[发明专利]具有电池电芯和用于调节电池电芯温度的装置的电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池系统，其具有多个相互连接的电池电芯和用于调节电池电芯温度的装置，所述用于调节电池电芯温度的装置包括至少一个被冷却介质流经的空心体和至少一个导热元件，所述至少一个导热元件具有至少一个第一接触区域和至少一个第二接触区域，其中，所述至少一个第一接触区域被构造为平面的并且与至少一个电池电芯的侧面热接触。

背景技术

电池、如特别是可充电的锂离子电池作为蓄能器是非常重要的，特别是用以在混合动力车辆、插电式（Plug-In）混合动力车辆或者电动车辆中提供驱动装置所必需的能量。锂离子电池由多个相互电连接的电池电芯构成，其中，多个电池电芯可机械地相互夹紧成一个电池模块。为了这种电池的安全运行以及为了这种电池特别是在性能和使用寿命方面优化的应用，必须确保电池只在一定的温度范围内使用。因此，特别是在高的功率消耗和高的功率输出下必须避免电池电芯加热超出一定的温度，特别是为了不缩短电池电芯的使用寿命和避免电池电芯所谓的热失控（也称为“热跑脱”）。

出于此原因，通常对电池或确切地说电池电芯进行调温。已知的是，在此开头所述的具有用于调节电池电芯温度的装置的电池系统。特别是冷却板用作用于调节温度的装置，其中，这种冷却板通过接触面与电池的电池电芯热接触，特别是通过将电池电芯设置在冷却板上。通过这种方式，在冷却板的接触面和电池电芯之间进行热能传递。此外为了改善电池电芯的冷却，可以在冷却板下方设置一个冷却介质流经的冷却管。由文献DE 10 2008 059 954 A1已知具有这种冷却板的电池。

在前述这种方式的电池电芯温度调节中的缺点是，电池电芯只通过相对较小的面、即电池电芯的底面与冷却板热接触。但为了很小的热阻进而良好的热能传递，特别是在接触面很小的情况下需要电池电芯与接触面的良好接触。但这经常变得非常成问题，特别是因为电池电芯通常以机械方式相互夹紧成一个电池模块，并且各个电池电芯因而经常不是最优地平放在冷却板的接触面上。这因此导致热阻的剧烈升高。此外由于电池电芯因老化产生的变形以及由于特别是在将这种电池模块应用于车辆中时的振动和冲击，在此问题加剧。这些不希望的影响甚至会导致各个电池电芯没有与用于调节电池电芯温度的装置处于热接触中。因此可能不再能实现对相关电池电芯的充分的温度调节，由此电池电芯以及由于电池电芯甚至整个电池都可能受到不可修复的损坏。在此，确保电池电芯和冷却板之间长期持续热接触的、电池电芯在冷却板上的安装需耗费很多才能实现。

因此值得追求的是，改进电池电芯与用于调节电池电芯温度的装置的热接触。在文献DE 10 2008 059 954 A1中已经公开了一种增大电池电芯和冷却板之间的接触面的方式。除了电池电芯的底面与冷却板的接触之外，在电池电芯之间还设置导热板，其中，导热板与冷却板热连接，以将热量从电池电芯传导到冷却板。

发明内容

在此背景下，本发明的目的是改进开头所述的电池系统，特别是改善在电池电芯和用于调节电池电芯温度的装置之间的热能传递的方面。

为了实现上述目的，提出一种电池系统，所述电池系统具有多个相互连接的电池电芯和用于调节电池电芯温度的装置，所述用于调节电池电芯温度的装置包括被冷却介质流经的至少一个空心体及具有至少一个第一接触区域和至少一个第二接触区域的至少一个导热元件，其中，所述至少一个第一接触区域是平面的并且与至少一个电池电芯的侧面热接触，以及其中，所述至少一个第二接触区域设置在所述至少一个空心体上，使所述至少一个第二接触区域与所述至少一个空心体热接触。有利地，所述至少一个导热元件通过所述至少一个第二接触区域直接与被冷却介质流经的空心体连接，从而可实现在所述电池电芯和被冷却介质流经的所述至少一个空心体之间的改善的热能传递。

被冷却介质流经的所述至少一个空心体优选地是冷却介质导管，其特别优选地被构造为圆管。被冷却介质流经的空心体的一种有利设计方案变型的特征在于，用于与所述至少一个导热元件的第二接触区域接触的接触面很大，从而实现了在所述至少一个空心体和至少一个导热元件之间的改善的热能传递。特别地，作为有利的实施方案变型规定，所述至少一个空心体按照板件的方式构造。这种设计方案变型是具有基本上为矩形的横截面的冷却介质导管的一种特殊设计方案，其中，两个相互对置的壁的宽度是两个相互对置的壁的高度的几倍。根据本发明一种有利的设计方案规定，所述至少一个空心体由金属制成，优选由铜和/或铝制成。