借助介电流体调节电气元件的温度的装置的制作方法

1.本发明涉及一种使用介电流体来调节电池或其他待冷却和/或加热的电气元件的温度的装置，以及包括所述装置的电池。本发明尤其旨在装备机动车辆，尤其是具有电驱动或混合驱动的机动车辆。


背景技术：

2.随着以电动车辆为代表的市场份额持续增长，冷却/加热它们所配备的电池组的问题变得具有战略重要性。目标是尽可能设计出性能最佳、最高效、最经济的电池热管理装置。
3.为了满足冷却/加热电池的需要，通常使用“热交换器”,该热交换器包括具有冷却液体流通的冷板，该板与待冷却的电池单元接触。这种技术会导致电池冷却不均匀，从而限制电池寿命和性能。由于冷却液体和电池单元之间的材料厚度，这些装置还表现出相对较高的热阻。
4.解决这些问题的一个建议方案是将构成电池的电池单元浸入介电传热流体中。这种浸入可以通过流体流通或在涉及相变的静态条件下实现。
5.从热的观点来看，这两种技术表现良好，特别是由于液体和电池单元之间建立的直接接触，但是具有使用大量电介质液体、从而增加了电池组的成本和重量的缺点。
6.为了克服这一缺点，用介电流体喷洒电池单元的介电流体回路是已知的。然而，车辆的倾斜会阻止电介质流体被正确地输送到电介质流体泵。


