本发明涉及具有至少一个温度控制本体的多通道温度控制装置、电池壳体、以及多通道温度控制装置的用途。
背景技术：
1、在功率消耗和输出期间蓄电池(accumulator，蓄能器)的温度对于蓄电池和可再充电电池的使用寿命和功率输出以及安全至关重要。分别用于蓄电池和电池组电池(battery cell，电池单元)的有源(active，主动)温度控制的装置和方法在现有技术中是已知的。已知的概念可以分为两个在根本上不同的领域，即，电池组电池的对流温度控制和传导温度控制。
2、对于传导冷却，形成至少一个温度控制通道，特别是在温度控制垫的情况下，温度控制介质流过该温度控制通道。至少一个温度控制通道与待经受温度控制的至少一个物体(诸如蓄能器)导热接触。通过选择温度控制介质的温度和流过至少一个温度控制通道的介质的流速，可以使待经受温度控制的物体达到期望的温度。因此，可以提供有源冷却或加热。
3、对于所有传导温度控制装置(包括温度控制垫)的基本要求是，它们必须被设计成流体密封的，以确保在其整个使用寿命期间没有冷却剂逸出(escape，漏出)。在现有技术中，在电池技术领域中，例如在电动汽车(electromobility，电动装置)领域中，多个单独的电池组电池例如在电池壳体中分别连接和互连，以形成大型电池组电池装置。在所述电池壳体中，为了实现多个电池组电池的有源且尽可能均匀的温度控制，还必须形成温度控制垫的多个温度控制通道。各个温度控制通道在各个电池组电池的行之间、在各个电池组电池的行上或在各个电池组电池的行下方通过。现有技术的温度控制垫的缺点在于，各个温度控制通道必须在流动性方面连接以形成完整的温度控制垫。这里，必须确保每个连接点处的密封性，导致需要可靠的流体密封通道连接器，这需要许多密封元件。
技术实现思路
1、基于现有技术的温度控制垫的上述缺点，本发明的目的是提供一种用于传导冷却的多通道温度控制装置，其具有简化的结构，减少了所需的单独部件的数量，并且可以使用简化的制造方法制造，减少了制造步骤的数量。
2、根据本发明，该目的通过根据本公开所述的多通道温度控制装置、根据本公开所述的包括多通道温度控制装置的用于接收至少一个电池组电池的电池壳体和根据本公开所述的多通道温度控制装置的用途来实现。
3、根据本发明的多通道温度控制装置包括至少一个温度控制本体。温度控制本体又包括至少两个流动通道，每个流动通道具有用于供温度控制介质沿着流动路径从通道入口流到通道出口的通道横截面。根据本发明的多通道温度控制装置还包括用于将温度控制介质供应到至少两个通道入口的至少一个分配通道和用于从至少两个通道出口排出温度控制介质的至少一个返回收集通道。根据本发明提供的是，至少两个流动通道以材料粘合(materially bonded，实质粘合)或粘附的方式连接到至少一个分配通道和/或至少一个返回收集通道，和/或至少两个流动通道跨过(across，横过、越过)通道横截面的周向的至少一部分与至少一个分配通道和/或与至少一个返回收集通道整体地形成。
4、根据本发明的多通道温度控制装置的温度控制本体被配置为用于对待经受温度控制的至少一个物体进行传导温度控制，其中，待经受温度控制的物体的待经受温度控制的至少一个表面或待经受温度控制的至少一个部分表面区域与流动通道的至少一个部分区域或(如果适用的话)若干部分区域导热接触。例如，流动通道的壁的部分表面区域可以被形成为与待经受温度控制的物体(例如，待经受温度控制的多个物体)的待经受温度控制的表面或若干部分表面直接相邻。根据本发明，还可以布置改善导热的另外的本体，或者可以在待经受温度控制的物体的表面与至少一个流动通道的壁之间引入质量块。
