電池系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供電池系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)和方法。所公開(kāi)的系統(tǒng)和方法包括可以提供用于相關(guān)聯(lián)的電池系統(tǒng)的相對(duì)均勻冷卻的電池冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在某些實(shí)施例中，電池冷卻系統(tǒng)可以包括中央冷卻劑輸送系統(tǒng)，其構(gòu)造為使得液體冷卻劑循環(huán)通過(guò)在一個(gè)或更多個(gè)冷卻板中包括的一個(gè)或更多個(gè)冷卻劑流動(dòng)通道?？梢允褂靡粋€(gè)或更多個(gè)密封件來(lái)將中央冷卻劑輸送系統(tǒng)聯(lián)接到一個(gè)或更多個(gè)冷卻劑輸送板。所公開(kāi)的電池冷卻系統(tǒng)的實(shí)施例還可以允許冷卻系統(tǒng)的相對(duì)簡(jiǎn)單的制造工藝和/或組裝，提供足以支撐一組電池組的機(jī)械強(qiáng)度，減少液體冷卻劑泄漏的發(fā)生和/或提供用于一組電池組的相對(duì)均勻的冷卻。
【專利說(shuō)明】
電池系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電池冷卻系統(tǒng)和方法。更具體地但是不排他地，本發(fā)明涉及可以提供用于相關(guān)聯(lián)電池系統(tǒng)的相對(duì)均勻冷卻的電池冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]客車(chē)經(jīng)常包括用于操作車(chē)輛的電氣和傳動(dòng)系系統(tǒng)的特征的電池。例如，車(chē)輛通常包括12V鉛酸車(chē)用電池，其構(gòu)造為向車(chē)輛起動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(例如，起動(dòng)機(jī)馬達(dá))、照明系統(tǒng)和/或點(diǎn)火系統(tǒng)供應(yīng)電能。在電動(dòng)、燃料電池(“FC”)和/或混合動(dòng)力車(chē)輛中，可以使用高壓(“HV”)電池系統(tǒng)來(lái)對(duì)電動(dòng)傳動(dòng)系部件(例如電驅(qū)馬達(dá)等等)供電。
[0003]在某些設(shè)計(jì)中，車(chē)輛中包括的電池系統(tǒng)可以是液體冷卻式的。例如，為了耗散掉由HV電池(其可以包括以串聯(lián)和/或并聯(lián)構(gòu)造的多個(gè)電池單元和/或子電池)生成的熱，HV電池系統(tǒng)可以包括構(gòu)造為使用液體冷卻劑冷卻HV電池的冷卻系統(tǒng)。設(shè)計(jì)電池冷卻系統(tǒng)時(shí)的一個(gè)考量是要降低和/或以其他方式防止發(fā)生冷卻劑從冷卻系統(tǒng)的泄漏。泄漏的冷卻劑會(huì)導(dǎo)致各種問(wèn)題，包括例如電氣故障和/或熱事件。但是，常規(guī)的電池冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)可能包含使用相對(duì)復(fù)雜且/或另外昂貴的制造方法來(lái)減少冷卻劑泄漏的發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]提出的系統(tǒng)和方法包括可以提供用于相關(guān)聯(lián)的電池系統(tǒng)的相對(duì)均勻冷卻的電池冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在某些實(shí)施例中，電池冷卻系統(tǒng)可以包括中央冷卻劑輸送系統(tǒng)，其構(gòu)造為使得液體冷卻劑循環(huán)通過(guò)在一個(gè)或更多個(gè)冷卻板中包括的一個(gè)或更多個(gè)冷卻劑流動(dòng)通道。除其他之外，本文公開(kāi)的電池冷卻系統(tǒng)的實(shí)施例還可以允許冷卻系統(tǒng)的相對(duì)簡(jiǎn)單的制造工藝和/或組裝，提供足夠的機(jī)械強(qiáng)度和/或剛度以便結(jié)構(gòu)性地支撐一組電池和/或多個(gè)組成電池組，減少液體冷卻劑泄漏的發(fā)生，和/或提供用于一組電池和/或多個(gè)組成電池組的相對(duì)均勻的冷卻(例如同時(shí)冷卻)。
[0005]在某些實(shí)施例中，在冷卻系統(tǒng)中包括的冷卻板可以包括配置在冷卻板的一個(gè)或更多個(gè)側(cè)面和/或表面上的隔離膜。隔離膜可以構(gòu)造為將電池和/或電池組從支撐電池和/或電池組的冷卻系統(tǒng)板隔離。除其他之外，本文公開(kāi)的電池冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)施例還可以允許在制造期間形成冷卻系統(tǒng)板的板材的單獨(dú)釬焊。在釬焊之后，然后可以將隔離膜單獨(dú)地應(yīng)用到冷卻系統(tǒng)板。在某些實(shí)施例中，與一次完成的釬焊相比，板材的單獨(dú)釬焊可以有助于更容易地應(yīng)用隔離膜，其中一次完成的釬焊可能引入與應(yīng)用隔離膜相關(guān)的某些困難。然后可以使用密封件將所述板機(jī)械地聯(lián)接到中央冷卻劑輸送系統(tǒng)(例如，經(jīng)由壓配合機(jī)構(gòu)、O形環(huán)機(jī)構(gòu)等等)。在一些實(shí)施例中，可以將所述板彎曲以產(chǎn)生間隔開(kāi)口來(lái)接收電池系統(tǒng)的相關(guān)聯(lián)的子部件。所公開(kāi)的電池冷卻系統(tǒng)的實(shí)施例可以是可升級(jí)的，以適應(yīng)各種電池大小和/或構(gòu)造，并且有助于相關(guān)聯(lián)的電池系統(tǒng)隨時(shí)間經(jīng)過(guò)的熱膨脹。
