包括具有集成加热元件的热界面材料的电池热管理系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于电气化车辆的电池热管理系统，是包括具有集成加热元件的热界面材料的电池热管理系统。本发明专利技术还提供了一种电池组，其包括电池单元，邻近电池单元的热界面材料，以及与热界面材料集成的加热元件。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种用于电气化车辆的电池热管理系统。电池热管理系统包括热界面材料和适于在一定条件下加热一个或多个电池单元的集成的加热元件。
技术介绍
对减少汽车和其他车辆的耗油量和排放量的需要是众所周知的。因此，正在开发减少或完全消除依赖于内燃发动机的车辆。电气化车辆是为此目的正在开发的一种类型的车辆。总体上，电气化车辆与传统机动车辆不同，因为它们由一个或多个电池供以动力的电机来选择性驱动。相比之下，传统机动车辆完全依赖于内燃发动机来驱动车辆。电气化车辆电池典型地由包括多个电池单元的一个或多个电池阵列构成。可能需要热管理电池单元。例如，电池单元可能需要在某些条件下被冷却或在其他条件下被加热。
技术实现思路
根据本公开的示例的电池组包括电池单元、邻近电池单元的热界面材料和与热界面材料集成的加热元件。在任何上述实施例的进一步的实施例中，加热元件是电阻加热线。在任何上述实施例的进一步的实施例中，加热元件被嵌入、粘接、叠加或印刷在热界面材料上。在任何上述实施例的进一步的实施例中，加热元件是与热界面材料的顶部表面或底部表面相接的。在任何上述实施例的进一步的实施例中，热界面材料被夹在电池单元和第二电池单元之间。在任何上述实施例的进一步的实施例中，加热元件被夹在热界面材料的第一层和第二层之间。在任何上述实施例的进一步的实施例中，加热元件布置在包括布置为蜿蜒回路的多根加热线的栅格内。 在任何上述实施例的进一步的实施例中，热界面材料被缠绕在电池单元周围。在任何上述实施例的进一步的实施例中，热界面材料接触冷却板。任何上述实施例的进一步的实施例包括控制系统，所述控制系统监控与电池单元相关联的至少一个温度条件，并在如果至少一个温度条件下降到低于预定阈值时驱动加热元件。根据本公开的示例的电池组包括:包括多个电池单元的电池阵列、支撑电池阵列的托盘、托盘和电池阵列之间的热界面材料、以及响应于下降到低于预定阈值的至少一个温度条件加热多个电池单元的加热元件。在任何上述实施例的进一步的实施例中，加热元件与热界面材料集成。任何上述实施例的进一步的实施例包括邻近电池阵列的第二电池阵列，热界面材料定位在托盘与电池阵列和第二电池阵列的每一个之间。任何上述实施例的进一步的实施例包括控制系统，所述控制系统包括监控第一温度条件的第一传感器、监控第二温度条件的第二传感器、以及基于第一温度条件和第二温度条件选择性驱动加热元件的控制模块。任何上述实施例的进一步的实施例包括定位在热界面材料和托盘之间的冷却板。根据本公开的示例的方法包括，监控电池组的至少一个温度条件，所述电池组包括电池单元、热界面材料和与热界面材料集成的加热元件，以及如果至少一个温度条件下降到低于预定阈值时利用加热元件调节电池单元。在任何上述实施例的进一步的实施例中，监控步骤包括利用第一传感器感测第一温度条件，利用第二传感器感测第二温度条件，以及将第一温度条件和第二温度条件中的至少一个与预定阈值进行比较。在任何上述实施例的进一步的实施例中，第一温度条件是环境温度条件，并且第二温度条件是电池单元的温度条件。任何上述实施例的进一步的实施例包括一旦至少一个温度条件超过预定阈值阀，就结束调节步骤。在任何上述实施例的进一步的实施例中，调节步骤基于由车辆操作者所选择的估计出发时间来执行。可以独立地或以任何组合采用上述段落的实施例、示例和备选方案、权利要求书、或下面的说明书和附图，包括任何它们的各个方面或相应的单独特征。结合一个实施例所描述的特征适用于所有实施例，除非这些特征是互相矛盾的。对于本领域普通技术人员，本公开的各种特征和优点将从下面的【具体实施方式】中变得显而易见。附随【具体实施方式】的附图能够简要描述如下。【附图说明】图1示意性地示出了电气化车辆的动力传动系统；图2示出了根据本公开的第一实施例的电池组；图3A示出了电池热管理系统的加热元件的第一配置；图3B示出了电池热管理系统的加热元件的第二配置；图3C示出了电池热管理系统的加热元件的第三配置；图3D示出了电池热管理系统的加热元件的第四配置；图4示出了根据本公开的第二实施例的电池组；图5示出了另一电池组；图6示出了又一电池组；图7示意性示出了用于操作电池热管理系统的示例性控制策略。【具体实施方式】用于电气化车辆的电池热管理系统在本公开中予以细化。示例性电池热管理系统包括热界面材料和可以与热界面材料集成的加热元件。热界面材料定位为邻近于一个或多个电池单元，并且加热元件在某些条件下被驱动以加热电池单元。例如，加热元件可以在相对冷的条件下加热电池单元。通过集成加热元件与热界面材料，热量可以被产生并与电池单元紧密接近施加。在以下段落中将对这些和其他特征进行详细地讨论。图1示意性示出了用于电气化车辆12的动力传动系统10。虽然被示出为混合动力电动车辆(HEV)，但应当理解，本文中所描述的构思不限于混合动力电动车辆，并且能够扩展到其他电气化车辆，包括但不限于，插电式混合动力电动车辆(PHEV)和纯电动车辆(BEV) ο在一个实施例中，动力传动系统10是动力分配动力传动系统，其米用第一驱动系统和第二驱动系统。第一驱动系统包括发动机14和发电机18(8卩，第一电机)的组合。第二驱动系统至少包括马达22( S卩，第二电机)、发电机18和电池总成24。在本示例中，第二驱动系统被认为是动力传动系统10的电驱动系统。第一和第二驱动系统产生扭矩来驱动电气化车辆12的一组或多组车辆驱动轮28。可以包括内燃发动机的发动机14和发电机18可以通过诸如行星齿轮组的动力传输单元30连接。当然，包括其他齿轮组和变速器的其他类型的动力传输单元可以用于将发动机14连接到发电机18。在一个非限制性实施例中，动力传输单元30是行星齿轮组，其包括环形齿轮32、中心齿轮34和支架总成36。发电机18可以通过动力传输单元30由发动机14驱动，以将动能转换为电能。发电机18可以备选地用作马达来将电能转换成动能，从而向连接到动力传输单元30的轴38输出扭矩。由于发电机18可操作地连接至发动机14，发动机14的速度可以由发电机18控制。动力传输单元30的环形齿轮32可以连接至轴40，轴40通过第二动力传输单元44连接到车辆驱动轮28。第二动力传输单元44可以包括具有多个齿轮46的齿轮组。其他动力传输单元也可以是合适的。齿轮46将扭矩从发动机14传输到差速器48，以最终向车辆驱动轮28提供牵引力。差速器48可以包括使扭矩能够传输给车辆驱动轮28的多个齿轮。在一个实施例中，第二动力传输单元44通过差速器48机械耦接至轮轴50，以将扭矩分配到车辆驱动轮28。也可以采用马达22来通过向也被连接到第二动力传输单元44的轴52输出扭矩来驱动车辆驱动轮28。在一个实施例中，马达22和发电机18合作作为再生制动系统的一部分，其中，马达22和发电机18 二者都可以被用作马达来输出扭矩。例如，马达22和发电机18可以各自向电池总成24输出电力。电池总成24是电气化车辆电池总成的示例类型。电池总成24可以包括高电压电池组，所述高电压电池组包括多个能够输出电力来操作马达22和发电机18的多个电池阵列。其他类型的能量存储设备和/或输出设备也可以用于对电气化车辆12电气化供以动力。在一个非限制性实施例中，电气化车本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池组，包括：电池单元；邻近所述电池单元的热界面材料；以及与所述热界面材料集成的加热元件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：尼尔·罗伯特·巴罗斯，史蒂夫·F·克洛赖恩，乔治·艾伯特·加芬克尔，达纳恩杰伊·韦亚拉，崇兴·库奥，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US