專利名稱：電池組的液體冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池組的液體冷卻系統(tǒng)，諸如但是不限于適用于冷卻在電可操作車輛中使用的鋰離子(Li-離子)電池的冷卻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在車輛和其他裝置中，通常使用電池或電池組。電池組在操作期間會變熱。如果熱量升高超過期望水平，那么電池組和/或裝置的操作和/或性能會受損。因此，需要提供一種冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)可操作以冷卻或者另外冷卻地影響電池組，如果可能的話使電池組在期望的溫度范圍內(nèi)操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個非限制方面考慮到一種電池組的液體冷卻系統(tǒng)。所述系統(tǒng)可包括冷卻板，可操作以與電池組交換熱量；冷卻液箱，可操作以與冷卻板交換熱量，冷卻液箱限定將冷卻液從入口引導(dǎo)到出口的通道，冷卻液箱包括入口蓄液器，所述入口蓄液器被構(gòu)造為蓄積在進(jìn)入通道之前的的冷卻液。本發(fā)明的一個非限制方面考慮到入口蓄液器被構(gòu)造為使在入口處接收的冷卻液在到達(dá)通道之前，冷卻液的速度降低。本發(fā)明的一個非限制方面考慮到冷卻液箱包括出口蓄液器，所述出口蓄液器被構(gòu)造為蓄積在進(jìn)入出口之前的冷卻液。本發(fā)明的一個非限制方面考慮到入口和出口中的每個的橫截面積小于相應(yīng)的入口蓄液器和出口蓄液器的橫截面積。本發(fā)明的一個非限制方面考慮到入口蓄液器被構(gòu)造為將冷卻液從紊流轉(zhuǎn)化為層流。本發(fā)明的一個非限制方面考慮到入口蓄液器呈盒形，所述盒形的一側(cè)朝向通道傾斜。本發(fā)明的一個非限制方面考慮到入口蓄液器包括通向通道的端口，所述端口的橫截面積比入口蓄液器的橫截面積小。本發(fā)明的一個非限制方面考慮到所述端口的橫截面積小于入口的橫截面積。本發(fā)明的一個非限制方面考慮到入口和出口靠近冷卻液箱的中央。本發(fā)明的一個非限制方面考慮到出口包括布置在入口的相對側(cè)的第一出口和第
二出口。本發(fā)明的一個非限制方面考慮到冷卻液流動通道在入口與第一出口和第二出口之間以蛇形圖案布置。本發(fā)明的一個非限制方面考慮到蛇形圖案由多個分隔壁限定，每個分隔壁從冷卻液箱的底面向上延伸，以密封地接合冷卻板的底側(cè)。本發(fā)明的一個非限制方面考慮到所述多個分隔壁的第一部分的第一長度沿著從冷卻液箱的中央到外邊緣的縱向測量而獲得，所述多個分隔壁的第二部分的第二長度沿著從中央到所述外邊緣的縱向測量而獲得，第二長度比第一長度小15%。本發(fā)明的一個非限制方面考慮到當(dāng)沿著從入口到出口的冷卻液流動通道測量時，所述多個分隔壁的第二部分比所述多個分隔壁的第一部分更靠近入口。本發(fā)明的一個非限制方面考慮到一種制冷系統(tǒng)。所述系統(tǒng)可包括冷卻板，可操作以與對象交換熱量；冷卻液箱，可操作以與冷卻板交換熱量，冷卻液箱限定用于將冷卻液從入口弓I導(dǎo)到至少一個出口的通道，冷卻液箱包括入口蓄液器，所述入口蓄液器被構(gòu)造為使在入口處接收的冷卻液在到達(dá)通道之前，冷卻液的速度降低。本發(fā)明的一個非限制方面考慮到冷卻液箱包括第一出口和第二出口，其中，通道將入口大致分成相應(yīng)的第一蛇形圖案、第二蛇形圖案、第三蛇形圖案和第四蛇形圖案，第一蛇形圖案和第二蛇形圖案將冷卻液引導(dǎo)到第一出口，第三蛇形圖案和第四蛇形圖案將冷卻液引導(dǎo)到第二出口。 