具有改進的熱管理系統的電池系統技術方案

用于車輛的電池系統，所述電池系統設置為該車輛提供至少一部分驅動力，并且所述電池系統包括多個電池模塊。每個電池模塊包括多個用于儲存電荷的電化學電池。所述電池系統也包括多個風扇組件，每個風扇組件包括馬達和至少一個風扇葉片。每個風扇葉片與所述多個電池模塊中的一個相連來調節其溫度。所述多個風扇組件的第一風扇組件具有與所述多個風扇組件的其他風扇組件的至少一個的結構不同的結構，或所述第一風扇組件被設置成提供與所述多個風扇組件的其他風扇組件的至少一個輸出功率不同的輸出功率。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】具有改進的熱管理系統的電池系統 相關申請之間的交叉引用本專利技術要求于2009年7月1日申請的美國臨時專利申請號為61/222，461的優先權，該臨時專利申請通過參考并入本專利技術中。
技術介紹
本專利技術總的涉及電池和電池系統領域。更具體地說，本專利技術涉及可用于車輛應用中的電池和電池系統，以便為車輛提供至少一部分動力，并且該電池和電池系統包括改進的熱管理系統。使用電力作為其全部或部分動力的車輛(例如，電動汽車(EVs)、混合電動汽車 (HEVs)、插電式混合電動汽車(PHEVs)等，統稱“電動汽車”)與更加傳統的使用內燃機氣驅動車輛相比，具有許多優點。例如，與使用內燃機的車輛相比，電動汽車可產生較少的不良排放物且表現出更大的燃料效率。(而且在某些情況下，這種車輛可完全免除使用汽油，如某種型號的插電式混合動力汽車)。隨著電動汽車技術的持續發展，有需要為這種車輛提供改進的動力源(例如，電池系統或模塊)。例如，需要增加這種車輛行駛的距離而不必對電池再充電。同樣需要改進這種電池的性能且減少與電池系統相關的成本。持續發展的一個改進的領域是電池化學領域。早期的電動汽車系統使用鎳氫電池 (NiMH)作為推動能源。隨著時間的流逝，不同的添加劑和改進改善了鎳氫電池的性能、可靠性和實用性。最近，制造商已經開始開發可用于電動汽車的鋰離子電池。將鋰離子電池用于車輛應用有幾個優點。例如，鋰離子電池具有比鎳氫電池更高的電荷密度和功率系數。換句話說，在儲存同樣電量的情況下，鋰離子電池相比鎳氫電池更小，這樣可允許在電動汽車中節省重量和空間(或可選的，這個特征可使得制造商在沒有增加該車輛重量或沒有增加電池系統所占據空間的同時為電動汽車提供更多的能量)。眾所周知，鋰離子電池運行不同于鎳氫電池，而且出現了不同于出現在鎳氫電池技術上的設計和工程技術挑戰。例如，鋰離子電池與可比的鎳氫電池相比，其更易于受到電池溫度變化的影響，并且因此在車輛運行時系統可用調節鋰離子電池的溫度。鋰離子電池的制造出現了這種化學電池獨有的挑戰，并且正在開發新方法和系統來應對這種挑戰。需要提供用于電動汽車中的改進的電池模塊和/或系統來解決一個或多個與用于這種車輛中的鎳氫電池和/或鋰離子電池系統相關的挑戰。也需要提供含有任何一個或多個有利特征的電池模塊和/或系統將閱讀了本公開之后變得顯而易見。
技術實現思路
在涉及用于車輛的電池系統的一個典型的實施例中，所述電池系統配置為所述車輛提供至少一部分驅動力，且包括多個電池模塊，每個電池模塊包括多個設置用于儲存電荷的電化學電池。所述電池系統還包括多個風扇組件，且每個風扇組件包括馬達和至少一個風扇葉片。每個風扇組件與多個電池模塊的其中一個相連以調節它的溫度。多個風扇組件的第一風扇組件具有與所述多個風扇組件的其他風扇組件中的至少一個的不同的結構， 或配置提供與所述其他風扇組件中的至少一個提供的輸出功率不同于的輸出功率。附圖說明圖1是包括根據示范性實施例的電池系統的車輛的透視圖。圖2是包括根據示范性實施例的電池系統的車輛的剖面示意圖。圖3是根據示范性實施例的電池模塊的透視圖。圖3A是根據另一示范性實施例的電池模塊的頂視圖。圖4是根據示范性實施例的電池系統的示意圖。圖5是根據另一示范性實施例的電池系統的示意圖。圖6是根據另一示范性實施例的電池系統的示意圖。圖7是根據另一示范性實施例的電池系統的示意圖。