专利名称：用于汽车的电池装置的冷却装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于汽车、尤其是小汽车或营运汽车的电池装置 (Speicherzellenanordnung)的冷却装置，该冷却装置具有一个或多个线路(Leitung)，其 中在该一个或多个线路中能够输送在该一个或多个线路中用于导出热量的介质，以便从该 电池装置导出(abfuehren)热量。
背景技术：
电池装置通常包括一个或多个电池模块(Speicherzellenmodule)。每个电池模 块具有多个电池单元和/或双层电容器(Doppelschichtkondensator)，这多个电池单元和 /或双层电容器重叠地设置在一行或多行中。电池模块的电池单元和/或双层电容器相互 串联地和/或并联地电连接，以便例如能够为电动机提供足够的能量。电化学电池和/或 双层电容器在运行时可能达到很高的温度，从而需要对它们进行冷却。电化学电池和/或 双层电容器的冷却是从外部进行的。如果不能以足够的可靠性保证足够的冷却，则可能出 现很大的故障，这些故障在经济上不会与在汽车中使用的情况下对寿命的要求一致。
发明内容
因此，本发明的任务在于为汽车提供一种用于电池装置的冷却装置，该冷却装置 保证能够简单和可靠地冷却该电池装置。该任务通过具有权利要求1的特征的冷却装置解决。优选的实施方式由从属权利 要求给出。本发明提供了一种用于汽车、尤其是小汽车或营运汽车的电池装置的冷却装置。 该冷却装置包括一个或多个线路。在该一个或多个线路中能够传输用于输送热量的介质， 以便从电池装置导出热量。第一和第二线路段(Leitimgsabschnitt)相互紧挨着，并且基 本上相互平行且相互热耦合。第二线路段在该冷却装置运行时在相反方向上被用于导出热 量的介质通过，使得用于导出热量的介质的不同温度-例如在板或在电池装置上-的热效 应在第一和第二线路段区域中得到平衡。通过第一和第二线路段在空间上相邻及其热耦合，在冷却装置内部以及由冷却装 置和电池装置构成的组合内部达到非常平衡的温度分布。由此，可以避免电池装置的各个 电池单元的局部过热，从而提高该电池装置的寿命。根据一种合适的实施方式，第一线路段是第一线路的一段，而第二线路段是第二 线路的一段。替换的，第一线路段是一线路的前进段(Vorlaufabschnitt)，第二线路段是同 一线路的回流段，其中前进段从线路入口延伸到转折点，并且回流段从转折点延伸到线路 出口。由此，可以在整个线路长度上平衡用于传导热量的介质的不同温度-例如在板上或 在电池装置上_的热效应。由此，在第一和第二线路段区域内的温度平衡可以通过冷却装 置的相应线路的不同实施方式和连接来实现。该平衡因此是通过流过唯一一个线路的冷却 流体还是流过两个相互分离的线路的冷却流体来实现对本发明的原理并不重要。
另一个合适的实施方式在于，第一线路段和第二线路段在至少一个壁、尤其是侧 壁的区域内热接触。在侧壁区域内的热接触具有以下优点，即电池装置可以通过简单的 方式引入到冷却装置中，或者可以从该冷却装置中移出。由此产生冷却装置的模块化结 构。这例如在电池装置由于故障而需要更换的情况下是有利的。而冷却装置也可以固定 在汽车中。冷却装置和电池装置的机械连接可以通过力锁合(Kraftschluss)或形状吻合 (Formschluss)来实现，但是也可以通过粘连等等来产生。机械连接越好，热耦合就越好。 另一个合适的实施方式在于，各个线路的线路入口在流动技术方面 (stroemungstechnisch)与分配管(Vertailerrohr)连接，各个线路的线路出口在流体技 术方面与集流管(Sammelrohr)连接，其中分配管和集流管相邻并且平行设置。设置分配管 以及集流管使得可以将大量线路与相应的管连接，由此提供大的冷却功率。尤其是，各个线路的第一线路段和第二线路段在转折点处汇合到一个换向段 (Umlenkabschnitt)，该换向段可选地构成在换向管(Umlenkrohr)中，该换向管可以与分 配管和集流管平行地设置。换向段例如可以由弧形的线路段构成，该线路段在转折点区域 内将一个线路的前进段和回流段相互连接。在此不是必需的、但也可以的是形成换向段的 部分是不同于前进段和回流段的部分。前进段、换向段和回流段可以通过线路的弯曲来提 供。合适的是，一个线路的换向段构成在换向管中。为此，在换向管中只需要设置流动技术 上相互分离的腔室(Kammer)，其中每个腔室将相应线路的第一线路段和第二线路段相互连 接。合适的是，多个线路连接到分配管和集流管，并且可选地连接到换向管。