機或者壓縮機。當第二冷卻介質運動時，其可以更好地傳遞熱量。第二冷卻介質也可以是導熱薄膜，其優(yōu)選與電池單元直接接觸。在具有高的熱傳導性時，導熱薄膜具有重量輕的特性。優(yōu)選地，第二冷卻介質可以在電池殼體、熱交換單元和電池單元之間自由運動。在此，第二冷卻介質未被容納在額外的管路或者容器中。優(yōu)選地，在電池殼體內布置至少一個導流元件、特別是導氣元件和/或流轉向元件。這樣的導流元件可以在某些對散熱特別有利的方向上引導被加速的冷卻介質、特別是被加速的第二冷卻介質。在此，導流元件優(yōu)選被布置成其在電池單元特別溫或者特別熱且因此需要更多散熱的位置處弓I導流動。此外，導流元件可以被布置成其在電池殼體或者熱交換單元特別涼的位置處引導流動。術語特別熱或者特別涼不應理解為絕對的，而是相對的。優(yōu)選地，導流元件包括至少一個流轉向元件。優(yōu)選地，這種流轉向元件影響流動轉向至少45度、特別是90度、特別是至少135度、特別在大約180度內。通過這種轉向可以影響電池殼體內的環(huán)形或者循環(huán)的流體。這種流體更有利于散熱，特別是在電池的曲折區(qū)域處。 優(yōu)選地，在電池殼體內形成至少兩個流體通道。在此，流體通道可以通過導流元件形成。特別地，可以在電池殼體內形成流體回行通道和流體前行通道。在此，特別地，流體前行通道可以為在其中流體在從泵至電池單元的方向上被引導的流體通道。在此，特別地， 流體回行通道可以為在其中流體在從電池單元至泵的方向上被引導的流體通道。優(yōu)選地，電池單元具有至少一個、特別是一個、兩個或者三個熱傳遞段。熱傳遞段可以被形成在電池單元的表面上，或者被布置在電池單元的導熱板上。優(yōu)選地，熱傳遞面平行于流體方向。在此，熱傳遞面可以被布置在熱傳遞段處。流體方向可以是第二冷卻介質的流體方向。由此，流體方向平行于熱傳遞面延伸，可以實現(xiàn)熱傳遞面與流體之間更好的熱傳遞。在此，優(yōu)選地，熱傳遞面被布置在流體通道內，使得熱傳遞面可以與流動的介質接觸?？商鎿Q地或者與上述可能性結合地，熱交換單元可以與電池單元的表面固體接觸。在此，散熱可以至少部分地、特別是完全地通過固體接觸產生。在此，熱交換單元可以與電池單元的至少一個導熱板固體接觸。在此，導熱板可以延伸通過電池單元的外殼，且因此具有位于電池單元內的段和位于電池單元外的段。由此，可以有利于從電池單元內部向外部的更好的熱可傳遞性。若導熱板與熱交換單元固體接觸，則進一步有利于熱可傳遞性。優(yōu)選地，電池單元具有固定凸緣。該固定凸緣可以至少在電池單元一側作為電池單元的側邊界。在固定凸緣處，電池單元可以力配合(kraftschlilssig)或形配合 (formschlussig)地被固定在另一部件上。在此，固定凸緣優(yōu)選具有一定的形狀穩(wěn)定性。在此，電池單元在固定在固定凸緣上時可以避免自身的破碎。優(yōu)選地，在鄰近的電池單元之間、特別是在鄰近的電池單元的固定凸緣之間布置有至少一個間隔元件、特別是間隔條。該間隔元件可以保持電池單元彼此相距一定距離，由此確保留下了兩個電池單元相互之間的確定距離。在此，間隔元件可以同時用作熱交換單元通過其與電池單元的表面固體接觸的手段。在此，間隔元件可以沿著電池單元的邊延伸， 且優(yōu)選至少部分地、特別是全部地填充電池單元與電池殼體之間的中間空間。優(yōu)選地，熱交換單元的至少一個管路通過電池單元的孔。在此，所述孔可以布置在電池單元的固定凸緣上。固定凸緣可以布置在電池單元的導熱板上?？商鎿Q地或者與此結合地，熱交換單元的至少一個管路通過間隔元件的孔。特別地，熱交換單元的至少一個管路既在間隔元件的孔中又在電池單元的孔中。熱交換單元的管路與電池單元直接固體接觸， 特別是當熱交換單元的管路通過電池單元的孔時。熱交換單元可以間接地與電池單元固體接觸，特別是當熱交換單元的管路在間隔元件的孔中時。優(yōu)選地，間隔元件由導熱材料制成。優(yōu)選地，熱交換單元的管路具有螺紋。優(yōu)選地，熱交換單元的至少一個管路可以借助于旋擰件對于間隔元件和/或電池單元被夾緊。在此，螺母可以被旋擰在管路的螺紋上。 這實現(xiàn)了熱交換單元和間隔元件和/或電池單元之間的簡單且可靠的連接。優(yōu)選地，熱交換單元被連接在車輛冷卻回路上。在此，發(fā)送機冷卻器的冷卻功能也可以用于冷卻電池。這對于混合動力車輛特別有利。優(yōu)選地，導熱板圍繞電池單元的寬度被側向地彎折。特別是90度的折邊 (Abkantung)使得導熱板的段可能被定向在流經電池單元處的介質的流動方向上。圍繞電池單元的寬度的優(yōu)選的折邊可以使得折邊本身不會在電池單元的寬度延伸上延伸而出。 鄰近的電池單元借助于其折邊形成封閉的統(tǒng)一流沖面(Anstromflache ),其可以被冷卻介質流沖。可以提供與電池單元構建成一體的導熱板?？商鎿Q地，導熱板可以被構建成與電池單元分離。對于一體構建的導熱板，導熱板優(yōu)選穿透電池單元，且形成從電池單元內向外的導熱路徑。優(yōu)選地，導熱板由鋁制成。在此，鋁具有良好的導熱性，同時具有相對輕的重量。導熱板最大具有2mm的厚度，特別是大致1mm。優(yōu)選地，熱交換單元具有多個管路，其中，管路可以借助于集中裝置 (Sammeleinrichtimg)相互連接。該集中裝置可以將流體分離，或者將多個流體聚集成單一流體。優(yōu)選地，導熱元件可以與電池單元的表面間接接觸或者與電池殼體的表面直接接觸。在此，導熱元件可以由導熱板或者間隔元件形成。


下文中，將結合附圖更加詳細的描述本發(fā)明。附圖中圖1為在第一實施方式中的根據本發(fā)明的電池a)正視圖，b)側視圖；圖2為在第二實施方式中的根據本發(fā)明的電池a)正視圖，b)側視圖；圖3為圖1所示的電池單元的俯視圖；圖4為圖2所示的電池單元的俯視圖。
具體實施例方式圖1示出第一實施方式中的根據本發(fā)明的電池1，其中，在圖1的兩個視圖中去除了殼體壁，因此可以看到電池1的內部。電池1具有電池殼體5，其將電池內部空間相對于外部密閉，也就是以氣密和液密的方式。但下述可能性仍將保留而不受影響需要時，在熱交換器內的冷卻劑同樣可以通過管路從電池內部向外部引導。電池1具有多個電池單元2，電池單元被構建成平的電池單元。平的電池單元被構建成二次電池單元，以使其可再次充電。特別如圖lb)中所示，電池單元2被一個接一個的布置，其中，總共可以看到五個電池單元2。在電池殼體5內布置有其他未示出的電池單元 2。提供導熱板9以分隔電池單元2，導熱板被布置在每兩個電池單元2之間。導熱板9被布置在鄰近的電池單元2的表面16上，使得電池單元2接觸導熱板9。電池單元2分別具有兩個電源引線25，其在上部延伸出電池單元2的外殼。電源引線25在此與布置在電池單元2內的電極相接觸。電源引線25形成電池單元2的外部導電端子。在電池殼體5內布置有兩個熱交換單元3，其通過未示出的緊固件被固定在導氣元件8上。導氣元件8進一步與電池殼體5固定連接。導氣元件8由鋁板型材制成。熱交換單元3因此間接地被固定在電池殼體5上。熱交換單元3包括多個管路4，第一液態(tài)冷卻介質6流動通過所述管路。