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温度控制的电池组组件及其使用方法技术

技术编号:8304209 阅读:153 留言:0更新日期:2013-02-07 12:05
一种温度控制的电池组组件(100),包括包含至少一个电池芯的壳体(120),限定电池腔(104A)并包括围绕电池腔的至少一部分的热隔离(124)。热隔离禁止在至少一个电池芯和周围环境之间的热传送。热桥导体(130)设置在电池腔中并接合至少一个电池芯。电池组组件进一步包括具有内表面(162A)和外表面(164A)的热电冷却设备(160),可操作用于有效地在内外表面之间使用珀尔帖效应传送热。散热器设备(170)与外表面接触或连接到外表面。电池组件组件包括用于迫使热传送流体流越过散热器设备并进入到环境中的风扇(178)。热桥导体与内表面接触或连接到内表面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电池并更具体地涉及温度控制的电池组组件。
技术介绍
高温暴露可以显著减少电池的有效使用寿命,例如用于对实现关键功能的电子设备(例如,计算机系统,电信系统和医疗设备)提供应急备用或辅助电源的电池。信息技术(IT)设备通常置于受控的数据中心环境中。虽然数据中心的环境通过设计传统上是相对凉爽的环境,但是存在对更高的数据中心温度来努力減少冷却需求并提高运行效率的趋势。这种趋势是由更能忍受更高温度的IT设备实现的。同样,当数据中心迁移到云计算环境时存在更短的备用时间的转换。更短的备用时间使备用电池分散在数据中心地板上的IT设备中。因此,数据中心温度的持续上升可能对数据中心中的电池寿命产生不利的影响。
技术实现思路
根据本专利技术的实施例,温度控制的电池组组件包括限定电池腔并包括围绕至少ー部分电池腔的热_离(thermal insulation)的壳体。在电池腔中包含至少ー个电池芯。热隔离禁止在至少ー个电池芯和周围环境之间的热传送。热桥导体配置在电池腔中并连接至少ー个电池芯。电池组组件进ー步包括具有内表面和外表面的热电冷却设备。可操作热电冷却设备以使用珀尔帖(Peltier)效应有效地在内外表面之间传送热量。散热器设备与外表面接触或连接到外表面以实现在外表面和散热器设备之间的热传导。电池组组件包括迫使热传送流体流跨过散热器设备并进入环境中以实现在散热器设备和环境之间的对流热传送的风扇。热桥导体与内表面接触或连接到内表面以实现在内表面和热桥导体之间的热传导。在某些实施例中,至少一个电池芯包括多个电池芯。根据某些实施例,可操作热电冷却设备以使用珀尔帖效应有效地从内表面到外表面传送热量进而冷却至少ー个电池芯。电池组组件可包括与每ー个热桥导体和内表面接触的导热块以传导两者间的热量。电池组组件可包括热桥导体和散热器设备之间的热隔离隔板。在某些实施例中,壳体包括围绕热隔离的外壳,至少ー个电池,热电冷却设备,散热器设备和电扇以形成模块化単元。根据某些实施例,壳体包括进入口和排出口和风扇,当运行时,抽取热传送流体通过进入口进入壳体中,迫使热传送流体跨过散热器设备,井迫使热传送流体通过出口离开壳体。在某些实施例中,至少一个电池芯包括多个电池芯,并且热桥导体包括支撑多个电池芯的底壁和与底壁整合的直立的侧壁,底壁和侧壁共同限定电池芯托盘。电池组组件可包括热电冷却设备控制器,该热电冷却设备控制器包括用于程序地控制到热电冷却设备的电流流动并因此控制在至少ー个电池芯和环境之间的热传送率的控制电路。在某些实施例中,控制电路用于控制作为至少ー个电池芯的温度函数的到热电冷却设备的电流流动。根据某些实施例,电池腔是密封的。在某些实施例中,壳体是模块化的盒。根据本专利技术的方法实施例,用于调节至少ー个电池芯的温度的方法包括提供温度控制的电池组组件,该电池组组件包括限定电池腔并包括围绕至少一部分电池腔的热隔离的壳体;包含在电池腔中的至少ー个电池芯,其中热隔离禁止在至少ー个电池芯和周围环境之间的热传送;置于电池腔中并且与至少ー个电池芯连接的热桥导体;具有内表面和外表面并且使用珀尔帖效应有效地在内外表面之间传递热量的热电冷却设备;与外表面接触或连接到外表面以实现在外表面和散热器设备之间的热传导的散热器设备;和风扇。