一種電池系統(tǒng)，包括設(shè)置在殼體內(nèi)的多塊電化學(xué)電池。電池系統(tǒng)還包括被設(shè)置用于向電化學(xué)電池提供加熱或冷卻中至少一者的熱管理系統(tǒng)。熱管理系統(tǒng)包括固態(tài)涂層，其中具有第一金屬和不同于第一金屬的第二金屬。固態(tài)涂層被設(shè)置用于輸送電流從中流過以建立跨越固態(tài)涂層第一表面和固態(tài)涂層第二表面的溫差從而向電池提供加熱或冷卻中的至少一者。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】用于電池系統(tǒng)的熱管理系統(tǒng)相關(guān)申請的交叉引用本申請要求2010年6月14日提交的申請?zhí)枮?1/354,608的美國臨時(shí)專利申請的優(yōu)先權(quán)，通過全文引用將其并入本文。
技術(shù)介紹
本申請主要涉及電池和電池系統(tǒng)領(lǐng)域。更具體地,本申請涉及可以在機(jī)動車應(yīng)用中使用以為機(jī)動車提供至少一部分原動力的電池和電池系統(tǒng)。將電力用作其全部或部分原動力的機(jī)動車(例如電動車(EV)、混合動力電動車(HEV)、充電式混合動力電動車(PHEV)等，統(tǒng)稱為“電動車”)與使用內(nèi)燃機(jī)的比較常規(guī)的燃?xì)鈩恿囅啾瓤梢蕴峁┒喾N優(yōu)點(diǎn)。例如，電動車與使用內(nèi)燃機(jī)的車輛相比可以生成更少的無用排放物并且可以表現(xiàn)出更高的燃料效率(而且在某些實(shí)施例中，這樣的車輛可以完全取消對汽油的使用，例如某些類型的PffiV就是如此)。隨著電動車技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，需要提供用于此類車輛的改進(jìn)電源(例如電池系統(tǒng)或模塊)。例如，希望增加此類車輛無需給電池充電就能行進(jìn)的距離。還希望改善此類電池的性能和降低電池系統(tǒng)的相關(guān)成本。一種持續(xù)研發(fā)的改進(jìn)領(lǐng)域是電池化學(xué)領(lǐng)域。早期的電動車系統(tǒng)使用鎳氫(NiMH)電池作為動力源。后來，不同的添加劑和修改提高了 NiMH電池的性能、可靠性和實(shí)用性。最近，生產(chǎn)商們已經(jīng)開始研發(fā)可以在電動車中使用的鋰離子電池。將鋰離子電池用于機(jī)動車應(yīng)用具有若干相關(guān)優(yōu)點(diǎn)。例如，鋰離子電池具有比NiMH電池更高的電荷密度和功率系數(shù)。換句話說，鋰離子電池可以小于NiMH電池同時(shí)仍存儲同樣的電荷量，這就可以允許節(jié)約電動車內(nèi)的重量和空間(或者可選地，該特征可以允許生產(chǎn)商為車輛提供更大量的功率而不必增加車輛的重量`或由電池系統(tǒng)占用的空間)。眾所周知的是鋰離子電池與NiMH電池的工作方式不同并且會表現(xiàn)出與NiMH電池技術(shù)所不同的設(shè)計(jì)和加工方面的難題。例如，鋰離子電池與可比較的NiMH電池相比可能對電池溫度的變化更加敏感，并且因此系統(tǒng)可以被用于在車輛運(yùn)行期間調(diào)節(jié)鋰離子電池的溫度。制造鋰離子電池也會表現(xiàn)出這種電池化學(xué)所特有的難題，并且正在研發(fā)新的方法和系統(tǒng)來解決這些難題。希望提供一種改進(jìn)的用于在電動車內(nèi)使用的電池模塊和/或系統(tǒng)以解決與在此類車輛內(nèi)使用的NiMH和/或鋰離子電池系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)難題。還希望提供一種電池模塊和/或系統(tǒng)，其中包括通過研讀本公開即可顯而易見的任何一項(xiàng)或多項(xiàng)有利特征。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