5、根据本发明，相对于环境以流体密封方式界定的流动通道应这样被理解，温度控制介质可以经由通道入口被供应到相应的流动通道中，该温度控制介质沿着流动通道的路径或通路沿着所述流动路径被引导到通道出口。相应流动通道的内部与温度控制回路的其余部分之间的流体交换仅经由通道入口和通道出口发生。
6、根据本发明的多通道温度控制装置可以优选地分别被提供用于电动交通工具的电池组电池装置和高压电池的温度控制，其中，根据本发明的多通道温度控制装置可以被提供用于电池壳体内的有源温度控制，在电池壳体中，多个电池组电池和单独的电池组电池分别被布置在电池组电池装置中。
7、流动通道可以由柔性材料制成。由柔性材料制成的流动通道的设计提供了以下优点：实际的流动通道可以以最佳可能的方式接触或适应于待冷却的传导物体的表面，并且在这样做时可以遵循待冷却物体的表面的可能不均匀的路线(uneven course)。因此，提供柔性材料可以增加流动通道与待冷却物体的表面之间的热传递接触面积并改善热交换。根据本发明，可以将形成流动通道和/或分配通道和/或返回收集通道的材料的机械材料性质选择为使得例如通道是永久弹性的，从而通道可以柔性地和弹性地变形。然而，根据本发明还可以提供的是，将弹性和弯曲刚性选择为使得通道在通常的操作条件和所产生的力期间不能变形，并且提供刚性通道几何形状。
8、根据本发明，可以提供多个流动通道，该多个流动通道在流动性方面平行地(inparallel，并行地、并联地)连接。就流动性而言平行地连接意味着流动通道通过至少一个入口一起被供给，并且同时使流体流过它们。
9、根据本发明，相应流动通道的流动路径的长度可以是流动通道的相应通道横截面的周长，优选地是流动通道的相应通道横截面的周长的倍数。根据本发明，流动通道可以优选地被配置为基本彼此平行。
10、例如，根据本发明的多通道温度控制装置可以使用包括以下步骤的方法制造：
11、1.叠置平坦片材料的至少两个层，或提供平坦片材料的单个层并分别翻转和向下折叠该平坦片材料的层以形成平坦片材料的两个叠置层；
12、2.在平坦片材料层的至少部分区域中部分地连接平坦片材料的至少两个层或至少一个折叠层，以形成至少两个流动通道，该至少两个流动通道相对于环境以流体密封的方式界定，以及至少一个分配通道和返回收集通道。
13、根据本发明，例如，可以通过局部热接合、超声波焊接、粘附或替代连接方法来实现平坦片材料的至少两个层之间的部分和分段连接，以产生永久的流体密封连接。
14、根据本发明，可以提供的是，平坦片材料的至少部分区域分别被冲压和切割。
15、此外，在制造过程中，可以提供平坦片材料和形成在其中的通道，其可以分别被加压以临时地或永久地形成通道横截面。根据本发明，可以将平坦片材料的材料性质选择为使得在制造过程中，例如通过在温度控制装置的操作期间当流穿过通道时向流动通道施加高于流体静压的压力以及通过平坦片材料的塑性变形，来最初限定期望的通道横截面。
16、然而，根据替代的制造方法，还可以提供的是，根据本发明的多通道温度控制装置至少在部分区域中借助于浸渍模制(dip molding)来制造。
17、优选地，使用浸渍模制所制造的区域具有平坦片材料层的总面积的至少一半。
18、待经受温度控制的物体可以是电池组电池和/或电子部件，特别是诸如电力电子器件或类似结构。液体介质(诸如水、多元醇、乙二醇、油或优选地导热油或上述介质的混合物)可以优选地用作温度控制介质。然而，根据本发明，还可以提供的是，气体介质(诸如空气)可以用作温度控制介质。
19、根据本发明，可以提供的是，温度控制本体由平坦片材料的至少两个层形成，其中，这些层在部分区域中彼此连接，以形成相对于环境以流体密封方式界定的多个流动通道和/或形成至少一个分配通道和/或至少一个返回收集通道。
