具有縱向通道結(jié)構(gòu)的牽引電池?zé)岚宓闹谱鞣椒?br>【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及用于在車輛中使用的高電壓電池的熱管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]諸如電池電動(dòng)車輛(BEV)、插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(PHEV)或全混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(FHEV)的車輛包含牽引電池(諸如，高電壓(HV)電池)，以用作車輛的推進(jìn)源。HV電池可包括輔助管理車輛性能和操作的組件和系統(tǒng)。HV電池可包括在電池單元端子和互連器匯流條之間相互電連接的一個(gè)或更多個(gè)電池單元陣列。HV電池和周圍環(huán)境可包括輔助調(diào)節(jié)HV電池組件、系統(tǒng)和各個(gè)電池單元的溫度的熱管理系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]一種車輛包括電池單元陣列和熱板，所述熱板被構(gòu)造為支撐所述電池單元陣列。所述熱板限定進(jìn)入端口、兩個(gè)外通道、至少三個(gè)內(nèi)通道和排出端口，所述兩個(gè)外通道中的每個(gè)均具有與所述進(jìn)入端口連通的通道入口，所述至少三個(gè)內(nèi)通道設(shè)置在所述外通道之間。所述端口和通道被布置為使得行進(jìn)穿過任意兩個(gè)相鄰的通道的流體沿相反的方向流動(dòng)，從而當(dāng)離開熱板時(shí)，流體從所述內(nèi)通道中的一個(gè)或更多個(gè)流入到所述排出端口中而不是首先進(jìn)入所述通道入口。所述通道還可被布置為使得任意兩個(gè)相鄰的通道共用共同的壁，所述共同的壁的厚度小于所述通道的寬度。所述熱板還可被構(gòu)造為使得來自陣列的熱從熱板的頂部行進(jìn)經(jīng)過所述壁到達(dá)熱板的底部。所述熱板的頂部可被釬焊到所述壁的頂部。所述電池單元陣列可包括一個(gè)或更多個(gè)電池單元，每個(gè)電池單元具有面，所述面限定大體上垂直于流體流過至少三個(gè)內(nèi)通道中的任意一個(gè)的方向被定向的平面。所述端口和通道還可被布置為使得流體流過至少三個(gè)內(nèi)通道中的中央通道的方向與流體流過兩個(gè)外通道的方向相同。熱板的限定通道的表面中的至少一些可包括流動(dòng)特征，所述流動(dòng)特征被構(gòu)造為增大所述表面中的至少一些的有效表面面積。所述流動(dòng)特征可包括凹坑、臺(tái)座或泡沫金屬。
[0004]一種電池組件包括多個(gè)電池單元和與電池單元鄰近的熱板，每個(gè)電池單元限定面。所述熱板限定入口、周邊通道和設(shè)置在所述周邊通道之間的內(nèi)通道。所述入口和通道被布置為使得其中的流體流的方向垂直于所述面，在相鄰的通道之間相反，使得來自入口的流體流入到所述周邊通道中而不是首先進(jìn)入所述內(nèi)通道。所述熱板還可包括至少部分地限定所述通道的壁。所述壁中的每個(gè)可被構(gòu)造為促進(jìn)與其接觸的流體和所述熱板的底部之間的熱傳遞。所述通道還可被布置為使得流體在內(nèi)通道中的中央通道中的流動(dòng)方向與流體在周邊通道中的流動(dòng)方向相同。所述熱板還可限定設(shè)置在熱板的與所述入口相對(duì)的一端上的出口。熱板的限定通道的至少一些表面可包括流動(dòng)特征，所述流動(dòng)特征被構(gòu)造為增加所述至少一些表面的有效面積。所述流動(dòng)特征可包括凹坑、臺(tái)座或泡沫金屬。
[0005]一種電池?zé)岚宀贾冒ū粯?gòu)造為支撐電池單元陣列的殼體。所述殼體限定進(jìn)入端口、一組排出端口和第一通道結(jié)構(gòu)。第一通道結(jié)構(gòu)包括:周邊通道，被構(gòu)造為接收來自進(jìn)入端口的流體；一組返回通道，被構(gòu)造為接收來自周邊通道的流體；一組出口通道，每個(gè)均被構(gòu)造為接收來自返回通道中的一個(gè)的流體并將流體引導(dǎo)到所述排出端口中的一個(gè)。所述出口通道中的一個(gè)設(shè)置在所述返回通道之間，并且在周邊通道和出口通道中的流體流沿相同的方向行進(jìn)。所述布置還可包括出口室，出口室在所述殼體的外部，并被構(gòu)造為接收來自排出端口的流體。電池單元陣列中的每個(gè)電池單元可具有寬度和比寬度大的長度。所述通道中的每個(gè)可被布置為引導(dǎo)流體流過所述電池單元的寬度。所述通道中的每個(gè)可被布置為引導(dǎo)流體在電池單元陣列中的每個(gè)電池單元之下流動(dòng)。電池單元陣列中的每個(gè)電池單元可具有限定平面的底面，通道中的流體流可大體上垂直于所述平面。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，提供一種電池組件，包括:多個(gè)電池單元，每個(gè)均限定面；熱板，與所述電池單元鄰近，并限定入口、周邊通道和設(shè)置在所述周邊通道之間的內(nèi)通道，其中，所述入口和通道被布置為使得其中的流體流的方向垂直于所述面，并在相鄰的通道相反，來自入口的流體流入到所述周邊通道中，而不是首先進(jìn)入所述內(nèi)通道。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述熱板還包括至少部分地限定所述通道的壁，其中，每個(gè)壁被構(gòu)造為促進(jìn)與其接觸的流體和所述熱板的底部之間的熱傳遞。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述通道還被布置為使得流體在所述內(nèi)通道中的中央通道中流動(dòng)的方向與流體在周邊通道中流動(dòng)的方向相同。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述熱板還限定出口，所述出口設(shè)置在所述熱板的與所述入口相對(duì)的一端上。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述熱板的限定通道的至少一些表面包括流動(dòng)特征，所述流動(dòng)特征被構(gòu)造為增加所述至少一些表面的有效面積。
