[发明专利]车辆电池组、用于冷却电池组的系统以及在该系统中使用的冷却板

说明书

技术领域

本发明涉及例如用于电动车辆(EV)或混合动力车辆(HEV)的电池组。更具体地，但非排他性地，本发明涉及用于控制电池组温度的系统，其中，布置在用于电池组的电池单元模块的一个或更多个电池单元的两侧的热交换器板构造成并且设置成能够使传热流体以不同的大致方向流动。在实施方式中，两个热交换器板构造成并且设置成能够使传热流体以相反的大致对角线的方向流动以实现对一个或更多个电池单元的更高效的温度控制。本发明所具有的特定益处在于包括一个或更多个电池单元模块的电池组，该一个或更多个电池单元模块包括被热交换器板分开的、布置成系列的具有多于一个电池单元的排。

本发明的方面涉及：用于控制电池组温度的系统；热交换器板；用于电池组的电池单元模块，其包括交替系列的相反定向的热交换器板；车辆；控制电池组中的一个或更多个电池单元的温度的方法；以及由包括两个或更多个热交换器板的一个或更多个电池单元模块组装电池组的方法。

背景技术

可再充电电池组(本文中简称作电池组)通常包括一系列密封的电化学储能电池单元。一些已知的电池单元为锂离子基电池单元并且整个电池组的电能取决于一些特性：包括例如，包含在电池组中的电池单元的数量、电池单元的电荷状态(SOC)、电池单元的温度以及由电池单元供给的电压。

在授予A123系统公司(A123System Inc.)的WO2012/009145A2中公开了一种电池组，其中，使用保持带(retention band)来将一叠电池保持在一起。其还公开了将电池单元联接至由金属板形成的电池单元散热器，该金属板在一个或更多个侧上具有弯曲90度的边缘以形成凸缘边。还公开了外壳散热器，该外壳散热器也由金属板形成，该金属板具有基部，该基部在一个或更多个侧上具有弯曲90度的边缘以形成凸缘边。该外壳散热器可容纳电池单元使得电池单元的凸缘边与外壳散热器接触并且电池单元的底面与外壳散热器的基部接触以便于热传递。

在可再充电电池的特性中，可再充电电池性能、电力输出和健康状态(SOH)尤其会受到电池单元的工作温度的影响。因此，理想的是具有用于对电池单元温度进行控制及管理的改进的系统。

本发明寻求通过提供例如可用于车辆的用于温度控制和管理的改进的系统来提供在可再充电电池组领域的改进。

本发明可在除了使用可再充电电池组的车辆和乘用车辆之外的应用中使用，例如，本发明的可再充电电池组可以有利地用在下列应用中：商用车辆或多用途车辆，比如叉车；电网储存器；便携式发电机；以及备用电力供应，例如用在通信应用中。

发明内容

本发明的各方面提供：用于控制可再充电电池组的温度的系统；热交换器板；用于可再充电电池组的电池单元模块，该可再充电电池组包括交替系列的相反定向的热交换器板；车辆；控制可再充电电池组中的一个或更多个电池单元的温度的方法；以及由一个或更多个电池单元模块以及两个或更多个热交换器板组装可再充电电池组的方法。

根据本发明要求保护的一方面，提供了用于控制用于车辆的可再充电电池组的温度的系统，该电池组包括成排地布置的多个可再充电电化学储存电池单元，每排具有一个或更多个电池单元，并且该系统包括用于具有一个或更多个电池单元的所述排中的每一排的两个热交换器板，其中，每个热交换器板构造成并且设置成允许传热流体在其内部流动，其中，用于所述排中的一排的两个热交换器板中的第一热交换器板构造成并且设置成允许传热流体沿第一大致方向流动，其中，用于所述一排的两个热交换器板中的第二热交换器板构造成并且设置成允许传热流体沿第二大致方向流动，并且其中，第一大致方向和第二大致方向彼此基本不同。这样可以提供对于一个或更多个电池单元的有效的温度管理。有利地，横跨一个或更多个电池单元的平均温度可以被管理并且保持在适宜的工作范围内。此外，这可有利地使得温度差(一个或更多个电池单元的最高温度与最低温度之间的差)能够保持在可接受的公差内。

可选地，第一大致方向和第二大致方向可以大致成对角线并且可以彼此大致相反。双向冷却剂流动和交叉的冷却剂流动路径可以使得排中的电池单元的平均温度能够被更好的管理以控制单元的平均温度。在所述排包含多于一个电池单元的情况下更是如此。

可选地，每个热交换器板可包括一个入口和一个出口，并且其中，该入口可布置在比出口更高的高度处。有利地，这使得在一个或更多个电池单元的最热区域中输入最低温度的冷却剂以促进对电池单元的更有效冷却。