CN108352476B - 蓄能器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种蓄能器装置，该蓄能器装置包括壳体以及一个或多个冷却介质管道，一个或多个蓄能器单体或蓄能器单体模块被接纳在壳体中，流经冷却介质循环***的冷却介质流过所述一个或多个冷却介质管道，其中，所述一个或多个冷却介质管道(5)被集成在壳体(2)的一个或多个壁部(3)中，并以在壳体中无中断的方式从位于壳体(2)外部的输入接口(14)延伸到同样位于壳体(2)外部的排出接口(15)。

Description

蓄能器装置
技术领域
本发明涉及一种蓄能器装置，该蓄能器装置包括壳体以及一个或多个冷却介质管道，其中，一个或多个蓄能器单体或蓄能器单体模块被接纳在壳体中，通过冷却介质循环***流动的冷却介质流过该冷却介质管道。
背景技术
这种蓄能器装置例如用于机动车，以便实现电驱动。机动车可以是纯电动车或包括电驱动以及内燃机驱动的混合动力车辆。由于这种蓄能器装置通常提供几百V的电压，因此这种蓄能器装置也被称为高压电池。
因为这种蓄能器装置在运行中生热，所以需要冷却该蓄能器装置。为此使用空气或流体的冷却介质或制冷剂，例如以水-乙二醇-混合物的形式。在使用这种流体的制冷剂时，特别是在使用水-乙二醇-混合物时，由于导电性，在接纳有蓄能器单体或蓄能器单体模块的壳体内部强制避免不密封性。由于这个原因需小心注意，冷却介质管道在壳体内部的连接部完全密封。因为在不密封的情况下可能导致在蓄能器装置、即高压电池内部的短路，并伴随高火灾风险。因此以高成本运行以保证管道连接的密封性，但是也不能完全排除问题。
发明内容
因此本发明的目的是，提供一种就此改进的蓄能器装置。
在开头所述类型的蓄能器装置中为了实现上述目的根据本发明提出，所述一个或多个冷却介质管道被集成/内置在壳体的一个或多个壁部中，并以在壳体中无中断的方式从位于壳体外部的输入接口流向同样位于壳体外部的排出接口。
在根据本发明的蓄能器装置中，所有的管道连接部都设置在封闭的壳体的外部，从而在壳体内部不会出现不密封性。另外，所述一个或多个冷却介质管道被集成在壳体的一个或多个壁部中，即形成壳体的固定的、不可分割的组成部分，从而也排除了可能在冷却介质管道本身的长度上的泄漏。因此所采取的涉及连接部位的密封的特别的预防措施不用超过正常程度，这是因为在壳体内部本来就排除了泄漏。因此也极为有效地避免了由此可能导致的困难、如短路等。
根据本发明的第一另选方案可以提出，所述一个或多个冷却介质管道由管形成，这些管完全嵌入所述一个或多个壁部中。根据一个或多个壁部的材料的不同，管可以是塑料管或金属管。如果壳体壁由塑料制成，则可以使用塑料管和金属管，该塑料管或金属管在相应的浇铸或注塑过程中完全嵌入由塑料制成的壁部中。如在形成高压电池壳体时常见的，如果一个或多个壁部由金属制成，则同样使用相应的金属管，该金属管例如被浇铸在壁部材料中。
根据本发明的第一变型，管可以U形地在壁部中延伸并仅在一侧通入该壁部中，其中，一个管端部形成输入接口，另一个管端部形成排出接口，其中，两个——优选相邻的——管的管端部通过布置在壳体外部的连接管件彼此连接。所有的管端部也就都在公共的壁部侧通入，其中，管基本上平行于另外的壁部侧延伸，在另外的壁部侧处管经过U形的弯曲部再次返回。连接管件因此仅设置在一个壁部侧处，其中，各个管端部蜿蜒地通过连接管件彼此连接，从而在壁部内部形成蜿蜒的冷却盘绕管。连接管件可以由金属或塑料制成，其中，连接管件非强制性地由与嵌入在壁部中的管相同的材料制成。
