CN105556739B - 用于调节能量***的温度的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于调节能量***(1)的温度的设备，其中，该能量***(1)具有至少一个能量单元(10)和用于控制该能量单元(10)的能量输出的电子的控制单元(12)。根据本发明规定，该能量单元(10)与控制单元(12)间隔地设置，其中，在该控制单元(12)和该能量单元(10)之间形成间隔空间，从而能够禁止该能量单元(10)和该控制单元(12)之间的热量传输。

Description

用于调节能量***的温度的设备
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的上位概念的一种用于调节能量***的温度的设备。
背景技术
已知的是，将能量***用于电设备的电气化，其中该能量***具有至少一个能量单元。其中该至少一个能量单元能够与至少一个其他的能量单元串联或者并联连接，由此能够实现能量***的更高的能量输出。在此能量***的能量输出由电子的控制单元控制。其中通过该电子的控制单元能够将这些能量单元可控制地串联连接或者以并联电路连接。此外该电子的控制单元还用于稳定能量***的量取电压。此外该电子的控制单元还能够用于限制能量***的电流。为了控制能量单元的功率输出由电子控制单元能够实现的所有措施会造成控制单元的热量输出。因为电子的控制单元和至少一个能量单元一起构建，因此可能出现电子的控制单元到能量单元的不期望的热量传递。其中该从电子的控制单元到至少一个能量单元的热量传递能够对该能量单元的耐久性造成不利影响，尤其是当该能量单元为锂离子蓄电池时。此外从电子控制单元到能量单元的热量传递导致不良的老化过程。
发明内容
本发明的任务是，提供一种用于调节能量***的温度的设备，其中简单且可靠地构建该设备。本发明的任务尤其是通过从电子控制单元到能量单元的不受控制的热量传递提高能量单元的生命周期。
为了解决该任务提出了一种用于调节具有专利权利要求1的特征、尤其是具有特征部分的特征的能量***的温度的设备。在从属权利要求中进行优选的进一步研究。其中在说明书的权利要求书中提到的特征能够分别各自或者以组合的方式而对于本发明是重要的。
本发明公开了一种用于调节能量***的温度的设备，其中该能量***具有至少一个能量单元以及用于控制能量单元的电子的控制单元。根据本发明的规定，能量单元与控制单元间隔地布置。由此在控制单元和能量单元之间形成间隔空间，由此能量单元和控制单元之间的热量传递能够被禁止或者能够被中断。通过将电子的控制单元间隔于能量单元能够有效地进行从控制单元的能量传递，反之亦然。在理想情况下禁止热量传递能够是中断电子控制单元到能量单元的热量传递。为此能够有利地将该电子控制单元布置在与能量单元间隔2cm处，其中在电子控制单元和能量单元之间形成间隔空间并且能够用媒介空气填充该间隔空间。其中也能够想到用其他媒介，在此尤其能够采用流体。与此对应地也能够用水填充该间隔空间，在此水能够吸收电子的控制单元散发的热量并且能够通过例如泵***排出。该能量单元和电子控制单元之间的间距越大，能够禁止的从电子控制单元到能量单元的热量传递就越大。
尤其有利的是，该控制单元布置在具有至少一个壳体元件的壳体中且在该壳体元件处布置隔热元件，其中该壳体元件朝向能量单元。其中该壳体能够设置成长方体，其中该控制单元能够布置在该长方体的底部元件上。其中该隔热元件能够具有气凝胶，由此能够达到10到20W每mK的热导率。由此有效地阻止从电子控制单元到能量单元的热量传递。因此附加于处于控制单元和能量单元之间的间隔空间，能够更强地禁止从控制单元到能量单元之间的热量传递。
在一个有利的进一步研究中规定，在能量单元和控制单元之间的空间中布置隔热层。在能量单元和控制单元之间布置隔热层具有以下优点，即其简单且有效地嵌入到能量***中。从而能够在该隔热层故障的情况下简单地将其更换。此外之后在中间层中采用其他的隔热元件。从而能够自由地将隔热元件的厚度确定为直至间隔空间的宽度，其中该隔热元件能够是气凝胶或者干凝胶。
此外有利的是，该能量***具有包括温度回路的温度设备，其中该温度回路能够让流体流过且通过该流体传输热量。其中该流体能够具有水和/或空气。也可能的是，该流体具有乙二醇。由此能够将该控制单元产生的热量向能量***的外部环境输送。此外可能的是，将能量单元布置在壳体中，其中该能量单元的壳体同样具有回路，其中该流体被引入该回路中，由此一起带走的热量能够通过该流体向控制单元放出。因此能够实现对能量单元的加热。该能量单元、尤其是锂离子蓄电池，具有在20到40℃处的优化的工作点。这意味着，在能量单元低于20℃的更低温度处能量单元的容量能够降低。这能够在车辆中使用能量单元的情况下、尤其是在运行在低于0℃的冬季月份时造成不利后果。为此能够有利地将控制单元的热量通过温度回路传输，该温度回路与能量单元的回路以流体技术连接。
