用于车辆尤其是用于商用车的装置的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于车辆尤其是用于商用车的装置，以及一种根据权利要求14的带有该装置的车辆，尤其是商用车。

背景技术：

对于带有电驱动器的车辆例如对于纯电动车辆或者对于带有内燃机和电驱动器的混合动力车辆通常设置有至少一个牵引电池，借助于该牵引电池能够暂时储存电驱动能量。为了暂时储存电驱动能量目前通常将锂离子蓄电池作为牵引电池的电池单节来使用。

为了确保牵引电池的高效率以及同时长的使用寿命，需要设置有冷却设备，借助于该冷却设备能够冷却牵引电池的至少一个电池单节(Batteriezellen，有时称为电池单池)。

从文件DE102012215171A1中例如已知电池系统，该电池系统具有带有多个电池单节的电池。在此设置有调温单元以用于对电池单节调温，该调温单元含有可填充有液态冷却剂的冷却剂循环回路。调温单元具有传感器，该传感器设计成探测在冷却剂循环回路中的冷却剂的材料特性。通过这种方式能够检查冷却剂循环回路的功能特性。在一种具体的设计方案中调温单元具有多个冷却剂冷却的冷却板以用于冷却电池单节，冷却板中的每个都与两个方形的电池单节处于面贴靠中。

然而借助于这样的冷却板来冷却电池单节具有缺点：电池单节在贴靠在冷却板处的区域处比在相对冷却板具有更大距离的区域处更好地被冷却。该效果通过电池单节的通常差的导热性还被加强。当应达到电池单节的期望的使用寿命时，在电池单节的离冷却板较远的区域处的高温却明显地限制了电池单节的理论工作能力。

技术实现要素：

因此本发明的任务是，提供一种用于车辆尤其是用于商用车的装置，借助于该装置可通过简单且有效的方式来改善至少一个电池单节的冷却。

该任务利用独立权利要求的特征解决。优选的改进方案在从属权利要求中公开。

根据权利要求1提出一种用于车辆尤其用于商用车的装置，带有电池模块，尤其带有牵引电池模块，其中电池模块具有电池壳体和至少一个布置在电池壳体的容纳空间中的电池单节，其中电池模块具有至少一个冷却剂冷却的冷却元件用于冷却电池单节，并且其中冷却元件利用至少一个冷却壁区域与至少一个电池单节处于尤其面的贴靠中。根据本发明除了冷却剂冷却的冷却元件之外还附加地设置有空气冷却设备，借助于该空气冷却设备至少一个电池单节能够在从冷却剂冷却的冷却元件突出的区域处利用冷却空气流得到空气冷却。

通过这种方式简单且有效地改善了至少一个电池单节的冷却，因为现在电池单节不仅借助于冷却剂冷却的冷却元件而且附加地在从冷却剂冷却的冷却元件突出的区域处借助于冷却空气流得到空气冷却。通过电池单节的从冷却元件突出的区域得到空气冷却来抵消在电池单节的贴靠在冷却元件处的区域和电池单节的相距冷却元件较远的区域之间的温度差异。由此电池单节的功率潜力(Leistungspotential，有时称为性能潜力)能够更好地得到充分利用。电池单节的从冷却元件突出的区域的空气冷却在此特别适用于减小在电池单节处的温度差异，因为借助于冷却空气流能够通过简单的方式有效地冷却电池单节的较大区域。

在根据本发明的装置的一种优选的具体的设计方案中，所述至少一个电池单节构造成基本上是方形的，其中方形的电池单节利用贴靠侧壁与冷却元件处于贴靠中，并且其中电池单节的与贴靠侧壁相对而置的外侧壁能够借助于空气冷却设备得到空气冷却。通过这种方式能够借助于空气冷却设备使得电池单节的通常具有特别高温度的外侧壁得到空气冷却。电池单节当然不必强制性地构造成方形的。例如电池单节也能够构造成圆柱形或者也能够具有任何其它形状。但是基本上，空气冷却设备如此构造，即电池单节的相距冷却元件最远的区域能够借助于冷却空气流得到空气冷却。

在另外的优选设计方案中空气冷却设备具有至少一个气流产生设备尤其至少一个鼓风机，借助于该气流产生设备能够产生对电池单节进行空气冷却的冷却空气流。原则上气流产生设备当然能够部分地或者完全地布置在电池壳体外部。但是优选地设置成，气流产生设备布置在容纳空间中或电池壳体的内部中，以实现特别紧凑的结构。

优选地，冷却剂冷却的冷却元件如此布置，即流动通过电池壳体的容纳空间的冷却空气流能够借助于冷却元件被冷却。通过这种方式流动通过容纳空间的冷却空气流能够特别简单且有效地被冷却。

优选地冷却元件构造成板状，以用于简单地且功能最优地设计冷却元件。另外优选地冷却元件具有至少一个冷却剂通道，该冷却剂通道能够由冷却剂尤其冷却水穿流。这样冷却元件的冷却能够借助于冷却剂通过简单且可靠的方式实现。

