CN103682522B - 电池系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池系统，包括：气密性壳体；多个风机，布置在壳体内部的侧端并被配置成朝着气密性壳体的中间抽吸空气并将所抽吸的空气排放到气密性壳体的侧面；电池组单元，布置在气密性壳体内以形成多个行，其中空气通道贯通各个行的前部和后部并被布置在各个风机的中间部以形成抽吸流路，此外，从气密性壳体一侧的内壁留出预设距离的空间与风机的排放侧连接以形成排放流路；以及热交换装置，布置在气密性壳体内的排放流路上。

Description

电池系统

相关申请的交叉引用

基于35U.S.C.§119(a)，本申请要求于2012年9月7日提交的韩国专利申请第10-2012-0099403号的权益，其全部内容通过引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及一种电池系统，其能够通过冷却或加热电池而提高在车辆中使用的电池的效率。

背景技术

近年来，已在各个工业领域做出努力以将内燃机替换为电发动机以帮助解决环境问题。此处，电池在电发动机中用作燃料的代替品，并且应当通过升高和降低在电动车辆和混合动力车辆中使用的电池的温度而维持燃油效率比或耐用性的最佳状态。

许多常规的电池冷却和加热技术被配置成，从车辆的内部和外部抽吸空气，然后将空气输送到电池以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构造中，如上所述，可在电池壳体内部布置多个电池组和电装置。因此，可以在空气流路的抽吸部和排放部上布置单独的管道，以用于电池组内部的热交换以及在其中流动的空气流。

此外，可以在电池组的外部布置单独的流动通道以用于其中的空气流路，由此，在设计电池系统时存在限制，并且可能达不到电池的冷却配置的效率。

例如，在题为“含有径向风机的电池组”的韩国专利申请第10-2012-006927A号中，涉及一种包括径向风机的电池组，其中径向风机配置为，冷却空气的输入和输出方向与冷却空气贯通多个电池单元的方向垂直，以设计更有效的冷却空气流路。然而，在这种电池组的构造中，必须设置单独的冷却空气用的流动通道和管道，从而可能因 很长的冷却气流而降低冷却效果。

提供上述内容仅仅是为了帮助理解本发明的背景，不应将其解释为对它们相当于本发明所属领域技术人员已经知晓的技术的承认。

发明内容

本发明致力于解决上述与现有技术有关的问题。本发明的目的是提供一种电池系统，其能够使冷却气流最少化，并减少加热和冷却电池系统组件所需的空间。

在一个实施方式中，该电池系统包括：大体上（substantially）气密的壳体；多个风机，布置在气密性壳体内部的侧端，该多个风机配置成朝着气密性壳体的中间抽吸空气并将所抽吸的空气排放到气密性壳体的侧面；电池组单元，布置在气密性壳体的内部以形成多个行，其中在多个行中形成贯通各个行的前部和后部的空气通道；空气通道，布置在风机的大致中间部（middle）以形成抽吸流路；风机的排放侧沿着壳体侧面的内壁形成排放流路；以及热交换装置，布置在气密性壳体内的排放流路上。

电池组单元可以布置形成多个行和列，其中可以在用于各个抽吸流路的各个列之间布置隔板。布置在电池组单元的各个列上的风机单元被配置成将空气排放到流路B。在气密性壳体内，电池组单元可包括两个列，其中各个列上的电池组与气密性壳体的侧端内壁分隔开，以形成排放流路。电池组的上表面和下表面靠近气密性壳体的内壁而不形成流路。

风机的大致中间部可以布置成与电池组的空气通道成一线，其中风机和电池组以预定距离隔开。此外，围绕风机边缘的气密性导引（guide）可以与空气通道一起形成闭合流路。另外，可在气密性导引内形成与排放流路连接的排放口。

而且，热交换装置可以布置在气密性导引中，其中热交换装置朝向（toward）排放口。热交换装置可布置为，多个连接在其上的散热片被布置在风机的排放侧。多个散热片可形成在热交换装置上，并且多个散热片的方向可以与所排放空气相同。

电池组单元可在气密性壳体的内部排布成两列，其中各列的电池 组可以与气密性壳体的侧端内壁和后端内壁隔开以形成排放流路。此外，各个电池组的上表面和下表面可以靠近气密性壳体的内壁而不形成流路。此外，可在各个列的电池组单元上形成隔板，以将在各个相邻后端中的流路隔开。

