本发明涉及用于控制至少一个物体的温度控制的逆流温度控制装置、包含逆流温度控制装置的电池壳体、以及逆流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，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(诸如蓄电池)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，可以提供主动冷却或加热。
3、在现有技术中，在电池技术领域中，例如在电动车(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主动且尽可能均匀的温度控制，还必须形成多个温度控制通道。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。现有技术装置的缺点在于，随着温度控制介质流过温度控制通道，温度控制介质逐渐调整到待经受温度控制的物体的温度，使得温度控制介质与待经受温度控制的物体之间的温差更小，因此热传递也减少。由于沿着温度控制通道的流动路径发生了温度控制介质的温度到待经受温度控制的物体的调节，因此为了在温度控制通道的端部区域中仍然实现待经受温度控制的物体的适当温度控制，需要以高温差和/或高体积流量将温度控制介质供应到温度控制通道中到达待经受温度控制的物体。
技术实现思路
1、从现有技术的传导温度控制装置的上述缺点出发，本发明的目的是提供一种用于控制物体温度的改进的温度控制装置，该装置能够在需要较少的部分努力的同时实现改进的热传递性能，并且实现改进的整合可能性。
2、根据本发明的第一方面，上述目的根据本发明通过用于控制至少一个物体的温度的逆流温度控制装置来实现。本发明的逆流温度控制装置包括：至少一个第一温度控制部段，具有至少一个第一流动通道，该至少一个第一流动通道具有用于供第一温度控制介质沿着第一流动路径在第一流动方向上从第一通道流入部流到第一通道流出部的通道横截面；以及至少一个第二温度控制部段，具有用于供第二温度控制介质沿着第二流动路径在第二流动方向上从第二通道流入部流到第二通道流出部的通道横截面。至少一个第一温度控制部段的至少一个第一流动通道的第一流动方向被设计成与至少一个第二温度控制部段的第二流动方向基本相反地(opposite，相对地)延伸。至少一个第一流动通道和至少一个第二流动通道与待经受温度控制的至少一个物体的待经受温度控制的至少一个表面部段导热连接。
3、待经受温度控制的至少一个物体与至少一个第一流动通道以及至少一个第二流动通道之间的导热连接可以通过至少一个第一流动通道和至少一个第二流动通道与待经受温度控制的至少一个物体的表面的直接表面接触来建立，和/或经由待经受温度控制的至少一个物体的表面与至少一个第一流动通道和至少一个第二流动通道的一个或多个表面之间的导热介质来间接地建立。
4、导热介质可以由至少一个导热填隙质量块(gap-filling mass)形成和/或由至少一个导热层形成，所述导热层优选为导热膜。根据本发明，导热介质还可以由至少一个导热板形成，优选由金属片或聚合物材料的导热板形成。如果提供待经受温度控制的至少两个物体，则待经受温度控制的物体本身可以使用待经受温度控制的至少一个物体作为导热介质，并确保相邻物体与至少一个第一流动通道和至少一个第二流动通道之间的导热。
5、为了导热，至少一个第一流动通道或至少一个第二流动通道可以直接抵靠待经受温度控制的至少一个物体的表面或直接抵靠待经受温度控制的至少一个物体的表面部段。然而，根据本发明还可以提供在流动通道与待经受温度控制的至少一个物体之间布置导热元件，或者例如引入热诱导或导热膏或液体。
6、根据本发明，可以提供的是，至少一个第一温度控制部段和至少一个第二温度控制部段整合到单个的温度控制回路中，并且在该温度控制回路中彼此平行流体连接。作为替代方案，至少一个第一温度控制部段和至少一个第二温度控制部段可以整合到彼此流体分离的不同温度控制回路中。
