[发明专利]用于蓄能器的热连接的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于蓄能器和/或冷却板的热连接的设备，一种用于多块冷却翅片与一个冷却板的热连接的设备，一种蓄能器设备以及一种用于流体的热连接的设备。

背景技术

高效的蓄能器，诸如锂离子或NiMH蓄电池或超级电容(Super-Caps)，被应用于现代的混合电动汽车(HEV)或电动汽车(EV)中。在快速充电和放电的过程中，由于电阻，使电池内部和外部产生发热。超过50℃的温度会导致蓄能器的永久性损坏。为了确保蓄能器的功能，必须使电池有效地冷却。对此，蓄能器经由冷却翅片与冷却板形成热接触。

根据现有技术，将冷却翅片平面式地从一面或两面安装在电池外表面上。然后，使冷却翅片与冷却板相接触。在此，与冷却板的接触面积通常等于由冷却翅片的厚度和长度形成的面积。在所有的构造中，这样的过渡面都是热量的瓶颈。

通过冷却翅片与冷却板的单面连接，首先在电池的高度上形成温度差。该温度差由电池废热和冷却翅片厚度、或者由冷却翅片和冷却板之间的过渡表面的大小来确定。厚的冷却翅片可以使温度差减小。

首先，在电池高度较大、具有较多废热的情况下，必须使冷却翅片非常厚，从而能够保持住电池中允许的温度差。厚的冷却翅片会造成冷却设备的重量和体积的能量密度变低。为了避免在电池高度上的温度差，可以在电池之间安装有导引流体的冷却翅片。由此可以几乎避免电池中出现温度差。

对于有流体流经的冷却翅片，在重量和体积的能量密度方面也具有缺点，这是因为，生产可能性和整个构造中所允许的压力损耗使得冷却翅片的厚度和冷却剂通道不能实现任意的小尺寸。此外，还存在连接处的泄露以及冷却液的均匀分布的问题。因为每块翅片都必须被供应冷却液，所以具有至少一个连接处的每块翅片都必须进行密封。

图11a示出了现有技术的蓄能器设备，其中，在电池和冷却翅片之间具有均匀的热传递。该蓄能器设备具有电池102、具有均匀接触电阻的电绝缘的导热薄膜104a、可以形成为导热的冷却翅片的冷却结构104b以及具有冷却功能的基板，例如通过在基板内部设置通道实现冷却功能。电池高度用附图标记108来表示。另外还示出了冷却翅片的基点110，该基点实现了通过粘合力的导热连接或其它形式的导热连接。

图12a示出了现有技术的蓄能器设备，其中，在冷却翅片和冷却板之间具有均匀的热传递。该蓄能器设备具有第一电池501、第二电池502和第三电池503，以及具有冷却功能的冷却板106，例如通过在冷却板内部设置通道实现冷却功能。例如，在冷却板106和各个电池的冷却结构之间设有具有均匀接触电阻的电绝缘的导热薄膜504a。另外例如还示出了基点110a、“效率最高点(Bestpunkt)”510a以及“效率最低点(Schlechtpunkt)”510b。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于蓄能器和/或冷却板的热连接的改良设备，一种用于多块冷却翅片与一个冷却板的热连接的改良设备，一种改良的蓄能器设备以及一种用于流体的热连接的改良设备。

上述目的通过具有下述特征的用于蓄能器和/或冷却板的热连接的设备、用于多块冷却翅片或多个蓄能器与一个冷却板的热连接的设备、蓄能器设备以及用于流体的热连接的设备来实现。

本发明的核心在于，对具有可变热传递的电池冷却元件的使用。

根据本发明，提供一种由冷却元件组成的装置，该冷却元件例如为冷却翅片以及一个或多个导热薄膜，该装置具有在冷却翅片高度上的可改变的热传递。由此，可以使电池表面上的最大温度差保持尽可能小。

此外，根据相同原理，在冷却板和组装在其上的冷却元件之间提供可改变的热传递，该冷却元件例如为冷却翅片，从而使多个电池之间的温度差保持尽可能小。

以上述方式实现了组成电池组的电池的均匀冷却或受热，并由此使电池内的温度差保持尽可能小。

所有电池均匀冷却，也就是所有电池处于相同的温度水平，这对于电池组的优化运行非常重要。电池的温度水平还影响使用寿命和性能。同样重要的是，电池内的温度差在此通过冷却能够保持尽可能小。这方面可以通过本发明的技术方案来确保实现。

本发明的优势在于，既不使用较厚的冷却翅片，也不在电池之间使用流体，就可以在电池表面上实现适宜的温度以及实现最大温度差的最小化。