本發(fā)明涉及用于供電單元的溫度控制的溫度控制裝置以及具有至少一個這樣的溫度控制裝置的溫度控制設備。

背景技術：

用于純電動車輛和用于混合動力車輛以及燃料電池驅動的車輛的可充電電池系統(tǒng)為當前研究的主題。如今，在車輛的所述類型中鋰離子電池被優(yōu)選使用，其區(qū)別之處在于高能量密度和不夠明顯的記憶效應?？沙潆婋姵氐目煽康叵虬惭b在機動車中的各種耗電器供給電源的容量在很大程度上依賴于在電池的環(huán)境中流行的熱條件。在電池的充電方面，發(fā)生在提供電力和接收電力中的電化學過程以并非微不足道的程度依賴于電池的操作溫度。大量基于鋰離子的不同電池系統(tǒng)的調查已經示出，例如在臨界溫度以下，例如在大約0℃的范圍中，相比于更高的操作溫度由電池獲得的電能量密度強烈地下降。在臨界溫度以下，在充電期間能夠發(fā)生對鋰離子電池的額外的損害。

因此，對于所述電池-這不僅應用于基于鋰離子的所述電池，而且通常針對任何期望的可充電電池系統(tǒng)-的可靠且無故障的操作的關鍵性因素是熱的良好定義的環(huán)境條件的創(chuàng)建。這意味著，關于在正常運轉期間例如在機動車中發(fā)生的明顯的溫度波動，這些需要由熱聯(lián)接至電池的合適的溫度控制裝置來均衡。一方面，如果這假定位于允許的溫度范圍以下的值，則這樣的裝置必須能夠增加電池的相鄰區(qū)域中的環(huán)境溫度。另一方面，如果這不向上超過所述溫度區(qū)間，則必須也存在減小環(huán)境溫度的可能性。

從現(xiàn)有技術中已知能夠熱聯(lián)接至電池的各種溫度裝置，其通常包括用于增加電池溫度的加熱單元以及用于減小電池溫度的冷卻系統(tǒng)。

因此在de1020099058819a1中描述了一種用于加熱和冷卻電池的裝置，其具有制冷劑回路和至少一個電加熱元件，二者布置在共同的熱傳遞部件中。電加熱元件在此以適配和/或壓配合的方式連接至熱傳遞部件。對于該裝置，特征在于其需要較大數量的部件，所述部件在加熱過程期間也被加熱元件加熱，由于該構成，所述部件顯然增加了實際針對的電池的加熱所需的加熱輸出。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：提供一種用于供電單元的改進的溫度控制裝置，其實現(xiàn)了與該供電單元的有效的熱聯(lián)接，并且同時通過具有小數量的部件的簡單結構組成而區(qū)別。本發(fā)明的進一步的目標在于：提供一種具有至少一個這樣的溫度控制裝置的溫度控制設備。

該問題由獨立權利要求的主題解決。優(yōu)選的實施例為從屬權利要求的主題。

根據本發(fā)明的溫度控制裝置具有冷卻裝置和至少一個加熱裝置，所述冷卻裝置用于冷卻供電單元-為了簡便，待進行溫度控制的供電單元在下文中命名為“電池”，所述加熱裝置用于加熱電池。兩個裝置與待進行溫度控制的電池的熱聯(lián)接通過熱傳遞部件進行，所述熱傳遞部件分別用作(一方面)加熱裝置或冷卻裝置與(另一方面)待進行溫度控制的電池之間的熱接口。為了使整個溫度控制裝置保持盡可能小的所需的安裝空間，熱傳遞部件、加熱裝置以及冷卻裝置在堆疊方向上一個疊在另一個的頂部。這特別輔助了平坦結構的溫度控制裝置的實現(xiàn)。冷卻裝置具有至少一個用于流過制冷劑的流體路徑。因此，至少一個加熱裝置分別具有至少一個電加熱元件，優(yōu)選地具有多個電加熱元件，其布置在導電的第一接觸板與導電的第二接觸板之間。兩個接觸板用于將電加熱元件電連接至外部能源。同時，通過優(yōu)選由金屬制造的第一導電接觸板，電加熱元件與熱傳遞部件之間的熱傳遞能夠被顯著地改善，并且因此也顯著地改善了電加熱元件與電池之間的熱傳遞。

