專利名稱：用于冷卻尤其是電動車輛的電池的裝置和具有該裝置的車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于冷卻尤其是電動車輛、混合動力或全電動類型車輛的電池的
直O(jiān)
背景技術(shù)：
裝有電動機的車輛靠電池供電，考慮其初始成本，電池的壽命是非常重要的。這些電化學(xué)電池對溫度變動非常敏感，它們通常設(shè)計為在20至40°C或甚至20至 30°C的溫度范圍內(nèi)最佳地運行。高于40°C的溫度可能提高鋰電池的性能，但也提高了它的退化速度，40°C的溫度對于確保長壽命來說已經(jīng)較高了。對于NiMH(或NiCd)類型的電池來說，高于40°C的溫度影響電池的充電能力并加速它的溫升。由于其相對大的尺寸和重量(對于提供100至150km的范圍的150至200kg的電池來說通常為15至20kWh)，這些電池的溫度緩慢升高但難于冷卻。由于熱量的產(chǎn)生與電流的平方成比例，而功率與電流成比例，所以熱量的產(chǎn)生與功率的平方成比例。電池的非常快速的充電(大約15分鐘內(nèi))可在電池中引起非常大的熱量的產(chǎn)生。在用于快速給電池充電的系統(tǒng)中，隨著車輛的使用在電池完全放電之后駕駛員可通過給電池快速充電而在同一天中數(shù)次使用車輛。在此情況下，電池的溫度將越來越高地增加，直到達到最大允許溫度，電池在電池的兩次快速充電周期之間沒有時間冷卻。從而有必要冷卻電池以保護其壽命。文獻US 5 834 132提出一種用于調(diào)節(jié)機動車輛的電池的溫度的系統(tǒng)。該系統(tǒng)提出一種在電池單元之間行進的冷卻回路，該回路由儲液器提供冷卻流體。有必要使用泵來使冷卻流體循環(huán)。流體由外部空氣借助于散熱器和與其關(guān)聯(lián)的風(fēng)扇冷卻。然而，為了確保有效冷卻，散熱器的尺寸和風(fēng)扇的容量必須相當大，外部空氣和流體之間以及電池和流體之間的溫度差相對較小。這導(dǎo)致這種系統(tǒng)具有相對大的體積和重量，此外由于大尺寸的冷卻回路、泵、散熱器和通風(fēng)設(shè)備以及由于必需的閥，該系統(tǒng)復(fù)雜且昂貴。此外，這種系統(tǒng)在連續(xù)的快速充電的情況下，由于在非常短的時間內(nèi)產(chǎn)生非常大的熱量，因此它不能足夠有效地冷卻電池。另一已知冷卻裝置使用車輛的空調(diào)系統(tǒng)來冷卻電池。該裝置安裝于R)rd Escape型的車輛，并且在圖1中概略地示出。
3
該裝置包括位于乘客艙2中的蒸發(fā)器1，該蒸發(fā)器通過兩個管道4、5連接至位于乘客艙外側(cè)的冷凝器3，該冷凝器中流動著諸如氟里昂的冷卻劑，該冷卻劑在壓縮機6中被壓縮。這兩個管道4、5連接至兩個支管道7、8，所述支管道連接至蒸發(fā)器9，該蒸發(fā)器9 冷卻封裝有電池11的殼體10的內(nèi)部。保持器12、13使調(diào)節(jié)管道4、5和7、8中的冷卻劑的流動成為可能。這種冷卻裝置的缺點在于，蒸發(fā)器9位于封裝電池的殼體10中，這增加了該殼體 10的體積并且使蒸發(fā)器9和冷卻劑支回路之間的連接變復(fù)雜，這會在需要從車輛中拆卸殼體10時產(chǎn)生問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是消除這些缺點。根據(jù)本發(fā)明，該目的通過用于冷卻機動車輛尤其是電動車輛的電池(蓄電池，電池組)的裝置實現(xiàn)，該車輛包括空調(diào)，該空調(diào)的蒸發(fā)器適合于冷卻車輛的乘客艙并容納在封罩中，該電池位于殼體內(nèi)，該裝置的特征在于，該蒸發(fā)器的封罩連接至管道，該管道的出口朝向一熱交換區(qū)域定向，該熱交換區(qū)域位于容納電池的殼體的至少一個外表面上。因此，由蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷空氣的一部分被從封裝該蒸發(fā)器的封罩中抽出并且經(jīng)由該管道被送至位于殼體的至少一個表面上的熱交換區(qū)域，這使得冷卻電池成為可能。