7、在本发明的框架中，特征“平行流体连接”应被理解为使得温度控制介质仅同时且彼此平行流过至少一个第一温度控制部段和至少一个第二温度控制部段。根据本发明，该特征不应被误解为意味着至少一个第一温度控制部段和至少一个第二温度控制部段的流动方向必须全部在几何上相同或者必须平行延伸。在这方面，流动的几何方向完全独立于元件的流体回路或连接。
8、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。
9、此外，可以提供的是，形成有多个第一流动通道，就流体技术而言，所述多个第一流动通道彼此平行地连接，以供第一温度控制介质同时流过多个第一流动通道，和/或其中，形成有多个第二流动通道，就流体技术而言，所述多个第二流动通道彼此平行地连接，以供第二温度控制介质同时流过多个第二流动通道。
10、根据本发明，第一温度控制介质和第二温度控制介质可以是同一种温度控制介质，因此也属于同一个温度控制介质回路，该介质在到达第一温度控制回路部段和第二温度控制回路部段之前被分成第一温度控制介质和第二温度控制介质。
11、至少一个第一温度控制部段和至少一个第二温度控制部段可以是以流体密封方式分离的本应用(application，申请)的温度控制回路的一部分，由此第一温度控制介质和第二温度控制介质是分离的并且彼此独立。
12、根据本发明，可以提供的是，通过使至少一个第一流动通道和至少一个第二流动通道的两个表面是待经受温度控制的表面部段的部分表面部段的事实，或者通过使至少一个第一流动通道和至少一个第二流动通道的两个表面经由待经受温度控制的物体或经由待经受温度控制的多个物体的布置穿过或围绕彼此而彼此导热连接的事实，至少一个第一流动通道和至少一个第二流动通道与之导热连接的待经受温度控制的至少两个表面部段彼此导热连接。
13、此外，可以提供的是，根据本发明的温度控制装置还包括至少一个第一温度控制介质入口以及至少一个第一分配通道，该至少一个第一分配通道用于将至少两个第一流动通道的至少两个第一温度控制介质流入部连接到该装置的至少一个第一温度控制介质入口，和/或包括至少一个第二温度控制介质入口以及至少一个第二分配通道，该至少一个第二分配通道用于将至少两个第二流动通道的至少两个第二温度控制介质流入部连接到该装置的至少一个第二温度控制介质入口。
14、流动通道、至少一个分配通道和/或至少一个回流通道可以由聚合物和/或金属材料形成。
15、根据本发明的逆流温度控制装置还可以包括至少一个第一温度控制介质出口以及至少一个第一回流收集通道，该至少一个第一回流收集通道用于将至少两个第一流动通道的至少两个第一温度控制介质出口连接到该装置的至少一个第一温度控制介质出口，和/或包括至少一个第二温度控制介质入口以及至少一个第二回流收集通道，该至少一个第二回流收集通道用于将至少两个第二流动通道的至少两个第二温度控制介质出口连接到该装置的至少一个第二温度控制介质出口。
16、可以提供的是，至少一个第一温度控制介质入口或第一分配通道与至少一个第一温度控制介质出口或第一回流收集通道在和第一流动方向平行的第一平面中相反地定位，并且至少一个第二温度控制介质入口或第二分配通道与至少一个第二温度控制介质出口或第二回流收集通道在第一平面中相反地定位，其中，至少一个第一温度控制介质入口或第一分配通道与至少一个第二温度控制介质出口或第二回流收集通道相对于第一平面相反地定位，并且至少一个第二温度控制装置入口或第二分配通道与至少一个第一温度控制介质出口或第一回流收集通道相对于第一平面相反地定位，由此至少一个第一流动通道中的温度控制介质的流动方向与至少一个第二流动通道中的相对。
17、此外，可以提供的是，至少一个第一温度控制部段和至少一个第二温度控制部段仅经由一个供给部和仅一个返回部连接到本应用的温度控制回路，其中第一温度控制部段的至少一个第一温度控制介质入口和第二温度控制部段的第二温度控制介质入口通过公共供给部连接到本应用的温度控制回路，并且其中，第一温度控制部段的至少一个第一温度控制介质出口和第二温度控制部段的第二控制介质出口通过公共返回部连接到本应用的温度控制回路。
18、上述实施例具有以下效果：根据温度控制部段的数量，温度控制介质在流过温度控制部段之前被分成至少一个第一温度控制介质和至少一个第二温度控制介质，并且在流过温度控制部段之后，第一温度控制介质和第二温度控制介质被重新引入以在公共返回部中再次形成公共温度控制介质。
19、根据本发明，可以提供的是，提供多个第一流动通道和第二流动通道，第一流动通道和第二流动通道沿着待经受温度控制的物体基本几何地彼此平行地布置，并且第一流动通道和第二流动通道在与流动路径正交的公共布置平面中仍然交替地布置。
20、还可以提供的是，形成有多个第一流动通道和第二流动通道，其中，流动通道的第一流动路径基本彼此平行地延伸，并且第一流动通道被布置在第一布置平面中，其中，流动通道的第二流动路径基本彼此平行地延伸，并且第二流动通道被布置在第二布置平面中，其中，第一布置平面与第二布置平面沿正交方向间隔开。
21、此外，可以提供的是，用于布置待经受传导式温度控制的至少一个物体的接收空间形成在布置于相应的第一布置平面和/或第二布置平面中的相应且相邻的第一流动通道和/或第二流动通道之间，其中，第一流动通道和第二流动通道与待经受温度控制的至少一个物体导热连接。
22、待经受温度控制的物体可以包括待经受温度控制的至少两个第一表面部段和第二表面部段，其中，第一流动通道可以被设计成至少部分地与第一表面部段导热连接，并且第二流动通道可以被设计成至少部分地与第二表面部段导热连接。
23、可以提供的是，被布置在公共布置平面中或相应的第一布置平面和/或第二布置平面中的相应且至少直接相邻的第一流动通道和/或第二流动通道被设计成在同一平面和同一方向上彼此相邻或至少具有小于它们的流动通道宽度的距离，以便形成用于与待经受温度控制的至少一个物体或待经受温度控制的多个物体的至少一个布置进行接触的公共主温度控制表面。
24、此外，可以提供的是，公共布置平面中或相应的第一布置平面和/或第二布置平面中的所有第一流动通道和第二流动通道被设计成彼此直接相邻，以便形成至少一个导热的整体温度控制表面，用于抵靠待经受温度控制的至少一个物体或待经受温度控制的多个物体的至少一个布置。
25、可以提供的是，至少一个第一流动通道和/或第二流动通道被设计成在与流动路径平行的平面中是平坦的(flattened)，以便形成用于待经受温度控制的至少一个物体的导热接触表面。
26、在根据本发明的逆流温度控制装置中，第一流动通道的数量可以等于第二流动通道的数量加上或减去一个流动通道。
27、第一流动通道的数量和第二流动通道的数量可以各自分别对应于流动通道沿其延伸的行布置的物体的行数加上或减去一个流动通道；或者第一流动通道的数量和第二流动通道的数量可以分别被设计成对应于流动通道沿其延伸的物体行的整数分数(integerfraction)加上或减去一个流动通道；或者第一流动通道的数量和第二流动通道的数量可以分别对应于流动通道沿其延伸的物体行的整数倍数(integer multiple)加上或减去一个流动通道。
28、根据本发明，还可以提供的是，至少第一流动通道和/或第二流动通道由至少两个层形成，其中，所述至少两个层由至少两个单独的部分形成或由一个部分的至少两个局部部段形成，该至少两个局部部段在局部区域中彼此连接，优选地彼此堆叠或彼此折叠，以便形成相对于环境以流体密封的方式界定的多个流动通道。
29、这些层可以例如由基本平坦的部分形成，在下文中也称为平坦部分，其表面尺寸(surface dimension，表面维度)至少在一个表面方向上是高度或厚度尺寸的倍数，但是仍然具有功能所需的三维几何形状，或者可以在操作中呈现这种几何形状，例如以便能够形成具有至少流动通道的温度控制介质体积，或者以便表示例如肋或螺旋穹顶形式的紧固区域，特别是当使用成形制造方法(诸如例如金属或塑料注射模制或压缩注射模制)时。
30、作为替代方案，平坦片材料的折叠的单个/单独层可以形成第一流动通道和/或第二流动通道，其中，这些层在局部区域中彼此连接，以形成相对于环境以流体密封的方式界定的多个流动通道。在本发明的框架中，金属片和/或金属和/或聚合物和/或弹性体膜可以优选地用作平坦片材料。