[0006]1.一種電池冷卻系統(tǒng)，包括:
多個(gè)冷卻板，每個(gè)冷卻板均包括至少一個(gè)冷卻劑流動(dòng)通道； 中央冷卻輸送系統(tǒng)，構(gòu)造為與所述多個(gè)冷卻板的所述冷卻劑流動(dòng)通道對(duì)接;以及多個(gè)密封件，每個(gè)密封件均構(gòu)造為密封所述中央冷卻輸送系統(tǒng)和所述多個(gè)冷卻板之間的接口。
[0007]2.根據(jù)方案I所述的電池冷卻系統(tǒng)，其中所述多個(gè)冷卻板以堆疊構(gòu)造布置。
[0008]3.根據(jù)方案2所述的電池冷卻系統(tǒng)，其中所述堆疊構(gòu)造包括在所述多個(gè)冷卻板之間的多個(gè)空間，每個(gè)空間均構(gòu)造為保持電池組。
[0009]4.根據(jù)方案2所述的電池冷卻系統(tǒng)，其中所述多個(gè)冷卻板的至少一部分包括構(gòu)造為維持處于堆疊構(gòu)造的所述多個(gè)冷卻板之間的特定間距的一個(gè)或更多個(gè)構(gòu)件。
[0010]5.根據(jù)方案I所述的電池冷卻系統(tǒng)，其中所述多個(gè)密封件中的每個(gè)均包括O形環(huán)密封件。
[0011]6.根據(jù)方案I所述的電池冷卻系統(tǒng)，其中所述多個(gè)密封件中的每個(gè)密封件均構(gòu)造為提供在所述中央冷卻輸送系統(tǒng)和所述多個(gè)冷卻板之間的接口處的機(jī)械密封。
[0012]7.根據(jù)方案I所述的電池冷卻系統(tǒng)，其中每個(gè)冷卻板均包括第一板材和第二板材。
[0013]8.根據(jù)方案7所述的電池冷卻系統(tǒng)，其中所述第一板材和所述第二板材使用釬焊工藝連結(jié)在一起以形成所述冷卻板。
[0014]9.根據(jù)方案7所述的電池冷卻系統(tǒng)，其中所述第一板材和所述第二板材中的至少一個(gè)限定冷卻劑流動(dòng)通道的至少一部分。
[0015]10.根據(jù)方案I所述的電池冷卻系統(tǒng)，其中每個(gè)冷卻劑流動(dòng)通道均包括至少一個(gè)紊流器。
[0016]11.根據(jù)方案10所述的電池冷卻系統(tǒng)，其中所述紊流器包括在所述冷卻劑流動(dòng)通道內(nèi)以圖案構(gòu)造布置的多個(gè)隆起特征。
[0017]12.根據(jù)方案10所述的電池冷卻系統(tǒng)，其中所述紊流器包括在所述冷卻劑流動(dòng)通道內(nèi)以圖案構(gòu)造布置的多個(gè)凹入特征。
[0018]13.根據(jù)方案I所述的電池冷卻系統(tǒng)，其中所述中央冷卻輸送系統(tǒng)包括至少一個(gè)紊流器。
[0019]14.根據(jù)方案13所述的電池冷卻系統(tǒng)，其中所述紊流器包括在所述冷卻劑流動(dòng)通道內(nèi)以圖案構(gòu)造布置的多個(gè)隆起特征。
[0020]15.根據(jù)方案13所述的電池冷卻系統(tǒng)，其中所述紊流器包括在所述冷卻劑流動(dòng)通道內(nèi)以圖案構(gòu)造布置的多個(gè)凹入特征。
[0021]16.根據(jù)方案I所述的電池冷卻系統(tǒng)，其中每個(gè)冷卻板的至少一個(gè)表面被涂覆有隔離膜。
[0022]17.一種組裝用于電池的冷卻系統(tǒng)的方法，包括:
將多個(gè)冷卻系統(tǒng)板以堆疊構(gòu)造布置，每個(gè)冷卻系統(tǒng)板均包括至少一個(gè)冷卻劑流動(dòng)通道并且限定至少一個(gè)中央冷卻劑輸送系統(tǒng)開(kāi)口 ；
安裝多個(gè)密封件，每個(gè)密封件配置在與所述多個(gè)冷卻系統(tǒng)板中的一個(gè)冷卻系統(tǒng)板相關(guān)聯(lián)的中央冷卻劑輸送系統(tǒng)開(kāi)口中；
將中央冷卻劑輸送系統(tǒng)配置在由所述多個(gè)密封件限定的開(kāi)口內(nèi)；以及
使得所述中央冷卻劑輸送系統(tǒng)膨脹，以在所述中央冷卻輸送系統(tǒng)、所述多個(gè)密封件和所述多個(gè)冷卻系統(tǒng)板之間形成基本無(wú)泄漏密封。
【附圖說(shuō)明】
[0023]描述了本發(fā)明的非限制性且非排他性實(shí)施例，包括參考附圖描述的本發(fā)明的各種實(shí)施例，在附圖中:
圖1示出了包括根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的電池冷卻系統(tǒng)的電池系統(tǒng)。
[0024]圖2示出了用于形成根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的電池冷卻系統(tǒng)的冷卻板的板材。
[0025]圖3示出了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的電池冷卻系統(tǒng)的冷卻板。
[0026]圖4A示出了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的電池冷卻系統(tǒng)的組裝圖。
[0027]圖4B示出了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的電池冷卻系統(tǒng)的另一組裝圖。
[0028]圖4C示出了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的電池冷卻系統(tǒng)的又一組裝圖。
[0029]圖5A示出了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的電池系統(tǒng)和相關(guān)聯(lián)的冷卻劑流動(dòng)方向的剖視圖。
[0030]圖5B示出了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的電池系統(tǒng)和相關(guān)聯(lián)的成形心軸的剖視圖。
[0031]圖6示出了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的在中央冷卻劑輸送系統(tǒng)和由冷卻板限定的流動(dòng)通道之間的密封件的剖視圖。
[0032]圖7A示出了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的在中央冷卻劑輸送系統(tǒng)和冷卻板之間的接口的視圖。
[0033]圖7B示出了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的在中央冷卻劑輸送系統(tǒng)和冷卻板之間的接口的另一視圖。
[0034]圖8示出了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的在中央冷卻劑輸送系統(tǒng)和冷卻板之間的密封件的俯視剖視圖。
[0035]圖9A示出了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的在中央冷卻劑輸送系統(tǒng)和由冷卻板限定的流動(dòng)通道之間的接口的剖視圖。
[0036]圖9B示出了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的在中央冷卻劑輸送系統(tǒng)和由冷卻板限定的流動(dòng)通道之間的接口的另一剖視圖。
[0037]圖1OA示出了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的冷卻板的流動(dòng)通道中所包括的示例性紊流器設(shè)計(jì)。
[0038]圖1OB示出了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的冷卻板的流動(dòng)通道中所包括的另一示例性紊流器設(shè)計(jì)。
[0039]圖11示出了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的組裝冷卻系統(tǒng)的示例性方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下文提供了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的系統(tǒng)和方法的詳細(xì)描述。雖然描述了若干個(gè)實(shí)施例，但是應(yīng)該理解的是公開(kāi)內(nèi)容不限于任意一個(gè)實(shí)施例，而是涵蓋大量替代物、修改和等同物。此外，雖然在下文的描述中提出了大量特定細(xì)節(jié)以便提供對(duì)這里公開(kāi)的實(shí)施例的全面理解，但是在沒(méi)有這些細(xì)節(jié)中的一些或全部的情況下也能夠?qū)嵺`一些實(shí)施例。而且，為了清楚的目的，而沒(méi)有詳細(xì)地描述相關(guān)領(lǐng)域中已知的某些技術(shù)材料以避免不必要地模糊本發(fā)明。
[0041]通過(guò)參考附圖將最佳地理解本發(fā)明的實(shí)施例，其中相同的部件可以由相同的附圖標(biāo)記指代。將容易地理解的是，如本文中大體描述和在附圖中示出的那樣，所公開(kāi)實(shí)施例的部件可以設(shè)置且設(shè)計(jì)成各種各樣的不同構(gòu)造。因此，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的實(shí)施例的以下詳細(xì)描述不試圖限制如權(quán)利要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而僅是本發(fā)明的可能實(shí)施例的代表。此外，除非另外明確說(shuō)明，否則不一定需要以任意特定次序或者甚至順序地執(zhí)行方法的步驟，也不需要僅執(zhí)行一次步驟。
[0042]圖1示出了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的包括電池冷卻系統(tǒng)的電池系統(tǒng)100的立體圖。在某些實(shí)施例中，電池系統(tǒng)100可以被包括在車(chē)輛(未示出)中。車(chē)輛可以是機(jī)動(dòng)車(chē)、航海交通工具、飛機(jī)和/或任意其他類型的交通工具，并且可以包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(“ICE”)傳動(dòng)系、電動(dòng)馬達(dá)傳動(dòng)系、混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系、FC傳動(dòng)系和/或適于結(jié)合有本文公開(kāi)的系統(tǒng)和方法的任意其他類型的傳動(dòng)系。在一些實(shí)施例中，電池系統(tǒng)100可以包括高壓(“HV”)電池系統(tǒng)，并且可以用于對(duì)車(chē)輛的(例如，如在電動(dòng)、混合動(dòng)力或FC動(dòng)力系統(tǒng)中的)電動(dòng)傳動(dòng)系部件供電。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，電池系統(tǒng)102可以是低壓電池(例如鉛酸12V汽車(chē)電池)，并且可以構(gòu)造為將電能供應(yīng)到各種車(chē)輛系統(tǒng)，包括例如車(chē)輛起動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(例如起動(dòng)機(jī)馬達(dá))、照明系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)等等。
[0043]電池系統(tǒng)100可以包括一個(gè)或更多個(gè)電池組102，電池組102的尺寸適當(dāng)?shù)卮_定為提供足夠的電力以滿足電池系統(tǒng)的需要(例如足以給相關(guān)聯(lián)的車(chē)輛傳動(dòng)系等供電)。每個(gè)電池組102均可以包括一個(gè)或更多個(gè)組成電池模塊。電池模塊可以包括利用任意適當(dāng)電池技術(shù)的一個(gè)或更多個(gè)電池單元，所述電池技術(shù)包括例如鉛-酸、鎳-金屬氫化物(“NiMH”)、鋰_離子(“L1-1on”)、鋰-離子聚合體、鋰-空氣、鎳-鎘(“NiCad”)、包括超細(xì)玻璃纖維(“AGM”)的閥控式鉛-酸(“VRLA”)、鎳-鋅("NiZn")、熔鹽(例如ZEBRA電池)和/或任意其他適當(dāng)?shù)碾姵丶夹g(shù)。
[0044]在正常操作(例如，充電和/或放電)下，電池系統(tǒng)100和/或相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)可能產(chǎn)生熱。但是，在某些情況下，電池系統(tǒng)100的溫度可能影響電池性能。例如，電池溫度可以影響電池系統(tǒng)100中所包括的電化學(xué)系統(tǒng)的操作、與電池系統(tǒng)100相關(guān)聯(lián)的車(chē)輛的性能、電池系統(tǒng)100的循環(huán)效率和/或充電接受能力、電池系統(tǒng)100的功率和能量、電池系統(tǒng)100的安全和可靠性和/或電池100的壽命和壽命周期成本。為了調(diào)節(jié)電池系統(tǒng)100的溫度，電池系統(tǒng)100可以包括液體冷卻系統(tǒng)。
[0045]液體冷卻系統(tǒng)可以構(gòu)造為使液體冷卻劑循環(huán)和/或分配通過(guò)接近電池系統(tǒng)100中所包括的各種部件和/或系統(tǒng)配置的一個(gè)或更多個(gè)流動(dòng)通道，從而調(diào)節(jié)所述部件和/或系統(tǒng)的溫度。在某些實(shí)施例中，液體冷卻系統(tǒng)可以進(jìn)一步構(gòu)造為使得液體冷卻劑循環(huán)到相關(guān)聯(lián)的車(chē)輛中的其他位置包括的各種部件和/或系統(tǒng)。通過(guò)利用液體冷卻系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)電池系統(tǒng)100的溫度(例如，將溫度調(diào)節(jié)在期望范圍內(nèi))，可以改進(jìn)電池系統(tǒng)100的性能，可以減少電池系統(tǒng)100中的不均勻的溫度分布和不平衡的電池組102，并且/或者可以減輕由于不受控的電池溫度而能夠?qū)е碌臐撛谖：Α?br>[0046]在某些實(shí)施例中，液體冷卻系統(tǒng)可以包括一個(gè)或更多個(gè)冷卻板104、106。一個(gè)或更多個(gè)板104、106可以包括任意適當(dāng)?shù)牟牧?，包括例如鋼、不銹鋼、鈦、鋁等等。冷卻系統(tǒng)板104、106可以給電池系統(tǒng)100中包括的電池組102提供結(jié)構(gòu)支撐和/或以其他方式保持電池系統(tǒng)100中包括的電池組102。雖然圖1示出了由冷卻系統(tǒng)板104、106支撐電池系統(tǒng)100中所包括的兩個(gè)電池組102，但是將意識(shí)到所公開(kāi)的系統(tǒng)和方法的實(shí)施例是可升級(jí)的。因此，根據(jù)所公開(kāi)的實(shí)施例，任意適當(dāng)數(shù)量的電池組可以與任意適當(dāng)數(shù)量的冷卻系統(tǒng)板104、106相關(guān)耳關(guān)。
[0047]在某些實(shí)施例中，冷卻板104、106可以限定一個(gè)或更多個(gè)流動(dòng)通道。在某些實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)流動(dòng)通道可以聯(lián)接到中央冷卻劑輸送系統(tǒng)108(例如，經(jīng)由一個(gè)或更多個(gè)密封件110等)。中央冷卻劑輸送系統(tǒng)108可以構(gòu)造為使得液體冷卻劑循環(huán)通過(guò)由一個(gè)或更多個(gè)冷卻板104、106限定的一個(gè)或更多個(gè)冷卻劑流動(dòng)通道。在某些實(shí)施例中，冷卻劑流動(dòng)通道可以接近電池組102放置。因此，當(dāng)液體冷卻劑循環(huán)通過(guò)一個(gè)或更多個(gè)冷卻劑通道時(shí)，可以調(diào)節(jié)電池組102的溫度。
[0048]冷卻系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括任意適當(dāng)數(shù)量的栗、閥冷卻劑循環(huán)路徑(例如管道)、冷卻劑貯存器、熱交換器(例如，液體/液體、液體/空氣、液體/AC單元等等)、冷卻系統(tǒng)電子器件(例如，反饋機(jī)構(gòu)、溫度傳感器、恒溫器、冷卻劑流量傳感器、栗和熱交換器控制電子器件等等)和/或處于任意適當(dāng)構(gòu)造的任意其他的冷卻系統(tǒng)部件和/或系統(tǒng)，用于使得液體冷卻劑循環(huán)到電池系統(tǒng)100中所包括的各種部件和系統(tǒng)，包括本文公開(kāi)的任意部件。液體冷卻劑可以是基本冷卻水溶液。在一些實(shí)施例中，液體冷卻劑可以包括水、甲醇、乙二醇、甘醇、丙二醇、甘油、Dex-cool?和/或任意其他適當(dāng)?shù)睦鋮s劑材料的任意組合和/或濃度。
[0049]圖2示出了用于形成根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的電池冷卻系統(tǒng)的冷卻板的板材200a、200b。在某些實(shí)施例中，板材200a、200b可以包括一個(gè)或更多個(gè)通道區(qū)域202a、202b。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)通道區(qū)域202a、202b可以包括板材200a、200b的隆起和/或凹入部分，當(dāng)將板材200a、200b連結(jié)在一起以形成冷卻板時(shí)，所述隆起和/或凹入部分限定一個(gè)或更多個(gè)流動(dòng)通道。如圖所示，在進(jìn)一步的實(shí)施例中，板材200a、200b可以進(jìn)一步包括一個(gè)或更多個(gè)中央冷卻劑輸送系統(tǒng)開(kāi)口 204a、204b，其構(gòu)造為接收中央冷卻劑輸送系統(tǒng)(未示出)并且促進(jìn)冷卻劑從中央冷卻劑輸送系統(tǒng)流動(dòng)通過(guò)由板材200a、200b限定的一個(gè)或更多個(gè)流動(dòng)通道。板材200a、200b可以使用任意適當(dāng)?shù)闹圃旃に嚭?或組合或者制作工藝來(lái)形成，包括例如機(jī)加工、模制、沖壓、鑄造等等。
[0050]在某些實(shí)施例中，由板材200a、200b限定的流動(dòng)通道可以以各種構(gòu)造布置。例如，如圖所示，板材200a、200b可以限定蜿蜒和/或部分蜿蜒構(gòu)造的流動(dòng)通道。在其它實(shí)施例中，流動(dòng)通道可以構(gòu)造為使得冷卻劑在接近與冷卻系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的電池組和/或與冷卻系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的電池組部分的某些區(qū)域中循環(huán)。例如，流動(dòng)通道可以構(gòu)造為使得冷卻劑在可能產(chǎn)生更多熱等的電池組部分附近循環(huán)。
[0051]圖3示出了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的電池冷卻系統(tǒng)的冷卻板104。如上文討論的那樣，可以將板材200a、200b連結(jié)在一起以形成限定可以供冷卻劑流經(jīng)的一個(gè)或更多個(gè)流動(dòng)通道300的冷卻板106。可以將板材200a、200b以各種方式連結(jié)在一起，包括例如釬焊、焊接和/或任意其他的結(jié)合工藝以便形成冷卻板106。在某些實(shí)施例中，可以將板材200a、200b在單個(gè)和/或以其他方式在一次完成的釬焊工藝中連結(jié)在一起以形成冷卻板104。
[0052]在一些實(shí)施例中，在將板材200a、200b連結(jié)在一起以形成冷卻板104之后，冷卻板104的外表面可以被隔離膜涂覆。隔離膜可以提供冷卻板106和/或相關(guān)聯(lián)的電池系統(tǒng)和/或電池組之間的隔離。在某些實(shí)施例中，隔離膜可以減輕冷卻板104隨時(shí)間經(jīng)過(guò)的退化(例如，由于相關(guān)聯(lián)的電池系統(tǒng)的操作而導(dǎo)致的退化)。
[0053]圖4A-圖4C示出了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的電池冷卻系統(tǒng)400的組裝。電池冷卻系統(tǒng)400可以包括一個(gè)或更多個(gè)冷卻系統(tǒng)板402a-402c。冷卻系統(tǒng)板402a-402c可以給相關(guān)聯(lián)的電池系統(tǒng)(未示出)中包括的電池組提供結(jié)構(gòu)支撐和/或以其他方式保持相關(guān)聯(lián)的電池系統(tǒng)中包括的電池組。如圖所示，在某些實(shí)施例中，可以將冷卻系統(tǒng)板402a-402c圍繞中央冷卻劑輸送系統(tǒng)108以堆疊構(gòu)造組裝。在一些實(shí)施例中，冷卻系統(tǒng)板402a-402c可以包括一個(gè)或更多個(gè)構(gòu)件406(例如，通過(guò)板402a-402c中的彎曲等形成)，其構(gòu)造為對(duì)齊和/或以其他方式確保冷卻系統(tǒng)板402a-402c相對(duì)于彼此以特定距離間隔開(kāi)，從而確保用于保持相關(guān)聯(lián)的電池組的一致空間和/或冷卻系統(tǒng)板402a-402c和中央冷卻劑輸送系統(tǒng)108的相對(duì)對(duì)齊。
[0054]在組裝期間，冷卻系統(tǒng)板402a_402c可以構(gòu)造為與中央冷卻劑輸送系統(tǒng)108的一個(gè)或更多個(gè)冷卻劑分配開(kāi)口404對(duì)齊，使得在冷卻系統(tǒng)400操作期間，循環(huán)冷卻劑可以從冷卻劑分配開(kāi)口 404流動(dòng)通過(guò)冷卻系統(tǒng)板402a-402c的一個(gè)或更多個(gè)流動(dòng)通道。如下文更詳細(xì)描述的那樣，密封件110可以將中央冷卻劑輸送系統(tǒng)108聯(lián)接到冷卻系統(tǒng)板402a-402c。除其他之外，密封件110還可以確保在冷卻系統(tǒng)400的操作期間冷卻劑不會(huì)從冷卻劑系統(tǒng)板402a-402c和中央冷卻劑輸送系統(tǒng)108之間的接口泄漏。
[0055]圖5A示出了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的電池系統(tǒng)500的剖視圖。電池系統(tǒng)500可以包括一個(gè)或更多個(gè)冷卻系統(tǒng)板402a-402c和/或位于其間的一個(gè)或更多個(gè)電池組102。冷卻系統(tǒng)板402a-402c可以圍繞中央冷卻劑輸送系統(tǒng)108以堆疊構(gòu)造組裝，并且可以構(gòu)造為使得冷卻劑循環(huán)通過(guò)由一個(gè)或更多個(gè)冷卻板402a-402c限定的一個(gè)或更多個(gè)冷卻劑流動(dòng)通道。因此，當(dāng)冷卻劑循環(huán)通過(guò)一個(gè)或更多個(gè)冷卻劑通道時(shí)，可以調(diào)節(jié)電池組102的溫度。
