[发明专利]用于电池的被动式热管理系统

说明书

一种电池模块包含一个或多个电池单元和一个或多个层压元件，所述一个或多个层压元件被配置成提供对由所述一个或多个电池单元产生的热的被动管理。每个层压元件包含一个或多个导热层和一个或多个发泡层。所述一个或多个发泡层被配置成响应于发泡层温度超过数而进行膨胀，从而将所述层压元件从第一配置重新配置成第二配置，在所述第一配置中，所述层压元件传递由所述一个或多个电池单元排放的热，在所述第二配置中，所述层压元件基本上不传递由所述一个或多个电池单元排放的热。

背景技术

电池供电式装置变得越来越常见。在许多应用中，用于向装置供电的电池的大小和/或重量优选地相对于装置所需的电力尽可能小。另外，优选的是，电池具有适应多次放电/充电循环的长使用期限。举例来说，由于锂离子(Li离子)电池相对于铅酸电池和镍金属氢化物电池具有高比能量并且具有良好的老化特性，因此Li离子电池广泛用于便携式电子器件(例如，手机、便携式计算机等)中。在电动车辆中也越来越多地使用Li离子电池。

然而，高比能量电池可能容易发生毁灭性热失控。可能会经由诸如过度充电、过度放电和/或内部短路等多种状况来触发热失控，这些状况可能会导致电池的内部温度显著超过安全温度限制。高于临界温度可能会发生放热反应，所述放热反应会导致温度进一步增加，这可能导致引起热失控的额外的放热反应。热失控可能是重要的安全问题。举例来说，在Li离子电池的情况下，可能会出现高达900℃的温度以及释放大量的易燃和有毒气体。

附图简述

将参考图式描述根据本公开的各种实施方案，其中：

图1是示出根据许多实施方案的电池模块的简化截面示意图，所述电池模块包含被配置成被动地管理由电池单元产生的热的层压元件；

图2是示出图1的电池模块的层压元件中的一者的简化截面示意图；

图3是示出包含图1的电池模块的电池的简化截面示意图；

图4是示出根据许多实施方案的包含电池模块的电动车辆的简化示意图，所述电池模块包含被配置成被动地管理由电池单元产生的热的层压元件；

图5是示出根据许多实施方案的由电池模块供电的飞行器的简化示意图，所述电池模块包含被配置成被动地管理由电池单元产生的热的层压元件；以及

图6是示出根据许多实施方案的由电池模块供电的便携式电子装置的简化示意图，所述电池模块包含被配置成被动地管理由电池单元产生的热的层压元件。

具体实施方式

在以下描述中，将描述各种实施方案。出于阐释的目的，陈述特定配置和细节以便提供对实施方案的透彻理解。然而，本领域技术人员还将明白，可以在没有所述特定细节的情况下实践所述实施方案。此外，可以省略或简化众所周知的特征以免使所描述的实施方案混淆不清。

本文描述的部件、组件和相关方法被动地实现电池中的热管理。在许多实施方案中，至少一个层压元件被配置成：(1)在正常操作状况期间将热传导远离一个或多个电池单元；以及(2)在暴露于指示一个或多个电池单元的热失控的温度时重新配置成非导热配置。通过将层压元件中的至少一者并入到电池模块中，可以在正常操作期间将由电池模块产生的热从一个或多个电池单元传递到所述电池模块的外部，而不必采用主动式冷却元件(例如，风扇、冷却液泵)。另外，由于层压元件在暴露于指示热失控的温度时重新配置成非热传递配置，因此电池模块可以采用更轻和/或更便宜的外部壳体，并且在热失控的情况下仍提供对一个或多个电池单元的隔热。