蓄电池装置的制作方法

本发明涉及一种根据前述权利要求1所述的用于混合动力或电动车辆的蓄电池装置。

背景技术：

由现有技术已知用于混合动力或电动车辆的蓄电池装置。其中，多个电池单元被设置成电池模块中并布置在一个共同壳体中。为此，对电池进行温度控制以保持其功能。特别是在具有高性能密度和所需快速充电能力的蓄电池装置，高效冷却是必不可少的。通常，电池模块中的电池单元由冷却板冷却，该冷却板与各个电池单元进行传热接触。冷却板由液体冷却剂流过，从而冷却。因此，由于电池单元不与冷却剂直接传热接触，因此存在电池单元的间接冷却。由于冷却板与电池单元之间的传热表面有限，与直接冷却相比，能够实现的传热是不均匀的。这会导致蓄电池装置的性能和寿命降低。此外，从wo2017/026312a1中已知具有直接空气冷却的蓄电池装置。空气直接在电池单元周围流通，从而使电池单元被冷却。然而，由于空气的特性，直接空气冷却比液体冷却剂效率低。使用大的空气量可以减少这一缺点。不利的是，电池单元的空气冷却的概念不能轻易地转移到液体冷却剂中，并且迄今为止仅在电池单元的个别区域实现。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提出一种通用的蓄电池装置的改进的或至少替代性的实施例，该实施例克服了所描述的缺点。

根据本发明，通过独立权利要求1的主题来解决该目的。有利实施例是从属权利要求的主题。

本发明的基本思想是：通过减少蓄电池装置中的流通容积，可以用冷却液直接冷却电池单元。本发明提供了一种用于混合动力或电动车辆的蓄电池装置，该蓄电池装置包括多个电池单元，这些电池单元在堆叠方向上堆叠以形成至少一个电池块。此外，蓄电池装置包括具有至少一个部件内部的外壳，以在其中布置所述至少一个电池块。蓄电池装置还包括冷却设备，该冷却设备能够由冷却液流过，以冷却所述至少一个电池块中的电池单元。根据本发明，在相应的部件内部中的至少一个电池块可以在多侧(特别是所有侧面)上被冷却液围绕着流动，或者特别能够在多侧上被冷却液围绕着流动且特别能够至少部分地被冷却液流过，使得部件内部形成了冷却设备的可由冷却液流过的一部分。此外，蓄电池装置包括用于冷却液的至少一个通道结构，该通道结构布置在部件内部中的至少围绕所述至少一个电池块的区域内。

所述至少一个电池块布置在外壳的部件内部中，其中，限定部件内部的壳体壁和部件内部中的所述至少一个电池块被冷却液直接撞击。通过这种方式，所述至少一个电池块能够在多侧，优选在所有侧面上被有效地冷却。适当地，冷却液是介电的，从而不会对所围绕和流过的电池块的功能造成损害。在这里，通道结构体部分填充存在于部件内部的空腔，从而能够减小部件内部的冷却液的容积。因此，冷却蓄电池装置所需的容积以及因此的重量能够总体上减小。通过减轻重量，能够减少驱动混合动力或电动车辆所需的能量。此外，在维护事件中冷却液的量也会减少，从而一方面缩短了移除冷却液的维护时间，另一方面使材料和处理费用最小化。此外，蓄电池装置还具有另外的经济和生态优势。此外，能够连接未连续流过的部件内部的死区域，从而防止了冷却液在部件内部的积聚。通过所述至少一个通道结构体，能够实现部件内部中冷却液温度的均匀分布。此外，冷却液能够通过所述至少一个电池块周围的部件内部的通道结构体传导，使得冷却液能够均匀地分布在部件内部。

有利地，能够提供具有桶状容纳部分和盖的壳体。其中，所述至少一个部件内部形成在容纳部分中，并且用至少一个盖以流体密封的方式闭合。然后，在所述至少一个部件内部中的通道结构体与容纳部分或所述至少一个盖一体式地形成。其中，容纳部分和/或盖和/或通道结构体能够由塑料以注塑成型或压塑成型方法形成。

