热存储装置的主动冷却系统；
[0029]-图5是展示了在使用车辆并且存在主动冷却装置的情况下在电池组的电池单元和相变材料的温度曲线随时间的变化的简图；
[0030]-图6是展示了用于控制主动冷却装置的运行模式的流程图。
【具体实施方式】
[0031]图1展示了电池组的一部分，该电池组配备有由刚性壳体形成的电池组外壳10，该刚性壳体例如是由铝合金制成的、旨在用于封闭锂离子类型的电力蓄能器11(或电池单元)的电池组1。根据该示例性实施例，这些电池单元11成双地借助于金属壳110来组装，该金属壳能够确保这些电池单元和其热传导的机械支撑，因此四个电池单元11组装形成一个模块12，该模块的金属壳体120—方面与电池组外壳10处于热接触并且另一方面与电池单元11的组件的金属壳110处于热接触。组装这种模块(在图1中仅示出了其中的一个模块)以形成电池组。
[0032]根据本发明，利用相变材料熔化的潜热的热存储装置2被直接整合到该电池组中。热存储装置2具有由金属材料制成的一个腔室20，该金属材料具有良好的导热系数，所述腔室20含有一种相变材料(PCM)21。相变材料21例如是石蜡，其具有能够将电池组温度保持在其最优温度范围中的熔点。同样，通过优选将选择一种石蜡，其熔点基本上是35°C。用于存储相变材料21的腔室20相对于该电池组被安排成使其能够使在这些电池单元11、相变材料21和该电池组的内部之间的热量交换最优化，同时维持最紧凑和可能最简单的架构。
[0033]为此，腔室20与电池组1被组装成使得该腔室覆盖电池组1的下面，所述腔室因此经由电池组外壳10的金属壳体与模块12的金属壳体120处于热接触并且因此与电池单元11的组件的金属壳处于热接触。更确切地，腔室20包括壁22(被称为上壁)，该壁在电池组1的电池单元11的侧面上形成热交换表面、是由电池组外壳10自身形成的，因此该电池组外壳用作电池组1以及相变材料21 二者的壳体。电池组外壳10因此确保了在模块12、和因此的电池组1的电池单元11与被包含在腔室20中的相变材料21之间的直接热传导。腔室20还具有由金属材料制成的壁23(被称为下壁)，该壁与上壁22相反、在外侧上形成了热交换表面并且关闭了围绕相变材料21的腔室20的热交换容积。
[0034]优选地具有平行六面体形状的热交换鳍220、230被整合在腔室20的上壁22和下壁23的相应的表面上，并且一方面有助于增大在电池组1的蓄能器11与相变材料21之间的热交换表面，另一方面有助于增大在相变材料21与环境空气之间的热交换表面，并且因此可以增加该系统的热导率。这些鳍220、230优选地相对于腔室20覆盖电池组1的下面的纵向方向横向地延伸。
[0035]存储装置20因此使用相变材料21的熔化的潜热以便存储该电池组产生的热能。通过举例，也就是说在100km/h下消耗约20kW功率的车辆。在电池组提供20kW的同时由该电池组产生的热功率约500W。这个热功率代表，对于半个小时的行进时间因此以便覆盖50km而言待消除250W的热能。此热能相当于5kg的石蜡的潜热的存储容量。换言之，在这种情况下，石蜡的熔化将足以吸收该电池组产生的热量。已经表明的是，材料的相变导致其密度和因此其体积的变化。在当前情况下，因为处于液相的石蜡的密度是0.76kg/l，对应于处于液相的5kg的石蜡的体积是7升。一旦凝固，这将占据6升的体积(在固相时密度为0.88kg/l)。同样，5kg的相变材料21根据所述实例从液相下的7L变为固相下的6L。围绕相变材料21的腔室20因此必须能够处理在1L的体积变化而不改变该系统的热功效也不损害电池组1的完整性。