技术实现要素：

7.本发明旨在通过提出一种用于调节能够变热的电气元件的温度的装置来解决这些问题，所述装置包括介电流体回路，所述回路包括用于使用所述介电流体喷洒所述元件的表面的喷洒器件以及介电流体储存器，其特征在于,储存器包括主容积部和辅助容积部，所述主容积部用于容纳能够变热的所述电气元件，所述辅助容积部用于储存介电流体的，所述辅助容积部与所述喷洒器件流体连接，所述辅助容积部相对于所述主容积部至少部分地位于外围。
8.该装置还可包括单独考虑或以任何技术上可能的组合考虑的下列特征中的任何一个：
[0009]-所述辅助容积部至少部分围绕主容积部；
[0010]-所述辅助容积部包括流体连接到所述泵的介电流体出口孔；
[0011]-所述辅助容积部被构造成使得在装置相对于水平面倾斜15
°
的任何位置，如果辅助容积部填充有介电流体，则辅助容积部的介电流体出口孔被浸没；
[0012]-主容积部(12)由第一围绕部界定；
[0013]-辅助容积部(14)由与第一围绕部分开的第二围绕部界定；
[0014]-第二围绕部至少部分地围绕第一围绕部；
[0015]-第一围绕部由第一外围壁形成，第二围绕部由至少部分围绕第一壁延伸的第二壁形成；
[0016]-第一壁和第二壁一起界定所述辅助容积部；
[0017]-该装置包括用于从辅助容积部向所述喷洒器件泵送介电流体的泵；
[0018]-所述装置包括至少一个电磁阀，用于打开/关闭所述辅助容积部和所述泵之间的流体连接；
[0019]-所述装置包括用于从所述主容积部向所述辅助容积部供给介电流体的提升泵；
[0020]-喷洒器件包括喷洒喷嘴；
[0021]-喷洒喷嘴由喷洒孔确定；
[0022]-所述电气元件是储能电池单元；
[0023]-所述电池单元包括主体，电联接连接器位于主体的上部面上；
[0024]-所述电池包括面向电池单元的所述上部面定位的冷凝板；
[0025]-该装置包括用于调节冷凝板的温度的器件；
[0026]-冷凝板限定了用于使传热液体在冷凝板中通过的回路。
[0027]
本发明的另一个主题是一种包括密封封闭主体的电池，所述主体包括能够加热的所述电气元件和如上所述的用于调节所述电气元件的温度的装置。
[0028]
电池也可包括单独考虑或以任何技术上可能的组合考虑的下列特征中的任何一个：
[0029]-电池包括多个模块，每个模块包括多个能量存储电池单元；
[0030]-电池对于每个模块包括一个热调节装置，特别是每个模块一个泵；
[0031]-电池包括用于多个模块(例如用于所有模块)的公共装置和公共泵，每个模块包括如上所述的介电流体储存器。
[0032]
本发明的另一个主题是一种电气系统，包括所述电池、用于测量所述装置的倾斜度的器件和控制器。
[0033]
电气系统还可包括单独考虑或以任何技术上可能的组合考虑的以下特征中的任何一个：
[0034]-该装置包括用于打开/关闭所述辅助容积部和所述泵之间的流体连接的电磁阀，以及用于基于倾斜度测量来控制电磁阀的控制器；
[0035]-该装置包括具有与所述泵相同特征的附加泵，用于将介电流体泵向喷洒器件，这两个泵设置有止回阀；
[0036]-控制器基于倾斜度测量来控制一个或另一个泵。
附图说明
[0037]
通过阅读以下以非限制性示例的方式进行的描述并参考附图，将更好地理解本发明，并且本发明的其他细节、特征和优点将变得更加显而易见。在附图中：
[0038]
图1示出了处于水平位置的根据本发明一个实施例的用于热调节电池的装置的透视图；
[0039]
图2是图1的局部放大图；
[0040]
图3是处于倾斜位置的图1的截面示意图；
[0041]
图4是类似于图3的视图，向相反方向倾斜。
具体实施方式
[0042]
图1示出了用于调节电池4的温度的装置2，该装置包括多个能量存储电池单元6。然而，作为一种变型，它包括待冷却的任何其他电气元件。
[0043]
该装置包括用于冷却或加热单元6的介电流体回路。
[0044]
该回路包括：喷洒器件8，用于使用所述介电流体喷洒电池单元6的表面；介电流体储存器10；以及用于将介电流体泵向所述喷洒器件8的泵(未示出)。
[0045]
介电流体以液相或两相混合物喷洒。电介质从电池单元的表面的蒸发冷却了电池单元并蒸发了介电流体。为了节省介电流体，储存器中介电流体的体积最多为储存器的容积的20％，优选最多为10％。
[0046]
介电流体被冷却，并因此被布置在电池单元6上方的板状冷凝器11冷凝。该板在其内部界定了制冷剂回路，该制冷剂回路通过管道连接到外部制冷剂回路，但是作为一种变型，该板可以是适于冷却介电流体并因此将其冷凝以回收到储存器10中的任何类型。
[0047]
储存器10包括用于容纳能量存储电池单元6的主容积部12和用于存储介电流体的辅助容积部14。
[0048]
主容积部12由第一围绕部界定，第一围绕部由第一外围壁形成。
[0049]
辅助容积部14由围绕第一围绕部的第二围绕部界定，位于第一壁和围绕第一壁延伸的第二壁之间。
[0050]
因此，辅助容积部围绕主容积部在外围延伸。
[0051]
辅助容积部的高度至少在主容积部的整个高度上延伸。因此，它至少部分地处于相同的水平高度。
[0052]
相比之下，辅助容积部的尺寸比主容积部的尺寸小得多，具体地说是其宽度，在这种情况下是在第一壁和第二壁之间测量的宽度，并且与第一壁的两个面对侧之间的主容积部的宽度相比。
[0053]
通常，辅助容积部在水平面上的尺寸小于主容积部的同一尺寸。
[0054]
由于其尺寸减小，即使在车辆倾斜的情况下，辅助容积部也能在其中保持足够量的介电流体，以供应泵一段时间。
[0055]
此外，其外围布置确保至少部分辅助容积部在例如恒定倾斜度的情况下供应介电流体。辅助容积部的孔例如设有止回阀，以避免供给泵的导管在装置倾斜的影响下排空。即使在很长的倾斜持续时间内，泵也能保持持续被供应。
[0056]
为此，通常，辅助容积部的至少一个辅助尺寸至多等于主容积部的同一尺寸的1/2，优选至多等于1/3。
[0057]
辅助容积部因此被构造成使得在装置相对于水平面倾斜15
°
的任何位置，电介质流体出口孔都被浸没。
[0058]
在这种情况下，辅助容积部14具有平行六面体形状，但是作为变型，它可以是任何合适的类型。
[0059]
该泵例如直接连接到容积部14，没有中间导管。为此，泵具有与辅助容积部的出口孔接触的入口孔，但是作为变型，两者之间的这种流体连接可以是任何合适的类型。
[0060]
作为变型，提升泵连接到主容积部12的低点。因此，该变型使得可以回收主容积部的该另一部分中的介电流体，并将介电流体向辅助容积部14输送。
[0061]
在所有的实施例中，例如，提供了联接到倾斜度检测器件的电磁阀。因此，可以关闭没有供应流体的导管。
[0062]
同样，在所有实施例中，电池可以包括多个模块，每个模块包括多个能量存储电池单元。
[0063]
设想了两种解决方案:
[0064]-电池对于每个模块包括一个热调节装置，特别是每个模块一个泵；
[0065]-电池包括用于多个模块(例如用于所有模块)的公共装置和公共泵，每个模块包括如上所述的介电流体储存器。