CN103038934A - 用于电池系统的热管理系统 - Google Patents

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Abstract

一种电池系统，包括设置在壳体内的多块电化学电池。电池系统还包括被设置用于向电化学电池提供加热或冷却中至少一者的热管理系统。热管理系统包括固态涂层，其中具有第一金属和不同于第一金属的第二金属。固态涂层被设置用于输送电流从中流过以建立跨越固态涂层第一表面和固态涂层第二表面的温差从而向电池提供加热或冷却中的至少一者。

Description

用于电池系统的热管理系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2010年6月14日提交的申请号为61/354,608的美国临时专利申请的优先权，通过全文引用将其并入本文。
背景技术
本申请主要涉及电池和电池系统领域。更具体地，本申请涉及可以在机动车应用中使用以为机动车提供至少一部分原动力的电池和电池系统。
将电力用作其全部或部分原动力的机动车(例如电动车(EV)、混合动力电动车(HEV)、充电式混合动力电动车(PHEV)等，统称为“电动车”)与使用内燃机的比较常规的燃气动力车相比可以提供多种优点。例如，电动车与使用内燃机的车辆相比可以生成更少的无用排放物并且可以表现出更高的燃料效率(而且在某些实施例中，这样的车辆可以完全取消对汽油的使用，例如某些类型的PHEV就是如此)。
随着电动车技术的持续发展，需要提供用于此类车辆的改进电源(例如电池系统或模块)。例如，希望增加此类车辆无需给电池充电就能行进的距离。还希望改善此类电池的性能和降低电池系统的相关成本。
一种持续研发的改进领域是电池化学领域。早期的电动车系统使用镍氢(NiMH)电池作为动力源。后来，不同的添加剂和修改提高了NiMH电池的性能、可靠性和实用性。
最近，生产商们已经开始研发可以在电动车中使用的锂离子电池。将锂离子电池用于机动车应用具有若干相关优点。例如，锂离子电池具有比NiMH电池更高的电荷密度和功率系数。换句话说，锂离子电池可以小于NiMH电池同时仍存储同样的电荷量，这就可以允许节约电动车内的重量和空间(或者可选地，该特征可以允许生产商为车辆提供更大量的功率而不必增加车辆的重量或由电池系统占用的空间)。
众所周知的是锂离子电池与NiMH电池的工作方式不同并且会表现出与NiMH电池技术所不同的设计和加工方面的难题。例如，锂离子电池与可比较的NiMH电池相比可能对电池温度的变化更加敏感，并且因此系统可以被用于在车辆运行期间调节锂离子电池的温度。制造锂离子电池也会表现出这种电池化学所特有的难题，并且正在研发新的方法和系统来解决这些难题。
希望提供一种改进的用于在电动车内使用的电池模块和/或系统以解决与在此类车辆内使用的NiMH和/或锂离子电池系统相关联的一个或多个难题。还希望提供一种电池模块和/或系统，其中包括通过研读本公开即可显而易见的任何一项或多项有利特征。
发明内容
根据一个示范性实施例，一种电池系统包括设置在壳体内的多块电化学电池。电池系统还包括被设置用于向电化学电池提供加热或冷却中至少一者的热管理系统。热管理系统包括固态涂层，其中具有第一金属和不同于第一金属的第二金属。固态涂层被设置用于输送电流从中流过以建立跨越固态涂层第一表面和固态涂层第二表面的温差从而向电池提供加热或冷却中的至少一者。
根据另一个示范性实施例，一种为电池系统提供热管理的方法使用具有固态涂层的热管理系统，固态涂层具有第一金属和不同于第一金属的第二金属，其中固态涂层被设置用于输送电流从中流过以建立跨越固态涂层第一表面和固态涂层第二表面的温差从而向电池提供加热或冷却中的至少一者。所述方法包括确定多块电化学电池中至少一块的温度。所述方法还包括根据至少一块电池的温度确定是否需要加热多块电化学电池并且如果需要加热就沿第一方向对固态涂层施加电流以加热多块电化学电池。所述方法进一步包括给电化学电池充电。所述方法进一步还包括根据至少一块电池的温度确定是否需要冷却多块电化学电池并且如果需要冷却就沿第二方向对固态涂层施加电流以冷却多块电化学电池。
附图说明
图1是根据一个示范性实施例包括电池系统的机动车的透视图。
图2是根据另一个示范性实施例包括电池系统的机动车的剖视示意图。
图3-4是根据一个示范性实施例用于在机动车内使用的电池系统的局部剖视图。
图5-8是根据不同的示范性实施例具有热管理系统的电池系统的示意图。
图9-11是根据一个示范性实施例具有热泵的电池系统的示意图。
图12A是根据一个示范性实施例具有热管理系统的电化学电池的局部截面图。
图12B是根据一个示范性实施例的图12A中电化学电池的顶视图。
图12C是根据一个示范性实施例具有热管理系统的方形电化学电池的顶视图。
图13A-13H是根据不同的示范性实施例具有热管理系统的电池系统的示意图。
图14是根据一个示范性实施例用于在热管理系统内使用的固态涂层的详细示意图。
图15是根据一个示范性实施例用于在热管理系统内使用的固态涂层的详细透视图。
图16是根据一个示范性实施例用于为电池系统提供热管理系统的方法流程图。
具体实施方式
图1是形式为汽车(例如轿车)的机动车10的透视图，其中具有用于为机动车10提供全部或一部分原动力的电池系统20。这样的机动车10可以是电动车(EV)、混合动力电动车(HEV)、充电式混合动力电动车(PHEV)或其他类型的利用电力来推进的机动车(统称为“电动车”)。
尽管机动车10在图1中被示出为轿车，但是机动车类型可以根据其他的示范性实施例而有所不同，所有的机动车类型都应被认为是落在本公开的范围内。例如，机动车10可以是卡车、公共汽车、工业用车辆、摩托车、休闲车、船或任意其他类型的可以受益于使用电力作为其全部或部分推进动力的机动车。
尽管电池系统20在图1中被示出为位于机动车的后备箱或后部，但是根据其他的示范性实施例，电池系统20的位置也可以不同。例如，电池系统20的位置可以根据车辆内的可用空间、车辆期望的配重平衡、跟电池系统20一起使用的其他部件(例如电池管理系统、排气管、冷却设备等)的位置以及各种其他的考量因素来选择。
图2根据一个示范性实施例示出了设置为HEV形式的机动车10A的剖视示意图。电池系统20A朝向机动车10A的后部设置在油箱12附近(电池系统20A可以设置为紧邻油箱12或者可以设置在机动车10A后部的独立舱室(例如后备箱)内或者可以用其他方式设置在机动车10A内)。内燃机14被设置用于在机动车10A利用汽油动力推进机动车10A时使用。电机16、动力分配设备17和发电机18也被设置作为机动车驱动系统的一部分。
这样的机动车10A可以仅由电池系统20A或仅由发动机14或者由电池系统20A和发动机14提供动力或驱动。应该注意的是根据其他的示范性实施例也可以使用其他类型的机动车和车辆驱动系统所用的结构，并且图2中的示意图不应被认为是限制本申请中介绍主题的范围。
根据各种示范性实施例，电池系统20，20A的尺寸、形状和位置，机动车10，10A的类型，机动车的技术类型(例如EV、HEV、PHEV等)，以及电池化学等特征均可不同于图示和说明的内容。
现参照图3-4，根据一个示范性实施例示出了电池系统21的局部剖视图。根据一个示范性实施例，电池系统21负责用于封装和包含电化学电池或蓄电池24，将电化学电池24彼此连接和/或连接至机动车电子系统中的其他部件，以及调节电化学电池24和电池系统21的其他特征。例如，电池系统21可以包括负责用于监测和控制电池系统21的电气性能、管理电池系统21的热行为、容纳和/或分流流出物(例如可从电池24排出的气体)以及电池系统21其他方面的特征。
根据如图3-4所示的示范性实施例，电池系统21包括封装电池系统21中部件的封盖或壳体23。电池系统内包括并排置于壳体23内的两个电池模块22。根据另一些示范性实施例，电池系统21内可以根据电池系统21的期望功率和其他特性包含不同数量的电池模块22。根据另一些示范性实施例，电池模块22可以设置为不同于并排的结构(例如端到端等)。
如图3-4所示，电池系统21还包括位于电池系统21一端的高压接插件28和位于电池系统21与第一端相对的第二端的维修断开装置30。高压接插件28将电池系统21连接至机动车10。维修断开装置30在由用户致动时将两个独立的电池模块彼此断开，由此将电池系统21的总电动势降低一半以允许用户维修电池系统21。
根据一个示范性实施例，每一个电池模块22都包括多个电池监督控制器(CSC)32以根据需要监测和调节电化学电池24。根据其他的各种示范性实施例，CSC 32的数量可以有所不同。CSC 32被安装在图示为布线板34(例如印刷电路板)的元件上。布线板34包括用于将CSC 32连接至各个电化学电池并且将CSC 32连接至电池系统21的电池管理系统(未示出)的必要线路。布线板34还包括用于使这些连接可行的各种接插件(例如温度接插件、电气接插件、电压接插件等)。
仍然参照图3-4，每一个电池模块22都包括多块电化学电池24(例如锂离子电池、镍氢电池、锂聚合物电池等或者其他类型的现在已知或今后研发的电化学电池)。根据一个示范性实施例，电化学电池24通常是被设置用于存储电荷的柱状锂离子电池。根据另一些示范性实施例，电化学电池24可以具有其他的物理结构(例如椭圆形、方形、多边形等)。电化学电池24的容量、尺寸、设计和其他特征根据其他的示范性实施例也可以不同于图示的内容。
每一块电化学电池24都利用以汇流条36或类似元件的形式设置的接插件被电耦合至一块或多块其他的电化学电池24或电池系统21中的其他部件。根据一个示范性实施例，汇流条36被容纳或包含在汇流条固定器37内。根据一个示范性实施例，汇流条36由导电材料例如铜(或铜合金)、铝(或铝合金)或者其他合适的材料构成。根据一个示范性实施例，汇流条36可以通过焊接(例如电阻焊接)或者通过使用紧固件40(例如螺栓或螺钉可以被容纳在汇流条36一端的孔内并拧入其中一个端子38，39的螺孔内)而耦合至电化学电池24的端子38，39。
现参照图5-8，根据各种示范性实施例示出了用于电池系统的几种热管理系统。各种热管理系统被设置用于冷却和/或加热位于电池系统的一个或多个电池模块内的个体电池。热管理系统被设计用于在控制系统(例如电池管理系统)确定电池系统内的个体电池需要冷却和/或加热时将冷却和/或加热气体或流体(例如空气)送入电池系统内。
根据一个示范性实施例，每一种热管理系统都可以包括围绕电池系统中的一个或多个电池模块设置的壳体。热管理系统还可以包括引入壳体内和/或从壳体引出的管路。管路可以由适当的材料例如金属(譬如金属板)或塑料(譬如聚乙烯、聚丙烯、PVC等)制成。热管理系统可以进一步包括位于引入壳体内和/或从壳体引出的管路内的一个或多个控制阀。
根据一个示范性实施例，(例如通过输入管路)送入壳体内的冷却/加热流体(例如热管理流体)围绕电池模块中的电池流动。根据另一个示范性实施例，冷却/加热流体在电池模块的电池之间和其中流动。根据这些实施例，电池模块可以包括也可以不包括其自身的围绕电池的壳体。
根据另一个示范性实施例，冷却/加热流体在包含电池的电池模块的壳体外部提供。例如，输入管路将冷却/加热流体引导至包含电池的壳体，并且冷却/加热流体不再进入壳体而是直接在壳体下方、侧方和/或上方流过。用这种方式，热管理系统中的冷却/加热流体就与电池模块中的电池(和壳体)完全分离(也就是在外部)。
使冷却/加热流体在电池模块的壳体外部不但允许系统(也就是电池)的正常热管理，而且还将冷却/加热流体与可从系统内的电池排出的任何气体和/或电解质隔离。因此，在电池排放的情况下，车厢空气就不会与排放的气体和/或电解质混合。另外，在液态冷却/加热流体(例如水，水/乙二醇的混合物)的情况下，可以消除液体漏入电池室和高压区域的故障模式。
参照图5，根据一个示范性实施例示出了热管理系统121。热管理系统121被设置用于根据车厢内空气的温度利用来自机动车(例如机动车10，10A)车厢内的空气加热或冷却电池系统120。热管理系统121可以是开环或闭环系统。例如，空气可以从连接至车厢的管路或管道(例如进气管130)进入电池壳体123以加热或冷却电池系统120，并随后通过附加管路(例如排气管134)分流返回车厢(闭环系统)或从机动车流出(开环系统)。根据一个示范性实施例，排气管134包括与壳体123流体连通的第一部分131，与第一部分131流体连通的第二部分132以及同样与第一部分131流体连通的第三部分133。
根据一个示范性实施例，控制阀(例如进气阀140)在管路130内位于车厢和通往电池系统的入口之间。进气阀140根据需要打开或关闭以提供加热或冷却空气。根据一个示范性实施例，进气阀140由控制系统(例如BMS)控制。根据另一个示范性实施例，阀可以由例如在美国专利US4976327中图示和介绍的自动形状记忆合金构成，通过引用将其全部公开内容并入本文。自动形状记忆合金阀根据其周围流体(例如空气)的温度而打开或关闭，根据设计自动打开或关闭以满足电池系统120的冷却/加热要求。
根据另一个示范性实施例，控制阀(例如排气阀150)可以设置在排气管134内。排气阀150用于根据流出的加热或冷却空气的温度引导加热或冷却空气返回机动车的车厢或者排放到机动车以外的大气中。例如，在将来自车厢的空气用于冷却电池系统120的情况下，如果离开电池系统120的空气比机动车以外的空气温度更低，那么排气阀150就引导冷却空气返回车厢。但是，如果离开电池系统120的空气比机动车以外的空气温度更高，那么排气阀150就将(现已升温的)冷却空气引导到机动车以外。用这种方式，机动车的车厢用空调系统就只用较低温度的空气来冷却以达到工作更加高效的目的。
在将来自车厢的空气用于加热电池系统120的情况下，如果离开电池系统120的空气比机动车以外的空气温度更高，那么排气阀150就引导冷却空气返回车厢。但是，如果离开电池系统120的空气比机动车以外的空气温度更低，那么排气阀150就将(现已冷却的)加热空气引导到机动车以外。用这种方式，机动车的车厢用加热系统就只用较高温度的空气来加热以达到工作更加高效的目的。
根据一个示范性实施例，排气阀150被设置用于如果检测到电池系统120的某种状态则无论加热或冷却流体的温度如何都将加热或冷却空气分流到大气中而不是将加热或冷却空气送回车厢内。电池系统120的一种这样的状态是当来自个体电池内的气体已被释放时(例如排放状态)。排放状态可以导致有气体被释放到加热或冷却空气的路径内。
根据一个示范性实施例，排气阀150可以被设置为保持该位置(分流至大气)直到修好电池系统120为止。根据另一个示范性实施例，排气阀150可以在一段延时(例如两秒，两分钟等)后恢复用最高效的方式引导加热或冷却空气，目的是为了让排放状态期间释放的气体离开电池系统120和机动车。
根据一个示范性实施例，排气阀150的打开和/或关闭可以利用传感器(例如利用压力传感器，电解质传感器等)确定排放状态是否已出现从而以实际的排放状态为基础。根据另一个示范性实施例，排气阀150的打开和/或关闭可以用通常指示很可能有排放状态的其他状态(例如电池温度和充电状态是否在增加)为基础。
现参照图6，根据另一个示范性实施例示出了用于电池系统220的热管理系统231。热管理系统231包括被设置用于从两个来源接收加热和/或冷却流体(例如空气)的进气管230(也就是双源入口)。根据一个示范性实施例，两个来源可以包括来自机动车车厢的空气和来自机动车外部的空气。根据另一个示范性实施例，空气可以来自不同的来源(例如图7所示来自机动车的排气)。如图6所示，根据一个示范性实施例，进气管230包括与壳体223流体连通的第一部分235，与第一部分235和车厢进气口流体连通的第二部分236以及与第一部分235和外部空气入口流体连通的第三部分237。
根据一个示范性实施例，热管理系统231根据需要向电池系统220中的电池224供应加热和/或冷却空气。根据一个示范性实施例，如果电池系统220需要冷却并且机动车车厢内的空气比机动车外部的空气更凉，那么控制阀(例如进气阀240)即被定位成使来自车厢的冷却空气进入电池系统220的壳体223以冷却电池模块222中的电池224。另一方面，如果机动车外部的空气比车厢内的空气更凉(例如在车辆已被置于高温阳光下从而使车辆内的温度高于车辆外的温度之后)，那么进气阀240即被定位成使较凉的外部空气进入电池系统220以冷却电池224。一旦车厢内的空气变得比机动车外部的空气更凉，进气阀240即可随之改变阀位。
根据一个示范性实施例，热管理系统还包括排气管234内的控制阀(例如排气阀250)，其被设置用于分流冷却或加热空气返回车厢或送往机动车以外的外部环境。排气阀250的操作可以类似于如图5所示和如上所述的排气阀。
现参照图7，根据另一个示范性实施例示出了用于电池系统320的热管理系统321。热管理系统321包括进气管330，其类似于图6所示的管路230被设置用于从两个来源接收加热和/或冷却流体(例如空气)(也就是双源入口)。根据该示范性实施例，加热和/或冷却流体的第一来源是来自机动车的车厢，而加热流体的第二来源是来自机动车的排气。加热流体的第二来源可以直接连接至机动车的排气或者可以是例如由排气通过热交换器加热的空气而并不包括真正的排气。对于直接连接至机动车排气的实施例，(例如图7中所示的)排气阀350在排气管334内被定位成使得排气被引入大气(而不是机动车的车厢)。
根据一个示范性实施例，热管理系统321包括类似于图6所示进气阀240的控制阀(例如进气阀340)。进气阀340被设计用于根据需要允许加热和/或冷却空气进入电池系统320以加热或冷却电池324。例如，如果电池模块322中的个体电池324需要加热，那么进气阀340就被定位成允许来自机动车排气(或者由排气加热)的加热空气进入电池系统320以加热电池模块322中的电池324。但是，如果电池模块中的电池324需要冷却，那么进气阀340就被定位成允许来自机动车车厢的冷却空气进入电池系统320以冷却电池模块322中的电池324。
热管理系统321还包括排气管或管道334并且可以将加热和/或冷却空气分流至外界大气或送回机动车的车厢内。排气管334可以包括排气阀350，其中排气管334和排气阀350类似于图5和图6所示及以上介绍的内容。
现参照图8，根据另一个示范性实施例示出了用于电池系统420的热管理系统321。热管理系统包括进气管430，其被设置用于从用于加热和/或冷却电池系统的三个独立来源接收加热和/或冷却流体(例如空气)。根据一个示范性实施例，第一来源是来自机动车车厢的空气，第二来源是来自机动车外部的空气，并且第三来源是来自机动车的排气(或者由机动车排气通过例如热交换器加热的空气)。由于第三来源是来自机动车的排气，(例如图8中所示的)排气阀450在排气管434内被定位成使得排气被引入大气(而不是机动车的车厢)。
如图8所示，根据一个示范性实施例，进气管430包括与壳体423流体连通的第一部分435，与第一部分435和车厢进气口流体连通的第二部分436，与第一部分435和排气入口流体连通的第三部分437以及与第一部分435和外部空气入口流体连通的第四部分438。根据图8所示的示范性实施例，第五或中间部分439被设置在第一部分435和第二部分436之间并与之流体连通。
根据一个示范性实施例，至少一个控制阀(例如进气阀440，442)被用于引导冷却和/或加热流体的流动。根据图8所示的示范性实施例，示出了两个进气阀440，442。第一进气阀440位于车厢空气入口和外部空气入口之间。第二进气阀442位于车厢/外部空气入口和排气入口之间(即位于其下游)并控制是将来自车厢/外部空气入口的空气引导至电池模块422还是将来自排气入口的空气引导至电池模块422。
进气阀可以类似于图5-7中所示和以上介绍的进气阀进行控制。例如，如果电池模块422中的电池424需要冷却，那么第一进气阀440就根据哪一个来源更凉而被定位成从车厢或者从机动车外部提供冷却空气。在此情况下，第一进气阀440可以根据车厢空气和外部空气的相对温度改变阀位，目的是为了向电池系统420提供最凉的空气来冷却电池424。在冷却时，第二进气阀442被定位成(例如关闭)以切断来自排气系统的加热空气。可选地，如果电池模块422中的电池424需要加热，那么第二进气阀442就被定位成(例如打开)以阻止来自车厢或机动车外部的冷却空气并允许来自排气系统的加热空气加热电池模块422中的电池424。
热管理系统421还包括排气管或管道434并且可以将加热和/或冷却流体分流至外界大气或送回机动车的车厢内。排气管或管道434可以包括排气阀450，其中排气管434和排气阀450类似于图5-7所示和以上介绍的内容。
现参照图9-11，示出的电池系统520根据示范性实施例包括热泵530(或热机)。如图9-11所示，热泵被直接连接至电池模块522并且是电池系统520的一部分。但是，根据其他的示范性实施例，热泵530也可以间接连接至电池模块522和/或可以位于电池系统520以外(例如在机动车的另一部分内)。热泵530被设置用于根据具体应用的要求来加热和/或冷却电池模块522中的个体电池(未示出)。因此，传热在电池模块522和热泵530之间进行。
现参照图10，热泵530被示出为给电池模块522提供冷却。热泵530包括压缩机532、冷凝器534、膨胀阀536和蒸发器538，上述所有装置都通过管道或制冷剂管线540相连。热泵530还包括由压缩机532加压并在系统中循环的气态工作流体(例如制冷剂譬如R-12、R-134a等)。在离开压缩机532时，工作流体即为高温和高压气体。工作流体随后在冷凝器534(例如第一热交换器)内冷却，直到其冷凝为高压的中等温度液体为止。在冷凝器534内，工作流体例如由机动车外部的空气(譬如在机动车行进时)或者由来自机动车空调系统的空气进行冷却(也就是向外部环境释放热量)。
冷凝的工作流体随后流过膨胀阀536以降低工作流体的压力。低压工作流体随后流入蒸发器538(例如第二热交换器)内。在蒸发器538内，工作流体例如通过从电池模块522中的电池吸收热量而蒸发为气体，由此冷却电池模块522中的个体电池。工作流体随后返回压缩机532并重复上述循环。
如图11所示，通过让工作流体在热泵系统内反向流动，热泵530即可为电池模块522提供加热。在此情况下，工作流体作为高温和高压气体离开压缩机532进入冷凝器534。在冷凝器534内，工作流体通过向电池模块522内释放热量而冷却，由此加热个体电池。工作流体在冷凝后作为高压的中等温度液体离开冷凝器534。工作流体随后流过膨胀阀536以降低工作流体的压力。工作流体随后流过蒸发器536，工作流体在此从外部来源(例如外部空气、排气、加热的车厢空气等)吸收热量并蒸发为气体。工作流体随后流至压缩机532并重复上述循环。
根据一个示范性实施例，电池系统520可以被设置为具有仅设计用于冷却电池模块522(例如图10所示)或者仅设计用于加热电池模块522(例如图11所示)的热泵530。根据另一个示范性实施例，热泵530可以被设置用于根据电池系统520的具体应用来冷却和加热电池模块522。在此情况下，工作流体在热泵系统530中的流动可以简单地根据应用的冷却或加热要求而转向。
装有如图9-11所示的独立热泵系统的一项优点是热泵530可以针对电池系统520的冷却和/或加热要求而特别成型。在此情况下，电池系统520不需要依靠外部加热源和/或冷却源例如机动车的空调系统和/或加热系统为电池模块522提供加热和/或冷却。另外，在电池系统520内封装独立的热泵530就允许电池系统520适合(例如在机动车内)使用而无需单独的冷却和/或加热连接。
现参照图12A-15，根据各种示范性实施例示出了用于电池系统的热管理系统。热管理系统可以被设置用于根据电池系统的要求来加热和/或冷却电池模块中的电池。
如图12A-15中所示，热管理系统利用珀尔帖效应来加热和/或冷却电池。珀尔帖效应是一种涉及将电压转化为温度差或相反的热电效应。根据一个示范性实施例，通过输送单路电流通过两种不同类型的材料，在两种不同类型材料的结点之间就会出现温度差，形成一个低温面和一个高温面。应该注意的是尽管图12A-13H所示珀尔帖系统中的具体部件(也就是两种不同类型的材料，结点等)被示意性地示出，但是部件的实际详细设置方式则是在图14-15中示出。
要注意尽管珀尔帖效应可以被用于加热和/或冷却，但是由于效率方面的原因，以下结合图12A-15提供的说明内容将仅介绍冷却。但是，本领域普通技术人员应轻易地意识到图12A-15所示系统也可以用于(例如通过颠倒电流流过两种不同类型材料的方向来)加热电池模块中的电池，并且单个珀尔帖效应系统(也就是图12A-15所示的热管理系统)即可被用于加热和冷却。