本發(fā)明的一個非限制方面考慮到一種電池組的液體冷卻系統(tǒng)。所述系統(tǒng)可包括冷卻板，可操作以與電池組交換熱量；冷卻液箱，可操作以與冷卻板交換熱量，其中，冷卻液箱包括多個分隔壁，所述多個分隔壁被布置為限定用于將冷卻液從入口引導(dǎo)到第一出口和第二出口的通道，其中，通道將入口大致分成相應(yīng)的第一蛇形圖案、第二蛇形圖案、第三蛇形圖案和第四蛇形圖案，第一蛇形圖案和第二蛇形圖案將冷卻液引導(dǎo)到第一出口，第三蛇形圖案和第四蛇形圖案將冷卻液引導(dǎo)到第二出口。本發(fā)明的一個非限制方面考慮到冷卻液箱包括位于入口與通道之間的蓄液器。本發(fā)明的一個非限制方面考慮到蓄液器被構(gòu)造為使在入口處接收的冷卻液在進(jìn)入通道之前，冷卻液的速度降低。本發(fā)明的一個非限制方面考慮到蓄液器被構(gòu)造為蓄積在入口處接收的在進(jìn)入通道之前的冷卻液。


在權(quán)利要求中具體地指出本發(fā)明。然而，通過參照下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明將被最好地理解并且本發(fā)明的其他特征將變得更加明顯，在附圖中圖I示出了通過本發(fā)明的一個非限制方面考慮的具有由液體冷卻系統(tǒng)冷卻的電池組的系統(tǒng)。圖2a和圖2b分別示出了通過本發(fā)明的一個非限制方面考慮的冷卻液箱的俯視圖和仰視圖。圖3a至圖4c示出了通過本發(fā)明的一個非限制方面考慮的冷卻液箱。圖5示出了通過本發(fā)明的一個非限制方面考慮的冷卻液箱。圖6示出了通過本發(fā)明的一個非限制方面考慮的冷卻液箱。圖7a和圖7b示出了通過本發(fā)明的一個非限制方面考慮的冷卻液箱。
具體實(shí)施例方式根據(jù)需要，在此公開了本發(fā)明的詳細(xì)實(shí)施例；然而，應(yīng)該理解的是，公開的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的示例，本發(fā)明可以以各種和替代形式實(shí)施。附圖未必按照比例繪制；一些特征可以被夸大或最小化，以示出具體組件的細(xì)節(jié)。因此，在此公開的具體結(jié)構(gòu)上和功能上的細(xì)節(jié)不應(yīng)該被解釋為限制，而僅僅作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以各種方式應(yīng)用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。圖I示出了通過本發(fā)明的一個非限制方面考慮的具有由液體冷卻系統(tǒng)14冷卻的電池組12的系統(tǒng)10。為了示例及非限制的目的，本發(fā)明主要針對被構(gòu)造為便于冷卻電池組12的液體冷卻系統(tǒng)14進(jìn)行描述。本發(fā)明完全地考慮到液體冷卻系統(tǒng)14適合于便于冷卻其他裝置。示出的電池組12被示出為是在車輛中常見類型的電池組，以便于電驅(qū)動輔助。電池組12由多個蓄電池18、20和22組成，在多個蓄電池18、20和22之間布置有分隔件24，26，并且多個蓄電池18、20和22與多個匯流排30，32、正極端子和負(fù)極端子34，36電互連。液體冷卻系統(tǒng)14包括冷卻板40和冷卻液箱42。冷卻板被示出為被構(gòu)造為與電池組12接合、鄰接、連接或者以另外的方式建立導(dǎo)熱界面。冷卻板40可以由導(dǎo)熱材料(諸如但是不限于銅、鋁、塑料等)構(gòu)成。冷卻板40可以直接附著到電池組12和/或通過電池組支撐結(jié)構(gòu)44的方式間接地附著到電池組12。優(yōu)選地，冷卻板40相對于電池組12被布置為使其熱交換性能最大化。冷卻液箱42被示出為被構(gòu)造為便于在入口 46與出口 48之間引 導(dǎo)冷卻液。冷卻液行進(jìn)經(jīng)過最接近冷卻板40的冷卻液箱42，以便于冷卻板40的冷卻以及進(jìn)一步的熱交換，從而，電池組12被冷卻。液體冷卻系統(tǒng)14和電池組12可以被包括在外殼(未示出)或者其他未示出的裝置內(nèi)。冷卻液輸送系統(tǒng)50可以被構(gòu)造為便于冷卻液通過入口 46和出口 48循環(huán)。冷卻液輸送系統(tǒng)50可以被構(gòu)造為泵送液態(tài)冷卻劑?？蛇x地，冷卻液輸送系統(tǒng)50可以被構(gòu)造為使非液態(tài)流體循環(huán)，然而，應(yīng)該相信的是，相對于非液態(tài)流體，液態(tài)冷卻劑可提供成本效益更大的冷卻過程。冷卻液輸送系統(tǒng)50可以包括除氣瓶或者其他裝置，以從冷卻液去除空氣/氣泡。冷卻液輸送系統(tǒng)50還可以被構(gòu)造為控制將冷卻液輸送到入口 46的速度和/或輸送到入口 46的冷卻液的壓力。冷卻液輸送系統(tǒng)50可以包括控制器(未不出)，以根據(jù)電池組12的測量溫度和/或冷卻液的測量溫度控制冷卻液的流量，諸如與溫度的增加成比例地增加冷卻液的流量?；跍囟鹊暮靠梢砸圆竭M(jìn)的方式、能量節(jié)省模式執(zhí)行，從而在冷卻液的流量處于最小量時維持期望溫度，即，冷卻液輸送系統(tǒng)50可以在提供較低速度/壓力的冷卻液時，消耗更少的能量。圖2a和圖2b分別示出了通過本發(fā)明的一個非限制方面考慮的冷卻液箱60的俯視圖和仰視圖。冷卻液箱60包括用于將冷卻液從入口 46引導(dǎo)到出口 48的通道62。冷卻液箱60包括從底面68向上延伸的多個分隔壁66，以接合冷卻板40的底部。分隔壁66被示出為以蛇形圖案布置在入口 46與出口 48之間。該蛇形圖案有利于限制冷卻箱60的頂側(cè)70與底側(cè)72之間的溫度梯度的寬度。冷卻液箱60被示出為包括位于入口 46與通道66的始端76之間的入口蓄液器74以及位于出口 48與通道66的末端80之間的出口蓄液器78。入口蓄液器74可以被構(gòu)造為蓄積在入口 46處接收的將被分配到通道66之前的冷卻液。入口蓄液器74的這種蓄積可以以在入口 46處接收的冷卻液在進(jìn)入通向通道66的端口 /開口 76之前其速度被降低來表征。這可能有助于將在入口 46處接收的冷卻液從紊流轉(zhuǎn)化為層流，這可以限制渦流或其他擾動產(chǎn)生氣泡或者另外引起氣穴。另外，通向通道62的端口 /開口 76的橫截面積小于入口 46的橫截面積A和入口蓄液器74的橫截面積。出口蓄液器78可以以相似的方式起作用，以限制產(chǎn)生的紊流在通道66內(nèi)繼續(xù)擴(kuò)散并回到冷卻液輸送系統(tǒng)50。入口蓄液器74和出口蓄液器76可以大體上呈盒形，所述盒形的傾斜側(cè)82,84通向通道。傾斜側(cè)82、84可以被設(shè)置為輔助冷卻液平穩(wěn)地流過每個蓄液器74、76。圖3a和圖3b示出了通過本發(fā)明的一個非限制方面考慮的冷卻液箱90。冷卻液箱90包括額外的出口，使得冷卻液從入口 46被均等地引導(dǎo)到第一出口 48”和第二出口 48’中的每個出口。入口 46和出口 48’，48”被布置為靠近冷卻液箱90的中央。該中央位置有利于使進(jìn)入入口 46的冷的冷卻液集中在電池組12的中央，這可能有助于對電池組12的通常最熱的部位進(jìn)行相對地局部冷卻。如在圖3b中更詳細(xì)地示出的，冷卻液箱90可以包括從底面96向上延伸的多個分隔壁94，以密封地接合冷卻板40。