CN103682526A - 电池系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池系统，包括：气密外壳；多个鼓风机，分别设置在气密外壳内部的前部和后部，该多个鼓风机被配置成朝向气密外壳的中部吸入和排出空气并且向气密外壳的两侧排出和吸入空气；电池组，设置在多个鼓风机之间以形成多行，其中空气通道横贯各行的前部和后部；混合部，设置在气密外壳中部的多行之间，被配置成混合空气；以及热电元件，设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10-2012-0099406号的权益，其全部内容引入本文以供参考。

技术领域

本发明涉及一种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，已在各种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起到燃料替代物的作用，并且通过用于电动车或混合动力车中的电池的温度增加和降低，而保持燃料效率比或耐久性的最佳状态。

许多常规电池冷却和加热技术被配置成从车辆的内部和外部吸入空气并将空气传递至电池，以便通过空气对流冷却电池。在用于同时冷却和加热电池的现有配置中，如上所述，可能在电池外壳内侧设置多个电池组和电力装置。因此，可以将单独的管道设置在吸入部和排出部上，以使用于热交换的空气流路限定在电池组内侧并且使空气经由其流动。

而且，单独的流动通道可以设置在电池组的外部，以使空气流路限定在其中，因此，设计电池系统存在限制并且可能达不到用于电池的冷却配置的效率。

例如，题为“包括径向风扇的电池组”的韩国专利申请第10-2012-006927A号涉及包括径向风扇的电池组，其中设置径向风扇使得冷却空气的输入和输出方向变得与横贯多个电池单元的冷却空气的方向垂直，从而设计更加有效的冷却空气的流路。然而，以电池组的这种配置，须设置用于冷却气流的单独通道和管道，冷却效果可能因很长的冷却气流而降低。

提供上述项目仅用于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

致力于作出本发明，以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小化并且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，电池系统包括：基本上气密的外壳；多个鼓风机，分别设置在气密外壳内部的前部和后部，该多个鼓风机被配置成朝向气密外壳的大致中部吸入和排出空气，并且向气密外壳的两侧排出和吸入空气；电池组，设置在该多个鼓风机之间以形成多行，其中可以形成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可以形成在设置于气密外壳的大体中部的多行之间；以及热电元件，可以设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紧密连接，以经由电池组的空气通道朝向气密外壳的大体中部吸入和排出空气，并且向气密外壳的两侧排出和吸入空气。

基本上气密的导向器可以设置在多个鼓风机与邻近各个鼓风机边缘的电池组之间。而且，通风口可以分别形成在气密导向器的开口上，以使多个鼓风机经由电池组的空气通道朝向气密外壳的大体中部吸入和排出空气，并且向气密外壳的两侧排出和吸入空气。

电池组可以与气密外壳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，热电元件可以设置在该空间内，邻近气密导向器的通风口，以冷却或加热排出的空气。而且，散热片可以设置在热电元件上，其中散热片的方向可以与排出或吸入的空气基本上相同。

设置在气密导向器两侧的通风口可以垂直地偏置（offset），并且热电元件可以设置在气密外壳的上端或下端，邻近通风口，并且散热片可以指向外壳的内部。

此外，多个电池组可以并排或彼此相邻设置，以在其间形成多行，并且电池组由此基本上靠近气密外壳的上端和下端的内表面。此外，在多个电池组的该布置中，朝向各个鼓风机的侧面延伸的隔板可以形成在多行之间，因此从多个鼓风机排出或吸入的空气可以基本上均匀地分布置于各电池组。

而且，具有预定宽度的多个水平空气通道可以设置在电池组内。电池组可以由多个垂直重叠的电池单元组成。多个空气通道可以由设置于电池单元的上下表面上的沟槽形成。

此外，多个鼓风机可以分别设置在气密外壳的前部和后部的大体中部，并且热电元件可以设置在鼓风机两侧的空气流路上。

附图说明

现在从结合附图的下述详细描述中可以更清楚地理解本发明的上述和其它特征、目的和优势，下文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水平方向的示例性截面视图；并且