31、作为替代方案，至少两个层也可以由在成形制造过程中制造的单个部件或平坦部件形成，其例如具有更复杂的三维几何形状，这些层形成有包括至少一个薄柔性区域的部件，优选地为膜铰链的形式，经由该膜铰链所述部件可以被折叠。利用优选地为膜铰链形式的至少两个薄柔性区域，其被布置成使得可具有例如z形(即，交替折叠)，用一个部件可以相应地实现至少三个层。
32、为了将平坦片材料相对于薄壁和导热性的优点与成形材料相对于更大的设计自由度的优点相结合，特别优选的是，经由平坦片材料的平坦部分与成形材料的平坦部分进行组合的混合组件而使用这两种材料，或将这两种材料用作在一些区域中由平坦片材料和成形材料形成的混合部分。
33、第一流动通道和第二流动通道可以替代地均被设计为挤出型材(extrusionprofiles)或浸没模制本体(immersion molded bodies)。
34、第一流动通道和第二流动通道以及至少一个第一分配通道和/或至少一个第二分配通道和/或至少一个第一回流收集通道和/或至少一个第二回流收集通道可以由至少三个层形成，该至少三个层在局部区域中上下接合，以形成或界定各个通道。
35、可以经由第一温度控制部段的第一温度控制介质入口且经由第二温度控制部段的第二温度控制介质入口在公共供给部之后将温度控制介质分成第一温度控制介质和第二温度控制介质，其中，一个第一温度控制介质入口和一个第二温度控制介质入口位于由三个层形成的组件内。
36、可以经由第一温度控制部段的第一温度控制介质出口且经由第二温度控制部段的第二温度控制介质出口在公共回流之前进行一个第一温度控制介质和一个第二温度控制介质的合并，其中，一个第一温度控制介质出口和一个第二温度控制介质出口位于由三个层形成的组件内。
37、至少两个层或至少三个层可以由平坦部分形成，该平坦部分的跨越表面尺寸在至少一个表面方向上大于所述层或所述平坦部分的壁厚的10倍，优选地大于其100倍，其中，至少一个或多个层或一个或多个平坦部分由薄壁的(即，厚度小于3mm，优选地小于1mm，特别优选地小于0.5mm)金属和/或聚合物和/或弹性体导热材料制成，其面向待经受温度控制的物体。
38、至少面向待经受温度控制的物体的所述层或平坦部分可以由薄平坦片材料制成，诸如例如至少一个成形金属片和/或聚合物和/或弹性体和/或金属膜，或者至少包括这样的平坦片材料作为复合或混合部件的一部分。
39、避开待经受温度控制的物体的所述层或平坦部分可以由薄平坦片材料形成，诸如例如至少一个成形金属片和/或聚合物和/或弹性体和/或金属膜，或者可以由金属或聚合物模制化合物制成，或者被制造为由平坦片材料和模制到其上的模制化合物形成的混合部件。
40、根据第二方面，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第一方面的逆流温度控制装置。
41、根据第三方面，本发明还涉及根据本发明的第一方面的逆流温度控制装置用于电气部件(诸如电能存储装置和/或电路)的温度控制的用途。
42、优选地，逆流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，至少一个第一流动通道和至少一个第二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局部区域邻接和/或至少与待经受温度控制的能量存储装置导热连接。
43、此外，根据本发明，可以提供用于陆地、海上或空中交通工具的固定应用的能量存储装置的温度控制的用途。
1.一种用于至少一个物体的温度控制的逆流温度控制装置(100)，包括：
2.根据权利要求1所述的逆流温度控制装置(100)，其中，所述待经受温度控制的至少一个物体与所述至少一个第一流动通道(11)以及所述至少一个第二流动通道(21)之间的导热连接，通过所述至少一个第一流动通道(11)和所述至少一个第二流动通道(21)在所述待经受温度控制的至少一个物体(3、3a、3b)的表面上的直接表面接触来形成，