根据本发明同样可以想到的是，电子控制单元具有至少一个管道***且该管道***能够被流体流过。其中该管道***能够具有塑料或金属管道。其中该管道***的横截面适应相应的环境条件。其中能够将该横截面适应于控制单元的尺寸使用。该管道***能够布置在控制单元的壳体之内。其中该管道***也能够具有冷却片或者是加热片，由此由电子的控制单元产生的热量，能够有效地且极为有效地向加热片传输。其中该管道***能够具有环形的或者是方形的横截面。方形的横截面尤其适用于，将该管道***例如以粘合或焊接方法布置在控制单元的壳体上。在环形的管道横截面的情况下固定环元件能够布置在控制单元的壳体上，该控制单元能够容纳和支持环形的管道。
尤其有利的是，该温度回路与管道***流通地连接。通过连接温度回路与管道***能够由控制单元的余热加热能量单元。其中该温度回路能够具有片元件，由此热量能够有效地向能量单元发散。
可选地可以想到的是，能够通过至少一个阀控制流体从温度回路和管道***流出。其中该阀能够是电控制的，由此能够电地调节流体的流速。为此能够将该阀安装在控制单元上，其中通过现场总线、尤其是CAN总线控制该控制单元。此外能够采用至少一个传感器，该传感器能够测量温度回路和/或管道***内的流速。该传感器也能够通过控制单元连接在现场总线上。
此外有利的是，流体能够通过至少一个泵单元输送。该泵单元能够通过控制单元连接在现场总线上，其中现场总线尤其能够设计为CAN总线。该控制单元能够通过电子单元控制。其中数据能够通过现场总线从控制单元传递到控制单元或者传递到计算单元。泵单元能够如此通过温度回路和管道***传输流体，使得控制单元产生的热量能够通过流体向温度回路传输。其中该泵单元能够有利地布置在能量单元和控制单元之间的间隔空间中。由此能够得到模块化的能量***，其中能量单元、泵单元和控制单元能够构造为模块。其中控制单元和能量单元之间的间隔空间同样能够配有壳体，其中该些壳体在尺寸上能够等于控制单元的壳体。此外至少一个能量单元的壳体同样能够具有控制单元的壳体的尺寸，由此能够布置能量单元、电子控制单元的壳体和用于形成间隔空间的壳体的模块化结构。
根据一个有利的进一步研究规定，泵单元布置在能量单元和电子控制单元之间的空间中。通过将泵单元布置在该空间中能够以价格低廉的方式实现对泵单元的维护。能量单元和控制单元之间的空间能够由壳体压紧，该壳体中能够布置泵单元。为了维护该壳体能够具有门元件，通过该门元件能够从外部达到该泵单元。壳体能够以隔热的方式设计，由此能够有效避免控制单元产生的热量传输到能量单元。
结果有利的是，温度传感器布置在能量单元上和/或布置在电子单元上。温度传感器的布置用于控制能量单元或控制单元的温度。该温度传感器能够通过控制单元连接在现场总线上，由此能够与计算单元和/或其他连接在现场总线上的控制单元交换数据。其中能够想到的是，该温度传感器能够测量温度回路和/或管道***中的流体的温度。能量单元和/或控制单元能够布置在冷却面上，其中该冷却面能够冷却控制单元和/或能量单元。有利地能量单元具有壳体且控制单元具有壳体，其中这些壳体通过粘合方法和/或焊接方法布置在冷却面上。其中该冷却面具有管道元件，流体能够流过该管道元件。流过冷却面能够通过泵元件实现，其中该泵元件同样能够通过控制单元连接在现场总线上。
附图说明
本发明的其他措施和优点由以下说明书的权利要求和附图得出。其中在权利要求书和说明书中提到的特征能够各自单独地是或者以任意组合的方式是发明必须的。其中：
图1示出了根据本发明的设备的示意性结构；
图2示出了多个能量单元和一个控制单元的示意性结构，该控制单元与该些能量单元间隔地布置；
图3示出了多个能量单元的示意性结构，其与能量单元模块连接，其中该控制单元布置在壳体上且该壳体的侧面元件具有热保护元件；以及
图4示出了根据本发明的设备的示意图，其中在间隔空间中布置隔热元件。
具体实施方式
图1中示意性地示出了根据本发明的用于调节能量***1的温度的设备。在此能够将多个能量单元10、10.1、10.2和10.3电地串联和/或并联连接。其中能量单元10具有壳体15，其中每个其他的能量单元同样具有壳体。与此相应地构建能量单元块40，其中这些壳体15、15.1、15.2和15.3无缝地相互邻接。与能量单元块40间隔地布置控制单元12，由此形成了间隔空间14。其中控制单元12布置有壳体16。
