用于机动车辆的能量系统的温度管理系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于机动车辆的能量系统的温度管理系统，包括这种温度管理系统的机动车辆和用于机动车辆的能量系统的温度管理方法。所述温度管理系统包括能量存储系统、导热元件和环境界面。所述环境界面包括指向所述能量系统的环境的第一表面和与所述第一表面相反的第二表面。所述导热元件设置在环境界面的第二表面与能量存储系统之间。所述导热元件可在隔热模式和导热模式之间切换。所述导热元件在隔热模式中提供第一导热率，在导热模式中提供第二导热率。第一导热率低于第二导热率。所述导热元件包括电压敏感材料。所述电压敏感材料可根据所施加的电压在第一导热率和第二导热率之间切换。电压敏感材料包括压电材料。

【技术实现步骤摘要】
用于机动车辆的能量系统的温度管理系统
本专利技术涉及一种用于机动车辆的能量系统的温度管理系统、一种包括这种温度管理系统的机动车辆、和用于机动车辆的能量系统的温度管理方法。
技术介绍
机动车辆和特别是电动车辆与混合动力车辆设有大且贵的电池。这些电池的寿命和功率对于电动车辆或混合动力车辆的可行驶里程和数值而言是本身存在的。然而，电池对温度变化敏感并且在相当小的温度范围内工作为最佳。相比之下，机动车辆在例如-30℃和60℃之间的大范围温度中使用。由于来自常规发动机的高废热，靠近常规发动机的电池甚至可能经受更高的温度。结果，在机动车辆中使用的电池发生的温度变化和极端情况使得电池的寿命和功率降低。特别地，电池的功率对于机动车辆的可行驶里程而言是重要的，并且不应当降低。存在用于电池或能量系统的温度管理系统，但它们需要进一步改进。例如，DE10319350B4公开了一种具有坚固的壳体和盖的电池箱，其具有用于真空绝缘的双壁结构。
技术实现思路
因此，需要提供一种用于机动车辆的能量系统的改进的温度管理系统，其对能量系统提供免受温度变化的更好保护。该问题由本专利技术的主题来解决。应当注意，下面描述的本公开的各方面适用于机动车辆的能量系统的温度管理系统、包括这种温度管理系统的机动车辆、和机动车辆的能量系统的温度管理方法。根据本公开，提供了一种用于机动车辆的能量系统的温度管理系统。所述温度管理系统包括能量存储系统、导热元件和环境界面(ambientinterface)。所述环境界面包括指向所述能量系统的环境的第一表面和与所述第一表面相反的第二表面。所述导热元件布置在所述环境界面的第二表面与所述能量存储系统之间。所述导热元件可在隔热模式与导热模式之间切换。所述导热元件在所述隔热模式中提供第一导热率。所述导热元件在所述导热模式中提供第二导热率。所述第一导热率低于所述第二导热率。所述导热元件包括电压敏感材料。所述电压敏感材料可根据所施加的电压而在第一导热率和第二导热率之间切换。所述电压敏感材料包括压电材料。根据本公开的温度管理系统可以理解为保护能量存储系统(例如，电池)免受温度变化和温度极值。所述温度管理系统可以将所述能量存储系统保持在对于能量存储系统和/或机动车辆的工作而言最佳的温度范围内。因此，根据本公开的温度管理系统可以理解为增加能量存储系统的容量和/或寿命。通过保护能量存储系统，可以实现机动车辆的提高的能量效率、降低的热损失和/或更远的行驶里程。此外，能量系统的重量和/或体积没有增加，因而机动车辆的重量和/或体积没有增加。所述能量存储系统可以理解为被配置用于存储能量的系统。它可以是电池、可再充电电池、包括若干电池的模块等。所述能量存储系统可用于为机动车辆供电和驱动机动车辆和/或作为辅助单元为附件提供能量。所述环境界面可以理解为在一侧面向所述能量系统的周围或环境的元件或层，在另一侧指向能量系统(例如电池)。所述环境界面可以理解为配置成支持或保持能量存储系统的元件。它可以是电池托盘等。所述导热元件可以理解为布置在所述能量存储系统(例如，电池)与所述环境界面(例如，电池托盘)之间的元件或层。所述导热元件可以具有不同的状态或模式。所述导热元件包括压电材料，该压电材料是电压敏感材料。可以理解，所述导热元件的导热率可以根据施加到导热元件的电压而改变。因此，所述导热元件可在第一导热率与第二导热率之间切换。所述第一导热率与所述第二导热率不同并且低于所述第二导热率。所述第一导热率使所述导热元件处于所述隔热模式中，并且更高的所述第二导热率使所述导热元件处于所述导热模式中。所述导热元件的导热率在所述导热模式中比在所述隔热模式中高。所述温度管理系统可以理解为保护所述能量存储系统免受温度变化。温度变化可以通过包括机动车辆的模式和环境条件的组中的至少一个产生。换言之，所述温度管理系统可以平衡以下情况中的至少一个：当机动车辆行驶时，所述导热元件可用于减少或消除通过例如机动车辆的发动机或机动车辆的其它消耗单元的过多或过热的废热导致的能量存储系统的不期望的温度升高。所述导热元件则可以被切换到具有第二导热率的导热模式，以提供与通常比发动机更冷的环境进行热传递和与热交换。在一个实施例中，所述导热元件因此可在机动车辆处于行驶模式时切换到导热模式。结果，当机动车辆正在行驶时，能量存储系统的加热减少。因此，可以提高能量存储系统的能量效率，并且可以实现更远里程的机动车辆。当机动车辆停车时，导热元件可用于减少或消除因例如缺少发动机或其它消耗单元的废热而导致的能量存储系统的不期望的温度损失。所述导热元件则可以被切换到具有第一导热率的隔热模式中，以减少或消除与通常比能量存储系统的良好工作温度(其可以是大约30摄氏度)更冷的环境进行热传递和热交换。在一个实施例中，所述导热元件因此可在机动车辆处于停车模式时切换到隔热模式。结果，当机动车辆不是正在行驶，而是停车时，能量存储系统相对于周围环境(例如约20摄氏度)保持温暖。因此，可以提高能量存储系统的能量效率，并且可以实现更远里程的机动车辆。在冷环境中，所述导热元件可用于减少或消除因冷环境和因此冷的环境界面(例如，电池托盘)而导致的能量存储系统的不期望的温度损失。“冷环境”可以理解为低于0摄氏度，优选地低于-10摄氏度和更低，更优选地低于-15摄氏度和更低。所述导热元件则可以被切换到具有第一导热率的隔热模式中，以减少或消除与现在肯定比能量存储系统的工作温度更低的环境进行热传递和热交换。在一个实施例中，所述导热元件因此可在机动车辆处于冷环境中时切换到隔热模式。结果，所述能量存储系统与环境界面隔离，以避免通到周围环境的热桥。所述能量存储系统相对于冷的周围环境保持温暖。因此，可以提高能量存储系统的能量效率，并且可以实现更远里程的机动车辆。在非常热的环境中，所述导热元件可用于减少或消除因非常热的环境和因此非常热的环境界面(例如，电池托盘)而导致的能量存储系统的不期望的温度升高。在非常热的环境中和/或在将机动车辆停放在太阳下时可能发生“非常热的环境”。“非常热的环境”可以理解为高于40摄氏度，优选高于50摄氏度，更优选高于60摄氏度。所述导热元件然后可以被切换到具有第一导热率的隔热模式中，以减少或消除与现在比能量存储系统的良好工作温度(其可以是大约30摄氏度)更热的环境进行热传递和热交换。在一个实施例中，所述导热元件因此可在机动车辆处于非常热的环境中时切换到隔热模式。结果，所述能量存储系统与环境界面隔离，以避免通到周围环境的热桥。所述能量存储系统相对于非常热的周围环境保持凉爽。因此，可以提高能量存储系统的能量效率，并且可以实现更远里程的机动车辆。当然，所述温度管理系统还可以平衡上面所列举情形(例如在冷或非常热环境中停车)的组合。在一个实施例中，所述温度管理系统包括控制单元，所述控制单元被配置为检测机动车辆何时处于停车模式或行驶模式。所述控制单元还可被配置为将所述导热元件相应地切换到隔热模式或导热模式。所述控制单元可以是处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于机动车辆的能量系统的温度管理系统(10)，包括：/n-能量存储系统(11)，/n-导热元件(12)，和/n-环境界面(13)，/n其中，所述环境界面(13)包括指向所述能量系统的环境的第一表面和与所述第一表面相反的第二表面，/n其中，所述导热元件(12)布置在所述环境界面(13)的第二表面与所述能量存储系统(11)之间，/n其中，所述导热元件(12)能在隔热模式与导热模式之间切换，其中，所述导热元件(12)在所述隔热模式中提供第一导热率，其中，所述导热元件(12)在所述导热模式中提供第二导热率，并且其中，所述第一导热率低于所述第二导热率，/n其中，所述导热元件(12)包括电压敏感材料，所述电压敏感材料能根据所施加的电压在所述第一导热率与所述第二导热率之间切换，并且其中，所述电压敏感材料包括压电材料。/n

【技术特征摘要】
20200207 EP 20156029.91.一种用于机动车辆的能量系统的温度管理系统(10)，包括：
-能量存储系统(11)，
-导热元件(12)，和
-环境界面(13)，
其中，所述环境界面(13)包括指向所述能量系统的环境的第一表面和与所述第一表面相反的第二表面，
其中，所述导热元件(12)布置在所述环境界面(13)的第二表面与所述能量存储系统(11)之间，
其中，所述导热元件(12)能在隔热模式与导热模式之间切换，其中，所述导热元件(12)在所述隔热模式中提供第一导热率，其中，所述导热元件(12)在所述导热模式中提供第二导热率，并且其中，所述第一导热率低于所述第二导热率，
其中，所述导热元件(12)包括电压敏感材料，所述电压敏感材料能根据所施加的电压在所述第一导热率与所述第二导热率之间切换，并且其中，所述电压敏感材料包括压电材料。


2.根据权利要求1所述的温度管理系统(10)，其中，所述导热元件(12)能在所述机动车辆处于停车模式时切换到所述隔热模式以保持所述能量存储系统(11)温暖。


3.根据前述权利要求之一所述的温度管理系统(10)，其中，所述导热元件(12)能在所述机动车辆处于行驶模式时切换到所述导热模式以减少所述能量存储系统(11)的加热。


4.根据前述权利要求之一所述的温度管理系统(10)，还包括控制单元，所述控制单元被配置为检测所述机动车辆何时处于所述停车模式或所述行驶模式并且将所述导热元件(12)相应地切换到所述隔热模式或所述导热模式。


5.根据前述权利要求之一所述的温度管理系统(10)，还包括温度单元，所述温度单元被配置为检测所述机动车辆外部的外部温度，并且基于所述外部温度将所述导热元件(12)切换为所述隔热模式或所述导热模式。


6.根据前述权利要求之一所述的温度管理系统(10)，其中所述压电材料是陶瓷钙钛矿材料。


7.如前述权利要求1-5中任一项所述的温度管理系统(10)，其中，所述压电材料是锆钛酸铅。


8.根据前述权利要求之一所述的温度管理系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·维齐尼，L·阿马托，
申请(专利权)人：沃尔沃汽车公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE