[发明专利]用于控制储能器的储能元件的温度的热交换器

说明书

本发明涉及一种用于控制储能器(10)和/或功率电子元件的储能元件(12)、例如蓄电池单元温度的热交换器，其具有放置在储能器(10)上的热交换表面(16)。对本发明来说重要的事实是，热交换器表面(16)局部涂覆有包括传热材料的层(29)，热交换表面(16)具有设置有传热层(29)的接触区域(30)以及不设置有传热层(29)的绝缘区域(32)。本发明还涉及储能器以及具有储能元件(12)和至少一个这种热交换器(14)的储能器的生产，热交换器(14)搁置在储能元件(12)上以控制储能元件(12)的温度。对本发明来说重要的事实是，储能元件(12)和热交换器(14)之间的接触区域由施加至热交换器(14)的传热层(29)形成。

技术领域

本发明涉及一种热交换器，用于控制例如储能器的储能元件和/或功率电子元件的温度，具有放置在储能器上的热交换表面。本发明进一步涉及具有至少一个这种热交换器的储能器，以及生产这种热交换器。

背景技术

在现代混合以及电动汽车中，使用储能器，例如锂离子电池。为了保证储能器的优化性能以及较长使用寿命，有效的热管理是必要的，这使得能够操作特定温度窗口中的储能器的储能元件，例如蓄电池单元。在负荷下，储能元件必须主动地以及均匀地冷却，并且在冷季中它们必须相应地被加热。为此，储能元件和热交换器之间的可靠接触是必要的。此外，发生在热交换器上的温度梯度应该均衡并且不传递至电池。尤其在储能器的冷却剂电路中低体积流动的情形下，较高温度梯度发生在热交换器上。从而，储能元件以不同的强度冷却，这引起储能元件之间的温度差。这种温度差是不利的，这是由于其对电池的使用寿命和效率具有负效应。

同样地，储能器的热交换器的，非均匀张紧会引起储能器中的非均匀温度。

从DE102011084002A1公知了一种具有由若干层组成的热过渡设备的热交换器。热绝缘层在热交换器上施加可变厚度。可压缩材料构成的容差均化层施加在其上面，这使得热绝缘层的不同层厚以及电池模块的不均匀度得以均化。从而，实现取决于位置改变要冷却的热交换器和储能元件之间的传热性。该方案的劣势为两个层必须施加在热交换器上，这增加了生产成本。

发明内容

本发明基于的问题是提供可行方案以有利成本降低储能器的储能元件之间的温度差。

根据本发明该问题通过独立权利要求的主题解决。有利的进一步发展是从属权利要求的主题。

本发明是基于这样的总体构思：将传热层局部施加至热交换器的热交换表面上，使得经由传热层在热交换器和储能器的储能元件之间发生接触。通过将传热材料仅局部应用在热交换表面上，形成绝缘区域，在绝缘区域中，空气间隙存在于热交换表面和储能元件之间。通过涂覆和未涂覆区域之间的比率的变化，能够调节热交换器和储能元件之间的热阻。此处方便的是，热交换表面局部涂覆有具有传热材料的层，热交换表面具有设置有传热层的接触区域并且具有不设置有传热层的绝缘区域。通过形成接触区域和绝缘区域，热交换器和储能元件之间的热阻能够局部地调节，使得尽管在热交换器中有温度梯度，但是储能元件仅相对于彼此具有较小温度差。通过事实上空气用作用于绝缘区域的绝缘，仅需要施加影响热传递的一层，使得这种热交换器的生产简单以及价格有利。如果热交换器和储能器之间的电绝缘是必要的，那么覆盖电绝缘层能够施加在热交换表面上，然后传热层局部施加至该覆盖电绝缘层上。

如果接触区域设置成用于热交换器和储能元件之间的限定热接触，那么这是有利的。从而，当热交换器放置至储能器上时，热交换器和储能元件之间的热传递能够经由接触区域发生。以该方式，能够以目标方式调节热交换器和储能器之间的热阻。

特别有利的是接触区域构造为扁平以及圆形，尤其圆形和/或椭圆和/或有角度的，尤其四边形和/或六边形。以该方式，接触区域能够以均匀分布的方式施加在热交换表面上。此外，通过改变相应的接触区域的尺寸，能够影响绝缘区域和接触区域之间的比率。