电池温度控制制造技术

提供了用于控制电池温度的系统和方法，例如，电动交通工具中使用的系统和方法。

【技术实现步骤摘要】

总体来说描述涉及控制电池温度的方法和系统。
技术介绍
可以使用电池向从便携式用户电子器件至电动机交通工具的各种各样的设备提供电能。在许多情形中，电池在预定温度范围之外工作时会呈现性能下降。例如，当一些电池过热时，会出现不期望的化学反应和/或会在结构上损害电池的组件，这两者均会破坏电池。在一些情形中，当电池温度过冷时，会减少电能输出，以及在足够低的温度，电池将不会充电或放电。此外，一组电池内不同电池之间和/或电池内的热梯度会引起不可预测的电能输出等不利影响。由于这些原因等，期望用以控制电池温度的能力。
技术实现思路
本文中描述的实施例总体上涉及用于控制电池温度的方法和系统。本专利技术的主题在一些情形中涉及相关产品、对于特定问题的替选解决方案、和/或一个或更多个系统和/ 或物品的多个不同使用。在一个方面中，描述用于控制电池组内的温度的系统。在一些实施例中，该系统可以包括电池组，包括至少一个电化学可再充电电池；温度控制气体的源；以及温度控制气体分配和热传递系统。在一些情形中，温度控制气体分配和热传递系统可以包括用于向电池组输送温度控制气体的至少一个气体输送部，以及在气体输送部的下游，与电池组的表面基本平行并具有流动方向的至少一个热交换部，其中，热交换部仅穿过电池组的一部分， 该部分比在与热交换部的流动方向基本平行的方向上测量的电池组尺度短。该系统可以在一些实施例中包括电池组，包括至少一个电化学可再充电电池； 温度控制气体的源；以及温度控制气体分配和热传递系统，被构建和布置为使得温度控制气体的至少一部分不从电池组的一个边界传送到电池组的相对边界。在一些实例中，该系统可以包括电池组，包括电化学可再充电电池；温度控制气体的源；以及温度控制气体分配和热传递系统，包括流动路径，所述流动路径包括第一部分，指向电池组的第一边界部分，在接近第一边界部分处偏转以使得流动路径改变方向，电池组处于由流动路径的方向限定的优角内；以及第二部分，在接近电池组的第二边界部分处偏转以使得流动路径改变方向并通过第二边界部分进入电池组。系统可以在一些情形中包括电池组，包括电化学可再充电电池；温度控制气体的源；以及温度控制气体分配和热传递系统，包括流动路径，该流动路径包括第一部分，在接近电池组的边界处偏转以使得流动路径改变方向并通过边界进入电池组体；以及第二部分，在电池组内偏转以使得流动路径改变方向。在另一方面中，描述用于控制电池组内的温度的方法。在一些实施例中，该方法可以包括在电池组的表面的至少一部分上建立温度控制气体的流动，其中，温度控制气体的至少一部分不从电池组的一个边界传送到电池组的相对边界。本专利技术的其它优点和新特征将会在结合附图考虑本专利技术各种非限制性实施例的以下详细描述时变得明显。在本说明书和经引用并入的文件包括冲突和/或不一致的公开内容的情形中，应当以本说明书为准。如果经引用并入的两个或更多个文件包括彼此冲突和/或不一致的公开内容，则应当以有效日期在后的文件为准。附图说明将参照示意性的以及并非意在按比例绘制的附图举例描述本专利技术的非限制性实施例。在附图中，通常用单一数字表示示出的每个相同或几乎相同的组件。为了清楚起见， 不是每个组件都在各个图中标注，在对于允许本领域技术人员理解本专利技术没必要示出处也未示出本专利技术每个实施例的各个组件。在附图中图1A-1B包括根据一组实施例的系统的示意性示例，该系统包括温度控制气体分配和热传递系统以及电池组，该电池组包括多个电化学可再充电电池；图2根据一些实施例包括用于包括多个电化学可再充电电池的电池组的温度控制气体分配和热传递系统的示意性示例；以及图3A-3B包括根据一组实施例的系统的示意性示例，该系统包括温度控制气体分配和热传递系统以及电池组，该电池组包括单个电化学可再充电电池。具体实施例方式提供了系统和方法以便控制电池温度，例如，电动交通工具中使用的那些。在一些实施例中，使用温度控制气体来加热或冷却电池组以建立和/或维持组内的相对均勻的温度分布。