電池系統(tǒng)及其冷卻方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種電池系統(tǒng)及其冷卻方法。該系統(tǒng)包括蒸發(fā)冷卻構(gòu)件和電池模塊，該電池模塊具有殼體、電池單元和固體散熱片。該殼體容納電池單元。該固體散熱片具有第一和第二板部分。該第一板部分被布置得與電池單元相對(duì)。該第二板部分延伸通過(guò)殼體并且被安裝在蒸發(fā)冷卻構(gòu)件上。該固體散熱片從電池單元向蒸發(fā)冷卻構(gòu)件傳送熱能。該蒸發(fā)冷卻構(gòu)件包含氣液制冷劑，并且通過(guò)從固態(tài)散熱片接收的熱能將氣液制冷劑轉(zhuǎn)換為氣態(tài)制冷劑。
【專(zhuān)利說(shuō)明】電池系統(tǒng)及其冷卻方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池系統(tǒng)及用于冷卻電池系統(tǒng)的方法。更具體地，本發(fā)明涉及包括如下的電池系統(tǒng):蒸發(fā)冷卻構(gòu)件，在所述蒸發(fā)冷卻構(gòu)件中具有管道；電池模塊，所述電池模塊具有殼體、電池單元和固體散熱片；所述殼體被配置為在其中保持所述電池單元，所述固體散熱片具有第一和第二板部分，所述第一板部分被布置得與所述電池單元相對(duì)，所述第二板部分延伸通過(guò)所述殼體并且被布置在所述蒸發(fā)冷卻構(gòu)件上，所述固體散熱片被配置為將熱能從所述電池單元傳導(dǎo)到所述蒸發(fā)冷卻構(gòu)件；并且所述蒸發(fā)冷卻構(gòu)件被配置為在所述管道中接收氣-液制冷劑，并且利用從所述固體散熱片接收的所述熱能將所述氣-液制冷劑轉(zhuǎn)換為氣態(tài)制冷劑，而且，本發(fā)明還涉及用于冷卻電池系統(tǒng)的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]構(gòu)成電池系統(tǒng)的電池在充電-放電期間產(chǎn)生熱。然而，如果從電池產(chǎn)生的熱不被從電池去除而是在其中積聚，則可能由于熱而降低電池的性能以及在安全方面導(dǎo)致嚴(yán)重問(wèn)題。
[0003]冷卻在電池系統(tǒng)中是必要的，然而，現(xiàn)有的電池系統(tǒng)并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)所需水平的冷卻。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0005]本發(fā)明在此已經(jīng)認(rèn)識(shí)到對(duì)于一種改善的電池系統(tǒng)和用于冷卻該電池系統(tǒng)的方法的需要。
[0006]作為各種廣泛和深入研究以及為解決如上所述的問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)開(kāi)發(fā)了包括電池模塊和具有如下所述的特定結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)冷卻構(gòu)件的電池系統(tǒng)，并且證實(shí)該電池系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)更優(yōu)越水平的冷卻?；诖税l(fā)現(xiàn)完成了本發(fā)明。
[0007]技術(shù)方案
[0008]提供了根據(jù)示例性實(shí)施例的電池系統(tǒng)。電池系統(tǒng)包括其中具有管道的蒸發(fā)冷卻構(gòu)件。電池系統(tǒng)進(jìn)一步包括電池模塊，該電池模塊具有殼體、電池單元和固體散熱片。殼體被配置為在其中保持電池單元。固體散熱片具有第一和第二板部分。第一板部分被布置得與電池單元相對(duì)。第二板部分延伸通過(guò)殼體，并且被布置在蒸發(fā)冷卻構(gòu)件上。固體散熱片被配置為將熱能從電池單元傳導(dǎo)到蒸發(fā)冷卻構(gòu)件。蒸發(fā)冷卻構(gòu)件被配置為接收氣-液制冷劑，并且利用從固體散熱片接收的熱能將氣-液制冷劑轉(zhuǎn)換為氣態(tài)制冷劑。
[0009]提供了根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例的一種用于冷卻電池系統(tǒng)的方法。電池系統(tǒng)具有電池模塊和蒸發(fā)冷卻構(gòu)件。電池模塊具有殼體、電池單元和固體散熱片。蒸發(fā)冷卻構(gòu)件在其中具有管道。固體散熱片具有第一和第二板部分。第一板部分被布置得與電池單元相對(duì)。第二板部分延伸通過(guò)殼體，并且被布置在蒸發(fā)冷卻構(gòu)件上。該方法包括:在蒸發(fā)冷卻構(gòu)件的管道中接收氣-液制冷劑。該方法進(jìn)一步包括:利用固體散熱片將熱能從電池單元傳導(dǎo)到蒸發(fā)冷卻構(gòu)件，以冷卻電池模塊。該方法進(jìn)一步包括:利用由蒸發(fā)冷卻構(gòu)件從固體散熱片接收的熱能來(lái)將在蒸發(fā)冷卻構(gòu)件中的氣-液制冷劑轉(zhuǎn)換為氣態(tài)制冷劑。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是根據(jù)示例性實(shí)施例的電池系統(tǒng)的框圖；
[0011]圖2是在圖1的電池系統(tǒng)中利用的外殼的示意圖；
[0012]圖3是圖1的電池系統(tǒng)的一部分的示意圖；
[0013]圖4是圖1的電池系統(tǒng)的一部分的放大示意圖；
[0014]圖5是圖1的電池系統(tǒng)的一部分的截面示意圖；
[0015]圖6是圖1的電池系統(tǒng)的一部分的放大截面示意圖；
[0016]圖7是圖1的電池系統(tǒng)的一部分的另一個(gè)放大截面不意圖；
[0017]圖8是圖1的電池系統(tǒng)的一部分的示意圖；
[0018]圖9是圖1的電池系統(tǒng)的一部分的另一個(gè)示意圖；
[0019]圖10是圖1的電池系統(tǒng)的一部分的另一個(gè)示意圖；
[0020]圖11是圖1的電池系統(tǒng)的一部分的截面示意圖；
[0021]圖12-14是根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例的用于冷卻圖1的電池系統(tǒng)的方法的流程圖；以及
[0022]圖15是與在圖1的電池系統(tǒng)中利用的壓縮機(jī)相關(guān)聯(lián)的運(yùn)行曲線的曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]參見(jiàn)圖1-6,圖不了根據(jù)不例性實(shí)施例的用于產(chǎn)生電力的電池系統(tǒng)10。電池系統(tǒng)10包括壓縮機(jī)22、冷凝器23、膨脹閥24、蒸發(fā)冷卻構(gòu)件26、絕緣層28、電池模塊40、42、44、46、48、49、管道50、51、52、53、溫度傳感器60、冷凝器風(fēng)扇70、71、微處理器80和外殼90。電池系統(tǒng)10的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)10利用蒸發(fā)冷卻構(gòu)件26來(lái)冷卻電池模塊40-49，如下更詳細(xì)所述。
[0024]為了理解的目的，術(shù)語(yǔ)“制冷劑”對(duì)應(yīng)于可以在熱循環(huán)中在液體和氣體之間可逆地轉(zhuǎn)換的物質(zhì)。示例性制冷劑包括1?-11、1?-12、1?-22、1?-1344、1?-407(:和R-410A。而且，術(shù)語(yǔ)“氣-液制冷劑”對(duì)應(yīng)于具有氣體和液體混合物的制冷劑。
[0025]壓縮機(jī)22被配置為響應(yīng)于來(lái)自微處理器80的控制信號(hào)將氣態(tài)制冷劑91通過(guò)管道51泵入和壓縮進(jìn)冷凝器23內(nèi)。如所示，管道51流體耦合在壓縮機(jī)22和冷凝器23之間。
[0026]冷凝器23被提供來(lái)經(jīng)由管道51從壓縮機(jī)22接收氣態(tài)制冷劑91。并且通過(guò)從氣態(tài)制冷劑91吸取熱能將氣態(tài)制冷劑91轉(zhuǎn)換為液態(tài)制冷劑92。如所示，管道52流體耦合在冷凝器23和膨脹閥24之間。在退出冷凝器24后，液態(tài)制冷劑92進(jìn)一步通過(guò)管道52被泵入到膨脹閥24。
[0027]膨脹閥24經(jīng)由管道52、53流體耦合在冷凝器23和蒸發(fā)冷卻構(gòu)件26之間。膨脹閥24被配置為從冷凝器23接收液態(tài)制冷劑92，并且降低液態(tài)制冷劑92的壓力等級(jí)以將液態(tài)制冷劑92轉(zhuǎn)換為氣-液制冷劑93。氣-液制冷劑93被從膨脹閥24經(jīng)由管道53傳遞到蒸發(fā)冷卻構(gòu)件26的管道110。
[0028]參見(jiàn)圖1、5和7-11，蒸發(fā)冷卻構(gòu)件26被配置為接收氣-液制冷劑93，并且利用從在電池模塊40-49中的固體散熱片230-244接收的熱能將氣-液制冷劑93轉(zhuǎn)換為氣態(tài)制冷劑91。結(jié)果，蒸發(fā)冷卻構(gòu)件26經(jīng)由從電池模塊40-49向蒸發(fā)冷卻構(gòu)件26傳導(dǎo)熱能的固體散熱片230-244來(lái)冷卻電池模塊40-49。蒸發(fā)冷卻構(gòu)件26包括板部分100和管道110。板部分100具有第一側(cè)120和第二側(cè)122。板部分100進(jìn)一步包括通道123 (在圖11中所示)，其從第一側(cè)120延伸進(jìn)入板部分100內(nèi)。管道100被布置在通道123中，并且與板部分100熱連通。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，通道123是螺旋形通道，并且管道110是螺旋形管道。管道100流體耦合到管道50，管道50進(jìn)一步流體耦合到壓縮機(jī)22。在運(yùn)行期間，來(lái)自蒸發(fā)冷卻構(gòu)件26的氣態(tài)制冷劑91通過(guò)管道50被傳遞至壓縮機(jī)22。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，板部分100由鋁構(gòu)成，并且管道110由銅構(gòu)成。當(dāng)然，在替代實(shí)施例中，板部分100和管道110可以由本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員已知的其它導(dǎo)熱材料構(gòu)成。如所示，蒸發(fā)冷卻構(gòu)件26被布置在絕緣層28上。絕緣層28被布置在底部外殼部分350上，并且在其上支撐蒸發(fā)冷卻構(gòu)件26。絕緣層28將蒸發(fā)冷卻構(gòu)件26與底部外殼部分350熱絕緣。
[0029]參見(jiàn)圖5-7，電池模塊40、42、44、46、48、49被提供來(lái)產(chǎn)生用于電動(dòng)車(chē)輛或混和電動(dòng)車(chē)輛的運(yùn)行電壓。在一個(gè)不例性實(shí)施例中，電池模塊40-49彼此電串聯(lián)稱(chēng)合。電池模塊40-49的每一個(gè)的結(jié)構(gòu)彼此相同。因此，為了簡(jiǎn)化的目的，在下面僅更詳細(xì)地描述電池模塊40 的結(jié)構(gòu)。電池模塊 40 包括電池單元 180、182、184、186、188、190、192、196、198、200、202、204、206、208、固體散熱片 230、232、234、236、238、240、242、244 和殼體 270。
