用于电能供应单元的温度控制设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于电能供应单元的温度控制设备和有温度控制设备的温度控制装置。此外，本发明涉及有所述温度控制设备的温度控制装置。本发明进一步涉及有所述温度控制装置的汽车。
【背景技术】
[0002]用于完全由电力驱动的电动车和用于混合型车辆和燃料电池驱动的车辆的可充电电池系统是最近研宄的主题。现在，在指定的车辆类型中优选使用锂离子电池，该锂离子电池因高能量密度和仅有不明显的记忆效应而出众。可充电电池供应各种安置在汽车中依靠电能的电子产品的能力在相当大的程度上取决于在电池环境占优势的热状况。这是因为在电池提供并且接收电能时(从充电意义上来说)发生的电化过程在不小程度上取决于电池的运行温度。让所述电池在运行时不受干扰，十分重要的便是创造热界限明确的环境状况，这不仅适用于所述锂离子基的电池，也广泛的适用于任何可充电电池系统。这直接意味着关于汽车在正常运行期间产生相当大的温度起伏，必须有与电池热配对的合适的温度控制设备来平衡热，以能将电池的环境温度和因此电池本身的温度保持在预定的温度范围内。
[0003]术语“温度控制设备”在本专利中理解为任何能够降低应被控制温度的电池单元的当前温度(在这种情况下温度控制设备按照冷却装置的工作原理)或升高该电池单元的当前温度的装置。在后者情况下，温度装置充当加热装置。
[0004]现代的温度控制设备经常以热交换器的形式构成，该热交换器有可供冷却液流过的冷却板。应被冷却的电池单元以平板方法安装在所述冷却板上并且由此与冷却液热配对。现在为不仅实现冷却功能也实现加热功能，所述热交换器也经常提供有电热元件，例如以PTC加热组件方法，该电热元件可电运行和电加热。通过适当的安装加热元件，例如以夹在电池单元和冷却板之间的方法或此外可供选择的，在冷却板提供的凹陷处，可产生加热电池单元时必需的电池单元和加热元件之间的热接触。有用于冷却电池的冷却管而没有整合的加热功能的热交换器例如在DE 10 2011 079 091 A1中有所描述。
[0005]然而，在所述整合有电热元件的温度控制设备中，证实仍有疑问的是电热元件通常由例如金属的导电材料制成并且因而要求相对于被加热的电池单元电绝缘。
[0006]与此背景相对，DE 10 2011 084 002 A1描述布置在电池和温度控制板之间的热转换装置，并且该热转换装置有至少两层膜以分层的方法构成。膜中的一层是所谓的热绝缘膜，该热绝缘膜在这里用作安排在电池和温度控制板之间的热阻，在另一方面，另一层膜用作所谓的公差补偿膜，借助于该公差补偿膜可补偿热绝缘膜在本地不同的厚度。
[0007]与此背景相对，可从先前的技术得知塑料膜或硅树脂涂层形式的电绝缘。然而，应用所述膜通常需要相当多的生产费用，这会导致温度控制设备的制作过程的成本增加。
【发明内容】
[0008]因此本发明的目标是制造用于电能供应单元(特别是可充电电池)温度控制的改善的温度控制设备。
[0009]所述目标通过所述独立权利要求的主题解决。所述附属权利要求的主题是优选的实施方式。
[0010]因此本发明的基本观念为用纤维复合塑料生产温度控制设备，该温度控制设备可供冷却液或加热媒介流过。所述纤维复合塑料在材料科学的专业领域也称为纤维塑料复合材料(FPC)或纤维增强塑料，该纤维复合塑料包括强化纤维，该强化纤维嵌入塑料基质并且由黏合剂或黏合力粘合至所述基质的塑料。所述纤维和塑料基质的组合产生具有高稳定性的膜材料，并且同时该膜材料具有希望的热和电性质，即高导热性和电绝缘性。因此纤维复合塑料非常适合构造用于充当加热媒介或冷却液的流体的流体通道，特别是流体管道，例如以流体管的方法。所述流体管道组成这里所出现的所述温度控制设备的核心组件。另夕卜，在这里所出现的塑料基质使得额外提供的电绝缘(例如以塑料绝缘膜的形式)不必要，同时该电绝缘到目前为止是由金属流体管子制成的温度控制设备最需要的，以使这些金属流体管子相对于需被冷却的所述电池的金属外罩电绝缘，因为所述电绝缘在根据本发明所述的温度控制设备中由所述限定元件包含。
