优选用于至少部分电驱动车辆的具有电池单元模块和冷却设备的储能设备以及用于制造储能设备的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于存储电能的储能设备(1)，优选用于至少部分电驱动的车辆。本发明专利技术还涉及一种用于制造储能设备的方法和一种车辆，优选商用车辆，或具有这种储能设备的固定设备。所述储能设备(1)具有多个以堆叠方式并排布置的存储单元(3、4、5)和用于冷却所述存储单元(3、4、5)的冷却设备(6)。所述冷却设备(6)包括可由冷却剂流过的冷却板(7)，所述冷却板(7)布置在所述存储单元(3、4、5)的侧面，优选在底侧。本发明专利技术的特征在于，所述冷却设备还具有可由所述冷却剂流过的至少一个冷却体(8)，所述冷却体布置在两个相邻存储单元(3、4、5)之间以冷却所述存储单元(3、4、5)的侧面，与所述冷却板(7)流体连接并且构造为带有弹性护套(9)的冷却体(8)。冷却体(8)。冷却体(8)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】优选用于至少部分电驱动车辆的具有电池单元模块和冷却设备的储能设备以及用于制造储能设备的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于存储电能的储能设备，优选用于至少部分电驱动的车辆。本专利技术还涉及一种用于制造储能设备的方法和一种车辆、优选商用车辆，或一种具有这种储能设备的固定设备。

技术介绍

[0002]从实践中已知的例如作为储能器或牵引电池在混合动力车辆或电动车辆中使用的车辆电池典型地具有电池组，在所述电池组中布置有多个堆叠布置的电池存储单元。这些电池存储单元可以组合成模块或在所谓的电池到电池组(cell
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pack，CTP)技术的范畴中直接安装到电池组中。为了确保按规定的运行并避免损坏这样的车辆电池以及为了实现尽可能长的使用寿命，所述车辆电池必须在定义的温度范围内运行。在此，例如从现有技术已知，在电池单元下方布置冷却板，可选地具有施加到冷却板上的导热膏，冷却流体流过该冷却板以冷却电池单元。在这些已知的解决方案中，通常存储单元的面积显著更小并且面向冷却板的单元下侧得到冷却，而存储单元的面积显著更大的侧面保持不被冷却。这不利地在存储单元内和例如在电池单元模块内产生极度不均匀的温度分布。
[0003]由现有技术还已知，在电池单元中产生的热量的消散可以借助于散热片来得到改善。从而例如公开文献DE 10 2012 218 764 A1提出将散热片分别通过平坦的基体热耦合到电池存储单元的侧面，其中所述基体具有冷却通道。该解决方案的性能在此不利地受到散热片和基体之间的接触表面的热传递或热传递系数的限制。此外，散热片只能实现存储单元的被动冷却，由此不利地导致在热量导入和导出时的时间延迟、不均匀的温度分布和低下的冷却能力。