所述多個分隔壁94可以被布置為第一蛇形圖案通道96、第二蛇形圖案通道98、第三蛇形圖案通道100和第四蛇形圖案通道102，第一圖案通道96和第二圖案通道98通向第一出口 48”，第三圖案通道100和第四圖案通道102通向第二出口 48’。分隔壁94的最靠近入口 46的一部分106、108可以是島形狀，其長度沿著從冷卻液箱90的一側(cè)112到另一側(cè)114的縱向測量而獲得。每個島的長度可以基本上小于從中·央連續(xù)延伸到側(cè)部112、114的分隔壁94的其他部分的長度，以限定第一圖案通道96、第二圖案通道98、第三圖案通道100和第四圖案通道102中的每個圖案通道。本發(fā)明的一個非限制方面考慮到使用島形分隔壁106、108，以對靠近電池組12的中央部分的部位(在該部位，可能存在更大的熱量)進(jìn)一步進(jìn)行局部最大化的冷卻。島106、108通過將冷卻液箱90的比較長分隔壁大的表面區(qū)域暴露到冷卻液來實(shí)現(xiàn)所述最大化的冷卻。圖4a示出了冷卻液箱90的分解示圖，以更詳細(xì)及更好地示出冷卻液箱90的靠近入口 46和出口 48’、48”的區(qū)域。入口 46和出口 48’、48”中的每個被示出為可選地包括與上面描述的蓄液器類似的入口蓄液器120和出口蓄液器122、124。入口蓄液器120和出口蓄液器122、124可被構(gòu)造為蓄積接收的冷卻液。所述蓄積可以以接收的冷卻液在進(jìn)入/離開通向圖案通道96、98、100、102的端口 /開口之前其速度被降低來表征。這可能有助于將冷卻液從紊流轉(zhuǎn)化為層流，這可以限制渦流或其他擾動產(chǎn)生氣泡或者另外引起氣穴。入口蓄液器120和出口蓄液器122、124可以大體上呈盒形，所述盒形的傾斜側(cè)82、84接合到圖案通道96、98、100、102。傾斜側(cè)82、84可被設(shè)置為輔助冷卻液平穩(wěn)地流過每個蓄液器120、122,124ο圖4b示出了沿著穿過入口 46的縱向截取的局部剖視圖。該視圖示出了入口 46的橫截面積A小于入口蓄液器120的橫截面積B,其中,橫截面積A沿著從冷卻液箱90的一側(cè)112到另一側(cè)114的縱向測量而獲得。圖4b還示出了入口蓄液器120的橫截面積B大于圖案通道的橫截面積C，其中，橫截面積C沿著從冷卻液箱90的頂部130到底部132的橫向測量而獲得。圖4c示出了沿著穿過入口 46、第一出口 48”和第二出口 48’的橫向截取的局部剖視圖。該視圖示出了第一出口 48”和第二出口 48’的橫截面積E小于出口蓄液器122、124的相應(yīng)的橫截面積D，其中，橫截面積E沿著從冷卻液箱90的頂部130到底部132的橫向測量而獲得。圖4c還示出了蓄液器122、124的橫截面積D大于相關(guān)通道的橫截面積F，其中，橫截面積F沿著從冷卻液箱90的頂部130到底部132的相同的橫向測量而獲得。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個非限制方面的冷卻液箱140。冷卻液箱140被示出為包括布置成擋板構(gòu)造的多個分隔壁，以將冷卻液從入口引導(dǎo)到出口。雖然未示出，但是入口和出口可包括與上面描述的蓄液器類似的蓄液器。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個非限制方面的冷卻液箱142。冷卻液箱被示出為包括布置成螺旋構(gòu)造的多個分隔壁，以將冷卻液從入口引導(dǎo)到出口。雖然未示出，但是入口和出口可包括與上面描述的蓄液器類似的蓄液器。圖7a和圖7b示出了根據(jù)本發(fā)明的一個非限制方面的冷卻液箱144。冷卻液箱被示出為包括布置成多個同心方形構(gòu)造的多個分隔壁，以將冷卻液從入口引導(dǎo)到兩個出口中的一個出口或者這兩個出口。