还可以使用温度控制气体来调整和/或维持电池组的温度以使得它降至预先选择的温度范围内。在一些情形中，温度控制气体可以通过温度控制气体分配和热传递系统传送，该系统包括被构建和布置为使得温度控制气体只在组的横截面长度的一部分上与电池组交换热量的气体通路。相对较短气体通路的使用可以保证温度控制气体在到达电池组的下游部分以前不被加热或冷却到使得气体作为热交换介质无效的程度。电池的许多传统温度控制系统通过从电池组的一个边界向电池组的相对边界传送温度控制气体操作。这会引起电池组内的相对较大热梯度。简言之，当使用温度控制气体控制电池组温度时，气体的温度随着气体与电池组交换热量而改变。例如，当沿着电池组传送冷却气体时，冷却气体随着它沿着电池组的表面行进而变得更热。随着温度控制气体沿着组传送，组与气体之间的温度差相对于在气体入口处组与气体之间的温度差变得更小。在这些情形中，较之朝向温度控制气体通路末端(存在较小热梯度)传递而言可以从靠近温度控制气体进口(存在较大热梯度)的电池组部分传递更多热量。此作用会在电池组内产生不均勻温度分布。专利技术人已在本专利技术的上下文内发现可以通过操控温度控制气体的流动通路以使得它跨越相对较短长度来更有效地控制电池组内的温度。在一些实施例中，本文中描述的方法和系统可以采用包括引起电池组内温度梯度减小(以及所以，电池表面上热通量的差异减小)的气体通路的温度控制气体分配和热传递系统。例如，在一些情形中，可以把温度控制气体分配和热传递系统构建和布置为使得温度控制气体中的至少一部分不从电池组的一个边界传送到电池组的相对边界。可以使用本文中描述的方法和系统来控制各种各样应用中电池组的温度。例如， 在一些实施例中，可以控制电动机交通工具的电池组的温度(例如，向传动系统和/或电子器件系统供电)。在一些情形中，可以控制便携式电子设备(例如，膝上型电脑、蜂窝电话等)中电池组的温度。在一些情形中，可以控制静止能量电能储存应用(例如，公共事业电力储存、风车储存组等)中电池组的温度。图1A-1B包括示例了根据一组实施例的温度控制气体分配和热传递系统和电池组的系统100的示范性示意图。图IA包括系统100的透视图，而图IB包括系统100的上下视图。系统100包括包含电化学可再充电电池104的电池组102。使用如本文中所使用的术语“电池组”指代包括至少一个电化学可再充电电池(例如，可再充电电池、不可再充电电池等)的单元。在图1A-1B中示例的这组实施例中，电池组包括多个电化学可再充电电池。在其它实施例中，电池组可以包含单个电化学可再充电电池。电池组的边界可以由在组内周边电池的最外边界上延伸的假想表面定义。即，电池组边界围住所有电池，但是不延伸超出这些电池(除了例如，略微延伸超过周边电池的最外边界以容纳流动空间、有益的电池包装材料等；本领域技术人员将会在此上下文中理解电池组的含义。在图1A-1B中， 电池组102包括通过虚线108定义表面的边界106A-D。如所提到的，可以使用温度控制气体实现温度控制。如本文中所使用的那样，“温度控制气体”是指用来与电池组的组件交换热量以改变组件温度的气体。在一些实施例中， 温度控制气体可以通过从电池组组件的一部分移除热量而作为冷却气体。温度控本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于控制电池组内的温度的系统，包括：电池组，包括至少一个电化学可再充电电池；温度控制气体的源；以及温度控制气体分配和热传递系统，包括：用于向所述电池组输送温度控制气体的至少一个气体输送部，以　及在所述气体输送部的下游，与所述电池组的表面基本平行并具有流动方向的至少一个热交换部，其中，所述热交换部仅穿过所述电池组的一部分，该部分比在与所述热交换部的流动方向基本平行的方向上测量的电池组尺度短。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：布罗克·威廉·滕豪滕，菲利普·哈特·戈，
申请(专利权)人：科达汽车公司，
类型：发明
国别省市：US