另一种合适的实施方式是，当电池装置被安装在汽车中时，分配管、集流管和可选 的还有换向管都设置在重力方向上，并且传输用于导出热量的介质的线路垂直于重力方向 地设置。由此，从分配管出发或汇入集流管中和必要时汇入换向管中的线路段至少在部分 段上垂直于重力方向延伸。在合适的线路引导的情况下，由此可能的是电池装置可以在重 力方向上被引入到冷却装置中或从该冷却装置中取出。此外，还产生流动技术的优点，因为 只有很小体积部分的用于传输热量的介质需要在重力方向的反方向上被输送。合适的是，线路被设置和构成为使得电池装置的多个电池模块，尤其是两个或4 个电池模块能并排地在冷却装置中排列为一行或多行，其中每个电池模块的至少一个壁热 连接到线路。在此，可以通过本发明的冷却装置保证通过冷却装置冷却全部电池模块。除 了从至少两侧以热技术连接电池模块之外，还可以在两个电池模块之间提供双倍的冷却功 率。这是有利的，因为在该区域中必须导出两个电池模块的热量。由此可以实现在整个装 置上的期望的均勻温度分布。另一种实施方式在于，当一个或多个电池模块被设置在冷却装置中时，从分配管 出发的线路分别被分配给电池装置的该一个或多个电池模块，并且与该一个或多个电池模 块的至少一个壁热接触。同样可以进行的是，当一个或多个电池模块被设置在该冷却装置 中时，不同的、从同一个分配管出发的线路被分配给电池装置的不同电池模块，并且与相应 电池模块的至少一个壁热接触。换句话说，这意味着，一个分配管就足以能够通过相应的线 路引导而冷却多个电池模块，其中用于传输热量的介质被输入到该分配管以进一步分配。 由此实现冷却装置以及由电池装置和冷却装置构成的整个装置的简单、紧凑的结构。根据另一实施方式，用于导出热量的介质从分配管的入口直到集流管的出口经历过的路段与多个线路中哪一个线路被流过无关。该实施方式具有以下优点，即可以在连接 到分配管和集流管的所有线路中产生相同的流动阻力和压力损耗。这可以例如通过以下方 式实现两个换向管相邻地设置并且设置在分配管和集流管之间，这两个换向管按流动技 术相互连接。这两个换向管的按流动技术的连接在换向管的一侧进行。分配管的入口和集 流管的出口彼此相对地位于该管的相对的另一侧。本发明的冷却装置的特征还在于，各个线路在一个或多个平面中引导，该一个或 多个平面垂直于或平行于重力方向并且可选地围绕电池模块的所有壁。该实施方式变形有 利于这样一种冷却装置，即能将电池装置引入其中或从中取出的。这是通过线路引导来实 现的，该线路引导在电池装置的侧壁区域内对电池装置进行冷却，但是电池装置的两个遮 盖面是没有线路的。 线路引导在考虑到上述变形方式的情况下在原理上可以是任意的。合适的是，各 个线路至少分段地螺旋形或曲折形构成。这些线路同样可以通过在例如实心板中的孔来构 成。此外合适的是，所述一个或多个线路被构造为管道。该一个或多个线路替换地还可以 被构造为扁平管(Flachrohr)，该扁平管也被称为“多端口管(Multiport-Tube) ”。扁平管 具有大致为矩形的横截面，其中多个相互平行引导的单线路集成在一个确定该横截面形状 的外管(或外包封层)中。为了能够通过冷却装置进一步改善热平衡，合适的是，所述一个或多个线路设置 在一个或多个导热板上或导热板中，这些导热板与电池装置热连接。这些导热板例如可以 在施加压力的情况下与电池装置的对应于该导热板构造的导热面热耦合。所述线路可以粘 接、焊剂连接(aufioeten)或焊接到导热板上。线路与一个或多个导热板的连接使得除了 与电池模块之间的良好热接触之外还在板平面中实现良好的导热性和均勻性。根据另一个实施方式，用于导出热量的介质是冷却剂，尤其是R134a、R744，或者冷 却流体，尤其是水或空气，其_例如在板上或在电池装置上_对不同温度的热作用在相应线 路的第一线路段和第二线路段的区域内得到平衡。
下面借助附图中的实施例详细解释本发明。图Ia至Ic示出在本发明的冷却装置中线路的可能的基本形式，图2示出本发明的方法依据在线路中经过的路段对冷却剂的温度的作用，图3a和3b示出按照本发明的冷却装置的第一实施例，其中一个在该冷却装置中 设置有电池装置而一个在该冷却装置中没有设置有电池装置，图4示出根据本发明的冷却装置的第二实施例，其中线路构成为扁平管，图5示出根据本发明的冷却装置的第三实施例，其中线路构成为扁平管，图6a和6b分别示出在导热板上构成为圆管和扁平管的线路的示意图，图7a示出本发明另一种冷却装置的示意图，其中能由该冷却装置冷却4个电池模 块，图7b示出本发明另一种冷却装置的示意图，其中仅在两个电池模块之间进行温 度平衡，图8示出能冷却电池模块的本发明冷却装置的示意图，
