专利名称：用于能量储存器的热交换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于能量储存器的热交换器，它安装在汽车上， 尤其是安装在混合动力汽车上。所谓的混合动力汽车就是在其中组合 了不同的驱动形式的汽车，通常是进行内燃机与电机的组合。
背景技术：
电机通常用作启动器/发电机和/或电驱动装置。作为发电机，它 能使制动能量得以再生，也就是说，通过发电机将汽车的动能转换成 电能，并储存起来。启动器的作用是启动内燃机。电机作为附加驱动 来使用，可以产生一个额外的扭矩，例如用于汽车加速或用于汽车的 纯电动驱动。此外，混合动力汽车还具有至少一个控制能量流的电子 模块和一个能量储存器。
能量储存器由一个能量储存电池的串联电路和其它的电子元件组 成。通常，能量储存电池通常和控制电子模块一起安装在汽车内的一 个封闭的壳体内。为了排放出能量储存电池中可能逸出的气体，壳体 上设有特定的通孔或不密封的地方。在混合驱动中的电机的高功率还 会在能量储存器中产生大量需要排出的损耗热，它们通过安装在能量 储存电池之间的热交换器有针对性地向外传输，和/或通过环流空气导 出。
这种设计的缺点是，特别是在乘客舱外安装能量储存器时，很难 布置故障时从能量储存电池中逸出的气体的排放管道，因为一方面在 此要求壳体的密封度要高，以使电池远离脏物和潮湿，另一方面壳体 还必须具有一定的不密封性，来排出气体和/或可能产生的冷凝水。所 要求的密封性和所要求的排出不希望存在的气体或液体的不密封性相 互矛盾。
另外一个缺点是至今为止能量储存器通常设置在能量储存电池之
间，用于排出损耗热，如它在DE卯11893U1中示出的那样。使用这 种布置，能量储存器的体积增大，由于机动车内的位置越来越缺乏， 这特别是在安装在机动车内部时是不理想的。不用热交换器，而只用 环流空气来冷却，由于能量储存电池中的损耗热太大，空气冷却无法 满足需要，因此无法考虑。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术中上述的两种缺陷，并提供一 种紧凑型能量存储器，它的壳体可以满足布置在乘客舱外所需的密封 性，同时可以排方文出故障时逸出的气体和/或液体。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案热交换器至少部分地 构成至少一个壳体侧面，并且热交换器具有通孔，能量储存电池的安 全卸压孔通过这些通孔与壳体的周围环境相连。
按照本发明的技术方案，在通过整合了壳体的多个功能在减少了 零件数量的同时，扩展了热交换器的功能。
热交换器被设计为壳体的承载部分，这样一方面可以节省壳体壁， 另一方面也可以省去布置在壳体内的热交换器。这不仅有助于减少能 量储存器的零件数量，而且使结构更紧凑，因为去掉布置在能量储存 电池的间隙的热交换器，使能量储存电池彼此之间的能够设置更紧密。 此外也减少了安装费用。
热交换器中的通孔可以在必要的情况下将从能量储存电池的安全 卸压孔中逸出的气体排到周围环境中。当能量储存电池的安全卸压孔 打开时，逸出的气体通过热交换器中的通孔有针对性地向外排出，从 而阻止了在储存器内部形成具有爆炸危险的无控制的超压，并且阻止 了额外安装的电子元件的损坏。出于这个原因，壳体可以完全密封起 来，从而进一步减小能量储存电池或电子单元被进入壳体的脏物或液 体弄脏的危险。可以省去现有技术中常见的设定的通孔或不密封性。
能量储存电池最好固定在热交换器上，这样热交换器不仅接受从 能量储存电池散发出的热辐射，而且还可以直接从能量储存电池向热 交换器进行热传递。能量储存电池的固定可以间接通过嵌入固定在热交换器上的壳体来实现，或者也可以借助最好具有高导热和/或电绝缘 的浇注材料来实现。
在优选的设计方案中，安全卸压孔布置在能量储存电池的一个轴 向端部，并且能量储存电池固定在热交换器上，使得安全卸压孔直接 位于热交换器上的通孔处。这样，从能量储存电池逸出的气体直接从 安全卸压孔排到周围环境中，而不再需要例如先到壳体内部，再通过 软管或管道连接向外导引。这样就减少了安装费用和产生故障的可能 性。
通孔最好小于能量储存电池的直径，这样就只是能量储存电池上 设有安全卸压孔的轴向端部与周围环境相连。能量储存电池的表面与 热交换器之间的密封无论从内部还是外部都保证周围环境的空气无法 通过开口进入壳体的内部。
因为控制能量储存器的能量流的电子模块需要的环境条件与能量 储存电池需要的类似，即污染尽量少和热量排放尽量多，所以要求同 样将电子模块放置到壳体内部并与热交换器相连接。
另外也可以设计为，能量储存电池整体浇铸到浇注材料中。这样 方法的好处是，能量储存电池上最冷的部位是电池的与热交换器相连 的底面。因为冷凝水总是在最冷的地方形成，所以这样就使露点，即
空气冷凝的温度范围，转移到电池的底面上；最好是在通过通孔与周 围环境相连的区域内。因为这个区域远离敏感的电子元件，它们防止 接触到冷凝水。
