提供了具有流体流动系统的流体冷却的连续/平行电池组。多个棱柱形电池单元平行地布置成两列或更多列。流体从上游列电池至下游列电池在连续流动构造中流动。绕流通道将附加流体流动提供给位于电池列之间的内室，以减小压降并在成列的电池单元内提供更均匀的温度。
【技术实现步骤摘要】
本公开涉及控制在电动车辆中使用的电池的温度和压力差。
技术介绍
由诸如锂离子电池的棱柱形电池单元组成的高电压电池组可以以阵列设置，阵列需要冷却以有效操作。电池组可以以多种方式布置，包括其中全部的棱柱形电池单元排列成相互平行的平行构造。平行的流体冷却布置具有公共入口室，该公共入口室将流体提供给每个电池单元并将流体提供到公共出口室中而不穿过其他电池单元。在平行布置中，全部的电池单元被均匀地冷却以将电池单元与电池单元的温差最小化。难以对平行布置进行封装，这是由于随着要求的电压增大，它们导致构造长度不断增加。另外，排气需求会使得平行设计难以实施。在连续布置中，流体在流到出口室(out plenum)中之前从入口室(inletplenum)穿过多个电池单元或电池单元堆(bank)流动。由于电池单元可以放置成多列，所以可以更容易地封装连续布置。然而，流经一个电池单元的流体穿过连续布置的电池单元中的其他电池单元。该方法导致在整个顺序排列的列中的不均匀冷却和大的压降(pressure drop)。半平行设计包括在多列构造中将一些电池单元平行布置而将一些电池单元连续布置的电池。最小列数是二，但即使这样的最小列数也会受到从一列到另一列的过度的列与列压降和电池单元与电池单元温度差的不利影响。本公开解决了与电池单元布置相关的以上问题和局限性，并解决了如下总结的其他问题。
技术实现思路
提出传热流体的连续/平行绕流构造以解决整个电池组的压降和温差问题。传热流体可以为液态或气态。在多数电池组中，空气是传热介质，并且在本申请中针对的一些涉及对象是空气，然而，应该理解的是，根据本构思的原理可以应用其他传热流体。在公开的系统中，一些流体流动穿过第一列棱柱形电池单元，而用于第二列电池单元的一些流体流动绕过第一列并与来自第一列的流动在室内混合。提供给第二列或后面列的流体是从第一列接收的流体和从绕流流体供给接收的流体的混合物。该布置在第一列和第二列之间提供了更均匀的温度分布。具有三列或更多列的电池组也可以并入所公开的构思。棱柱形电池需要加热或冷却用于优选操作。如果电池太冷，则电池将不会有效地操作。如果电池太热，则会遇到与过热相关的问题。传热流体可以在电池内循环以使太冷的电池变热或冷却过热的电池。理想地，通过循环传热流体将多个棱柱形电池单元保持在为有效操作而被控制的等温温度。通过连续/平行绕流方法，由于冷却电池组所需的流体流动不是全部穿过第一列，所以减小了压降。通过绕流通道进入内室的附加流体流动减小了列之间压降的程度。通过连续/平行构造减轻了通常与棱柱形电池单元的连续布置相关的压降。根据本公开的一方面，提供了一种用于车辆的电池，该电池包括:第一列电池单元；第二列电池单元，与第一列电池单元平行；以及内室，在第一列电池单元和第二列电池单元之间。流体流动通道限定在每列电池单元中的电池单元之间，使得流体纵向连续地流过第一列电池单元、内室和第二列电池单元。附加流体流动从绕流通道穿过内室提供给第二列电池单元。根据本公开的另一方面，电池包括限定第一流体流动通路的第一列分开的电池单元以及限定第二流体流动通路的第二列分开的电池单元。绕流流体流动通路绕过第一列电池单元，并被提供给限定在第一列电池单元和第二列电池单元之间的内室。可以改变绕流流体流动通路的横截面积来增大或减小流到内室中的绕流流体的体积。内室接收来自第一流体流动通路和绕流流体流动通路的流体，流体被提供给第二列电池单元。内室的体积是可以改变来控制第一流体流动通路中的流体与绕流流体流动通路中的流体的混合的设计参数。根据本公开的又一方面，提供了一种用于电动车辆的电池系统，该电池系统包括相对于车辆横向地延伸的上游列的多个电池单元和相对于车辆横向地延伸的下游列的多个电池单元，在电池单元之间限定有空间。流体入口允许流体进入上游列电池单元之间的空间中。内室设置在上游列电池单元和下游列电池单元之间，接收来自上游列电池单元的流体并将流体提供给下游列电池单元。