图9示出图8所示冷却装置的线路引导的原理图示，图10示出本发明冷却装置的可能线路引导的透视示意图，以及图11示出能冷却两个电池模块的本发明另一冷却装置是示意图。
具体实施方式
本发明的冷却装置所基于的原理在于，一个或多个线路的第一和第二线路段相互 紧挨地并且基本上平行于彼此地相互热耦合。第一和第二线路段在冷却装置运行时在相反 方向上被用于导出热量的介质、尤其是冷却剂如R134a、R744或冷却流体、尤其是水或空气 流过，使得对不同温度的热作用，例如在板上或在电池装置上的热作用在第一和第二线路 段的区域中得到平衡。在图Ia至Ic中示意性示出了线路形式的不同基本形式，所述原理可以用这些基 本形式发挥作用。在此，分别只示出唯一的一个线路50，该线路具有线路入口 53和线路出 口 54。线路入口 53和线路出口 54并排设置。在线路入口 53和转折点55之间构成第一线 路段51，其构成前进段。在转折点55和线路出口 54之间构成第二线路段52，该第二线路 段是回流段。第一和第二线路段51、52相互紧挨着，并基本上相互平行，从而在前进段和回 流段的整个长度上产生热耦合。在图Ia中线路是直线构造的.图Ib示出线路50的曲折形结构。图Ic示出线路 50的螺旋形结构。除此之外还可以实现其它形状。图1所示的实施方式变形的共同特征 是，第一和第二线路段51、52分别具有相同的长度。由于线路50的前进段和回流段并排设 置，所以可以平衡冷却剂的不同汽化状态，从而整个线路长度上的温度差是最小的。这将借 助图2来显示，在图2中示出路段s (以线路长度示出)上的温度分布T。在图2中，虚线的并标有Kl的线段示出冷却剂的温度变化曲线，其中向前和向 后引导的线路段，即前进段和回流段紧密并排设置并且相互热耦合。在此，假定冷却剂在 S0(=所经过路段的0% )处进入该线路，并且冷却剂在s2(=经过的路段的100% )处离 开。Stl和S2之间的路段因此就是线路的长度。冷却剂在Stl处的温度等于T3,而该温度直到 在S2处出口时降低到T2，其中冷却剂的汽化状态改变。因此，通过线路在S1-即在图1中用 55表示的转折点以及该路段的50% -处反向引导，冷却流体因此不再经过S1和S2之间的 路段，而是在达到S1处的转折点之后从S1向Stl返回传输。由此产生用K2表示的、冷却剂 的温度T的实心特征线。如图2毫无问题可看出的，特征线K2的两个分支关于直线A镜像对称。通过第一 和第二线路段的热耦合，在第一和第二线路段的区域中产生平均温度1\。这导致第一和第 二线路段区域中的温度差ΔΤ在理想情况下是0，在实际中也比较小。尤其地，该温度差明 显小于T3-T1的差。由此导致在线路50的整个长度上产生非常平衡的温度分布。图3a和3b示出本发明冷却装置1的第一实施例。在该冷却装置1中，线路由圆 管形成。利用冷却装置1可以同时冷却多个电池模块。为此目的，冷却装置1具有用于分 别容纳一个或多个电池模块的模块容纳位置21、22、23、24。模块容纳位置21、22、23、24由 圆管的相应线路引导来提供。在图3a中，在冷却装置1中示例性示出两个电池模块11、12， 其中电池模块11设置在模块容纳位置21中，电池模块12设置在模块容纳位置22中。模 块容纳位置23和24只是因为画图的原因没有设置有电池模块。在图3b中示出的冷却装置1完全没有电池模块。下面描述的电池模块的实施方式只用于说明。原则上，电池模块的结构和形成对 本发明来说不是主要感兴趣的，因此其它构成方式的电池模块也能通过本发明的冷却装置 1冷却。已经设置在或将要设置在冷却装置1中的电池模块优选具有相同的结构。每个电 池模块11、12包括多个电池单元和/或双层电容器。在图3a所示的电池模块中分别并排 地设置两个电池单元，并且六个电池单元重叠地排成一行。各个电池模块也可以设置多于 两个并排的电池单元和/或设置更多或更少数量的重叠设置的电池单元。每个电池单元以 公知方式具有至少一个设置在该电池单元中的由金属制成的电极，其中该电极可以全平面 地具有金属层。在此，电池单元内部的连接元件与相应电池单元外部的、设置在正面的连接 接头或与该电池单元外部的、设置在背面的连接接头导电连接。连接接头可以是插座形式 的接触面，如在通过接触弹簧被接触的电池接线端(Batteri印ol)中那样。通过连接接头， 电池装置的各个电池单元串联和/或并联，从而在相应电池模块的连接管脚能抽接该模块 的总电压。在电池的外壳面的区域中，电池单元分别具有良好导热的轮廓(Profile)。通过 该导热轮廓，产生相应电池模块的或多或少平坦的面，从而可以与冷却装置1产生良好的 热连接。