热交换器的冷却介质最好是流经过热交换器的冷却液。作为冷却 介质可以考虑使用空气，然而因为它的吸热能力较小不太适合高的损 耗热。借助现有技术中已使用的膨胀气体或液体来冷却，用本发明中 的热交换器也是可能的；然而它们的实现比纯液体冷却要麻烦，因此 优选液体冷却。
下面通过借助所附的图来详细说明本发明的其它特征、优点和有 利的构造。
附图为
图1 能量储存电池在本发明热交换器上的布置； 图2按照图l的布置，示出热交换器的通孔； 图3 带有电子模块的布置； 图4 封闭的能量储存器。
具体实施例方式
图1所示为在本发明热交换器1上的能量储存电池2的布置。能 量储存电池2固定在热交换器l上，并与它热传导连接。能量储存电 池在背离电极8的侧面进行固定，这个侧面具有安全卸压孔5(如图2 所示)。为了有助于能量储存电池的固定，热交换器l可以具有凹槽 9，能量储存电池2可以插入其中。能量储存电池2可以至少部分地插 入到图2所示的通孔中。能量储存电池2可以彼此非常紧密地布置， 因为可以省去它们之间的热交换器。
热交换器1具有一个输入孔10和一个输出孔11,用于进出冷却 液，冷却液将从能量储存电池2传递到在热交换器1中的热量导出。
图2为图1中示出的结构的底面的示意图，从而可以看到热交换 器1中的通孔6。在这里可以清晰地看到，能量储存电池2的安全卸 压孔5直接位于通孔6的上方，这样安全卸压孔5就可以和周围环境 直接相接触。在能量储存电池2逸出气体的情况下，其安全卸压孔5 打开，并将气体直接排放到环境空气中，从而不会在壳体4内产生在 极端情况下可能导致爆炸的超压。为了不使环境空气经由通孔6进入 壳体4(如图4所示)中，能量储存电池2的直径大于通孔6，而且应 位于通孔6被能量储存电池2盖住的地方。为了完全密封，可以从外 部或内部在能量储存器的元件四周上使用密封材料或密封件。密封材 料也可以同时通过浇注材料形成，通过该浇注材料将能量储存电池2 固定到热交换器l上。
在图3中，在热交换器1上在能量储存器3的旁边还安装有一个 电子模块7,这样控制能量储存器3的能量流的电子模块与能量储存 器3之间的连接就非常短，这对电磁兼容性很有利，所以这样布置很
有意义。
图4所示的是整个能量储存器模块，和在机动车上安装的一样。 壳体4不仅罩住了电子模块7，而且还罩住了能量储存器3，并可以采 用普通的连接技术，例如螺栓连接、插接、焊接或粘接，来固定到热 交换器1上。在此可以很清楚地看到，热交换器1实际上构成了壳体 4的一侧面，同时也构成了壳体。为了保护敏感的电子元件不受电磁 场的干扰，在热交换器1的外面在通孔6的上方安装有一块带有细小 沖孔的钢板12，这块保护板同时也可以用作挡热板。
附图标记歹'J表
1热交换器
2能量储存电池
3能量储存器
4壳体
5安全卸压孔
6通孔
7电子模块
8电极
9凹槽
10输入孔
11输出孑L
12钢板
权利要求
1. 用于由至少一个能量储存电池(2)组成的能量储存器(3)的热交换器(1)，该热交换器与能量储存器(3)的至少一个能量储存电池(2)处于导热连接，其中能量储存器(3)被一壳体(4)包围，并且能量储存电池(2)具有至少一个安全卸压孔(5)，用来将气体排出到其周围环境中，其特征在于，热交换器(1)至少部分地构成至少一个壳体侧面，并且热交换器(1)具有通孔(6)，能量储存电池(2)的安全卸压孔(5)经由所述通孔与壳体的周围环境相连。
2. 根据权利要求l至3之一所述的热交换器，其特征在于，能量 储存电池(2)固定在热交换器(1)上。
3. 根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，能量储存电池(2) 的固定通过改善导热能力的浇注材料来实现。
4. 根据权利要求2或3所述的热交换器，其特征在于，能量储存 电池(2)的固定通过电绝缘的浇注材料来实现。
5. 根据权利要求1至4之一所述的热交换器，其特征在于，安全 卸压孔(5)位于热交换器(1)的通孔(6)上。
6，根据权利要求1至5之一所述的热交换器，其特征在于，壳体 (4)的内腔相对于热交换器(1)中的通孔(6)密封。
7. 根据权利要求1至6之一所述的热交换器，其特征在于，它与 至少一个电子模块(7)处于导热连接。
8. 根据权利要求7所述的热交换器，其特征在于，壳体(4)内 部的电子模块(7)固定在热交换器(1)上。
9. 根据权利要求1至8之一所述的热交换器，其特征在于，作为 冷却介质可以使用空气、膨胀气体、液体或者它们的组合。
全文摘要
本发明涉及用于由至少一个能量储存电池(2)组成的能量储存器(3)的热交换器(1)，它与能量储存器(3)的至少一个能量储存电池(2)处于导热连接，其中能量储存器(3)由壳体(4)包围，能量储存电池(2)具有至少一个安全卸压孔(5)，用来将气体排放到周围环境中。热交换器(1)至少部分地构成至少一个壳体侧面，并且热交换器(1)具有通孔(6)，能量储存电池(2)的安全卸压孔(5)经由所述通孔与壳体的周围环境相连。
文档编号H01M2/10GK101385187SQ200680053253
公开日2009年3月11日 申请日期2006年12月13日 优先权日2006年4月19日
发明者A·鲁多夫, N·居内尔 申请人:Temic汽车电机有限公司