本發(fā)明的主題是一種電池間間隔件和一種用于一組電池的熱調(diào)節(jié)系統(tǒng)。本發(fā)明涉及用于車輛的電能儲存元件(特別是電池)的，更具體地涉及用于管理所述電能儲存元件的加熱的負(fù)面后果的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。在下文中，為了簡單起見，術(shù)語“電池”用于表示電池單體。

背景技術(shù)：

1、因此，本發(fā)明還有利地適用于對電能儲存設(shè)備(比如用于電動(dòng)車輛和/或混合動(dòng)力機(jī)動(dòng)車輛的一組電池或電池組)進(jìn)行熱調(diào)節(jié)的設(shè)備的領(lǐng)域。

2、用于電動(dòng)車輛和/或混合動(dòng)力車輛的電能由一個(gè)或多個(gè)電池提供。在電能儲存元件(比如電池)的操作期間，造成電能儲存元件升溫，并因此存在電能儲存元件被損壞的風(fēng)險(xiǎn)。特別地，被稱為快速充電的一種充電技術(shù)包括在短時(shí)間內(nèi)、特別是在最大約二十分鐘的時(shí)間內(nèi)，以高電壓和高電流強(qiáng)度給能量儲存元件充電。這種快速充電需要對電能存儲元件進(jìn)行大量加熱，這是必須應(yīng)對的。

3、從現(xiàn)有技術(shù)已知一定數(shù)量的文件。

4、文件fr?3060863描述了一種旨在放置在兩個(gè)鄰接的電池之間的電池間間隔件，該間隔件在這兩個(gè)電池的大鄰接面的整個(gè)表面上延伸。

5、還已知文件wo?21072726，該文件描述了一種電池間間隔件，該電池間間隔件由l形截面的實(shí)心框架形成，該實(shí)心框架具有突出的凹槽以便將每個(gè)電池容納在所述凹槽之間。

6、還已知文件us2013004822和us2021057794，這些文件描述了由安置在兩個(gè)鄰接的電池之間的面板或壁形成的電池間間隔件，從而使得可以在電池的加熱期間控制機(jī)械負(fù)載(膨脹)但防止任何旨在對電池進(jìn)行冷卻的流體流動(dòng)。

7、相反地，從文件cn?105261720已知一種電池間間隔件，該電池間間隔件在兩個(gè)鄰接的電池的上部處被插置在這兩個(gè)鄰接的電池之間，從而促進(jìn)介電流體在這些電池之間的流動(dòng)，但不提供對抗電池膨脹的保護(hù)。

8、現(xiàn)有技術(shù)的解決方案不是完全令人滿意的，因?yàn)檫@些解決方案不能有效地解決專用于這種電池間間隔件的多種功能。具體地，現(xiàn)有技術(shù)的每種解決方案解決電池間間隔件的功能中的一個(gè)功能，從而或多或少地?fù)p害這種元件的一個(gè)或多個(gè)其他目的。

9、本發(fā)明旨在補(bǔ)救這種狀況。

10、具體地，本發(fā)明的目的是簡化電池間間隔件的設(shè)計(jì)以便降低成本。

11、本發(fā)明的另一個(gè)目的是維持電池之間的距離或電池之間的最小距離(包括在一個(gè)或兩個(gè)電池的膨脹期間在內(nèi))。

12、本發(fā)明的附加目的是確保足夠的壓縮率以便約束電池并防止其膨脹。

13、本發(fā)明的另一個(gè)目的是改進(jìn)介電流體與電池之間的熱交換，換言之，優(yōu)化該介電流體一直圍繞電池的流動(dòng)。

14、還有，本發(fā)明的目的在于允許對電池的匯流排進(jìn)行最大冷卻。

15、本發(fā)明的又另一個(gè)目的是提出一種電池間間隔件，該電池間間隔件就其技術(shù)目的而言是可靠的，同時(shí)就其組成、其制造以及其使用壽命方面而言仍然是盡可能經(jīng)濟(jì)的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、因此，申請人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在各種實(shí)驗(yàn)和試驗(yàn)之后，實(shí)現(xiàn)具有能夠確保每個(gè)電池的支撐和間隔功能的簡單且精細(xì)的形式的電池間間隔件是特別有利的。

2、為此目的，根據(jù)本發(fā)明的電池間間隔件簡單地具有：底座，該底座用于對電池進(jìn)行支撐的功能；以及從該底座延伸的多個(gè)縱向區(qū)段，該多個(gè)縱向區(qū)段既用于鄰接的電池之間的間隔的功能又用于旨在限制電池的任何膨脹的機(jī)械強(qiáng)度的功能。

3、在實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)基本功能的同時(shí)，由于最小的電池覆蓋表面，這種電池間間隔件的形式還使得能夠借助于介電流體對電池進(jìn)行最佳冷卻。