电池组单元的各个行可以前后隔开，此外，空气导引可以布置在从排放流路而来的抽吸输入上。

附图说明

现在将参考在附图中图示的示例性实施方式对本发明的以上和其它特征、目的和优点进行详细说明，这些实施方式仅以示例说明的方式在下文给出，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示例性前视图；

图3是示出根据本发明示例性实施方式的电池系统的示例性侧截面图；并且

图4是示出根据本发明示例性实施方式的电池系统的示例性水平截面图。

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，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、该”也意在包括复数形式，除非上下文中另外清楚指明。还应当理解的是，在说明书中使用的术语“包括、包含、含有”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的任何和所有组合。

以下，将参考附图对根据本发明示例性实施方式车用电池系统进行描述。

根据本发明实施方式的电池系统包括：大体上气密的壳体100；多个风机300，分别布置在气密性壳体内部的前部和后部，多个风机配置成朝着气密性壳体的大致中间抽吸并排放空气，并将空气抽吸并排放到气密性壳体的两侧；电池组700，布置在多个风机300之间，形成多个行720，其中可形成贯通各个行的前部和后部的空气通道760，并且可以在布置于气密性壳体100的大致中间的多个行720之间形成被配置成混合空气的混合部160；以及热交换装置500，布置在各个风机300两侧的空气流路上。

根据本发明的电池系统可包括防止外部空气输入和输出的大体上气密的壳体100。气密性壳体内部的部分空气可能因制造误差而从气密性壳体中泄露；然而，可以通过仅利用内部空气来冷却或加热电池，从而使热量输出最小化并提高能量效率。

在本发明的当前实施方式中，多个风机300可布置在壳体100内部的一侧，其中风机布置在内部的前部。各个风机300可包括多个扇，以朝着气密性壳体的大致中间抽吸空气并将空气排放到气密性壳体的两侧。因此，可以通过风机朝着中间抽吸气密性壳体中的内部空气并将其排放到气密性壳体的侧面，使其在气密性壳体内循环。

而且，热交换装置500可以布置在风机300的排放侧。热交换装置500可以布置在气密性壳体100内，其中热交换装置可以接收电能并交换热量，并且可以冷却气密性壳体100的内部空气。换言之，热 交换装置500可以布置在风机300的排放侧并且可以在内部空气循环时冷却或加热气密性壳体100的内部空气。

电池组单元700可以布置在气密性壳体100的内部以形成多个行720和多个列740。空气通道760各自贯通气密性壳体的前部和后部，并且可以形成在各个电池组700中。因此，各个电池组700的空气通道760可在电池组单元的各个列740上形成抽吸流路A。而且，各个风机沿着抽吸流路A抽吸空气。电池组单元700中的多个行720可以以预定距离120与气密性壳体的侧内壁隔开。可以从各个风机300的排放侧形成排放流路B。

因此，沿着抽吸流路A向各个风机300抽吸的空气可以被排放到排放流路B然后被抽吸向电池组单元700，并在在空气循环通过电池组单元700时冷却空气。此外，热交换装置500可以布置在排放流路B上以冷却或加热空气，由此空气可在气密空间中冷却，以在狭小的空间中实现提高的空气冷却效率而不形成单独的管道或通道。

而且，电池组单元700可以布置为形成多个行720和多个列740，其中在各个列740之间布置隔板160、170。可提供隔板160、170以防止抽吸流路A上各个列740之间的空气混合。在该配置中，由于在各个列740中存在电池组单元700的抽吸流路A，可以形成基本平直的气流以降低气流阻力并改进空气调节效率。

而且，多个风机300可布置在各个电池组的列740与排放流路B之间。在该配置中，一个风机300，一个抽吸流路A和一个排放流路B可布置在一个电池组列740上以降低气流阻力。此外，可在各个列740的各个电池组700之间独立地控制空气冷却。

更具体而言，在附图图示的实施方式中，电池组单元700可以布置成在壳体100内部的两个列740，其中各个列740的电池组700可以分别与气密性壳体100侧端的内壁隔开，以形成排放流路B。当电池组单元700布置成两个列时，电池组可以与气密性壳体100的内侧面隔开以形成排放流路B，其中各个列可以隔开预定距离从而形成空间。此外，如上所述，可以在各个列740的空间140中设置隔板160、170以防止不必要的气流。