如在上面所支持的，本發(fā)明的一個非限制方面考慮了可操作以便于鋰離子電池組的熱管理的液體冷卻系統(tǒng)。本發(fā)明可能有助于限制冷卻液線路連接的數(shù)量(例如，2到3個連接)，降低冷卻液泄漏的可能性、使冷卻系統(tǒng)與高壓系統(tǒng)密封/絕緣以及限制成本和重量。雖然在上面描述了示例性實(shí)施例，但是不意在使這些實(shí)施例描述本發(fā)明的所有可能形式。相反，在說明書中使用的詞語為描述性詞語而非限制性詞語，并且應(yīng)當(dāng)理解的是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種改變。另外，可將各個實(shí)施的實(shí)施例的特征相結(jié)合，以形成本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例。·
權(quán)利要求
1.一種電池組的液體冷卻系統(tǒng),所述電池組的液體冷卻系統(tǒng)包括 冷卻板，可操作以與電池組交換熱量； 冷卻液箱，可操作以與冷卻板交換熱量，冷卻箱具有通道和入口蓄液器，所述通道用于將冷卻液從入口引導(dǎo)到出口，所述入口蓄液器被構(gòu)造為蓄積在進(jìn)入所述通道之前的冷卻液。
2.如權(quán)利要求I所述的電池組的液體冷卻系統(tǒng)，其中，入口蓄液器被構(gòu)造為使在入口處接收的冷卻液在到達(dá)所述通道之前，冷卻液的速度降低。
3.如權(quán)利要求I所述的電池組的液體冷卻系統(tǒng)，其中，冷卻液箱包括出口蓄液器，所述出口蓄液器被構(gòu)造為蓄積在進(jìn)入出口之前的冷卻液。
4.如權(quán)利要求2所述的電池組的液體冷卻系統(tǒng)，其中，入口和出口中的每個的橫截面積小于相應(yīng)的入口蓄液器和出口蓄液器的橫截面積。
5.如權(quán)利要求I所述的電池組的液體冷卻系統(tǒng)，其中，入口蓄液器被構(gòu)造為將冷卻液從紊流轉(zhuǎn)化為層流。
6.如權(quán)利要求I所述的電池組的液體冷卻系統(tǒng)，其中，入口蓄液器呈盒形，所述盒形的一側(cè)朝著所述通道傾斜。
7.如權(quán)利要求I所述的電池組的液體冷卻系統(tǒng)，其中，入口蓄液器包括通向所述通道的端口，所述端口的橫截面積比入口蓄液器的橫截面積小。
8.如權(quán)利要求7所述的電池組的液體冷卻系統(tǒng)，其中，所述端口的橫截面積小于入口的橫截面積。
9.如權(quán)利要求I所述的電池組的液體冷卻系統(tǒng),其中，入口和出口靠近冷卻液箱的中央。
10.如權(quán)利要求9所述的電池組的液體冷卻系統(tǒng)，其中，出口包括布置在入口的相對側(cè)的第一出口和第二出口。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電池組的液體冷卻系統(tǒng)。所述冷卻系統(tǒng)可操作以通過熱交換操作來冷卻電池組或者其他裝置，其中，所述熱交換至少部分地由冷卻液相對于裝置的和/或附著到該裝置的冷卻板或其他導(dǎo)熱表面的循環(huán)來支持。
文檔編號H01M10/50GK102916234SQ20121026540
公開日2013年2月6日 申請日期2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月2日
發(fā)明者賽·K·潘塔帕蒂, 巴斯卡拉·波達(dá)卡亞拉, 威尼斯·塞沙德里·卡勒, 帕特里克·丹尼爾·瑪古爾, 斯蒂文·F·查利安, 喬瑟芬·S·李, 愛德華·瓦安·德克 申請人:福特全球技術(shù)公司