通過擴散阻擋層的電池濕度控制的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 這個公開涉及通過在電池隔室與水蒸汽可以從其擴散到電池中的環(huán)境之間提供 擴散阻擋層而控制電池隔室中的濕度的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 乘用車輛通常包括用于操作車輛的電氣和傳動系統(tǒng)的電池。例如，車輛通常包括 配置用于向車輛起動器系統(tǒng)(例如起動器馬達）、照明系統(tǒng)和/或點火系統(tǒng)供應(yīng)電能的12V鉛 酸汽車電池。在電動、燃料電池（"FC"）和/或混合動力車輛中，高電壓（"HV"）電池系統(tǒng)可以 用于為車輛的電力傳動系統(tǒng)部件(例如電驅(qū)動馬達等等)供電。此外，HV電池系統(tǒng)可以為用 在用于車輛艙室的氣候控制系統(tǒng)中的壓縮機和/或加熱器供電。
[0003] 各種電池系統(tǒng)可以包括允許環(huán)境空氣進入電池系統(tǒng)的多個部分中的通風(fēng)口。在一 些實施例中，通風(fēng)口可以允許空氣進入或者離開電池系統(tǒng)，并且在電池和環(huán)境之間維持壓 力平衡。由環(huán)境空氣承載的水可以在電池系統(tǒng)內(nèi)冷凝。在電池系統(tǒng)內(nèi)的冷凝物可以引起電 池系統(tǒng)中的電路的腐蝕和/或問題。由冷凝物產(chǎn)生的腐蝕和/或電氣問題可以導(dǎo)致電池系統(tǒng) 低效、退化、永久損傷和/或電池系統(tǒng)的縮短的可使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 當(dāng)前公開涉及通過在電池隔室與水蒸汽從其可以擴散到電池隔室中的環(huán)境之間 提供擴散阻擋層而控制電池隔室中的濕度。在一些情形中，即使沒有空氣流動，水蒸汽都可 以由于擴散(即在電池隔室的內(nèi)部和外部的蒸汽濃度差)而進入電池。
[0005] 電池隔室可以收容電池，并且可以接收冷卻劑流。冷卻劑流可以冷卻電池。冷卻系 統(tǒng)可以維持在電池隔室中的溫度。在一些實施例中，電池可以包括鋰離子電池或其他類型 電池。
[0006] -些實施例可以包括配置成允許空氣從環(huán)境進入電池隔室的通風(fēng)口。在一些實施 例中，隔膜可以布置在通風(fēng)口之上。隔膜對于空氣和/或水可以是可滲透的，但是可以阻止 碎肩和/或其他異物進入電池隔室。
[0007] 傳入電池內(nèi)部的空氣可能攜帶來自環(huán)境的水蒸汽。輸入電池內(nèi)部的蒸汽的量可以 取決于擴散阻力。與各種實施例一致，擴散阻擋層可以增大環(huán)境與電池內(nèi)部之間的擴散阻 力。在一些實施例中，擴散阻擋層可以包括配置成增大環(huán)境和電池內(nèi)部之間的擴散阻力的 一長度的管道或其他結(jié)構(gòu)。
[0008] 在一個具體實施例中，與當(dāng)前公開一致的系統(tǒng)可以包括配置成產(chǎn)生冷卻劑流的冷 卻系統(tǒng)。電池隔室可以收容電池并且可以分隔電池與環(huán)境。冷卻劑流可以傳入電池隔室中 并且可以用于冷卻電池。在一些實施例中，冷卻劑可以是液體冷卻劑。電池隔室可以包括配 置成允許環(huán)境空氣流進入電池隔室的通風(fēng)口?？梢杂森h(huán)境與電池隔室之間的壓力差、或者 由電池在其中操作的環(huán)境中的其他變化產(chǎn)生空氣流。
[0009] 擴散阻擋層可以與通風(fēng)口流體聯(lián)通，并且配置成將環(huán)境空氣流輸送至電池隔室。 擴散阻擋層可以降低水蒸汽從環(huán)境擴散到電池隔室中。擴散阻擋層可以對于空氣和/或液 體沿著其長度是不可滲透的。
[0010] 在某些實施例中，空氣可滲透的隔膜可以至少部分地布置在通風(fēng)口之上并且布置 在電池隔室和環(huán)境之間?？諝饪蓾B透隔膜配置成允許環(huán)境空氣流通過并且至少部分地阻止 固體物進入電池隔室中?？諝饪蓾B透的隔膜對于液體可以是不可滲透的。擴散阻擋層的擴 散阻力可以大于隔膜的擴散阻力。在一些實施例中，環(huán)境空氣流可以在穿過隔膜之前穿過 擴散阻擋層。在其他實施例中，環(huán)境空氣流可以在穿過擴散阻擋層之前穿過隔膜。此外，該 系統(tǒng)可以如此配置以使得空氣可滲透的隔膜布置在環(huán)境與擴散阻擋層之間的邊界處，或者 可以如此配置該系統(tǒng)以使得空氣可滲透的隔膜布置在擴散阻擋層與電池隔室之間的邊界 處。
[0011] 方案1. 一種用于減少在電池隔室中形成冷凝物的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括： 冷卻系統(tǒng)，配置成產(chǎn)生冷卻劑流； 電池隔室，配置成收容電池以及將所述電池與環(huán)境分離，并且進一步配置成接收所述 冷卻劑流，所述冷卻劑流可操作以冷卻電池； 通風(fēng)口，在電池隔室中，配置成允許環(huán)境空氣流進入所述電池隔室； 擴散阻擋層，與所述通風(fēng)口流體聯(lián)通并且配置成輸送所述環(huán)境空氣流至所述電池隔 室，所述擴散阻擋層進一步配置成減少水蒸汽從環(huán)境擴散到所述電池隔室中。
