本发明涉及按独立的专利权利要求的前序部分所述的电的蓄能单元的一种温度控制装置、一种用于运行电的蓄能单元的温度控制装置的方法以及一种电的蓄能系统。
背景技术：
电池、尤其是被安装在汽车中的电池的温度管理是一个重要的方面，因为它能够决定性地影响所述电池的可靠性、效率和使用寿命的提高。因此，将来的电池可能必须在比当前经常使用的锂离子技术时的情况更高的温度水平上来运行的这个观点下，这种技术的进一步开发也具有很大意义。对于这些所谓的高温电池来说，温度管理是特殊的挑战，因为其运行温度典型地明显地高于环境温度。但是，基于锂离子技术的电池、尤其在其在低于冰点的低温中使用时需要相应的温度管理。
在文献DE 10 2009 006 426 A1中说明了一种电池，该电池的壳体部分地用冷却液来填充。
文献DE 10 2011 075 462 A1说明了一种电池模块，其中形成所述电池模块的单池由至少一个含相变材料的单池来接触。
文献WO 2011/105256 A1公开了一种电池，该电池的电池单池至少部分地被冷却液所包围。
在文献US 2013/0260195 A1中说明了一种具有油冷却的电池模块。
文献DE 10 2009 006 216 A1说明了一种用于电元件的冷却装置，其中在单池之间布置了栅格状的结构。
在文献DE 43 09 070 A1中说明了一种用于高温电池的液体冷却。
技术实现要素：
按照本发明，提供电的蓄能单元的一种温度控制装置、一种用于运行电的蓄能单元的温度控制装置的方法、一种具有相同的温度控制装置和/或用于实施相同的方法的器件的电池系统。
在此，所述温度控制装置包括基于流体的冷却回路，其中所述温度控制装置具有通过截止机构来连接到冷却回路上的用绝热件包围的流体储存容器。由此，所述流体储存容器能够按需求被连接到所述冷却回路中或者与所述冷却回路分开，这能够实现流体的有针对性的储存和输出。所述截止机构在此比如能够构造为截止滑阀、截止阀或者阀。绝缘件用于使在所述流体储存容器中所包含的流体能够在长时间的范围内储存通过加热过程已经向其输送的热能，因为仅仅较少地朝环境中进行热输出。由此减少循环的流体的变热的开销并且能够显著地缩短与所述冷却回路相连接的电池的开始阶段，如果已经能够正确地将受到温度控制的流体在所述冷却回路中循环，而不需要用于所述流体的预热阶段的话。同样能够将相应地经过冷却的流体储存在所述流体储存容器中，用于防止由于提高的环境温度而引起的变热。冷却回路这个概念在此表示处于所述温度控制装置的内部的回路，该回路不仅适合用于对电的蓄能单元进行冷却、而且适合用于使其变热、一般说来适合用于对其进行温度控制。
本发明的另外的有利的实施方式是从属权利要求的主题。
因此，有利的是，所述截止机构构造为阀。由此能够在流动横截面中实现均匀的流动图。
按照另一个方面能够规定，所述流体储存容器被设立成几乎完全地接纳在所述冷却回路中所使用的流体。由此，所述流体能够有利地被储存在容器中，该容器典型地拥有明显地比电池系统小的尺寸或者表面。由此，一方面能够降低组的内部的隔离开销，因为变热的流体能够被储存在被隔离的容器中，并且另一方面在运行开始时所需要的经过温度控制的流体比在首先必须对其进行加热时更快地待用。同样能够将相应经过冷却的流体几乎完全地储存在所述流体储存容器中，用于防止由于提高的环境温度引起的变热，其中以类似的形式适用所提及的优点。因为通过所述流体储存容器来完全地接纳流体在技术上十分麻烦或者难以实现，所以通过所述流体储存容器来几乎完全地接纳是适当的。这比如意味着，所述容器能够接纳在所述冷却回路中所使用的流体的百分之八十到百分之百。
所述流体储存容器适当地包括加热元件。由此能够将所述流体储存容器中的流体快速地置于所需要的运行温度上，这尤其对高温电池来说意义重大。
此外，所述温度控制装置能够如此构造，使得所述流体储存容器包括换热器。由此，能够对在所述流体储存容器中所储存的流体进行冷却或者加热。此外，能够容易地将所述温度控制装置连接到已经存在的温度控制装置、比如汽车中的空调设备的温度控制回路上。
在所述冷却回路中所使用的流体有利地是电介质的流体。由此比如所述电的蓄能单元能够完全被所述流体所包围或者所述流体在直接的接触之中通过所述蓄能单元的连接元件或者终端接头来导引，而没有出现电的短路。比如在这里能够将油或者石蜡用作电介质的流体。
按照另一个方面能够规定，至少一个比如用于电连接电的蓄能单元的连接元件至少部分地被安置在所述温度控制装置的冷却回路的内部。由此，所述连接元件与在所述冷却回路中存在的流体处于直接的接触之中，并且能够有效地排出或者输入热。所述连接元件在没有在空间上靠近电的蓄能单元的情况下布置在所述冷却回路的内部，由此提高所述温度控制系统的可靠性并且在制造时实现额外的灵活性。比如能够制造相应的具有所集成的连接元件的流体管路并且随后借助于一种“卡夹-方法”将所述连接元件与所述电的蓄能单元连接。
此外，能够规定，连接元件的至少被安置在所述冷却回路的内部的部分在比如以单池连接器的形式实现的情况下拥有额外的电绝缘的表面涂层。由此，能够提高相对于通过电流的绝缘。由此，比如也能够对所使用的流体的一定的传导能力进行补偿。
此外，一种用于运行电的蓄能单元的具有基于流体的冷却回路的温度控制装置的方法是本发明的主题，其中在所述电的蓄能单元的所定义的功率水平之下使用时将在所述冷却回路中所使用的流体几乎完全输送给绝热的流体储存容器。由此，比如能够在不使用所述电的蓄能单元时或者仅仅很少使用时将输送给所述容器的流体有利地保持在提高的温度上，而不必主动地向其输送热。尤其在将具有电的蓄能单元和所描述的温度控制装置的车辆停车或者停放过夜时，能够有利地使用所述方法。即使仅仅应该满足静态电流要求、也就是比如仅仅给供给所述控制器，那么可能有利的是，将在所述冷却回路中所使用的流体输送给被绝热的流体储存容器。所述装置的进一步上面所提到的优点同样适用。
按照另一个方面，能够在需要情况下通过加热元件和/或换热器对在所述流体储存容器中所储存的流体进行温度控制。在此，一种需要情况是，在所定义的功率水平之下使用较长时间之后从所述电的蓄能单元中又重获或者又应该重获更高的功率。在这种情况下有利的是，在被绝热的容器的内部进行温度控制，因为通过这种方式温度控制过程能够比在流体分布在所述冷却回路的内部的情况更快地进行。所述装置的进一步上面所提到的优点同样适用。
此外，一种电池系统是本发明的主题，该电池系统包括至少两个电的蓄能单元并且配备了所述按本发明的温度控制装置或者配备了用于实施所述按本发明的方法的器件。由此，所述电池系统提供尤其缩短的起始时间-直至能够重获所期望的功率-并且提供对于所述蓄能单元的得到优化的温度控制，这提高了系统使用寿命和能够获得的功率。所述用于实施按本发明的方法的器件比如能够包括具有流体的冷却回路、处于所述冷却回路中的泵、至少一个截止机构、比如阀和/或控制器。所述控制器在此接收合适的信号、对其进行处理并且控制所连接的致动器、比如所述泵或者所述截止机构。
按照另一个构思，所述电池系统的至少一个电的蓄能单元至少部分地被在所述冷却回路中所使用的流体所包围。由此，通过蓄能单元与尤其在所述冷却回路的内部循环的流体之间的直接的接触，能够实现对于所述蓄能单元的很好的温度控制。