20、根据本发明，平坦片材料的至少两个层可以由平坦片材料的单个层或多个层形成，该平坦片材料在至少一个部分区域中分别被翻转和向下折叠，优选地形成平坦片材料的至少两个层，该平坦片材料的至少两个层至少部分地以其表面彼此叠置或彼此平行。由平坦片材料的至少两个层或可替代地一个向下折叠的层形成温度控制本体的优点在于，可以实现温度控制本体的甚至复杂的几何形状，同时使用连续的平坦片材料同时地形成例如多个流动通道、分配通道和返回收集通道。由于使用连续的平坦片材料，可以避免多个流动通道相对于至少一个返回收集通道和/或相对于分配通道的单独密封。
21、根据本发明，还可以替代地提供的是，温度控制本体借助于浸渍模制而至少部分地制造为浸渍模制本体，以便形成相对于环境以流体密封方式界定的多个流动通道和/或至少一个分配通道和/或至少一个返回收集通道。
22、平坦片材料的层或浸渍模制本体可以在部分区域中彼此连接，以形成多个流动通道以及至少一个分配通道和/或返回收集通道。经由平坦片材料或经由浸渍模制本体形成至少一个分配通道和/或至少一个返回收集通道又具有以下优点：流动通道和至少一个分配通道和/或至少一个返回收集通道可以由平坦片材料的相同起始材料连续地形成或整体地形成为浸渍模制本体，并且因此根据本发明可以避免在至少一个分配通道与流动通道之间分别出现连接和接口。
23、温度控制本体可以包括至少一个分配通道以及至少一个温度控制介质入口，其中，至少一个分配通道分别地或共同地与至少一个温度控制介质入口流动连接。
24、温度控制本体可以包括至少一个返回收集通道和至少一个温度控制介质出口，其中，至少一个返回收集通道分别地或共同地与至少一个出口流动连接。
25、根据本发明，可以提供的是，将平坦片材料的材料性质(特别是平坦片材料或浸渍模制材料的柔性、弯曲刚性和/或弹性)选择为使得仅当温度控制介质由于流体静内压而流过相应的流动通道时才形成相应的流动通道的通道横截面，其中，相应的流动通道优选地接触待经受温度控制的至少一个被接收的物体的表面。
26、流动通道可以被设计成横向于流动路径彼此间隔开，以形成至少一个接收空间，该至少一个接收空间用于布置通过流动通道之间的传导而经受温度控制的至少一个物体。
27、根据本发明，流动通道之间的距离可以横向于流动路径形成，优选地正交于流动路径形成。
28、此外，可以提供的是，流动通道被配置为能旋转的和/或能扭曲的，以适应于待经受温度控制的物体，并且待经受温度控制的若干物体之间的流动通道分别关于相应的流动通道的流动路径以90°±10°旋转和扭曲的方式插入。
29、可以将材料特性(特别是形成流动通道的平坦材料或浸渍模制材料的弹性)选择为使得流动通道可永久地弹性变形，以便适应待经受温度控制的至少一个物体的通道横截面和流动路径。
30、至少两个流动通道的通道横截面在横向于流动路径的第一平面中具有通道宽度，并且在与第一平面正交的第二平面中具有通道高度。优选地，通过在第一平面中合并流动通道的相对表面，可以将流动通道宽度减小到待接收和待经受温度控制的两个物体之间的间隙或距离的尺寸，从而导致通道高度的增加。
31、此外，可以提供的是，平坦片材料的至少一个层在形成相应层的总表面的部分区域中包括平坦片材料的不同材料厚度。通过提供不同的厚度，由平坦片材料形成的温度控制本体的部分区域可以具体地具有不同的材料性质，例如具有更高的弯曲刚性、弹性或耐磨性。还可以为不同的通道(诸如流动通道、分配通道或返回通道等)提供不同的材料壁厚。
32、平坦片材料的至少一个层至少在形成相应层的总表面的部分区域中由单件式平坦片材料形成。单件式配置具有以下优点：由单件式平坦片材料形成的温度控制本体且特别是其壁由连续材料制成，这不需要在单件式平坦片材料表面内进行任何单独的密封措施。
33、可替代地，根据本发明，平坦片材料的至少一个层至少在形成相应层的总表面的部分区域中还可以由以材料粘合或粘着方式彼此连接的若干部分部段形成。
