相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求提交于2015年3月16日的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)第62/133,991 號(hào)和提交于2015年4月22日的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)第62/150,848號(hào)的優(yōu)先權(quán)，這兩份申請(qǐng)的公開內(nèi)容出于各種目的以全文引用方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電池組、電動(dòng)車輛以及電池系統(tǒng)，具體地公開了具有熱交換裝置的電池組、電動(dòng)車輛以及電池系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

本公開的示例性實(shí)施例涉及電池組和電池系統(tǒng)，并且更具體地涉及電池組的熱交換裝置。

電動(dòng)車輛使用電池組作為能量源。為了確保電動(dòng)車輛正常操作，電動(dòng)車輛中的電池組必須保持在一定的溫度(即，工作溫度)范圍內(nèi)。在工作溫度內(nèi)操作確保電池組高效地工作并具有較長使用壽命。由于溫度對(duì)電池組的性能和使用壽命的較大影響，電池組的工作溫度和電池組內(nèi)的電池單元的工作狀態(tài)的一致性在電動(dòng)車輛和電池組的設(shè)計(jì)中是非常重要的。因此，存在對(duì)具有改善的溫度調(diào)節(jié)的電池系統(tǒng)的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開的示例性實(shí)施例可以解決上述問題中的至少一些。例如，根據(jù)本公開的第一方面，提供了用于為電池組(例如，電動(dòng)車輛中的電池組)提供更有效的熱交換的系統(tǒng)。

根據(jù)本公開的另外的方面，提供了一種電池組，其特征在于，所述電池組包括：多個(gè)電池單元，其中，所述多個(gè)電池單元布置成多個(gè)電池單元行，并且每個(gè)電池單元行包括多個(gè)電池單元；一個(gè)或多個(gè)熱交換空間，其中，每個(gè)熱交換空間布置在相鄰的電池單元行之間或布置在每個(gè)電池單元行的一側(cè)；以及裝置，所述裝置被配置成用于向所述電池組提供熱交換，所述裝置包括導(dǎo)熱介質(zhì)通道，所述導(dǎo)熱介質(zhì)通道布置在所述一個(gè)或多個(gè)熱交換空間中，使得所述導(dǎo)熱介質(zhì)通道環(huán)繞每個(gè)電池單元行中的多個(gè)電池單元，其中所述導(dǎo)熱介質(zhì)通道設(shè)有至少第一組通道和第二組通道，其中，所述第一組通道和所述第二組通道都在垂直于或基本上垂直于穿過每個(gè)電池單元的兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的端的第一軸的方向上延伸，并且平行于穿過在所述單元行中的所有所述電池單元的第二軸布置，其中所述第一軸和所述第二軸正交,所述第一組通道和所述第二組通道與每個(gè)電池單元的表面接觸，所述第一組通道設(shè)有在第一方向上的至少一個(gè)入口和至少一個(gè)出口，以使得導(dǎo)熱介質(zhì)在所述第一方向上流過所述第一組通道，所述第二組通道設(shè)有在第二方向上的至少一個(gè)入口和至少一個(gè)出口，以使得導(dǎo)熱介質(zhì)在所述第二方向上流過所述第二組通道，其中所述第一方向與所述第二方向相反，并且隔熱層設(shè)置在所述第一組通道和所述第二組通道之間。

在實(shí)施例中，所述隔熱層包括由玻璃纖維、石棉、巖棉或氣凝膠氈制成。

在實(shí)施例中，所述第一組通道與所述第二組通道間隔開，并且在所述第一組通道和所述第二組通道之間的空間中的空氣形成所述隔熱層。

在實(shí)施例中，所述電池組設(shè)有所述一個(gè)或多個(gè)熱交換空間，所述導(dǎo)熱介質(zhì)通道通過所述一個(gè)或多個(gè)熱交換空間以之字形布置以環(huán)繞每隔兩個(gè)電池單元行。

在實(shí)施例中，至少一根通道布置在所述第一組通道中，所述第一組通道中的每根通道具有第一入口和第一出口；并且至少一根通道布置在所述第二組通道中，并且所述第二組通道中的每根通道具有第二入口和第二出口。

在實(shí)施例中，所述第一組通道的所述第一入口與第一輸入端口連接，所述第一組通道的所述第一出口與第一輸出端口連接，所述第二組通道的所述第二入口與第二輸入端口連接，并且所述第二組通道的所述第二出口與第二輸出端口連接。

根據(jù)本公開的另外的方面，提供了一種電動(dòng)車輛，其特征在于，所述電動(dòng)車輛包括：電池組，其中，所述電池組包括：多個(gè)電池單元，其中，所述多個(gè)電池單元布置成多個(gè)電池單元行，并且每個(gè)電池單元行包括多個(gè)電池單元；一個(gè)或多個(gè)熱交換空間，其中，每個(gè)熱交換空間布置在相鄰的電池單元行之間或布置在每個(gè)電池單元行的一側(cè)；以及用于向所述電池組提供熱交換的裝置，其中，所述裝置包括布置在所述一個(gè)或多個(gè)熱交換空間中的導(dǎo)熱介質(zhì)通道，使得所述導(dǎo)熱介質(zhì)通道環(huán)繞每個(gè)電池單元行中的多個(gè)電池單元，所述導(dǎo)熱介質(zhì)通道設(shè)有至少第一組通道和第二組通道，所述第一組通道和所述第二組通道在基本上垂直于每個(gè)電池單元的軸向方向的方向上延伸并且沿著每個(gè)電池單元的所述軸向方向上下布置，所述第一組通道和第二組通道與每個(gè)電池單元的表面接觸，所述第一組通道和第二組通道分別設(shè)有至少一個(gè)入口和至少一個(gè)出口，導(dǎo)熱介質(zhì)設(shè)置在所述第一組通道中和在所述第二組通道中，所述第一組通道中的導(dǎo)熱介質(zhì)被配置成從所述至少一個(gè)入口流至所述至少一個(gè)出口，并且所述第二組通道中的導(dǎo)熱介質(zhì)被配置成從所述至少一個(gè)入口流至所述至少一個(gè)出口，并且隔熱層布置在所述第一組通道和所述第二組通道之間。

在實(shí)施例中，所述隔熱層包括由玻璃纖維、石棉、巖棉或氣凝膠氈制成。

在實(shí)施例中，所述第一組通道和所述第二組通道間隔開，并且在所述第一組通道和所述第二組通道之間的空間中的空氣形成所述隔熱層。

在實(shí)施例中，所述第一組通道中的所述導(dǎo)熱介質(zhì)的流動(dòng)方向與所述第二組通道中的所述導(dǎo)熱介質(zhì)的流動(dòng)方向相反。

在實(shí)施例中，所述電池組設(shè)有所述一個(gè)或多個(gè)熱交換空間，并且兩個(gè)電池單元行布置在每對(duì)相鄰的熱交換空間之間。

在實(shí)施例中，至少一根通道布置在所述第一組通道中，所述第一組通道中的每根通道具有第一入口和第一出口；并且至少一根通道布置在所述第二組通道中，并且所述第二組通道中的每根通道具有第二入口和第二出口。

在實(shí)施例中，所述第一組通道的所述第一入口與第一輸入端口連接，所述第一組通道的所述第一出口與第一輸出端口連接，所述第二組通道的所述第二組通道與第二輸入端口連接，并且所述第二組通道的所述第二出口與第二輸出端口連接。

根據(jù)本公開的另外的方面，提供了一種電池系統(tǒng)，其特征在于，所述電池組包括：電池組，其中，所述電池組包括：多個(gè)電池單元，其中，所述多個(gè)電池單元布置成多個(gè)電池單元行，并且每個(gè)電池單元行包括多個(gè)電池單元，一個(gè)或多個(gè)熱交換空間，其中，每個(gè)熱交換空間布置在相鄰的電池單元行之間或布置在每個(gè)電池單元行的一側(cè)，裝置，所述裝置用于向所述電池組提供熱交換，其中，所述裝置包括布置在所述一個(gè)或多個(gè)熱交換空間中的導(dǎo)熱介質(zhì)通道，其中，所述導(dǎo)熱介質(zhì)通道環(huán)繞每個(gè)電池單元行中的多個(gè)電池單元，其中，所述導(dǎo)熱介質(zhì)通道設(shè)有至少第一組通道和第二組通道，其中，所述第一組通道和所述第二組通道都在垂直于或基本上垂直于穿過每個(gè)電池單元的兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的端的第一軸的方向上延伸，并且平行于穿過在所述單元行中的所有電池單元的第二軸布置，其中，所述第一軸和所述第二軸正交，所述第一組通道和第二組通道與每個(gè)電池單元的表面接觸，所述第一組通道設(shè)有在第一方向上的至少一個(gè)入口和至少一個(gè)出口，以使得導(dǎo)熱介質(zhì)在所述第一方向上流過所述第一組通道，所述第二組通道設(shè)有在第二方向上的至少一個(gè)入口和至少一個(gè)出口，以使得導(dǎo)熱介質(zhì)在所述第二方向上流過所述第二組通道，其中所述第一方向與所述第二方向相反，并且隔熱層布置在所述第一組通道和所述第二組通道之間；感應(yīng)器，所述感應(yīng)器用于檢測(cè)所述電池組的溫度；控制器，所述控制器被配置成根據(jù)由所述感應(yīng)器檢測(cè)到的溫度值來判斷并發(fā)送控制信號(hào)；泵，所述泵被配置成根據(jù)由所述控制器發(fā)送的所述控制信號(hào)來控制所述導(dǎo)熱介質(zhì)的流速；以及通道，其中，所述導(dǎo)熱介質(zhì)源、所述泵和所述導(dǎo)熱介質(zhì)通道經(jīng)由所述通道流體連通。

