電池熱管理系統的制作方法
【專利說明】
【背景技術】
[0001]本發明涉及到機動車電池，特別是關于電池熱狀態的管理系統。
[0002]機動車的混合動力電動動力傳動系統可以包括由多個單元組成的電池。通常情況下，電池保持在最佳的溫度范圍內高效運行。例如，通過將電池放置在與車輛的乘客廂相鄰的位置，可以使電池保持在最佳的溫度范圍。
[0003]然而，將電池放置在與車輛的乘客廂相鄰的位置會減少車輛乘員可用的車輛空間。
【發明內容】
[0004]一實施例提出了一種電池熱系統。電池具有單元，該單元沿軸線排列并且單元的端面平行于軸線。第一和第二熱交換器處在密封的管道回路中。第一熱交換器接觸并且跨越端面。與電池隔開的第二熱交換器，與第一熱交換器流體連通，以在熱交換器之間傳遞熱量。
[0005]另一個實施例提出了一種電池熱系統。電池包括單元，該單元第一和第二面垂直于單元端面，第一單元的第一面與第二單元的第二面相接觸。第一和第二熱交換器處在密封的管道回路中。第一熱交換器跨越每個單元的一個端面。與電池隔開的第二熱交換器，與第一熱交換器流體連通，以在熱交換器之間傳遞熱量。
[0006]另一個實施例提出了一種車輛電池熱管理的方法。使流體循環通過跨越電池每一單元的一個端面的第一熱交換器，每個單元具有垂直于端面的第一面和第二面，第一單元的第一面和與其相鄰單元的第二面相接觸。熱量在第一熱交換器和單元之間交換。流體通過回路循環，以在第一和第二熱交換器之間傳熱。
[0007]根據本發明，提供一種車輛電池熱系統，包括:
[0008]具有單元的電池，該單元沿軸線排列并具有平行于軸線的端面
[0009]密封管道回路，其包括:
[0010]第一熱交換器，其接觸并跨越端面；
[0011]與電池隔開的第二熱交換器，其與第一熱交換器流體連通，以在
[0012]熱交換器之間傳遞熱量。
[0013]根據本發明的一個實施例，其中流體循環通過回路，以通過第一熱交換器吸收來自于單元的熱量，并通過第二熱交換器排出熱量，第二熱交換器具有散熱片，散熱片利用片與片之間的外界空氣的流動來冷卻流體。
[0014]根據本發明的一個實施例，其中第二熱交換器安置為，使被加熱的流體從第一熱交換器上升到第二熱交換器，并使冷凝的流體從第二熱交換器回落到第一熱交換器中。
[0015]根據本發明的一個實施例，其中
[0016]在回路中加壓相變流體，該流體相變使得流體通過回路循環。
[0017]根據本發明的一個實施例，系統還包括給第二熱交換器可選擇地供給熱量的加熱器，回路將熱量傳遞給電池。
[0018]根據本發明的一個實施例，其中單元具有垂直于端面的第一和第二側面，第一單元的第一側面與第二單元的第二側面相接觸。
[0019]根據本發明，提供一種車輛電池熱系統，包括:
[0020]具有單元的電池，該單元具有垂直于單元的端面的第一和第二面，第一單元的第一面與第二單元的第二面相接觸；
[0021]密封管道回路，包括:
[0022]第一熱交換器，其跨越每個單元的一個端面；
[0023]與電池隔開的第二熱交換器，其與第一熱交換器流體連通，以在熱交換器之間傳遞熱量。
[0024]根據本發明的一個實施例，其中流體循環通過回路，以通過第一熱交換器吸收來自于單元的熱量，并通過第二熱交換器排出熱量，第二熱交換器具有散熱片，散熱片可以利用片與片之間的外界空氣的流動來冷卻流體。
[0025]根據本發明的一個實施例，其中第二熱交換器安置為，使被加熱的流體從第一熱交換器上升到第二熱交換器，并使冷凝的流體從第二熱交換器回落到第一熱交換器中。
[0026]根據本發明的一個實施例，其中在回路中加壓相變流體，該流體相變使得流體通過回路循環，使該回路加壓來控制流體蒸發的溫度。
[0027]根據本發明的一個實施例，系統還包括給第二熱交換器可選擇地供給熱量的加熱器，回路將熱量傳遞給電池。
[0028]根據本發明，提供一種車輛電池熱管理的方法，包括:
[0029]通過第一熱交換器來循環流體，第一熱交換器跨越電池每個單元的一個端面，每個單元具有垂直于端面的第一和第二面，第一單元的第一面與相鄰單元的第二面相接觸；
[0030]在第一熱交換器和單元之間交換熱量；
[0031]通過回路來循環流體，以在第一和第二熱交換器之間傳遞熱量。
[0032]根據本發明的一個實施例，方法還包括如下步驟，使流體通過回路循環，以通過在第一熱交換器中蒸發流體來吸收單元中的熱量，并通過在第二熱交換器中冷凝流體而排出熱量，第二熱交換器具有散熱片，散熱片利用片與片之間的外界空氣的流動來冷卻流體。
[0033]根據本發明的一個實施例，方法還包括將第二熱交換器安置為，使被加熱的流體從第一熱交換器上升到第二熱交換器，并且使冷凝的流體從第二熱交換器回落到第一熱交換器中。
[0034]根據本發明的一個實施例，其中，使該回路加壓來控制流體蒸發的溫度。
[0035]根據本發明的一個實施例，方法還包括使第二熱交換器可選擇地加熱，以將熱量傳遞給電池。
[0036]實施例的一個優勢是可以在不必將電池放置在與車輛的乘客廂相鄰的位置上的情況下使電池仍可以保持在最佳的溫度范圍。
【附圖說明】
[0037]圖1是電池熱管理系統的示意立體圖，
[0038]圖2是圖1中的部分電池熱管理系統的示意立體圖，
【具體實施方式】
[0039]圖1和圖2示意性的說明了在機動車輛104上的電池102的電池熱管理系統100。
[0040]電池102由沿軸線108排列的多個獨立單元106組成。端面110平行于軸線108。第一單元114的第一側面112與相鄰的第二單元118的第二側面116相接觸。第一和第二側面112和116都垂直于端面110。本文所使用的“側面”是單元的一個面，這個面朝向相鄰單元的一個側面并與其相鄰(也可能相接觸)。那么，在相鄰單元的此特定組裝中，“端面”并不朝向相鄰單元的側面。
[0041]第一熱交換器120接觸并跨越端面110。管路122使第一熱交換器120和第二熱交換器128流體連通，以在第一熱交換器120和第二熱交換器128之間傳遞熱量。管路122可以由多根管路組成。例如，管路122可以包括單獨的蒸汽管路124和冷凝管路126。另夕卜，管路122可以由單獨的管路組成。
[0042]管路122、第一熱交換器120和第二熱交換器128組成了流體回路。使流體優選在壓力下循環通過流體回路。流體可以是本領域技術人員所熟知的合適的傳熱介質。例如，流體可以是水，液氨，相變制冷劑或是冷卻液。使用的流體可以部分地基于導電性較差或是能夠迅速蒸發來選擇。第一熱交換器120和第二熱交換器128是本領域技術人員所熟知的合適的設計。例如，第一熱交換器120可以是密封板且具有流體循環通過的通道，第二熱交換器128可以是散熱片，散熱片利用片與片之間的外界空氣流動來冷卻通過連接到散熱片的管道循環的流體。當流體是冷卻劑時，第二熱交換器128可以是冷凝器。
[0043]在冷卻過程中，流體通過第一熱交換器120吸收單元106的熱量，再將熱量通過第二熱交換器128排出。例如，流體可以通過第二熱交換器128將熱量排到經其流至周圍大氣的空氣中。在制熱過程中，流體將熱量從第二熱交換器128傳遞給第一熱交換器120，第一熱交換器120進而升高單元106的溫度。可以通過加熱器130將熱量提供給第一熱交換器120。例如，加熱器130可以是電熱塞。
