[发明专利]温度控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种温度控制装置，并且涉及一种具有这样的温度控制装置的电池布置。

背景技术

在当前的混合动力以及电动车辆中，锂离子电池通常被用作可充电的能量储存单元。关于使用寿命和最大储能量进行了优化的电池要求针对每个电池芯的相应有效的温度控制装置，其能够特别防止电池被加热至超过最大运行温度。

在该背景之前，从现有技术中已知主动温度控制装置，其包括温度控制结构，流体形式的温度控制介质能够流过所述温度控制结构。这样的温度控制结构通常包括限定流体通道的两个温度控制板。所述温度控制结构用作热源或散热片，并且允许待进行温度控制的电池与流体之间的热交换。热交换能够由所谓帕尔帖(Peltier)元件形式的热电元件支撑，其附接在待进行温度控制的电池与温度控制板之间限定的地点。

从例如DE102012211259A1的现有技术已知描述了这样的温度控制装置。

通过这样的温度控制装置，其证明了实现耦合至温度控制装置的电池的每个电池芯中的电池芯的尽可能均匀的冷却是存在问题的。

发明内容

因此，本发明的目的为：创建一种温度控制装置的改进的实施例，其使得热耦合至温度控制装置的电池的电池芯的均匀的温度控制成为可能。而且，本发明的目的为：创建一种具有这样的温度控制装置的电池布置。

这些目的通过独立专利权利要求的主题解决。优选的实施例为从属专利权利要求的主题。

因此，本发明的基本构思是：装备具有热电元件的至少两个元件行的温度控制装置，其中至少一个元件行在电切换元件的帮助下能够可选地电接通(switched on)或电断开(switch off)。以这种方式，针对热耦合至热电元件的电池芯的温度控制，每个元件行的热电元件能够单独地激活或者去激活。

这使得能够特别地对待进行温度控制的电池芯中的所谓的热点做出反应。这些是电池芯的如下的局部外壳地带：具有局部地升高或降低的温度，并且转而需要局部地升高或降低的温度控制性能以实现电池芯的总体均匀的温度控制。

然而，能够可选地接通或关断热电元件的至少一个元件行的构思在这种情况下将其有益的效果发展到特别的程度：特别是当可控的电切换元件不仅出现在一个元件行中，而是优选地出现在已有的许多元件行中，特别优选的是出现在全部已有的元件行中时。通过增加这样的电切换元件的数量，能够可持续地改进相对于电池芯的待个别地进行温度控制的区域的可实现的灵活性。

根据本发明的用于电池的至少一个电池芯的温度控制的温度控制装置包括能够流过流体的温度控制结构，所述温度控制结构的内腔室由至少一个管壁划界。通常，这样的温度控制结构能够设计为管状，例如以扁平管的形式，使得其管壁对温度控制结构的内腔室进行划界。而且，根据本发明的温度控制装置包括至少一个热电模块，其在远离温度控制结构的内腔室的一侧被布置在温度控制结构的管壁上。热电模块包括分别具有至少两个热电元件的第一元件行和至少一个第二元件行，其中在每种情况下至少两个元件行沿着延伸方向延伸。这些由至少两个热电元件形成的元件行呈现传统帕尔帖(Peltier)元件的功能。

根据本发明，现在在至少一个元件行中设置电切换元件，其能够在关闭(closed)与打开(opened)状态之间切换。在关闭状态下，电流能够流过分配至切换元件的元件行的热电元件，在打开状态下则是不可能的。

在优选的实施例中能够实现温度控制装置的几何上特别紧凑的结构，根据该优选的实施例，元件行的热电元件基本上沿着纵向方向线性地布置，并且至少两个元件行沿着横向于纵向延伸的横向彼此相邻地布置。在该方案中，热电元件的延伸方向与纵向是相同的。在此，在第一电绝缘绝缘元件与第二电绝缘绝缘元件之间，热电模块的热电元件沿着相对于纵向且也相对于横向正交延伸的竖直方向布置。第二电绝缘绝缘元件沿着竖直方向布置在热电元件与温度控制结构的管壁之间。这样的布置几何形状使得与待进行温度控制的电池芯的改进的热接触是可能的，特别是当电池芯包括基本上扁平的外壳壁时。这能够随后沿着元件行的纵向机械地与温度控制结构的管壁接触，从而实现优化的热接触。在特别有益的实施例中，热电模块能够包括至少一个用于测量热耦合至热电模块的电池芯的温度的温度传感器。

当激活至少一个电切换元件时，这特别能够使得考虑到温度传感器测量的温度。以这种方式，能够实现电池芯的温度的闭环控制。