[0036]首先，为了不改变该系统的热功效，必须永久地使相变材料21分别在电池组1的模块12的一侧上和在电池组1的外侧上、无视材料21在相变过程中的体积变化而保持与这两个热交换表面22和23相接触。换言之，与相变材料21的当前相位无关，腔室20围绕材料21同时维持材料与所有的热交换表面(即，在模块侧上和在外侧上)的接触。
[0037]为此，腔室20在其远端24处配备有一个膨胀器皿200，该膨胀器皿能够在材料21相变过程中时吸收该材料的膨胀。膨胀器皿200相对于腔室20是升高的并且具有基本上垂直于腔室20的热交换容积延伸的一个内部容积，该内部容积进而基本上水平地与电池组1的下面相反地延伸，该内部容积包围相变材料21。更确切地，膨胀器皿200的内部容积使腔室20的热交换容积从器皿200的下端201延伸至所述下端201相反的关闭上端202。
[0038]在这种构型中，膨胀器皿200的大小被确定为:一方面，使得材料21在固相下完全填充由腔室20的上壁22和下壁23界定的热交换容积而不填充膨胀器皿200的内部容积、或者至少仅部分地将所述容积填充直至第一水平203(被称为低水平)；并且在另一方面，使得材料21在液相下将膨胀器皿200的内部容积填充直至第二水平204(被称为高水平)，但材料21在液相下不能达到器皿200的上端202。以此方式，材料21无论在液相下或在固相下始终在电池组1的模块12的一侧上和电池组1的外侧上分别与腔室20的上壁22和下壁23的所有的热交换表面相接触。
[0039]此外，膨胀器皿200的内部经由一个槽沟205与外部连通，该槽沟通向环境空气并且被安排在膨胀器皿200的上部中、基本上邻近于膨胀器皿200的关闭上端202。在器皿200的上部中设置的这种与环境空气的连接有利地使其可以平衡由相变材料21的体积变化而产生的压力。这种压力平衡防止了对压力敏感的材料21的相变的任何干扰，并且因此确保了该系统的良好的热功效。此外，压力的平衡防止了在上壁22和下壁23处产生过量的应力并且因此防止了对该电池组的完整性的任何损害。
[0040]通向环境空气的槽沟205可以有利地被连接至导管206，该导管能够升高与环境空气的连接。具体地，这个导管206可以被设计成以便使到环境空气的连接升高至足够的高度以防止相变材料21在车辆的倾斜或加速的作用下溢出。
[0041]图2展示了电池组1的电池单元11和相变材料21在车辆的使用期间的各自的温度曲线C1和C2随时间(在几分钟内)的发展，涉及由电池组的电能的供应和因此的热量产生。如在图2中可以看出的，当在这些电池单元与电池组1的形成了包围相变材料21的腔室20的上壁22的金属壳体10之间的接触点处的温度低于相变材料21的熔点时，从电池单元11到相变材料21的热量的传递将由显热来实施，并且因此相变材料21的温度将升高同时依然低于电池单元11的温度。相比之下，一旦达到相变材料21的熔点，所述材料将在恒温下经受从固相到液相的相变(从该材料熔化开始)。就是这种相变构成了相变材料21的热量吸收能力的实质。如果所有的相变材料21都熔化了，则相变材料21的温度将再次上升。如果电池单元11的温度达到对应于“降额”温度的上温度阈值S，则将必须继续进行该电池组的“降额”(即，具有电池组所要求的功率的限制)以便减少产生的热量。
[0042]如在图3中所展示的，当不再使用该电池组时，不再进行热量从电池组的电池单元11到相变材料21的传递，在相反的反向上发生相变并且然后材料21将经受从液相到固相的相变(从该材料的凝固开始)，其中这次热量从材料21传递至电池组1的电池单元11并且传递至电池组1的外部(即，周围环境)。这允许了相变材料21使其自身再生并且与此同时限制了电池单元11在寒冷条件下温度降低。事实上，在这个图中，当不使用车辆时，由相变材料21在车辆运行期间积蓄的潜热将被传递至电池组