電池組熱管理的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明針對管理電池組內(nèi)的熱能并且更具體地針對使用穿過電動車輛的發(fā)動機艙的空氣流來有效地管理熱能。
【背景技術】
[0002]通常，電動車輛與傳統(tǒng)機動車輛不同，這是由于電動車輛選擇性地使用一個或多個電池供電的電機驅(qū)動。相比之下，傳統(tǒng)的機動車輛僅依靠內(nèi)燃發(fā)動機驅(qū)動車輛。電動車輛可以使用電機代替內(nèi)燃發(fā)動機或者除內(nèi)燃發(fā)動機之外使用電機。
[0003]示例電動車輛包括混合動力電動車輛(HEV)、插電式混合動力電動車輛(PHEV)、燃料電池車輛和純電動車輛(BEV)。電動車輛的動力傳動系統(tǒng)典型地配備有電池組，電池組具有存儲用于為電機供電的電力的電池單元。
[0004]將電池單元溫度保持在最佳的操作范圍內(nèi)需要主動熱管理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的一種總成除其他方面以外包括在第一位置和第二位置之間可移動的混合結(jié)構。該混合結(jié)構在第一位置容許第一空氣流。該混合結(jié)構在第二位置容許第二空氣流。第一空氣流包括比第二空氣流更多的移動穿過電動車輛的發(fā)動機艙的空氣。
[0006]在上述總成的進一步非限制性實施例中，該總成包括具有通過第一空氣流、第二空氣流或第一空氣流和第二空氣流而被調(diào)節(jié)的熱能水平的電池組。
[0007]在上述任一總成的進一步非限制性實施例中，該總成包括啟動混合結(jié)構從第一位置到第二位置以及從第二位置到第一位置的運動的控制器?？刂破黜憫跍囟榷鴨釉撨\動。
[0008]在上述任一總成的進一步非限制性實施例中，溫度包含電池組的溫度。
[0009]在上述任一總成的進一步非限制性實施例中，混合結(jié)構包含在第一位置和第二位置之間樞轉(zhuǎn)的混合門。
[0010]在上述任一總成的進一步非限制性實施例中，混合門定位于電動車輛的底面上。
[0011]在上述任一總成的進一步非限制性實施例中，混合門繞與電動車輛的驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)動軸線對齊的軸線樞轉(zhuǎn)。
[0012]在上述任一總成的進一步非限制性實施例中，混合門在第一位置與電動車輛的空氣護罩對齊，并且混合門在第二位置不與空氣護罩對齊。
[0013]在上述任一總成的進一步非限制性實施例中，該總成包括與混合結(jié)構分隔開的阻流門。阻流門在阻止氣流位置和容許氣流位置之間可移動。阻流門在阻止氣流位置阻止電池組接收第一空氣流或第二空氣流。阻流門在容許氣流位置容許電池組接收第一空氣流或第二空氣流。
[0014]在上述任一總成的進一步非限制性實施例中，第二空氣流包括比第一空氣流更多的來自發(fā)動機艙外部的沖壓空氣。
[0015]在上述任一總成的進一步非限制性實施例中，第一空氣流僅包含已經(jīng)移動穿過發(fā)動機艙的沖壓空氣。
[0016]在上述任一總成的進一步非限制性實施例中，第一空氣流和第二空氣流二者都包含沖壓空氣。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的示例性的方面的一種管理電池組內(nèi)的熱能的方法除其他方面以外包括選擇性地傳輸?shù)谝豢諝饬骰虻诙諝饬饕哉{(diào)節(jié)電動車輛的電池組的熱能水平。第一空氣流包括比第二空氣流更多的已經(jīng)移動穿過發(fā)動機艙的空氣。
[0018]在上述方法的進一步非限制性實施例中，第一空氣流僅包含已經(jīng)移動穿過發(fā)動機艙的空氣。
[0019]在上述任一方法的進一步非限制性實施例中，已經(jīng)移動穿過發(fā)動機艙的空氣是已經(jīng)穿過電動車輛的散熱器的空氣。
[0020]在上述任一方法的進一步非限制性實施例中，第一空氣流和第二空氣流都包含沖壓空氣。
[0021 ] 在上述任一方法的進一步非限制性實施例中，該方法包括驅(qū)動混合結(jié)構以控制選擇性的傳輸。
[0022]在上述任一方法的進一步非限制性實施例中，該方法包括選擇性地阻止第一空氣流和第二空氣流到達電池組。
[0023]在上述任一方法的進一步非限制性實施例中，該方法包括驅(qū)動阻流門以控制選擇性的阻止。
[0024]可以單獨地或任意組合地采用前述段落、權利要求或下面的說明和附圖中的實施例、示例以及替代形式，包括它們?nèi)我獾母鞣N方面或各自的獨立特征。關于一個實施例所描述的特征可以應用于所有的實施例，除非這樣的特征是不兼容的。
【附圖說明】
[0025]所公開的示例的各種特征及有利之處從【具體實施方式】中對本領域的技術人員而言是顯而易見的。伴隨【具體實施方式】的附圖可以簡要描述如下:
[0026]圖1說明了具有主動熱管理的電池組的示例電動車輛的高度示意圖；
[0027]圖2說明了圖1的電動車輛的實施例，其具有使用混合門以及移動穿過電動車輛的發(fā)動機艙的空氣進行熱管理的電池組；
[0028]圖3說明了圖2的電動車輛，其具有使用混合門以及未移動穿過電動車輛的發(fā)動機艙的空氣進行熱管理的電池組；
[0029]圖4說明了圖2的電動車輛，其示出了使用移動穿過電動車輛的發(fā)動機艙的空氣限制電池組熱管理的阻流門；
[0030]圖5說明了圖2的電動車輛，其示出了使用未移動穿過電動車輛的發(fā)動機艙的空氣限制電池組的熱管理的阻流門；
[0031]圖6示出了對應于圖2的示例電動車輛的多種狀況設置的混合門和阻流門的位置的表格。
【具體實施方式】
[0032]許多電動車輛利用主動熱管理技術將電池單元以及電池組的其他部分保持在最佳溫度。
[0033]本發(fā)明針對電池組的主動熱管理。使用移動穿過發(fā)動機艙的空氣流、未移動穿過發(fā)動機艙的空氣流或者這些的一些組合來主動管理電池組的熱能水平。
[0034]參考圖1，電動車輛10包括電池組14、控制器18和混合結(jié)構20。發(fā)動機艙22設置在電動車輛10內(nèi)。發(fā)動機艙22容納內(nèi)燃發(fā)動機24。
[0035]在這個示例中，電動車輛10是混合動力電動車輛(HEV)。動力傳動系統(tǒng)包括馬達、發(fā)電機、內(nèi)燃發(fā)動機24和電池組14。馬達和發(fā)電機可以分離或具有組合的馬達發(fā)電機的形式。
[0036]動力傳動系統(tǒng)可以利用包括發(fā)動機24和發(fā)電機的組合的第一驅(qū)動系統(tǒng)，或至少包括馬達、發(fā)電機和電池組14的第二驅(qū)動系統(tǒng)。存儲在電池組14內(nèi)的電力用于為馬達、發(fā)電機或兩者供電。
[0037]雖然示例電動車輛10描述為HEV，但本發(fā)明的教導可以應用于其他類型的電動車輛，例如純電動車輛BEV以及結(jié)合了電池組的其他電動車輛。
[0038]發(fā)動機艙22限定在電動車輛10內(nèi)。通常，發(fā)動機艙22是由車輛10提供的容納內(nèi)燃發(fā)動機24的空腔。在這個示例中，發(fā)動機艙22相對于電動車輛10向前行駛的方向在電池組14的前方。
[0039]在這個示例中，發(fā)動機艙22內(nèi)的空氣是第一空氣源30，并且發(fā)動機艙22外部的空氣是第二空氣源34。
[0040]內(nèi)燃發(fā)動機24可以具有使發(fā)動機艙22內(nèi)的空氣相對于發(fā)動機艙22外部的空氣的溫度升高的熱能。因此，來自第一空氣源30的空氣比來自第二空氣源34的空氣相對更熱。
[0041]來自第一空氣源30的空氣流F1和來自第二空氣源34的空氣流F。都能移動到混合結(jié)構20?？刂破?8操作混合結(jié)構20以使來自混合結(jié)構20的空氣流？5是來自第一空氣源30的空氣流F1、來自第二空氣源34的空氣流F?；蚩諝饬鱂jP空氣流F。的一些組合。
[0042]由于空氣流FjP空氣流F。之間的溫度差，可以根據(jù)控制器18操作混合結(jié)構20的方式來改變空氣流&的溫度。例如容許更多的空氣流F工會增加空氣流F 5的溫度。
[0043]示例控制器18是電池能量控制模塊(BECM)。雖然在所說明的實施例中示意性地示為單個模塊，但控制器18可以是更大的控制系統(tǒng)的一部分并且可以通過整個電動車輛1的各種其他的控制器來控制，例如包括動力傳動系統(tǒng)控制單元、變速器控制單元、發(fā)動機控制單元、BECM等的車輛系統(tǒng)控制器(VSC)。
[0044]空氣流？5在電池組14附近移動和/或移動穿過電池組14。例如，空氣流F s可以移動穿過或橫穿電池組14附近的熱交換器，例如冷卻板?？諝饬鱂s可以除其他方面以外根據(jù)空氣流Fs相對于電池組14的溫度的溫度以及空氣流F s的速度而使電池組14加熱或冷卻。
[0045]現(xiàn)在在繼續(xù)參考圖1的情況下參考圖2和圖3，混合門40是示例電動車輛1a的混合結(jié)構20?？刂破?8配置用于在圖2的第一位置和圖3的第二位置之間驅(qū)動混合門40。
[0046]在其他的示例中，滑門(shutter)或?qū)蚱骺梢蕴峁┗旌辖Y(jié)構20?；旌祥T40可以包括一個或多個單獨的門。混合門40可以在車輛1a的除了底面以外的一側(cè)或多側(cè)上。
[0047]車輛1a包括保護示例電池組14a的空氣護罩44。空氣護罩44位于車輛1a的底面上。電池組14a定位于車輛1a乘客艙的下方?？諝庾o罩44與電池組14a分隔開以提供空氣護罩44和電池組14a之間的通道46。
[0048]示例電池組14a包括設置于散熱板50上的多個電池單元48。殼體52容納電池單元48和散熱板50。通道46在電池組14a下方延伸并且至少部分地由殼體52提供。示例通道46距離散熱板50比距離電池單元48更近。
[0049]在另一示例中，通道46的一些或全部可以延伸穿過電池組14a并且由殼體52內(nèi)的部分電池組14a提供。
[0050]當混合門40處于第一位置時，混合門40與電動車輛1a的空氣護罩44對齊。當混合門處于第二位置時，混合門40不與空氣護罩44對齊。
[0051]當混合門40在第一位置和第二位置之間移動時，其繞軸線56樞轉(zhuǎn)。軸線56總體上與電動車輛1a的驅(qū)動輪組60的轉(zhuǎn)動軸線R對齊。
[0052]當混合門40處于圖2的第一位置時，來自發(fā)動機艙22內(nèi)的第一空氣源30的空氣流F1自由地移動穿過開口 58到達通道46?；旌祥T40在第一位置阻止來自發(fā)動機艙22外部的第二空氣源34的空氣流F。移動穿過開口 58到達通道46。
[0053]當混合門40處于圖3的第二位置時，空氣流F。自由地移動穿過開口 58到達通道46?；旌祥T40在第二位置阻止空氣流？工進入開口 58。
[0054]在空氣流移動穿過開口 58后，空氣流作為空氣流Fs移動穿過通道46。通道46在電池組14a下方延伸，當空氣流Fs移動穿過通道46時，空氣流F 5在電池組14a下方移動。
[0055]空氣流Fs在開口 68處離開通道46，在開口 68處空氣流傳輸?shù)诫妱榆囕v1a周圍的環(huán)境中。
[0056]在這個示例中，移動穿過通道46的空氣流&用于調(diào)節(jié)電池組14a的熱能水平?？諝饬鱂s的溫度以及空氣流Fs移動穿過通道46的速度可以影響空氣流Fs是否使電池組14a增加熱能或從電池組14a輸送熱能。例如，如果空氣流Fs相對于電池組14a是暖的，那么空氣流Fs可以將熱量輸送至電池組14a以加熱電池組14a。
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