用于电池的冷却模块、用于车辆的电池和用于制造冷却模块的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于具有至少两个电池模块(12)的电池(10)的主动冷却的冷却模块，其具有轮廓元件(20)，该轮廓元件具有用于冷却介质的通过的至少一个内部空间(22)和至少两个侧表面(24)，所述侧表面背离彼此且被设计为各自分配给其中一个电池模块(12)，其中，用于产生轮廓元件(20)和电池模块(12)之间的导热连接的填充材料(26)布置在侧表面(24)上。通过冷却模块，电池的成本有效且可靠的冷却通过以下事实实现：形成在相应侧表面(24)和布置在所述侧表面(24)上的填充材料(26)之间的接触表面(25)小于相应侧表面(24)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电池的冷却模块、用于车辆的电池和用于制造冷却模块的方法
本专利技术涉及一种用于具有至少两个电池模块的电池的主动冷却的冷却模块，其具有轮廓元件，该轮廓元件具有用于冷却介质的通过的至少一个内部空间和至少两个侧表面，所述侧表面背离彼此且被设计为各自分配给其中一个电池模块，其中，用于产生轮廓元件和电池模块之间的导热连接的填充材料布置在侧表面上。另外，本专利技术涉及一种用于车辆的具有这样的冷却模块的电池。最后，本专利技术涉及一种用于制造冷却模块的方法。
技术介绍
在开始提到的那种类型的冷却模块例如被用于冷却电动和混合动力车辆中的高压电池，所述车辆特别地具有内燃机或燃料单元。冷却模块用于将各个电池单元的温度在操作期间保持在预确定温度范围内或以下，所述各个电池单元组合以形成电池模块。取决于化学组分，锂离子蓄积器应该在40℃至50℃的温度范围以下操作，以便在充电和放电过程期间获得理想功率，以及大量可能的充电循环以及因此长的服役寿命。这些规定借助该类型的电池的有效冷却实现。为了冷却，电池的电池单元或电池模块可直接布置在被冷却的浸浴中，或可被空气冷却。此外，已知接触冷却器，其抵靠待冷却的电池表面定位，且冷却介质通过其流动。WO2012/013315A1描述了一种冷却布置，其具有这种用于电池的接触冷却器，其中，扁平管道——冷却剂流动通过其——抵靠待冷却的电池的底部定位。直接的金属接触在此形成在金属扁平管道和电池的金属底部之间。扁平管道借助弹簧抵靠电池底部支撑，以便在该底部和扁平管道之间形成尽可能平的接触，且补偿平表面的可行的制造容差。但是，在WO2012/013315A1中描述的布置具有缺点：其不能确保接触表面的平坦接触，这是由于电池的有限机械负载支承能力和彼此抵靠的平表面的制造容差。通常由具有例如大约6dm2的接触表面的电池模块承受的支撑力在大约2000N的范围内。取决于接触表面和弹簧的形状和位置中由制造和/或温度导致的偏差，如果2000N的最大值不可被超过的话，那么在这样的布置中的有效作用的支撑力可能由于容差而小于1000N。在该情况下，扁平管道和电池的相互分配的金属接触表面的充分接触不再被确保，且电池被不充分地冷却。电池的功率和服役寿命方面的损失由此导致。另外，在被描述的布置中，电池的每个模块被单独冷却，其中，大量需要的冷却单元和相关联的弹簧元件一起导致该布置的高重量。WO2009/146876A1描述了一种用于冷却电池的装置，其中，电池的各个单元布置在被冷却的基板上。在该设计中，电池的窄的垂直布置的单元通过中央弹簧元件支撑在两个同样垂直延伸的冷却翅片之间，该中央弹簧元件被两个金属板包封。在此不利的是，待冷却的电池与垂直延伸的冷却翅片没有实现限定的均匀接触。另外，垂直布置所需要的且被金属板包封的弹簧元件增加该布置的重量。JP2008181733A披露了用于车辆电池的冷却系统。板状冷却元件在此借助夹持机构支撑在两个电池模块之间，这两个电池模块邻近彼此布置。