[0011 ] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述流動(dòng)特征包括凹坑、臺(tái)座或泡沫金屬。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，提供一種電池?zé)岚宀贾茫?殼體，被構(gòu)造為支撐電池單元陣列，并限定進(jìn)入端口、一組排出端口和第一通道結(jié)構(gòu)，第一通道結(jié)構(gòu)包括:周邊通道，被構(gòu)造為接收來自進(jìn)入端口的流體；一組返回通道，被構(gòu)造為接收來自所述周邊通道的流體；以及一組出口通道，每個(gè)均被構(gòu)造為接收來自所述返回通道中的一個(gè)的流體，并將流體引導(dǎo)到排出端口中的一個(gè)，其中，所述出口通道中的一個(gè)設(shè)置在返回通道之間，其中，在周邊通道和出口通道中的流體沿相同的方向流動(dòng)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述電池?zé)岚宀贾眠€包括出口室，所述出口室在所述殼體的外部，并被構(gòu)造為接收來自排出端口的流體。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述電池單元陣列中的每個(gè)電池單元具有寬度和大于寬度的長度，其中，每個(gè)通道被布置為引導(dǎo)流體流過所述電池單元的寬度。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)通道被布置為引導(dǎo)流體在電池單元陣列中的每一個(gè)電池單元之下流動(dòng)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述電池單元陣列包括一個(gè)或更多個(gè)電池單元，每個(gè)電池單元具有面，所述面限定大體上垂直于流體流過所述通道的方向被定向的平面。
【附圖說明】
[0017]圖1是電池電動(dòng)車輛的示意圖。
[0018]圖2是用于圖1中的車輛的牽引電池的熱管理系統(tǒng)的一部分的透視圖。
[0019]圖3A是被構(gòu)造用于熱流體的串行流的熱板的說明性的平面圖。
[0020]圖3B是被構(gòu)造用于熱流體的并行流的熱板的說明性的平面圖。
[0021]圖3C是被構(gòu)造用于熱流體的U形流的熱板的說明性的平面圖。
[0022]圖4是包括支撐電池單元陣列的熱板的牽引電池組件的一部分的透視圖。
[0023]圖5是用于圖4的熱板的底板的通道結(jié)構(gòu)的平面圖。
[0024]圖6是與圖4的熱板的通道結(jié)構(gòu)連通的進(jìn)入端口的截面透視圖。
[0025]圖7是與圖4的熱板的通道結(jié)構(gòu)連通的排出端口和出口室的截面?zhèn)纫晥D。
[0026]圖8是用于熱板的通道結(jié)構(gòu)的平面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]在此描述了本公開的實(shí)施例。然而，應(yīng)理解的是，公開的實(shí)施例僅為示例并且其他實(shí)施例可采用多種和替代的形式。附圖不一定按比例繪制；可夸大或最小化一些特征以示出特定部件的細(xì)節(jié)。因此，在此所公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)解釋為限制，而僅為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以多種形式使用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解的是，參照任一附圖示出和描述的多個(gè)特征可與一個(gè)或更多個(gè)其它附圖中示出的特征組合以產(chǎn)生未明確示出或描述的實(shí)施例。示出的特征的組合提供用于典型應(yīng)用的代表性實(shí)施例。然而，與本公開的教導(dǎo)一致的特征的多種組合和變型可期望用于特定應(yīng)用或?qū)嵤?br>[0028]圖1示出了典型的插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(PHEV)的示意圖。典型的插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛12可包括機(jī)械地連接至混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置16的一個(gè)或更多個(gè)電機(jī)14。電機(jī)14能夠作為馬達(dá)或發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置16機(jī)械地連接至發(fā)動(dòng)機(jī)18?；旌蟿?dòng)力傳動(dòng)裝置16還機(jī)械地連接至驅(qū)動(dòng)軸20，驅(qū)動(dòng)軸20機(jī)械地連接至車輪22。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)18開啟或關(guān)閉時(shí)，電機(jī)14能夠提供推進(jìn)和減速能力。電機(jī)14還用作發(fā)電機(jī)，并且能夠通過回收在摩擦制動(dòng)系統(tǒng)中通常將作為熱損