[发明专利]用于蓄电池单元的冷却系统

说明书

本发明描述了一种用于蓄电池单元(23)的冷却系统，其中蓄电池组(22)的蓄电池单元由壳体(22a)包围并且该壳体在一侧上与外部冷却系统连接并且与之相互热作用。外部冷却系统在此被冷却剂流过。通过蓄电池组和冷却系统的提出的设置确保了外部冷却系统的冷却剂在泄漏的情况下也不能够到达蓄电池壳体中。

技术领域

本发明涉及一种用于蓄电池单元的冷却系统，尤其是用于具有多个蓄电池单元的蓄电池模块的蓄电池单元。

背景技术

明显的是，在将来不仅在静止应用中例如在风力发电设备中在车辆中例如在混合动力或电动车辆中以及在计算机领域中例如在膝上电脑或移动电话中越来越多地应用新的蓄电池系统，对蓄电池系统的可靠性、安全性、效率和寿命提出了非常高的要求。

特别是在锂离子蓄电池组中为了确保安全性和功能需要将蓄电池单元在预定的温度范围内运行。在蓄电池单元的运行期间产生热，特别是焦耳热，所述焦耳热能够通过蓄电池单元的电流和内阻描述。此外基于在蓄电池单元中的可逆的过程产生热。产生的热必须被导出，以便避免蓄电池单元发热超过邻接运行温度。因此已知的是使用一种用于锂离子蓄电池组的热管理系统。在此对于热管理系统的设置通常考虑负载周期，通过负载周期能够在已知的热边界条件下预测在蓄电池内的温度上升。

为了在最优温度范围中运行蓄电池，将蓄电池单元连接到热管理系统。如果例如在寒冷的天气中在起动之后蓄电池单元仍位于在期望的温度之下，那么热管理系统加热该蓄电池单元；或者特别是在正常运行中，热管理系统冷却该蓄电池单元。在此已知的是，通过蓄电池单元下侧对蓄电池单元或单元模块进行温度调节。为此例如实现了在流体流过的板上装配模块，所述流体流过的板根据要求的冷却功率的度数施以水/乙二醇混合物或施以蒸发的制冷剂。

在现代车辆中经常存在空调设备，该空调设备同样如蓄电池的冷却系统那样以液体的制冷剂工作。然而在此一般不涉及水-乙二醇混合物而是涉及特定的制冷剂。这些制冷剂部分地具有不期望的特征并且能够在燃烧时产生不期望的氟氢化合物。

发明内容

按照本发明，提出一种用于蓄电池或蓄电池模块的调温系统，该调温系统具有热交换器，以便将蓄电池的余热在冷却时导出。该调温系统有利地与在现代汽车中总归存在的空调设备组合。在此有利地如此改进该基于制冷剂工作的空调设备，以便避免涉及密封性的问题。制冷剂回路由于在引导制冷剂的管路中的大量接通或连接元件或由于薄壁构件的可能的损坏而不是100％可密封的，因此必须定期维护空调设备。

因此，能够将这样的空调设备以易燃的冷却剂运行并且同时用于冷却包括所属的功率电子装置以及需要的连接的蓄电池，这些连接在运行中可能变热，能够采用特别的如下措施，其实现了有利的安全和可靠的蓄电池冷却。在此特别有利的是，通过该措施可靠地防止了：不依赖于采用的冷却剂，可燃的气体能够聚集在冷却系统的一个位置上。

由此本发明的一个重要优点在于，实现一种可能的途径，即借助于空调设备的扩展的制冷剂回路实现蓄电池单元的冷却，而不能够出现在现有技术中所述的问题。

有利地实现了该优点，其方法是将冷却元件安装在蓄电池壳体之外。在此蓄电池单元和/或蓄电池自身在导热材料上。在一个有利设置方案中该导热材料同时用作壳体壁。

在另一有利的设置方案中，将冷却元件安装在该壳体壁的外侧上。由此那么通过壳体壁对蓄电池单元进行温度调节。因为冷却系统在所有按照本发明的设置方案中位于在蓄电池系统之外，所以如果必要放出的冷却剂能够蒸发到周围空气中并且能够以有利的方式排出，以使得由冷却剂在蓄电池组内形成气体聚集。

在用于冷却蓄电池的空调设备的有利的利用中，以有利的方式降低用于冷却蓄电池和驾驶室的能量消耗。

附图说明

在图1中示出了一种可能的途径，即如何能够实现在原则上将单元冷却装置连接到空调设备的空调系统。在图2至4中示出了本发明的三个实施例。在此详细地示出：