在優(yōu)選的實施例中，熱傳遞部件構成為基板，所述基板至少在背向至少一個加熱裝置的第一側具有用于與供電單元的熱聯(lián)接的基本上平坦的表面。作為基板的熱傳遞部件的結構至少導致堆疊的裝置中需要的安裝空間能夠被保持得小。這便于將用于已有的電池組電池或可充電電池的溫度控制的溫度控制裝置安裝在機動車中。

如果為溫度控制裝置配備多于只有一個加熱裝置，則證明為每個加熱裝置配備與熱傳遞部件一起劃界出外殼內部的外殼是有益的。在該外殼內部，加熱裝置的部件(因此至少兩個電接觸板)能夠布置有至少一個加熱元件。該設置便利了具有多個加熱裝置的溫度控制裝置的模塊結構，而且能夠用于只具有一個單獨的加熱裝置的溫度控制裝置。

特別方便地，外殼具有放置在第二接觸板的背向至少一個加熱元件的那側上的外殼罩。所述外殼罩方便地被從外殼罩朝向熱傳遞部件突出的外殼接口完全包圍。外殼接口轉而使其面?zhèn)染o靠熱傳遞部件的面向第一接觸板的第二側放置。

關于外殼以及接納在其中的加熱裝置的部件的在熱傳遞部件上的穩(wěn)定的緊固，對于本領域技術人員揭示了各種選項：可想到通過螺紋連接或通過粘合連接的將外殼接口和/或外殼罩緊固在熱傳遞部件上。可替代地，也可以考慮或者通過按壓或者通過夾緊而分別將外殼或外殼接口緊固在熱傳遞部件上。在后者情況下，其本身也出現(xiàn)以在熱傳遞部件上設置夾持凸耳(holdinglugs)，其將外殼向熱傳遞部件按壓。

在示例的變型中，具有兩個導電接觸板和布置在其間的加熱元件的加熱裝置也能夠在周圍注射由塑料制成的外殼。

在進一步優(yōu)選的實施例中，在熱傳遞部件的第二側能夠設置有至少一個凹槽，在所述凹槽中接納有至少一個加熱裝置。以這種方式，能夠減少由整個溫度控制裝置占據的安裝空間。同時，以這種方式，也將改善加熱裝置與熱傳遞部件之間的熱傳遞。

為了使電加熱元件和兩個導電接觸板相對于冷卻裝置電絕緣，在進一步優(yōu)選的實施例中建議使用特別是作為用于電絕緣材料的塑料材料。

在前述實施例的有益的進一步的發(fā)展中，彼此具有距離地布置的至少兩個凹槽能夠布置在熱傳遞部件的第二側，在所述凹槽中分別接納有加熱裝置。在該構思的進一步的發(fā)展中，也可想到以特定應用的方式為多個這樣的凹槽設置分別的加熱裝置。以這種方式，能夠實現(xiàn)溫度控制裝置的模塊結構，其中加熱裝置的數量能夠適于待由溫度控制裝置提供的總加熱輸出。

特別有益的，冷卻裝置也能夠接納在至少一個凹槽中。這導致了冷卻裝置與熱傳遞部件以及至少一個加熱裝置的改善的熱聯(lián)接。

根據有益的進一步的發(fā)展能夠實現(xiàn)溫度控制裝置的平坦結構，其中熱傳遞部件的第二側與冷卻裝置的背向加熱裝置的側齊平而終止。

在另一個優(yōu)選的實施例中，熱傳遞部件能夠構成為至少兩部分，并且能夠具有第一部件和至少第二部件。第一部件在此基本上構成為平板。至少一個第二部件能夠構成框架，其中至少一個凹槽構成為通孔。對于溫度控制裝置的生產，熱傳遞部件的這樣的多部分結構能夠導致明顯減少的生產成本。

