用于电池冷却的可调节结构和电池充电站制造技术

本公开提出一种用于电池冷却的可调节结构和电池充电站，该可调节结构包括：固持框架(15)，用于固持至少一个电池模块，特别是长方体形状的电池模块，固持框架限定具有平面法向量(N1)的框架平面，平面法向量优选地平行于由固持框架固持的电池模块的相对面延伸；冷却板(16)，用于电池冷却，冷却板具有至少一个具有表面法向量(N2)的冷却表面(16a)，冷却板邻近固持框架布置，并且表面法向平行于平面法向量延伸；移动机构(17，18)，用于使冷却板和固持框架在平行于或反平行于平面法向量和表面法向量的方向上相对于彼此移动，并且用于将冷却板固持在固持框架上和/或固持在由固持框架固持的电池模块上。的电池模块上。的电池模块上。

【技术实现步骤摘要】
用于电池冷却的可调节结构和电池充电站


[0001]本专利技术涉及一种用于电池冷却或用于电池充电和/或冷却的可调节结构。本专利技术还涉及包括至少一个上述的可调节结构以及至少一个电池模块(特别是长方体形状的电池模块)的电池充电站。

技术介绍

[0002]电池(以下也称为单一储能单元或多个储能单元
‑
ESU)被广泛用于驱动电力供能的交通工具，包括飞机。它们需要定期充电，某些概念下包括将放电的ESU与充满电的ESU进行交换，以实现交通工具的连续使用。
[0003]通常，从交通工具中取出的ESU被放置在一个(固定的)充电设施中。由于充电过程中产生的热量，ESU必须被冷却，例如，通过将它们与冷却板或类似物接触而冷却。
[0004]对于冷却板和间隙填充物(任何放置在冷却板和ESU之间以弥合空气间隙的元素或材料)有各种解决方案，以增加液体冷却介质或流体(例如，水或水/乙二醇)和被冷却物体之间的热传递。然而，申请人在实验中发现，在物体和冷却板之间仍然存在空气间隙，这降低了热传递性能，因此降低了冷却性能。

技术实现思路

[0005]上述问题导致了本专利技术的第一个目的，即在要冷却的物体和冷却板之间实现良好的接触面，没有任何空气间隙。
[0006]此外，电池被插入充电和冷却设施或者从充电和冷却设施中取出，在该交换过程需要一些间隙以避免电池自身或冷却接触面(冷却板)的任何冲击损坏。
[0007]这导致了本专利技术的第二个目标，即在更换电池时，在电池和任何冷却表面之间具有足够的间隙。
[0008]这些目的通过本公开的可调节结构来实现。
[0009]这些目的进一步通过本公开的电池充电站来实现。
[0010]本公开还限定了有利的其它实施例。
[0011]根据本专利技术的第一方面，提供一种用于电池冷却的可调节结构，包括：固持框架，用于固持至少一个电池模块，特别是长方体形状的电池模块，所述固持框架限定具有平面法向量的框架平面，所述平面法向量优选地平行于由所述固持框架固持的电池模块的相对面延伸；冷却板，用于电池冷却，所述冷却板具有至少一个具有表面法向量的冷却表面，所述冷却板邻近所述固持框架布置，并且所述表面法向量平行于所述平面法向量延伸；移动机构，所述移动机构用于使所述冷却板和所述固持框架在平行于或反平行于所述平面法向量和所述表面法向量的方向上相对于彼此移动，并且用于将所述冷却板固持抵靠在所述固持框架上和/或固持抵靠在由所述固持框架固持的电池模块上。
[0012]尽管在实践中，可调结构可能包括多于一个固定框架和多于一个冷却板，但本专利技术的基本优点，即在冷却板和电池模块之间弥合任何空气间隙，已经可以通过上述定义的
配置观察到。在下文中，在具有一个电池模块的配置与具有多个这种模块的配置之间没有区别。
[0013]此外，术语“电池模块”和“电池”用作同义词。
[0014]关于电池的形状，基本上只有与冷却板接触的两个大侧面优选地应该彼此平行并且与冷却板的表面平行，其它侧面相关性较低。上侧和下侧也可以是倾斜的和/或可以采用固持框架的特殊形状。实质上，电池模块限定了具有六个表面或侧面的相应体积，其中两个相对的表面优选地彼此平行。这方面的一个例子就是上述长方体形状。
[0015]根据本专利技术的第二方面，提供一种电池充电站，包括：至少一个根据本专利技术第一方面所述的可调节结构；以及至少一个电池模块，特别是长方体形状的电池模块；其中，当所述电池模块被所述固持框架固持时，该固持框架的所述平面法向量优选地平行于所述电池模块的相对面延伸；其中，当所述电池模块被所述固持框架固持并且当该移动机构处于接合状态时，所述冷却板被固持抵靠所述电池模块；以及其中，当所述移动机构处于脱离状态时，所述电池模块自由地从所述可调节结构撤出，在该脱离状态中，所述冷却板未被固持抵靠所述固持框架和/或抵靠由所述固持框架固持的电池模块。
[0016]优选地，电池模块具有平坦侧壁，并且冷却板提供与所述平坦侧壁接触的平坦冷却表面。这确保了充分的热传递。
[0017]将电池放置在可移动的固持框架上允许横向地移动电池，即在平行于或反平行于所述平面法向量和所述表面法向量的方向上移动电池，从而减小或增大相邻电池之间的横向间隙。这同样适用于冷却板。此外，由于当将所述冷却板固持在所述固持框架和/或由所述固持框架固持的电池模块上时横向力产生表面压力，横向移动能力允许确保电池与冷却板之间的良好接触表面。所说的间隙允许容易地交换电池，而不会对电池和/或冷却板造成任何损坏，该冷却板可以被表面涂覆以用于更好的热传递或者可以包括柔性冷却装置。
[0018]换言之：本专利技术的主要思想是使得各个电池能够相对于彼此以及相对于冷却板进行相对横向运动。这可以通过将元件布置在外部框架组件上来实现，例如金属框架组件。
[0019]尽管使用了术语“横向”，但本专利技术不限于空间中的任何特定取向。例如，电池可以水平堆叠，一个位于另一个旁边，或垂直堆叠，即一个位于另一个的顶部。
[0020]在优选实施例中，每个电池具有上“M”形轨道和下“M”形轨道，因此充电站中的对应部件可以是分别在ESU上方和下方的“V”形轨道(作为支撑架的一部分)。这样，电池可以以形状配合的方式插入到固持框架中。然而，本专利技术不限于所述导轨的任何特定几何形状，只要它们是互补形状的以便它们配合在一起。
[0021]优选地，冷却板各自提供用于与对应的电池模块接触的冷却接触面。有利地，可以在简单的托板上使用具有用于冷却流体的内部导管的铝冷却板或任何其他冷却装置，例如，像冷却管这样的柔性冷却装置，或者像珀耳帖元件那样的热电冷却装置。
[0022]对于电池插入和取出，在一个实施例中，所述导轨(作为所述固持框架的一部分)和所述冷却板可以通过移动机构一个接一个地横向移动，从而增加一个冷却接触面和相邻冷却接触面之间的横向间隙。在具有多个固持框架的优选实施例中，中央固持框架(例如V形导轨框架)可以被固定并且因此不会移动。这样可以确保有足够的空间来执行电池更换(无论是借助设备或手动)，没有电池和冷却接触面之间发生碰撞的危险。然后冷却板和V形导轨框架(固持框架)可以再次横向向内(朝向彼此)移动，直到给定的ESU和与其相应的冷