[0011]根据本发明的温度控制设备包括第一限定元件，该第一限定元件有至少一个由纤维复合塑料制成的第一膜。而且，所述温度控制设备包括第二限定元件，该第二限定元件包括至少一个由所述纤维复合塑料制成的第二膜，并且该第二限定元件安装在所述第一限定元件上以致两个所述限定元件形成供流体流过的流体管道。需理解的是所述流体管道部件可由两个限定元件组成，也可由大量所述限定元件组成。相应地，限定元件可包括数层膜，这将在下面进一步详细讨论。
[0012]一种实施方式可认为特别有利，因为该实施方式构成简单并且因此需要特别低的制作成本，在该实施方式中，所述第一限定元件包括由所述纤维复合塑料制成的所述第一膜并且所述第二限定元件包括由所述纤维复合塑料制成的所述第二膜。也就是说，两个所述限定元件由所述纤维复合塑料制成的所述第一或第二膜分别特定形成，即不出现其他膜。
[0013]特别便利地，所述温度控制设备可构成为扁管。这样所述温度控制设备要求的所述结构空间可相对保持较小。而且，借助于所述平板式的构成，可与需被控制温度的组件(例如电池，该电池通常包括同样以平板式方法构成的外罩零件)产生平面的并因此效率高的热接触。在所述限定元件的平板式构成中，与所述限定元件以特别优选的变体接触可在所述平板式限定元件彼此相对的两侧分别提供有热塑性的基质膜。这样促进两个所述限定元件的塑形以及彼此封合。
[0014]物理稳定并且不漏流体(同时在所述管道的构成中必需)的所述温度控制设备的构成可通过两个所述限定元件借助于双方各自的边缘部分彼此封合(借助于形状适合或材料黏合的连接)实现。在这里，形状适合的连接可借助于剪切产生，材料黏合的连接可借助于焊接产生，特别是借助于热气焊接、激光焊接或摩擦焊接。
[0015]在特别优选的实施方式中，所述纤维复合塑料的所述纤维大体上在一定程度上沿着共享的方向延伸。这样可以是有利的，如果至少构成个别的纤维(该个别的纤维将在下面进一步详细解释)以便导电并且该纤维可与外部的能量供应单元连接，因此加热装置的所述功能已整合入所述膜中。此外可供选择地，至少两个，甚至优选大量，甚至特别优选所有纤维可在一定程度上沿着不同的方向延伸。所述个别纤维的所述布置计划以专用方法建立所述膜在拉紧时负荷的稳定性，并且不仅是说沿着特别优选的方向，也有沿着相当不相干的负荷方向。
[0016]用于嵌入所述塑料基质的所述纤维的纤维材料考虑到各种材料系统。特别推荐使用玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维和/或天然纤维。
[0017]现在为将加热装置的所述功能整合至在这里出现的所述温度控制设备，建议使用导电材料作为所述纤维的纤维材料，因此至少所述纤维塑料复合材料的一种纤维可导电流和/或热。已经提到的碳纤维因此可供考虑，但是金属纤维也可供考虑，例如铝纤维或铜纤维。当所述导电和/或导热的纤维通过活塞的电连接在终端与外部电能源或分别与合适的热源(例如所谓的电辅助加热器)连接后，所述电流或各个所述热流流过所述纤维导致所述纤维，所述塑料基质加热，并且因此也导致所述温度控制设备的整个第一膜或各个第二膜加热。在这种情况下，所述纤维复合塑料的所述膜按照加热装置的所述运行原则。
[0018]可供选择地或此外，可以导热方法构成至少一种所述纤维，也就是说选择有高导热性的纤维材料，因此可显著改善所述流体的热配对流过所述流体管道至需被加热或冷却的所述组件。
[0019]除如上所述的过程，即将加热功能直接植入所述纤维塑料复合材料的所述原始纤维