热桥导体与内表面接触或连接到内表面以实现在内表面和热桥导体之间的热传递。该方法进ー步包括操作热电冷却设备使用珀尔帖效应以使在内部和外部表面之间有效地传送热量;和操作风扇以迫使热传送流体流跨过散热器设备并进入环境中以实现在散热器设备和环境之间的对流热传送。根据某些实施例,该方法包括程序地控制到热电冷却设备的电流流动并因此控制在至少ー个电池芯和环境之间的热传送率。在某些实施例中,程序地控制到热电冷却设备的电流流动包括控制作为至少一个电池芯的温度函数的到热电冷却设备的电流流动。从附图的阅读和随后的优选实施例的详细描述,本领域普通技术人员将会理解本专利技术的进ー步特征,优点和细节,这样的描述仅仅是本专利技术示例性的描述。附图说明 图 部视图。 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 I是根据本专利技术的实施例的包括电池组组件的备用电源供给系统的透视和局2是沿着图I的线2-2获得的图I的电池组组件的剖面图。3是沿着图2的线3-3获得的图I的电池组组件的剖面图。4是图I的电池组组件的放大的,不完整的顶视图。5是形成图I的电池组组件的一部分的基板的透视图。6是形成图I的电池组组件的一部分的支撑架的顶视图。7是沿着图6的线7-7获得的图6的支撑架的剖视图。8是沿着图6的线8-8获得的图6的支撑架的剖视图。9是沿着图6的线9-9获得的图6的支撑架的剖视图。10是形成图I的电池组组件的一部分的导热块的透视图。11是形成图I的电池组组件的一部分的热电冷却设备的侧视图。12是形成图I的电池组组件的一部分的热泵控制器的平面图。13是形成图12的热泵控制器的一部分的控制电路的示意图。14是安装在机架中的图I的一对电池组组件的透视图。具体实施例方式将參考附图在下文中更全面地描述本专利技术,在其中示出本专利技术的示例性实施例。在附图中,为了清楚起见,可以夸大区域或特征的相对大小。但是,本专利技术可以以多种不同的形式实施并且不应当解释对在此描述的实施例的限制;相反,提供这些实施例将使本公开全面和完整,并且将向那些本领域技术人员充分地表达本专利技术的范围。应当理解的是当提及元件“耦接”或“连接”到其他元件时,其可以直接耦接或连接到其他元件或也可以存在中间元件。相反,当提及元件“直接耦接”或“直接连接”到其他元件时,不存在中间元件。相同的数字始終指示相同的元件。如在此使用的术语“和/或”包括ー个或多个相关联的所列项目的任意和全部组合。此外,空间上相対的术语,例如“下”,“下面”,“下方”,“上面”,“上方”等,可在此用于简单说明以描述ー个元件或特征到如在附图中图示的另ー个元件和特征的关系。应当理解的是空间上相対的术语意在包含除了附图中描述的方位以外使用或操作的设备的不同方位。例如,如果将附图中的设备翻转,则描述为在其他元件或特征“下”或“下方”的元件则将位于其他元件或特征“上”。因此,示例性的术语“下”可以包括上和下两者的方位。因此可以另外的方式定向设备(旋转90度或在其他方位)并且解释在此使用的空间上相対的描述符。在此使用的术语仅用于描述特定的实施例并且不用于限制本专利技术。如在此使用的,単数形式“一”,“ー个”和“该”也可以包括复数形式,除非上下文清晰地指示其他含义。应当进一歩理解的是术语“包括”和/或“包含”,当在说明书中使用时,指定所述特征,整数,步骤,操作,元件和/或部件的存在,但不排除一个或多个其他特征,整数,步骤,操作,元件,部件和/或组的存在或附加。如在此使用的表达“和/或”包括ー个或多个相关联的所列条目的任意和全部组合。除非另外定义,在此使用的所有条目(包括技术的和科学的术语)具有与本专利技术所属的
的普通技术人员通常理解的相同的含义。应当进一歩理解的是术语,例如那些通常用字典定义的,应当解释为具有与在相关
的上下文中的含义一致的含义并且不应当解释为理想化的或过于正式的意义,除非在此有明确的定义。术语“程序地”指示由计算机模块,编码,指本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:R·W·小约翰逊
申请(专利权)人:伊顿公司
类型:
国别省市:

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