[0030]因?yàn)殡姵啬K40的每一個(gè)電池單元180-208具有相同結(jié)構(gòu)，所以僅更詳細(xì)地描述電池單元180的結(jié)構(gòu)。如所示，電池單元180包括主體部分271與第一和第二電極(未示出)。主體部分271是大體矩形的，并且第一和第二電極從主體部分271的頂部部分延伸。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，每一個(gè)電池單元是鋰離子電池單元。在替代實(shí)施例中，電池單元180-208可以例如是鎳-鎘電池單元或鎳金屬氫化物電池單元。當(dāng)然，可以利用對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員已知的其它類(lèi)型的電池單元。
[0031]在電池模塊40中的固體散熱片230-244被提供來(lái)從電池單元180-208向蒸發(fā)冷卻構(gòu)件26傳導(dǎo)熱能。固體散熱片230-240的每一個(gè)的結(jié)構(gòu)彼此相同。因此，僅在下面更詳細(xì)地描述固體散熱片230的結(jié)構(gòu)。固體散熱片230包括第一板部分280和第二板部分282。第一板部分280為大體矩形，并且被配置為被布置得與電池單元180、182的相鄰的矩形表面相對(duì)。第一板部分280具有足以覆蓋電池單元180的相鄰的矩形表面的大體全部并且覆蓋電池單元182的相鄰的矩形表面的大體全部的大小。在運(yùn)行期間，第一板部分280從電池單元180、182向第二板部分282傳導(dǎo)熱能。第二板部分282從第一板部分280大體垂直于第一板部分280延伸。第二板部分282被布置在蒸發(fā)冷卻構(gòu)件26的板部分100的第二側(cè)122上。在運(yùn)行期間，第二板部分282從第一板部分280和電池單元180、181向蒸發(fā)冷卻構(gòu)件26的板部分100傳導(dǎo)熱能。在一個(gè)不例性實(shí)施例中，固體散熱片230-244由石墨構(gòu)成。當(dāng)然，在替代實(shí)施例中，固體散熱片230-244可以例如由其它導(dǎo)熱材料構(gòu)成，諸如鋁或銅或其組合。
[0032]電池模塊40的殼體270被提供來(lái)在其中保持電池單元180-208和固體散熱片230-244的第一板部分280。固體散熱片230-244的第二板部分282延伸通過(guò)殼體270，并且被布置在蒸發(fā)冷卻構(gòu)件26上。殼體270由固定地耦合在一起的殼體部分300、302、304、306、308、310、312構(gòu)成。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，殼體部分300-312由塑料構(gòu)成。當(dāng)然，可以利用本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員已知的其它材料來(lái)構(gòu)成殼體部分300-312。
[0033]參見(jiàn)圖1，溫度傳感器60被提供來(lái)產(chǎn)生被微處理器80接收的信號(hào)，其指示電池模塊40-49的至少一個(gè)的溫度水平。
[0034]冷凝器風(fēng)扇70、71被提供來(lái)響應(yīng)于來(lái)自微處理器80的控制信號(hào)將空氣吹過(guò)冷凝器23以冷卻冷凝器23。如所示，冷凝器風(fēng)扇70、71被布置得接近冷凝器23。
[0035]微處理器80被提供來(lái)控制電池系統(tǒng)10的運(yùn)行。具體地，微處理器40被配置為響應(yīng)于來(lái)自溫度傳感器60的信號(hào)來(lái)產(chǎn)生用于控制壓縮機(jī)22和冷凝器風(fēng)扇70、71的操作的控制信號(hào)，如下更詳細(xì)所述。微處理器80利用存儲(chǔ)器裝置81，存儲(chǔ)器裝置81存儲(chǔ)用于實(shí)現(xiàn)下述的方法的軟件指令和相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。
[0036]參見(jiàn)圖1、2、4、5和11，外殼90被提供來(lái)在其中保持電池系統(tǒng)10的剩余組件。夕卜殼90包括底部外殼部分350、第一和第二內(nèi)壁354、356、第一頂部外殼部分360、第二頂部外殼部分362和第三頂部外殼部分364。
