CN103682512A - 电池系统 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种电池系统，包括：气密壳体；多个鼓风机，分别布置在气密壳体内的前部和后部，该多个鼓风机配置成朝向气密壳体的中部吸入和排出空气并且向气密壳体的两侧排出和吸入空气；电池组，布置在多个鼓风机之间形成多行，其中空气通道横贯各行的前部和后部；混合部，布置在气密壳体的中部多行之间，配置成混合空气；以及热电元件，布置在各个鼓风机两侧的空气流路上。

Description

电池系统

交叉引用

本申请基于35U.S.C.§119(a)要求于2012年9月7日提交的韩国专利申请第10-2012-0099402号的权益，其全部内容引入本文以供参考。

技术领域

本发明涉及通过冷却或加热电池能够提高用于车辆中的电池的效率的电池系统。

背景技术

近来，已在各个工业领域作出努力以便用电力发动机代替内燃机，以帮助解决环境问题。此处，电池在电力发动机中用作燃料的替代物，并且应通过使电动车和混合动力车中使用的电池的温度增加和降低，保持燃料效率比或耐久性的最佳状态。

许多常规的电池冷却和加热技术配置成从车辆的内部和外部抽吸空气并将空气传递至电池，以便通过空气对流来冷却电池。在用于同时冷却和加热电池的现有配置中，如上所述，可以在电池壳体内布置多个电池组和电力装置。因此，可以在吸入部和排出部布置单独的管道，从而使得用于热交换的空气流路限定在电池组内并且使空气经其流动。

进一步地，单独的流动通道可布置在电池组的外部，以使空气流路限定在其中，因此，在设计电池系统方面存在限制并且可能达不到电池用冷却配置的效率。

例如，题为“包括径向风机的电池组”的韩国专利申请第10-2012-006927A号涉及包括径向风机的电池组，其中布置径向风机使得冷却空气的输入和输出方向变得与冷却空气贯穿多个电池单元的方向垂直，从而设计更加有效的冷却空气流路。然而，在电池组的这种配置中，须为冷却气流设置单独的通道和管道，因此，冷却效果可能因很长的冷却气流而降低。

提供上述内容以帮助理解本发明的背景，而不应理解为承认其相应于本发明所属领域的技术人员已经知晓的技术。

发明内容

已作出本发明致力于解决上述与现有技术相关的问题。本发明的目的是提供电池系统，其能够使冷却气流最少化并减少加热和冷却电池系统部件所需的空间。

在一个实施方式中，该电池系统包括：基本上（substantially）气密的壳体；多个鼓风机，分别布置在气密壳体内的前部和后部，该多个鼓风机配置成朝向气密壳体的大体中部吸入和排出空气，并向气密壳体的两侧排出和吸入空气；电池组，布置在该多个鼓风机之间形成多行，其中可以形成有横贯各行的前部和后部的空气通道；配置成混合空气的混合部，其可以形成在布置于气密壳体的大体中部多行之间；以及热电元件，可以布置在各个鼓风机两侧的空气流路上。

该多个鼓风机可以与电池组连接，以便经由电池组的空气通道朝向气密壳体的大体中部吸入和排出空气，并且向壳体内的两侧排出和吸入空气。

基本上气密的导向器（guide）可以布置在多个鼓风机与电池组之间邻近于各个鼓风机的边缘。而且，在气密导向器的开口可以分别形成有通风口，以使多个鼓风机经电池组的空气通道朝向气密壳体的大体中部吸入和排出空气，并且向气密壳体的两侧排出和吸入空气。

电池组可以与气密壳体的前部或后部以与气密导向器的宽度基本相似的预定宽度隔开。此外，热电元件可以布置在该空间内，邻近于气密导向器的通风口，以冷却或加热所排出的空气。而且，散热片可以布置在热电元件上，其中散热片的方向可以与排出或吸入的空气的方向基本上相同。

布置在气密导向器两侧的通风口可以在竖直方向上偏移（o倦et），并且热电元件可以布置在气密壳体的上端或下端，邻近于通风口，并且散热片可以指向壳体的内部。

此外，多个电池组可以并排或彼此相邻布置，以在其间形成多行，由此电池组可以基本上靠近气密壳体的上端和下端的内表面。此外，在多个电池组的该布置中，在多行之间可以形成有朝着各个鼓风机侧延伸的隔板（diaphragm），这样，从多个鼓风机排出或吸入的空气可以基本上均匀地分布在各电池组中。