根据本发明的第二变型另选地可以提出，管直线地在壁部中延伸并在两侧通入该壁部中，其中，一个管端部形成输入接口，另一个管端部形成排出接口，其中，两个——优选相邻的——管的管端部通过布置在壳体外部的连接管件彼此连接。在此，所有的管仅直线地在相应的壁部的内部延伸并在两侧通入，从而在两个壁部侧布置相应的连接管件。这些连接管件彼此错位地定位以形成蜿蜒地延伸的冷却盘绕管。每个连接管将第一管的管端部例如与相邻的管的相邻的管端部连接，其中，一个管端部形成排出接口，另一个管端部形成输入接口，从而从一个管中流出的冷却介质可以通过连接管流入另一个管端部中。在相对的壁部侧通过连接管件实现相应继续引导的连接部，从而得到冷却盘绕管。
相对于使用单独的管——这些单独的管被浇铸或嵌入到壁部材料中——的情况另选的是，也可以设想，借助于带有一个或多个空腔的挤压型材件形成壁部，其中，所述一个或多个空腔形成冷却介质管道。根据本发明的这个设计方案，为了形成冷却壁而使用挤压型材件，即具有可供冷却介质流过的一个或多个空腔的板形挤压型材件。与设有管的壁部的设计方案类似，当然仅需要借助于挤压型材件来形成那些应该被冷却的壁部。挤压型材件也可以是由塑料或金属制成的挤压型材件，其中，特别是对于高压电池为保证足够的壳体稳定性而使用金属的挤压型材件。
由制造工艺决定，空腔直线地穿过挤压型材件延伸，空腔也就终止在两个壁部侧，其中，一个空腔端部在此形成输入接口，另一空腔端部形成排出接口。另一方面，两个空腔的空腔端部通过布置在壳体外部的连接管件彼此连接，从而在使用这种挤压型材件时可以形成蜿蜒地穿过壁部延伸的冷却介质盘绕管。作为连接管件在此也可以使用由塑料或金属制成的连接管件，其中，连接管件的材料类型也可以与挤压型材件的材料类型不同。
为了形成较大的蓄能器装置通常使用具有多个平面/层面的壳体，在这些平面中分别布置有一个或多个蓄能器单体或蓄能器单体模块。根据本发明在每个平面中都设有一个或多个冷却介质管道，所述一个或多个冷却介质管道也在壳体外部借助于冷却介质循环***彼此连接。就是说，最终每个平面都由至少一个例如具有被浇铸的管的壁部或由挤压型材件形成，从而得到相应的特定于平面的冷却平面。这些壁部以其冷却盘绕管共同地连接至冷却介质循环***中，其中，相应的冷却介质分配部同样也设置在壳体外部，通过该冷却介质分配部将流过下方平面的、要被引向位于其上方的平面的冷却介质在平面之间分配，从而用于在平面之间进行冷却介质分配的连接部位全部位于壳体外部。
附图说明
从下面描述的实施例以及借助附图得到本发明的其它优点和细节。在此示出：
图1示出打开的蓄能器装置连同冷却介质循环***的原理图，
图2示出图1的蓄能器装置的壳体的可冷却的壁部的俯视图，
图3示出图2的壁部的部分透视图，
图4示出根据第二实施形式的蓄能器装置的壳体的可冷却的壁部的俯视图，
图5示出第三实施形式的可冷却的壁部的透视图，和
图6示出具有多个平面的蓄能器装置的原理图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的蓄能器装置1的原理图，该蓄能器装置在此为了说明的目的而被打开地示出。蓄能器装置包括具有多个壁部3的壳体2，这些壁部优选由金属制成。在壳体2的内部布置并相应地连接多个蓄能器单体或蓄能器单体模块4。蓄能器装置1例如是用于机动车的高压电池。
