[发明专利]可控地隔热的壳体及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于可控地对蓄电池温度处理的隔热的壳体系统，其尤其是用于大功率蓄电池。本发明尤其是涉及按本发明的壳体系统的应用和用于冷却电动驱动的车辆的牵引蓄电池的方法。

背景技术

电储能器例如电池基于电化学转化过程，因此它们对温度特别敏感。在温度过低时导致强烈的功率扰动，在高温度时得到通过过早老化引起的损坏，过早老化与持续的功率扰动相关联。电池温度通常通过周围环境以及通过自身的损耗热确定。已知的是，为了控制温度而使用主动元件例如帕尔贴元件或也使用主动的压缩机驱动的制冷设备。但是这些解决方案与耗费的系统相关联。

还已知的是，电池借助介质流和相应的散热片冷却，例如通过空气流或通过具有冷却液的冷却回路。在混合动力汽车中，使用空冷或制冷回路，该制冷回路耦合到制冷设备上并且由此设置制冷剂的压缩和蒸发。但是这些方法要求足够的介质流，该足够的介质流在需要时由压缩机支持，从而一方面在细小的流时得到小的冷却功率并且另一方面尤其是在借助空调设备冷却的情况下附加地使已经存在的部件受载荷或者尺寸明显必须设计得更耗费。

文献FR 2869722示出一种用于电池的隔热的系统，其中在壳体内部设置材料，该材料的热阻取决于周围的空气压力。因此，通过改变空气压力来改变材料的导热能力，使得通过壳体壁的热传递是可调制的。但是，材料的单位热传导系数的调制宽度是很小的。

在文献US 3，450，196中描述了一种用于宇宙航行中的电池的壳体，其中在壳体中存在氢。通过改变压力来控制穿过氢的热传递。如也在FR 2869722中那样，US 3，450，196的装置仅能够实现小的热传递带宽，尤其是由于氢的有限的导热性。由现有技术已知的措施仅能够实现可控的热传导系数的很小的调制宽度。

发明内容

因此，本发明的任务是设置一种装置和方法，通过该方法能够以简单方式通过可调节的温度调节的宽范围对电池的温度进行温度处理。

该任务通过根据独立权利要求的隔热的壳体系统和方法解决。

本发明能够以简单的方式实现对牵引电池或另一个大功率蓄电池的温度处理，即加热或冷却，其中，在需要时能够使温度以大的尺度下降和上升。本发明提供了一种具有相对于现有技术明显增加的热传递的温度调节装置，但是该热传递也可以被减少到最小。所需的措施以简单的方式实现并且尤其是不使汽车的其它温度处理系统受载荷。按本发明的壳体系统还允许节省空间地安置在汽车中并且能够实现特别高的热排出或热输入，这无法通过基于气体的传统系统实现。同时本发明允许有效的隔热，以便例如阻止，当蓄电池的工作温度应当被提高时，在蓄电池中出现的热量留在蓄电池内部。

本发明的构思是，代替仅使用气体，也使用液体作为热传递调制器，其中，液体能够特别容易地从相应的中间室导出或导入相应的中间室中并且能够实现高的热传导系数，这不能通过气体实现。因此，当例如应当向外导出热量时，或当周围环境的热量应当被用于加热蓄电池时，通过泵入液体能够突然地导热地设置壳体。除了壳体的明显增加的最大的热传导系数外，壳体也可以高度隔热地作用，使得壳体的隔热的工作区域没有比具有抽真空的中间室的现有技术小的隔热。

按本发明的壳体以双壁实施，该双壁基本上是封闭的，并且其内含物被改变，以便能够调制隔离能力或热传递能力。壳体设有内室，该内室适合用于接收蓄电池，其中，内部的壁区段能够实现与内室并且由此与蓄电池的热接触。因为内部的壁区段属于双壁，所以在中间室和内室或蓄电池之间得到直接的热桥。类似地，壳体系统包括外部的壁区段，该外部的壁区段属于双壁并且设置了用于热源或散热片（尤其是周围环境）的直接的热桥。中间室通过壁区段完全封闭，流体接头例外，通过该流体接头能够改变中间室的填充。在需要时双壁可以设置压力补偿阀，以便在排空和填充时实现相对于周围环境的压力补偿。