熱交換單元3的管路4也可以在電池單元2外與車輛冷卻回路連接，在其上可以連接其他電池。除了已描述的部件，電池1的被電池殼體5包圍的內部空間還包括氣態(tài)的第二冷卻介質7，該第二冷卻介質7可以在電池殼體5內自由運動。第二冷卻介質7可以是空氣， 但也可以是其他氣態(tài)介質，特別是在壓力下。第二冷卻介質7的運動通過導氣元件8以及流轉向元件15被影響。此外，在電池殼體5內提供鼓風機M，其可加速第二冷卻介質7。導熱板9從電池殼體5的蓋面沈延伸至底面27。因此，導熱板9與電池殼體的側邊界壁四之間的中間空間觀僅留給第二冷卻介質，以使其在電池1的縱向方向上流動，其中，縱向方向大致上垂直于導熱板9的延伸向延伸，且通過箭頭30予以標記。導氣元件8 被布置在中間空間觀中，其分別被分成左中間空間和右中間空間，在上部區(qū)域中為流體前行通道10，以及在下部縫隙區(qū)域中為流體回行通道11。如通過箭頭所示，在流體前行通道中的流動方向SO1與在流體回行通道中的流動方向302相反。在軸向端31處布置有流轉向元件15，其將流30轉向180度。這樣的流轉向元件15也被布置在電池殼體5的未示出的另一軸向端處。在流體前行通道10以及流體回行通道11中分別布置有熱交換單元3?？商鎿Q地，第二冷卻介質7也可以是液態(tài)冷卻介質。在這種情況下，鼓風機M被構建成泵。圖2示出第二實施方式中的根據本發(fā)明的電池1，其中，在圖2的兩個視圖中去除了殼體壁，因此可以看到電池1的內部。第二實施方式的電池1部分對應于圖1所示的第一實施方式的電池。在下文中，僅描述其與第一實施方式的電池的不同之處。電池1包括多個電池單元2，電池單元被構建成平的電池單元。平的電池單元2被構建成與導熱板9 一體。在此，如下文中更加詳細描述的，導熱板9延伸穿過電池單元的外殼，且具有被布置在外殼內的段以及被布置在外殼外的段。因此，導熱板為電池單元2的組成部分。導熱板9形成在側面布置的固定凸緣17，電池殼體5中的電池單元2可以被固定在其上。固定凸緣17具有孔19，熱交換單元3的管路4通過所述孔。在此，各孔19被布置與其他電池單元2的孔19同軸，使得直線延伸的管路4同時穿過多個電池單元2的孔19。 在最外部的電池單元2也就是僅與其他電池的一側鄰接的電池單元2上提供蓋板12。如在下文中將要描述的，固定凸緣17在縱向方向上窄于電池單元2的整個主體。 對此，對于位于裝置中的電池單元2，在電池單元2的固定凸緣17之間出現(xiàn)中間空間觀，在其中分別布置間隔條18。類似于固定凸緣17和蓋板12，間隔條18具有孔20，其被布置成與固定凸緣17和蓋板12的孔19同軸。對此，管路4也可以通過蓋板12的孔。間隔條18 由導熱材料制成，且位于電池單元2的外殼表面以及電池殼體5的表面上，且因此形成電池單元2與電池殼體5之間的間接導熱連接。在圖2中，以實線示出管路4。這僅為可以更好地描述。而實際上，管路4被間隔條18覆蓋，因此是不可見的。間隔條完全填充了電池單元2與電池殼體之間的中間空間28。管路4在端側具有未示出的螺紋，在其上分別旋擰有螺母21。螺母在此將管路4 相對于蓋板12擰緊。在圖2b中，僅示出在電池單元2堆疊的左側上的螺母。同樣地，在此未示出，在電池單元2堆疊的右側上也提供螺母，其被旋擰在管路4的螺紋上。因此，電池單元2在管路4上在兩個蓋板12之間與間隔條18以及電池單元2的導熱板9被夾緊在一起。管路4通過集中裝置22被部分地聚集在一起。與集中裝置22連接的聚集管路穿透電池殼體5的壁，且由此形成熱交換單元3的外部管接頭。在熱交換單元3中布置有液態(tài)的第一冷卻介質。與第一實施方式不同的是，不提供第二冷卻介質。從電池單元2的表面導出的熱傳導直接發(fā)生在管路4與固定凸緣17之間的表面處，或者通過電池單元2的表面16與間隔條18之間的固體接觸發(fā)生。圖3示出具有導熱板9的電池單元2，如其在圖1所示的電池單元中所使用的。在此，從頂部觀察電池單元2以及導熱板9。電池單元2具有矩形截面。裝置中，導熱板9在電池單元2的側面32處。導熱板9具有側面的折邊33，其中，折邊33平行于流動方向3(^、 302以及平行于管路4延伸。因此，在俯視圖中，導熱板9為U形，且部分地包圍電池單元2。 未示出的是導熱板9的下側部的另一折邊，其位于電池殼體5的底面27上，且同樣位于電池單元2的底面上。在此，側面的折邊的寬度對應于電池單元2的寬度。從而，多個彼此相鄰、通過電池單元2分隔的導熱板9的折邊33形成封閉的流沖面34。圖4示出具有導熱板9的電池單元2，如其在圖2所示的電池單元中所使用的。在此，從頂部觀察電池單元2以及導熱板9。電池單元2具有矩形截面。在此，多個電池單元2直接彼此相鄰地位于側面32上。導熱板9大致被布置在電池單元2的寬度的中間，且在其總的延伸方向上穿透電池單元2。導熱板9被布置成平的， 且不具有折邊。以虛線示出管路4，管路延伸通過導熱板9和間隔條18的孔19、20。在電池單元2的堆疊的一端為蓋板12。圖4未示出上述的螺紋和旋擰件。明顯可見，間隔元件直接與電池單元的表面16以及直接與電池殼體的表面相接觸。附圖標記列表1 電池2 電池單元3 熱交換單元4 管路5 電池殼體6 第一冷卻介質7 第二冷卻介質8 導氣元件9 導熱板
10流體前行通道
11流體回行通道
12蓋板
13熱傳遞段
14管接頭
15流轉向元件
16表面
17固定凸緣
18間隔條
19孔
20孔
21螺母
22集中裝置
24鼓風機
25電源引線
26蓋面
27底面
28中間空間
29側壁
30流動方向
31軸向端
32側面
33折邊
34流沖面
權利要求
1.一種電池(1)，包括至少一個、特別是多個電池單元O)、特別是平的電池單元，其中所述電池單元( 被保持在電池殼體(5)中，且其中在所述電池殼體(5)內布置有至少一個熱交換單元(3)。
2.根據前述權利要求中任一項所述的電池(1)，其特征在于，所述熱交換單元C3)具有若干的管路G)，第一冷卻介質(6)、特別是氣態(tài)冷卻介質或者液態(tài)冷卻介質能夠流動通過所述管路。
3.根據前述權利要求中任一項所述的電池(1)，其特征在于， 熱交換單元C3)至少間接地固定在所述電池殼體( 上。
4.根據前述權利要求中任一項所述的電池(1)，其特征在于，在所述熱交換單元(3)與所述電池單元( 之間的中間空間08)中布置第二冷卻介質(7)、特別是氣態(tài)冷卻劑或者液態(tài)冷卻劑、或者導熱薄膜。
5.根據前述權利要求中任一項所述的電池(1)，其特征在于， 設置泵(M)，其特別地被布置在電池殼體(5)內。
6.根據前述權利要求中任一項所述的電池(1)，其特征在于，在所述電池殼體(5)內布置至少一個導流元件、特別是導氣元件(8)和/或流轉向元件(15)。
7.根據前述權利要求中任一項所述的電池(1)，其特征在于， 在所述電池殼體(5)內形成至少兩個流動通道(10、11)。
8.根據前述權利要求中任一項所述的電池(1)，其特征在于，在所述電池殼體(5)內通過導流元件(8)形成至少兩個流動通道(10、11)。
9.根據前述權利要求中任一項所述的電池(1)，其特征在于， 在電池通道中形成流體回行通道(11)和流體前行通道(10)。