冷却装置1由4个圆管50-1、50-2、50-3、50_4构成。在图3a、3b中未示出的各个 线路入口和线路出口汇合到相对于4个模块容纳位置21、22、23、24中央设置的分配元件56 中。在该分配元件56中，圆管50-1、50-2、50-3、50-4的各线路入口按流动技术与分配元件 56中用于冷却剂的同一个入口连接。按照相应的方式，圆管50-1、50-2、50-3的各线路出口 与分配元件56中的同一个出口连接。通过分配元件56，冷却装置1连接到冷却剂循环(未 示出)。各圆管50-1、50-2、50-3、50_4具有阴影示出的前进段和明亮地示出的回流段， 其中各圆管50-1、50-2、50-3、50-4的前进段和回流段按照流动技术与相应转折点55_1、 55-2、55-3、55-4相互连接。在此，各前进段和回流段在其整个长度上相互并联地引导，并 且相互热耦合。由此提供按照所谓的平衡原理的线路引导，因为在各圆管的任意点上都平 衡了冷却剂的不同物理状态，这通过在相反方向上流动的冷却剂来实现。其理由是结合图 2描述的冷却剂依据所经过的路段的温度分布。圆管50-1、50-2、50-3、50-4构成为使得每个被引入模块容纳位置21、22、23、24的 电池模块从两个相对的侧面被冷却。为此，圆管50-2和50-4关于对称轴A对称设置，并且 示例性地构成为螺旋形。圆管50-1和50-3同样也关于对称轴A对称设置，并且构成为螺 旋形，其中它们分别覆盖两个模块容纳位置22、24或21、23的侧壁。由此，如图3a、3b毫无 问题可看出的那样，圆管50-1、50-3用于冷却模块容纳位置23、24中未示出的电池模块的 和模块容纳位置21、22中两个相邻电池模块的相互背离的壁。圆管50-2和50-4用于同时 冷却相邻电池模块11、12或13、14的相向的壁。冷却装置的管子可以最佳地通过焊剂连接(Loeten)、粘接、焊接等而配备有导热 板。为了均勻冷却模块容纳位置21、22、23、24中电池模块的所有壁，圆管50-1和50-3 具有与圆管50-2和50-4相比双倍的线路长度，由此在两个相邻电池模块之间的区域中产生双倍的冷却功率。为了在待冷却电池模块的侧壁上实现均衡的温度分布，合适的是，冷却装置1的 线路被设置在一个或多个导热板上或中，该导热板与电池单元的导热轮廓良好地热接触。 为了达到后面这一点，导热板可以夹紧地、粘接地或形状锁定(formschluessig)地与电池 单元的导热轮廓固定。这在图3a、3b中未示出。通过配备导热板，保证了不仅在圆管50-1、 50-2,50-3,50-4的区域中进行均勻的冷却，而且在电池模块的壁的整个面上进行均勻冷 却。图4示出根据本发明的冷却装置1的第二实施例，其中用于传输冷却剂的线路被
构造为扁平管60-1.....60-8。如在前面实施例中那样，冷却装置1被构造为容纳多个电
池模块。这些电池模块可以以能拆卸能连接的方式被设置在为此设置的模块容纳位置21、 22、23、24 中。冷却装置1具有两个分配管30-1、30-2。分配管30_1设置在模块容纳位置21和 23之间。分配管30-2设置在模块容纳位置22和24之间。与分配管30_1和30_2相邻地 分别设置集流管35-1和35-2。在相邻的分配管30-1或30_2以及集流管35_1或35_2之 间不存在直接的按照流动技术的连接。分配管30-1、30-2和集流管35-1和35_2设置在冷 却装置1的相对的外侧上。这意味着，分配管30-1、30-2和相邻的集流管35-1和35_2直 接与相应的(想象的)模块容纳位置21、22、23、24的侧棱边相邻设置。在各模块容纳位置21、22、23、24的对角相对的(想象的)侧棱边上分别设置两个 相邻的换向管40-1和40-2或40-3和40_4。因此，换向管40_1和40_2大致设置在模块容 纳位置23和24之间，换向管40-3和40-4大致设置在模块容纳位置21、22之间。换向管 40-1和40-2通过换向段41-1按照流动技术连接。按照相应的方式，换向管40-3和40_4 通过换向段41-2连接。换向段41-1和41-2是弧形管，它们利用相应的开口连接到换向管 的端面。分配管30-1、30-2、集流管35-1、35-2以及换向管40_1至40_4彼此平行地在电池 模块置入模块容纳位置21、22、23、24中或者从中移出的方向上延伸。分配管30_1、30_2可 以与同一个冷却剂入口连接。按照相应的方式，集流管35-1、35-2可以与同一个冷却剂出 口连接。利用所述分配管、集流管和换向管，将多个线路按照流动技术连接起来。这些线路 示例性地被设置在4个线路平面E1、E2、E3和E4中。在下面的描述中仅参照线路平面El， 其中所作描述按照相应的方式适用于其它线路平面E2、E3和E4。不言而喻，也可以在冷却 装置中设置其它数量的线路平面。如从下面的描述可以看出的那样，在该实施例中，向每个分配管30-1、30_2和集 流管35-1和35-2分配两个模块容纳位置。从每个分配管30-1或30_2针对每个模块容纳 位置分出两个扁平管，这些扁平管沿着不同的侧棱边围绕相应的模块容纳位置并且在对角 地相对的侧面上与换向管按照流动技术连接。从相邻的换向管按照相应的方式针对每个模 块容纳位置延伸两个换向管，这两个换向管沿着不同的侧棱边包围所分配的模块容纳位置 并且与集流管按照流动技术连接，该集流管与用于该模块的两个所述扁平管所出发的分配 管相邻。从该分配管出发并且汇合到一个换向管中的扁平管在此形成第一线路段。从另一 个换向管出发并且汇合到所述集流管的扁平管成为第二线路段，该第二线路段平行于第一线路段并且与该第一线路段热耦合。由于这两个换向管的按照流动技术的连接，第一和第 二线路段在相反方向上被冷却剂或冷却流体流过，从而不同温度的热效应再次在第一和第 二线路段的区域内得到平衡。借助图4的实施例可以看出两个扁平管60-1和60-2从分配管30_1出发，这些 扁平管沿着不同的侧棱边包围模块容纳位置23。扁平管60-1、60-2汇合到换向管40-2中。 通过换向段41-1，冷却剂可以到达换向管40-1。线路段62-1和62-2从换向管40-1出发， 并且沿着不同的侧棱边再次包围模块容纳位置23。最后，扁平管62-1和62-2汇合到集流 管35-1中。按照相应的方式，实现了用于模块容纳位置21的冷却剂循环，该冷却剂循环同样 从分配管30-1出发并通过换向管40-3和40-4汇合到集流管35_1中。 通过分配管30-2和集流管35-2向模块容纳位置22和24 “提供”冷却剂或冷却 流体。扁平管60-5和60-6从分配管30-2出发，其沿着不同的侧棱边包围模块容纳位置 24，并且汇合到换向管40-2中。因为该换向管40-2如上所述通过流动技术与换向管40-1 连接，因此冷却剂可以从换向管40-1通过扁平管62-5和62-6到达与该扁平管连接的集流 管35-2。同样，通过分配管30-2和集流管35-2向模块容纳位置22提供冷却剂。从分配管 30-2出发，扁平管60-7和60-8沿着不同的侧棱边围绕模块容纳位置22并且汇合到换向管 40-4，该换向管40-4通过换向段41-2与换向管40_3连接。从该换向管40_3出发，扁平管 62-7和62-8沿着不同的侧棱边围绕模块容纳位置22并且汇合到集流管35_2。由于扁平管(所谓的多端口管)的构造，可以产生与电池模块的电池单元的直接 热接触。在此合适的是，热接触还通过涂覆在电池单元上面的热轮廓(Waerm印rofile)(参 见图3a)来进行。必要或合适地还可以将扁平管集成在导热板上或导热板中，该导热板接 触各电池模块的电池单元。由于第一导线段(扁平管60-i，其中i = 1...8)和第二导线段(扁平管62-i，其 中i = 1. . . 8)的并排设置，不仅在线路面内，而且在线路面之间产生非常平衡的温度分布。 另一个优点在于，可以从所有4个侧壁来冷却电池模块。平衡的温度分布还通过以下方式 达到，即与在哪一个线路面中扁平管被冷却剂流过无关地，冷却剂在每个线路回路中都经 过相同的路段。下面将借助图8和图9描述。图5示出本发明冷却装置的另一个实施例，其中线路同样被构造为扁平管。与 根据图4的实施例不同，为每个模块容纳位置21、22、23、24分配自己的一对分配管30_1、 30-2,30-3,30-4 和集流管 35_1、35-2、35-3、35_4。在此，分配管 30-1、30-2、30-3、30_4 在 其下端按照流动技术相互连接。相应地也适用于集流管35-1、35-2、35-3、35-4。这示意性 地通过附图标记31或32表示。在后续的图中，以示意方式详细描述本发明冷却装置的设计变形方案或结构特 征。在图6a和6b中看出，线路50可以被敷设在导热板58上以实现良好的温度分布。 连接例如可以通过焊剂连接进行。图6a在此示出一种线路50被构造为圆管的实施变形方 案。图6b示出一种线路50被构造为扁平管，即所谓的多端口管的实施变形方案。它们与 圆管相比具有扁平的横截面，其中多个相互平行引导的单线路集成在一个外管中。图7a示出本发明另一种冷却装置1的可能线路引导的示意图。