34、例如，部分部段可以分别具有不同的材料厚度和通常不同的材料性质，诸如不同的弹性或弯曲刚性。
35、优选地，部分表面部段可以通过重叠连接来连接，以形成平坦片材料的总层。例如，可以使用热接合方法、超声波焊接方法或粘附方法将部分表面部段彼此连接。
36、形成多通道温度控制装置的织物的宽度和长度优选地大于两个叠置织物的厚度的一百倍。
37、形成相应层的平坦片材料的材料厚度可以被选择为小于1mm，优选地小于0.2mm。
38、此外，可以提供的是，平坦片材料的至少一个层至少在形成相应层的总表面的部分区域中具有附加材料施加，例如为附加材料层的形式。通过施加附加材料层，例如，可以加强温度控制本体的部分区域。
39、根据本发明，可以提供的是，例如通过粘合、焊接等或者通过添加材料施加方法(例如堆积焊接)施加，而局部地施加成比例的附加材料层。根据本发明，增强纤维(例如玻璃纤维、芳纶纤维(kevlar fiber，凯夫拉尔纤维)或陶瓷纤维)可以被局部地施加并以承重的方式连接到平坦片材料或浸渍模制材料。
40、优选地，附加材料层可以形成在平坦片材料的背离流体的一侧上。
41、根据本发明，可以在两个相邻的流动通道之间形成用于接收待经受温度控制的至少一个物体的接收空间，其中，两个相邻的流动通道被配置为接触待经受温度控制的至少一个物体的两个相对表面或接触待经受温度控制的若干物体的布置的至少两个相对表面。
42、根据本发明，至少一个接收空间可以被形成为用于待经受温度控制的多个物体的布置，其中，相应的接收空间基本沿着流动通道的流动路径延伸。
43、根据另一方面，本发明涉及一种用于接收至少一个电池组电池的电池壳体，该电池壳体包括根据本发明的第一方面的多通道温度控制装置，该多通道温度控制装置用于对接收在电池壳体中的至少一个电池组电池的温度控制。
44、根据第三方面，本发明涉及根据本发明第一方面的多通道温度控制装置的用途，其分别用于电气部件(诸如电能存储装置和/或电路和电路部件)的温度控制。
45、此外，根据本发明的多通道温度控制装置可以用于圆形电池、长方体棱柱形电池或平坦口袋形电池组电池形式的电能存储装置的温度控制，其中，至少一个流动通道与待经受温度控制的能量存储装置的外壁的至少部分区域接触。
46、此外，可以提供的是，根据本发明的多通道温度控制垫用于固定应用或机动交通工具、飞机或船舶的能量存储装置的温度控制。
1.一种具有至少一个温度控制本体(1)的多通道温度控制装置，包括：
2.根据权利要求1所述的多通道温度控制装置，其中，所述温度控制本体(1)至少部分地由单件式或多件式平坦片材料(5)的至少两个层(51、52)形成，并且其中，所述层(51、52)在局部区域(54)中彼此连接，以形成相对于环境以流体密封方式界定的多个流动通道(3)和/或形成所述至少一个分配通道(6)和/或形成所述至少一个返回收集通道(7)。
3.根据权利要求1所述的多通道温度控制装置，其中，所述温度控制本体(1)至少部分地由至少两个层(51、52)形成，其中，所述至少两个层(51、52)通过折叠一层平坦片材料(5)形成，并且其中，所述层(51、52)在局部区域(54)中彼此连接，以便形成相对于环境以流体密封方式界定的多个流动通道(3)和/或所述至少一个分配通道(6)和/或所述至少一个返回收集通道(7)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的多通道温度控制装置，其中，所述温度控制本体(1)借助于浸渍模制至少部分地制造为浸渍模制本体，以便形成相对于环境以流体密封方式界定的多个流动通道(3)和/或所述至少一个分配通道(6)和/或所述至少一个返回收集通道(7)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的多通道温度控制装置，
