[发明专利]使用碳基热膜的用于电池单元热管理的系统和方法

说明书

本公开涉及电池单元和电池模块中的热管理。用于电池单元的热组件包括电池单元，该电池单元具有电池单元封装件和由连续碳基热膜形成的热套。热套被配置成使得电池单元封装件和电池模块的一个或多个热管理特征都与碳基热膜的第一侧面接触。因此，碳基热膜的第一侧面被配置成提供电池单元封装件与电池模块的一个或多个热管理特征之间沿碳基热膜的第一侧面的不间断的热通路。

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年10月28日提交的名称为“使用碳或石墨箔材料的用于锂离子单元电池的冷却方法”的美国临时专利申请序号61/896,370的优先权和利益，所述申请的全部内容为了所有目的以引用的方式并入本文。

发明背景

本公开总体涉及电池和电池模块的领域。更具体来说，本公开涉及电池单元和电池模块中的热管理。

本节意欲向读者介绍可能与以下描述的本公开的各个方面有关的技术的各个方面。此论述据信有助于为读者提供背景信息以便于本公开的各个方面的更好理解。因此，应理解，这些陈述应从这个角度来阅读，而非作为现有技术的承认。

使用为车辆提供所有或一部分原动力的一个或多个电池系统的车辆可以称为xEV，其中术语“xEV”在本文被定义为包括将电功率用于其车辆原动力的所有或一部分的以下所有车辆或其变体或组合。例如，xEV包括将电功率用于所有原动力的电动车辆(EV)。如本领域技术人员将了解的，混合动力电动车辆(HEV)(也认为是xEV)组合内燃发动机推进系统和电池供电的电力推进系统，诸如48伏(V)或130V系统。术语HEV可以包括混合动力电动车辆的任何变体。例如，全混合动力系统(FHEV)可以使用一个或多个电动机、使用仅一个内燃发动机或者使用二者来将动力和其他电功率提供到车辆。相比之下，轻度混合动力系统(MHEV)在车辆怠速时禁用内燃发动机并且使用电池系统来继续为空调单元、无线电或其他电子器件供电，以及在需要推进时重新起动发动机。轻度混合动力系统还可以在例如加速期间施加一定程度的动力辅助，以补充内燃发动机。轻度混合动力通常是96V至130V，并且通过皮带或曲柄集成的起动发电机来回收制动能量。另外，微混合动力电动车辆(mHEV)也使用类似于轻度混合动力的“启停”系统，但是mHEV的微混合动力系统可以对内燃发动机供应动力辅助或者可以不对其供应动力辅助，并且在低于60V的电压下操作。为了当前讨论的目的，应注意，mHEV通常在技术上不将直接提供到曲轴或传动机构的电功率用于车辆的原动力的任何部分，但是mHEV仍可以被认为是xEV，因为当车辆在内燃发动机被禁用的情况下怠速时其使用电功率来补充车辆的功率需要，并且通过集成的起动发电机来回收制动能量。此外，插电式电动车辆(PEV)是可以从外部电力源(诸如壁式插座)充电的任何车辆，并且被储存在可再充电电池组中的能量驱动或者有助于驱动车轮。PEV是EV的子类别，包括全电动或电池电动车辆(BEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)以及混合动力电动车辆与常规内燃发动机车辆的电动车辆转换。

与仅使用内燃发动机和传统的电动系统(其通常是由铅酸电池供电的12V系统)的更传统的汽油动力车辆相比，如以上所描述的xEV可以提供若干优点。例如，与传统的内燃车辆相比，xEV可以产生较少的不良排放产物并且可以呈现出更高的燃料效率，并且在一些情况下，这些xEV可以完全省去如在某些类型的EV或PEV的情况下的汽油使用。

随着技术持续发展，需要为这些车辆提供改进的动力源(尤其是电池模块)。在开发这些类型的电池模块时，一个特别的难题是热管理。例如，电池模块的个别电池单元在充电和/或放电循环期间趋向于发热。因此，电池模块的封装件通常包括热管理特征，诸如冷却板和/或散热片，以将内部电池单元所产生的热量驱散到外部环境中。