[0037]第一頂部外殼部分360f禹合到第一和第二內(nèi)壁354、356以及底部外殼部分350,以限定第一氣密封閉區(qū)域370。電池模塊40、42、44、46、48、49和溫度傳感器60被布置在第一氣密封閉區(qū)域370中。
[0038]第二頂部外殼部分362 I禹合到第一內(nèi)壁354和底部外殼部分350,以限定第二封閉區(qū)域372。壓縮機(jī)22、冷凝器23、膨脹閥24和冷凝器風(fēng)扇70、71被布置在第二封閉區(qū)域中。
[0039]第三頂部外殼部分364f禹合到第二內(nèi)壁356和底部外殼部分350,以限定第三封閉區(qū)域374。微處理器80被布置在第三封閉區(qū)域374中。
[0040]參見(jiàn)圖1、10和12-14，將描述根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例的用于冷卻電池系統(tǒng)10的方法的流程圖。為了簡(jiǎn)化的目的，將利用單個(gè)電池模塊來(lái)描述下面的方法。然而，應(yīng)當(dāng)明白，可以利用多個(gè)電池模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)該方法。
[0041]在步驟450處，電池系統(tǒng)10具有電池模塊40、蒸發(fā)冷卻構(gòu)件26、壓縮機(jī)22、冷凝器23、膨脹閥24、溫度傳感器60、冷凝器風(fēng)扇70和微處理器80。壓縮機(jī)22流體耦合到冷凝器23、膨脹閥24和蒸發(fā)冷卻構(gòu)件26。電池模塊40具有殼體270、電池單元180和固體散熱片230。蒸發(fā)冷卻構(gòu)件26在其中具有管道110。固體散熱片230具有第一和第二板部分280、282。第一板部分280被布置得與電池單元180相對(duì)。第二板部分282延伸通過(guò)殼體270，并且被布置在蒸發(fā)冷卻構(gòu)件26上。在步驟450后，方法前進(jìn)到步驟452。
[0042]在步驟452處，溫度傳感器60產(chǎn)生指示在第一時(shí)間處電池模塊40的第一溫度的第一信號(hào)。在步驟452后，該方法前進(jìn)到步驟454。
[0043]在步驟454處,微處理器80響應(yīng)于第一信號(hào)而產(chǎn)生第二信號(hào)，以引導(dǎo)壓縮機(jī)22在第一運(yùn)行速度下運(yùn)行。壓縮機(jī)22將氣態(tài)制冷劑91泵入冷凝器23內(nèi)。在步驟454后，該方法前進(jìn)到步驟456。
[0044]在步驟456處，微處理器80產(chǎn)生第三信號(hào)，以引導(dǎo)冷凝器風(fēng)扇70向冷凝器23吹空氣。在步驟456后，該方法前進(jìn)到步驟458。
[0045]在步驟458處，冷凝器23通過(guò)從氣態(tài)制冷劑91吸取熱能將氣態(tài)制冷劑91轉(zhuǎn)換為液態(tài)制冷劑92，并且將液態(tài)制冷劑92傳遞到膨脹閥24。在步驟458后，該方法前進(jìn)到步驟460。
[0046]在步驟460處，膨脹閥24減小液態(tài)制冷劑92的壓力等級(jí)以將液態(tài)制冷劑92轉(zhuǎn)換為氣-液制冷劑93，并且將氣-液制冷劑93傳遞到蒸發(fā)冷卻構(gòu)件26。在步驟460后，該方法前進(jìn)到步驟462。
[0047]在步驟462處，固體散熱片230從電池單元180向蒸發(fā)冷卻構(gòu)件26傳導(dǎo)熱能，以冷卻電池單元180。在步驟462后，該方法前進(jìn)到步驟464。
[0048]在步驟464處，蒸發(fā)冷卻構(gòu)件26利用從固體散熱片230接收的熱能來(lái)將氣-液制冷劑93轉(zhuǎn)換為氣態(tài)制冷劑91，并且將氣態(tài)制冷劑91傳遞到壓縮機(jī)22。在步驟464后，該方法前進(jìn)到步驟466。