特别优选地冷却空气流能够借助于电池壳体和/或借助于至少一个空气引导元件如此引导通过电池壳体的容纳空间，即冷却空气流尤其以气流产生设备为出发点首先被引导旁经板状的冷却元件的自由的主面壁并在该处冷却，接着被引导旁经至少一个电池单节并在该处被加热，并且最后再次被引导旁经板状的冷却元件的自由的主面壁并再次在该处被冷却。通过这种闭环的空气冷却循环回路可实现一种特别紧凑的结构并且可靠地确保至少一个电池单节的功能可靠的空气冷却。尤其通过闭环的空气冷却循环回路能够如期望的那样调整在电池壳体的容纳空间中的空气湿度。但是对于闭环的空气冷却循环回路备选地自然还可设想，利用开环的空气冷却循环回路来冷却电池单节。在此板状的冷却元件的不与另外的部件处于贴靠中或处于接触中的主面壁可理解为自由的主面壁。

优选地至少一个板状的电池单节的主面在流动旁经电池单节流动的冷却空气流的流动方向上延伸，以保证板状的电池单节的特别有效的冷却。备选地也可设置成，至少一个的板状的电池单节的主面横向于流动旁经电池单节的冷却空气流的流动方向延伸。

另外优选地冷却元件的冷却壁区域通过板状的冷却元件的主面壁来形成，以用于确保借助于板状的冷却元件对电池单节进行有效冷却。

在一种优选的设计方案中，用于对冷却空气流进行冷却的冷却元件具有冷却肋片，以用于能够有效地对冷却空气流进行冷却。在此优选地设置成，冷却元件的冷却肋片构造和/或布置在板状的冷却元件的自由的主面壁处。通过这种方式能够简单地且功能最优地设计冷却元件。

优选地冷却肋片在流动旁经冷却元件的自由的主面壁的冷却空气流的流动方向上延伸，以特别有效地对冷却空气流进行冷却。但是备选地冷却肋片也可横向于流动旁经板状的冷却元件的自由的主面壁的冷却空气流的流动方向延伸。

另外优选地设置有至少一个冷却空气流冷却元件，借助于该冷却空气流冷却元件能够冷却流动通过电池壳体的容纳空间的冷却空气流。借助于这样的专门设置成用于对冷却空气流进行冷却的冷却元件能够特别有效地对冷却空气流进行冷却以及因此还能够特别有效地对至少一个电池单节进行冷却。优选地冷却空气流冷却元件在此如此布置，即冷却空气流尤其以气流产生设备为出发点首先被引导旁经冷却空气流冷却元件并在该处被冷却，接着被引导旁经至少一个电池单节并在该处加热，并且最后再次被引导旁经该至少一个冷却空气流冷却元件并在该处再次被冷却。通过这种方式冷却空气流冷却元件能够有效且简单地集成到闭环空气冷却循环回路中。此外优选地设置成，所述至少一个冷却元件通过冷却剂循环回路的蒸发器来形成。

当然原则上能够使所述至少一个电池单节安置或固定在电池模块的电池壳体处。然而优选的是，所述至少一个电池单节安置或固定在冷却元件处，以实现一种简单的结构并借助于冷却元件来可靠地确保有效地冷却电池单节。另外优选地该至少一个冷却元件安置或固定在电池壳体处。

优选地电池壳体的容纳空间朝外部被密封和/或者封闭，以使电池单节避开杂质或者污物并能够如期望的那样来调整容纳空间中的空气湿度。

此外还要求保护带有根据本发明的装置的车辆，尤其是商用车。从其中得出的优点与根据本发明的装置的已经认可的优点一致，从而在此不重复这些优点。在此车辆优选地具有纯电驱动或者由内燃机和电驱动器形成的混合动力驱动。

上文提及的和/或在从属权利要求中所描绘的本发明的有利的构造方案和/或改进方案-除了例如在有明确的从属性或者不可结合的备选方案的情况下之外-能够单独地或者也以任意的相互组合被使用。

附图说明

在下文中根据图纸仅仅示例性地进一步阐述本发明及其有利的构造方案和/或改进方案以及其优点。其中：

图1在透视图中示出了带有根据本发明的装置的商用车；

图2示出了穿过该装置的电池模块的截面；

图3在根据图2的示图中示出了装置的第二实施方式；以及

图4在根据图2的示图中示出了装置的第三实施方式。

参考符号列表

1 公共汽车

3 电池模块

5 电池壳体

7 容纳空间

9 电池单节

11 贴靠侧壁

13 冷却元件

15 冷却板

17 冷却剂通道

19 冷却剂循环回路

21 冷却肋片

23 自由的主面壁

25 垫片

27 主面壁

28 主面壁

29 鼓风机

30 空气流

31 突出的区域

33 角区域

35 空气引导元件

37 空气引导元件

39 空气引导元件

41 空气引导元件

43 角区域

44 外侧壁

45 蒸发器

46 流动通道

47 冷却剂循环回路。

附图说明

在图1中示出了在此示例性地构造为公共汽车1的商用车。公共汽车1在此示例性地具有带有内燃机和电驱动器的混合驱动。但是备选地公共汽车1也可示例性地具有纯电驱动。公共汽车1的电驱动器具有在图1中用虚线表示的电池模块3，借助于该电池模块能够暂时储存用于驱动公共汽车1的电能。在图2中示意性地示出了电池模块3的结构。

