[发明专利]热界面材料，电池装置和机动车

说明书

本发明涉及一种用于机动车(10)的电池装置(12)的热界面材料(14)，用于引入到电池装置(12)的电池单体(22)与电池装置(12)的电池壳体(18)的壳体部件(18a)之间。在此，热界面材料(14)被这样设计，使得其在硬化状态中和在被加热到超过特定的温度(TG)时变为陶瓷。

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的电池装置的热界面材料，用于引入到电池装置的电池单体与电池装置的电池壳体的壳体部件之间。此外，本发明还涉及一种电池装置以及一种机动车。

背景技术

为了能够排出在电动车辆中快速充电期间以及在高压电池中调用电力时产生的热量，通常在电池模块与冷却底座之间使用热界面材料，该热界面材料能够以导热膏的形式、所谓的间隙填充物提供。这种热界面材料的使用需要额外的安装空间并导致额外的重量和成本。

例如，US 2011/0192564 A1描述了用于机动车电池的导热泡沫材料形式的热界面材料。这种泡沫材料可以作为聚合物制成的泡沫层提供，该聚合物包括导热填料。

除了与冷却系统的良好热连接之外，还必须为高压电池系统满足许多其他要求。特别是例如在发生火灾时的安全要求变得愈加严格。这导致进一步的复杂、昂贵且占用空间的措施，并导致额外的成本和重量。

在这种情况下，EP 3 709 381 A1描述了一种用于保护例如电池系统的温度敏感的和环境敏感的组件的系统，其中，该系统具有由多个层构成的内部结构，该内部结构形成用于容纳待保护的组件的内部空间。内部结构具有分为两组的至少四层，其中，第一组包括第一层和第二层，第一层是绝热层，第二层是防火层，其中，第二组包括第三层和第四层，第三层是可加热层，第四层是适于散热的层。

为了完成各个任务，在电池中需要多个层和组件，它们需要极大的结构空间和重量。然而，恰好在机动车中，现有的结构空间极为受限，并且大的重量特别在电动车辆中导致续驶里程下降并进而产生大的缺陷。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种热界面材料、一种电池装置和一种机动车，它们实现了尽可能高效且紧凑地设计高压电池，特别是鉴于与冷却设备的有效连接以及在满足安全要求方面。

所述目的通过具有根据相应独立权利要求所述特征的热界面材料、电池装置和机动车来实现。本发明的有利的设计方案是从属权利要求、说明书和附图的主题。

根据本发明的用于机动车的电池装置的热界面材料用于引入到电池装置的电池单体与电池装置的电池壳体的壳体部件之间，热界面材料被设计成，使得该热界面材料在硬化状态中和在被加热到超过特定的温度时变为陶瓷。

一方面，本发明是基于这样的认识：陶瓷具有极好的防火性能，这就是这种在过热时转化为陶瓷的热界面材料极好地适用于同时承担电池中防火功能的原因。因此，这种热界面材料可以同时被使用，例如以便在发生火灾情况下为机动车的乘客车厢提供屏障，从而防止或至少在时间上延迟火灾蔓延到机动车的乘客车厢中。此外，本发明是基于这样的认识：相反，在过热时可以合成为陶瓷的材料在非过热状态中在正常工作温度条件下也极为适合作为热导体，用于电池单体热连接到壳体部件。因此，可以有利地一方面使用这种热界面材料作为间隙填充物或导热物料以填充电池单体与电池壳体的壳体部件之间的间隙，从而改善热耦合，其中，这种界面材料在发生火灾时自动地由于由此产生的过热而变为陶瓷并由此发挥其阻燃性能。因此，可以省去附加的防火措施，如将额外的阻燃材料引入到高电压电池中，因为该热界面材料能够承担这种双重功能，即在正常工作中的热连接，以及在电池发生火灾时防火。总之，由此可以通过这种热界面材料既鉴于与冷却设备的连接也鉴于待满足的安全要求将高压电池设计为特别高效、节省重量和成本。