壁部3之一——在示出的示例中是底壁——可以主动冷却，为此冷却介质管道5被集成在壁部中。蓄能器单体或蓄能器单体模块4与这个可冷却的底壁3热连接。冷却介质管道5在壁部3中无中断地延伸，即没有任何与另外的冷却介质管道部件之间的连接元件或耦合元件，冷却介质管道从输入接口延伸至排出接口，输入接口和排出接口都位于壳体2外部。在示出的示例中示出这种输入接口6，冷却介质循环***9的另一冷却介质管道8通过连接元件7连接在该输入接口6上，从冷却介质循环***一侧额外地示出泵10。由于冷却介质管道本身不在壳体内部延伸，并在壳体内部也没有任何的连接部位，所以在壳体内部排除了冷却介质的泄漏。
图2示出这种壁部3的实施形式的第一原理图。图3还示出壁部3的透视图。壁部3如上所述是金属体11，在示出的示例中在该金属体中通过嵌入的、由金属制成的管12形成冷却介质管道5。每个管12直线地穿过壁部3、即穿过金属体11延伸，管如图2所示彼此平行地设置。为了制造壁部3，管被放置在相应的铸模中并随后利用形成金属体11的金属包封浇铸，从而得到具有集成的管的稳定的壁部3。还可以设想由两个金属板制成的夹层结构，在这两个金属板之间固定地铺设有或布置有管12。
在示出的示例中，管12略微超出壁部的相应的端侧伸出，管也可以在那里齐平地闭合。在示出的实施例中，两个位于外侧的管12与冷却介质循环***9的相应的冷却介质管道8连接。可以认为，冷却介质如通过两个指向泵或从泵10引出的箭头所示的方式循环。在左侧示出的管12因此具有输入接口14并相对地具有排出接口15。相邻的管12在这侧具有输入接口14并在相对侧具有排出接口15。各个输入接口14和排出接口15通过同样布置在壳体2外部的连接管件16彼此连接，其中，强制性地分别将排出接口15与输入接口14连接。以这种方式可以实现蜿蜒形式的冷却盘绕形状或冷却管道结构。管12与连接管16的每个连接部当然可以通过相应的连接部件或密封部件7实现以及相应地密封。
图4示出壁部3的另选的实施形式，该壁部同样包括金属体11，在该金属体中嵌入或铸入独立的管12的形式的冷却介质管道5，这些管在此然而被弯曲成U形。在此，输入接口14和排出接口15都位于共同的一侧上，如图4清晰地示出。由金属、优选钢制成的管12嵌入金属体11中，从而在壳体内部不存在任何的连接部段，而是通过相应的连接元件7实现的所有的连接部都设置在壳体外部。可以看到在此需要的连接管件16少很多，这是因为相应的转弯部通过U形的管12本身形成。
代替使用一个或多个包括带有铸入金属管12的金属体11的壁部，还可以设想，为了形成壁部3使用板形的挤压型材件17，如在图5中示出。这种板形的挤压型材件17具有一排空腔18，可以将其中的一部分或所有的空腔作为冷却介质管道5使用。在示出的示例中规定，将每隔一个空腔18用作冷却介质管道。空腔18直线地延伸并平行地从挤压型材件的一侧延伸至相对侧，该空腔通过相应的连接管件(未在图5中详细示出)彼此连接。在图5中通过不同的符号示出相应的流动方向。“●”符号定义流入空腔中的流动方向，就是说，在那里提供输入接口，而“○”符号定义相反的流动方向并进而在那里提供排出接口。连接管件又通过相应的连接元件或密封元件密封地连接在该空腔上。
虽然在图5中示例性示出三角形的空腔，但是当然也可以实现其它的空腔横截面形状、例如方形或圆形等。
虽然在图1中的原理图中仅可以主动地冷却一个壁部3，但是当然也可以设想，以这种方式构成多个壁部。这可以实现主动地从多侧进行壳体冷却。