由此，殼體不包括第二蒸發(fā)器，這使得簡化殼體的制造成為可能。在本發(fā)明的優(yōu)選形式中，所述熱交換區(qū)域包含位于所述殼體外部并且面對所述管道出口的部分，以及面對所述殼體的內(nèi)部的部分。根據(jù)本發(fā)明特別地有利實施例，所述熱交換區(qū)域由具有金屬基底的散熱器構(gòu)成， 該金屬基底的一個表面上具有朝向所述管道的出口的第一系列翅片(散熱片)，并且其相反面上具有朝向殼體的內(nèi)部的第二系列翅片。因此，第一系列翅片使通過離開管道的冷空氣冷卻散熱器成為可能，第二系列翅片則使冷卻包含于殼體中的空氣成為可能，這使有效地冷卻電池成為可能。在本實施例中，所述散熱器以密封的方式連接至面對所述管道出口定位的所述殼體的外壁。散熱器的翅片和電池之間的熱交換可通過自然空氣對流或借助于風(fēng)扇通過強制對流來實現(xiàn)。該熱交換也可借助于金屬結(jié)構(gòu)或熱管裝置通過傳導(dǎo)來實現(xiàn)。在根據(jù)本發(fā)明的裝置的改進形式中，容納電池的殼體的至少一個外壁包括至少一個活門(風(fēng)門片，volet)，該活門可以打開以將殼體內(nèi)部置于與周圍空氣連通的狀態(tài)。因此，當周圍空氣是冷的時候，所述活門可打開以通過外部冷空氣冷卻殼體的內(nèi)部，這使關(guān)閉車輛的空調(diào)成為可能，并且從而節(jié)約了能量。根據(jù)另一方面，本發(fā)明還涉及一種機動車輛，尤其是電動車輛，它包含根據(jù)本發(fā)明的冷卻裝置。在該車輛的優(yōu)選形式中，容納電池的殼體以可拆卸的方式附裝在該車輛中，這不會出現(xiàn)問題，因為該殼體不用于封裝蒸發(fā)器，并且散熱器(或所述熱交換區(qū)域)相對于空調(diào)裝置的其它部分在物理上是自由的。


本發(fā)明的其它特性和優(yōu)點將通過下面的描述顯現(xiàn)。在作為非限制性示例給出的附圖中-圖2是根據(jù)本發(fā)明的冷卻裝置的示意圖，-圖3是增強的冷卻裝置的示意圖。
具體實施例方式在圖2和3的示意圖中，與圖1的已知冷卻裝置相同的元件具有與之相同的附圖標記。相應(yīng)地，圖2、3和1中的共同的元件將不再被描述。在圖2和3中所示的實施例中，用于冷卻機動車輛尤其是電動車輛的電池11的裝置包括空調(diào)，該空調(diào)的蒸發(fā)器1適于冷卻車輛的乘客艙2，并且被容納于一封罩13中。該封罩13包括用于使冷空氣擴散至乘客艙2中的出口(未示出)。根據(jù)本發(fā)明，蒸發(fā)器1的封罩13連接至管道14，該管道的出口 1 指向熱交換區(qū)域15，該熱交換區(qū)域位于容納電池11的殼體的外表面16上。該熱交換區(qū)域15包括在殼體10的外側(cè)并且面向管道14的出口 1 定位的部分， 以及面向殼體10的內(nèi)部定位的內(nèi)部部分。在圖2和3所示的例子中，熱交換區(qū)域15由包含金屬基底17的散熱器構(gòu)成，該金屬基底在其一個表面上具有朝向管道14的出口 1 的第一系列翅片18，并在其相反面上具有朝向殼體10內(nèi)側(cè)的第二系列翅片19。散熱器15以密封方式連接至殼體10的面向管道14的出口 14a的外壁。散熱器15的翅片19和電池11之間的熱交換可通過自然對流或通過借助于風(fēng)扇的強制對流來實現(xiàn)。該熱交換也可通過散熱器15的翅片19和電池11之間的借助于金屬結(jié)構(gòu)或熱管的傳導(dǎo)來實現(xiàn)。在圖3所示的形式中，容納電池11的殼體10的一個外壁包括活門20，當外界溫度足夠低以冷卻電池11時，該活門可打開以使殼體10的內(nèi)部與周圍空氣連通。容納電池11的殼體10以可拆卸的方式附裝在例如車輛的基本位于空調(diào)封罩13 的垂直位置的地板21下面，以使管道14盡可能地短。殼體10的可拆卸的附裝不會引起特別的問題，因為在殼體10和空調(diào)的其余部分之間沒有物理連接，不像圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)中的情況?，F(xiàn)在將參考圖3解釋根據(jù)本發(fā)明的冷卻裝置的操作。