在進一步的優(yōu)選實施例中，至少兩個加熱裝置的外殼罩能夠彼此緊靠地一體形成。這特別應用于使用了多個加熱裝置的實施例。以這種方式，能夠減少溫度控制裝置所需的部件數量。特別地，簡化了溫度控制裝置的組裝。

為了使電加熱元件與兩個導電接觸板相對于熱傳遞部件電絕緣，在另一個優(yōu)選的實施例中，建議在第一接觸板與熱傳遞部件之間設置電絕緣絕緣層。

特別方便地，電絕緣絕緣層能夠構成為薄膜，特別是硅酮，或者構成為電絕緣粘合劑的粘合層。兩種設置允許電絕緣層在第一接觸板組裝在熱傳遞部件上之前以簡單的方式施加在第一接觸板上，或施加在熱傳遞部件上。這導致了在溫度控制裝置的制造方面的并非微不足道的成本減少。

在另一個優(yōu)選實施例中，冷卻裝置構成為扁平管，其布置在外殼罩的背向至少一個加熱元件的側上，并且具有至少一個用于流過冷卻劑的流體通道。

為了向冷卻裝置供應冷卻劑，扁平管在背向至少一個加熱裝置的側能夠具有流體入口，所述流體入口與至少一個流體通道流體地連通以將流體引入到流體通道中。以類似的方式，也能夠在扁平管的相同側具有流體出口，所述流體出口與至少一個流體通道流體地連通以將流體從流體通道導出。

本發(fā)明還涉及一種具有至少一個所提出的溫度控制裝置的溫度控制設備。溫度控制設備還包括至少一個供電單元，所述供電單元布置在熱傳遞部件上的背向加熱裝置的側，并且與加熱裝置熱聯(lián)接。

應當理解的是，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，上述特征以及留待在下文中說明的特征不僅能夠用在分別指示的結合中，而且還能夠用在其他結合中或者單獨使用。

附圖說明

本發(fā)明的優(yōu)選示例性的實施例圖示在附圖中并且在下面的描述中進一步地說明，其中相同的附圖標記涉及相同或相似或功能上相同的部件。

分別示意性地示出有，

圖1為在縱向截面中的根據本發(fā)明的溫度控制設備的示例，

圖2為在縱向截面中的根據本發(fā)明的溫度控制裝置的示例，

圖3為在熱傳遞部件上的、俯視圖中的圖1的溫度控制裝置的變型。

具體實施方式

圖1以粗略的示意性圖示圖示了根據本發(fā)明的用于機動車的以可充電電池19形式的供電單元的溫度控制的溫度控制裝置1的示例。溫度控制裝置1包括冷卻裝置2、三個加熱裝置3以及用于冷卻裝置2和加熱裝置3與電池19的熱聯(lián)接的熱傳遞部件4。電池19與溫度控制裝置1一起形成根據本發(fā)明的溫度控制設備20。

如圖1所示，熱傳遞部件4能夠被構成為基板5，其在背向三個加熱裝置3的第一側6具有基本上平坦的表面。這使得能夠使熱傳遞部件4平坦地與電池19抵接，憑此能夠實現(xiàn)其與電池19的最優(yōu)的熱聯(lián)接。例如，熱傳遞部件4能夠由諸如金屬的導電和導熱材料制造。

冷卻裝置2、三個加熱裝置3以及熱傳遞部件4彼此熱聯(lián)接，并且在堆疊方向s上一個疊在另一個的頂部。熱傳遞部件4主要用于使電池20與冷卻裝置2或者與相應的加熱裝置3之間的熱接觸均勻。冷卻裝置2被構成為扁平管10并且包括在圖1中僅僅粗略地示意性指示的一個或若干個流體路徑9，其能夠分別地流過有制冷劑。如同樣在圖1中僅僅粗略地適應性指示的，扁平管10在背向加熱裝置3的側25能夠具有流體入口24a和流體出口24b，所述流體入口24a與至少一個流體通道流體地連通，用于將流體引入到流體通道中，所述流體出口24b與至少一個流體通道流體地連通，用于將流體從流體通道導出。