4、因此，本發(fā)明提出的解決方案涉及一種電池間間隔件，該電池間間隔件旨在將用于車輛的電池單體的殼中的兩個(gè)鄰接的電池單體間隔開，

5、例如，大致相同的第一電池單體和第二電池單體各自呈具有兩個(gè)大側(cè)面、兩個(gè)小側(cè)面、下面和上面的長方體的形式，

6、第一電池單體和第二電池單體被配置成分別在其大側(cè)面中的一個(gè)大側(cè)面處對齊并且鄰接。

7、電池間間隔件值得注意的是，電池間間隔件由定位成以接觸方式圍繞第一電池單體的一體式元件組成，所述間隔件包括：

8、底座，第一電池單體的所述下面至少部分地?cái)R置在該底座上，以及

9、多個(gè)縱向區(qū)段，該多個(gè)縱向區(qū)段在所述第一電池單體的所述上面的方向上從所述底座延伸，所述縱向區(qū)段中的至少一個(gè)縱向區(qū)段沿著與第二電池單體鄰接的大側(cè)面延伸，使得所述區(qū)段被配置成與鄰接的第二電池單體接觸。

10、借助于根據(jù)本發(fā)明的電池間間隔件的結(jié)構(gòu)(其設(shè)計(jì)/制造簡單并且機(jī)械上耐受)，滿足了電池間間隔件的所有上述目的。

11、本發(fā)明的特別令人感興趣的方面在于以下事實(shí)：電池沿著所有軸線、立柱或凸耳被保持，所有軸線、立柱或凸耳潛在地用于通過使用底座和/或縱向區(qū)段對這些立柱或這些凸耳進(jìn)行定位來將電池軸向地固定在間隔件的底座上。

12、本發(fā)明的特別令人感興趣的方面在于縱向區(qū)段的豎直(沿著圖1至圖3中的軸線z)延伸，這對應(yīng)于與分散在電池的上層處、在上面上、尤其是在匯流條上和/或在小側(cè)面上的介電流體的流動(dòng)相切的方向。

13、關(guān)于(第一和第二)電池的表述“大致相同”應(yīng)理解為是指這兩個(gè)電池就高度和/或長度方面而言可以具有不同的尺寸，但是就較大電池的大側(cè)面的表面積方面而言，這兩個(gè)鄰接的電池中較小的電池的大側(cè)面至少等于50％。

14、表述關(guān)于(第一和第二)電池“對齊并且鄰接”應(yīng)理解為是指這些電池的鄰接的大側(cè)面面對彼此。根據(jù)一種可能性，該表述包括在這兩個(gè)鄰接的大側(cè)面之間有偏離的情況，但是每個(gè)鄰接的電池的這兩個(gè)大側(cè)面中的每個(gè)大側(cè)面的表面的至少50％必須面對彼此。

15、下文列出了形成本發(fā)明主題的設(shè)備的進(jìn)一步有利特征。這些特征中的每個(gè)特征可以單獨(dú)地考慮或與上文定義的顯著特征組合地考慮。視情況而定，這些特征中的每個(gè)特征有助于解決在說明書中之前限定的特定技術(shù)問題，上文定義的顯著特征不一定有助于這些問題。視情況而定，后者可以形成一個(gè)或多個(gè)分案專利申請的主題：

16、根據(jù)本發(fā)明的特別令人感興趣的方面，所述底座具有底架，該底架旨在將電池單體相對于殼體的底部升高。

17、還根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)非常令人感興趣的方面，電池間間隔件的底座是穿孔的。

18、術(shù)語“穿孔的”應(yīng)理解為是指底座在形成底座的結(jié)構(gòu)的橫向件或類似物之間具有多個(gè)切口。以這種方式，通過底架，介電流體可以接觸地圍繞每個(gè)電池(包括電池下方在內(nèi))，從而顯著提高電池的熱冷卻的有效性。

19、根據(jù)有利的實(shí)施例，底座的底架由高度介于1mm與6mm之間、優(yōu)選介于3mm與5mm之間的多個(gè)豎直立柱組成。

20、優(yōu)選地，縱向區(qū)段包括被稱為端部縱向區(qū)段的至少一個(gè)縱向區(qū)段、有利地兩個(gè)縱向區(qū)段，這兩個(gè)縱向區(qū)段緊鄰上述小側(cè)面中的一個(gè)小側(cè)面、有利地分別緊鄰這兩個(gè)小側(cè)面。

21、與被稱為端部區(qū)段的區(qū)段有關(guān)的表述“緊鄰”應(yīng)理解為是指該或這些區(qū)段抵靠大側(cè)面位于該面與小側(cè)面的拐角或邊緣處，或者與該拐角/邊緣相距5mm(毫米)的最大距離、有利地相距2mm的最大距離。

22、有利地，該或所述(多個(gè))端部縱向區(qū)段包括至少一個(gè)橫向延伸的側(cè)向立柱。

23、與側(cè)向立柱相關(guān)的術(shù)語“橫向地”應(yīng)理解為是指該或這些立柱沿著圖1至圖3中的軸線x延伸，也就是說與豎直(沿著z)和長度(沿著y)垂直的角度。