而且，具有预定宽度的多个水平空气通道可以布置在电池组内。电池组可以由多个竖直重叠的电池单元组成。该多个空气通道可以由布置在重叠电池单元的上下表面上的槽形成。

此外，多个鼓风机可以分别布置在气密壳体的前部和后部的大体中部，并且热电元件可以布置在多个鼓风机两侧的空气流路上。

附图说明

从以下详细描述并结合附图可以更清楚地理解本发明的上述和其它特征、目的和优势，给出的附图仅仅用于示例说明，因此不是对本发明的限制，其中：

图1是示出根据本发明示例性实施方式的电池系统的示例性视图；

图2是示出根据本发明示例性实施方式的电池系统的水平方向上的示例性截面视图；并且

图3是示出根据本发明示例性实施方式的电池系统的竖直方向上的示例性截面视图。

应当理解，所附的附图并非必然是按比例的，而只是呈现说明本发明的基本原理的各种优选特征的一定程度的简化表示。本文公开的本发明的具体设计特征，包括，例如，具体尺寸、方向、位置和形状将部分取决于特定的既定用途和使用环境。

在附图中，附图标记在附图的几张图中通篇指代本发明的相同或等同部件。

具体实施方式

应理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括通常的机动车，例如，包括多功能运动车（SUV）、公共汽车、卡车、各种商务车的客车，包括各种船只和船舶的水运工具，飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、插入式混合电动车、氢动力车和其它代用燃料车（例如，来源于石油以外的资源的燃料）。如本文所提到的，混合动力车是具有两种或多种动力源的车辆，例如，具有汽油动力和电动力的车辆。

本文使用的术语仅仅是为了说明具体实施方式的目的而不是意在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一个、一种（a、an和the）”也意在包括复数形式，除非上下文中另外清楚指明。还可以理解的是，在说明书中使用的术语“包括（comprises和/或comprising）”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。

下面将参考附图描述根据本发明示例性实施方式的车辆用电池系统。

根据本发明实施方式的电池系统包括：基本上气密的壳体100；多个鼓风机300，分别布置在气密壳体内的前部和后部，该多个鼓风机配置成朝向气密壳体的大体中部吸入和排出空气并向气密壳体的两侧排出和吸入空气；电池组700，布置在多个鼓风机300之间，以形成多行720，其中可以形成有横贯各行的前部和后部的空气通道760；配置成混合空气的混合部160，可以形成在布置于气密壳体100的大体中部多行720之间；以及热电元件500，可以布置在各个鼓风机300两侧的空气流路上。

根据本发明的电池系统可以包括防止外部空气输入和输出的基本上气密的壳体100。此外，壳体内的一部分空气可能因制造误差而泄漏出气密壳体；然而，可以通过仅使用内部空气来冷却或加热电池，从而使热输出最小化并提高能量效率。

多个鼓风机300可以分别布置在壳体100内的前部和后部。各个鼓风机300朝向气密壳体的大体中部吸入空气然后将空气排出到气密壳体的两侧，或者朝向气密壳体的两侧吸入空气并将空气排出到气密壳体的大体中部。然而，由于当朝向壳体内的两侧排放空气时流动阻力可能比较小并且各个鼓风机上的超载可能降低，因此各个鼓风机可以经由电池组朝向壳体内的大体中部吸入空气，然后将空气排出到壳体侧方的空间。下面将描述多个鼓风机朝向壳体内部的大体中部吸入空气然后朝向其两侧排出空气的实施方式。

在该实施方式中，通过气密壳体的前部和后部中的各个鼓风机300，在气密壳体100的内部中可以有多个四通气流，换言之，空气流经气密壳体内部的前、后和侧方。

此外，热电元件500可以布置在各个鼓风机300的排出侧。热电元件500可以布置在气密壳体100内，其中热电元件可以接收电能并交换热，并且可以冷却气密壳体100的内部。换言之，热电元件500可以布置在各个鼓风机300的排出侧，并且可以在内部空气循环时冷却或加热气密壳体100的内部空气。

此外，该多个鼓风机300可以大致地（substantially）靠近电池组700，这样多个鼓风机300经由电池组700的空气通道760朝向气密壳体内部的大体中部吸入空气，并向气密壳体的两侧排出空气。换言之，基本上气密的导向器320可以布置在各个鼓风机300与电池组700之间邻近各个鼓风机300的边缘。此外，通风口322可以各自形成于气密导向器320的开口处。具体地，多个鼓风机300的风扇可以在基本上气密的导向器320的内部旋转，经由电池组700的空气通道760朝向气密壳体的大体中部吸入空气并经由气密壳体两侧的通风口322排出空气。在该配置中，空气吸入和空气排出可以分隔开以加速空气流动，换言之，通过将具有不同温度的空气隔开并且基本上均匀地冷却各个电池组700来提高冷却或加热效率。

而且，电池组700可以与气密壳体100的前部或后部以与气密导向器320的宽度基本相似的预定宽度隔开为120、140。此外，热电元件500可以布置在空间120、140内，邻近于气密导向器320的各个通风口322，以冷却或加热排出的空气。而且，在热电元件500可以布置有散热片520，其中散热片520的方向可以与排出空气的方向基本上相同。

在该实施方式中，壳体100内部的空气可以在各空间120、140中被冷却或加热，可被供应至电池组700，然后在气密壳体内大体中部的混合部160中混合。因此，尽管该电池系统占据壳体100内的狭窄空间，也可以省略单独的管道或通道。

具体地，通风口322可以布置在气密导向器320的各个开口处，通风口322可以在竖直方向上偏移。而且，热电元件500可以布置在气密壳体100的上端或下端，邻近于通风口322，并且散热片520可以指向气密壳体100的内部，这样可以使多个鼓风机300的排放阻力最小化，以迅速冷却系统并提高冷却或加热效率。

此外，多个电池组700可以并排或彼此相邻布置以在其间形成行720，由此，电池组可以靠近气密壳体100的上端和下端的内表面，以使空气经由电池组700循环，从而迅速传热而无需单独的通道。此外，在多个电池组700的该布置中，电池组700之间可形成有朝向各鼓风机300侧延伸的隔板900，因此从多个鼓风机300排出的空气可以基本上均匀地分配到各个电池组700。

换言之，从各个鼓风机300的排放侧排出的空气可以均匀地分配到各电池组700，因此，向各个鼓风机300侧延伸的隔板900可以布置在电池组700之间，这样冷却空气可以在各个电池组保留较长的时间段，以便通过多个鼓风机300的抽吸力在隔板900与各电池组700之间产生基本恒定的空气吸入。当未使用隔板900时，可变量的空气可以分配到各电池组700。

此外，多个具有预定宽度的水平通道760可以竖直地布置在各电池组700内，以均匀地冷却系统。电池组700可以由多个竖直重叠的电池单元720组成，其中空气通道760可以由分别形成于重叠电池单元720的上下表面上的槽形成。换言之，当电池单元720重叠时，在各电池单元720的上下表面上形成有槽的情况下，可以由槽形成空气通道760。而且，如上所述，电池组700可以靠近上下内壁布置以形成整体通道。

根据如上配置的电池系统，在电池壳体中可以不需要单独的流动管道或通道，以减少用于冷却和加热的空间以及部件数量。而且，通过实现冷却气流最少化可以防止冷却效率降低。

尽管已经参考具体实施方式说明和描述本发明，但本发明所属领域的技术人员应当理解到，可以在不偏离本发明范围的情况下对本发明进行各种改进和变化。

Claims (15)

1.一种电池系统，包括：

气密壳体；

多个鼓风机，分别布置在所述气密壳体内部的前部和后部，所述多个鼓风机配置成朝向所述气密壳体的中部吸入和排出空气并朝向所述气密壳体的两侧排出和吸入空气；

电池组，布置在所述多个鼓风机之间形成多行，其中空气通道横贯各行的前部和后部；

混合部，布置在所述气密壳体的中部所述多行之间，配置成混合空气；以及

热电元件，布置在各个鼓风机两侧的空气流路上。

2.如权利要求1所述的电池系统，其中各个鼓风机布置成靠近所述电池组，以使所述多个鼓风机经所述电池组的空气通道向所述气密壳体的中部吸入和排出空气并向所述气密壳体的两侧排出和吸入空气。

3.如权利要求1所述的电池系统，还包括：

气密导向器，布置在所述多个鼓风机与所述电池组之间邻近于各个鼓风机的边缘；以及

多个通风口，分别形成于所述气密导向器的两侧，以使各个鼓风机经所述电池组的空气通道向所述气密壳体的中部吸入和排出空气并向所述气密壳体的两侧排出和吸入空气。

4.如权利要求3所述的电池系统，其中所述电池组与所述气密壳体的前部或后部以预定宽度隔开。

5.如权利要求4所述的电池系统，其中所述热电元件布置在所述电池组与所述气密壳体的前部或后部之间，邻近于所述气密导向器的通风口，所述热电元件配置成冷却或加热排出的空气。

6.如权利要求4所述的电池系统，其中在所述热电元件上布置有多个散热片，其中所述多个散热片的方向与排出和吸入的空气方向相同。

7.如权利要求4所述的电池系统，其中布置在所述气密导向器两侧的通风口在竖直方向上偏移。

8.如权利要求4所述的电池系统，其中所述热电元件布置在所述气密壳体的上端或下端，邻近于所述通风口。

9.如权利要求4所述的电池系统，其中所述散热片指向所述气密壳体的内部。

10.如权利要求1所述的电池系统，其中所述电池组布置成邻近于第二电池组以形成所述多行并且靠近所述气密壳体的上端和下端的表面。

11.如权利要求1所述的电池系统，还包括在所述多行之间向各个鼓风机侧延伸的隔板，所述隔板配置成使从各个鼓风机排出和吸入的空气均匀分配到所述电池组。

12.如权利要求1所述的电池系统，其中具有预定宽度的多个水平空气通道竖直地布置在所述电池组中。

13.如权利要求12所述的电池系统，还包括多个竖直重叠的电池单元，其中所述空气通道由形成于所述多个电池单元的上表面和下表面上的多个槽形成。

14.如权利要求1所述的电池系统，其中所述多个鼓风机布置在所述气密壳体的前部和后部的中部。

15.如权利要求1所述的电池系统，其中所述热电元件布置在各个鼓风机两侧的空气流路上。

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