磁力控制的牽引電池熱板的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開涉及用于在車輛中使用的高電壓電池的熱管理系統。
【背景技術】
[0002]諸如電池電動車輛(BEV)、插電式混合動力電動車輛(PHEV)、輕度混合動力電動車輛(MHEV)或全混合動力電動車輛(FHEV)的車輛包含能量儲存裝置(諸如，高電壓(HV)電池)以用作車輛的推進源。HV電池可包括用于幫助管理車輛性能和操作的組件和系統。HV電池可包括電池單元端子之間相互電連接的一個或更多個電池單元陣列和互連器匯流條(interconnector busbar)。服電池和周圍環境可包括熱管理系統以幫助管理HV電池組件、系統和各個電池單元的溫度。
【發明內容】
[0003]—種車輛牽引電池組件，包括:電池單元的陣列；熱板，與所述陣列熱連通并限定冷卻劑路徑；以及電磁體。電磁體被定位為鄰近所述路徑，并被配置為選擇性地輸出磁場以影響流動通過所述路徑的冷卻劑中的磁粒子的運動以控制流動。所述電磁體還可被定位為使得:在磁場的存在下，磁粒子聚集在限定所述冷卻劑路徑的壁處。所述電磁體還可被定位為使得:在磁場的存在下，磁粒子聚集在限定所述冷卻劑路徑的壁之間的位置處以進一步限定兩個子冷卻劑路徑。所述組件還可包括至少一個傳感器，所述至少一個傳感器位于鄰近所述陣列的位置并被配置為輸出指示所述電池單元中的至少一個的溫度的信號。控制器可被配置為:響應于所述信號，引導電磁體調節磁場。所述電磁體還可被配置為選擇性地輸出脈動磁場以將湍流引入流過所述路徑的冷卻劑中。所述冷卻劑路徑可包括不止一個通道，并且電磁體還可被配置為選擇性地輸出磁場以限制冷卻劑流過所述通道中的至少一個。所述冷卻劑是磁流變流體或鐵磁流體。
[0004]—種車輛牽引電池組件，包括:電池單元的陣列；熱板，與所述陣列熱連通并在其中限定流場；以及電磁體組件。電磁體組件被配置為選擇性地輸出磁場，以調節磁場附近區域中的磁性冷卻劑的粘性和流場中的流動，以促進或抑制流場中的流動。所述流場可包括第一通道和第二通道，所述電磁體組件還可被配置為選擇性地輸出磁場以調節粘度，使得磁性冷卻劑流過第二通道而不流過第一通道。所述熱板可限定多個電磁體控制區域。所述電磁體組件可包括放置在每個電磁體控制區域附近的電磁體。所述電磁體組件還可被配置為操作電磁體以選擇性地控制每個電磁體控制區域中的磁性冷卻劑的流動。所述電磁體組件還可被配置為基于所述電池單元的溫度選擇性地輸出磁場。所述電磁體組件還可被配置為選擇性地輸出磁場，以促進溫度超過閾值的電池單元附近的部分流場內的流動。所述磁性冷卻劑可以是磁流變流體或鐵磁流體。
[0005]—種車輛包括:電池單元的陣列;熱板，與所述陣列熱連通并限定流場;冷卻劑，在流場中分布，并且冷卻劑中具有磁粒子;電磁體組件。所述電磁體組件被布置為鄰近流場或在流場的外側，并被配置為選擇性地輸出磁場，以影響磁粒子的配置，從而改變冷卻劑穿過流場的流動。所述電磁體組件可包括至少一個電磁體。所述電磁體組件還可被配置為改變磁場的輸出，使得磁粒子聚集在流場的中央區域中或在限定流場的壁處。所述流場可包括多個多路通道，所述電磁體組件還可被配置為選擇性地輸出磁場以引導冷卻劑在一些多路通道中的流動。所述車輛可包括控制器，所述控制器被配置為，響應于電池單元的溫度數據，控制所述電磁體組件的操作。所述冷卻劑可以是磁流變流體或鐵磁流體。
【附圖說明】
[0006]圖1是示出電池電動車輛的示意圖。
[0007]圖2是牽引電池的一部分的示例的透視圖。
[0008]圖3是冷卻劑在流場中的熱板的示例的平面圖。
[0009]圖4是圖3的熱板的平面圖，示出了電磁體組件的輸出的示例。
[0010]圖5是熱板的另一個示例的平面圖，示出了電磁體組件的輸出的另一個示例。
[0011]圖6是圖5的熱板的平面圖，示出了電磁體組件的輸出的另一個示例。
[0012]圖7是熱板的另一個示例的平面圖，示出了電磁體組件的輸出的另一個示例。
[0013]圖8是圖7的熱板和電磁體組件的平面圖，示出了電池單元位置的示例。