24、優(yōu)選地，電池間間隔件包括多個(gè)這樣的橫向立柱，這些橫向立柱的數(shù)量與將電池橫向楔入或固定在電池間間隔件上所需的數(shù)量一樣多。

25、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，側(cè)向立柱的長度介于1mm與6mm之間、優(yōu)選地介于3mm與5mm之間。

26、根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，所有這些縱向區(qū)段沿著第一電池單體的與第二電池單體鄰接的那個(gè)大側(cè)面延伸。

27、有利地，至少兩個(gè)縱向區(qū)段、優(yōu)選地至少二分之一的縱向區(qū)段在第一電池單體的與第二電池單體鄰接的那個(gè)大側(cè)面的中央部分中延伸，所述中央部分占所述大面的至多50％。

28、根據(jù)本發(fā)明的特別令人感興趣的方面，縱向區(qū)段占據(jù)第一電池單體的與第二電池單體鄰接的那個(gè)大側(cè)面的表面的至多10％、有利地至多5％。

29、優(yōu)選地，所述縱向區(qū)段中的至少一個(gè)縱向區(qū)段、有利地所有縱向區(qū)段在長度上在第一電池單體的整個(gè)側(cè)面上延伸。

30、有利地，所述底座的長度至多等于第一電池單體的下面的長度。

31、有利地，所述縱向區(qū)段的厚度介于0.5mm與5mm之間、優(yōu)選地介于1mm與4mm之間。

32、與縱向區(qū)段相關(guān)的術(shù)語“厚度”應(yīng)理解為是指該厚度被認(rèn)為是沿著軸線y的距離(參見圖1至圖3)。

33、有利地，所述縱向區(qū)段的寬度介于0.5mm與5mm之間、優(yōu)選地介于1mm與4mm之間。

34、與縱向區(qū)段相關(guān)的術(shù)語“厚度”應(yīng)理解為是指該厚度被認(rèn)為是沿著軸線x的距離(參見圖1至圖3)。

35、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述底架優(yōu)選地通過粘結(jié)而緊固到殼體的底部上。

36、術(shù)語“粘結(jié)”應(yīng)理解為是指電池間間隔件本身可以通過緊固到殼體的底部上而粘附，例如，如果殼體由乙烯基聚合物、氰基丙烯酸酯或聚氨酯組成的話。這種緊固還可以通過安置或附連在底架與殼體的底部之間的互補(bǔ)層來確保。

37、有利地，所述間隔件由具有至多0.4w.m-1.k-1的熱導(dǎo)率、優(yōu)選地至多0.2w.m-1.k-1的熱導(dǎo)率的材料制成。

38、在某些替代性實(shí)施例中，該材料由塑料構(gòu)成。

39、有利地，所述間隔件由聚合物材料或聚合物基復(fù)合材料制成。

40、根據(jù)本發(fā)明提供的一種可能性，所述間隔件包括來自硅酸鹽家族的材料、優(yōu)選由纖維增強(qiáng)的硅酸鈣制成。

41、有利地，電池間間隔件至少在其縱向區(qū)段處具有增加的剛度，也就是說至少5gpa(吉帕斯卡)的楊氏模量以及至少60gpa的彈性極限。

42、本發(fā)明還涉及一種用于機(jī)動(dòng)車輛殼體的一組電池單體的熱調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

43、一組電池單體，這組電池單體至少包括第一電池單體和第二電池單體，該第一電池單體和該第二電池單體呈具有兩個(gè)大側(cè)面、兩個(gè)小側(cè)面、下面和上面的長方體的形式，第一電池單體和第二電池單體在其大側(cè)面中的一個(gè)大側(cè)面處是對齊鄰接的，

44、殼體，該殼體容納這組電池單體，所述殼體具有底部。

45、熱調(diào)節(jié)系統(tǒng)值得注意的是，熱調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括至少一個(gè)如上文所描述的電池間間隔件，該至少一個(gè)電池間間隔件被安置在殼體中、優(yōu)選地在殼體的底部上，電池單體至少由電池間間隔件分開并且至少擱置在電池間間隔件上。

46、有利地，熱調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于介電流體的至少一個(gè)噴嘴，該至少一個(gè)噴嘴連接到用于輸送所述流體的供應(yīng)回路，所述噴嘴被配置成優(yōu)選地在所述至少兩個(gè)電池單體的上面和/或側(cè)面上進(jìn)行噴射，使得介電流體依靠重力從所述上面/側(cè)面流到每個(gè)電池單體的下面。

47、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，間隔件的底座的寬度比電池單體的下面的寬度小。

48、有利地，這組電池單體包括n個(gè)電池和至少(n-1)個(gè)電池間間隔件、有利地n個(gè)電池間間隔件，其中，n是大于或等于3的整數(shù)。