[发明专利]用于可再充电能量存储系统组件的集成式热量和结构管理有效

专利信息
申请号: 201110330848.7 申请日: 2011-10-11
公开(公告)号: CN102447146A 公开(公告)日: 2012-05-09
发明(设计)人: M·L·纳索伊 申请(专利权)人: 通用汽车环球科技运作有限责任公司
主分类号: H01M10/50 分类号: H01M10/50
代理公司: 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 刘桢;傅永霄
地址: 美国密*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 用于 充电 能量 存储系统 组件 集成 热量 结构 管理
【说明书】:

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年10月11日提交的美国临时申请No.61/391,823的优先权及其它权益,该申请的内容通过引用包含于本文。

技术领域

本申请涉及为需要冷却或加热的电池模块提供热量管理。

背景技术

混合动力车和电动车通过补充(在混合动力车的情形下)或完全取代(在电动车的情形下)内燃机(ICE)为车辆动力的传统方式提供另一种选择。在这种混合动力或电动车结构中,至少一部分动力由作为直流(DC)电压源的一个或多个电池组提供给电动机、发电机或变速器,进而可用于提供转动一个或多个车轮所需的能量。用于车辆推进的电池组结构的一个有价值的特征是,它们是可再充电的,例如,通过传统的120/240伏外接交流(AC)电源。这种电池组结构称为可再充电能量存储系统(RESS),其可构造为由一系列单独电池组成的一个或多个模块。

RESS组件需要热量管理,以保持性能和完整。在某些情形下,RESS的电池在过高的温度下充电或运行会降低电池的寿命。类似地,在某些情形下,电池在过低温度下充电或运行会导致永久的电池损坏。因此,为了克服这类事件的可能性,并促进提高电池效率,开发了传统的热量管理系统。

在一种传统的热量管理系统结构中,RESS位于一框架中,其可另外包括散热片、用于电池组各单元的冷却液的通路或通道。在该设计中,冷却板由挤制铝结构制成,该挤制铝结构随后被切割并与管座装置加工在一起,以提供在冷却板内机加工或以其它方式形成的冷却通路转弯。这种冷却板设计在加工期间需要多片和紧密的公差,以(除其它方面以外)保持板平整度。

例如传统RESS热量管理系统的热量管理方法的一个例子,参考图1。该方法构造为多个板(例如,前板10和后板15)通过形成冷却通路的冷却剂管路55彼此热连接的组件。前冷却板10由上板部分20和下板部分25构成,后冷却板15由上板部分30和下板部分35构成。在前冷却板10的上板部分20与下板部分25之间是冷却剂流过的一系列通道40。该通道40被机加工、模制或以其它方式形成在上板部分20与下板部分25之间。还可通过向上板部分20与下板部分25之间以其它方式存在的空腔中安装进单独的流路装置来形成通道。类似地,在后冷却板15的上板部分30与下板部分35之间具有冷却剂通道45。冷却剂输入管50连接至后冷却板15的冷却剂通道45。冷却剂流过输入管50和后冷却板15的冷却剂通道45。管道55将后板15的冷却剂通道45与前冷却板10的冷却剂通道40连接。冷却剂从管道55流过前板10的冷却剂通道40,然后通过冷却剂出口60排出。

尽管存在热管理RESS组件的传统方法,例如上述那些方法,但是传统的方法和装置仍有限制。

发明内容

根据本发明的教导,公开了用于RESS组件的热量管理部件和管理RESS电池模块的温度的方法。

在本发明的多个实施例的一部分中,提供了用于RESS组件的热量管理部件,包括(i)具有由中间部分分隔的第一部分和第二部分的框架,所述中间部分限定了从所述第一和第二部分开始并在其间延伸的腔室;和(ii)至少与所述框架的所述第一和第二部分机械连接的换热板,所述换热板在所述腔室上延伸。所述腔室构造成接收、包含和引导至少一种导热流体的流动。所述换热板具有相对的第一和第二表面,这两个表面均在所述腔室上延伸。所述换热板构造成与RESS电池模块机械连接且热连接,并且构造成在至少一种导热流体被接收、容纳和流过所述腔室时与该至少一种换热流体热连接。

在本申请多个实施例的一部分中,还提供了管理RESS电池模块的热能的方法。所提供的方法包括(a)提供本文所述的热量管理部件;和(b)使至少一种导热流体循环通过所述部件。在一些实施例中,所提供的方法包括通过循环具有比换热板更低热能的导热流体来减少或保持与所述换热板热连接的RESS电池模块的热能。在一些实施例中,所提供的方法包括通过循环具有比换热板更高热能的导热流体来增加与所述换热板热连接的RESS电池模块的热能。

本发明提供下列技术方案。

技术方案1:一种用于RESS组件的热量管理部件,包括:

(i)具有由中间部分分隔的第一部分和第二部分的框架,所述中间部分限定了从所述第一和第二部分开始并在其间延伸的腔室;

其中所述腔室构造成接收、容纳和引导至少一种导热流体的流动;

(ii)至少与所述框架的所述第一和第二部分机械连接的换热板,所述换热板在所述腔室上延伸;

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