[发明专利]用于冷却电池模块的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池模块，包括壳体、至少一个设置在所述壳体中的电池、至少一个用于将冷却流体导入到壳体中的进口、至少一个用于将冷却流体从壳体中排出的出口，其中，至少一个进口可被供给借助于压缩机压缩的冷却流体。本发明还涉及一种电池模块系统和一种用于冷却至少一个设置在壳体中的电池的方法。

背景技术

电池、例如锂电池向不同的装置——例如混合动力车辆、诸如轮椅的电运行车辆、具有电辅助驱动装置的自行车、装卸车或电动工具供电。通常，多个电池被安装在一个壳体中并且由此形成电池模块。电池模块具有以下优点：电池模块可以更容易通过冷却流体冷却，并且通过多个电池模块组合成电池模块系统可以简单地实现更高的电功率。

借助作为冷却流体的循环空气对设置在壳体中的、通常圆筒状的电池进行冷却。在此，冷却方案规定或者壳体中的圆筒状电池的纯纵向或轴向入流或者纯横向或径向入流。在此，空气通过开口或者孔流入到壳体中并且再流出。为了改善电池的冷却，尤其是对于电池模块的壳体中密封包装的电池，使用被压缩的空气进行冷却，因为被压缩的空气每单位体积具有更高的质量并且由此提高冷却能力。在密封包装的电池中，通常仅仅借助被压缩的空气便足以导散由电池散发的热量。

由DE 10 2005 017 057 A1公开了一种用于设置在壳体中的电池单元的电池冷却装置。泵对空气进行压缩并且通过压力通道将空气输送到电池单元，以便冷却壳体中的电池单元。然而，空气由于压缩而被加热，从而由此不利地降低冷却能力。

发明内容

因此，本发明的任务在于，提供一种电池模块、一种电池模块系统和一种用于冷却至少一个设置在壳体中的电池的方法，所述方法至少部分地避免了由于被压缩的冷却流体的加热而引起的冷却能力降低。此外，结构耗费较低并且电池模块在制造中是廉价的。

所述任务通过电池模块解决，其包括壳体、至少一个设置在壳体中的电池、至少一个用于将冷却流体导入到壳体中的进口、至少一个用于将冷却流体从壳体中排出的出口，其中，至少一个进口可被供给借助于压缩机压缩的冷却流体，并且冷却流体可被冷却装置冷却。

只要冷却流体管路和壳体的温度高于环境的温度，则冷却流体管路和壳体向环境散发热量。冷却装置理解为将冷却流体管路和/或壳体的冷却能力提高到原有程度以上的装置，例如冷却流体管路表面上提高热量散发的特殊涂层或者增大用于热量散发的表面的散热片。冷却流体也可以在压缩之前被冷却。如果冷却流体例如是空气，则可以借助于制冷剂将空气冷却到环境空气温度以下，随后才在压缩机中对空气进行压缩。

在另一构型中，由压缩机压缩的冷却流体可被冷却。

符合目的地，冷却流体在导入到壳体中之前可被冷却装置冷却。

在另一实施方式中，冷却流体可借助于冷却装置在从压缩机通向至少一个进口的冷却流体管路中被冷却。

在一个补充的构型中，冷却装置是至少一个散热片。

特别地，至少一个散热片设置在冷却流体管路上。

在另一实施方式中，环境空气可借助于风机导引到至少一个散热片和/或冷却流体管路，以便冷却所述冷却流体管路中的冷却流体。通过主动导引环境空气，可以提高冷却流体管路和/或至少一个散热片的冷却能力。

优选地，冷却装置是制冷剂。尤其涉及车辆的空调设备的压缩制冷机，其至少部分用于冷却冷却流体。

在另一实施方式中，在尤其从压缩机通向至少一个进口的冷却流体管路上和/或所述冷却流体管路中设置有制冷机的热交换器、尤其是蒸发器。热交换器也可以设置在通向压缩机的冷却流体管路上和/或所述冷却流体管路中。

符合目的地，电池模块包括用于膨胀从至少一个出口中排出的冷却流体的膨胀机构。

在另一构型中，被压缩机压缩的冷却流体可由从膨胀机构中流出的冷却流体借助于热交换器冷却。

符合目的地，热交换器设置在从压缩机通向至少一个进口的冷却流体管路上和/或所述冷却流体管路中。

在另一构型中，给电池模块配备了调节单元，所述调节单元控制和/或调节壳体中的压力和/或至少一个电池的温度。

特别地，至少一个电池是锂电池和/或冷却流体是气体，尤其是空气。

根据本发明的电池模块系统包括至少一个以上所述的电池模块。

根据本发明的用于冷却至少一个设置在壳体中的电池的方法包括以下步骤：压缩冷却流体，将被压缩的冷却流体导入到壳体中，借助被压缩的冷却流体冷却至少一个电池，将被压缩的冷却流体从壳体中排出以及使冷却流体膨胀，其中，冷却流体被冷却。