在實(shí)施例中，所述隔熱層包括由玻璃纖維、石棉、巖棉或氣凝膠氈制成。

在實(shí)施例中，所述第一組通道和所述第二組通道間隔開，并且在所述第一組通道和所述第二組通道之間的空間中的空氣形成所述隔熱層。

在實(shí)施例中，所述第一組通道中的所述導(dǎo)熱介質(zhì)的流動(dòng)方向與所述第二組通道中的所述導(dǎo)熱介質(zhì)的流動(dòng)方向相反。

根據(jù)本公開的另外的方面，提供了一種電動(dòng)車輛，其特征在于，所述電動(dòng)車輛包括：電動(dòng)機(jī)；電池組，所述電池組被配置成為所述電動(dòng)機(jī)供電，所述電池組包括：多個(gè)電池單元，其中，所述多個(gè)電池單元布置成多個(gè)電池單元行，并且每個(gè)電池單元行包括多個(gè)電池單元，一個(gè)或多個(gè)熱交換空間，其中，每個(gè)熱交換空間布置在相鄰的電池單元行之間或布置在每個(gè)電池單元行的一側(cè)，裝置，所述裝置用于向所述電池組提供熱交換，其中，所述裝置包括布置在所述一個(gè)或多個(gè)熱交換空間中的導(dǎo)熱介質(zhì)通道，其中，所述導(dǎo)熱介質(zhì)通道環(huán)繞每個(gè)電池單元行中的所述多個(gè)電池單元，其中，所述導(dǎo)熱介質(zhì)通道設(shè)有至少第一組通道和第二組通道，其中，所述第一組通道和所述第二組通道都在垂直于或基本上垂直于穿過每個(gè)電池單元的兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的端的第一軸的方向上延伸，并且平行于穿過在所述單元行中的所有電池單元的第二軸布置，其中，所述第一軸和所述第二軸正交，所述第一組通道和第二組通道與每個(gè)電池單元的表面接觸，所述第一組通道設(shè)有在第一方向上的至少一個(gè)入口和至少一個(gè)出口，以使得導(dǎo)熱介質(zhì)在所述第一方向上流過所述第一組通道，所述第二組通道設(shè)有在第二方向上的至少一個(gè)入口和至少一個(gè)出口，以使得導(dǎo)熱介質(zhì)在所述第二方向上流過所述第二組通道，其中所述第一方向與所述第二方向相反，并且隔熱層布置在所述第一組通道和第二組通道之間，感應(yīng)器，所述感應(yīng)器用于檢測(cè)所述電池組的溫度；控制器，所述控制器被配置成根據(jù)由所述感應(yīng)器檢測(cè)到的溫度值來判斷并發(fā)送控制信號(hào)；泵，所述泵被配置成根據(jù)由所述控制器發(fā)送的所述控制信號(hào)來控制所述導(dǎo)熱介質(zhì)的流速；以及通道，其中，所述導(dǎo)熱介質(zhì)源、所述泵和所述導(dǎo)熱介質(zhì)通道經(jīng)由所述通道流體連通。

在實(shí)施例中，所述隔熱層由玻璃纖維、石棉、巖棉或氣凝膠氈制成。

在實(shí)施例中，所述第一組通道和所述第二組通道間隔開，并且在所述第一組通道和第二組通道之間的空間中的空氣形成所述隔熱層。

在實(shí)施例中，所述第一組通道中的導(dǎo)熱介質(zhì)的流動(dòng)方向與所述第二組通道中的導(dǎo)熱介質(zhì)的流動(dòng)方向相反。

根據(jù)本公開的另外的方面，提供了包括多個(gè)電池單元的電池組，其中，所述多個(gè)電池單元布置成多個(gè)電池單元行，并且每個(gè)電池單元行包括多個(gè)電池單元。在一些實(shí)例中，可以包括一個(gè)或多個(gè)熱交換空間，其中，每個(gè)熱交換空間布置在相鄰的電池單元行之間或在每個(gè)電池單元行的一側(cè)。

實(shí)施例也可包括用于向電池組提供熱交換的裝置，其中，該裝置包括布置在熱交換空間中的導(dǎo)熱介質(zhì)通道。在一些實(shí)例中，導(dǎo)熱介質(zhì)通道環(huán)繞每個(gè)電池單元行中的多個(gè)電池單元，并且導(dǎo)熱介質(zhì)通道可以設(shè)有至少第一組通道和第二組通道，所述第一組通道和第二組通道在基本上垂直于每個(gè)電池單元的軸向方向的方向上延伸并且沿著每個(gè)電池單元的軸向方向上下布置。

在實(shí)施例中，第一組通道和第二組通道可以與每個(gè)電池單元的表面接觸，并且第一組通道和第二組通道可以分別設(shè)有至少一個(gè)入口和至少一個(gè)出口。導(dǎo)熱介質(zhì)可以設(shè)置在第一組通道和第二組通道中，其中，第一組通道中的導(dǎo)熱介質(zhì)從第一組通道的入口流至出口，并且第二組通道中的導(dǎo)熱介質(zhì)從第二組通道的入口流至出口。在第一組通道和第二組通道之間也可以布置隔熱層。

根據(jù)本公開的另外的方面，提供了包括具有多個(gè)電池單元的電池組的電池系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)電池單元布置成多個(gè)電池單元行，并且每個(gè)電池單元行包括多個(gè)電池單元。在實(shí)施例中，可以提供一個(gè)或多個(gè)熱交換空間，其中，每個(gè)熱交換空間布置在相鄰的電池單元行之間或在每個(gè)電池單元行的一側(cè)。實(shí)施例也可包括用于向電池組提供熱交換的裝置，該裝置包括布置在熱交換空間中的導(dǎo)熱介質(zhì)通道。在實(shí)施例中，導(dǎo)熱介質(zhì)通道可以環(huán)繞每個(gè)電池單元行中的所述多個(gè)電池單元。導(dǎo)熱介質(zhì)通道可以設(shè)有至少第一組通道和第二組通道，所述第一組通道和第二組通道在基本上垂直于每個(gè)電池單元的軸向方向的方向上延伸，并且沿著每個(gè)電池單元的軸向方向上下布置。

在實(shí)施例中，第一組通道和第二組通道可以與每個(gè)電池單元的表面接觸。第一組通道和第二組通道可以分別設(shè)有至少一個(gè)入口和至少一個(gè)出口，并且導(dǎo)熱介質(zhì)可以設(shè)置在第一組通道和第二組通道中，其中，第一組通道中的導(dǎo)熱介質(zhì)從第一組通道的入口流至出口，并且第二組通道中的導(dǎo)熱介質(zhì)從第二組通道的入口流至出口。

在實(shí)施例中，在第一組通道和第二組通道之間可以布置隔熱層。隔熱層可包括例如由玻璃纖維、石棉、巖棉和/或氣凝膠氈制成的隔熱材料。在一些實(shí)例中，隔熱層可包括在第一組通道和第二組通道之間的空氣填充的空間。

在實(shí)施例中，電池系統(tǒng)可包括下列中的一者或多者：感應(yīng)器，其用于檢測(cè)電池組的溫度；控制器，其用于根據(jù)由感應(yīng)器檢測(cè)到的溫度值來判斷并發(fā)送控制信號(hào)；導(dǎo)熱介質(zhì)源，其用于將導(dǎo)熱介質(zhì)提供至導(dǎo)熱介質(zhì)通道；泵，其用于根據(jù)由控制器發(fā)送的控制信號(hào)來控制導(dǎo)熱介質(zhì)的流速；和/或熱處理裝置，其用于加熱或冷卻進(jìn)入導(dǎo)熱介質(zhì)通道中的導(dǎo)熱介質(zhì)。實(shí)施例可包括另一根通道，其中，導(dǎo)熱介質(zhì)源、泵、熱處理裝置和導(dǎo)熱介質(zhì)通道借助于該另一根通道流體連通。

根據(jù)本公開的另一些方面，提供了一種電動(dòng)車輛，使得該電動(dòng)車輛包括本文所述電池系統(tǒng)。

相比相關(guān)領(lǐng)域中現(xiàn)有的電池組，本文所述各種示例性實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)可包括將電池組的溫度有效地保持在工作溫度的某一范圍內(nèi)，以及確保電池單元的溫度的一致性。上述優(yōu)點(diǎn)可以至少部分地通過將電池組中的熱交換裝置設(shè)計(jì)成包括至少兩組導(dǎo)熱介質(zhì)通道和在這兩組通道之間的隔熱層來實(shí)現(xiàn)。此外，導(dǎo)熱介質(zhì)可以在相反的方向上流過這兩組通道。因此，本公開的各種實(shí)施例可以提高電池組的運(yùn)作效率并有效地增加電池組的使用壽命。

通過考慮下面的具體實(shí)施方式、附圖和權(quán)利要求書，本實(shí)用新型的另外的特征、優(yōu)點(diǎn)和實(shí)施例可以被示出或變得顯而易見。此外，應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)用新型內(nèi)容和下面的具體實(shí)施方式均為示例性的，并且旨在提供進(jìn)一步的解釋，而不限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍。然而，具體實(shí)施方式和具體實(shí)例僅指示本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)的各種變化和修改將通過該具體實(shí)施方式變得顯而易見。

附圖說明

所包括的用于提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解且被并入而構(gòu)成本說明書一部分的附圖示出了本實(shí)用新型的實(shí)施例，并且與具體實(shí)施方式一起用于解釋本實(shí)用新型的原理。并未嘗試以對(duì)于基本理解本實(shí)用新型來說可能必要的方式更詳細(xì)地示出本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)以及可以實(shí)踐本實(shí)用新型的各種方式。在附圖中：

圖1A是根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的電池組的立體示意圖；

圖1B是根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的電池組的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是沿著圖1A中的線A-A的剖視圖；

圖3是根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的導(dǎo)熱介質(zhì)通道的立體示意圖；

圖4是根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的導(dǎo)熱介質(zhì)通道的端口連接結(jié)構(gòu)示意圖；以及

圖5是根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面將參照構(gòu)成說明書一部分的附圖來描述本公開的各種示例性實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，雖然在本公開中使用諸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等的表示方向的術(shù)語來描述本公開的各種示例性的結(jié)構(gòu)部件和元件，但這些術(shù)語在本文中僅用于方便解釋的目的，并且基于附圖中所示示例性取向來確定。由于本公開所公開的實(shí)施例可根據(jù)不同的方向來布置，這些表示方向的術(shù)語僅僅用于說明，而不應(yīng)視為限制性的。在任何可能的情況下，在本公開中使用的相同或類似的附圖標(biāo)記都表示相同的部件。

除非另有定義，本文所用的所有技術(shù)術(shù)語都具有與本實(shí)用新型涉及的領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的含義相同的含義。本實(shí)用新型的實(shí)施例及其各種特征和有利的細(xì)節(jié)參照在附圖中描述和/或示出并在下面的描述中詳述的非限制性實(shí)施例和示例更全面地解釋。應(yīng)該注意，附圖中所示特征未必按比例繪制，并且如技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，一個(gè)實(shí)施例的特征可以用于其他實(shí)施例，即使本文未明確地陳述。對(duì)熟知的部件和處理技術(shù)的描述可以被省略，以免不必要地模糊本實(shí)用新型的實(shí)施例。本文所用示例僅僅旨在有利于理解可以實(shí)踐本實(shí)用新型的方式，并且進(jìn)一步使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本實(shí)用新型的實(shí)施例。因此，本文的示例和實(shí)施例不應(yīng)理解為限制本實(shí)用新型的范圍，本實(shí)用新型的范圍僅由所附權(quán)利要求書和適用的法律限定。此外，應(yīng)當(dāng)指出，貫穿附圖的各個(gè)視圖，類似的附圖標(biāo)記表示類似的部件。

如圖1A、圖1B和圖2所示，電池組101設(shè)有布置在殼體內(nèi)的多個(gè)電池單元1011。所述多個(gè)電池單元1011布置成一個(gè)或多個(gè)行(即，電池單元行)，并且每個(gè)電池單元行包括一個(gè)或多個(gè)電池單元1011。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，電池單元行包括相同數(shù)目的電池單元，并且電池單元行布置成彼此大致平行。電池單元1011在電池組101中的這樣的布置有利于將熱交換裝置添加到電池組101中，并且有益于電池單元的熱交換一致性。

在一個(gè)示例性實(shí)施例中，熱交換空間102布置在兩個(gè)相鄰的電池單元行中，以便在這兩個(gè)相鄰的電池單元行之間保留足夠的空間以放置熱交換裝置。此外，熱交換空間102可以設(shè)置在電池單元行的一側(cè)，例如，設(shè)置在最外側(cè)電池單元行的一側(cè)處。

下面參照?qǐng)D1B詳細(xì)地說明設(shè)置熱交換空間的示例。圖1B示出了具有四個(gè)電池單元行的電池組的示例，這四個(gè)電池單元行按照從上至下的順序分別為第一電池單元行、第二電池單元行、第三電池單元行和第四電池單元行。熱交換空間102分別保留在第一電池單元行的外側(cè)(即，最靠近殼體的一側(cè))上、在第二和第三電池單元行之間、以及在第四電池單元行的外側(cè)(即，最靠近殼體的一側(cè))上。雖然圖1B示出了四個(gè)電池單元行的示例，但本公開不限于此。因此，可以將多于或少于四個(gè)電池單元行設(shè)置在電池組101中。

此外，在又一個(gè)示例性實(shí)施例中，所有熱交換空間都可以設(shè)置在相鄰的電池單元行之間，如圖5所示。要注意的是，在圖5中，在每對(duì)相鄰的熱交換空間102之間布置兩個(gè)電池單元行。此布置確保可以對(duì)每個(gè)電池單元行進(jìn)行熱交換，同時(shí)節(jié)省空間，從而減小電池組的外部體積。當(dāng)然，可以在每兩個(gè)相鄰的熱交換空間102之間布置一個(gè)或多于兩個(gè)電池單元行。也就是說，本公開不限于在每對(duì)相鄰的熱交換空間102之間布置兩個(gè)電池單元行。

參看圖1B、圖2、圖3和圖4，導(dǎo)熱介質(zhì)通道103可以布置在熱交換空間 102中。此外，導(dǎo)熱介質(zhì)可以在導(dǎo)熱介質(zhì)通道103中流動(dòng)，從而通過在導(dǎo)熱介質(zhì)和電池單元之間的熱交換來冷卻或加熱電池。例如，導(dǎo)熱介質(zhì)通道103可由具有相對(duì)高的熱導(dǎo)率的材料(例如，金屬)制成，并且導(dǎo)熱介質(zhì)可以是通過混合水與乙二醇而獲得的冷卻水。然而，本公開不限于上述示例。因此，導(dǎo)熱介質(zhì)通道103可由除金屬之外的材料制成，并且導(dǎo)熱介質(zhì)可以是除了水和乙二醇的混合物之外的混合物。

導(dǎo)熱介質(zhì)通道103以蜿蜒方式延伸通過電池組101，如圖1B所示。例如，導(dǎo)熱介質(zhì)通道103環(huán)繞電池單元行延伸，并且環(huán)繞電池單元行中的多個(gè)電池單元1011。每個(gè)電池單元1011相對(duì)于導(dǎo)熱介質(zhì)通道103以大體上垂直的方式放置。參看圖2，作為示例，導(dǎo)熱介質(zhì)通道103由兩組通道形成，即，第一組通道201和第二組通道202。第一組通道201和第二組通道202沿著每個(gè)電池單元1011的軸向方向上下布置，并且在大體上垂直于每個(gè)電池單元1011的軸向方向的方向上延伸。第一組通道201和第二組通道202與每個(gè)電池單元1011 的表面接觸，以實(shí)現(xiàn)熱交換。

由于第一組通道201和第二組通道202沿著每個(gè)電池單元1011的軸向方向布置，如圖2所示，特定的電池單元1011同時(shí)與第一組通道201和第二組通道202進(jìn)行接觸。因此，在這兩組通道中的導(dǎo)熱介質(zhì)可以與同一電池單元 1011交換熱量。另外，以這種方式布置這兩組通道是對(duì)電池組內(nèi)的空間的高效利用。

圖3示出了導(dǎo)熱介質(zhì)通道103的立體圖。為了方便示意，在圖3中僅示出靠近導(dǎo)熱介質(zhì)通道103的入口和出口的部分，而以蜿蜒方式延伸的中間部分被省略。如圖3所示，第一組通道201和第二組通道202分別包括沿著電池單元的軸向方向上下布置的兩根通道。例如，布置在電池單元1011的頂部附近的第一組通道201可包括兩根通道。此外，布置在電池單元1011的底部附近的第二組通道202也可包括兩根通道。當(dāng)然，圖3中的示例并非旨在限制在每組通道中的通道的數(shù)目。每組通道也可分別包括一根通道或兩根以上通道。在該示例性實(shí)施例中，在每組通道中設(shè)置兩根通道增加了由導(dǎo)熱材料制成的通道壁的面積，同時(shí)確保熱交換空間的利用率，以便提高熱傳導(dǎo)速度。

如圖2和圖3所示，在第一組通道201和第二組通道202之間設(shè)有隔熱層 203。通過設(shè)置隔熱層203，在第一組通道201和第二組通道202中的導(dǎo)熱介質(zhì)之間的熱交換可以被有效地阻隔，從而避免降低在導(dǎo)熱介質(zhì)通道103和電池單元1011之間的熱交換效率。

隔熱層203可以是具有高絕熱性能的絕熱材料，例如，玻璃纖維、石棉、巖棉、氣凝膠氈等，但本公開不限于此。此外，隔熱層的材料可以直接粘合到這兩組通道的材料。

可替代地，在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，第一組通道201和第二組通道202 間隔開，并且在第一組通道201和第二組通道202之間的空間中的空氣充當(dāng)隔熱層203。在該示例性實(shí)施例中，第一組通道201和第二組通道202可以固定到支架，以便彼此間隔開，從而可以為空氣隔熱層203留出空間。

再次參看圖3，第一組通道201包括兩根通道2011和2012，并且每根通道分別設(shè)有入口2011i/2012i和出口2011o/2012o。類似地，第二組通道202 包括兩根通道2021和2022，并且每根通道分別設(shè)有入口2021i/2022i和出口 2021o/2022o。導(dǎo)熱介質(zhì)從第一組通道201的兩根通道的入口2011i、2012i流入第一組通道201中，并且從這兩根通道的出口2011o、2012o流出第一組通道201。類似地，導(dǎo)熱介質(zhì)從第二組通道202的兩根通道的入口2021i、2022i 流入第二組通道202中，并且從這兩根通道的出口2021o、2022o流出第二組通道202。第一組通道201和第二組通道202中的各自的通道的入口和出口布置成使得第一組通道201中的導(dǎo)熱介質(zhì)的流動(dòng)方向與第二組通道202中的導(dǎo)熱介質(zhì)的流動(dòng)方向相反。例如，第一組通道201的通道入口和第二組通道202的通道出口位于導(dǎo)熱介質(zhì)通道103的一端，而第一組通道201的通道出口和第二組通道202的通道入口位于導(dǎo)熱介質(zhì)通道103的另一端。

由于在第一組通道201和第二組通道202中的導(dǎo)熱介質(zhì)的流動(dòng)方向是相反的，對(duì)于給定的電池單元1011來說，在第一組通道201中的導(dǎo)熱介質(zhì)的熱交換能力補(bǔ)償了第二組通道202的熱交換能力。因此，對(duì)于電池組中的所有電池單元而言，在導(dǎo)熱介質(zhì)通道103中的第一組通道201和第二組通道202的各自的熱交換量基本上相同。

以位于第一組通道201的通道入口附近和第二組通道202的通道出口附近的電池單元1011為例，來描述對(duì)于給定的電池單元1011來說第一組通道201 和第二組通道202的熱交換能力。這里，第一組通道201中的導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)入該通道，然后流入該通道中。因此，第一組通道201中的導(dǎo)熱介質(zhì)的熱交換能力此時(shí)相對(duì)較高。然而，在該相同的位置處，在從通道入口流至通道出口的同時(shí)，第二組通道202中的導(dǎo)熱介質(zhì)已與它所經(jīng)過的所有電池單元交換了熱量。因此，第二組通道202中的導(dǎo)熱介質(zhì)的熱交換能力此時(shí)相對(duì)較低。

另外，對(duì)于位于第一組通道201的通道出口附近和第二組通道202的通道入口附近的電池單元1011來說，第二組通道202中的導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)入該通道，然后流入該通道中。因此，第二組通道202中的導(dǎo)熱介質(zhì)的熱交換能力此時(shí)相對(duì)較高。此外，在該位置處，在從通道入口流至通道出口的同時(shí)，第一組通道 201中的導(dǎo)熱介質(zhì)已與它所經(jīng)過的所有電池單元交換了熱量。因此，第一組通道201中的導(dǎo)熱介質(zhì)的熱交換能力此時(shí)相對(duì)較低。

因此，在這兩組通道中的導(dǎo)熱介質(zhì)的熱交換能力互相結(jié)合或相互補(bǔ)償。換句話講，對(duì)于一個(gè)特定的電池單元來說在這兩組通道中的導(dǎo)熱介質(zhì)的熱交換能力之和與對(duì)于任何其它電池單元來說在這兩組通道中的導(dǎo)熱介質(zhì)的熱交換能力之和是基本上相同的。因此，當(dāng)電池組的發(fā)熱量較大時(shí)，對(duì)于每個(gè)電池單元來說這種平衡的熱交換能力是特別重要的。

在其它示例性實(shí)施例中，導(dǎo)熱介質(zhì)通道103除了第一組通道201和第二組通道202之外也可以設(shè)有額外組的通道。此外，在其它示例性實(shí)施例中，為了實(shí)現(xiàn)電池組的熱交換的均衡性，使用偶數(shù)個(gè)額外組的通道，但本公開不限于此。此外，在每對(duì)組中的導(dǎo)熱介質(zhì)的流動(dòng)方向是相反的。例如，如果導(dǎo)熱介質(zhì)通道103具有四組通道，那么在兩組通道中的導(dǎo)熱介質(zhì)的流動(dòng)方向?qū)⑴c在另兩組通道中的導(dǎo)熱介質(zhì)的流動(dòng)方向相反。

如上所述，由于在第一組通道201和第二組通道202中的導(dǎo)熱介質(zhì)的流動(dòng)方向是相反的，在這兩組通道中的導(dǎo)熱介質(zhì)的溫差在導(dǎo)熱介質(zhì)通道103的特定位置可能較大。另外，由于通道本身具有高的熱導(dǎo)率，如果兩組通道彼此進(jìn)行接觸，在這兩組通道之間就會(huì)發(fā)生熱交換。然而，通過將隔熱層設(shè)置在兩組通道之間，在第一組通道201和第二組通道202中的導(dǎo)熱介質(zhì)之間的熱交換可以被有效地阻隔，從而確保對(duì)于電池組101的各自的電池單元來說導(dǎo)熱介質(zhì)的一致的熱交換。

此外，在上述各組通道中的任一組中的每根通道的截面可以具有如圖4所示的方形，但本公開不限于此。因此，每根通道的截面也可以具有其它形狀，例如圓形。

參看圖4，示出了導(dǎo)熱介質(zhì)通道103的端口連接結(jié)構(gòu)。如圖4所示，導(dǎo)熱介質(zhì)經(jīng)由端口連接裝置301和302被引入和導(dǎo)出導(dǎo)熱介質(zhì)通道103的端部。以端口連接裝置301為例，端口連接裝置301的一端與導(dǎo)熱介質(zhì)通道103的通道入口/出口連通，并且另一端與外部設(shè)備(例如，導(dǎo)熱介質(zhì)源)連通。相同的結(jié)構(gòu)適用于端口連接裝置302。此外，端口連接裝置301和302中的每一個(gè)設(shè)有兩個(gè)端口，并且每個(gè)端口與包括一根或多根通道的一組通道流體連通。例如，端口連接裝置301設(shè)有第一輸入端口3011和第二輸出端口3012。第一輸入端口3011與第一組通道201的兩根通道入口2011i、2012i流體連通，并且第二輸出端口3012與第二組通道202的兩根通道出口2021o、2022o流體連通。此外，端口連接裝置302設(shè)有第二輸入端口3022和第一輸出端口3021。第二輸入端口3022與第二組通道202的兩根通道入口2021i、2022i流體連通，并且第一輸出端口3021與第一組通道201的兩根通道出口2011o、2012o 流體連通。通過采用端口連接裝置301和302，導(dǎo)熱介質(zhì)通道103可以容易地與外部設(shè)備(例如，導(dǎo)熱介質(zhì)源)連接，而不論每組通道中布置幾根通道。

現(xiàn)在參看圖5，示出了根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。圖5中所示電池系統(tǒng)可包括如圖1A-圖4所示的電池組。為了方便示出在兩組通道中的導(dǎo)熱介質(zhì)的流動(dòng)方向，在如圖5所示的示例性實(shí)施例中，這兩組通道并排布置。但是，這只是為了表明兩組通道設(shè)置在熱交換空間中，而并非旨在限制兩組通道的具體布置方式。兩組通道如上文所述那樣沿著每個(gè)電池單元的軸向方向分別布置在每個(gè)電池單元1011的上部和下部。

參看圖5，電池系統(tǒng)包括如圖1A-圖4所示的電池組101，并且電池組101 的導(dǎo)熱介質(zhì)通道包括第一組通道201和第二組通道202。為簡潔起見，此處省略了上文所述電池組101的具體結(jié)構(gòu)。

除了電池組101之外，電池系統(tǒng)還包括導(dǎo)熱介質(zhì)源505、熱處理裝置504 和/或加熱器、泵503以及通道506。通道506用于將電池組101中的導(dǎo)熱介質(zhì)通道103、導(dǎo)熱介質(zhì)源505、熱處理裝置504以及泵503連接成一個(gè)回路。

電池系統(tǒng)還設(shè)有感應(yīng)器501和控制器502。例如，感應(yīng)器501布置在電池組101中，以用于檢測(cè)電池組101的溫度并將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送至控制器502?？刂破?02與感應(yīng)器501通信連接，以用于根據(jù)由感應(yīng)器501檢測(cè)到的溫度值來判斷和發(fā)送控制信號(hào)?？刂破?02還與泵503和熱處理裝置504通信連接，以將控制信號(hào)發(fā)送至泵503和熱處理裝置504。

導(dǎo)熱介質(zhì)源505用于將補(bǔ)充的導(dǎo)熱介質(zhì)提供至電池系統(tǒng)。泵503可以根據(jù)由控制器502發(fā)送的控制信號(hào)來決定電池系統(tǒng)中的導(dǎo)熱介質(zhì)的流速。熱處理裝置504用于對(duì)流入或流出電池組的導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)行加熱或冷卻。上述部件的連接順序不限于圖5中所示方式，只要可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱介質(zhì)在各部件中的流體連通即可。

下面通過以電池組被冷卻為例來討論上述電池系統(tǒng)的工作方式。

例如，當(dāng)冷卻電池組時(shí)，感應(yīng)器501檢測(cè)電池組101的溫度并將溫度信息發(fā)送至控制器502。控制器502判斷溫度是否在電池組的正常工作溫度范圍內(nèi)。如果溫度超出正常工作溫度范圍，控制器就將控制信號(hào)發(fā)送至泵503和/ 或熱處理裝置504。在接收控制信號(hào)之后，泵503會(huì)加快導(dǎo)熱介質(zhì)在電池組的熱交換系統(tǒng)中的流速。導(dǎo)熱介質(zhì)從導(dǎo)熱介質(zhì)源505流入電池組101，并且在冷卻電池組之后流出電池組101。在導(dǎo)熱介質(zhì)流回導(dǎo)熱介質(zhì)源505之前，熱處理裝置504對(duì)吸收了電池組101的熱量的導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)行熱處理，以恢復(fù)其初始溫度。在恢復(fù)導(dǎo)熱介質(zhì)的初始溫度之后，導(dǎo)熱介質(zhì)流回導(dǎo)熱介質(zhì)源505。

如圖5所示，導(dǎo)熱介質(zhì)從入口接口507流入電池組101中。入口接口507 將導(dǎo)熱介質(zhì)分流，以使得導(dǎo)熱介質(zhì)能夠分別流入第一組通道201和第二組通道 202中。此外，在第一組通道201和第二組通道202中的導(dǎo)熱介質(zhì)由出口接口 508收集，并且在由熱處理裝置504處理之后流回導(dǎo)熱介質(zhì)源505。

在其它示例性實(shí)施例中，熱處理裝置504可以不與控制器連接。

本公開還提供了一種使用上述電池系統(tǒng)的電動(dòng)車輛。

雖然已結(jié)合附圖中所示的具體實(shí)施例描述了本公開，但應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本公開的精神、范圍和背景的情況下，由本公開提供的具有熱交換裝置的電池系統(tǒng)可具有各種變型。以上提供的描述僅僅是示例性的，而并不旨在窮舉本實(shí)用新型的所有可能的實(shí)施例、應(yīng)用或修改。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員還應(yīng)意識(shí)到，本公開中公開的實(shí)施例中的參數(shù)可以不同的方式改變，并且這些變化應(yīng)落入本公開和權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)。因此，在不脫離本實(shí)用新型的范圍和精神的情況下，本實(shí)用新型所描述的方法和系統(tǒng)的各種修改和變型對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見。