电池热交换管道系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于引导空气流穿过空气冷却车辆电池的热交换组件，包括：壳体，其包围电池组，所述电池组具有多个单元；和岐管，其可操作地连接到壳体，其中所述歧管包括用于将空气流接收到电池组中的入口和用于将空气流排出电池组外的出口，其中入口和出口形成穿过壳体表面上的单个开口的单个热交换管道。本发明专利技术还提供一种并入所公开的热交换组件的车辆和一种在车辆中引导空气流穿过空气冷却电池的方法。

Battery heat exchange duct system

The present invention provides a switching assembly for guiding the flow of air through the air cooling heat vehicle battery comprises a shell, surrounded by the battery, the battery pack having a plurality of units; and manifold, which is operatively connected to the housing, wherein the manifold includes a flow of air in the battery group received entrance and for discharging the air stream battery outside the exit, the entrance and exit through the formation of a single individual on the surface of the heat exchange pipe shell opening. The invention also provides a vehicle incorporating the disclosed heat exchange assembly and a method of directing air flow through the air in the vehicle to cool the battery.

【技术实现步骤摘要】
电池热交换管道系统
本专利技术总体上涉及用于冷却混合动力车中的空气冷却电池的热交换管道系统，并更具体地涉及一种用于通过车辆主体中的单个开口将空气流引导到空气冷却电池及从空气冷却电池引导空气流的热交换组件。
技术介绍
锂离子以及相关电池作为补充(在混合电动车辆(HEV)的情况下)或代替(在纯电动车辆(EV)的情况下)常见内燃机(ICE)的方式用于汽车以及相关交通应用中。被动地存储来自固定和便携式来源以及由车辆和其组件提供的重获动能，这种能力使得这些电池理想地用作轿车、货车、公交车、摩托车和相关车辆平台的推进系统的一部分。在适合于汽车应用的一种形式中，单独的电池单元被组合成较大的组件，使得电流或电压增大以产生所需的功率输出。在本文中，较大的模块和封包组件由串联、并联或两种方式结合的一或多个单元组成，并且包括额外的用于确保适当地安装到车辆的结构。尽管术语“电池组(batterypack)”在本文中用于讨论用于推进动力应用的一种基本上完整的电池组件，但本领域技术人员将理解，相关术语(例如，“电池组(batteryunit)”或类似者)也可用于描述这种组件，并且任一术语可在不损害这种理解的情况下互换使用。并入了热交换系统以便冷却这种电池组。通常，热交换通过引导空气流穿过两个分离的管道(入口管道和出口管道)来实现。入口管道和出口管道通过两个分离的开口连接到电池壳体，这样则要求在车辆中有两个单独的开口以便供管道穿过。空气流通过入口管道引导到电池组，所述入口管道穿过车辆底板和电池壳体中的第一开口而连接到电池壳体；排气则通过出口管道被引导出壳体，所述出口管道穿过壳体和车辆的底板中的第二开口而连接到电池壳体。通常，空气进入电池组的前方并离开电池组的后端，因而串联地冷却电池单元。这种常见设计对车辆的制造提出了各种挑战。首先，入口/出口设置要求在电池壳体和车辆底板中具有至少两个开口，这可能导致电池安装时的公差和对齐问题。第二，串联地冷却多个电池单元可能导致与空气流阻力和空气流压力不利下降相关联的问题。第三，常见热交换方法和系统要求电池组中具有多个管道(即，进气管道、中间管道和排气管道)。此外，更复杂的设计(例如，车辆主体中的多个开口、电池组内部的多个内部管道)增加了制造成本。因而，需要一种解决这些问题以便提高效率并降低制造成本和挑战的改良热交换系统。
技术实现思路
考虑到以上挑战，本公开的目的在于提供一种用于将空气流引导到空气冷却电池的热交换组件，所述热交换组件将入口和出口集成到单个热交换管道，从而降低电池壳体和车辆主体中所需的通孔的数量。本文公开的热交换组件提供对电池单元的更有效并联冷却，同时降低与电池安装时的公差和对齐相关的制造挑战。在一个实施例中，提供一种用于引导空气流穿过空气冷却电池的热交换组件，包括：壳体，其包围电池组，所述电池组包括多个单元；和歧管，其可操作地连接到壳体，其中歧管包括：用于将空气流接收到电池组内的入口；和用于将空气流排出电池组外的出口，其中入口和出口形成穿过壳体表面上的单个开口的热交换管道。在另一个实施例中，提供一种引导空气流穿过车辆中的空气冷却电池的方法，所述方法包括：提供热交换组件，所述热交换组件包括：密封壳体，其包围电池组，所述电池组包括多个单元；和歧管，其可操作地连接到壳体，其中歧管包括：用于将空气流接收到电池组内的入口；和用于将空气流排出电池组外的出口，其中入口和出口形成穿过壳体表面上的单个开口的热交换管道；引导空气流穿过入口朝向电池组的中心；引导空气流从电池组的中心向外朝向密封壳体贯穿多个单元，其中密封壳体形成将空气流引导到出口的排气管道；以及将空气流排出出口外。对于本领域普通技术人员，通过阅读以下详细描述和所附权利要求书，这些以及其它目的、特征、实施例和优点将变得显而易见。附图说明当结合以下附图阅读时，可最佳地理解对特定实施例的以下详细描述，在所述附图中，相同结构用相同附图标记指示，并且其中：图1示出了一种用于引导空气流穿过空气冷却电池的热交换组件的横截面视图。图2示出了热交换组件的横截面的等距视图。图3A至图3C分别地示出了热交换管道的实施例，包括等距视图(图3A)、顶视图(图3B)和侧视图(图3C)。图4A至图4C分别地示出了入口的实施例，包括等距视图(图4A)、侧视图(图4B)和顶视图(图4C)。图5A至图5C分别地示出了出口的实施例，包括等距视图(图5A)、侧视图(图5B)和顶视图(图5C)。图6A至图6B示出了歧管的实施例，包括等距视图(图6A)和顶视图(图6B)。图7示出了穿过歧管的实施例的空气流，其中入口被包围在热交换管道上的出口内。图8A至图8C分别地示出了热交换管道的实施例，包括等距视图(图8A)、侧视图(图8B)和顶视图(图8C)。图9A至图9C分别地示出了热交换管道的实施例，包括等距视图(图9A)、侧视图(图9B)和顶视图(图9C)。图10A至图10C示出了歧管的实施例，包括等距视图(图10A)、侧视图(图10B)和顶视图(图10C)。图11示出了穿过歧管的实施例的空气流，其中入口和出口相邻地设置在热交换管道上。图12示出了置于电池壳体上的热交换管道的横截面视图。图13A至图13C示出了根据现有技术的热交换系统。图13A示出了根据现有技术的用于引导空气流的包括分离的入口和出口的组件。图13B示出了安装在车辆中的现有技术系统。图13C示出了根据现有技术的热交换系统的横截面视图。图14A至图14B为串联(图14A)与并联(图14B)配置的电池组的冷却的示意图。每一个方形代表12单元模块。图15示出包括本文中公开的热交换组件的实施例的车辆。图16A至图16C分别地示出了热交换管道的实施例，其中出口是针对自定义空气平衡而定制的，包括等距视图(图16A)、侧视图(图16B)和顶视图(图16C)。具体实施方式对涉及冷却空气冷却电池的方法和系统的本专利技术的实施例的以下讨论本质上是示例性的并且并非旨在限制本专利技术或其应用或使用。本专利技术实施例提供一种用于将空气流引导到空气冷却电池的热交换组件，所述热交换组件将入口和出口集成到单个热交换管道，从而将电池壳体和车辆主体中所需的通孔的数量减少至单个通孔。本文公开的热交换组件提供对多个电池单元的更有效的并联冷却，同时降低与电池安装时的公差和对齐相关联的制造成本和挑战。图1和图2示出了一种用于引导空气流穿过空气冷却电池的热交换组件100的横截面视图。壳体110包围包括多个电池单元180的电池组170。壳体110可操作地连接到歧管120，所述歧管包括用于将空气流接收到电池组170内的入口130和用于将空气流排出电池组170外的出口140。入口130和出口140形成单个集成热交换管道150，所述管道穿过壳体110表面上的单个开口。图1和图2示出了穿过壳体110的顶表面115上的单个开口的热交换管道150，但应理解，热交换管道150可以可选地穿过壳体110的另一表面(例如，侧面或底表面)上的单个开口。壳体110经过了密封，使得密封壳体110用作将空气流引导到出口140的排气管道，而不需要壳体110内部或电池组170内的额外管道。空气流源于车辆的清洁侧(即，乘员和/或货物所处的车辆内部的区域)。车辆的清洁侧提供来自外部环境的已调节的空气(包括过滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于引导空气流穿过空气冷却电池的热交换组件，其包括：壳体，其包围电池组，所述电池组包括多个单元；和岐管，其能够操作地连接到所述壳体，其中所述歧管包括：用于将空气流接收到所述电池组内的入口；和用于将空气流排出所述电池组外的出口，其中所述入口和所述出口形成穿过所述壳体表面上的单个开口的热交换管道。

【技术特征摘要】
2015.11.04 US 14/9319311.一种用于引导空气流穿过空气冷却电池的热交换组件，其包括：壳体，其包围电池组，所述电池组包括多个单元；和岐管，其能够操作地连接到所述壳体，其中所述歧管包括：用于将空气流接收到所述电池组内的入口；和用于将空气流排出所述电池组外的出口，其中所述入口和所述出口形成穿过所述壳体表面上的单个开口的热交换管道。2.根据权利要求1所述的热交换组件，其中密封所述壳体，使得所述壳体形成用于将空气流引导到所述出口的排气管道。3.根据权利要求1所述的热交换组件，其中所述入口延伸穿过所述电池组的中心，使得将空气流并联地引导到所述多个单元。4.根据权利要求1所述的热交换组件，其中所述入口包括分配管道，所述分配管道设置在所述电池组的所述中心，使得将空气流并联地引导到所述多个单元。5.根据权利要求1所述的热交换组件，其中所述入口被包围在所述热交换管道上的所述出口内。6.根据权利要求1所述的热交换组件，其中所述入口和所述出口相邻地设置在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·S·尚帕涅，R·C·柯蒂斯，D·D·克鲁格，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US