圖8A、8B、8C和8D示出了根據各種范性實施例的風扇葉片。圖9是根據范性實施例的示出了包括三個風扇組件的電池系統的風扇速度隨時間變化的曲線圖。圖10是根據范性實施例的示出了包括三個風扇組件的電池系統的風扇速度隨時間變化的曲線圖。具體實施例方式根據示范性實施例，用于車輛的電池系統配置為車輛提供至少一部分驅動力，且所述電池系統包括多個電池模塊。每個電池模塊包括多個用來儲存電荷的電化學電池。所述電池系統也包括改進的熱管理系統，該熱管理系統包括多個風扇組件，其中每個風扇組件包括馬達和至少一個風扇葉片。每個風扇組件與多個電池模塊中的一個相連以調節電池模塊的溫度。多個風扇組件的第一風扇組件具有與多個風扇組件的至少一個其他風扇組件不同的結構，或配置成提供與所述其他風扇組件中的至少一個提供的輸出功率不同于的輸出功率，(例如，與該系統中的一個或多個其他風扇組件相比，該第一風扇組件可提供不同的輸出功率，或可具有不同的結構，或可既具有不同的結構又提供不同的輸出功率)。根據示范性實施例，電池系統中的每個風扇組件可在一個或多個方面與該系統的其它每個風扇組件不同。根據另一個示范性實施例，一個或多個風扇組件可能具有相同的結構且與所述系統內的一個或多個其他風扇組件運行相同(例如，兩個組件可能是相同的，且兩個不同的組件可能具有第二不同的結構)。一個或多個的所述多個風扇組件可具有配有第一結構的風扇馬達，且一個或多個的所述多個風扇組件可具有配有第二不同結構的風扇馬達。所述多個風扇馬達可被設置以可變速率操作，如正弦速度，可變速率可被來自所述多個風扇馬達的其他可變速率(例如， 正弦速度)通過相位角轉變而抵消。。具有配有第一結構的所述風扇馬達的所述一個或多個風扇組件，與具有配有第二結構的風扇馬達的一個或多個風扇組件相比，在運行時可具有不同的輸出功率。一個或多個的所述多個風扇組件可具有配有第一結構的風扇葉片，且一個或多個的所述多個組風扇組件可配有具有第二不同結構的風扇葉片。一個或多個的所述多個組風扇組件可具有配有第一結構的風扇葉片和具有配有第一結構的風扇馬達，且一個或多個的所述多個風扇組件可具有配有第二不同結構的風扇葉片和具有配有第二不同結構的風扇馬達。所包括的控制器設置用于監控和調節所述多個風扇組件的性能(例如速度、功率、轉力矩)。所述控制器可配置用于調節所述多個風扇組件的風扇馬達的速度和轉矩。為了保持所述電池系統的多個電池模塊組之間的相似的工作溫度，所述控制器可配置用于調節所述多個風扇組件的性能。根據示范性實施例，電池系統包括多個電池模塊。每個電池模塊包括多個電化學電池，以便在所述電化學電池之間的空間(如通道或通路)可被用于加熱和冷卻所述電化學電池。為了加熱或冷卻所述電池模塊內的電化學電池，每個電池模塊也包括相關的熱管理裝置，例如風扇，以將加熱或冷卻液傳送給所述電池模塊。根據一個示范性實施例，每個熱管理裝置在一個或多個方面彼此互不相同。這些熱管理裝置可在馬達的尺寸、葉片的尺寸、葉片的形狀和/或刀片的角度方面不同。根據另一個示范性實施例，所述熱管理裝置使用相同的馬達，但是對于每個熱管理裝置，其包括不同的葉片設計(例如葉片的尺寸、形狀和/或角度)。根據另一個示范性實施例，所述熱管理裝置在馬達和葉片設計方面可以是相同的或是不同的，但以變化的速度運行，該變化的速度僅在小的時間段彼此重疊。根據另一個示范性實施例，所述熱管理裝置通過利用包含互相排斥的風扇速度的查找表的控制器來控制。圖1是以汽車形式的車輛10的透視圖(例如小汽車)，該車輛具有為該車輛提供全部或部分驅動力的電池系統20。這種車輛可以為電動汽車(EV)、混合電動汽車(HEV)和插電式混合電動汽車(PHEV)，或使用電力驅動的其它類型車輛(統稱為“電動汽車”)。盡管在圖1中的示例是客車(例如轎車)，但是根據其它示范性實施例，車輛10的類型可本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：加里·P·霍欽米勒，史蒂芬·J·伍德，托馬斯·J·多爾蒂，
申請(專利權)人：江森自控帥福得先進能源動力系統有限責任公司，
類型：發明
國別省市：