[0014]圖9是牽引電池的一部分的透視圖，示出了熱板、電池單元的陣列和電磁體組件的電磁體的示例。
【具體實施方式】
[0015]在此描述了本公開的實施例。然而，將理解的是，所公開的實施例僅僅是示例，其它實施例可采用各種和替代的形式。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，在此公開的具體結構和功能細節不應被解釋為限制，而僅作為教導本領域技術人員以各種方式使用本公開的實施例的代表性基礎。如本領域普通技術人員將理解的，可將參照任一附圖示出并描述的各種特征與在一個或更多個其它附圖中示出的特征相結合以產生未明確示出或描述的實施例。示出的特征的組合為典型應用提供代表性實施例。然而，與本公開的教導一致的特征的各種組合和變型可期望用于特定應用或實施方式。
[0016]圖1描繪了典型的插電式混合動力電動車輛(PHEV)的示意圖。典型的插電式混合動力電動車輛12可包括機械地連接至混合動力傳動裝置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。此外，混合動力傳動裝置16機械地連接至發動機18。混合動力傳動裝置16還機械地連接至驅動軸20，驅動軸20機械地連接至車輪22。當發動機18開啟或關閉時，電機14可提供推進和減速能力。電機14還可用作發電機，并且可通過回收在摩擦制動系統中通常將作為熱損失掉的能量而提供燃料經濟效益。由于混合動力電動車輛12可在特定條件下按照電動模式或混合動力模式運轉以降低車輛12的總的燃料消耗，因此電機14還可提供減少的污染物排放。
[0017]牽引電池或電池包24儲存并提供可以被電機14使用的能量。牽引電池24通常從牽引電池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DC輸出。高電壓DC輸出還可轉換成低電壓DC輸出用于諸如車輛停止/啟動的應用。電池單元陣列可包括一個或更多個電池單元。牽引電池24通過一個或更多個接觸器(未示出)電連接至一個或更多個電力電子模塊26。所述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，并且在閉合時將牽引電池24連接至其它組件。電力電子模塊26還電連接至電機14，并且提供在牽引電池24和電機14之間雙向傳輸電能的能力。例如，典型的牽引電池24可以提供DC電壓，而電機14可能需要三相AC電壓來運轉。電力電子模塊26可以將DC電壓轉換為電機14所需要的三相AC電壓。在再生模式下，電力電子模塊26可以將來自用作發電機的電機14的三相AC電壓轉換為牽引電池24所需要的DC電壓。在此的描述同樣適用于純電動車輛。對于純電動車輛，混合動力傳動裝置16可以是連接至電機14的齒輪箱并且發動機18可以不存在。
[0018]牽引電池24除提供用于推進的能量之外，還可提供用于其它車輛電氣系統的能量。典型的系統可包括DC/DC轉換器模塊28，DC/DC轉換器模塊28將牽引電池24的高電壓DC輸出轉換為與其它車輛負載兼容的低電壓DC供應。其它高電壓負載(例如，壓縮機和電加熱器)可直接連接至高電壓而不使用DC/DC轉換器模塊28。在典型的車輛中，低電壓系統電連接至輔助電池30 (例如，12V電池)。
[0019]電池電氣控制模塊(BECM，batteryelectrical control module)33可與牽引電池24通信。BECM 33可用作牽引電池24的控制器，并且還可包括管理每個電池單元的溫度和荷電狀態的電子監控系統。牽引電池24可具有溫度傳感器31，例如，熱敏電阻或其它溫度計量器。溫度傳感器31可與BECM 33通信，以提供關于牽引電池24的溫度數據。溫度傳感器31還可位于牽引電池24中的電池單元上或靠近電池單元。還預期可使用不止一個溫度傳感器31來監測電池單元的溫度。
[0020]例如，車輛12可以是牽引電池24可通過外部電源36進行再充電的電動車輛(諸如，PHEV、FHEV、MHEV或BEV)。外部電源36可連接至電插座。外部電源36可電連接至電動車輛供電設備(EVSE，electric vehic