却接触面(冷却板)之间的所有空气间隙都闭合。此外，移动机构可以施加一些足以将ESU固定到位的横向压力，即避免它们在V型导轨上(固定框架)往复移动。
[0023]所述移动机构可以包括机械和/或电驱动器或其他驱动单元。该驱动单元可包括并驱动主轴(丝杠)或轴，其优选地垂直安装在所有ESU上。
[0024]在一个实施例中，主轴连接到位于固持框架/冷却板布置的相应端部处的两个移动板。每个移动板的下部元件具有至少一个螺纹孔，即，当主轴旋转时，移动板在横向方向上移动并且将ESU压在一起。为此，优选地，主轴具有带右旋螺纹的部分和带左旋螺纹的部分。
[0025]然而，在替代实施例中，仅使用一个这样的移动板，并且固持框架/冷却板布置在与该移动板相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电池冷却的可调节结构，其特征在于，包括：固持框架(15，15
’
)，用于固持至少一个电池模块(14)，特别是长方体形状的电池模块(14)，所述固持框架(15，15
’
)限定具有平面法向量(N1)的框架平面(E1)，所述平面法向量(N1)优选地平行于由所述固持框架(15，15
’
)固持的电池模块(14)的相对面延伸；冷却板(16)，用于电池冷却，所述冷却板(16)具有至少一个具有表面法向量(N2)的冷却表面(16a)，所述冷却板(16)邻近所述固持框架(15，15
’
)布置，并且所述表面法向量(N2)平行于所述平面法向量(N1)延伸；移动机构(17，18)，所述移动机构用于使所述冷却板(16)和所述固持框架(15，15
’
)在平行于或反平行于所述平面法向量(N1)和所述表面法向量(N2)的方向上相对于彼此移动，并且用于将所述冷却板(16)固持抵靠在所述固持框架(15，15
’
)上和/或固持抵靠在由所述固持框架(15，15
’
)固持的电池模块(14)上。2.根据权利要求1所述的可调节结构，其中，所述固持框架(15，15
’
)和所述冷却板(16)可移动地设置在外部框架组件(10)内。3.根据权利要求1或2所述的可调节结构，其中，所述可调节结构包括：彼此平行延伸的第一多个固持框架(15，15
’
)，每个固持框架(15，15
’
)用于固持至少一个所述电池模块(14)；和彼此平行延伸的第二多个冷却板(16)，每个所述冷却板(16)被布置在对应的固持框架(15，15
’
)上；所述移动机构(17，18)被设计成用于使所述冷却板(16)和/或所述固持框架(15，15
’
)在平行于所述表面法向量(N2)的方向上相对于彼此移动，由此改变相邻冷却板(16)之间和/或相邻固持框架(15，15
’
)之间的距离；优选地，所述第一多个和所述第二多个的数量相同。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的可调节结构，其中，所述固持框架(15，15
’
)被设计成用于在横向于所述平面法向量(N1)的方向上将电池模块(14)可滑动地插入其中，所述固持框架(15，15
’
)优选地具有C形或U形，以使得电池模块(14)可插入这种C形或U形的固持框架(15，15
’
)的平行自由支腿之间。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的可调节结构，其中，所述冷却板(16)具有用于流体冷却介质的内部流动导管，或者在所述冷却板的面向相应固持框架(15，15
’
)的冷却表面(16a)上装备有用于流体冷却介质的流动导管，所述流动导管优选为柔性流动导管。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的可调节结构，参考权利要求3，其中，所述移动机构(17，18)被设计成用于将第一数量的固持框架(15)移动到所述多个固持框架(15，15
’
)之中远离固定的中央固持框架(15
’
)的一侧，并且将第二数量的固持框架(15)移动到所述多个固持框架(15，15
’
)之中远离所述固定的中央固持框架(15
’
)的另一侧，同时不移动所述中央固持框架(15
’
)，优选地，所述第一数量等于所述第二数量。7.根据权利要求1至6中任一项所述的可调节结构，其中所述移动机构(17，18)包括螺杆驱动器或主轴驱动器(17)，该螺杆驱动器或主轴驱动器具有驱动电动机和丝杠或主轴(18)，所述固持框架(15)被驱动联接到所述丝杠或主轴(18)上，
其中优选地，所述丝杠或主轴(18)具有带右旋螺纹的第一部分和带左旋螺纹的第二部分；以及中央固持框架(15
’
)位于所述第一部分和所述第二部分之间的区域中的所述丝杠或主轴(18)上。8.根据权利要求1
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：沃科波特有限公司，
类型：发明
国别省市：