三個加熱裝置3在凹槽7中接納在熱傳遞部件4中，所述凹槽7設置在熱傳遞部件4的面向冷卻裝置2的第一側8，并且以與加熱裝置3互補的方式構成。

如圖1所示，冷卻裝置2也能夠接納在凹槽7中。在示例的方案中，冷卻裝置2布置在由三個凹槽7結合地形成的凹槽區(qū)域26中。優(yōu)選地，冷卻裝置2在凹槽7的共同的凹槽區(qū)域26中的布置以如下方式發(fā)生：熱傳遞部件4的第二側8與冷卻裝置2的背向加熱裝置3的側25齊平而終止。

在進一步的變型中，熱傳遞部件4能夠以若干部件構成?？上氲剑?，將熱傳遞部件4的關于堆疊方向s面向電池19的第一部件27a構成為平板，其在堆疊方向s上緊靠構成為框架的第二部件27b平坦地放置。在第二部件27b中，凹槽7能夠構成為通孔。這樣可選的熱傳遞部件4的兩部分構成通過分界線28在圖1中指示。

圖2現(xiàn)在通過示例的方式以細節(jié)圖示并且以沿著堆疊方向s的縱向截面示出三個加熱裝置3中的一個。加熱裝置3在圖2的示例中包括兩個電加熱元件12，其布置在導電的第一接觸板11a與導電的第二接觸板11b之間。電加熱元件12能夠是傳統(tǒng)的ptc加熱元件。針對導電的接觸板11a、11b相對于同樣導電的熱傳遞部件4的電絕緣，電絕緣絕緣層22設置在第一接觸板11a與熱傳遞部件4之間。這能夠構成為薄膜，特別是構成為硅酮薄膜，或者構成為電絕緣粘合劑的粘合層。

如圖2額外地示出的，加熱裝置3進一步也包括外殼14，其與熱傳遞部件4一起界定加熱裝置3的外殼內部13。外殼14由電絕緣材料制造，例如由塑料制造。在外殼內部13中，兩個導電的接觸板11a、11b布置有電加熱元件12。

如圖2清楚地展示的，外殼14具有外殼罩15，其在第二接觸板11b的背向電加熱元件12的側17上與后者緊靠放置。外殼罩16被外殼接口16完全包圍，所述外殼接口16從外殼罩15向熱傳遞部件4突出。外殼接口16通過其面?zhèn)?8放置在熱傳遞部件4的面向第一接觸板11a的第二側8上。外殼接口16通過螺紋連接、粘合連接或者通過壓入或者通過夾緊而能夠緊固至熱傳遞部件4。

如果多個加熱裝置3將要安裝在溫度控制裝置1中，其以本身緊靠彼此而整體地形成相應的外殼罩15，使得在加熱裝置3安裝到凹槽7期間它們能夠作為單獨的部件被插入(參閱圖1)。通過這樣的構造，共有的外殼罩能夠以外殼框架的方式實現(xiàn)。

圖3示出了圖1的溫度控制裝置1的在技術上特別優(yōu)選的實現(xiàn)形式。圖3在俯視圖中示出了沒有外殼且沒有冷卻裝置2的溫度控制裝置1的細節(jié)。在后者中，加熱裝置3的第一電接觸板11a通過第一共用的匯流條23a彼此電連接。同樣應用于第二匯流條23b，通過所述第二匯流條23b第二電接觸板11b彼此電連接。兩個匯流條23a、23b用于將電加熱元件12經由電接觸板11a、11b分別與外部電源的正極或負極連接。在圖3的示例中，電加熱元件11構成為以便為縱向形狀并且相應地沿著正交于堆疊方向s延伸的縱向方向l延伸。同樣構成為以便為縱向形狀的兩個匯流條23a、23b另一方面橫向于沿著同樣正交于堆疊方向s延伸的橫向方向r的縱向方向l延伸。換言之，縱向方向l、橫向方向r以及堆疊方向s形成笛卡爾坐標系的基礎。