此外，电池组单元700的上表面和下表面可布置成靠近气密性壳体100的内壁，以防止形成流路，由此空气可以仅通过气密性壳体侧边的排放流路B和抽吸流路A进行流动，从而提高空气冷却效率。此外，各个风机300的大致中间部可布置为朝向(toward)空气通道760，其中各个风机300与电池组单元700可以以预定距离相互隔开。此外，气密性导引320可布置在各个风机300的边缘并向空气通道760形成闭合流路。与排放流路B连接的排放口322可形成在气密性导引320中，以使气流不在各个风机300的侧边混合。

在各个风机与气密性壳体100前部之间的气密性导引320可以引导贯通电池组单元700的空气通道760的空气。此外，排放口322可以形成于气密性导引320的一侧并且排放口322可以与在电池组单元700与气密壳体100之间形成的排放流路B连接。

而且，热交换装置500可以布置在气密性导引320上，其中热交换装置可布置成朝向排放口322，并且热交换装置500的多个散热片520可布置在各个风机300的排放侧。如上布置的热交换装置500使得经各个风机300抽吸的空气冷却并然后被排放到排放流路B。此外，多个散热片520可形成在热交换装置500上，其中多个散热片520的方向可以与排气方向相同，以降低流动阻力并得到相当快速的流动，从而改善空气冷却效率。

此外，电池组单元700可以被布置为气密性壳体100内的两个列740，其中各个列740上的各个电池组700可以与气密性壳体100的侧部和后部的内壁隔开，从而形成排放流路B。此外，电池组单元700的上表面和下表面可以布置成靠近气密性壳体100的内壁，以防止形成流路。可在各个列740的电池组单元700上形成隔板160，以将相邻后部的流路隔开。隔板160、170可形成于各个电池组之间。或者，隔板可形成在气密性壳体100的后部空间140中，以形成独立的流路。

再者，电池组单元700的各个行720可以朝向气密性壳体的前部和后部以预定距离隔开。此外，空气导引900可以布置在气密性壳体中并被配置为将空气从排放流路B引导到电池组单元700。当部分电池组单元700的温度不平衡时，对应于该电池组的空气导引900可以打开以将冷却的空气从排放流路B抽吸到对应的电池组700，这样， 对应的电池组700可以被冷却。换言之，空气导引900可以用作空气冷却门。

尽管已经参照示例性实施方式对本发明进行了实例和描述，但对于本发明所属领域的技术人员而言，在不背离本发明范围的情况下可以以不同方式改进和改变本发明是显而易见的。

Claims (6)

1.一种电池系统，包括：

气密性壳体；

多个风机，布置在所述气密性壳体的内部的前侧部，所述多个风机被配置成朝着所述气密性壳体的中间抽吸空气并将所抽吸的空气排放到所述气密性壳体的内部的左侧和右侧；

电池组单元，布置在所述气密性壳体内以形成多个行和两列，空气通道贯通各个行的前部和后部并被布置在各个风机的中间部以形成抽吸流路，并且从所述气密性壳体的一侧的内壁留出预设距离的空间与所述风机的排放侧连接以形成排放流路；以及

热交换装置，布置在所述气密性壳体内的所述排放流路上，

其中各个列的电池组单元与所述气密性壳体的内部的左侧和右侧的内壁，以及所述气密性壳体的内部的后侧的内壁隔开以形成所述排放流路，

所述电池组单元的上表面和下表面分别靠近所述气密性壳体的内部的上侧和下侧的内壁，且

在各个列的电池组单元之间，以及在最后一行的电池背面与所述气密性壳体的内部的后侧的内壁之间形成有隔板，以隔离抽吸流路。

2.如权利要求1所述的电池系统，其中，

各个风机的中间部与所述电池组单元的所述空气通道对应，所述多个风机和所述电池组单元以预定距离隔开，布置在各个风机的边缘的气密性导引与所述空气通道一起形成闭合流路。

3.如权利要求2所述的电池系统，其中，

所述热交换装置布置在所述气密性导引上并朝向与所述排放流路连接的排放口。

4.如权利要求1所述的电池系统，其中，

所述热交换装置包括布置在各个风机的排放侧的多个散热片。

5.如权利要求4所述的电池系统，其中，

所述多个散热片的方向与所排出空气的方向相同。

6.如权利要求1所述的电池系统，其中，

所述电池组单元的各个行被设置成使电池组单元的相邻的行之间隔开，且空气导引被设置在所述气密性壳体内并被配置成从所述排放流路向所述电池组单元引导空气。