图2示出了根据本发明的用于调节能量***1的温度的设备的示意图。其中该能量***1由能量单元块40构成，其通过能量单元10、10.1、10.2或10.3电的串联或者并联连接地压紧。此外该控制单元12属于能量***1，该控制单元12能够控制能量单元块40的能量输出。其中这些能量单元10、10.1、10.2和10.3分别布置在壳体中。壳体15、15.1、15.2和15.3无缝地相互邻接。其中这些壳体15、15.1、15.2和15.3一起构造具有所属的能量单元10、10.1、10.2和10.3的能量单元块40。与块40中的能量单元10、10.1、10.2和10.3间隔布置控制单元12，其中该控制单元12布置在壳体16中。通过将壳体16与能量单元块40间隔形成了间隔空间14。在该间隔空间14中布置泵单元32。通过该泵单元32能够将流体通过管道***28抽取，其中该管道***28布置在壳体16上。此外通过泵单元32能够输送液体，其中能够布置用于支撑第一泵单元32的第二泵单元32.1。其中泵单元32.1连接在温度回路26上，其中可流动地布置流体。管道***28具有温度传感器34.5，该温度传感器34.5布置在管道***28中。由此能够由该温度传感器34.5测量该管道***28内的流体的热量。同样温度回路26具有温度传感器34，由此能够测量流体的热量。其中该传感器34能够布置在温度回路26上或者布置在温度回路36中。通过布置在温度回路26中能够直接采集流体的热量。通过布置在温度回路26上该传感器34能够在故障的情况下简单地更换，而不干扰整个设备的运行。在间隔空间14中布置温度传感器34.4，通过其能够测量在该间隔空间14之内的温度。同样每个壳体15、15.1、15.2和15.3具有温度传感器34.1、34.2、34.3和34.5，由此能够测量温度。与此相应地块40中的能量单元模块化地构建，其中多个壳体15能够与布置的能量单元10一起使用。
图3中示出了根据本发明的设备的示意图。其中能量单元***1具有壳体15、15.1、15.2和15.3，其中对应地在每个壳体15、15.1、15.2和15.3内布置一个能量单元。与壳体15间隔布置壳体16，由此形成间隔空间14。在壳体16的正面上布置隔热元件20。其中该隔热元件能够具有纳米凝胶、气凝胶或者干凝胶。其中能够通过粘合方法将隔热元件布置在壳体16的正面上。其中壳体16的正面的整个面积能够构建有隔热元件。由此防止从处于壳体16中的电子控制单元到能量单元块40的能量传输的隔离。其中壳体15、15.1、15.2和15.3布置在冷却板元件42上。该冷却板元件42能够具有管道***，由此流体能够流动穿过，以冷却冷却板元件42。
图4中示出了根据本发明的设备的示意图，其中能量单元***1具有能量单元块40，该能量单元块40与壳体16间隔地布置。在壳体16内布置电子的控制单元，该电子的控制单元在运行时散发热量。其中能量单元块40通过能量单元15、15.1、15.2和15.3构成，由此通过与壳体16间隔地形成间隔空间14。在间隔空间14中布置隔热元件20，其中该隔热元件20能够具有纳米凝胶。也能够使用其他凝胶，例如气凝胶或干凝胶。通过***能够按面积构建的隔热元件20，能够禁止从处于壳体16中的电子控制单元，到能量单元块40、尤其是最近的壳体15的能量传递。其中壳体15、15.1、15.2和15.3，以及壳体16布置在冷却板元件42上。其中该冷却板元件42能够具有管道***，由此冷却剂能够流动穿过。其中冷却剂流过该管道***能够通过泵单元实现。

Claims (9)

1.一种用于调节能量***(1)的温度的设备，其中，所述能量***(1)具有至少一个能量单元(10)和用于控制所述能量单元(10)的能量输出的电子的控制单元(12)，
其特征在于，
所述能量单元(10)与所述控制单元(12)间隔地布置，其中，在所述控制单元(12)与所述能量单元(10)之间形成间隔空间(14)，从而能够禁止在所述能量单元(10)和所述控制单元(12)之间的热量传递，
所述能量***(1)包括具有温度回路(26)的温度设备(24)，其中，能够以流体流过所述温度回路(26)，并且所述流体能够传输热量。
2.根据权利要求1所述的设备，
其特征在于，
所述控制单元(12)布置在具有至少一个壳体元件(18)的壳体(16)中，并且在所述壳体元件(18)处布置隔热元件(20)，其中，所述壳体元件(18)朝向所述能量单元(10)。
3.根据权利要求1或2所述的设备，
其特征在于，
在所述能量单元(10)和所述控制单元(12)之间的空间(14)中布置隔热元件(20)。
4.根据权利要求1所述的设备，
其特征在于，
电子的控制单元(12)具有至少一个管道***(28)且能够以流体流过所述管道***(28)。
5.根据权利要求4所述的设备，
其特征在于，
所述温度回路(26)与所述管道***(28)以流体技术的方式相连接。
6.根据权利要求4所述的设备，
通过至少一个阀(30)能够控制所述流体从所述温度回路(26)和所述管道***(28)流出。
7.根据权利要求1、4-6中任一项所述的设备，
其特征在于，
所述流体能够通过至少一个泵单元(32)输送。
8.根据权利要求7所述的设备，
其特征在于，
所述泵单元(32)布置在所述能量单元(10)和电子的控制单元(12)之间的空间(14)中。
9.根据权利要求1、4-6中任一项所述的设备，
其特征在于，
在所述能量单元(10)处和/或在电子单元(12)处布置温度传感器(34)。
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