技术实现思路

[0004]本专利技术的任务是提供一种用于这种储能设备的温度控制、特别是冷却的技术，利用该技术可以避免用于温度控制、特别是用于冷却的已知方案的缺点。本专利技术的任务特别是在存储单元的冷却性能方面改进已知的储能设备。
[0005]这些任务通过具有独立权利要求的特征的设备和方法来解决。本专利技术的有利实施方式和应用由从属权利要求中得出并且在以下描述中通过部分参考附图得到更详细的解释。
[0006]本专利技术的一个基本思想在于，在并排布置的电池单元之间的空隙中提供额外的冷却体，所述电池单元被主动冷却并且为此与冷却板流体连接，所述冷却板布置在电池单元的侧面，例如在底侧。这提供了特别有效的冷却优势，所述冷却导致电池单元内尽可能均匀的温度分布。此外，这些冷却体被构造为具有弹性护套，即所述冷却体可以构造为所谓的箔冷却体或袋式冷却体。这提供了额外的优势，即所述冷却体可以特别好地适配于电池单元的变化的表面形状，其例如由于所谓的膨胀效应而导致。此外，弹性冷却体尤其可以补偿组
装和部件公差。
[0007]因此，根据本专利技术的第一一般方面提供了一种用于存储电能的储能设备。它优选是用于至少部分电驱动的车辆的储能设备。换言之，所述储能设备可以以本身已知的方式构造为存储电能，所述电能可以在车辆的对应驱动组件中(例如在电机中)转换为驱动能量。换言之，所述储能设备可以被构造用于临时容纳牵引能量。
[0008]所述储能设备具有多个以堆叠方式并排布置的存储单元。这些存储单元还可以组合成一个模块(电池单元模块)并且优选地预先分组。除了存储单元复合体本身之外，电池单元模块还可以可选地额外包括存储电能所需要的并且本身已知的另外的组件，例如电路板、电路、继电器、线路、底板或端板、母线、端子、顶盖或侧盖、塑料板和/或电路板等。
[0009]替代地，存储单元也可以在所谓的电池到电池组技术的范畴中直接安装到电池组中。在此情况下，放弃通过电池模块对电池单元的预先分组，并且存储单元直接安装在电池组中。与由预分组的电池单元模块组成的传统电池组相比，电池到电池组技术最近越来越多地用于提高质量能量密度、改善体积利用效率和减少电池组的部件数量。
[0010]存储单元可以彼此并联和/或串联地连接并且具有组合成单元复合体的单个存储单元。存储单元例如可以构造为锂离子蓄电池。这些单元可以优选地彼此隔开0.5至1.5mm的间隙。
[0011]此外，所述储能设备具有用于冷却存储单元的冷却设备。术语“冷却”优选但不排他地理解为排出存储单元的热量。因此也可以想到，本专利技术——特别是在低温下或在车辆冷启动时——用于加热或预热存储单元，以例如使存储单元达到或保持在运行温度。因此，所述冷却设备一般可以用作存储单元的温度控制设备。
[0012]所述冷却设备还具有可以被冷却剂流过的冷却板。所述冷却板可以为此例如在其内部体积中具有对应的流体引导通道。所述冷却板布置在存储单元的侧面，优选布置在底侧。如果将存储单元布置成一个电池单元模块，则所述冷却板可以布置在该电池单元模块的侧面上。所述侧面可以是该电池单元模块的底面(下侧面)。换言之，所述冷却板被构造为例如吸收由存储单元辐射的热量并且通过流过所述冷却板的冷却剂将所述热量导出或将热量输出给存储单元。
[0013]根据本专利技术，所述冷却设备还具有至少一个冷却体，所述冷却体布置在两个相邻的存储单元之间以用于冷却所述存储单元的侧面，与所述冷却板流体连通，并且构造为具有弹性护套的冷却体。至少一个冷却体中的每一个因此也可以被冷却剂流过并且为此可以例如也在其内部体积中具有对应的流体引导通道。所述冷却体布置在两个相邻的存储单元之间以用于冷却所述存储单元的侧面。所述冷却体优选地分别平放在相邻存储单元的彼此面对的侧面上，从而可以在存储单元和冷却体之间进行热交换。为此，冷却体例如可以构造为吸收由存储单元发出的热量并且通过流过所述冷却板的冷却剂导出所述热量。冷却剂可以从所述冷板进入所述冷却体，然后从所述冷却体回到所述冷板中。为此，所述冷却体例如可以具有一个或多个冷却剂入口和一个或多个冷却剂出口，冷却剂可以通过它们从所述冷却板流入所述冷却体并从所述冷却体流回所述冷却板。
[0014]上面已经确定，所述冷却体构造为带有弹性护套的冷却体。在本专利技术的意义上理解的术语“弹性”表示护套的材料是可变形的(可弯曲的)和/或柔性的。护套因此可以对应地由弹性材料制成，以便能够尽可能好地适配于存储单元的可随温度变化的体积和几何形
状。
