牵引电池的热管理设备以及热管理方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及用于使混合动力车辆和电动车辆运转的车辆牵引电池的热管理。
【背景技术】
[0002]混合动力车辆和电动车辆通常需求来自高电压牵引电池的大量的能量。该能量可用于驱动马达和电子配件。牵引电池可包括许多互相连接的电池单元。将电池温度保持在期望的操作范围内可促进适当的电池运转并提高电池寿命。此外，限制横跨各个电池单元的温度之差可能是有益的。热管理设备可用于调节电池温度。例如，引导乘客舱空气或外部空气横跨电池可能有助于调节温度。此外，电加热系统可用于在低温条件下使电池变热。
【发明内容】
[0003]在至少一个实施例中，车辆牵引电池散热器包括具有与多个电池单元热接触的单元接触部的第一翅片。第一翅片还包括从单元接触部延伸的连接器部。散热器还包括与连接器部接触的热板和在热板内循环的热剂液。散热器允许在多个电池单元和热板之间通过第一翅片进行热交换。
[0004]在至少一个实施例中，车辆牵引电池包括相邻的多个电池单元阵列。牵引电池还包括在电池单元阵列之间交替布置的多个翅片，每个翅片包括与电池单元阵列热接触的单元接触部。每个翅片还包括位于电池单元阵列下方的连接器部。牵引电池还包括与每个翅片的连接器部接触的热板。每个翅片的连接器部与相邻的连接器部接合，以提供横跨多个电池单元阵列的大体上连续的基部表面。
[0005]在至少一个实施例中，车辆牵引电池总成包括布置成阵列的多个电池单元，所述阵列具有第一行电池单元和第二行电池单元。牵引电池还包括邻接第一行电池单元的外表面的第一翅片。第二翅片邻接第一行电池单元和第二行电池单元二者的外表面。牵引电池还包括设置在所述阵列的下方并与第一翅片和第二翅片热接触的热板，其中，在电池单元与热板之间通过经过第一翅片和第二翅片的导热传递而进行热交换。
[0006]根据本发明，提供了一种车辆牵引电池，包括:相邻的多个电池单元阵列；多个翅片，每个翅片包括与电池单元阵列热接触的单元接触部和位于电池单元阵列下方的连接器部；热板，与每个翅片的连接器部接触，其中，每个翅片的连接器部接合相邻的连接器部，以提供横跨所述多个电池单元阵列的大体上连续的安装表面。
[0007]根据本发明的一个实施例，车辆牵引电池还包括设置在每个翅片的连接器部与热板之间的热界面材料，使得在电池单元阵列和热板之间通过翅片和热界面材料进行热交换。
[0008]根据本发明的一个实施例，车辆牵引电池还包括与翅片的端部热接触的歧管，歧管适于使热剂液循环通过内部空腔以与至少一个翅片的端部进行热交换。
[0009]根据本发明的一个实施例，歧管与热板流体流动连接以使热剂液在热板内循环。
[0010]根据本发明的一个实施例，单元接触部被预成形为与多个电池单元的外部形状配合的波纹形状以产生表面面积接触。
[0011]根据本发明的一个实施例，多个翅片中的每个的单元接触部是易弯的并适应于电池单元阵列的外部形状以产生表面面积接触。
[0012]根据本发明，提供一种车辆牵引电池总成，包括:被布置成阵列的多个电池单元，所述阵列具有第一行电池单元和第二行电池单元；第一翅片，邻接第一行电池单元的外表面；第二翅片，邻接第一行电池单元和第二行电池单元二者的外表面；热板，设置在所述阵列的下方并与第一翅片和第二翅片接触，其中，在电池单元和热板之间通过经过第一翅片和第二翅片的导热传递而进行热交换。
[0013]根据本发明的一个实施例，车辆牵引电池总成还包括可压缩的热界面材料，热界面材料设置在第一翅片和第二翅片中的每个与热板之间，其中，在电池单元与热板之间所交换的热通过第一翅片、第二翅片和热界面材料进行导热。
[0014]根据本发明的一个实施例，热剂液循环通过热板。