冷却元件完全覆盖电池模块的被分配给冷却元件的那些表面。如以上参考WO2012/013315A1描述的，在从JP2008-181733A已知的布置的情况下，也存在在冷却元件和待冷却的电池模块之间获得均匀的平坦接触的问题，尽管电池模块的支撑力有限。如例如在JP2008-181733A或WO2012/013315A1中描述的冷却系统——其提供冷却元件和电池模块的能复原的弹性支撑——在已经装配好的状态下易受动态负载影响。例如，在车辆驾驶模式中出现的振动可导致在接触表面的能复原的弹性支撑范围内的冷却元件和电池模块之间的平坦接触至少被暂时去除。在该情况下，不能确保电池的可靠冷却，这可导致电池的功率和服役寿命方向的之前已经讨论的损失。此外，已知在两个相邻的电池模块之间布置冷却元件，其中，冷却元件被设置用于冷却所述两个模块，在每种情况下，冷却元件和待冷却的电池模块之间的导热接触经由硅树脂垫实现，所述硅树脂垫设置在冷却元件和电池模块之间。硅树脂垫覆盖冷却元件的面向电池模块的整个表面，且用于补偿制造容差。其中布置有冷却元件的中间空间的宽度可由此以+/-0.3mm的容差范围波动。硅树脂垫用于补偿所述制造容差，且取决于中间空间的宽度，在冷却元件的安装期间被或多或少地变形。以此方式，产生与电池模块的平坦接触，且因此在每种情况下，获得在冷却元件和待冷却的电池模块之间的均匀的热传递。硅树脂垫的厚度必须设置为，在中间空间的最大宽度的区域中，确保相应垫与电池模块和冷却元件的可靠接触。在此存在的问题是：所述硅树脂垫相应地在中间空间的最小宽度的区域中极大地变形，也就是说，不得不被压出电池和冷却元件之间的中间空间。尽管当非常软的材料用于所述垫(20至40之间的肖氏硬度(00))时，电池模块可能被所需的支撑力损坏，特别是扭曲。如果要限制待支撑的部件之间的支撑力或安装，则存在硅树脂垫在中间空间的最小宽度的区域中没有被充分挤压的问题，且因此，在中间空间的最大宽度的区域中，空气隙保留在冷却元件和被分配的电池模块之间。由于空气隙的区域中的不良导热(大约0.02W/(m2K))，电池模块没有被充分冷却，且因此，电池可能过热。最后，已知在两个相邻电池模块之间施加膏状填充材料，该填充材料由于其低粘度在安装期间仅需要小的挤压或支撑力。但是，膏状填充材料具有缺点：其施加是复杂的，且在高操作温度下长时间受压时该膏具有从待填充的中间空间中流出的风险，特别是当中间空间在已经安装的状态下垂直地延伸时。
技术实现思路
从上述现有技术开始，本专利技术基于提出用于电池的主动冷却的冷却模块的技术问题，该冷却模块不具有上述缺点，或至少使其到达较低的程度，且电池的可靠冷却特别地以成本有效的方式确保。此外，本专利技术提出一种用于车辆的电池，和用于制造冷却模块的方法。上述技术问题通过一种用于具有至少两个电池模块的电池的主动冷却的冷却模块解决，所述冷却模块具有轮廓元件，该轮廓元件具有用于冷却介质的通过的至少一个内部空间和至少两个侧表面，所述侧表面背离彼此且被设计为各自分配给其中一个电池模块，其中，用于产生轮廓元件和电池模块之间的导热连接的填充材料布置在轮廓元件的侧表面上。填充材料在此各自仅覆盖轮廓元件的侧表面的一部分。“仅覆盖侧表面的一部分”意图根据本专利技术理解为是指，填充材料空出轮廓元件的相应侧表面的相当大百分比的部分，所述侧表面分配给电池模块。换句话说，相应侧表面和布置在所述侧表面上的填充材料之间的接触表面的面积小于轮廓元件的相应侧表面的面积。在已经安装的状态下，没有被填充材料填充或覆盖的一个或多个区域，特别地空气隙因此形成在待冷却的电池模块和轮廓元件的分配给电池模块的相应侧表面之间。与提供用填充材料完全覆盖的侧表面的之前已知的方案相比，可减小支撑或挤压力。这是因为，在安装期间，总体上较少的填充材料需要在电池模块和轮廓元件之间被挤压，或支撑力作用在较小的接触表面。