[0056]在某些實(shí)施例中，冷卻劑可以沿特定方向循環(huán)通過(guò)中央冷卻劑輸送系統(tǒng)108(例如，經(jīng)由一個(gè)或更多個(gè)栗和/或其他相關(guān)聯(lián)的冷卻劑循環(huán)設(shè)備)。例如，如圖所示，與冷卻操作相結(jié)合，冷卻劑可以從中央冷卻劑輸送系統(tǒng)108的入口循環(huán)到中央冷卻劑輸送系統(tǒng)108的出口(例如，沿圖5A中的箭頭所示的方向流動(dòng))。
[0057]圖5B示出了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的電池系統(tǒng)500和相關(guān)聯(lián)的成形心軸502的剖視圖。在某些實(shí)施例中，可以將一個(gè)或更多個(gè)成形心軸502插入到中央冷卻劑輸送系統(tǒng)108中(例如，插入到中央冷卻劑輸送系統(tǒng)108的入口和/或出口中)。在一些實(shí)施例中，成形心軸502可以進(jìn)一步構(gòu)造為在中央冷卻劑輸送系統(tǒng)108內(nèi)膨脹(例如，從而使中央冷卻劑輸送系統(tǒng)108膨脹)，以便與密封件110和/或冷卻系統(tǒng)板104形成一個(gè)或更多個(gè)密封，從而允許流經(jīng)中央冷卻劑輸送系統(tǒng)108的冷卻劑循環(huán)到冷卻板104的循環(huán)通道中。
[0058]圖6不出了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的在中央冷卻劑輸送系統(tǒng)108和由冷卻板104限定的流動(dòng)通道300之間的密封件110的剖視圖。在某些實(shí)施例中，密封件110可以構(gòu)造為將中央冷卻劑輸送系統(tǒng)108聯(lián)接到冷卻系統(tǒng)板104(例如，經(jīng)由壓配合構(gòu)造、O形環(huán)構(gòu)造等等機(jī)械地聯(lián)接)，從而允許流經(jīng)中央冷卻劑輸送系統(tǒng)108的冷卻劑循環(huán)到冷卻板104的流動(dòng)通道中。除其他功能之外，密封件110還確保在冷卻系統(tǒng)的操作期間冷卻劑不會(huì)從冷卻劑系統(tǒng)板104和中央冷卻劑輸送系統(tǒng)108之間的接口泄漏。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，密封件110可以構(gòu)造為在冷卻系統(tǒng)的組裝期間相對(duì)于冷卻板104對(duì)齊和/或以其他方式定位中央冷卻劑輸送系統(tǒng)108。
[0059]在一些實(shí)施例中，密封件110可以包括O形環(huán)密封件。密封件110可以包括任意適當(dāng)?shù)牟牧虾?或材料組合，包括例如橡膠。在某些實(shí)施例中，密封件110可以包括被鑲嵌成形到密封件110的頂部和/或底部的一個(gè)或更多個(gè)金屬環(huán)。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)金屬環(huán)可以減少密封件在壓力下的變形。在某些實(shí)施例中，密封件110的膜可以包括構(gòu)造為暴露于冷卻劑和/或與冷卻系統(tǒng)和/或相關(guān)聯(lián)的電池系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的其他條件而不會(huì)隨時(shí)間經(jīng)過(guò)而經(jīng)歷顯著退化的材料。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，密封件110可以包括可以允許在中央冷卻劑輸送系統(tǒng)和冷卻板104之間存在變化的熱膨脹和/或收縮同時(shí)減少由這種膨脹和/或收縮導(dǎo)致的冷卻劑泄漏的可能性的材料。
[0060]圖7A-圖7B示出了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的在中央冷卻劑輸送系統(tǒng)108和冷卻板402a之間的示例性接口。圖8示出了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的在中央冷卻劑輸送系統(tǒng)108和冷卻板402a之間的密封件110的簡(jiǎn)化俯視剖視圖。如圖所示，中央冷卻劑輸送系統(tǒng)108的冷卻劑分配開(kāi)口 404可以構(gòu)造為與由冷卻板402a限定的一個(gè)或更多個(gè)冷卻劑流動(dòng)通道300對(duì)齊。因此，當(dāng)冷卻劑循環(huán)通過(guò)中央冷卻劑輸送系統(tǒng)108時(shí)，冷卻劑可以經(jīng)由冷卻劑分配開(kāi)口404流到由冷卻板402a限定的冷卻劑流動(dòng)通道300中(例如，沿圖7A-圖7B和圖8中的箭頭所示的方向)。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，在冷卻系統(tǒng)的操作期間，冷卻劑也可以在由密封件110限定的腔800中循環(huán)。
[0061]圖9A-圖9B示出了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的在中央冷卻劑輸送系統(tǒng)108和由冷卻板402a限定的流動(dòng)通道300之間的接口的剖視圖。如圖所示，密封件110(例如O形環(huán)等等)可以將中央冷卻劑輸送系統(tǒng)108聯(lián)接到冷卻系統(tǒng)板402a-402c。除其他之外，密封件110還可以在冷卻劑從中央冷卻劑輸送系統(tǒng)108通過(guò)中央冷卻劑輸送系統(tǒng)108的冷卻劑分配開(kāi)口 404循環(huán)到流動(dòng)通道300時(shí)確保冷卻劑不會(huì)從冷卻劑系統(tǒng)板402a和中央冷卻劑輸送系統(tǒng)108之間的接口泄漏，并且/或者有助于在組裝和/或操作期間上述部件的恰當(dāng)?shù)臋C(jī)械對(duì)齊。
[0062]圖1OA-圖1OB示出了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的冷卻板402的流動(dòng)通道中所包括的示例性紊流器設(shè)計(jì)。在一些實(shí)施例中，流動(dòng)通道可以包括一個(gè)或更多個(gè)包括紊流器的區(qū)域。紊流器可以包括由流動(dòng)通道限定的一個(gè)或更多個(gè)特征，其構(gòu)造為在操作期間產(chǎn)生通過(guò)流動(dòng)通道的冷卻劑的更擾動(dòng)的流動(dòng)，從而改善冷卻系統(tǒng)的熱性能。紊流器可以包括在流動(dòng)通道的壁中包括的一個(gè)或更多個(gè)隆起和/或凹入特征，在一些實(shí)施例中其可以是成圖案的構(gòu)造。紊流器可以以各種方式形成，包括但不限于沖壓、機(jī)加工、模制、鑄造等等。
[0063]例如，如圖1OA所示，紊流器可以包括在流動(dòng)通道的壁中包括的一個(gè)或更多個(gè)人字形特征構(gòu)成的圖案。類似地，如圖1OB所示，紊流器可以包括在流動(dòng)通道的壁中包括的一個(gè)或更多個(gè)圓形特征(即泡)構(gòu)成的圖案。將意識(shí)到各種紊流器特征、圖案和/或構(gòu)造可以結(jié)合公開(kāi)實(shí)施例來(lái)使用，并且設(shè)計(jì)成在流動(dòng)通道中產(chǎn)生冷卻劑的更擾動(dòng)流動(dòng)的任意適當(dāng)?shù)奈闪髌魈卣?、圖案和/或構(gòu)造可以結(jié)合本文公開(kāi)的實(shí)施例來(lái)使用。
[0064]在一些實(shí)施例中，紊流器可以被結(jié)合到中央冷卻劑輸送系統(tǒng)的一個(gè)區(qū)域中從而有助于冷卻劑流動(dòng)。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，紊流器可以包括機(jī)械地附連到相關(guān)聯(lián)的冷卻板402和/或中央冷卻劑輸送系統(tǒng)的流動(dòng)通道的單獨(dú)的部件。
[0065]將意識(shí)到，在本發(fā)明的工作主體的范圍內(nèi)，可以對(duì)結(jié)合圖1-圖1OB給出的幾何形狀和/或構(gòu)造的實(shí)施例進(jìn)行大量改變。因此，將意識(shí)到圖1-圖1OB提供用于例示和說(shuō)明的目的而不是用于限制的目的。
[0066]圖11示出了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的組裝冷卻系統(tǒng)的示例性方法1100的流程圖。在1102，可以開(kāi)始方法1100。在1104，可以將一個(gè)或更多個(gè)冷卻系統(tǒng)板組裝成堆疊構(gòu)造。在1106，可以將一個(gè)或更多個(gè)密封件機(jī)械地安裝在一個(gè)或更多個(gè)冷卻系統(tǒng)板的一個(gè)或更多個(gè)中央冷卻輸送系統(tǒng)開(kāi)口中。在某些實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)密封件可以構(gòu)造為將中央冷卻劑輸送系統(tǒng)聯(lián)接到冷卻系統(tǒng)板，從而允許流經(jīng)中央冷卻劑輸送系統(tǒng)的冷卻劑循環(huán)到冷卻板的循環(huán)通道中，而不會(huì)從接口泄漏冷卻劑。
[0067]在1108，可以將中央冷卻輸送系統(tǒng)配置在由安裝的密封件限定的開(kāi)口內(nèi)。在一些實(shí)施例中，可以將中央冷卻輸送系統(tǒng)和/或安裝的密封件的尺寸確定為使得當(dāng)恰當(dāng)?shù)貙?duì)齊時(shí)，密封件形成為可以是基本無(wú)泄漏的。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，可以使中央冷卻系統(tǒng)內(nèi)部地膨脹，使得在中央冷卻輸送系統(tǒng)和/或密封件和相關(guān)聯(lián)的冷卻板之間形成基本無(wú)泄漏的密封。例如，在某些實(shí)施例中，可以將一個(gè)或更多個(gè)心軸插入到中央冷卻劑輸送系統(tǒng)的開(kāi)口端中，并且構(gòu)造為使中央冷卻輸送系統(tǒng)膨脹，并且在中央冷卻輸送系統(tǒng)和/或相關(guān)聯(lián)的密封件/冷卻系統(tǒng)板之間形成基本無(wú)泄漏密封。方法1100可以在1110結(jié)束。
[0068]雖然為了清楚的目的而已經(jīng)以一定的詳細(xì)程度描述了前文的內(nèi)容，但是將顯然的是，在不脫離其原理的情況下可以做出某些修改和改變。另外，本文公開(kāi)的某些系統(tǒng)和/或方法可以在不包括在車(chē)輛中的液體冷卻式電池系統(tǒng)(例如，備用電源電池系統(tǒng)等等)中使用。應(yīng)該注意到，存在實(shí)施本文描述的工藝和設(shè)備的許多替代方式。因此，認(rèn)為當(dāng)前實(shí)施例例示性的而不是限制性的，并且本發(fā)明不限于這里給出的細(xì)節(jié)，而是可以在所附權(quán)利要求的范圍和等同物內(nèi)進(jìn)行修改。