“电的蓄能单元”尤其能够是电化学的电池单池和/或由两个或者更多个电化学的电池单池构成的电池模块和/或由两个或者更多个电池模块所构成的电池组。比如所述电的蓄能单元能够是锂-电池单池或者锂-电池模块或者锂-电池组。尤其所述电的蓄能单元能够是锂离子-电池单池或者锂离子-电池模块或者锂离子-电池组。此外，所述电池单池能够是锂-聚合物-蓄电池、镍-金属混合物-蓄电池、铅酸-蓄电池、锂-空气-蓄电池或者锂-硫-蓄电池的类型或者一般来说是任意的电化学的成分的蓄电池。
附图说明
图1示出了按照第一种实施例的按本发明的温度控制装置的示意图；
图2示出了按照第二种实施例的按本发明的温度控制装置的示意图；
图3示出了按照第三种实施例的按本发明的温度控制装置的示意图；
图4示出了多个布置在温度控制装置的冷却回路的内部的、用于电池单池的连接元件的示意图；并且
图5示出了按照第一种实施例的按本发明的方法的流程图。
相同的附图标记在所有附图中表示相同的装置组件。
具体实施方式
图1示意性地按照第一种实施例示出了具有冷却回路的温度控制装置10，所述温度控制装置比如通过合适的流体管路16与电的蓄能单元18相连接。用绝热件15包围的流体储存容器14通过阀11被连接到所述冷却回路上。在此，在所述冷却回路中循环的流体能够是气体或者液体、比如是水/乙二醇-混合物。在连接所述被绝热的流体储存容器时，有利的是，将阀11与流体储存容器14之间的连接管路17构造得短，用于将可能的热损失最小化。为了对在所述冷却回路中循环的流体进行加热或者冷却，换热器12被集成到所述回路中。处于所述冷却回路中的泵13使所述流体流通。相应的调节指令比如能够由在图1中未示出的控制器来传输。
在图2中示意地示出了按本发明的温度控制装置10的第二种实施例。在此，加热元件20被集成到所述具有包围着的绝热件15的流体储存容器14中。因此，比如能够快速地使在所述冷却回路中所使用的液体变热或者对其进行加热。这尤其在更长时间不使用时、像比如在将具有温度控制装置的车辆停放过夜时是有利的，因为能够减少直至运行开始的时间。
图3示意性地按照第三种实施例示出了温度控制装置10。在此，被绝热的流体储存容器14通过两个阀11被连接到所述冷却回路的流体管路16上。比如，由此能够使用更简单的阀并且/或者能够更加容易地调节流体的流入和流出。换热器30被集成到所述流体储存容器14中。由此，能够快速地对在那里所储存的流体进行冷却或者使其变热或者对其进行加热。
被安装到所述冷却回路中的换热器12在此也能够与所述被安装到流体储存容器14中的换热器30以及加热元件20相组合，从而不仅能够通过所述冷却回路而且也能够通过所述流体储存容器来输入或者排出热。同样能够比如取代所述换热器而将加热元件额外地集成到所述冷却回路中。
在图4中示意性地示出了多个布置在温度控制装置10的冷却回路的流体管路16的内部的连接元件40。所述连接元件40将电池单池42相应地与其相邻的电池单池电连接。所述连接元件40在此被设计为单池连接器。在此，所述流体管路16由单个的流体管路分段所构成，其中所述流体管路分段由半壳制成。朝所述半壳中流体密封地加入所述连接元件40，也就是其向外的连接位置流体密封地被密封。随后将所述半壳流体密封地彼此连接起来。这比如能够通过材料锁合的连接过程、比如焊接或者钎焊来进行。通过将多个流体管路分段流体密封地连接，由此能够以简单的方式来构成所述温度控制装置的冷却回路。
在图5中示出了按照第一种实施例的按本发明的方法的流程图。在第一步骤ST1中确定对于所述电的蓄能单元的使用。在第二步骤ST2中判定，所述使用是在所定义的功率水平之下还是之上。如果所述使用处于所定义的功率水平之下，则在第三步骤ST3中将在所述冷却回路中所使用的流体几乎完全地输送给至少部分地用绝热件包围的流体储存容器。如果所述使用处于所定义的功率水平之上，则在第四步骤ST4中所述流体留在所述冷却回路中。所述方法能够以周期性的间隔或者基于事件地来执行、比如在切断点火时来执行。