根據(jù)一個(gè)不范性實(shí)施例,一種電池系統(tǒng)包括設(shè)置在殼體內(nèi)的多塊電化學(xué)電池。電池系統(tǒng)還包括被設(shè)置用于向電化學(xué)電池提供加熱或冷卻中至少一者的熱管理系統(tǒng)。熱管理系統(tǒng)包括固態(tài)涂層，其中具有第一金屬和不同于第一金屬的第二金屬。固態(tài)涂層被設(shè)置用于輸送電流從中流過以建立跨越固態(tài)涂層第一表面和固態(tài)涂層第二表面的溫差從而向電池提供加熱或冷卻中的至少一者。根據(jù)另一個(gè)示范性實(shí)施例，一種為電池系統(tǒng)提供熱管理的方法使用具有固態(tài)涂層的熱管理系統(tǒng)，固態(tài)涂層具有第一金屬和不同于第一金屬的第二金屬，其中固態(tài)涂層被設(shè)置用于輸送電流從中流過以建立跨越固態(tài)涂層第一表面和固態(tài)涂層第二表面的溫差從而向電池提供加熱或冷卻中的至少一者。所述方法包括確定多塊電化學(xué)電池中至少一塊的溫度。所述方法還包括根據(jù)至少一塊電池的溫度確定是否需要加熱多塊電化學(xué)電池并且如果需要加熱就沿第一方向?qū)虘B(tài)涂層施加電流以加熱多塊電化學(xué)電池。所述方法進(jìn)一步包括給電化學(xué)電池充電。所述方法進(jìn)一步還包括根據(jù)至少一塊電池的溫度確定是否需要冷卻多塊電化學(xué)電池并且如果需要冷卻就沿第二方向?qū)虘B(tài)涂層施加電流以冷卻多塊電化學(xué)電池。附圖說明圖1是根據(jù)一個(gè)示范性實(shí)施例包括電池系統(tǒng)的機(jī)動車的透視圖。圖2是根據(jù)另一個(gè)示范性實(shí)施例包括電池系統(tǒng)的機(jī)動車的剖視示意圖。圖3-4是根據(jù)一個(gè)不范性實(shí)施例用于在機(jī)動車內(nèi)使用的電池系統(tǒng)的局部剖視圖。圖5-8是根據(jù)不同的示范性實(shí)施例具有熱管理系統(tǒng)的電池系統(tǒng)的示意圖。圖9-11是根據(jù)一個(gè)示范性實(shí)施例具有熱泵的電池系統(tǒng)的示意圖。圖12A是根據(jù)一個(gè)示范性實(shí)施例具有熱管理系統(tǒng)的電化學(xué)電池的局部截面圖。圖12B是根據(jù)一個(gè)示范性實(shí)施例的圖12A中電化學(xué)電池的頂視圖。圖12C是根據(jù)一個(gè)示范性實(shí)施例具有熱管理系統(tǒng)的方形電化學(xué)電池的頂視圖。圖13A-13H是根據(jù)不同的示范性實(shí)施例具有熱管理系統(tǒng)的電池系統(tǒng)的示意圖。圖14是根據(jù)一個(gè)示范性實(shí)施例用于在熱管理系統(tǒng)內(nèi)使用的固態(tài)涂層的詳細(xì)示意圖。圖15是根據(jù)一個(gè)示范性實(shí)施例用于在熱管理系統(tǒng)內(nèi)使用的固態(tài)涂層的詳細(xì)透視圖。圖16是根據(jù)一個(gè)示范性實(shí)施例用于為電池系統(tǒng)提供熱管理系統(tǒng)的方法流程圖。具體實(shí)施例方式圖1是形式為汽車(例如轎車)的機(jī)動車10的透視圖，其中具有用于為機(jī)動車10提供全部或一部分原動力的電池系統(tǒng)20。這樣的機(jī)動車10可以是電動車(EV)、混合動力電動車(HEV)、充電式混合動力電動車(PHEV)或其他類型的利用電力來推進(jìn)的機(jī)動車(統(tǒng)稱為“電動車”)。盡管機(jī)動車10在圖1中被示出為轎車，但是機(jī)動車類型可以根據(jù)其他的示范性實(shí)施例而有所不同，所有的機(jī)動車類型都應(yīng)被認(rèn)為是落在本公開的范圍內(nèi)。例如，機(jī)動車10可以是卡車、公共汽車、工業(yè)用車輛、摩托車、休閑車、船或任意其他類型的可以受益于使用電力作為其全部或部分推進(jìn)動力的機(jī)動車。盡管電池系統(tǒng)20在圖1中被示出為位于機(jī)動車的后備箱或后部，但是根據(jù)其他的示范性實(shí)施例，電池系統(tǒng)20的位置也可以不同。例如，電池系統(tǒng)20的位置可以根據(jù)車輛內(nèi)的可用空間、車輛期望的配重平衡、跟電池系統(tǒng)20 —起使用的其他部件(例如電池管理系統(tǒng)、排氣管、冷卻設(shè)備等)的位置以及各種其他的考量因素來選擇。圖2根據(jù)一個(gè)示范性實(shí)施例示出了設(shè)置為HEV形式的機(jī)動車IOA的剖視示意圖。電池系統(tǒng)20A朝向機(jī)動車IOA的后部設(shè)置在油箱12附近(電池系統(tǒng)20A可以設(shè)置為緊鄰油箱12或者可以設(shè)置在機(jī)動車IOA后部的獨(dú)立艙室(例如后備箱)內(nèi)或者可以用其他方式設(shè)置在機(jī)動車IOA內(nèi))。內(nèi)燃機(jī)14被設(shè)置用于在機(jī)動車IOA利用汽油動力推進(jìn)機(jī)動車IOA時(shí)使用。電機(jī)16、動力分配設(shè)備17和發(fā)電機(jī)18也被設(shè)置作為機(jī)動車驅(qū)動系統(tǒng)的一部分。這樣的機(jī)動車IOA可以僅由電池系統(tǒng)20A或僅由發(fā)動機(jī)14或者由電池系統(tǒng)20A和發(fā)動機(jī)14提供動力或驅(qū)動。應(yīng)該注意的是根據(jù)其他的示范性實(shí)施例也可以使用其他類型的機(jī)動車和車輛驅(qū)動系統(tǒng)所用的結(jié)構(gòu)，并且圖2中的示意圖不應(yīng)被認(rèn)為是限制本申請中介紹主題的范圍。根據(jù)各種示范性實(shí)施例，電池系統(tǒng)20，20A的尺寸、形狀和位置，機(jī)動車10，IOA的類型，機(jī)動車的技術(shù)類型(例如EV、HEV、PHEV等)，以及電池化學(xué)等特征均可不同于圖示和說明的內(nèi)容。現(xiàn)參照圖3-4，根據(jù)一個(gè)示范性實(shí)施例示出了電池系統(tǒng)21的局部剖視圖。根據(jù)一個(gè)示范性實(shí)施例，電池系統(tǒng)21負(fù)責(zé)用于封裝和包含電化學(xué)電池或蓄電池24，將電化學(xué)電池24彼此連接和/或連接至機(jī)動車電子系統(tǒng)中的其他部件，以及調(diào)節(jié)電化學(xué)電池24和電池系統(tǒng)21的其他特征。例如，電池系統(tǒng)21可以包括負(fù)責(zé)用于監(jiān)測和控制電池系統(tǒng)21的電氣性能、管理電池系統(tǒng)21的熱行為、容納和/或分流流出物(例如可從電池24排出的氣體)以及電池系統(tǒng)21其他方面的特征。根據(jù)如圖3-4所示的示范性實(shí)施例，電池系統(tǒng)21包括封裝電池系統(tǒng)21中部件的封蓋或殼體23。電池系統(tǒng)內(nèi)包括并排置于殼體23內(nèi)的兩個(gè)電池模塊22。根據(jù)另一些示范性實(shí)施例，電池系統(tǒng)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2010.06.14 US 61/354,6081.一種電池系統(tǒng),包括 設(shè)置在殼體內(nèi)的多塊電化學(xué)電池；以及 被設(shè)置用于向電化學(xué)電池提供加熱或冷卻中至少一者的熱管理系統(tǒng)，熱管理系統(tǒng)包括固態(tài)涂層，固態(tài)涂層包括第一金屬和不同于第一金屬的第二金屬，其中固態(tài)涂層被設(shè)置用于輸送電流從中流過以建立跨越固態(tài)涂層第一表面和固態(tài)涂層第二表面的溫差從而向電池提供加熱或冷卻中的至少一者。2.如權(quán)利要求1所述的電池系統(tǒng)，其中固態(tài)涂層被設(shè)置在電池系統(tǒng)的殼體外部。3.如權(quán)利要求2所述的電池系統(tǒng)，其中電池系統(tǒng)的至少一部分殼體被成形為與設(shè)置在其中的至少一部分電化學(xué)電池互補(bǔ)的輪廓。4.如權(quán)利要求2所述的電池系統(tǒng)，其中固態(tài)涂層覆蓋電池系統(tǒng)的一部分殼體。5.如權(quán)利要求2所述的電池系統(tǒng)，其中固態(tài)涂層覆蓋電池系統(tǒng)殼體的一個(gè)完整側(cè)面。6.如權(quán)利要求2所述的電池系統(tǒng)，進(jìn)一步包括設(shè)置在電池系統(tǒng)殼體內(nèi)的風(fēng)扇，其中風(fēng)扇被設(shè)置用于幫助電池系統(tǒng)內(nèi)的傳熱。7.如權(quán)利要求2所述的電池系統(tǒng)，進(jìn)一步包括設(shè)置在固態(tài)涂層和電池系統(tǒng)殼體之間的電絕緣材料。8.如權(quán)利要求1所述的電池系統(tǒng)，進(jìn)一步包括設(shè)置在...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：加里·P··霍欽米勒，詹姆斯·S··西曼斯基，克雷格·W··里格比，托馬斯·J··多爾蒂，
申請(專利權(quán))人：江森自控帥福得先進(jìn)能源動力系統(tǒng)有限責(zé)任公司，
類型：
國別省市：
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