在蓄电池装置的另一种改进方案中规定，通道结构体包括彼此相对设置的两个通道壁。然后，通道壁分别布置在壳体壁与所述至少一个电池块之间的相应的部件内部中，并且该通道壁平行于堆叠方向延伸。其中，相应的壳体壁形成壳体的壁的一体的部分，该壁限制了至少一个部件内部。相应的壳体壁与相应的电池块之间的通道壁在堆叠方向上延伸并且因此在至少一个电池块中相对于各个电池单元的侧面布置。

另外能够规定，在一个通道壁中至少在某些区域中形成分配通道，而在另一通道壁中至少在某些区域中形成收集通道。分配通道和收集通道优选地通过穿过通道壁的开口流体地连接到围绕电池块的部件内部的区域。如下文将进一步解释的，分配通道和收集通道能够完全形成在相应的通道壁中或形成在某些区域中。分配通道和收集通道适当地形成在背离所述至少一个电池块的相应的通道壁中。因此，分配通道和收集通道例如能够由相应的通道壁中的凹槽形成，每个凹槽都沿堆叠方向定向，该通道通过相应的壳体壁闭合。然后，相应的开口能够从相应的凹槽通向所述至少一个电池块。通过这种方式，背离所述至少一个电池块的分配通道和收集通道能够流体地连接到围绕所述至少一个电池块的部件内部。有利地，分配通道中和收集通道中的开口能够沿堆叠方向分布，使得冷却液沿堆叠方向离开分布通道均匀分布。因此，所述至少一个电池块的各个电池单元能够独立于它们在电池块中的位置而被均匀地冷却。因此，收集通道的开口能够使冷却液均匀地排出。壳体的壁和电池块受到冷却液的直接冲击，使得从部件内部的分配通道或收集通道的任何泄漏都是无害的。因此，分配通道和收集通道到围绕电池块的部件内部的区域不需要额外密封。

有利地能够规定，分配通道形成在所述至少一个部件内部的容纳部分中的某些区域中以及所述至少一个盖中的某些区域中。另外，收集通道能够形成在所述至少一个部件内部的容纳部分中的某些区域中以及形成在所述至少一个盖中的某些区域中。通过这种方式，然后通过用盖闭合部件内部就能够完全形成分配通道和收集通道。在此前提是，在所述至少一个部件内部中的通道结构体与容纳部分或所述至少一个盖一体式地形成。特别地，通过这种有利的构造能够简化容纳部分和盖的制造。例如，这些能够由塑料以注塑成型或压塑成型方法形成。

在通道结构体的另外的改进中规定，在部件内部的两个通道壁限定用于第一部分冷却液流的第一流动路径和用于第二部分冷却液流的第二流动路径。然后，所述第一流动路径围绕电池块沿第一循环方向横向于堆叠方向从分配通道通向收集通道，并且所述第二流动路径围绕电池块沿与第一循环方向相反的第二循环方向横向于堆叠方向从分配通道通向收集通道。冷却液的两个分流的大小优选相同，使得冷却液在所述至少一个电池块的所有侧上均匀流动，优选在多侧上均匀流动，并且如果需要，电池块还能够被冷却液流过并有效地冷却。当相应的通道壁中的分配通道和收集通道通过开口流体地连接到部件内部的围绕电池块的区域时，这些通道能够在堆叠方向上均匀地分布。通过这种方式，冷却液能够从分配通道均匀地供给到所述至少一个电池块，并且因此从所述至少一个电池块均匀地供给到收集通道。

有利地，多个流体引导肋能够形成在面向所述至少一个电池块的相应的通道壁上，所述多个流体引导肋优选地横向于堆叠方向定向，并且能够引导围绕电池块的分流。如上面已经解释的，相应的通道壁面对相应的电池单元的侧面，使得流体引导肋能够在相应的电池单元的侧面上围绕电池块引导冷却液。特别地，所述至少一个电池块中的各个电池单元由此能够被有效地冷却。