10.根據前述權利要求中任一項所述的電池(1)，其特征在于，所述導流元件(8)包括至少一個流轉向元件(15)，其使得流動轉向至少45度、特別是至少90度、特別是至少135度、特別是大約180度。
11.根據前述權利要求中任一項所述的電池(1)，其特征在于，電池單元( 具有至少一個、特別是一個、兩個或者三個熱傳遞段(13)。
12.根據前述權利要求中任一項所述的電池(1)，其特征在于， 傳熱面05)平行于流動方向(14)。
13.根據前述權利要求中任一項所述的電池(1)，其特征在于，所述熱交換單元C3)與所述電池單元O)的表面(16)為固體接觸。
14.根據前述權利要求中任一項所述的電池(1)，其特征在于，所述熱交換單元C3)與所述電池單元O)的至少一個導熱板(9)為固體接觸。
15.根據前述權利要求中任一項所述的電池(1)，其特征在于， 所述電池單元(2)具有固定凸緣(17)。
16.根據前述權利要求中任一項所述的電池(1)，其特征在于，在臨近的電池單元⑵之間、特別是在臨近的電池單元⑵的固定凸緣(17)之間布置有至少一個間隔元件、特別是間隔條(18)。
17.根據前述權利要求中任一項所述的電池(1)，其特征在于，熱交換單元(3)的至少一個管路(4)通過所述電池單元O)的孔00)。
18.根據權利要求17所述的電池(1)，其特征在于，所述孔00)通過所述電池單元O)的表面(16)被布置在所述電池單元的固定凸緣 (17)上。
19.根據前述權利要求中任一項所述的電池(1)，其特征在于， 所述固定凸緣(17)被布置在所述電池單元O)的導熱板(9)上。
20.根據前述權利要求中任一項所述的電池(1)，其特征在于， 熱交換單元(3)的至少一個管路(4)通過間隔元件(18)的孔00)。
21.根據前述權利要求中任一項所述的電池(1)，其特征在于，熱交換單元⑶的管路⑷通過旋擰件對于間隔元件(18)和/或電池單元(2) 被夾緊。
22.根據前述權利要求中任一項所述的電池(1)，其特征在于， 間隔元件(18)由導熱材料制成。
23.根據前述權利要求中任一項所述的電池(1)，其特征在于， 所述熱交換單元C3)連接在車輛冷卻回路上。
24.根據前述權利要求中任一項所述的電池(1)，其特征在于， 導熱板(9)圍繞所述電池單元O)的寬度被側向地被彎折。
25.根據前述權利要求中任一項所述的電池(1)，其特征在于， 導熱板(9)與電池單元( 一體形成。
26.根據前述權利要求中任一項所述的電池(1)，其特征在于， 導熱板(9)與電池單元(2)分離地形成。
27.根據前述權利要求中任一項所述的電池(1)，其特征在于， 導熱板(9)由鋁制成。
28.根據前述權利要求中任一項所述的電池(1)，其特征在于， 導熱板(9)具有最大2mm、優(yōu)選大約Imm的厚度。
29.根據前述權利要求中任一項所述的電池(1)，其特征在于， 熱交換單元(3)的多個管路(4)借助于集中裝置02)相互連接。
30.根據前述權利要求中任一項所述的電池(1)，其特征在于，導熱元件(9)與所述電池單元O)的表面(16)、以及與所述電池殼體(5)的表面直接接觸。
全文摘要
一種電池(1)，其包括至少一個、特別是多個電池單元(2)，特別是平的電池單元，其中所述電池單元(2)被保持在電池殼體(5)中，且在所述電池殼體內布置有至少一個熱交換單元(3)。
文檔編號H01M2/10GK102318104SQ201080007403
公開日2012年1月11日 申請日期2010年2月2日 優(yōu)先權日2009年2月10日
發(fā)明者安德列亞斯·古奇, 沃特·拉成梅爾, 蒂姆·謝弗, 馬庫斯·萬尼 申請人:鋰電池科技有限公司