[发明专利]用于热稳定的能量存储系统的系统和方法

说明书

本发明描述了用于冷却蓄电池组电池阵列的各种系统。在一个实施例中，能量存储系统包括封闭蓄电池组电池阵列的壳体、蒸发器以及循环泵。在另一个实施例中，蒸发器邻近蓄电池组电池以有助于热量传递。在另一个实施例中，热电元件设置为邻近蓄电池组电池以利于热量传递。

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2013年3月14日提交的美国临时申请61/782,282的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文中。

背景技术

本发明大体上涉及一种能量存储系统，并且特别涉及一种包含在混合动力电动车辆中以存储高压能量的能量存储模块。

包含电动马达的车辆需要高压能量存储系统，以便为马达提供适当的能量。高压能量存储系统通常包括以串联形式电连接在一起的多个蓄电池组电池。因为发热是产生电能的副产物，因此在进行充电和放电时，存储电池会由于电池内部的化学反应而产生热能。当多个蓄电池组电池以阵列的形式很靠近地放置时，在整个系统中，每个电池所产生的热能会是倍增的，并且会造成例如可毁坏存储系统的电池热失控的问题。此外，为了优化能量效率，维持蓄电池组电池均匀的温度是优选的。因此，对于这样的存储系统而言，包括制冷系统来冷却蓄电池组电池是有益的。

通常，混合动力和电能存储制冷系统使用允许外部空气到达蓄电池组电池的开放式系统设计。通常，这些系统使用对流性热传递来降低蓄电池组的温度，这通过从外部进口到外部出口循环的经过蓄电池组的空气来实现。这些系统容易受到通过进入空气进口到达蓄电池组的盐、灰尘以及其他碎片的影响。开放式制冷系统不能阻止盐雾或其他腐蚀性物质到达蓄电池组电池，甚至是使用过滤器时也不能。盐雾和杂质颗粒可存在导致在存储系统中出现腐蚀以及不期望的电泄漏电流路径或短路。相应地，相比于封闭式系统，该系统会造成蓄电池组电池寿命缩短。开放式制冷系统必须安装并且使用排水塞来将外来物质从蓄电池组包壳移除。此外，开放式制冷系统设计增加了蓄电池组阵列系统的体积，这会对空间节省的初始设计或混合动力改造应用造成问题。

开放式制冷系统的上述问题以及其他问题证明在本领域中需要用于蓄电池组电池的替代性的制冷系统，例如各种类型的封闭式制冷系统。

发明内容

这里描述的能量存储系统解决了数个上文提及的问题以及其他问题。能量存储系统包括容纳蓄电池组电池阵列的壳体。能量存储系统是封闭式系统，使得内部环境是气密密封的。能量存储系统设计为提供从蓄电池组电池到壳体外部的迅速且高效的热量转移。

在一个实施例中，蒸发器和空气循环器放置在壳体之内。蒸发器可包括与多个散热片结合在一起的一连串的蒸发器盘管。空气循环器可包括涡轮式风扇。空气循环器和蒸发器协同工作，以通过提供从蓄电池组电池到位于蒸发器中的制冷剂的热能流动路径来实现迅速且高效的热能转移。

在其他的实施例中，热传递板放置在蓄电池组电池的基部。蒸发器或蒸发器盘管放置为邻近热传递板。蒸发器与热传递板协同工作，以通过提供从蓄电池组电池到位于蒸发器中的制冷剂的热能流动路径来实现迅速且高效的热能转移。

在另外的实施例中，热传递板放置在蓄电池组电池的基部。一连串的热电元件放置为邻近热传递板。热电元件与热传递板协同工作，以通过提供从蓄电池组电池到位于蒸发器中的制冷剂的热能流动路径来实现迅速且高效的热能转移。

通过详细描述和随之提供的附图，本发明其他的形式、目的、特征、方面、好处、优点和实施方案将变得清楚。

附图说明

图1显示了能量存储系统的立体图。

图2显示了移除盖子的能量存储系统的俯视图。

图3显示了移除盖子的能量存储系统的立体图局部。

图4显示了能量存储系统的横截面侧视图局部。