[发明专利]热交换单元以及具有该热交换单元的电化学蓄能器

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的热交换单元以及一 种根据权利要求13的前序部分所述的电化学蓄能器。

背景技术

当代的电化学高性能蓄能器(也简称为高性能电池)，例如镍氢电池、 锂离子电池等等需要相应的电池管理以及单个电化学蓄电池(也称为单电 池)的有效温度控制，以确保电化学蓄能器的尽可能好的性能并防止损坏。

例如由DE 102004005393A1以及DE 102006015568B3已知这种 电化学蓄能器。以上文献中描述的电化学蓄能器具有热交换单元，在所述 热交换单元的热交换通路(也称为流动通路)之间分别在至少两个相邻的 行中相继地设置多个单电池，其中，以在一个平面内或在多个平面上的交 替流动方向流过这些流动通路，由此实现了单电池的更均一的温度控制。

在此，均一的温度控制被限定为单电池相互之间的温度控制。通过流 动通路的连接，各单电池自身在前向分配通路与返回汇集通路之间经历在 流动方向上的温度升高或者梯度。

发明内容

因此，本发明的目的在于，说明一种用于电化学蓄能器的热交换单元， 其实现了单电池的相对于现有技术有所改进的均一温度控制。此外，说明 一种在冷却方面具有改进的电化学蓄能器以及所述电化学蓄能器的特别合 适的应用。

根据本发明，所述目的在热交换单元方面通过权利要求1中给出的特 征来实现。根据本发明，所述目的在电化学蓄能器方面通过权利要求14 中给出的特征来实现。

本发明的有利的改进方案是从属权利要求的主题。

根据本发明的用于电化学蓄能器的热交换单元包括由温度控制介质流 过的流动通路(也被称作热交换通路或者循环通路)，所述流动通路在其 端侧设有向所述流动通路供给温度控制介质的前向分配通路和/或由所述 流动通路汇集温度控制介质的返回汇集通路。为了输入或者排出温度控制 介质，在前向分配通路的上游连接有前向分配器并且在返回汇集通路的下 游连接有返回汇集器。在此，前向分配器和返回汇集器彼此分离地设置并 且相互对置，其中，在前向分配器的侧表面之一上在中央设置有进口，并 且在返回汇集器的侧表面之一上在中央设置有出口。

通过进口和出口的相互对置且在空间上分离的布置以及进口和出口的 中央布置(即围绕前向分配器或返回汇集器的侧表面之一的共同的中心或 在前向分配器或返回汇集器的侧表面之一的共同的中心点上)，实现了温 度控制介质、尤其是冷却介质在所有前向分配通路上均匀的、对称的分配 或者来自所有返回汇集通路的均匀的、对称的汇集。温度控制介质的这种 对称的分配或汇集实现了在尤其是波形的流动通路上的有效率的并且极其 有效的冷却和冷却剂分配。这样的热交换单元也可被称作波形导向冷却装 置。此外，实现了热交换单元的非常紧凑的结构。

在一个可行的实施方式中，前向分配器和返回汇集器侧向地在外部流 动通路上、彼此对置地、在流动通路的整个长度上延伸。换句话说：前向 分配器和返回汇集器平行于流动通路的纵向延展延伸，其中，温度控制介 质以与流动通路的纵向延展成横向的流动方向输入或者排出，并且在前向 分配器或返回汇集器中转向并且在前向分配器或返回汇集器中以平行于流 动通路的纵向延展延伸的流动方向被导向。在此，为了温度控制介质的对 称的分配和有效率的引导，可以在进口或出口中设置导向元件或偏转元件。

优选地，在进口或出口中分别设置中央导向元件，尤其是在进口和出 口的流动方向上或者垂直于前向分配器或返回汇集器中的流动方向设置的 中央导向板。由此，待供应的温度控制介质或待排出的温度控制介质被简 单并且可靠地对称分配或汇集，从而可靠地降低或者避免涡流和不期望的 流动阻力。

合理地，前向分配器和返回汇集器被分别构造成为单通路。优选地， 前向分配器和返回汇集器在横截面中被构造成为矩形。这尤其在制造技术 上是简单的并且经济有效的。