3.根据权利要求2所述的逆流温度控制装置(100)，其中，所述导热介质是至少一个导热填隙质量块和/或至少一个导热层、优选导热膜和/或至少一个导热板、优选金属片或聚合物材料的导热板、和/或待经受温度控制的物体(3、3b)，其中，在待经受温度控制的至少两个物体(3、3b)的情况下，待经受温度控制的至少一个物体(3、3b)本身用作导热介质并确保相邻物体与所述至少一个第一流动通道(11)和所述至少一个第二流动通道(21)之间的导热。
4.根据前述权利要求中任一项所述的逆流温度控制装置(100)，还包括至少一个第一温度控制介质入口(12)以及至少一个第一分配通道(14)，所述至少一个第一分配通道用于将至少两个第一温度控制介质流入部(13)连接到所述至少一个第一温度控制介质入口(12)；和/或
5.根据前述权利要求中任一项所述的逆流温度控制装置(100)，还包括至少一个第一温度控制介质出口(16)以及至少一个第一回流收集通道(18)，所述至少一个第一回流收集通道用于将至少两个第一温度控制介质流出部(15)连接到所述至少一个第一温度控制介质出口(16)；和/或
6.根据权利要求4或5所述的逆流温度控制装置(100)，其中，所述至少一个第一温度控制介质入口(12)和/或所述第一分配通道(14)在平行于所述第一流动方向(10)的第一平面中与所述至少一个第一温度控制介质出口(15)和/或所述第一回流收集通道(18)相反地形成；
7.根据前述权利要求中任一项所述的逆流温度控制装置(100)，其中，所述至少一个第一温度控制部段(1)和所述至少一个第二温度控制部段(2)仅经由一个入口(52)且仅经由一个返回部(56)连接到应用的温度控制回路；
8.根据前述权利要求中任一项所述的逆流温度控制装置(100)，包括多个第一流动通道(11)和多个第二流动通道(21)，所述第一流动通道(11)和所述第二流动通道(21)沿着待经受温度控制的物体(3)基本几何地彼此平行地布置，并且所述第一流动通道(11)和所述第二流动通道(21)在与所述流动路径(17、27)正交的公共布置平面中仍然交替地布置。
9.根据前述权利要求中任一项所述的逆流温度控制装置(100)，包括多个第一流动通道(11)和多个第二流动通道(21)；其中，所述第一流动通道(11)的所述第一流动路径(17)基本彼此平行地延伸，并且所述第一流动通道(11)被布置在第一布置平面中，其中，所述第二流动通道(21)的所述第二流动路径(27)基本彼此平行地延伸，并且所述第二流动通道(21)被布置在第二布置平面中，其中，所述第一布置平面沿正交方向与所述第二布置平面间隔开。
10.根据权利要求8或9所述的逆流温度控制装置(100)，其中，用于布置待经受传导式温度控制的至少一个物体(3、3a、3b)的接收空间(4)形成在被布置于所述公共布置平面中或相应的第一布置平面和/或第二布置平面中的相应且相邻的第一流动通道(11)与第二流动通道(21)之间，其中，第一流动通道(11)和第二流动通道(21)与所述待经受温度控制的至少一个物体(3、3a、3b)导热连接。
11.根据权利要求9或10所述的逆流温度控制装置(100)，其中，被布置于所述公共布置平面中或相应的第一布置平面和/或第二布置平面中的相应且至少直接相邻的第一流动通道(11)和/或第二流动通道(21)被设计成在同一平面和同一方向上彼此相邻、或至少以小于它们的流动通道宽度的距离设计，以便形成用于与待经受温度控制的至少一个物体(3、3a、3b)接触的公共主温度控制表面(42)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的逆流温度控制装置(100)，其中，至少一个第一流动通道(11)和/或至少一个第二流动通道(21)被设计成在平行于所述流动路径(17、27)的平面中是平坦的，以形成用于待经受传导式温度控制的至少一个物体(3、3a、3b)的公共导热主温度控制表面(42)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的逆流温度控制装置(100)，其中，至少所述第一流动通道(11)和/或所述第二流动通道(21)由至少两个层(43a、43b)形成，其中，至少两个层由至少两个单独的部分形成或由一个部分的至少两个局部部段形成，所述至少两个局部部段在局部区域中彼此连接，优选地彼此堆叠或彼此折叠，以便形成相对于环境以流体密封的方式界定的所述多个流动通道(11、21)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的逆流温度控制装置(100)，其中，所述第一流动通道(11)和所述第二流动通道(21)以及所述至少一个第一分配通道(14)和/或所述至少一个第二分配通道(24)和/或所述至少一个第一回流收集通道(16)和/或所述至少一个第二回流收集通道(26)由至少三个层(43a、43b、43c)形成，所述至少三个层在局部区域中一个接合在另一个之上，以形成或界定各个通道。
15.根据权利要求13或14所述的逆流温度控制装置(100)，其中，所述温度控制介质在公共入口(52)之后经由所述第一温度控制部段(1)的第一温度控制介质入口(12)且经由所述第二温度控制部段(2)的第二温度控制介质入口(22)被分成第一温度控制介质和第二温度控制介质，其中，一个第一温度控制介质入口(12)和一个第二温度控制介质入口(22)位于由三个层(43a、43b、43c)形成的组件内，和/或一个第一温度控制介质和一个第二温度控制介质经由所述第一温度控制部段(1)的第一温度控制介质出口(16)且经由所述第二温度控制部段(2)的第二温度控制介质出口(26)在公共返回部(56)的上游合并，一个第一温度控制介质出口(16)和一个第二温度控制介质出口(26)位于由所述三个层(43a、43b、43c)形成的组件内。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的逆流温度控制装置(100)，其中，所述至少两个层(43a、43b)或所述至少三个层(43a、43b、43c)由至少一个平坦部分形成，所述平坦部分的跨越表面尺寸在至少一个表面方向上大于所述层或所述平坦部分的壁厚的10倍，优选地大于所述壁厚的100倍，其中，至少一个或多个层、或一个或多个平坦部分由薄壁的金属和/或聚合物和/或弹性体导热材料制成，其面向待经受温度控制的物体(3、3a、3b)。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的逆流温度控制装置(100)，其中，至少面向待经受温度控制的物体(3、3a、3b)的层或平坦部分由薄的平坦片材料组成，诸如至少一个成形金属片或/和聚合物或/和弹性体或/和金属膜，或者包含至少一个这样的平坦片材料作为复合的部件或混合部件，并且其中，背离待经受温度控制的所述物体(3、3a、3b)的层或平坦部分由薄的平坦片材料组成，诸如例如至少一个成形金属片或/和聚合物或/和弹性体或/和金属膜，或者由金属或聚合物模制化合物制成，或者由平坦片材料和模制在其上的模制化合物制成为混合部件。
18.一种用于容纳至少一个电池组电池的电池壳体，包括根据权利要求1至17中任一项所述的逆流温度控制装置(100)。
19.一种根据权利要求1至17中任一项所述的逆流温度控制装置(100)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。
20.根据权利要求19所述的用途，用于圆形电池(3a)、长方体棱柱形电池(3b)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，至少一个第一流动通道(11)和至少一个第二流动通道(21)与待经受温度控制的所述能量存储装置的外壁的至少局部区域邻接，和/或至少与待经受温度控制的所述能量存储装置导热连接。
21.根据权利要求19或20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。