[0044]第二熱交換器128可以放置在比第一熱交換器120更高的位置上，這樣，流體的相變使得流體在第一熱交換器120和第二熱交換器128之間循環。當第二熱交換器128比第一熱交換器120的位置更高時，被加熱的流體從第一熱交換器120上升到第二熱交換器128中，冷卻的流體從第二熱交換器128回落到第一熱交換器120中。例如，這可以發生在被加熱的流體以蒸汽或氣體的形式從第一熱交換器120上升并以冷凝液的形式從第二熱交換器128回落的情況下。
[0045]為流體加壓的流體回路中特定的壓力，可以設定為使流體經歷相變的所需溫度的函數。這樣做將流體開始流動并因此單元106會被冷卻時的所需溫度設置為閾值。
[0046]本領域技術人員所熟知的，第一熱交換器120可以接觸和跨越單元106的不同的端面，而非端面110。例如，第一熱交換器120可以位于單元106的下方，接觸和跨越單元106的底部端面132。另外，第一熱交換器120可以與單元106的多個端面相接觸。例如，第一熱交換器120可以通過與端面110、底部端面132和后部端面134相接觸將單元106支撐起來，后部端面134與端面110相對。或者，第一熱交換器120可以接觸和跨越底部端面132和端面110或后部端面134中的一個，形成L型。
[0047]盡管已詳細描述了本發明的特定實施例，但本領域技術人員將會認識到用于實踐由以下權利要求限定的本發明的各種可選設計和實施例。
【主權項】
1.一種車輛電池熱系統，包括: 具有單元的電池，該單元沿軸線排列并具有平行于軸線的端面密封管道回路，其包括: 第一熱交換器，其接觸并跨越端面； 與電池隔開的第二熱交換器，其與第一熱交換器流體連通，以在熱交換器之間傳遞熱量。2.如權利要求1所述的系統，其中流體循環通過回路，以通過第一熱交換器吸收來自于單元的熱量，并通過第二熱交換器排出熱量，第二熱交換器具有散熱片，散熱片利用片與片之間的外界空氣的流動來冷卻流體。3.如權利要求2所述的系統，其中第二熱交換器安置為，使被加熱的流體從第一熱交換器上升到第二熱交換器，并使冷凝的流體從第二熱交換器回落到第一熱交換器中。4.如權利要求1所述的系統，其中第二熱交換器安置為，使被加熱的流體從第一熱交換器上升到第二熱交換器，并使冷凝的流體從第二熱交換器回落到第一熱交換器中。5.如權利要求1所述的系統，其中在回路中加壓相變流體，該流體相變使得流體通過回路循環。6.如權利要求1所述的系統，還包括給第二熱交換器可選擇地供給熱量的加熱器，回路將熱量傳遞給電池。7.如權利要求1所述的系統，其中單元具有垂直于端面的第一和第二側面，第一單元的第一側面與第二單元的第二側面相接觸。
【專利摘要】本發明涉及，由沿軸線排列的單元組裝成電池。單元具有平行于軸線的端面和垂直于端面的第一和第二側面。第一單元的第一側面與第二單元的第二側面相接觸。密封管道回路包括與端面相接觸并跨越端面的第一熱交換器以及第二熱交換器，第二熱交換器與第一熱交換器流體連通，以在熱交換器之間傳遞熱量。
【IPC分類】H01M10/625, B60L11/18, H01M10/6556
【公開號】CN105034834
【申請號】CN201510194243
【發明人】巴斯卡拉·波達卡亞拉, 布魯斯·C·布萊克默, 周世光, 雷蒙德·C·西恰克
【申請人】福特全球技術公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年4月22日
【公告號】DE7A1, US20150303536