为了冷却所述至少一个电池块中的各个电池单元，而不依赖于它们在所述至少一个电池块中的位置，分配通道的流动横截面在远离入口的流动方向上可以变小，和/或收集通道的流动横截面在朝向出口的流动方向上可以变大。然后，分配通道和/或收集通道为楔形或漏斗形。有利地，冷却液由此能够朝向电池块在堆叠方向上均匀地分布，而不管分配通道中的压降如何。因此，冷却液能够均匀地供给到收集通道。特别地，以这种方式能够实现围绕各个电池的均匀流动，而不依赖各个电池单元在电池块中的位置，从而有效地冷却各个电池单元。

有利地能够规定，在所述至少一个通道结构体和/或壳体上形成不能被冷却液流过的框架状加强结构。通过加强结构，能够加强通道结构体和/或壳体。在壳体和/或通道结构体上，可一体地形成具有在某些区域闭合的轮廓的至少一个排出区域，该排出区域伸入所述至少一个部件内部并从部件内部排出冷却液。例如，能够通过伸入部件内部的袋来形成排出区域，其中在袋的外部形成了加强结构。适当地，然后加强结构不能被冷却液流过，并且另外加强壳体和/或通道结构体。

本发明的另外的重要特征和优点可以从从属权利要求、附图以及通过附图从相关的附图说明中获得。

应当理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，以上提到的并且仍将在下文中解释的特征不仅能够在所述的相应组合使用，而且能够以其他组合或单独使用。

附图说明

在附图中示出了本发明的优选示例性实施例，并在下面的描述中对其进行详细说明，其中相同的附图标记表示相同或相似或功能相同的部件。

分别示意性地示出了：

图1和图2示出第一实施例中根据本发明的蓄电池装置的视图；

图3和图4示出第二实施例中根据本发明的蓄电池装置的视图；

图5示出第二实施例中的蓄电池装置的盖之一的视图。

具体实施方式

图1和图2从相对侧示出了第一实施例中的根据本发明的蓄电池装置1的视图。蓄电池装置1包括具有多个电池单元3的多个电池块2(这里仅示出一个)。电池单元3在堆叠方向4上堆叠以形成相应的电池块2，并且能够通过两个夹持带11彼此夹持，例如图3中所示。此外，蓄电池装置1包括壳体5，该壳体具有桶状容纳部分5a和多个盖5b。在容纳部分5a中形成了各个部件内部6，相应的电池块2分别布置在其中。各个部件内部6由相应的盖5b以流体密封的方式闭合。

为了冷却相应的电池块2，蓄电池装置1包括能够由冷却液流过的冷却设备7。冷却液从部件内部6的入口8经由相应的部件内部6流向部件内部6的出口9。穿过容纳部分5a中的通道开口形成入口8，并适当地从外部引入到相应的部件内部6。以相同的方式，穿过容纳部分5a中的通道开口形成出口9，并从相应的部件内部6引出到外部。因此，相应的电池块2布置在相应的部件内部6中，使得其能够由冷却液在所有侧周围流动并且被冷却液流过，并且直接受到冷却液的冲击。适当地，冷却液是介电的，使得蓄电池装置1的功能完全没有受到损害。因此，冷却装置7由能够流通的多个入口8、多个出口9和部件内部6形成。应理解的是，各个部件内部6外部的各个入口8和各个出口9以适当的方式彼此流体连接，使得蓄电池装置1的多个部件内部6能够由冷却液流过。

另外，蓄电池装置1包括多个通道结构体10(这里仅示出一个)，多个通道结构体被分配给相应的部件内部6。在蓄电池装置1的第一实施例中，相应的通道结构体10一体地形成在相应的盖5b上或与盖整体形成。穿过彼此相对设置的通道壁12a和12b形成相应的通道结构体10。通道壁12a和12b分别布置在壳体壁13a和13b与相应的电池块2之间的相应的部件内部6中，并且该通道壁平行于堆叠方向4延伸。相应的壳体壁13a和13b形成壳体5的壁13的一体的部分，其将至少一个部件内部6向外限制。因此，通道壁12a和12b面向相应的电池块2的各个电池单元3的侧面3a和3b布置。

