控制包含锂盐的电池的温度的方法技术

本发明专利技术涉及一种通过系统控制电动或混合动力车辆中的电池的温度的方法，该系统包括第一传热组合物在其中流动的蒸气压缩回路和第二传热组合物在其中流动的次级回路，所述方法涉及：

Method of controlling the temperature of a battery containing lithium salt

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制包含锂盐的电池的温度的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于调节机动车辆的电池的温度的方法，并且还涉及一种适合于实施该方法的装置。

技术介绍

[0002]电动或混合动力车辆的电池在特定的使用条件下，并且尤其是在非常特定的温度范围内，具有最大的效率。最大效率意味着高可用瞬时功率、高可用总容量以及电池寿命的增加。因此，电池的最大效率不仅使得更好的车辆的性能和自主性成为可能，而且还使得更低的车辆每公里的能耗成为可能。
[0003]此外，在电动或混合动力车辆的运行过程中，电池的温度升高，并且必须始终保持在低于60℃的温度，优选低于40℃的温度，以避免电池过早老化，甚至损坏。温度低于15℃，由于内阻增大，电池的电量(电荷)会减少。因此，在车辆运行期间，电池的温度应该保持在大约15℃至40℃之间。电池单元在低于0℃运行会损坏电池的单元电池，从而导致电池单元的寿命显著缩短，因此应该避免这种情况。
[0004]在机动车辆中，热力发动机包括用于热交换流体的循环的回路，该热交换流体用于发动机的冷却以及乘客舱的加热。为此，该回路尤其包括泵和单元加热器，空气物流在该单元加热器中循环，该空气物流回收由热交换流体储存的热量，以便加热乘客舱。
[0005]此外，冷却系统包括蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀和能够改变(液体/气体)状态的流体(通常称为制冷剂或传热流体)。由车辆发动机使用带和带轮(pulley)直接驱动的压缩机压缩制冷剂，迫使制冷剂在高压和高温下返回至冷凝器。冷凝器通过强制通风使高压高温下达到气态的气体冷凝。冷凝器通过降低流经它的空气的温度来液化气体。蒸发器是一个热交换器，它将空气中的热量带走，空气将被吹入车辆的乘客舱或电池中。膨胀阀使得根据蒸发器中的温度和压力，通过改变通道截面来调节气体进入回路的流速成为可能。因此，来自外部或车辆电池的热空气在与蒸发器接触时被冷却。
[0006]机动车辆空调中常规使用的制冷剂是1,1,1,2
‑
四氟乙烷(HFC
‑
134a)。
[0007]然而，包括HFC
‑
134a在内的大量HFC流体可能会对温室效应产生有害贡献。这种贡献通过数值参数GWP(全球变暖潜能值)来量化。
[0008]此后在传热应用中使用的另一种制冷剂是2,3,3,3
‑
四氟丙烯(HFO
‑
1234yf)。然而，即使HFO
‑
1234yf是一种低GWP流体，它也被认为是一种易燃流体。
[0009]文献EP3499634涉及一种具有至少一个电池单元的车辆的电池热管理系统。
[0010]文献WO2017/143018涉及用于调节位于人类或其他动物所居住的住所中的空气和/或物品的制冷系统。
[0011]文献DE202014010264涉及一种车辆，该车辆包括至少第一压缩制冷装置，该第一压缩制冷装置被设计成冷却车辆的内部空间，并包括循环制冷剂，其特征在于制冷剂是来自氟酮和/或(氢)氟烯烃和/或(氢)氟氯烯烃的族的物质。
[0012]需要提供一种有效且安全的调节机动车辆的电池的温度的方法，同时限制或减少
车辆中易燃产品的量或其接近车辆的最热部分，这是在尽可能保持电池寿命的同时完成的。

技术实现思路

[0013]本专利技术首先涉及一种通过系统调节电动或混合动力车辆的电池的温度的方法，该系统包括第一传热组合物在其中循环的蒸气压缩回路和第二传热组合物在其中循环的次级回路，该方法包括：
[0014]–
电池和第二传热组合物之间的热交换；
[0015]–
第二传热组合物和第一传热组合物之间的热交换；
[0016]该电池包括至少一个电化学单元电池，该电化学单元电池包括负极、正极和包含锂盐组合物的电解质，所述锂盐组合物包含：
[0017]–
至少99.75重量％，优选至少99.85重量％，有利地至少99.95重量％，并且还更有利地99.99重量％的双(氟磺酰基)酰亚胺锂盐；
[0018]–
氯离子Cl
‑
的重量含量严格地小于20ppm；
[0019]其中氯离子Cl
‑
、氟离子F
‑
和硫酸根SO
42
‑
的总重量含量优选小于或等于150ppm。
[0020]在一些实施方案中，第一传热组合物包括2,3,3,3
‑
四氟丙烯。
[0021]在一些实施方案中，第一传热组合物包括一种或多种不同于2,3,3,3
‑
四氟丙烯的传热化合物，这些化合物优选选自二氟甲烷、五氟乙烷、1,1,2,2
‑
四氟乙烷、1,1,1,2
‑
四氟乙烷、1,1
‑
二氟乙烷、氟乙烷、1,1,1,2,3,3,3
‑
七氟丙烷、1,1,1
‑
三氟丙烷及其混合物，并且更优选该化合物为二氟甲烷。
[0022]在一些实施方案中，2,3,3,3
‑
四氟丙烯在第一组合物中以约78.5重量％的含量存在，并且二氟甲烷在第一组合物中以约21.5重量％的含量存在。
[0023]在一些实施方案中，第二传热组合物包括一种或多种沸点为0
‑
40℃的传热化合物，其优选选自氢氯氟烯烃、氢氟烯烃及其组合；更优选选自1
‑
氯
‑
3,3,3
‑
三氟丙烯，优选为E型的，1
‑
氯
‑
2,3,3,3
‑
四氟丙烯，优选为Z型的，以及E和/或Z型的1,1,1,4,4,4
‑
六氟丁
‑2‑
烯。
[0024]在一些实施方案中，第二传热组合物在次级回路中处于基本均匀的压力下，所述压力优选等于第二组合物的饱和压力。
[0025]在一些实施方案中，电池保持在最低温度t1和最高温度t2之间的温度。
[0026]在一些实施方案中，最低温度t1大于或等于0℃，并且最高温度t2小于或等于60℃，更优选地，最低温度t1大于或等于15℃，并且最高温度t2小于或等于40℃，并且更优选地，最低温度t1大于或等于16℃，并且最高温度t2小于或等于28℃。
[0027]在一些实施方案中，该方法在车辆的电池的充电期间实施，车辆的电池优选地在从其完全放电开始小于或等于30分钟且优选小于或等于15分钟的时间段内被完全充电。
[0028]在一些实施方案中，第二传热组合物与车辆的电池直接接触。
[0029]本专利技术还涉及一种用于调节电动或混合动力车辆的电池的温度的装置，其包括：
[0030]–
蒸气压缩回路，第一传热组合物在其中循环；和
[0031]–
次级回路，第二传热组合物在其中循环；
[0032]蒸气压缩回路通过中间热交换器与次级回路联接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种通过系统调节电动或混合动力车辆的电池的温度的方法，该系统包括第一传热组合物在其中循环的蒸气压缩回路和第二传热组合物在其中循环的次级回路，该方法包括：
–
电池和第二传热组合物之间的热交换；
–
第二传热组合物和第一传热组合物之间的热交换；该电池包括至少一个电化学单元电池，该单元电池包括负极、正极和包含锂盐组合物的电解质，所述锂盐组合物包含：
–
至少99.75重量％，优选至少99.85重量％，有利地至少99.95重量％，并且还更有利地99.99重量％的双(氟磺酰基)酰亚胺锂盐；
–
氯离子Cl
‑
的重量含量严格小于20ppm；其中氯离子Cl
‑
、氟离子F
‑
和硫酸根SO
42
‑
的总重量含量优选小于或等于150ppm。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一传热组合物包含2,3,3,3
‑
四氟丙烯。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第一传热组合物包含一种或多种不同于2,3,3,3
‑
四氟丙烯的传热化合物，这些化合物优选选自二氟甲烷、五氟乙烷、1,1,2,2
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四氟乙烷、1,1,1,2
‑
四氟乙烷、1,1
‑
二氟乙烷、氟乙烷、1,1,1,2,3,3,3
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七氟丙烷、1,1,1
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三氟丙烷及其混合物，并且更优选该化合物为二氟甲烷。4.根据权利要求3所述的方法，其中2,3,3,3
‑
四氟丙烯以约78.5重量％的含量存在于第一组合物中，并且二氟甲烷以约21.5重量％的含量存在于第一组合物中。5.根据权利要求1至4中的一项所述的方法，其中所述第二传热组合物包含一种或多种沸点为0至40℃的传热化合物，优选选自氢氯氟烯烃、氢氟烯烃及其组合；更优选选自1
‑
氯
‑
3,3,3
‑
三氟丙烯，优选为E型的，1
‑
氯
‑
2,3,3,3
‑
四氟丙烯，优选为Z型的，以及E和/或Z形式的1,1,1,4,4,4
‑
六氟丁
‑2‑
烯。6.根据权利要求1至5中的一项所述的方法，其中第二传热组合物在次级回路中处于基本均匀的压力下，所述压力优选等于第二组合物的饱和压力。7.根据权利要求1至6中的一项所述的方法，其中电池保持在最低温度t1和最高温度t2之间的温度。8.根据权利要求7所述的方法，其中最低温度t1大于或等于0℃，并且最高温度t2小于...

【专利技术属性】
技术研发人员：G施密特，
申请(专利权)人：阿科玛法国公司，
类型：发明
国别省市：