一種可接通的蓄電池模塊的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種可接通且可斷開的蓄電池模塊，以及一種蓄電池直接轉換器和一種蓄電池直接逆變器，它們包括此類的蓄電池模塊。
【背景技術】
[0002]DE 10 2010 023 049 Al示出了一種具有至少兩個蓄電池單元的蓄電池組合部件，這些蓄電池單元分別具有開關單元和診斷單元，它們作為組合部件模塊側向地凸緣地安裝至這些蓄電池單元。開關單元和診斷單元與上一級的蓄電池控制單元相連接，該上一級的蓄電池控制單元具有以下任務，即分別為了診斷和/或維修之目的而斷開蓄電池單
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[0003]DE 20 2011 003 345 Ul示出了一種用于為以電能來驅動的負載提供電能的能量存儲單元，其具有耦合區域，該能量存儲單元借助該耦合區域與另外的基本上結構上相同地加以構造的第二能量存儲單元相連接，并且具有能量傳輸區域，以便實現基本上從至少一個能量存儲單元傳輸至負載的能量流。
[0004]DE 10 2010 019 298 Al示出了一種用于電驅動車輛的鋰離子蓄電池，其包括能源單元和峰值負載能量存儲器。該能源單元被構造為在基本負載范圍內驅動電機，而峰值負載能量存儲器被構造為在峰值負載范圍內驅動電機。
【發明內容】
[0005]在依據本發明的具有權利要求1所述的特征的蓄電池模塊之中如此設置，即蓄電池模塊具有第一類型的腔室、第二類型的腔室和第三類型的腔室，其中，在至少一個第一類型的腔室之中容納有至少一個蓄電池單元，在所述第二類型的腔室之中容納有開關電子裝置并且其中至少一個第三類型的腔室被設置在所述第一類型的腔室和所述第二類型的腔室之間。
[0006]特別有利地，在容納所述蓄電池單元的第一類型的腔室和容納所述開關電子裝置的第二類型的腔室之間設置至少一個第三類型的腔室。由此能夠實現該蓄電池系統的更為實際的模塊化設計，其在該蓄電池系統的維修時能夠帶來優點并且由于所述開關電子裝置和通過該開關電子裝置來控制的蓄電池模塊容納于共同的結構之中而使得該系統實現更靈活的可擴展性。
[0007]特別優選地，第一、第二和第三類型的腔室具有相同的尺寸。盡管也能夠設置有基本上比蓄電池單元更小的空間要求的開關電子裝置，但是該開關電子裝置被設置在具有與容納該蓄電池單元的腔室相同的尺寸的腔室之中。當其同樣地具有相同的尺寸時與第二腔室隔開第一腔室和第三腔室能夠很好地以模塊化的設計來實現。結果便是得到方形的塊，其包括蓄電池單元和與其隔開地設置的開關電子裝置。多個這樣的方形如今能夠堆疊，例如形成所謂的“蓄電池直接轉換器”(BDC)。
[0008]根據一個優選的實現形式，至少一個第三類型的腔室是空的。空的第三類型的腔室鑒于提供更加實際的模塊化的設計的構思實現了提供相對于蓄電池單元的開關電子裝置的熱隔離的任務。應用一個空的第三類型的腔室能夠阻止該開關電子裝置的熱量直接散入蓄電池單池之中。
[0009]也能夠如此地加以設置，即至少一個第三類型的腔室具有至少一個冷卻裝置。其中，該冷卻裝置既起到該蓄電池單元相對于該開關電子裝置的熱隔離的作用并且也能夠實現附加的熱量的定向地導出，該熱量在開關電子裝置處產生。由此能夠實現在優化的溫度之中能夠保護該蓄電池單元，尤其是在冬天月份。合適的冷卻裝置例如包括在腔室之中循環的冷卻劑、蜿蜒的用于容納循環的冷卻劑的管、通風機、風扇、熱管或者所謂的散熱器。相應地能夠如此設置，即第三類型的腔室擁有側壁，該側壁具有用于引入和導出冷卻流體的入口和出口、具有用于熱管的通管和/或具有穿孔或者散熱片的側壁。
[0010]倘若設置有多個第三類型的腔室，那么優選地在離開關電子裝置最近地設置的腔室之中設置冷卻裝置，即具有冷卻裝置的第三類型的腔室鄰近第二類型的腔室并且被設置用于冷卻容納于第二類型的腔室中的開關電子裝置。
[0011 ] 根據一種實現形式，第三類型的腔室具有風扇。該風扇同樣地能夠用于該蓄電池單元相對于開關電子裝置的熱隔離，通過將空氣從開關電子裝置引出并且同時引入更冷的氣體。
[0012]根據一個實現形式，第二類型的腔室的至少一個側壁具有穿孔和/或通風網格和/或散熱片。該側壁優選地鄰近具有冷卻裝置的第三類型的腔室，優選地為風扇。通過開孔該風扇的氣流以特別有效的方式被引入開關電子裝置。