[0012] 方案2.根據(jù)方案1所述的系統(tǒng)，進一步包括： 空氣可滲透隔膜，至少部分地布置在所述通風(fēng)口之上并且布置在所述電池隔室和環(huán)境 之間，所述空氣可滲透隔膜配置成允許所述環(huán)境空氣流通過并且至少部分地阻止固體物進 入所述電池隔室中。
[0013] 方案3.根據(jù)方案2所述的系統(tǒng)，其中，所述擴散阻擋層的擴散阻力超過所述空氣可 滲透隔膜的擴散阻力。
[0014] 方案4.根據(jù)方案2所述的系統(tǒng)，其中，空氣流在穿過所述空氣可滲透隔膜之前穿過 所述擴散阻擋層。
[0015] 方案5.根據(jù)方案2所述的系統(tǒng)，其中，所述空氣可滲透隔膜對于液體是不可滲透 的。
[0016] 方案6.根據(jù)方案2所述的系統(tǒng)，其中，所述空氣可滲透隔膜布置在環(huán)境和所述擴散 阻擋層之間的邊界處。
[0017] 方案7.根據(jù)方案2所述的系統(tǒng)，其中，所述空氣可滲透隔膜布置在所述擴散阻擋層 與所述電池隔室之間的邊界處。
[0018] 方案8.根據(jù)方案1所述的系統(tǒng)，其中，所述擴散阻擋層包括與所述空氣可滲透隔膜 流體聯(lián)通的細長結(jié)構(gòu)。
[0019] 方案9.根據(jù)方案1所述的系統(tǒng)，其中，所述擴散阻擋層沿著長度對于空氣和流體是 不可滲透的。
[0020] 方案10.根據(jù)方案1所述的系統(tǒng)，其中，由環(huán)境和所述電池隔室之間的壓力差產(chǎn)生 所述環(huán)境空氣流。
[0021] 方案11.根據(jù)方案1所述的系統(tǒng)，其中，所述電池包括鋰離子電池。
[0022] 方案12.根據(jù)方案1所述的系統(tǒng)，其中，所述冷卻劑系統(tǒng)包括制冷劑冷卻系統(tǒng)。
[0023] 方案13.-種用于減少在電池隔室中形成冷凝物的方法，所述方法包括： 提供電池系統(tǒng)，包括： 冷卻系統(tǒng)； 電池隔室，配置成收容電池并將電池與環(huán)境分離； 通風(fēng)口，在所述電池隔室中； 擴散阻擋層，與所述通風(fēng)口流體聯(lián)通，所述擴散阻擋層進一步配置成減少水蒸汽從環(huán) 境擴散到所述電池隔室中； 通過所述通風(fēng)口接收環(huán)境空氣流； 傳送所述環(huán)境空氣流穿過所述擴散阻擋層； 將所述環(huán)境空氣流引入所述電池隔室中； 使用所述冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生冷卻劑流;以及 使用所述冷卻劑流冷卻所述電池系統(tǒng)。
[0024] 方案14.根據(jù)方案13所述的方法，其中，所述環(huán)境空氣流由環(huán)境和所述電池隔室之 間的壓力差產(chǎn)生。
[0025] 方案15.根據(jù)方案13所述的方法，其中，所述空氣可滲透隔膜對于液體是不可滲透 的。
[0026] 方案16.根據(jù)方案13所述的方法，其中，所述擴散阻擋層沿著長度對于空氣和液體 是不可滲透的。
[0027] 方案17.根據(jù)方案13所述的方法，其中，所述擴散阻擋層包括與所述空氣可滲透隔 膜流體聯(lián)通的細長結(jié)構(gòu)。
[0028] 方案18.根據(jù)方案13所述的方法，其中，所述冷卻劑系統(tǒng)包括制冷劑冷卻系統(tǒng)。
[0029] 方案19.根據(jù)方案13所述的方法，其中，所述電池包括鋰離子電池。
[0030] 方案20.-種用于減少在電池隔室中形成冷凝物的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括： 制冷劑冷卻系統(tǒng)，配置成產(chǎn)生冷卻劑流； 電池隔室，配置成收容電池并且將電池與環(huán)境分離，以及進一步配置成接收冷卻劑流， 所述冷卻劑流可操作以冷卻電池； 通風(fēng)口，在電池隔室中配置成允許環(huán)境空氣流進入所述電池隔室以平衡電池隔室和環(huán) 境中的壓力； 空氣可滲透和液體不可滲透的隔膜，至少部分地布置在所述通風(fēng)口之上并且布置在所 述電池隔室和環(huán)境之間，所述空氣可滲透隔膜配置成允許所述環(huán)境空氣流通過并且至少部 分地阻止固體物進入所述電池隔室中； 細長的擴散阻擋層，與所述通風(fēng)口流體聯(lián)通并且配置成輸送所述環(huán)境空氣流至所述電 池隔室，所述擴散阻擋層進一步配置成減少水蒸汽從環(huán)境擴散到所述電池隔室中。
【附圖說明】
[0031] 參照附圖描述本公開的非限制性和非排他性實施例，包括本公開的各種實施例， 其中： 圖1示出了根據(jù)當(dāng)前公開的車輛中的示例性電池系統(tǒng)的方框圖。
[0032] 圖2A示出了根據(jù)當(dāng)前公開的包括螺旋形擴散阻擋層的系統(tǒng)的功能方框圖。
[0033]圖2B示出了包括盤旋形的擴散