[发明专利]通过聚集态变换材料的电池温度调节

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于给电池调节温度的装置（1），该装置（1）包括电池（2）和潜热蓄热器（Latentwaermespeicher）（3），该潜热蓄热器（3）可以将其聚集态从液态改变到固态并且在此也可以发出结晶热以把电池（2）加热，并且其中结晶可以通过推进力（Impuls）来触发。此外，本发明还涉及包括该装置的产品，并且涉及一种用于给电池调节温度的方法。

背景技术

常规锂离子电池的可用容量和功率受到部件的环境温度极大影响。特别是在低环境温度的情况下，因而需要在投入使用之前或者即将投入使用时将电池加热到几乎室温（即18℃到20℃）。为此，必要时结合附加的其他化学（例如铅酸）电池，单独的加热系统被加热。

将在物质结晶时释放的结晶热用于加热的原理例如由凝胶袖珍加热器（Gel-Taschenwaermer）而公知。在凝胶袖珍加热器中，结晶例如可通过可折叠的金属小板而开始。

发明内容

本发明的主题是一种用于给电池调节温度的装置（1），该装置（1）包括电池（2）和潜热蓄热器（3），该潜热蓄热器（3）可以将其聚集态从液态改变到固态并且在此发出结晶热以把电池（2）加热，而且其中结晶通过推进力来触发。

本发明的主题也是一种用于给电池调节温度的装置（1），该装置（1）包括电池（2）和潜热蓄热器（3），该潜热蓄热器（3）可以吸收电池（2）的多余的热并且在此将其聚集态从固态改变到液态而且因此使电池（2）冷却。

在本发明的一种实施形式中，该装置的特征在于，潜热蓄热器（3）是凝胶。

在本发明的一种实施形式中，该装置的特征在于，潜热蓄热器（3）位于围绕电池（1）布置的壳体（4）中。该壳体可以完全包围电池。该壳体可以仅包围电池的部分。

在另一种实施形式中，该装置的特征在于，潜热蓄热器（3）位于多个单独的围绕电池（1）布置的壳体（4）中。在一种特别的实施形式中，该装置的特征在于，潜热蓄热器（3）的聚集态的变换在单独的壳体（4）中可以彼此独立地被控制。

在另一种实施形式中，该装置的特征在于，潜热蓄热器（3）直接位于电池（1）中。

本发明的另一方面涉及一种产品，其特征在于，该产品包括根据本发明的装置。在本发明的一种特别的实施形式中，该产品是一种设备或者车辆。

本发明的另一方面涉及一种用于给电池调节温度的方法，其特征在于，电池（2）与潜热蓄热器（3）接触，并且其中电池通过如下方式被加温：潜热蓄热器（3）具有液态聚集态，并且潜热蓄热器（3）可以将其聚集态从液态改变到固态而且在此发出结晶热以把电池（2）加热，并且其中潜热蓄热器（3）的结晶通过推进力来触发，以及其中电池通过如下方式被冷却：潜热蓄热器（3）具有固态聚集态并且潜热蓄热器（3）可以吸收热而且在此将其聚集态从固态改变到液态。

本发明的另一方面涉及一种用于把电池（2）加热的方法，其特征在于，电池（2）与潜热蓄热器（3）接触，并且其中潜热蓄热器（3）具有液态聚集态，而且潜热蓄热器（3）可以将其聚集态从液态改变到固态并且在此发出结晶热以把电池（2）加热，并且其中潜热蓄热器（3）的结晶通过推进力来触发。

本发明的另一方面涉及一种用于使电池（2）冷却的方法，其特征在于，电池（2）与潜热蓄热器（3）接触，其中潜热蓄热器（3）具有固态聚集态并且潜热蓄热器（3）可以吸收热而且在此将其聚集态从固态改变到液态。

本发明利用在潜热蓄热器（3）的结晶时释放的结晶热来在低环境温度的情况下把电池（2）加热到最佳的工作温度上。释放的结晶热可以被用于把电池（2）加热到对于电池的工作而言优选的温度范围（例如18°、19°、20℃、40℃、60℃）上。优选的温度范围在这种情况下与所使用的电池化学（Zellchemie）和电池类型有关。

如果在较长服务期限之后在低温情况下要接通电池（2），则通过合适的推进力（触发器（Trigger））可以使潜热蓄热器（3）的结晶开始，于是该潜热蓄热器（3）将其所积蓄的热能量以结晶热的形式释放并且由此把电池（2）加热。

电化学电池是电化学蓄能器和能量转换器。在电化学电池放电时，所积蓄的化学能通过电化学氧化还原反应被转换成电能。原电池只能放电一次而不能被再充电。在这些电池中，在放电时的反应部分地是不可逆。而可再充电的二次电池（蓄电池）尽可能地被置于类似于新状态的充电状态中，使得从化学能到电能以及从电能到化学能的多重转换是可能的。在本申请中，术语“电池”用作电池、电化学电池和蓄电池的上位概念。