[0013]根據另一種實現形式，冷卻裝置包括至少一個熱管。熱管例如為簡單的管，其在末端處是封閉的，其中，在末端之間的內部存在毛細管。該熱管填充有在一定程度上可以蒸發的流體例如水。在該熱管之中存在如此小的壓力，使得該流體以均衡狀態處于液態和氣態之間并且因此在該熱管的多個熱分段處蒸發并且在冷分段處冷凝。由此提供非常有效的熱傳輸。熱管的末端其中處于與第二類型的腔室的接觸之中，在該第二類型的腔室之中容納有開關電子裝置并且該熱管的另一個末端處于與熱沉的接觸之中，例如與風扇接觸，其中，該風扇能夠被設置在第三類型的腔室之中。該熱管也能夠在第三類型的腔室的側壁處結束，該側壁并未與開關電子裝置以及蓄電池單元相接觸，其中，該側壁能夠與熱沉接觸。
[0014]替代地，第三類型的腔室的側壁也能夠設置具有溫度均衡板并且在第二類型的腔室處與設置于其中的開關電子裝置鄰近。該溫度均衡板由此能夠實現將熱量從具有該開關電子裝置的腔室導出至第三類型的腔室之中，在該第三類型的腔室之中例如能夠設置有風扇并且其具有穿孔的側壁，進而能夠實現通風。此類的溫度均衡板能夠同樣地根據熱管原理來起作用，即具有毛細材料和導熱介質，其以均衡狀態處于液態和氣態之間，其中，幾何上存在為板狀并且不存在孔。
[0015]根據另一種實現形式設置有第三類型的腔室，其鄰近第二類型的腔室并且鄰近另一個第三類型的腔室。熱管能夠將所述開關電子裝置的熱量經由第三類型的腔室傳輸至另一個第三類型的腔室，在另一個第三類型的腔室之中例如能夠設置有風扇用于向外吹以便透氣。
[0016]根據一種實現形式，每個第一類型的腔室被設置用于容納恰好一個蓄電池單元。然而，優選地，在所述第一類型的腔室之中所容納的蓄電池單元包括多個單池，其中，所述單池能夠具有一個所謂的線圈或者也能夠具有多個相互組裝連接的線圈。
[0017]根據另一個方面，蓄電池直接轉換器包括至少一個、優選為多個之前所描述的蓄電池模塊。根據另一個方面，蓄電池直接逆變器包括至少兩個此類的蓄電池轉換器。
[0018]本發明的優點
[0019]借助于本發明的措施，模塊化設計的可接通的蓄電池模塊被提議用在蓄電池直接逆變器和蓄電池直接轉換器之中，由此能夠實現該系統的自由的可擴展性。此外，通過設置多個腔室能夠使得在開關電子裝置處產生的熱量得到有效的傳導，這將對于蓄電池模塊的使用壽命產生有利影響，該些腔室基本上相應于所構建的蓄電池單元的尺寸并且相應于容納這些開關電子裝置的腔室。
【附圖說明】
[0020]本發明的實施例在附圖之中加以示出并且在接下來的說明書之中進一步加以闡述。
[0021]其中:
[0022]圖1示出了蓄電池直接轉換器的示意性圖示；
[0023]圖2示出了蓄電池直接逆變器的示意性圖示；
[0024]圖3示出了具有所屬的開關電子裝置的蓄電池模塊的示意性圖示；
[0025]圖4以第一實施形式示出了蓄電池模塊的示意性圖示；
[0026]圖5以第二實施形式示出了蓄電池模塊的示意性圖示；
[0027]圖6以第三實施形式示出了蓄電池模塊的示意性圖示；
[0028]圖7以第四實施形式示出了蓄電池模塊的示意性圖示；以及
[0029]圖8以第五實施形式示出了蓄電池模塊的示意性圖示。
【具體實施方式】
[0030]概念“蓄電池”和“蓄電池系統”在當前的說明書之中適配于通常的語言用途，即用于“蓄能器”或“蓄能器系統”。所描述的系統能夠通常在模塊化地加以構建的系統之中加以應用，尤其是在鋰離子蓄電池系統之中，該鋰離子蓄電池系統被用作電動車輛和混合動力車輛的驅動系統。
[0031]圖1示出了蓄電池直接轉換器(BDC:Battery Direct Converter)的一種實施形式，其具有蓄電池模塊組2。該蓄電池模塊組2具有多個蓄電池模塊4，其中，每個蓄電池模塊4優選地含有以相同方式加以連接的相同數量的蓄電池單池。在該蓄電池模塊組2的極6處能夠附加地設置有充電和分離裝置8，例如用于以下情況，即安全性規定所要求的那樣。然而，這樣的分離裝置8并不是必須的，這是因為蓄電池模塊4的解耦能夠通過包含在蓄電池模塊4之中的、在此未示出的耦合單元即開關電子裝置來實現。針對單個的蓄電池模塊4的情況存在即在蓄電池模塊組2之中要么接通或者要么斷開的可能。
[0032]圖2示出了蓄電池直接逆變器(BD1:Battery Direct Inverter)的一種實施形式，其擁有η個蓄電池模塊組12-1至12-η。每個蓄電池模塊組12_1至12_η具有多個蓄電池模塊4，其中優選地每個蓄電池