[发明专利]储能装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种储能装置以及一种利用冷却装置冷却由多个电化学储能单元构成的堆叠结构的应用。

背景技术

对于单电池（特别是锂离子单电池）与散热槽的连接，可以使冷却板以不同的形式连接在冷却盘上。

公开文献102007066944.4提供了其中一种用于平板电池的冷却系统，该冷却系统带有作为热学路径的冷却板。可以了解到，该板与冷却盘形成热接触；该接触应该通过密封来建立。

专利文献DE 102 23 782 B4公开了一种用于圆形单电池的冷却装置，该冷却装置由一底盘和侧面在纵向上贴靠在单电池上的冷却部件组成。这些单电池与该冷却装置形成力配合连接，这些贴靠设置的冷却部件具有膨胀缝，从而改善间隙形成和热传递问题。

发表在Advanced Automotive Battery Conference(AABC)2008上的论文“The Impact of Simulation Analysis on the Development of Battery Cooling Systems for Hybrid_Vehicles”(来自Peter Pichler,Product Manager Battery Systems,MAGNA STEYR Fahrzeugtechnik AG & Co.KG)公开了一种模块化的电池构造，然而其中，已经在模块中集成设置有散热槽（Waermesenke）。在电池装配时，仅需要建立各个冷却通道的连接。

专利文献US 2008/0090137公开了一种模块化的电池构造，其中，该模块由单电池和冷却板组成。这样制成的电池用空气进行冷却。

在大多数情况下，冷却通道或蒸发器盘仅与单电池的一侧连接，这样会损害单电池中的热量分布。用于向散热槽进行热传递的接触面积由于安装空间受到限制，由此特别在产生大量热量时难以进行散热。例如此处采用的与散热槽的力配合连接耗费工本，并且从某种程度上说比较复杂，因此此时不如采用粘合。通常，额外的机械支撑妨碍装配的可接近性，特别是咖啡袋式单电池，例如通过框架或形状配合的包装而妨碍装配。对于刚性锁定连接，例如主要采用钎焊或焊接方式，然而这些方式会使单电池受损。

此外，对于模块或整个电池的各种设计方案，必须重新设计散热槽或蒸发器盘，因此使开发费用增加且使变化类型繁琐。

另外，各个冷却模块与各自散热槽的连接耗费工本，且增大了泄漏的危险性。用于多个模块的一个总冷却盘可以容易地实现使其制造复杂化的安装空间尺寸。散热槽的部分实心结构和额外的连接部件对于电池的整体重量进一步产生消极影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于冷却电化学储能单元的改进装置，以及一种冷却装置的新的应用。

上述目的通过权利要求1的储能装置以及权利要求13的冷却装置的应用来实现。

本发明基于这样的认识，即，通过使用改良的标准件以及采用基于扁管冷却剂冷却器或蒸发器的方法能够实现开发费用和制造成本的降低。本发明的核心内容除了要改善模块化结构以外，还要提高散热性能，通过散热槽在单电池的多个侧面上的连接改善单电池中的热量分布，以及改善由冷却板和散热槽构成的连接结构的装配性。此外，可以通过适宜的冷却板并且通过扁管在单电池的未使用的中空部中的连接而优化封装密度。此外，在简化装配的同时，还使重量减轻，并且使机械稳定性提高。

具有优势地，可以通过采用改进的标准件减少开发费用以及制造成本。扁管冷却器或蒸发器的使用实现了非常多变的且模块化的构造。通过对空置空间的优化利用，可以实现较高的封装密度。因为根据冷却需求和导电体的位置可以实现散热槽的可变的设置结构，所以另外还可以改善散热，并且改善单电池中的热量分布。除了减轻重量以外，还在简化装配和改善连接质量的同时实现了对机械稳定性的支持。

根据另一个实施方案，本发明的技术方案特别用于棱柱形硬壳单电池和咖啡袋式单电池。通过使单电池直接连接到散热槽上而增强散热。此外，通过不同数量的扁管可以实现与冷却效率的匹配。具有优势地，本发明的技术方案实现了电池装配中的公差补偿以及灵活性。另外，由于较小的传递阻力，可以实现具有相对较高初始温度的电池的冷却。

根据本发明的一个技术方案，由此实现的优势还在于，扁管与集流槽可靠地粘合连接，通过直接将单电池连接在散热槽上改善单电池中的散热，并且通过不同数量的扁管来满足需要的冷却效率。