绕流流体流动通路设置在上游列电池单元的一侧上，使得来自绕流流体流动通路的流体不流过上游列电池单元之间的空间。绕流流体流动通路提供通过并进入内室的第二部分流体流动。阻挡件限制来自绕流流体流动通路的流体在下游列电池单元附近流动。第一部分流体流动和第二部分流体流动被引导流过限定在下游列电池单元中的电池单元之间的空间并到达出口。根据以上构思的其他方面，电池单元可以是沿竖直平面和纵向平面延伸的平面构件，流体流动通道限定在电池单元的两平面侧上。附加流体流动可以通过在第一列电池单元的一侧上的分隔件与流体流动通道分开。附加流体流动可以从第一列电池单元下面通过设置在第二列电池单元下面的阻挡件被引导到内室中。流过第一列电池单元的流体将热传递至第一列电池单元或传递来自第一列电池单元的热并将流体提供给内室，流体与附加流体流动结合使流体流动在流过第二列电池单元之前混合。根据示出实施例的更具体的描述，顶壁可以设置在第一列电池单元和第二列电池单元的顶部上以防止流体竖直地流过电池单元。底壁可以设置在第一列电池单元下面以防止流体竖直地流过第一列电池单元。绕流阻挡件可以设置在第二列电池单元下面，以通过阻挡附加流体在第二列电池单元下面的流动来引导附加流体流动通过内室和第二列电池单元。可以设置流体流动排放开口或出口，流体流动排放开口或出口对限定在下游列电池单元中的电池之间的空间是敞开的并位于出口的上游以控制下游列电池单元的压降。可以改变绕流阻挡件相对于第二列电池单元的位置来改变流体混合物的温度或改变成列的电池单元的相对压降。绕流阻挡件的位置可以是针对给定电池设计构造的设定位置。可选择地，可以动态地改变绕流阻挡件的位置以基于现有条件来优化电池组中的流体流动。阻挡件可以相对下游列电池单元朝向和远离上游列电池单元可移动，以改变提供给下游列电池单元的流体的温度和压降。流过第一列电池单元的流体可以从第一列电池单元吸收热并将被加热的流体提供给内室，被加热的流体与附加流体流动结合从而降低了提供给第二列电池单元的流体的温度。绕流阻挡件限定了在第二列电池单元下面的阻挡件下游的通道，以允许一些流体绕过第二列电池单元的一部分。电池单元可以是沿竖直平面和纵向平面延伸的平面构件，空间限定在电池单元的两平面侧上。考虑附图和下面对示出实施例的详细描述，将更好地理解本公开的这些和其他方面。附图说明图1是具有棱柱形电池组的虚画的电动车辆的透视图；图2是棱柱形电池组的概略剖视平面图；以及图3是沿图2中的线3-3截取的概略剖视图。具体实施例方式下面提供了对示出实施例的详细描述。示出实施例是可以以各种和可替换形式实施的示例。附图无需成比例。会夸大或最小化一些特征来示出特定组件的细节。本申请中公开的具体结构和功能上的细节将不被解释为限制性的，而仅仅作为教导本领域技术人员如何实施本专利技术的代表性基础。参照图1，具有电池组12的电动车辆以虚画线示出。电动车辆10可以是插电式电动车辆或混合电动车辆。电动车辆10可以包括被描绘为在车辆10的行李箱中作为电池组12的高电压电池。电池组12可以位于车辆的前部或者位于车辆10的另一位置或另一方向。电池组12可以是诸如锂离子电池的棱柱形电池或其他类型的电池。按照车辆驱动方向、横向牵引以及竖直方向来论述本本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电池，包括：第一列分开的电池单元，限定第一流体流动通路；第二列分开的电池单元，限定第二流体流动通路；绕流流体流动通路，绕过第一列电池单元；以及内室，限定在第一列电池单元和第二列电池单元之间，接收来自第一流体流动通路和绕流流体流动通路的流体并将流体提供给第二流体流动通路。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆士·乔治·加比，萨拉瓦南·帕拉马斯万，布莱恩·尤特利，乔治·艾尔伯特·加芬克尔，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：
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