[0069]已經(jīng)參考各種實(shí)施例描述了前述說(shuō)明。然而，本領(lǐng)域的一個(gè)普通技術(shù)人員將意識(shí)到在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下能夠做出各種修改和變化。例如，取決于具體應(yīng)用或考慮到與系統(tǒng)操作相關(guān)聯(lián)的許多成本因素，可以以替代方式實(shí)施各個(gè)操作性步驟以及用于執(zhí)行操作性步驟的部件。因此，可以將任何一個(gè)或更多個(gè)步驟刪除、修改或與其他步驟結(jié)合。進(jìn)而，本發(fā)明被看作是例示性的而不是限制性含義，并且所有這樣的修改都預(yù)期包括在其范圍內(nèi)。同樣，在上文已經(jīng)關(guān)于各種實(shí)施例描述了益處、其他優(yōu)點(diǎn)和問(wèn)題的解決方案。然而，益處、優(yōu)點(diǎn)、問(wèn)題的解決方案以及可能產(chǎn)生會(huì)出現(xiàn)或更加明顯的任何益處、優(yōu)點(diǎn)或解決方案的任意元素不被解釋為關(guān)鍵的、必需的或必要性特征或元素。
[0070]當(dāng)在本文中使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“包括”和“包含”及其任意其他變型旨在涵蓋非詳盡的包括，以致包括一系列元素的過(guò)程、方法、物品或裝置不僅包括這些元素，而且可以包括沒(méi)有明確列出或者這些過(guò)程、方法、系統(tǒng)、物品或裝置所固有的其他元素。另外，當(dāng)在本文中使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“被聯(lián)接”、“聯(lián)接”及其任意變型旨在涵蓋物理連接、電連接、磁性連接、光學(xué)連接、通信連接、功能性連接和/或任意其他的連接。
[0071]本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識(shí)到在不脫離本發(fā)明的基本原理的情況下，可以對(duì)上述實(shí)施例的細(xì)節(jié)做出各種改變。因此，應(yīng)該僅由所附權(quán)利要求確定本發(fā)明的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電池冷卻系統(tǒng)，包括: 多個(gè)冷卻板，每個(gè)冷卻板均包括至少一個(gè)冷卻劑流動(dòng)通道； 中央冷卻輸送系統(tǒng)，構(gòu)造為與所述多個(gè)冷卻板的所述冷卻劑流動(dòng)通道對(duì)接；以及 多個(gè)密封件，每個(gè)密封件均構(gòu)造為密封所述中央冷卻輸送系統(tǒng)和所述多個(gè)冷卻板之間的接口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池冷卻系統(tǒng)，其中所述多個(gè)冷卻板以堆疊構(gòu)造布置。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池冷卻系統(tǒng)，其中所述堆疊構(gòu)造包括在所述多個(gè)冷卻板之間的多個(gè)空間，每個(gè)空間均構(gòu)造為保持電池組。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池冷卻系統(tǒng)，其中所述多個(gè)冷卻板的至少一部分包括構(gòu)造為維持處于堆疊構(gòu)造的所述多個(gè)冷卻板之間的特定間距的一個(gè)或更多個(gè)構(gòu)件。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池冷卻系統(tǒng)，其中所述多個(gè)密封件中的每個(gè)均包括O形環(huán)密封件。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池冷卻系統(tǒng)，其中所述多個(gè)密封件中的每個(gè)密封件均構(gòu)造為提供在所述中央冷卻輸送系統(tǒng)和所述多個(gè)冷卻板之間的接口處的機(jī)械密封。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池冷卻系統(tǒng)，其中每個(gè)冷卻板均包括第一板材和第二板材。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池冷卻系統(tǒng)，其中所述第一板材和所述第二板材使用釬焊工藝連結(jié)在一起以形成所述冷卻板。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池冷卻系統(tǒng)，其中所述第一板材和所述第二板材中的至少一個(gè)限定冷卻劑流動(dòng)通道的至少一部分。10.—種組裝用于電池的冷卻系統(tǒng)的方法，包括: 將多個(gè)冷卻系統(tǒng)板以堆疊構(gòu)造布置，每個(gè)冷卻系統(tǒng)板均包括至少一個(gè)冷卻劑流動(dòng)通道并且限定至少一個(gè)中央冷卻劑輸送系統(tǒng)開(kāi)口 ； 安裝多個(gè)密封件，每個(gè)密封件配置在與所述多個(gè)冷卻系統(tǒng)板中的一個(gè)冷卻系統(tǒng)板相關(guān)聯(lián)的中央冷卻劑輸送系統(tǒng)開(kāi)口中； 將中央冷卻劑輸送系統(tǒng)配置在由所述多個(gè)密封件限定的開(kāi)口內(nèi)；以及 使得所述中央冷卻劑輸送系統(tǒng)膨脹，以在所述中央冷卻輸送系統(tǒng)、所述多個(gè)密封件和所述多個(gè)冷卻系統(tǒng)板之間形成基本無(wú)泄漏密封。
【文檔編號(hào)】H01M10/6568GK105914425SQ201610100494
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年2月24日
【發(fā)明人】A.G.摩西, J.J.凱斯
【申請(qǐng)人】通用汽車(chē)環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司