[0015]根据本发明的一个实施例，车辆牵引电池总成还包括与热板流体流动连接的歧管，其中，歧管接触第一翅片和第二翅片中的每个的端部以与电池单元进行热交换。
[0016]根据本发明的一个实施例，第一翅片是易弯的以适应于第一行电池单元的外表面。
[0017]根据本发明的一个实施例，第一翅片和第二翅片各自限定与多个电池单元热接触的单元接触部，并还限定从单元接触部侧向延伸的连接器部，连接器部与热板接触。
[0018]根据本发明的一个实施例，第一翅片的连接器部接合第二翅片的连接器部以限定搭接连接部，从而产生位于阵列的下方的大体上连续的基部。
【附图说明】
[0019]图1是插电式混合动力电动车辆的示意图。
[0020]图2是牵引电池总成的电池单元阵列的分解图。
[0021]图3是装配后的具有两个相邻的电池单元阵列的牵引电池总成的透视图。
[0022]图4是牵引电池总成的替代实施例的透视图。
[0023]图5是具有冷却剂歧管的牵引电池总成的另外的替代实施例的示意性侧视图。
[0024]图6是图5的牵引电池总成的局部透视图。
[0025]图7是具有将翅片连接到热板的导热板(conductive plate)的牵引电池总成的示意性侧视图。
【具体实施方式】
[0026]根据需要，在此公开了本发明的详细实施例；然而，应理解的是，公开的实施例仅仅是本发明的示例，本发明可以以各种和替代的形式实施。附图不一定按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定组件的细节。因此，在此所公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式使用本发明的代表性基础
[0027]图1示出了插电式混合动力电动车辆(PHEV)的示意图。车辆12包括机械地连接到混合动力传动装置16的一个或更多个电机14。电机14能够作为马达或发电机运转以分别接收或提供电力。此外，混合动力传动装置16可机械地连接到发动机18。混合动力传动装置16还可机械地连接到驱动轴20，驱动轴20机械地组合到车轮22。当发动机18开启或关闭时，电机14能够提供推进和减速能力。当电机14作为发电机运转时，它们可通过回收在通过再生制动而减速期间的能量而提供燃料经济效益。电机14通过减小发动机18的工作负荷而减少污染物排放并增加燃料经济性。
[0028]牵引电池或电池包(battery pack) 24储存可以被电机14以及具有电负荷的其他车辆附件使用的能量。牵引电池24可从牵引电池24中的一个或更多个电池单元阵列(有时称为电池单元堆)提供高电压直流(DC)输出。电池单元阵列可包括一个或更多个电池单元。
[0029]电池单元(诸如棱柱形、圆柱形或袋状的电池单元)可包括将储存的化学能转化为电能的电化学电池单元。电池单元还可包括壳体、正极(阴极)和负极(阳极)。电解质可允许离子在放电期间在阳极和阴极之间运动，然后在再充电期间返回。端子可允许电流从电池单元流出以被车辆使用。当多个电池单元按照阵列定位时，每个电池单元的端子可与彼此相邻的相反的端子(正和负)对齐，汇流条可提供辅助以便于在多个电池单元之间电串联连接。电池单元还可并联布置，从而类似的端子(正和正或负和负)彼此相邻。
[0030]可使用不同的电池包结构来应对车辆个体差异(包括封装限制和功率要求)。电池单元可用热管理系统进行热调节。热管理系统的示例可包括空气冷却系统、液体冷却系统以及空气和液体冷却系统的组合。
[0031]牵引电池24可电连接到一个或更多个电力电子模块26。一个或更多个接触器在断开时使牵引电池24与其它组件隔离，并在闭合时将牵引电池24连接到其它组件。电力电子模块26还可电连接到电机14，并且在牵引电池24和电机14之间调节电能的双向传输。例如，牵引电池24可以提供DC电压，而电机14可能需要三相交