现参照图12A和12B，根据示范性实施例示出了用于个体电池624的热管理系统621。根据一个示范性实施例，电池系统(例如图3-4所示的电池系统21)内的每一块个体电池624均可包括这样的热管理系统621。根据另一个示范性实施例，仅有预定数量的个体电池624可以包括这样的热管理系统621。
根据一个示范性实施例，电池624包括壳体或容器625、盖帽或封盖626、一个或多个端子(例如正极端子627和负极端子628)、电池元件630(例如卷绕式电池元件，包括至少一个正极或阴极、至少一个负极或阳极以及设置在正极和负极中间或之间用于使它们彼此电绝缘的一个或多个隔离器)和电解质。绝缘体(例如绝缘饶匝636)可以围绕电池元件630的外侧面或外表面以及壳体625的内表面设置。
电池624还包括负极集流体632和正极集流体(未示出)。负极集流体632和正极集流体是用于将电池元件630的电极耦合至电池624的端子627，628的导电元件。例如，负极集流体将负极耦合至负极端子628且正极集流体将正极耦合至电池624的正极端子627(例如通过导电地耦合至壳体625和封盖626实现)。根据一个示范性实施例，通过焊接操作(例如激光焊接操作)将集流体耦合至电极。如图12A所示，负极端子628通过绝缘体629与封盖626电绝缘。
根据一个示范性实施例，电池元件630具有卷绕式结构，其中电极和隔离器被卷绕在设置为中空管或心轴634形式的构件或元件上。这样的结构可以可选地被称为卷芯结构。尽管心轴634被示出为设置成基本圆柱体的形状，但是根据其他的示范性实施例，心轴634也可以具有不同的结构(例如可以具有椭圆形或矩形的截面形状等)。
要注意的是尽管电池624被示出为具有基本圆柱体的形状，但是也可以具有不同的结构(例如可以具有椭圆形、方形或其他需要的截面形状)。例如，图12C示出了具有热管理系统621A的方形电池624A(将与图12B中所示相类似的特征标为具有“A”后缀的对应附图标记)。为了效率起见，以下仅详细介绍热管理系统621的特征。但是，本领域普通技术人员应该轻易地意识到这样的热管理系统也可以具有其他的电池类型、形状和结构。
作为热管理系统621的一部分，固态涂层640被设置在电池624的外侧面(例如外表面)上。固态涂层(例如第一金属641和第二金属642)构成两层金属涂层，其中两种金属是不同的(例如p型硅和n型硅，p型铋和n型铋等)，目的是为了利用珀尔帖效应。根据另一些示范性实施例，其他合适的材料也可以使用(例如碲化铋、碲化铅、锗化硅、铋-锑(包括铋锑合金)等)。根据一个示范性实施例，电绝缘材料或电绝缘层644可以设置在电池624的壳体625外侧面和固态涂层640之间。
根据一个示范性实施例，固态涂层640可以如图12A所示基本覆盖电池624的整个高度。根据其他的示范性实施例，固态涂层640可以仅覆盖电池624高度的一部分或几部分。例如，固态涂层640可以仅覆盖电池624的前半部分或前1/3部分，或者固态涂层640可以仅覆盖电池624的后半部分或后1/3部分，或者固态涂层640可以覆盖电池624的侧面顶部和电池624的侧面底部。根据其他的示范性实施例，固态涂层640可以覆盖电池624一部分或全部的顶部和/或底部。
另外，对于图12C所示的方形电池，固态涂层640A可以覆盖电池624A的一个或多个侧面。例如，固态涂层640A可以覆盖电池624A四个侧面的全部或者一部分(如图12C所示)。根据另一个示范性实施例，固态涂层640A可以覆盖电池624A单个侧面的全部或者一部分(例如仅覆盖电池624A的一端或一个侧面)。另外，根据其他的示范性实施例，固态涂层640A可以覆盖电池624A一部分或全部的顶部和/或底部。
现参照图13A-13H，根据各种示范性实施例示出了热管理系统721。出于效率的原因，以下使用不带后缀(例如“A”、“B”、“C”、“D”等)的附图标记来介绍各种热管理系统中的部件，其中以下提供的通用附图标记(在适用时)是指每一张附图13A-13H中的具体部件。
根据图13A-13D示出的实施例，与(例如图12A-C中所示)覆盖个体电池的固态涂层相反，固态涂层740被设置在电池模块722内。根据一个示范性实施例，固态涂层740可以位于电池模块722的壳体723内(正如图13A-13D中所示)。根据另一个示范性实施例，固态涂层740可以加至电池模块722的壳体723的外侧面或外表面(正如图13E-13H中所示)。
根据一个示范性实施例，可选的电绝缘材料或电绝缘层744可以被设置在固态涂层740和电池的外侧面之间(正如图13A-13D中所示)。另外，就图13E-13H而言，可选的电绝缘材料或电绝缘层(未示出)可以被设置在固态涂层740和电池模块722的壳体723的外侧面或外表面之间。应该注意的是该可选的电绝缘材料或电绝缘层(在使用时)既是电绝缘而且也是导热的，以使电池可以有效地被加热和/或冷却。这种电绝缘和导热材料的一个示例是MYLAR
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根据一个示范性实施例，壳体723可以由铜(或铜合金)、铝(或铝合金)、钢(或其他金属)、塑料(或其他聚合物)或者任意其他合适的材料制成。
根据一个示范性实施例，如图13A和13B所示，固态涂层740基本上围绕电池模块722中至少一部分或全部的电池724。在图13A中，固态涂层740被设置为充分接近电池724而并不直接接触电池724。因此，冷却(或加热)可以通过对流进行。另外，电池724可以设置为彼此接触，以使冷却(或加热)可以通过传导进行。根据一个示范性实施例，电池724外部可以包括设置在其上的可选电绝缘材料(而且是导热材料)以使一块电池与相邻的电池(或固态涂层)电绝缘。
根据图13A所示的示范性实施例，风扇或类似设备(例如风扇760A)设有热管理系统721。风扇被用于通过转移或推动(例如循环)电池模块内的空气或流体来帮助进行传热过程。另外，风扇可以(结合或取代电池模块壳体内设置的风扇而)设置在电池模块的壳体外侧以帮助进行传热过程。
根据另一个示范性实施例，如图13B-13C所示，固态涂层740基本上符合电池模块722中的电池724的至少一部分外部轮廓。在图13B中，固态涂层740可以被设置为与电池724直接接触(具备或者不具备可选的电绝缘层744)，或者充分接近电池724。因此，冷却(或加热)可以分别通过传导或对流进行。另外，电池724可以设置为彼此接触，以使冷却(或加热)也可以通过传导进行。根据一个示范性实施例，个体电池724外部可以包括设置在其上的可选电绝缘材料(而且是导热材料)以使一块电池与相邻的电池(或固态涂层)电绝缘。
根据另一个示范性实施例，如图13C所示，固态涂层740被沿着成排或成列的电池724设置。根据一个示范性实施例，固态涂层740可以基本为直线或平面，或者可以被设置为基本符合电池模块722中的电池724的至少一部分外部轮廓(正如图13C所示)。在图13C中，固态涂层740可以被设置为与电池724直接接触(具备或者不具备可选的电绝缘层744)，或者充分接近电池724。因此，冷却(或加热)可以分别通过传导或对流进行。另外，电池724可以设置为彼此接触，以使冷却(或加热)也可以通过传导进行。根据一个示范性实施例，个体电池724外部可以包括设置在其上的可选电绝缘材料(而且是导热材料)以使一块电池与相邻的电池(或固态涂层)电绝缘。另外，风扇可以设置用于电池模块722以帮助进行传热过程也就是有助于对流冷却(或加热)。
根据一个示范性实施例，电池724是柱状电池(正如图13A-13C中所示)。根据另一个示范性实施例，电池724是方形电池(正如图13D中所示)。在图13D中，固态涂层740被设置为充分接近电池724而并不直接接触电池724。因此，冷却(或加热)可以通过对流进行。另外，电池724可以设置为彼此接触，以使冷却(或加热)可以通过传导进行。根据一个示范性实施例，电池724外部可以包括设置在其上的可选电绝缘材料(而且是导热材料)以使一块电池与相邻的电池(或固态涂层)电绝缘。另外，风扇(例如图13A示出的风扇760A)可以设置用于电池模块以帮助进行传热过程(也就是有助于对流冷却或加热)。
如图13A-13D所示，固态涂层740被设置在电池模块722的壳体723内。根据一个示范性实施例，固态涂层740被设置在壳体723的内侧面或内表面上。根据一个示范性实施例，可选的电绝缘材料(而且是导热材料)可以设置在固态涂层740和壳体723的内表面之间。根据另一个示范性实施例，固态涂层740可以不接触壳体723的内表面。
根据其他不同的示范性实施例，固态涂层740可以设置在电池模块722的壳体723的局部或部分外侧面或外表面上(正如图13E-13H中所示)。正如图13E所示，固态涂层740被设置在壳体723的一部分端面上。根据另一个示范性实施例，如图13F所示，固态涂层740被设置在壳体723的一部分端面和壳体723的一部分侧面上。
根据另一个示范性实施例，如图13G所示，固态涂层740被设置在壳体723的端面上以使固态涂层基本覆盖壳体723的整个端面。根据另一个示范性实施例，如图13H所示，固态涂层740被设置在壳体723的整个端面和壳体723的整个侧面上。
应该注意到固态涂层740的多种不同结构和设置方式都是可行的，并且如图13A-13H所示的内容仅仅是这些可行性的有限数量的示例。本领域普通技术人员应该轻易地想到更多可行并且包括在本申请范围内的结构和设置方式。
根据一个示范性实施例，固态涂层740可以设置为邻接壳体723的端面和/或侧面的顶部(正如图13E-13F所示)。在该实施例中，固态涂层740的位置被选择为有助于空气(或其他流体)在壳体723内的自然循环(例如空气或流体通过对流循环)。例如，在将固态涂层740用于为电池提供冷却时，沿壳体723的顶部或顶部附近从电池724吸收热量。因为壳体723内的热量(例如用于热空气的重量小于冷空气而)自然升高，所以固态涂层740沿壳体723侧面和/或端面的顶部放置可得到更加有效的冷却。
根据一个示范性实施例，冷却板和/或散热器可以设有固态涂层740(正如图14中所示)。冷却板和散热器被设置用于帮助在电池模块壳体的内部或外部进行传热。另外，冷却板和散热器可以帮助更加均匀地冷却和/或加热电池模块内的电池。
为了让电流流过图12A-15所示各种热管理系统中的固态涂层，电压(例如直流电压)被加至固态涂层。根据一个示范性实施例，直流电压可以来自一块或多块电池和/或电池系统自身。例如对于图12A-12C所示的实施例，每一块个体电池624可以提供其自身的直流电压(例如由图12A中的电源650表示)，或者直流电压可以来自于电池系统。例如对于图13A-13D所示的实施例，电池模块722可以施加直流电压。根据另一个示范性实施例，直流电压(对于图12A-13D中的实施例)可以来自外部电源(例如用于机动车的12V启动电池，或者随后转化为直流电压的标准110V交流(AC)壁装插座)。
根据例如图13A-13D所示的各种示范性实施例，功率源或电源750可以位于电池模块722的电池壳体723的内部或外部。根据另一个示范性实施例，在如图13C所示的多固态涂层系统的情况下，单独的电源750被设置用于每一个固态涂层系统740。根据另一些示范性实施例，单个公用电源750被设置用于多固态涂层系统740。
根据另一个示范性实施例，热管理系统621，721被设置用于从标准110V交流(AC)壁装插座接收电力。在此情况下，110V交流电压应被转化为直流电压。根据一个示范性实施例，AC/DC转换器可以被设置为电池模块或电池系统的一部分。
根据另一个示范性实施例，热管理系统621，721可能只有在给电池系统充电时例如在机动车停车且电池系统被插入标准110V交流电压壁装插座时才需要工作。在此情况下，电池系统在机动车运行时可能不需要通过热管理系统提供冷却。但是，电池系统(及其部件)仍然可以由机动车行进时吹过和/或围绕电池系统的空气移动(例如通过被动冷却)而冷却。
参照图14，根据一个示范性实施例示出了(例如在热管理系统621，721中使用的)固态涂层840中单个结点的详细示意图。第一金属841(例如p型材料)(例如通过导体845)串联地电连接至第二金属842(例如n型材料)。通过向第一金属841和第二金属842的自由端施加(例如来自电源850的)电压而使电流流过固态涂层840。热量通过p型材料内的正载流子(空穴)和n型材料内的负载流子(电子)从电池(例如从可选的冷却板846)运送(例如转移、传递等)到固态涂层840的相对侧(例如可选的散热器848)。
实际上，(例如利用导体845)将多对结点串联地电连接在一起(如图15所示)以建立一个大的固态涂层840，具有第一或正极接插件860和第二或负极接插件870。尽管图15中示出的固态涂层840相对平坦，但是固态涂层840也可以根据其他的示范性实施例(例如图12A-12B和13B-13C的各种实施例所示)具有其他的形状。
根据一个示范性实施例，冷却板846和/或散热器848可以由铜(或铜合金)、铝(或铝合金)或者其他合适的材料制成。根据另一个示范性实施例，冷却板846和/或散热器848可以被排除在设计之外。应该注意如果将流过固态涂层840的电流反向，那么就可以实现电池的加热。因此，在本实施例中，热量由(用作冷却板的)散热器848吸收，经过固态涂层840，并随后从(用作散热器的)冷却板846释放。
根据电池外侧面(例如电池壳体)是否在进行充电，可选的电绝缘材料或电绝缘层844可以设置在固态涂层840和电池外侧面之间(例如在可选的冷却板846和导体845之间)。另外，可选的电绝缘材料或电绝缘层849可以设置在固态涂层840和外部环境之间(例如在导体和可选的散热器848之间)。应该注意的是这些可选的电绝缘材料或电绝缘层(在使用时)既是电绝缘而且也是导热的，以使电池可以有效地被加热和/或冷却。这种电绝缘和导热材料的一个示例是MYLAR
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通过利用珀尔帖效应，(通过直流(DC)电压)加至固态涂层840的电流就产生用于冷却电池的温度梯度。在固态涂层的低温侧(也就是靠近电池主体的一侧)吸收热量，同时从固态涂层840的高温侧(也就是远离电池主体的一侧)释放热量。如上所述，如果反转电流的方向，那么固态涂层840即可被用于加热电池。
使用固态涂层冷却(和/或加热)电池提供了若干优点。一是没有移动部件或组件，导致很少或无需维护冷却系统。固态系统还不需要制冷剂例如可能有害的CFC。而且，冷却/加热系统可以(通过电压和电流)轻易控制，允许准确和高效的控制电池的温度。
根据另一个示范性实施例，风扇或类似设备(例如图13A所示的风扇760A)可以设有图5-15所示和如上所述的热管理系统。例如，风扇可以被用于通过转移或推动(例如循环)电池模块内的空气或流体来帮助进行传热过程。另外，风扇可以(结合或取代电池模块壳体内设置的风扇而)设置在电池模块的壳体外侧以帮助进行传热过程。根据另一个示范性实施例，各种热管理系统可以被设置用于接受强迫通风(例如在机动车行进时)以帮助进行传热过程。在本实施例中，简单地关闭设置在电池模块的壳体外部的风扇即可(或者根本不设置风扇)。
现参照图16，根据一个示范性实施例示出了为电池系统提供热管理的方法900的流程图。方法900包括确定电池系统中电池温度的第一步骤902。这可以通过例如获取设置在至少一个或部分电池上或电池附近的热传感器的温度来完成。
方法900还包括确定是否需要加热电池的第二步骤904。根据一个示范性实施例，如果电池温度小于第一预定温度，电池就要在方法900的第三步骤906(例如通过图5-15所示的任意热管理系统)进行加热。
根据一个示范性实施例，第一预定温度约为0摄氏度。根据另外的示范性实施例，第一预定温度在负10摄氏度到10摄氏度之间。但是，根据另一些示范性实施例，第一预定温度可以是任意合适的温度。
方法900还包括给电池充电的第四步骤908。根据一个示范性实施例，一旦电池温度达到(或超过)第一预定温度电池就开始充电。根据一个示范性实施例，电池的加热可以在电池充电期间继续。例如，电池可以进行加热(同时仍然进行充电)，直到电池温度达到(或超过)第二预定温度为止。一旦电池达到第二预定温度就停止加热电池但是充电仍然继续(也就是只要需要充电就充)。根据另一个示范性实施例，电池可以不在电池充电期间加热。
根据一个示范性实施例，第二预定温度约为25摄氏度。根据另外的示范性实施例，第二预定温度在10摄氏度到35摄氏度之间。但是，根据另一些示范性实施例，第二预定温度可以是任意合适的温度。
方法900还包括确定在电池充电期间是否需要冷却电池的第五步骤910。根据一个示范性实施例，如果电池温度大于第三预定温度，电池就要在方法900的第六步骤912(例如通过图5-15所示的任意热管理系统)进行冷却。
根据一个示范性实施例，第三预定温度约为30摄氏度。根据另外的示范性实施例，第三预定温度在15摄氏度到45摄氏度之间。但是，根据另一些示范性实施例，第三预定温度可以是任意合适的温度。
根据一个示范性实施例，电池的充电在冷却电池期间继续。例如，一旦电池达到(或超过)第三预定温度就开始冷却电池并继续给电池充电。根据一个示范性实施例，热管理系统在电池充电期间努力将电池保持在第四预定温度下。根据一个示范性实施例，第四预定温度等于在第二预定温度(也就是停止加热电池的温度)和第三预定温度(也就是最初开始冷却电池的温度)之间的范围内的温度。在本实施例中，电池冷却继续，直到电池温度重新降至第二预定温度为止。一旦电池温度达到第二预定温度就停止冷却电池但是充电仍然继续(也就是只要需要充电就充)。如果充电继续并且电池温度再次达到第三预定温度，电池的冷却就再次开始。
根据另一个示范性实施例，第四预定温度等于第三预定温度(也就是开始冷却电池的温度)。在本实施例中，电池进行冷却以使电池的温度保持在第三预定温度下(或者近似保持在上下几度的范围内)。一旦电池的温度重新降至第三预定温度以下(或者低于第三预定温度预定量)，那么就停止冷却电池但是仍继续充电(也就是只要需要充电就充)。如果充电继续并且电池温度再次达到(或超过)第三预定温度，电池的冷却就再次开始。
根据另一个示范性实施例，第四预定温度等于某一另外的合适温度(或温度范围)。根据另一个示范性实施例，电池可以不在冷却电池期间充电。也就是说，电池的充电可以停止，直到电池被冷却回到预定温度(也就是第四预定温度)为止。
最后，方法900包括完成充电的第七步骤914。一旦电池已经达到完全充电，电池的充电即被停止。根据一个示范性实施例，一旦充电停止，电池的加热和/或冷却也随即停止(也就是如果加热或冷却还在进行那就停止)。根据另一个示范性实施例，电池的加热和/或冷却可以继续(例如直至电池温度达到预定温度为止)。
根据另一个示范性实施例，(图12A-13H所示和如上所述的)热管理系统621，721可以在方法900中使用。例如，如果在第二步骤904确定电池需要加热(例如电池温度低于第一预定温度)，那么就(以第一方向)向热管理系统621，721中的固态涂层640，740施加电流以为电池系统中的电池提供加热。然后，一旦电池已经充分升温(例如电池的温度已经达到(或超过)第一预定温度)，就开始给电池充电。
电池的加热(在充电期间)可以继续，直到电池温度达到预定温度(例如电池温度已经达到(或超过)第二预定温度)为止。可选地，无需通过热管理系统621，721对电池有任何加热即可进行充电。应该注意电池的温度可能会由于电池的充电而继续升高。在任何一种情况下，一旦不再需要给电池加热，送往固态涂层640，740的电流即被中止或切断。
一旦电池温度达到预定温度(例如电池温度已经达到(或超过)第三预定温度)，就要进行电池冷却。根据该示范性实施例，(沿与第一方向相反的第二方向)向热管理系统621，721中的固态涂层640，740施加电流以为电池提供冷却。电池可以继续冷却直至达到设定温度为止(例如电池温度已经达到(或超过)第四预定温度)，或者直至电池的充电完成为止。在任何一种情况下，一旦不再需要冷却电池，送往固态涂层640，740的电流即被中止或切断。
根据方法900使用热管理系统621，721提供了若干优点。一种这样的优点是电池的加热和/或冷却可以在电池系统中的电池充电期间(例如在将机动车停在车库内过夜时)轻易地进行。而且，热管理系统621，721不需要移动部件或迫使液体流动(不过应该注意到热管理系统621，721可以可选地(在电池系统内部或外部)使用风扇以帮助进行传热过程)。而且，热管理系统621，721通过简单地让流过固态涂层640，670的电流反向(也就是改变其方向)就能够轻易和高效地从加热模式切换至冷却模式(或相反)。用这种方式，电池系统中的电池即可轻易地保持在电池具有最优充电接受度的温度下(或温度范围内)(也就是电池具有足够高的温度以具有小内阻，而且具有足够低的温度以使电池不会过快地老化)。
应该注意在本申请其他实施例中给出的热管理系统(正如图5-11所示)也可以用于实现方法900，正如本领域普通技术人员可以轻易想到的那样。
还应该注意本文所述和图1-16中所示内容所有可行的变形和修改均可应用于本申请中包括的任意和全部的独立实施例。例如，图12A-13H中的热管理系统可以与图5-11所示的任何其他的热管理系统相结合。例如，具有珀尔帖效应热管理系统的电池系统正如图12A-13H中所示可以设置为使用来自例如图5-11所示热管理系统的冷却空气。由此，珀尔帖效应的热管理系统即可冷却电池，同时冷却空气或热泵可以从珀尔帖效应热管理系统的外部固态涂层中带走释放的热量。
根据一个示范性实施例，一种电池系统包括多块电化学电池以及被设置用于加热和/或冷却电化学电池的热管理系统。热管理系统可以包括入口、出口以及被设置用于将加热和/或冷却流体引导至电池系统以加热和/或冷却电池的至少一个控制阀。入口可以被连接至加热和/或冷却流体的一个来源、两个来源或三个来源。
根据另一个示范性实施例，热管理系统还可以包括被设置用于加热和/或冷却电化学电池的热泵。热泵包括由压缩机通过冷凝器、膨胀阀和蒸发器实现循环的工作流体。热泵可以被设置为电池系统内的整体系统，或者可以被设置在电池系统外部。
根据另一个示范性实施例，热管理系统还可以包括至少部分围绕电化学电池的珀尔帖效应固态涂层以用于加热和/或冷却电化学电池。固态涂层可以至少部分地围绕每一块个体电化学电池，或者可以至少部分地围绕一组电化学电池。
如本文中所用的术语“近似”、“大约”、“基本上”和类似术语应被理解为通常用法以及本公开主题所涉及领域的普通技术人员所接受的用法相一致的广泛含义。研读本公开的本领域技术人员应该理解这些术语只是为了允许说明介绍和主张的某些特征而并不是要将这些特征的范围限制成提供的精确数值范围。因此，这些术语应被解读为指示所介绍和主张的被认为是落在本发明如所附权利要求所述范围内的主题内容的非实质或不重要的修改或改变。
应该意识到如本文中用于描述各种实施例的术语“示范性”是为了表示这些实施例是可行的示例、表达和/或可行实施例的说明(并且这样的术语并不意味着这些实施例一定是特殊或最好的示例)。
如本文中所用的术语“耦合”、“连接”等是指将两个元件直接或间接地彼此相连。这样的连接可以是静止的(例如固定连接)或可移动的(例如可拆除或可释放的连接)。这样的连接可以用彼此整体成形为一个整体的两个元件或两个元件和任意附加的中间元件实现，或者用彼此相连的两个元件或两个元件和任意附加的中间元件实现。
本文中对元件位置的说明(例如“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”等)仅仅是用于描述图中不同元件的取向。应该注意各个元件的取向可以根据其他的示范性实施例而有所不同，并且这些变形应被认为是由本公开涵盖。
重要的是应注意如各种示范性实施例中所示用于电池系统的热管理系统的结构和设置方式仅仅是说明性的。尽管在本公开中仅详细介绍了几个实施例，但是研读本公开的本领域技术人员应该轻易地意识到很多修改(例如各种元件的规格、尺寸、结构、形状和比例的变化，参数值的变化，安装设置方式的变化，使用的材料、颜色、取向的变化等)都是可行的而并不实质背离本文中介绍主题的新颖教导和优点。例如，图示为整体成形的元件可以被构造为多个部件或元件，元件的位置可以颠倒或以其他方式改变，并且离散元件的性质或数量或位置均可修改或改变。任何过程或方法步骤的顺序或次序可以根据可选实施例而改变或重新排序。还可以对各种示范性实施例的设计、运行条件和设置方式进行其他的替换、变形、修改和省略而并不背离本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种电池系统，包括：
设置在壳体内的多块电化学电池；以及
被设置用于向电化学电池提供加热或冷却中至少一者的热管理系统，热管理系统包括固态涂层，固态涂层包括第一金属和不同于第一金属的第二金属，其中固态涂层被设置用于输送电流从中流过以建立跨越固态涂层第一表面和固态涂层第二表面的温差从而向电池提供加热或冷却中的至少一者。
2.如权利要求1所述的电池系统，其中固态涂层被设置在电池系统的壳体外部。
3.如权利要求2所述的电池系统，其中电池系统的至少一部分壳体被成形为与设置在其中的至少一部分电化学电池互补的轮廓。
4.如权利要求2所述的电池系统，其中固态涂层覆盖电池系统的一部分壳体。
5.如权利要求2所述的电池系统，其中固态涂层覆盖电池系统壳体的一个完整侧面。
6.如权利要求2所述的电池系统，进一步包括设置在电池系统壳体内的风扇，其中风扇被设置用于帮助电池系统内的传热。
7.如权利要求2所述的电池系统，进一步包括设置在固态涂层和电池系统壳体之间的电绝缘材料。
8.如权利要求1所述的电池系统，进一步包括设置在电池系统壳体外侧的风扇，其中风扇被设置用于帮助从电池系统向外传热。
9.如权利要求1所述的电池系统，其中固态涂层被设置在至少一块电化学电池的外表面上。
10.如权利要求9所述的电池系统，进一步包括设置在固态涂层和所述至少一块电化学电池的外表面之间的电绝缘材料。
11.如权利要求9所述的电池系统，其中固态涂层覆盖电化学电池的至少一部分外表面。
12.如权利要求1所述的电池系统，进一步包括耦合至固态涂层的冷却板或散热器中的至少一者。
13.如权利要求1所述的电池系统，其中加至固态涂层的电流由电池系统提供。
14.如权利要求1所述的电池系统，其中加至固态涂层的电流从电池系统以外的部件提供。
15.一种利用如权利要求1至14中的任意一项所述的热管理系统为电池系统提供热管理的方法，所述方法包括：
确定多块电化学电池中至少一块的温度；
根据至少一块电池的温度确定是否需要加热多块电化学电池；
如果需要加热就沿第一方向对固态涂层施加电流以加热多块电化学电池；
给电化学电池充电；
根据至少一块电池的温度确定是否需要冷却多块电化学电池；并且
如果需要冷却就沿第二方向对固态涂层施加电流以冷却多块电化学电池。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106159358A (zh) * 2016-07-19 2016-11-23 超威电源有限公司 动力电池热管理装置及热管理方法
CN107819170A (zh) * 2017-11-10 2018-03-20 苏州格瑞动力电源科技有限公司 具有降温功能的锂离子电池组件
CN108215923A (zh) * 2018-02-08 2018-06-29 中国科学院电工研究所 一种电动汽车热管理系统
CN110970685A (zh) * 2019-12-18 2020-04-07 深圳市欧姆阳科技有限公司 一种电池散热泄压能量回收防爆结构、装置及其制作方法

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8974942B2 (en) 2009-05-18 2015-03-10 Gentherm Incorporated Battery thermal management system including thermoelectric assemblies in thermal communication with a battery
US20130181673A1 (en) * 2010-07-13 2013-07-18 Jean-Yves Stineau Charger for a battery for supplying power to a drive motor of a motor vehicle
US8803477B2 (en) * 2010-09-21 2014-08-12 Electricab Corporation Battery module for high-current rapid charging
US9016080B2 (en) 2011-03-18 2015-04-28 Denso International America, Inc. Battery heating and cooling system
JP5814068B2 (ja) * 2011-10-07 2015-11-17 オートモーティブエナジーサプライ株式会社 電気自動車の駆動用バッテリパック
KR20130104615A (ko) * 2012-03-14 2013-09-25 삼성에스디아이 주식회사 배터리 충전 시스템 및 그 충전 방법
DE102012103099B4 (de) * 2012-04-11 2015-01-22 Denso International America, Inc. Batterieheiz- und -kühlsystem
JP5652456B2 (ja) * 2012-10-02 2015-01-14 トヨタ自動車株式会社 温度調節システムおよび異物詰まり量の推定方法
CN104956539B (zh) * 2013-01-30 2018-06-12 詹思姆公司 基于热电的热管理系统
US9819062B2 (en) * 2014-11-14 2017-11-14 Ford Global Technologies, Llc Traction battery assembly with thermal device
US10195688B2 (en) * 2015-01-05 2019-02-05 Johnson Controls Technology Company Laser welding system for a battery module
DE102015200390A1 (de) * 2015-01-14 2016-07-14 Robert Bosch Gmbh Batterie mit thermischer Isolation
CN107690726A (zh) 2015-06-10 2018-02-13 金瑟姆股份有限公司 具有集成冷板组件的车辆电池热电装置及其组装方法
US10147984B2 (en) * 2015-07-31 2018-12-04 SynCells, Inc. Portable and modular energy storage for multiple applications
DE202016001797U1 (de) * 2016-03-21 2016-04-14 Airbus Operations Gmbh Transportvorrichtung für Lithiumbatterien in einem Flugzeug
JP6666797B2 (ja) * 2016-06-09 2020-03-18 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 車両
AU2017213598B2 (en) 2016-08-16 2023-01-05 The Raymond Corporation Cold storage charging system and method
US10744885B2 (en) * 2016-11-21 2020-08-18 Ford Global Technologies, Llc Battery pre-heating prior to fast charge
US11126210B2 (en) * 2016-12-16 2021-09-21 Donald Gross Electric valve including manual override
CN107054130B (zh) * 2017-03-31 2019-12-31 上海蔚来汽车有限公司 储能单元的冷却控制方法及系统
US10424821B2 (en) 2017-04-03 2019-09-24 Yotta Solar, Inc. Thermally regulated modular energy storage device and methods
US10873116B2 (en) * 2018-05-18 2020-12-22 Lee Fei Chen Charging device having thermoelectric module
EP3830925A4 (en) 2018-07-30 2022-03-16 Milwaukee Electric Tool Corporation BATTERY CHARGER
DE102018212710A1 (de) * 2018-07-31 2020-02-06 Robert Bosch Gmbh Elektrischer Energiespeicher, Vorrichtung und/oder Fahrzeug und Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Energiespeichers
CN210120406U (zh) 2018-10-17 2020-02-28 米沃奇电动工具公司 电池充电器
DE112019005983T5 (de) 2018-11-30 2021-09-09 Gentherm Incorporated Thermoelektrisches konditionierungssystem und verfahren
US11152557B2 (en) 2019-02-20 2021-10-19 Gentherm Incorporated Thermoelectric module with integrated printed circuit board
CZ308355B6 (cs) * 2019-03-27 2020-06-17 Nováček, Tomáš Tepelný výměník s dvojitým rozdělovačem
US11670813B2 (en) 2019-04-01 2023-06-06 Applied Thermoelectric Solutions, LLC Electrically insulative and thermally conductive parallel battery cooling and temperature control system
US11898734B2 (en) 2019-09-17 2024-02-13 Milwaukee Electric Tool Corporation Heat sink
CN112550076B (zh) * 2020-12-03 2022-08-16 上汽大众汽车有限公司 一种电池包风道的热失控防控设备
WO2024000070A1 (en) * 2022-06-28 2024-01-04 Litens Automotive Partnership Apparatus, system and method for testing an electrochemical cell under a controlled temperature condition

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030064283A1 (en) * 2001-09-28 2003-04-03 Seiichi Uemoto Battery module
JP2006127920A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Sanyo Electric Co Ltd 電源装置
CN101577354A (zh) * 2009-05-07 2009-11-11 联合汽车电子有限公司 车用电池热管理系统及其工作方法
CN101707265A (zh) * 2009-11-11 2010-05-12 惠州市亿能电子有限公司 适合混合动力汽车的新型电池管理系统

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4314008A (en) * 1980-08-22 1982-02-02 General Electric Company Thermoelectric temperature stabilized battery system
JPH11176487A (ja) * 1997-12-10 1999-07-02 Nissan Motor Co Ltd 電気自動車のバッテリ温度調整装置および調整方法
US6455186B1 (en) * 1998-03-05 2002-09-24 Black & Decker Inc. Battery cooling system
KR100648698B1 (ko) 2005-03-25 2006-11-23 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 모듈
US9172121B2 (en) 2005-12-12 2015-10-27 Temic Automotive Electric Motors Gmbh Method and device for determining the ageing of a battery
KR20080113240A (ko) * 2006-03-15 2008-12-29 닛본 덴끼 가부시끼가이샤 충전 장치 및 충전/방전 장치
FR2903060B1 (fr) 2006-06-30 2009-02-20 Valeo Equip Electr Moteur Dispositif compact d'alimentation electrique pour un vehicule automobile equipe de moyens de refroidissement regules
US20080268333A1 (en) * 2006-12-31 2008-10-30 Joseph Barrella Integral battery thermal management

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030064283A1 (en) * 2001-09-28 2003-04-03 Seiichi Uemoto Battery module
JP2006127920A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Sanyo Electric Co Ltd 電源装置
CN101577354A (zh) * 2009-05-07 2009-11-11 联合汽车电子有限公司 车用电池热管理系统及其工作方法
CN101707265A (zh) * 2009-11-11 2010-05-12 惠州市亿能电子有限公司 适合混合动力汽车的新型电池管理系统

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106159358A (zh) * 2016-07-19 2016-11-23 超威电源有限公司 动力电池热管理装置及热管理方法
CN106159358B (zh) * 2016-07-19 2018-10-09 超威电源有限公司 动力电池热管理装置及热管理方法
CN107819170A (zh) * 2017-11-10 2018-03-20 苏州格瑞动力电源科技有限公司 具有降温功能的锂离子电池组件
CN108215923A (zh) * 2018-02-08 2018-06-29 中国科学院电工研究所 一种电动汽车热管理系统
CN108215923B (zh) * 2018-02-08 2023-11-24 中国科学院电工研究所 一种电动汽车热管理系统
CN110970685A (zh) * 2019-12-18 2020-04-07 深圳市欧姆阳科技有限公司 一种电池散热泄压能量回收防爆结构、装置及其制作方法

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