冷却装置在此被构造为用于容纳例如4个电池模块11、12、13、14，它们设置在已经提到过的模块容纳位置21、 22、23、24中。在此，示例性具有中央设置的分配管30，从该分配管出发，线路51-1、51-2、 51-3、51-4(第一线路段)分别围绕一个模块容纳位置21、22、23、24地引导。线路51_1和 51-2汇合到集流管35-1中。线路51-3和51_4汇合到集流管35_2中。从该分配管30出发， 但是在相反方向上围绕相应模块容纳位置21、22、23、24的线路52-1、52_2、52-3、52_4(第 二线路段)汇合到集流管35-1或35-2中。该实施例由此是根据图4的实施例的简化方案， 其中为所有电池模块11、12、13、14只设置一个分配管，此外还不需要换向管。 图7b示出本发明冷却装置1的可能线路引导的另一个示意图。冷却装置被构造 为用于容纳例如8个电池模块11-18，它们设置在两个模块容纳位置21、22中。每4个电池 模块11-14和15-18在此分别以一行设置在模块容纳位置21和22之一中。每个模块容纳 位置21、22被线路50-5或50-6围绕，该线路与相应模块容纳位置21、22的电池模块11-14 或15-18热接触。线路50-5和50-6分别连接到分配管30_1或30_2，并且汇合到相应的集 流管35-1或35-2中。分配管30-1和30_2以及分配管35_1和35_2可以分别按照流动技 术相互连接，这通过箭头来表示。分配管30-1和30-2以及集流管35-1和35_2的布置使 得线路50-5和50-6在这两个模块行之间的区域中在相反的方向上被用于导出热量的介质 流过。由此，温度平衡仅在这两个电池模块行之间的区域中发生，在该区域中存在线路的热 临界点从分配管出发的线路段以及汇合到集流管中的线路段。此外，还可以简单的方式由 两个相同的部件制造所示出的冷却装置。图8和图9表明，以何种方式可以与冷却剂在哪个线路面中移动无关地使冷却剂 经过的路段均勻化(vergleichmaessigen)。图8在此以示意的方式示出这样的线路布置的 俯视图。从分配管30出发，冷却剂在线路50中一直移动到换向管40-1。换向管40-1通过 换向段41与相邻的换向管40-2连接。从该换向管40-2，冷却剂通过线路50流动到集流管 35。图9示出该布置的侧视图。在此可以看出，从分配管30分出4个平行的管子50，并且 它们汇合到换向管40-1。每个线路50在此设置在不同的线路面E1、E2、E3、E4中。冷却剂 从下流入分配管30中，而该冷却剂从换向管40-1的上端通过换向段41流入换向管40-2 中。换向管40-2在相应的线路面E1、E2、E3、E4中通过线路50与集流管35连接。冷却剂 从该集流管向下流出。由于冷却剂在管的底面上进入冷却装置并在另一个管的上端流出该冷却装置，所 以与冷却剂在哪一个线路面中流动无关地产生相同的路段。通过借助换向段连接两个这样 的布置，可以完全围绕电池模块，如图8中原理性示出的，或者将分配管30与换向管40-1 连接的线路形成第一线路段，将换向管40-2与集流管连接的线路50形成第二线路段，从而 相反移动的冷却剂引导在任意线路段中都能实现。图10以示意图示出本发明冷却装置的线路引导的另一种可能。在此，分配管30 以及集流管35相邻地设置。例如，设置两个线路面E1、E2。第一线路段51-1、51-2从分配 管30出发并且汇合到换向管40中。换向管40对于每个线路面El、E2都具有一个换向段 41-1、41-2。这些换向段是通过以下方式提供的，即在相应线路面El、E2之间的换向管40 具有一个或多个边界壁42。第二线路段52-1、52-2从汇合第一线路段51-1、51-2的换向段 41-1、41-2出发。然后，第二线路段52-1、52-2汇合到集流管35中。各个线路面E1、E2的 第一线路段51-1、51-2和第二线路段52-1、52-2在此相互紧挨地设置，并且基本上彼此平行，其中尤其是产生热耦合。为了清楚的原因，在原理示意图中未对此进行示出。
在未示出的、替换的结构中，换向管40还被构造为没有边界壁。由此，所有第一和 第二线路段都按照流动技术通过换向管相互连接。图11示出本发明冷却装置的可能线路引导的另一个示意图，利用该冷却装置可 以冷却两个模块容纳位置。从分配管30出发，两个第一线路段51-1和51-2分别围绕模块 容纳位置21、22。第一线路段51-1、51-2汇合到相应的换向管40-1、40-2中。与第一线路 段紧挨着并且基本上平行于该第一线路段以及与该第一线路段热耦合的第二线路段52-1、 52-2围绕相应的模块容纳位置21、22延伸到集流管35-1、35-2。由此可以不需要换向管 40-1、40-2，如果相应的第一线路段和相应的第二线路段通过换向段直接相互连接的话。与 图11的示意图相反，换向管以及分配管和集流管不必相互间隔地设置。所有这3个管子可 以并排设置，从而实现对相应模块容纳位置的完全包围。
权利要求
一种用于汽车、尤其是小汽车或营运汽车的电池装置的冷却装置(1)，该冷却装置具有一个或多个线路(50；50-1，...，50-4；60-1，...，60-8；62-1，...，62-8)，其中在该一个或多个线路(50；50-1，...，50-4；60-1，...，60-8；62-1，...，62-8)中能够输送用于导出热量的介质，以便从该电池装置导出热量，其特征在于，第一和第二线路段(51-1，51-2；52-1，52-2)紧挨着并且基本上相互平行并且相互热耦合，其中第二线路段在该冷却装置(1)运行时在相反方向上被用于导出热量的介质通过，使得用于导出热量的介质的不同温度的热效应在第一和第二线路段(51-1，51-2；52-1，52-2)的区域中得到平衡。
2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，第一线路段(51-1，51-2)是第一线路 (50 ；50-1，· · ·，50-4 ；60-1，· · · ,60-8 ；62-1,. . · ,62-8)的一段，而第二线路段(52-1,52-2) 是第二线路(50 ；50-1，· · ·，50-4 ；60-1，· · · ,60-8 ；62-1, · · · ,62-8)的一段。
3.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，第一线路段(51-1，51-2)是线路 (50 ；50-1，· · ·，50-4 ；60-1，· · · ,60-8 ；62-1,. . · ,62-8)的前进段，第二线路段(52-1,52-2) 是同一线路(50 ；50-1，. . .，50-4 ；60-1，. . . ,60-8 ；62-1, . . . ,62-8)的回流段，其中前进段 从线路入口延伸到转折点，而回流段从转折点延伸到线路出口。
4.根据上述权利要求之一所述的冷却装置，其特征在于，第一线路段(51-1，51-2)和 第二线路段(52-1，52-2)在至少一个壁、尤其是侧壁的区域内热接触该电池装置。
5.根据上述权利要求之一所述的冷却装置，其特征在于，各个线路(50;50-1，...， 50-4 ；60-1，· · ·，60-8 ；62-1, · · · ,62-8)的线路入口与分配管(30 ；30-1，30-2，30-3，30-4) 以流动技术连接，各个线路(50 ；50-1，. . .，50-4 ；60-1，. . . ,60-8 ；62-1, . . . ,62-8)的线路 出口与集流管(35 ；35-1, 35-2, 35-3, 35-4)以流动技术连接，其中分配管(30 ；30-1, 30-2, 30-3，30-4)和集流管(35 ；35-1, 35-2, 35-3, 35-4)相互平行地设置。
6.根据上述权利要求之一所述的冷却装置，其特征在于，各个线路(50;50-1，...， 50-4 ；60-1，. . .，60-8 ；62-1, . . . ,62-8)的第一线路段(51-1，51-2)和第二线路段(52-1， 52-2)在所述转折点汇合到换向段中，该换向段可选地被构造在换向管(40-1，40-2，40-3， 40-4)中，该换向管可以与分配管和集流管(35 ;35-1，35-2，35-3，35-4)平行地设置。
7.根据权利要求5或6所述的冷却装置，其特征在于，多个线路(50;50-1，...，50-4; 60-1，· · ·，60-8 ；62-1，· · · ,62-8)连接到分配管(30 ；30-1，30-2，30-3，30-4)和集流管 (35 ； 35-1，35-2，35-3，35-4)，并且可选地连接到换向管(40-1，40-2，40-3，40-4)。
8.根据权利要求5或6或7所述的冷却装置，其特征在于，当电池装置被安装在汽车 中时，分配管(30 ；30-1，30-2，30-3，30-4)、集流管(35 ；35-1, 35-2, 35-3, 35-4)和可选的换 向管(40-1，40-2，40-3，40-4)被设置在重力方向上，并且引导用于导出热量的介质的线路 (50 ；50-1，· · ·，50-4 ；60-1，· · · ,60-8 ；62-1, · · · ,62-8)垂直于重力方向设置。
9.根据上述权利要求之一所述的冷却装置，其特征在于，线路(50;50-1，...,50-4； 60-1，. . .，60-8 ；62-1，. . . ,62-8)被设置和构造为使得电池装置的多个电池模块，尤其是 两个或4个电池模块(11，12)能够并排地在冷却装置(1)中排列为一行或多行，其中各个 电池模块的至少一个壁热连接到该线路(50 ；50-1, . . .，50-4 ；60-1, . . . ,60-8 ；62-1,...， 62-8)。
10.根据权利要求5至9之一所述的冷却装置，其特征在于，当一个或多个电池模块(11，12)被设置在冷却装置(1)中时，从分配管(30 ；30-1, 30-2, 30-3, 30-4)出发的线路 (50 ；50-1,. . .，50-4 ；60-1,. . . ,60-8 ；62-1,. . . ,62-8)分别被分配给电池装置的该一个或 多个电池模块，并且与该一个或多个电池模块(11，12)的至少一个壁热接触。
11.根据权利要求5至9之一所述的冷却装置，其特征在于，当一个或多个电池模块 (11，12)被设置在该冷却装置(1)中时，不同的、从同一个分配管(30 ；30-1, 30-2, 30-3, 30-4)出发的线路(50 ；50-1，. . .，50-4 ；60-1,. . . ,60-8 ；62-1,. . . ,62-8)被分配给电池装 置的不同电池模块，并且与相应电池模块的至少一个壁热接触。
12.根据权利要求5至11之一所述的冷却装置，其特征在于，与多个线路(50； 50-1，. . .，50-4 ；60-1, . . .，60-8 ；62-1, . . . ,62-8)中哪一个线路被流过无关地，用于导出 热量的介质从分配管的入口到集流管的出口所经历的路段是相同的。
13.根据上述权利要求之一所述的冷却装置，其特征在于，各线路(50;50-1，...， 50-4 ；60-1, . . .，60-8 ；62-1, . . . ,62-8)在一个或多个面中引导，该一个或多个面垂直于或 平行于重力方向并且可选地围绕电池模块的所有壁。
14.根据上述权利要求之一所述的冷却装置，其特征在于，各线路(50;50-1，...， 50-4 ；60-1, . . .，60-8 ；62-1, . . . ,62-8)至少在部分段中螺旋形或曲折形地构成。
15.根据权利要求1至14之一所述的冷却装置，其特征在于，所述一个或多个线路 (50 ；50-1，. . .，50-4 ；60-1，. . . ,60-8 ；62-1, . . . ,62-8)被构造为管道。
16.根据权利要求1至14之一所述的冷却装置，其特征在于，所述一个或多个线路 (50 ；50-1，· · ·，50-4 ；60-1，· · · ,60-8 ；62-1, · · · ,62-8)被构造为扁平管。
17.根据上述权利要求之一所述的冷却装置，其特征在于，所述一个或多个线路(50; 50-1，. . .，50-4 ；60-1，. . .，60-8 ；62-1，. . .，62-8)被设置在一个或多个与电池装置热连接 的导热板上或中。
18.根据上述权利要求之一所述的冷却装置，其特征在于，所述用于导出热量的介质是 冷却剂，尤其是R134a、R744，或者是冷却流体，尤其是水或空气。
全文摘要
本发明描述了一种用于汽车、尤其是小汽车或营运汽车的电池装置的冷却装置(1)，该冷却装置具有一个或多个线路(50；50-1，…，50-4；60-1，…，60-8；62-1，…，62-8)，其中在该一个或多个线路(50；50-1，…，50-4；60-1，…，60-8；62-1，…，62-8)中可以输送导出热量的介质，以便从该电池装置导出热量。第一和第二线路段(51-1，51-2；52-1，52-2)紧挨着地并且基本上相互平行引导以及相互热耦合，其中第二线路段在该冷却装置(1)运行时在相反方向上被导出热量的介质通过，使得导出热量的介质在第一和第二线路段(51-1，51-2；52-1，52-2)的区域中的不同温度的热效应得到平衡。
文档编号H01M10/50GK101847762SQ20101014972
公开日2010年9月29日 申请日期2010年3月26日 优先权日2009年3月28日
发明者A·迈耶林, B·拉斯, F·埃克施泰因, H·格斯曼, M·迪迈尔, N·弗拉奥, P·佩茨 申请人:宝马股份公司