图6最后示出蓄能器装置1，包括较大的壳体2，该较大的壳体又包括多个壁部，其中，在此设有中间壁3，通过该中间壁将壳体2分为两个壳体部分2a和2b，从而得到两个平面，在这两个平面上可以接纳蓄能器单体或蓄能器单体模块4。在示出的示例中，在壳体部分2a、2b中示出相应的蓄能器单体或蓄能器单体模块4。用于放置蓄能器单体或蓄能器单体模块的相应的壁部3特别是以上面描述的实施形式之一的方式形成为可主动冷却的壁部，该壁部也就具有冷却介质管道5。
还示出设置在壳体外部的、具有泵10的冷却介质循环***9，该泵在可能情况下还通向更远地铺设在机动车中的冷却介质管道或与该冷却介质管道连接。冷却介质循环***9在此包括附加的冷却介质分配部19，该冷却介质分配部实现了将冷却介质在两个平面之间、即在下方的壁部3和上方的壁部3之间或上、下壁部的冷却介质管道5之间分配。例如该冷却介质分配部是附加的连接管或类似部件，可能具有集成的冷却介质容器，通过该连接管将下方平面的壁部3的结束侧的排出接口与上方平面的壁部3的开始侧的输入接口连接。在任何情况下都可以通过这种冷却介质分配部19在平面之间分配冷却介质，从而仅在一个部位上馈入冷却介质，并在另一部位上重新排出冷却介质。在此，连接部件或密封部件7也全部被布置在壳体外部。
蓄能器装置1还可以具有多个这种壳体部分，因此也就还具有多个平面，从而也可以设置多个可主动冷却的壁部。在此要指出，可主动冷却的壁部不必须强制性地是壳体的外壁，而壁部也可以设计为位于壳体内部的壁部，利用该壁部在单侧或在两侧使蓄能器单体或蓄能器单体模块热耦合。

Claims (5)

1.一种蓄能器装置，该蓄能器装置包括壳体以及一个或多个冷却介质管道，一个或多个蓄能器单体或蓄能器单体模块被接纳在壳体中，流经冷却介质循环***的冷却介质流过所述一个或多个冷却介质管道，其特征在于，所述一个或多个冷却介质管道(5)被集成在壳体(2)的一个或多个壁部(3)中，并以在壳体中无中断的方式从位于壳体(2)外部的输入接口(14)延伸到同样位于壳体(2)外部的排出接口(15)，壁部借助于带有一个或多个空腔(18)的挤压型材件(17)形成，其中，所述一个或多个空腔(18)形成冷却介质管道(5)，空腔(18)直线地在挤压型材件(17)中延伸，一个空腔端部形成输入接口(14)，另一个空腔端部形成排出接口(15)，其中，两个空腔(18)的空腔端部通过布置在壳体(2)外部的连接管件(16)彼此连接。
2.根据权利要求1所述的蓄能器装置，其特征在于，所述一个或多个冷却介质管道(5)由管(12)形成，所述管完全嵌入所述一个或多个壁部(3)中。
3.根据权利要求2所述的蓄能器装置，其特征在于，管(12)在壁部(3)中U形地延伸并仅在一侧通入壁部中，其中，一个管端部形成输入接口(14)，另一个管端部形成排出接口(15)，其中，两个管(12)的管端部通过布置在壳体(2)外部的连接管件(16)彼此连接。
4.根据权利要求2所述的蓄能器装置，其特征在于，管(12)在壁部(3)中直线地延伸并在两侧通入壁部中，其中，一个管端部形成输入接口(14)，另一个管端部形成排出接口(15)，其中，两个管的管端部通过布置在壳体(2)外部的连接管件(16)彼此连接。
5.根据前述权利要求中任一项所述的蓄能器装置，其特征在于，壳体(2)具有多个平面，在所述多个平面中分别布置有一个或多个蓄能器单体或蓄能器单体模块(4)，其中，在每个平面中都设有一个或多个冷却介质管道(5)，所述一个或多个冷却介质管道在壳体(2)外部通过冷却介质循环***彼此连接。
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