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CN106463799A - 用于电能存储器的冷却板 - Google Patents

用于电能存储器的冷却板 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于电能存储器的冷却板，其中所述冷却板具有至少两个以不可拆卸的方式相互连接的金属片和至少一个合成材料盖板，其中所连接的金属片包括至少一个借助于分隔介质鼓充的冷却通道。

Description

用于电能存储器的冷却板
技术领域
本发明涉及一种用于电能存储器的冷却板。
背景技术
由DE 102010025656 A1例如公开了一种用于机动车的电压供给的模块化的装置，其中为了冷却电化学存储单元使用了形式为冷却本体的冷却板。所述冷却本体例如借助于辊压接合（Rollbonding）或者说挤压加工来制造，其中管路走向通过激光加工或者说扁管来引入。在所述壳体的底部处设置了绝缘层，以便不降低冷却功率。
已知的现有技术的缺点在于，仅仅在电化学存储单元与所述冷却板之间使用了热绝缘并且所述冷却板不具有单独的外壳。
发明内容
与此相反，根据本发明的、具有独立权利要求的表征性的特征的处理方式具有下述优点：用于电能存储器的冷却板具有至少两个以不可拆卸的方式相互连接的金属片和至少一个合成材料盖板，其中所连接的金属片包括至少一个借助于分隔介质鼓充的冷却通道，由此实现了更好的机械稳定性。
通过所述合成材料盖板实现了附加的密封并且由此实现了更高的密封性，由此，相对于现有技术以有利的方式降低了泄露出现的可能性。
本发明的其他有利的实施方式是从属权利要求的主题。
作为用于所述金属片的材料使用铝、铝合金、铜和/或金，由此以有利的方式实现了所述冷却板与例如电能存储器之间的平坦的接触表面并且/或者实现了良好的导热性。
有利的是，所述合成材料盖板是电绝缘体，由此实现了所述冷却板相对于邻接的电能存储器的电绝缘，从而例如在故障情况下不会有电流从能量存储器通过所述冷却板和冷却管流到冷却系统并且通过电击伤害到人。
用于制造根据本发明的冷却板的方法包括以下步骤：
在第一方法步骤中，将分隔介质铺设到第一金属片的至少一个第一区域上，由此例如设置了冷却通道结构。有利的是，能够通过所选择的用于铺设所述分隔介质的方法、例如借助于压力方法来产生精细的冷却通道结构，所述冷却通道结构相对于根据现有技术的管路具有高的密封性并且/或者实现了对所述冷却通道结构的简单的改变或者说适配。
在第二方法步骤中，在所述第一金属片的第二区域与至少一个第二金属片之间形成机械上不可拆卸的连接部，其中所述第一区域通过所述分隔介质从所述机械上不可拆卸的连接部中留空，由此以有利的方式省去了例如通过激光加工实现的通道引入。
在第三方法步骤中，通过鼓充（Aufblasen）所述第一区域构造至少一个冷却通道，从而使得用于吸热的冷却介质能够穿流所述冷却通道。依赖于通过对所述第一区域的单侧或双侧的鼓充的压力和/或持续时间实现了所述冷却通道的更大的横截面，由此以有利的方式降低了压力损失并且/或者在相同的重量下实现了更大的接触面积。
在第四方法步骤中，合成材料盖板与所连接的金属片的至少一个背向所述机械上不可拆卸的连接部的面固定，由此以有利的方式实现了更好的机械稳定性并且在固定合成材料盖板的情况下在以机械上不可拆卸的方式所连接的金属片的所有侧上实现了高的密封性。
至少两个金属片之间的机械上不可拆卸的连接部借助于辊压接合和/或粘合来形成。在辊压接合过程中，金属片通过在高压下辊压而接合。在另一种实施方式中，一个金属片由不同的材料组成，在实现与另一个金属片的辊压之前。通过所述辊压接合产生了均匀的机械上不可拆卸的连接部，由此提高了机械稳定性并且降低了重量，因为使用了更薄的金属片。
将所述分隔介质印到所述金属片上，由此以有利的方式产生了精细的冷却通道结构，所述冷却通道结构相对于管路具有高的密封性并且/或者实现了对所述冷却通道结构的简单的改变。作为分隔介质，例如使用石墨、油、蜡、硅酮和/或油脂。
有利的是，为了鼓充所述第一区域使用了压缩空气，其中依赖于所述鼓充的持续时间和/或所使用的压力例如改变所述冷却通道的直径。这样例如能够在所述冷却板内制造出两种具有不同直径的不同的冷却通道结构。
所述合成材料盖板借助于夹固、超声焊接、粘合和/或旋拧与所连接的金属片的至少一个背向所述机械上不可拆卸的连接部的面固定。
对于双面的机械连接部而言，例如为了更换金属片和/或合成材料盖板，为了维修目的，所述合成材料盖板借助于夹固和/或旋拧来固定。有利的是，这在所述以机械上不可拆卸的方式连接的金属片的边缘处实现。
如果要保护所述冷却板例如免受操作影响，那么所述合成材料盖板借助于焊接、例如超声焊接和/或粘合固定在所述边缘处和/或固定在所连接的金属片的背向所述机械上不可拆卸的连接部的面上。
有利的是，根据本发明的冷却板与电能存储器例如电池单池、电池模块和/或超级电容以机械的方式例如通过旋拧、粘合、夹紧、夹固连接并且通过所述至少一个冷却通道冷却介质穿流所述冷却板。
有利的是，将根据本发明的冷却板应用于具有至少一个电能存储器例如锂离子电池、锂硫电池、锂空气电池的车辆中。
附图说明
其中：
图1a示出了用于制造根据本发明的冷却板的第一方法步骤；
图1b示出了用于制造根据本发明的冷却板的第二方法步骤；
图1c示出了根据本发明的、实施了第三和第四方法步骤的冷却板的一种实施方式的剖面图；并且
图2示出了根据本发明的冷却板的可行的第一应用方案；
图3示出了根据本发明的冷却板的可行的第二和第三应用方案。
具体实施方式
相同的附图标记在所有的附图中表示相同的装置组件。
图1a示出了第一金属片1和第二金属片2，其中在所述第一金属片1的至少一个第一区域3（1）上施涂了分隔介质并且在所述第一金属片1的第二区域3（2）上没有分隔介质。所述分隔介质在第一方法步骤中例如通过压力方法铺设到所述第一金属片1上。
在图1b中，所述第一金属片1与所述第二金属片2以机械上不可拆卸的方式相互连接，例如所述连接在第二方法步骤中通过辊压接合形成。
图1c示出了穿过所制造的冷却板10的在图1b中所划出的平面A-A的剖面图，其中在第三方法步骤中，借助于鼓充位于所述第一金属片1和所述第二金属片2的机械上不可拆卸的连接部之内的第一区域3（1）形成至少一个冷却通道6并且在第四方法步骤中将合成材料盖板4、5固定到背向所述机械上不可拆卸的连接部的面上。
图2示出了根据本发明的冷却板10的可行的第一应用方案，所述冷却板在空间上布置在两个能量存储器7（1）、7（2）、例如电池单池或电池模块之间。将合成材料盖板4、5固定到背向所述机械上不可拆卸的连接部的面上，所述合成材料盖板形成了围绕着所述金属片1、2的合成材料外壳。借助于两个冷却通道6（1）、6（2），所述冷却板10被接通到冷却回路上。
图3示出了根据本发明的冷却板10（2）的第二应用方案，所述冷却板在空间上布置在上侧上、例如布置在电池单池、电能存储器7（1）、7（2）、7（3）的连接极之间。
在图3中示出了根据本发明的冷却板10（1）的第三应用方案，所述冷却板在空间上布置在下侧上，例如作为电池单池、电能存储器7（1）、7（2）、7（3）的底板。
在另一种可行的应用方案中，所述冷却板布置在所述电能存储器7（1）、7（2）、7（3）的壳体之内。由于电绝缘的合成材料和高的密封性，根据本发明的冷却板例如能够布置在电池单池壳体之内。