6.根据前述权利要求中任一项所述的多通道温度控制装置，其中，平坦片材料(5)或浸渍模制本体材料的柔性和/或弯曲刚性和/或弹性被选择为，使得仅当所述温度控制介质由于流体静内压而流过相应的流动通道(3)时才形成相应的流动通道的通道横截面(30)，其中，所述相应的流动通道(3)优选地接触待经受温度控制的至少一个被接收的物体(4)的表面(40)，或至少接触至少一个导热表面，所述至少一个导热表面以导热方式与待经受温度控制的至少一个物体(4)连接。
7.根据前述权利要求中任一项所述的多通道温度控制装置，其中，所述流动通道(3)被配置为在横向于所述流动路径(32)的第一平面中彼此间隔开，以便形成至少一个接收空间(2)，所述至少一个接收空间用于布置通过流动通道(3)之间的传导而经受温度控制的至少一个物体(4)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的多通道温度控制装置，其中，所述流动通道(3)被配置为能旋转和/或能扭曲以适应于待经受温度控制的物体(4)，并且待经受温度控制的若干物体(4)之间的流动通道(3)分别关于相应的流动通道(3)的流动路径(32)以90°±10°旋转和扭曲的方式插入；
9.根据前述权利要求中任一项所述的多通道温度控制装置，其中，形成流动通道(3)的平坦片材料(5)或浸渍模制本体材料的弹性被选择为，使得所述流动通道(3)能弹性变形，以使所述通道横截面(30)和所述流动路径(32)适应于待经受温度控制的至少一个物体(4)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的多通道温度控制装置，其中，平坦片材料(5)的至少一个层(51、52)在形成相应层(51、52)的总表面的部分区域中具有所述平坦片材料(5)的不同材料厚度。
11.根据前述权利要求中任一项所述的多通道温度控制装置，其中，平坦片材料(5)的至少一个层(51、52)至少在形成相应层的总表面的部分区域中由单件式平坦片材料(5)形成，或
12.根据前述权利要求中任一项所述的多通道温度控制装置，其中，平坦片材料(5)的至少一个层(51、52)至少在形成相应层(51、52)的总表面的部分区域中具有附加材料施加，例如为附加材料层的形式。
13.根据前述权利要求中任一项所述的多通道温度控制装置，其中，在两个相邻的流动通道(3)之间分别形成用于接收待经受温度控制的至少一个物体(4)的至少一个接收空间(2)，并且其中，所述两个相邻的流动通道(3)被配置为接触所述待经受温度控制的至少一个物体(4)的两个相对表面(40)或接触待经受温度控制的若干物体(4)的布置的至少两个相对表面(40)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的多通道温度控制装置，其中，至少一个接收空间(2)被形成为用于布置待经受温度控制的多个物体(4)，其中，相应的接收空间(2)基本沿着所述流动通道(3)的流动路径(32)延伸。
15.一种用于接收至少一个电池组电池的电池壳体，包括根据权利要求1至14中任一项所述的多通道温度控制装置，所述多通道温度控制装置用于对接收在所述电池壳体中的所述至少一个电池组电池进行温度控制。
16.一种根据权利要求1至14中任一项所述的多通道温度控制装置的用途，用于诸如电能存储装置和/或电路的电气部件的温度控制。
17.根据权利要求16所述的用途，用于圆形电池、长方体棱柱形电池或平坦口袋形电池组电池形式的电能存储装置的温度控制，其中，至少一个流动通道(3)接触待经受温度控制的能量存储装置的外壁的至少部分区域。
18.根据权利要求16或17所述的用途，用于固定应用或机动交通工具、飞机或船舶的能量存储装置的温度控制。