[0015]所提出的储能设备具有优于已知解决方案的多个优点。在至少一个冷却体和冷却板之间提出的流体连接能够在存储单元之间的空隙中实现特别高的冷却能力。此外，带有弹性护套的冷却体使得所述冷却体能够以自适应的、平坦的、形状对应的方式安装在存储单元的侧面上，由此实现存储单元和冷却体之间特别好的热传递，即使在存储单元膨胀或收缩时该热传递也可以通过弹性护套得以保持。此外，冷却体通过它们的弹性护套可以可选地接管实践中布置在存储单元之间的压缩层(所谓的“压缩”或“膨胀”垫)的功能，这些压缩层实践中布置在存储单元之间，以补偿存储单元的热膨胀和收缩并保证存储单元之间的恒定表面压力。附加地，所述冷却体可以接管隔热垫(所谓的“thermal insulation pads本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于存储电能的储能设备(1)，优选用于至少部分电驱动的车辆，具有多个以堆叠方式并排布置的存储单元(3、4、5)和用于冷却所述存储单元(3、4、5)的冷却设备(6)，其中所述冷却设备(6)包括：
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能够由冷却剂流过的冷却板(7)，所述冷却板(7)布置在所述存储单元(3、4、5)的侧面，优选在底侧，以及
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能够由所述冷却剂流过的至少一个冷却体(8)，所述冷却体布置在两个相邻存储单元(3、4、5)之间以冷却所述存储单元(3、4、5)的侧面，与所述冷却板(7)流体连接并且构造为带有弹性护套(9)的冷却体(8)。2.根据权利要求1所述的储能设备(1)，其特征在于，a)所述冷却体(8)的弹性护套(9)包括铝箔和/或塑料涂层；和/或b)所述冷却体(8)是箔冷却体和/或袋状冷却体。3.根据前述权利要求中任一项所述的储能设备(1)，其特征在于，a)所述至少一个冷却体(8)包括多个冷却体(8)，其中在所有存储单元(3、4、5)之间分别布置一个冷却体(8)以用于冷却所述存储单元(3、4、5)的侧面；和/或b)在外部存储单元(10)的外侧分别布置具有弹性护套(9)的冷却体(8)以用于冷却侧面。4.根据前述权利要求中任一项所述的储能设备(1)，其特征在于，所述冷却体(8)具有至少一个褶皱(11)或压纹，所述褶皱或压纹被构造为将所述冷却体(8)的内部空间划分为彼此流体连接的子空间(13、14)，以将冷却剂以弧形、U形或曲折形地从所述冷却体(8)的冷却剂入口(15)引导至所述冷却体(8)的冷却剂出口(16)。5.根据权利要求4所述的储能设备(1)，其特征在于，所述冷却体(8)具有恰好一个布置在中心区域中的褶皱(11)或压纹，所述褶皱或压纹被构造为将所述冷却体(8)的内部空间划分为两个流体连接的子空间(13、14)，以将冷却剂弯曲形和/或U形地从所述冷却体(8)的冷却剂入口(15)引导至所述冷却体(8)的冷却剂出口(16)。6.根据前述权利要求中任一项所述的储能设备(1)，其特征在于，所述冷却板(7)具有面向所述存储单元(3、4、5)的第一壁(17)，所述第一壁具有用于保持至少一个冷却体(8)的缝隙结构(19)，其中所述缝隙结构(19)的缝隙分别具有与冷却体宽度对应的宽度，并且所述冷却体(8)的具有冷却剂入口(15)和冷却剂出口(16)的端部区域保持在缝隙之一中。7.根据权利要求6所述的储能设备(1)，其特征在于，所述冷却体(8)的端部区域具有密封唇(20)，用于流体地密封所述缝隙，其中所述密封唇优选地设计为弹性体注塑成型件。8.根据权利要求7所述的储能设备(1)，其中，所述密封唇(20)具有凸起部(21)，所述凸起部啮合到所述第一壁(17)的形状对应的凹口或底切(22)中，以在密封唇(20)和冷却板(7)之间产生形状配合。9.根据前述权利要求中任一项所述的储能设备(1)，其特征在于，所述冷却板(7)包括背离所述存储单元(3、4、5)的半壳形第二壁(18)，所述第二壁具有构造为将所述冷却板(7)内的冷却剂引导到冷却剂供应部和冷却剂返回部的压纹(23)，所述压纹本身优选地具有用于保持所述至少一个冷却体(8)的凹槽(24)。10.根据权利要求9所述的储能设备(1)，其特征在于，a)所述冷却剂供应部具有布置在所述冷却板(7)的边缘区...

【专利技术属性】
技术研发人员：西蒙，
申请(专利权)人：曼卡车和巴士欧洲股份公司，
类型：发明
国别省市：