该作用可由此已经通过填充材料基本完全抵靠电池模块和轮廓元件的较小支撑力获得。与所用的填充材料的可靠接触确保电池模块的均匀冷却。与之前已知的方案相比，挤压力可减小高达十分之一。所需的挤压力的减小允许减小电池模块的机械负载。特别地，在已经安装的状态下，作用在电池模块上的挤压力可小于2000N。当冷却模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于具有至少两个电池模块(12)的电池(10)的主动冷却的冷却模块，所述冷却模块具有轮廓元件(20)，所述轮廓元件具有用于冷却介质的通过的至少一个内部空间(22)和至少两个侧表面(24)，所述至少两个侧表面背离彼此且被设计为各自分配给其中一个电池模块(12)，其中，用于产生轮廓元件(20)和电池模块(12)之间的导热连接的填充材料(26)布置在侧表面(24)上，其特征在于，填充材料(26)各自仅覆盖轮廓元件(20)的侧表面的一部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.02 DE 102015118747.71.一种用于具有至少两个电池模块(12)的电池(10)的主动冷却的冷却模块，所述冷却模块具有轮廓元件(20)，所述轮廓元件具有用于冷却介质的通过的至少一个内部空间(22)和至少两个侧表面(24)，所述至少两个侧表面背离彼此且被设计为各自分配给其中一个电池模块(12)，其中，用于产生轮廓元件(20)和电池模块(12)之间的导热连接的填充材料(26)布置在侧表面(24)上，其特征在于，填充材料(26)各自仅覆盖轮廓元件(20)的侧表面的一部分。2.根据权利要求1所述的冷却模块，其特征在于，填充材料(26)在侧表面(24)上以条带(28、30、38)布置，其中，分配给侧表面(24)的条带(28、30、38)彼此相距一距离(a)，且其中，条带(28、30、38)特别地大体平行于彼此布置。3.根据权利要求1或2所述的冷却模块，其特征在于，轮廓元件(20)具有邻近轮廓元件(20)的侧表面(24)的窄侧(36)，并且填充材料(26)的至少一部分布置在侧表面(24)的边缘区域(34)中，所述边缘区域分配给窄侧(36)。4.根据权利要求2和3所述的冷却模块，其特征在于，由填充材料(26)构成且布置在侧表面(24)的边缘区域(34)中的至少一个条带(28、30、38)邻近于分配给所述边缘区域(34)的窄侧(36)，和/或，由填充材料(26)构成且分配给所述边缘区域(34)的至少一个外条带(28)比距所述边缘区域(34)一距离a布置的内条带(30)更宽。5.根据权利要求3或4所述的冷却模块，其特征在于，侧表面(24)和窄侧(36)平滑地相互融合，其中，特别地，半径部形成在侧表面(24)和窄侧(36)之间。6.根据权利要求2至5中的一项所述的冷却模块，其特征在于，条件2mm≤a≤10mm适用于形成在相邻填充材料条带(28、30、38)之间的距离a。7.根据权利要求1至6中的一项所述的冷却模块，其特征在于，布置在侧表面上的所有填充材料条带的整个接触表面(25)的面积是相应所分配的侧表面(24)的面积的5％至80％，其中，填充材料(26)处于预组装的未挤压状态。8.根据权利要求1至7中的一项所述的冷却模块，其特征在于，在已经安装、特别是被挤压状态下，布置在侧表面上的所有填充材料条带的整个接触表面(25)的面积是侧表面(24)的面积的至少30％、至多90％，优选地在70％至90％的范围内。9.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：R豪斯曼，
申请(专利权)人：法雷奥空调系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE