用于电动车辆和混合动力车辆的单池模块制造技术

本发明专利技术涉及一种用于电动车辆和混合动力车辆的单池模块，其中，在模块的至少一个外壁中集成有用于热交换的通道。

Single pool module for electric and hybrid vehicles

The invention relates to a single pool module for electric vehicles and hybrid vehicles, in which at least one outer wall of the module is integrated with a channel for heat exchange.

【技术实现步骤摘要】
用于电动车辆和混合动力车辆的单池模块
本专利技术涉及一种用于电动车辆和混合动力车辆的单池模块/电池单体模块(Zellmodul)，其中在模块的至少一个外壁中集成/内置有用于热交换的通道。
技术介绍
用于车辆用途的高压电池包含串联和/或并联连接的单个单池。在运行状态中，单个单池、例如锂离子电池必须例如被加热或冷却到运行温度，以便导出产生的损耗热量。为此在电池中要求合适手段用于热交换。单个单池通常组合成单池模块，电池包括多个单池模块。在由于构造空间原因优选使用的流体冷却的情况下，在包括多个单池模块的构件组上布置由冷却流体流过的导热板，单池模块与该导热板导热地连接。单池模块间接地透过壳体冷却。就此提出导热板的不同的构造形式。文献DE102016008110A1公开了一种用于电池、特别是动力电池的底板，该底板用作电池的导热板。底板由挤压型材制成并与蜿蜒布置的、以冷却水流过的管道固定。从文献DE102010013025A1中已知一种电池和一种用于制造带有布置在电池壳体中的冷却板的电池的方法。电池壳体通过冷却板冷却，在冷却板中蜿蜒地布置有在挤压成型过程中制成的冷却通道。文献DE102013107668A1公开了一种电池，该电池具有包括至少一个冷却通道的单池载体或模块载体，各电池单池或电池模块与单池载体或模块载体热连接。在制造单池载体或模块载体时冷却通道在与单池载体或模块载体相同的铸造过程中被浇铸在该单池载体或模块载体中。使用这种类型的导热板同时带来一系列缺点。冷却系统效率低下，这是因为必须透过多个层(例如KTL漆、粘接剂、空隙填充器)冷却，冷却功率的大部分损耗在壳体上。这种构造使得电池复杂、昂贵且重量大。还要考虑由于焊接变形产生的公差以及多个公差叠加。还产生用于设计、模拟和结构设计的高的成本。对于电池的制造需要大面积以及高投入。对冷却循环系统中的不密封性的查找要求复杂和昂贵的测试。如果冷却系统的一部分不密封或损坏，则产生用于后处理或用于维修以及客户服务的高成本。因此电池必须完全拆卸并在可能情况下更换。冷却系统的不密封性带来整个壳体的更换。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是，提供一种改善的电池，该电池避免了上述缺点。此外本专利技术的目的是，给出一种用于制造这种电池的简单的方法。本专利技术的主题是用于电池、特别是机动车的动力电池的单池模块，其中在模块的至少一个外壁中集成有用于热交换的管状的空腔(“冷却剂通道”)。根据本专利技术的单池模块包括至少一个蓄电池单池(可充电的二次电池)。在一实施形式中，单池模块包括多个以并联和/或串联方式电连接的蓄电池单池。适宜的蓄电池单池的示例包括锂离子电池、锂聚合物电池、锂磷酸铁电池、钠硫电池、和钠氯化镍电池。在一个实施形式中使用锂离子电池。蓄电池单池或单个单池布置在单池模块内部并被单池模块的外壁包围，该外壁与底板、盖板和四个侧板形成单池模块壳体。单池模块的至少一个外壁具有管状的空腔，该空腔在外壁的整个长度和整个宽度上延伸。这个管状的空腔(“冷却剂通道”)被设置为，使热交换介质(“冷却剂”)穿流该空腔。在单池模块的一个实施形式中，单池模块的底板具有管状的空腔。在单池模块的一个实施形式中，单池模块的盖板具有管状的空腔。在单池模块的一个实施形式中，单池模块的至少一个侧板具有管状的空腔。在另一实施形式中，单池模块的多个外壁都具有管状的空腔，例如底板和盖板、或两个彼此相对的侧板、或底板和/或盖板以及两个彼此相对的侧板。在单池模块的一个实施形式中，管状的空腔彼此并行地布置。在一个实施形式中，如此选择相邻的管状的空腔之间的间距，使得在空腔之间经过外壁的热流与通过热交换介质的热传输相比可以忽略不计。空腔不直接地彼此“壁挨壁”，以保证尽可能有效的热量输出，这是因为否则在供送线路与回流线路之间发生热交换。在一个实施形式中，相邻的管状的空腔之间的间距相当于至少一个空腔内直径。在另一实施形式中，该间距的值是空腔内直径的数倍。相邻的管状的空腔之间的间距也可以小于空腔内直径。具有并行地布置的管状的空腔的外壁可以有利地通过挤压成型方法制造。在单池模块的一个实施形式中，单池模块的至少一个外壁包括通过挤压成型方法制成的型材。在另一实施形式中，单池模块的两个外壁分别包括通过挤压成型方法制成的型材。在另一实施形式中，单池模块的四个外壁分别包括通过挤压成型方法制成的型材。在另一实施形式中，单池模块的所有外壁都分别包括通过挤压成型方法制成的型材。在另一实施形式中，单池模块包括具有方形横截面的型材，该型材形成单池模块的底板、盖板和两个彼此相对的侧板。在由型材包围的空腔中布置蓄电池单池。在一个实施形式中，型材主要由铝或铝合金制成。在根据本专利技术的单池模块的外壁中的管状的空腔被设置为用于，在运行状态中被热交换介质穿流，以便冷却或加热位于单池模块中的蓄电池单池。在一个实施形式中，热交换介质是气体、例如空气。在另一实施形式中，热交换介质是流体、例如水、冷却流体或油。在单池模块的一个实施形式中，两个彼此并排的管状的空腔的开口通过空心的连接元件连接。通过该连接元件提供空腔的流体连接，从而两个连接的空腔形成用于热交换介质的贯通的流动路径。在一个实施形式中，连接元件设计为U形的插接桥。在另一实施形式中，连接元件具有密封唇，该密封唇密封空腔的开口，从而在连接元件与空腔的彼此连接的开口之间不能流出热交换介质。在一个实施形式中，使用空心的U形插接桥，该U形插接桥具有冗余的密封唇，以便使冷却剂通道彼此连接并使插接桥相对于冷却通道密封。在另一实施形式中，连接元件也可以粘接在空腔的开口中，或力锁合地压入空腔的开口中，以便实现密封。在一个实施形式中，外壁的两个彼此具有最大间距的管状的空腔的开口分别连接在热交换介质循环系统上，包含在外壁中的管状的空腔的余下的开口分别成对地通过连接元件彼此连接，使得通过空腔形成热交换介质的蜿蜒的流动路径。通过空腔在单池模块的外壁中的蜿蜒流动实现了有效的热量传输。这特别是在单侧布置的接口的情况下是重要的。在交替布置的接口的情况下，可以设置蜿蜒的流动路径，还可以设置使热交换介质仅沿一个方向流动的、多个并行布置的流动路径。在一个实施形式中，热交换介质循环系统、例如机动车的冷却系统上的接口通过软管实现，该软管通过卡箍紧固在接口件上，该接口件分别与外壁的两个彼此具有最大间距的管状的空腔(模块的供送线路和回流线路)的开口连接。在另一实施形式中，单池模块在热交换介质循环系统上的接口通过快速锁合联接件或其它连接元件实现。这提供了如下优点，使得单池模块可以全部以并行于供送线路和回流线路的方式连接，由此可以使单池模块之间的最大可能的温度差距(Temperaturspreizung)保持在极小程度。在运行状态中，每个单池模块直接被热交换介质流过。由此相对于现有技术的电池得到一系列优点。使得降低热传输效率的额外的层、例如KTL、导热粘结剂或空隙填充器被取消。在壳体上不再发生冷却功率的损耗。该结构原理简单，单池模块可低成本且非常容易地制造。不再由于焊接变形和公差叠加产生公差。不需要大的面积和高投入用于制造。如果冷却系统的一部分未密封或损坏，后处理或维修以及客户服务的成本也小。可以简单地检测和快速更换模块；还可以快速的找到未密封处。用于热交换的元件直接集成在单池模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电池(10)、特别是机动车的动力电池的单池模块(20)，其中，单池模块(20)的至少一个外壁(21)具有管状的空腔(22)，该管状的空腔在外壁(21)的整个长度上或整个宽度上延伸，并设计为使热交换介质穿流所述管状的空腔。

【技术特征摘要】
2017.05.22 DE 102017208641.61.一种用于电池(10)、特别是机动车的动力电池的单池模块(20)，其中，单池模块(20)的至少一个外壁(21)具有管状的空腔(22)，该管状的空腔在外壁(21)的整个长度上或整个宽度上延伸，并设计为使热交换介质穿流所述管状的空腔。2.根据权利要求1所述的单池模块，其特征在于，所述管状的空腔(22)彼此并行地布置。3.根据权利要求1或2所述的单池模块，其特征在于，外壁(21)包括由挤压成型方式制成的型材。4.根据权利要求1至3中任一项所述的单池模块，其特征在于，两个彼此并排的管状的空腔(22)的开口通过空心的连接元件(23)连接。5.根据权利要求4所述的单池模块，其特征在于，连接元件(23)设计为U形的插接桥。6.根据权利要求4或5所述的单池模块，其特征在于，连接元件(23)具有密封唇，该密封唇密封空腔(22)的开口，从而在连接元件(23)与空腔(22...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·施陶登迈尔，
申请(专利权)人：奥迪股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE