牽引電池的熱管理設備以及熱管理方法
【技術領域】
[0001]本公開涉及用于使混合動力車輛和電動車輛運轉的車輛牽引電池的熱管理。
【背景技術】
[0002]混合動力車輛和電動車輛通常需求來自高電壓牽引電池的大量的能量。該能量可用于驅動馬達和電子配件。牽引電池可包括許多互相連接的電池單元。將電池溫度保持在期望的操作范圍內可促進適當的電池運轉并提高電池壽命。此外，限制橫跨各個電池單元的溫度之差可能是有益的。熱管理設備可用于調節電池溫度。例如，引導乘客艙空氣或外部空氣橫跨電池可能有助于調節溫度。此外，電加熱系統可用于在低溫條件下使電池變熱。
【發明內容】
[0003]在至少一個實施例中，車輛牽引電池散熱器包括具有與多個電池單元熱接觸的單元接觸部的第一翅片。第一翅片還包括從單元接觸部延伸的連接器部。散熱器還包括與連接器部接觸的熱板和在熱板內循環的熱劑液。散熱器允許在多個電池單元和熱板之間通過第一翅片進行熱交換。
[0004]在至少一個實施例中，車輛牽引電池包括相鄰的多個電池單元陣列。牽引電池還包括在電池單元陣列之間交替布置的多個翅片，每個翅片包括與電池單元陣列熱接觸的單元接觸部。每個翅片還包括位于電池單元陣列下方的連接器部。牽引電池還包括與每個翅片的連接器部接觸的熱板。每個翅片的連接器部與相鄰的連接器部接合，以提供橫跨多個電池單元陣列的大體上連續的基部表面。
[0005]在至少一個實施例中，車輛牽引電池總成包括布置成陣列的多個電池單元，所述陣列具有第一行電池單元和第二行電池單元。牽引電池還包括鄰接第一行電池單元的外表面的第一翅片。第二翅片鄰接第一行電池單元和第二行電池單元二者的外表面。牽引電池還包括設置在所述陣列的下方并與第一翅片和第二翅片熱接觸的熱板，其中，在電池單元與熱板之間通過經過第一翅片和第二翅片的導熱傳遞而進行熱交換。
[0006]根據本發明，提供了一種車輛牽引電池，包括:相鄰的多個電池單元陣列；多個翅片，每個翅片包括與電池單元陣列熱接觸的單元接觸部和位于電池單元陣列下方的連接器部；熱板，與每個翅片的連接器部接觸，其中，每個翅片的連接器部接合相鄰的連接器部，以提供橫跨所述多個電池單元陣列的大體上連續的安裝表面。
[0007]根據本發明的一個實施例，車輛牽引電池還包括設置在每個翅片的連接器部與熱板之間的熱界面材料，使得在電池單元陣列和熱板之間通過翅片和熱界面材料進行熱交換。
[0008]根據本發明的一個實施例，車輛牽引電池還包括與翅片的端部熱接觸的歧管，歧管適于使熱劑液循環通過內部空腔以與至少一個翅片的端部進行熱交換。
[0009]根據本發明的一個實施例，歧管與熱板流體流動連接以使熱劑液在熱板內循環。
[0010]根據本發明的一個實施例，單元接觸部被預成形為與多個電池單元的外部形狀配合的波紋形狀以產生表面面積接觸。
[0011]根據本發明的一個實施例，多個翅片中的每個的單元接觸部是易彎的并適應于電池單元陣列的外部形狀以產生表面面積接觸。
[0012]根據本發明，提供一種車輛牽引電池總成，包括:被布置成陣列的多個電池單元，所述陣列具有第一行電池單元和第二行電池單元；第一翅片，鄰接第一行電池單元的外表面；第二翅片，鄰接第一行電池單元和第二行電池單元二者的外表面；熱板，設置在所述陣列的下方并與第一翅片和第二翅片接觸，其中，在電池單元和熱板之間通過經過第一翅片和第二翅片的導熱傳遞而進行熱交換。
[0013]根據本發明的一個實施例，車輛牽引電池總成還包括可壓縮的熱界面材料，熱界面材料設置在第一翅片和第二翅片中的每個與熱板之間，其中，在電池單元與熱板之間所交換的熱通過第一翅片、第二翅片和熱界面材料進行導熱。
[0014]根據本發明的一個實施例，熱劑液循環通過熱板。