在通道壁12a中，形成了背向相应的电池块2的开口楔形分配通道14a，该开口楔形分配通道通过外壳壁13a闭合。分配通道14a通过多个开口22a流体地连接到围绕相应电池块2的部件内部6的区域。相应地，在通道壁12b中形成了背离相应的电池块2的开口的楔形收集通道14b。该收集通道14b通过壳体壁13b闭合，并且通过开口22b流体地连接到围绕相应电池块2的部件内部6的区域。在那里，开口22a和22b沿堆叠方向4均匀地分布，使得冷却液能够从分配通道14a均匀地沿堆叠方向4排出，并且沿堆叠方向4均匀地流入到收集通道14b。通过分配通道14a和收集通道14b的楔形形状，另外使得均匀流过相应的电池块2成为可能。

在相应的部件内部6中，两个通道壁12a和12b形成用于第一部分冷却液流的第一流动路径15a和用于第二部分冷却液流的第二流动路径15b。这里，冷却液从入口8流入分配通道14a，并从开口22a流出。从这里开始，第一部分冷却液流在第一流动路径15a中流动，该第一流动路径围绕电池块2沿第一循环方向16a横向于堆叠方向4从分配通道14a通向收集通道14b。第二分流在第二流动路径15b中流动，该第二流动路径围绕电池块2沿第二循环方向16b横向于堆叠方向4从分配通道14a通向收集通道14b。在收集通道14b处，冷却液的两个分流一起通过开口22b流入收集通道14b，然后通过出口9流出部件内部6。在相应的通道壁12a和12b上，另外形成了面向相应的电池块2的多个流体引导肋17，所述多个流体引导肋横向于堆叠方向4定向，其使流体在相应的流动路径15a和15b中流通并减小了冷却液的容积。

在相应的通道结构体10上，以排出区域18的形式设计相应的通道壁12a和12b。在相应的排出区域18中，另外形成框架状的加强结构19。通过排出区域18，可将冷却液排出部件内部6，从而在部件内部6中不会产生冷却液无法流过或仅细微地流过的死区域。加强结构19在不必要地增加通道结构体10或盖5b的重量的情况下加强相应的通道壁12a和12b。在壳体5的容纳部分5a上形成另外的加强结构19，以另外对其进行加强。

图3和图4示出了第二实施例中根据本发明的蓄电池装置1的相对侧的视图。图5示出了蓄电池装置1的盖5b的视图，蓄电池块2固定在所述盖上。紧接着，分别讨论了两个实施例中的蓄电池装置1之间的区别。至于其余部分，这里所示的蓄电池装置1对应于图1和图2所示的蓄电池装置1。

这里，与蓄电池装置1的第一实施例不同，壳体5由两个容纳部分5a和多个盖5b形成。此外，分配通道14a和收集通道14b通过相应的通道壁12a和12b上的模制件20朝着相应的壳体壁13a和13b限定。通过这种方式，相应的通道壁12a和12b被细分为分配通道14a或收集通道14b和空区域21。在空区域21中的相应的模制件20上分别布置有排出区域18，该排出区域被模制在部件内部6中的相应的壳体壁13a和13b上。通过这种方式，能够减少未连续流过并且由相应的空区域21产生的死区域。适当地，相应的排出区域18的外部轮廓互补地模制到相应的空区域21。背离部件内部6的相应的排出区域18通过加强结构19加强。

总之，在根据本发明的蓄电池装置1中能够有效且均匀地冷却相应的电池块2。此外，能够排除蓄电池装置1中未连续流过的死区域，并且实现了部件内部6中冷却液温度的不均匀分布。此外，通过这种方式，能够减小蓄电池装置1中的冷却液的容积，并有利地减小其重量。