[0049]在步驟466處，溫度傳感器60產(chǎn)生第四信號(hào)，其指示在第二時(shí)間處電池模塊40的第二溫度。第二溫度大于第一溫度。在步驟466后，該方法前進(jìn)到步驟468。
[0050]在步驟468處，微處理器80響應(yīng)于第四信號(hào)而產(chǎn)生第五信號(hào)，以引導(dǎo)壓縮機(jī)22在第二運(yùn)行速度下運(yùn)行。第二運(yùn)行速度大于第一運(yùn)行速度。在步驟468后，該方法前進(jìn)到步驟 470。
[0051]在步驟470處，微處理器80產(chǎn)生第六信號(hào)，以引導(dǎo)冷凝器風(fēng)扇70向冷凝器23吹空氣。在步驟470后，該方法前進(jìn)到步驟472。
[0052]在步驟472處，冷凝器23通過(guò)從氣態(tài)制冷劑91吸取熱能將氣態(tài)制冷劑91轉(zhuǎn)換為液態(tài)制冷劑92，并且將液態(tài)制冷劑92傳遞到膨脹閥24。在步驟472后，該方法前進(jìn)到步驟474。
[0053]在步驟474處，膨脹閥24降低液態(tài)制冷劑92的壓力等級(jí)以將液態(tài)制冷劑92轉(zhuǎn)換為氣-液制冷劑93，并且將氣-液制冷劑93傳遞到蒸發(fā)冷卻構(gòu)件26。在步驟474后，該方法前進(jìn)到步驟476。
[0054]在步驟476處，固體散熱片230從電池單元180向蒸發(fā)冷卻構(gòu)件26傳導(dǎo)熱能，以冷卻電池單元180。在步驟476后，該方法前進(jìn)到步驟478。
[0055]在步驟478處，蒸發(fā)冷卻構(gòu)件26利用從固體散熱片230接收的熱能將氣-液制冷劑93轉(zhuǎn)換為氣態(tài)制冷劑91，并且將氣態(tài)制冷劑91傳遞到壓縮機(jī)22。
[0056]參見(jiàn)圖15，將解釋與在電池系統(tǒng)10中利用的壓縮機(jī)22 (在圖1中所示)相關(guān)聯(lián)的運(yùn)行曲線500的曲線圖。當(dāng)微處理器80確定電池模塊40的溫度在溫度水平Tempi時(shí)，微處理器80產(chǎn)生控制信號(hào)以引導(dǎo)壓縮機(jī)22在運(yùn)行速度SI下運(yùn)行。而且，當(dāng)微處理器80確定電池模塊40的溫度在大于Tempi的溫度水平Temp2時(shí),微處理器80產(chǎn)生控制信號(hào)以引導(dǎo)壓縮機(jī)22在大于SI的運(yùn)行速度S2下運(yùn)行。而且，當(dāng)微處理器80確定電池模塊40的溫度在大于Temp2的溫度水平Temp3時(shí),微處理器80產(chǎn)生控制信號(hào)以引導(dǎo)壓縮機(jī)22在大于S2的運(yùn)行速度S3下運(yùn)行。
[0057]雖然已經(jīng)僅結(jié)合有限數(shù)量的實(shí)施例而詳細(xì)描述了所要求保護(hù)的發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)容易明白，本發(fā)明不限于這樣的所公開(kāi)的實(shí)施例。而是，所要求保護(hù)的發(fā)明可以被修改以包含迄今未描述的但是與本發(fā)明的精神和范圍相稱(chēng)的任何數(shù)量的變化、改變、替代或等同布置。另外，雖然已經(jīng)描述了所要求保護(hù)的發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明的方面可以僅包括所述實(shí)施例的一些。因此，所要求保護(hù)的發(fā)明不被看作被前述的說(shuō)明限制。
[0058]工業(yè)實(shí)用性
[0059]如上所示，本發(fā)明的電池系統(tǒng)和用于冷卻電池系統(tǒng)的方法提供了超過(guò)其它電池系統(tǒng)和方法的實(shí)質(zhì)優(yōu)點(diǎn)。具體地，電池系統(tǒng)利用蒸發(fā)冷卻構(gòu)件來(lái)有效地冷卻在電池系統(tǒng)中的電池模塊。
【權(quán)利要求】
1.一種電池系統(tǒng),包括: 蒸發(fā)冷卻構(gòu)件，在所述蒸發(fā)冷卻構(gòu)件中具有管道； 電池模塊，所述電池模塊具有殼體、電池單元和固體散熱片；所述殼體被配置為在其中保持所述電池單元；所述固體散熱片具有第一和第二板部分；所述第一板部分被布置得與所述電池單元相對(duì)；所述第二板部分延伸通過(guò)所述殼體并且被布置在所述蒸發(fā)冷卻構(gòu)件上；所述固體散熱片被配置為將熱能從所述電池單元傳導(dǎo)到所述蒸發(fā)冷卻構(gòu)件；并且 所述蒸發(fā)冷卻構(gòu)件被配置為在所述管道中接收氣-液制冷劑，并且利用從所述固體散熱片接收的所述熱能將所述氣-液制冷劑轉(zhuǎn)換為氣態(tài)制冷劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池系統(tǒng)，其中，所述蒸發(fā)冷卻構(gòu)件具有板部分和所述管道，所述板部分具有第一側(cè)和第二側(cè)，所述板部分進(jìn)一步具有通道，所述通道從所述第一側(cè)延伸進(jìn)入所述板部分，所述管道被布置在所述通道中并且與所述板部分熱連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池系統(tǒng)，其中，所述通道是螺旋形通道，并且所述管道是螺旋形管道。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池系統(tǒng)，其中，所述板部分由鋁構(gòu)成，并且所述管道由銅構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池系統(tǒng)，進(jìn)一步具有外殼，所述外殼被配置為在其中保持所述蒸發(fā)冷卻構(gòu)件和所述電池模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池系統(tǒng),其中,所述外殼具有底部外殼部分,所述電池系統(tǒng)進(jìn)一步具有在所述底部外殼部分和所蒸發(fā)冷卻構(gòu)件的第一側(cè)之間布置并且與所述底部外殼部分和所蒸發(fā)冷卻構(gòu)件接觸的絕緣層。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池系統(tǒng)，進(jìn)一步具有:耦合到所述底部外殼部分的第一和第二內(nèi)壁；以及第一和第二頂部外殼部分； 所述第一頂部外殼部分耦合到所述第一和第二內(nèi)壁和所述底部外殼部分，以限定第一封閉區(qū)域；所述電池模塊被布置在所述第一封閉區(qū)域中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池系統(tǒng)，其中，所述第一封閉區(qū)域是氣密封閉區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池系統(tǒng)，其中，所述第二頂部外殼部分耦合到所述第一內(nèi)壁和所述底部外殼部分，以限定用于在其中保持壓縮機(jī)和冷凝器的第二封閉區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池系統(tǒng)，進(jìn)一步包括: 壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)流體耦合到所述蒸發(fā)冷卻構(gòu)件，所述壓縮機(jī)被配置為將所述氣態(tài)制冷劑泵入冷凝器；并且 所述冷凝器流體耦合到所述壓縮機(jī)和所述蒸發(fā)冷卻構(gòu)件，所述冷凝器被配置為從所述壓縮機(jī)接收所述氣態(tài)制冷劑，所述冷凝器被進(jìn)一步配置為通過(guò)從所述氣態(tài)制冷劑吸取熱能將所述氣態(tài)制冷劑轉(zhuǎn)換為所述液態(tài)制冷劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電池系統(tǒng)，進(jìn)一步包括膨脹閥，所述膨脹閥流體耦合在所述冷凝器和所述蒸發(fā)冷卻構(gòu)件之間，所述膨脹閥從所述冷凝器接收所述液態(tài)制冷劑，并且降低所述液態(tài)制冷劑的壓力等級(jí)以將所述液態(tài)制冷劑轉(zhuǎn)換為所述氣-液制冷劑，所述氣-液制冷劑被從所述膨脹閥傳遞到所述蒸發(fā)冷卻構(gòu)件。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電池系統(tǒng)，進(jìn)一步包括: 溫度傳感器，所述溫度傳感器被配置為產(chǎn)生第一信號(hào)，所述第一信號(hào)指不在第一時(shí)間處所述電池模塊的第一溫度； 微處理器，所述微處理器可操作地耦合到所述溫度傳感器，所述微處理器被配置為響應(yīng)于所述第一信號(hào)而產(chǎn)生第二信號(hào)，以引導(dǎo)所述壓縮機(jī)在第一運(yùn)行速度下運(yùn)行； 所述溫度傳感器進(jìn)一步被配置為產(chǎn)生第三信號(hào)，所述第三信號(hào)指示在第二時(shí)間處所述電池模塊的第二溫度，所述第二溫度大于所述第一溫度；并且 所述微處理器進(jìn)一步被配置為響應(yīng)于所述第二信號(hào)而產(chǎn)生第四信號(hào)，以弓I導(dǎo)所述壓縮機(jī)在第二運(yùn)行速度下運(yùn)行，所述第二運(yùn)行速度大于所述第一運(yùn)行速度。
13.一種用于冷卻電池系統(tǒng)的方法，所述電池系統(tǒng)具有電池模塊和蒸發(fā)冷卻構(gòu)件，所述電池模塊具有殼體、電池單元和固體散熱片，所述蒸發(fā)冷卻構(gòu)件在其中具有管道，所述固體散熱片具有第一和第二板部分，所述第一板部分被布置得與所述電池單元相對(duì)，所述第二板部分延伸通過(guò)所述殼體并且被布置在所述蒸發(fā)冷卻構(gòu)件上，所述方法包括: 在所述蒸發(fā)冷卻構(gòu)件的所述管道中接收氣-液制冷劑； 利用所述固體散熱片將熱能從所述電池單元傳導(dǎo)到所述蒸發(fā)冷卻構(gòu)件，以冷卻所述電池模塊；以及 利用由所述蒸發(fā)冷卻構(gòu)件從所述固體散熱片接收的所述熱能來(lái)將所述蒸發(fā)冷卻構(gòu)件中的所述氣-液制冷劑轉(zhuǎn)換為氣態(tài)制冷劑。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述電池系統(tǒng)進(jìn)一步包括:壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)流體耦合到所述蒸發(fā)冷卻構(gòu)件；冷凝器，所述冷凝器流體耦合到所述壓縮機(jī)和所述蒸發(fā)冷卻構(gòu)件；微處理器；以及溫度傳感器，所述方法進(jìn)一步包括: 利用所述溫度傳感器產(chǎn)生第一信號(hào)，所述第一信號(hào)指示在第一時(shí)間處所述電池模塊的第一溫度； 響應(yīng)于所述第一信號(hào)利用微處理器產(chǎn)生第二信號(hào)，以引導(dǎo)所述壓縮機(jī)在第一運(yùn)行速度下運(yùn)行； 利用所述溫度傳感器產(chǎn)生第三信號(hào)，所述第三信號(hào)指示在第二時(shí)間處所述電池模塊的第二溫度，所述第二溫度大于所述第一溫度；以及 響應(yīng)于所述第二信號(hào)利用所述微處理器產(chǎn)生第四信號(hào)，以引導(dǎo)所述壓縮機(jī)在第二運(yùn)行速度下運(yùn)行，所述第二運(yùn)行速度大于所述第一運(yùn)行速度。
【文檔編號(hào)】H01M10/6551GK104247142SQ201380015668
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月29日
【發(fā)明者】托馬斯·J·格達(dá)維斯基, 薩蒂什·革卡爾, 邁克爾·尼爾森 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Lg化學(xué)