[0015]根據本發明的一個實施例，車輛牽引電池總成還包括與熱板流體流動連接的歧管，其中，歧管接觸第一翅片和第二翅片中的每個的端部以與電池單元進行熱交換。
[0016]根據本發明的一個實施例，第一翅片是易彎的以適應于第一行電池單元的外表面。
[0017]根據本發明的一個實施例，第一翅片和第二翅片各自限定與多個電池單元熱接觸的單元接觸部，并還限定從單元接觸部側向延伸的連接器部，連接器部與熱板接觸。
[0018]根據本發明的一個實施例，第一翅片的連接器部接合第二翅片的連接器部以限定搭接連接部，從而產生位于陣列的下方的大體上連續的基部。
【附圖說明】
[0019]圖1是插電式混合動力電動車輛的示意圖。
[0020]圖2是牽引電池總成的電池單元陣列的分解圖。
[0021]圖3是裝配后的具有兩個相鄰的電池單元陣列的牽引電池總成的透視圖。
[0022]圖4是牽引電池總成的替代實施例的透視圖。
[0023]圖5是具有冷卻劑歧管的牽引電池總成的另外的替代實施例的示意性側視圖。
[0024]圖6是圖5的牽引電池總成的局部透視圖。
[0025]圖7是具有將翅片連接到熱板的導熱板(conductive plate)的牽引電池總成的示意性側視圖。
【具體實施方式】
[0026]根據需要，在此公開了本發明的詳細實施例；然而，應理解的是，公開的實施例僅僅是本發明的示例，本發明可以以各種和替代的形式實施。附圖不一定按比例繪制；可夸大或最小化一些特征以示出特定組件的細節。因此，在此所公開的具體結構和功能細節不應被解釋為限制，而僅作為用于教導本領域技術人員以多種形式使用本發明的代表性基礎
[0027]圖1示出了插電式混合動力電動車輛(PHEV)的示意圖。車輛12包括機械地連接到混合動力傳動裝置16的一個或更多個電機14。電機14能夠作為馬達或發電機運轉以分別接收或提供電力。此外，混合動力傳動裝置16可機械地連接到發動機18。混合動力傳動裝置16還可機械地連接到驅動軸20，驅動軸20機械地組合到車輪22。當發動機18開啟或關閉時，電機14能夠提供推進和減速能力。當電機14作為發電機運轉時，它們可通過回收在通過再生制動而減速期間的能量而提供燃料經濟效益。電機14通過減小發動機18的工作負荷而減少污染物排放并增加燃料經濟性。
[0028]牽引電池或電池包(battery pack) 24儲存可以被電機14以及具有電負荷的其他車輛附件使用的能量。牽引電池24可從牽引電池24中的一個或更多個電池單元陣列(有時稱為電池單元堆)提供高電壓直流(DC)輸出。電池單元陣列可包括一個或更多個電池單元。
[0029]電池單元(諸如棱柱形、圓柱形或袋狀的電池單元)可包括將儲存的化學能轉化為電能的電化學電池單元。電池單元還可包括殼體、正極(陰極)和負極(陽極)。電解質可允許離子在放電期間在陽極和陰極之間運動，然后在再充電期間返回。端子可允許電流從電池單元流出以被車輛使用。當多個電池單元按照陣列定位時，每個電池單元的端子可與彼此相鄰的相反的端子(正和負)對齊，匯流條可提供輔助以便于在多個電池單元之間電串聯連接。電池單元還可并聯布置，從而類似的端子(正和正或負和負)彼此相鄰。
[0030]可使用不同的電池包結構來應對車輛個體差異(包括封裝限制和功率要求)。電池單元可用熱管理系統進行熱調節。熱管理系統的示例可包括空氣冷卻系統、液體冷卻系統以及空氣和液體冷卻系統的組合。
[0031]牽引電池24可電連接到一個或更多個電力電子模塊26。一個或更多個接觸器在斷開時使牽引電池24與其它組件隔離，并在閉合時將牽引電池24連接到其它組件。電力電子模塊26還可電連接到電機14，并且在牽引電池24和電機14之間調節電能的雙向傳輸。例如，牽引電池24可以提供DC電壓，而電機14可能需要三相交