當回路4、5的保持器12工作時，冷卻劑例如氟里昂流進蒸發(fā)器1，這具有冷卻乘客艙2以及將冷空氣送入管道14的效果。離開該管道的出口 14a的冷空氣冷卻散熱器15的翅片18，該散熱器的翅片19冷卻包含在殼體10中的空氣，這通過自然對流或通過借助于風(fēng)扇的強制對流冷卻電池11。該冷卻裝置因此使得防止電池溫度超過約40°C的溫度成為可能，同時使得在車輛行駛時冷卻乘客艙2成為可能。當車輛停止時，該裝置也使得在快速給電池充電的周期期間有效地冷卻電池11 成為可能。在這種情況下，使車輛的發(fā)動機運行以便驅(qū)動壓縮機6并且關(guān)閉封罩13的出口以防止不必要地冷卻乘客艙2就足夠了。當外界溫度足夠低時，可打開殼體10的活門20并關(guān)掉車輛的空調(diào)。在這種情況下，特別地，外面的空氣足夠冷以便冷卻殼體10內(nèi)部的空氣以及位于殼體10內(nèi)部的電池11。
權(quán)利要求
1.一種用于冷卻機動車輛尤其是電動車輛的電池(11)的裝置，該車輛包括空調(diào)，該空調(diào)的蒸發(fā)器⑴適于冷卻車輛的乘客艙⑵并且容納在封罩(13)中，該電池(11)位于一殼體(10)內(nèi)，該裝置的特征在于，蒸發(fā)器⑴的封罩(13)連接至管道(14)，該管道的出口 (14a)朝向一熱交換區(qū)域，該熱交換區(qū)域設(shè)置于容納電池(11)的殼體(10)的至少一個外表面(16)上。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述熱交換區(qū)域(15)包括在所述殼體(10) 外部并面向所述管道(14)的出口(14a)的部分，以及面向所述殼體(10)的內(nèi)部的部分。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述熱交換區(qū)域(15)由散熱器構(gòu)成，該散熱器包括金屬基底(17)，該金屬基底在一個面上具有朝向所述管道(14)的出口(14a)的第一系列翅片(18)，并在相反面上具有朝向所述殼體(10)的內(nèi)部的第二系列翅片(19)。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述散熱器(1 以密封方式連接至所述殼體(10)的面向所述管道(14)的出口(14a)的外壁。
5.如權(quán)利要求3或4所述的裝置，其特征在于，它包括通過散熱器(15)的翅片(19)和電池(11)之間的對流進行熱交換的熱交換裝置。
6.如權(quán)利要求3或4所述的裝置，其特征在于，它包括通過散熱器(15)的翅片(19)和電池(11)之間的傳導(dǎo)進行熱交換的熱交換裝置，該熱交換裝置包括金屬結(jié)構(gòu)或熱管。
7.如權(quán)利要求1至6之一所述的裝置，其特征在于，容納電池(11)的殼體(10)的至少一個外壁包括至少一個活門(20)，該活門能打開以使殼體(10)的內(nèi)部與周圍空氣連通。
8.一種機動車輛，尤其是電動車輛，它安裝有如權(quán)利要求1至7之一所述的冷卻裝置。
9.如權(quán)利要求8所述的機動車輛，其特征在于，容納電池(11)的殼體(10)以可拆卸的方式附裝在該車輛上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于冷卻機動車輛尤其是電動車輛的電池(11)的裝置，該車輛包括溫度調(diào)節(jié)單元，該溫度調(diào)節(jié)單元具有用于冷卻車輛的乘客艙(2)并布置在封罩(13)內(nèi)的蒸發(fā)器(1)，該電池(11)容納在殼體(10)內(nèi)。該裝置的特征在于，蒸發(fā)器(1)的封罩(13)連接至管道(14)，該管道的出口(14a)朝向位于容納電池(11)的殼體(10)的至少一個外表面(16)上的熱交換區(qū)域(15)。
文檔編號B60H1/00GK102271939SQ200980153585
公開日2011年12月7日 申請日期2009年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者F·迪比耶夫, M·奧里古奇, R·于 申請人:雷諾股份公司