如由图2得知的那样，电池模块3具有电池壳体5。在此电池壳体5示例性地具有矩形的横截面并限制了容纳空间7，在该容纳空间中在此示例性地布置有多个电池单节9。电池单节9可例如构造成锂离子蓄电池。此外电池单节9在此示例性地构造成板状并且分别利用贴靠侧壁11与冷却剂冷却的、同样布置在电池壳体5的内部中的冷却元件13处于贴靠中，借助于该冷却元件冷却电池单节9。

冷却元件13在此示例性地具有冷却板15，该冷却板在此示例性地由铝制成。冷却板15具有冷却剂通道17，该冷却剂通道由冷却剂在此由冷却水穿流。冷却板15在此示例性地是在图2中仅仅示意性表示的部分地布置在电池壳体5外部的冷却剂循环回路19的组成部分。冷却板15构成了冷却剂循环回路19的吸收热量的载热器(Wärmeübertrager，有时称为热交换器)。根据图2冷却板15在此示例性地还具有冷却肋片21。冷却肋片21在此示例性地构造或布置在冷却板15的形成冷却板15的自由的主面的自由的主面壁23处。

另外冷却元件13在此示例性地还具有可导热的垫片25，借助于该垫片改善电池单节9和冷却板15之间的热传递。可导热的垫片25布置在电池单节9和冷却板15之间。此外可导热的垫片25利用主面壁27与冷却板15处于面贴靠中并且利用主面壁28与电池单节9处于面贴靠中。另外电池单节9在此示例性地固定在冷却元件13处。电池单节9在冷却元件13处的固定能够例如借助于至少一个螺纹连接来实现。此外冷却元件13在此示例性地固定在电池壳体5处。

如由图2还得知的那样，在电池壳体5的容纳空间7中还设置有在此示例性地构造为鼓风机29的气流产生设备，借助于该气流产生设备能够在容纳空间7中或者在电池壳体5的内部中产生冷却空气流30。鼓风机29是空气冷却设备的组成部分，借助于该空气冷却设备电池单节9在从冷却元件13突出的区域处利用冷却空气流30来得到空气冷却。鼓风机29在此示例性地布置在电池壳体5的角区域33中。

另外在此示例性地在电池壳体5的容纳空间7中还设置有多个示例性地板状的空气引导元件35,37,39,41。空气引导元件35,37,39与电池壳体5的其它的角区域43如此地相关联，即冷却空气流30在电池壳体5的角区域43中借助于空气引导元件35,37,39转向以减小流动阻力。空气引导元件41与电池单节9如此地相关联，即冷却空气流30流动旁经电池单节9的从冷却元件13突出的区域31或者电池单节9的与电池单节9的贴靠侧壁11相对而置的外侧壁44。

电池壳体5，空气引导元件35,37,39,41在此与布置在电池壳体5的容纳空间7中央的部件(冷却元件13和电池单节9)组合构造了流动通道46，借助于该流动通道冷却空气流在构造有闭环的空气冷却循环的情况下引导通过电池壳体5的容纳空间7。

在下文中再次详细地阐述在电池壳体5的容纳空间7中的冷却空气流动：

从鼓风机29出发冷却空气流30首先引导到空气引导元件35，在该处被偏转并接着被引导旁经冷却板15的自由的主面壁23并在该处被冷却。在冷却空气流30碰到空气引导元件37之前，冷却空气流还借助于示例性地构造为蒸发器45的冷却空气流冷却元件进一步被冷却。蒸发器45是在此示例性地部分地布置在电池壳体5外面的冷却剂循环回路47的组成部分。接着冷却空气流30借助于空气引导元件37,39转向，被引导旁经电池单节9并在该处被加热。最后被加热的冷却空气流30再次到达鼓风机29并且空气冷却循环重新开始。

如从图2中此外可看出的那样，冷却肋片21在此示例性地横向于流动旁经冷却板15的自由主面壁27的冷却空气流30的流动方向延伸。此外电池单节9在此示例性地如此布置，即板状的电池单节9的主面以横向于流动旁经电池单节9的冷却空气流30的流动方向延伸的方式取向。

在图3中示出了电池模块3的第二实施方式。相比于在图2中示出的电池模块3的第一实施方式电池单节9在此如此布置，即板状的电池单节9的主面在流动旁经电池单节9的冷却空气流30流动方向上延伸。

在图4中示出了电池模块3的第三实施方式。相比于在图1中示出的电池模块3的第一实施方式冷却板15的冷却肋片21在此在流动旁经冷却板15的自由的主面壁27的冷却空气流30的流动方向上延伸。