Claims (10)

1.用于电能存储器的冷却板，其特征在于，所述冷却板具有至少两个以不可拆卸的方式相互连接的金属片和至少一个合成材料盖板，其中所连接的金属片包括至少一个借助于分隔介质鼓充的冷却通道。
2.按权利要求1所述的用于电能存储器的冷却板，其特征在于，作为用于所述金属片的材料使用铝、铝合金、铜和/或金。
3.按上述权利要求中任一项所述的用于电能存储器的冷却板，其特征在于，所述合成材料盖板是电绝缘体。
4.用于制造按权利要求1-3中任一项所述的冷却板的方法，其包括以下步骤：
- 将分隔介质铺设到第一金属片的至少一个第一区域上，
- 在所述第一金属片的第二区域与至少一个第二金属片之间形成机械上不可拆卸的连接部，
- 通过鼓充所述第一区域构造至少一个冷却通道，
- 将所述合成材料盖板与所连接的金属片的至少一个背向所述机械上不可拆卸的连接部的面固定。
5.按权利要求4所述的用于制造冷却板的方法，其特征在于，所述机械上不可拆卸的连接部借助于辊压接合来形成。
6.按上述权利要求4或5中任一项所述的用于制造冷却板的方法，其特征在于，将所述分隔介质印到所述金属片上。
7.按上述权利要求4-6中任一项所述的用于制造冷却板的方法，其特征在于，为了鼓充所述第一区域使用了压缩空气。
8.按上述权利要求4-7中任一项所述的用于制造冷却板的方法，其特征在于，所述合成材料盖板借助于夹固、超声焊接、粘合和/或旋拧与所连接的金属片的至少一个背向所述机械上不可拆卸的连接的面固定。
9.具有至少一个按权利要求1-3中任一项所述的冷却板的电能存储器，其特征在于，所述冷却板与电能存储器以机械的方式连接并且冷却回路的冷却介质穿流所述冷却板的所述至少一个冷却通道。
10.按权利要求1-3中任一项所述的冷却板用于车辆的应用，所述车辆包括至少一个电能存储器。
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