图2是示出根据本发明示例性实施方式的电池系统的垂直方向的示例性截面视图。

应当理解到，所附的附图并非必然是按比例的，其说明了本发明基本原理的各种优选特征的一定程度上简化的代表。本文公开的本发明的具体设计特征，包括，例如，具体大小、方向、位置和形状将部分取决于具体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：基本上气密的外壳100；多个鼓风机300，分别设置在气密外壳内部的前部和后部，该多个鼓风机配置成朝向气密外壳的大体中部吸入和排出空气并向气密外壳的两侧排出和吸入空气；电池组700，设置在多个鼓风机300之间，以形成多行720，其中空气通道760横贯各行的前部和后部形成，并且配置成混合空气的混合部160可以形成在设置于气密外壳100的大体中部的多行720之间；以及热电元件500，可以设置在各个鼓风机300两侧的空气流路上。

根据本发明的电池系统可以包括排除外部气体输入和输出的基本上气密的外壳100。此外，气密外壳内部的一部分空气可能因制造误差而泄漏出气密外壳；然而，通过仅使用内部的空气可以冷却或加热电池，从而使热输出最小化并提高能量效率。

多个鼓风机300可以分别设置在外壳100内部的前部和后部。各个鼓风机300朝向气密外壳的大体中部吸入空气然后将空气排出到气密外壳的两侧，或者朝向气密外壳的两侧吸入空气并且将空气排出到气密外壳的大体中部。然而，由于当朝向外壳内部的两侧排出空气时流动阻力可能较小并且各个鼓风机上的过载可能降低，各个鼓风机可以经由电池组朝向气密外壳的大体中部吸入空气，然后将空气排出到气密外壳两侧的空间。而且，各个鼓风机可以从气密外壳的大体中部吸入冷却空气，然后将冷却空气朝向一侧排出以将空气分布至电池组700，从而增加空气冷却效率。下面将描述多个鼓风机朝向气密外壳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，通过气密外壳的前部和后部中的各个鼓风机300，在气密外壳100的内部可以存在多个四通气流，换言之，空气流经气密外壳内部的前、后和侧面。

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

具体地，可以在邻近各个鼓风机300的电池组700的多行720内，朝向各个鼓风机300的大体中部设置热电元件500，以冷却或加热吸入到各个鼓风机300的空气。而且，散热片520可以指向外壳100的内部并且可以形成在热电元件上，因此可以使各个鼓风机300的吸入阻力最小化并且可以基本上迅速地冷却空气以提高效率。换言之，在该实施方式中，可以迅速冷却吸入到各个鼓风机300的空气，并且可以朝向各个鼓风机300的吸入侧的各个鼓风机300的大体中部设置热电元件500。此外，散热片520可以形成在热电元件500上，其中散热片的方向可以与吸入的空气基本上相同。换言之，散热片可以指向气密外壳的前部和后部。

此外，多个鼓风机300可以大致靠近电池组700，因此多个鼓风机300通过电池组700的空气通道760朝向外壳内部的大体中部吸入空气，并且向气密外壳内部的两侧排出空气。换言之，基本上气密的导向器320可以设置在各个鼓风机300与在各个鼓风机300边缘上的邻近电池组700之间。此外，通风口322可以分别形成在气密导向器320的开口上。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的内部旋转并且通过电池组700的空气通道760朝向气密外壳的大体中部吸入空气并经由气密外壳两侧的通风口322排出空气。在该配置中，空气吸入和空气排出可以分开以加速空气流动，换言之，通过分离具有不同温度的空气并且基本上均匀地冷却各电池组700来增加冷却或加热效率。

而且，电池组700可以与气密外壳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，散热片520可以设置在热电元件500上，其中散热片520的方向可以与吸入的空气基本上相同。

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

此外，多个电池组700可以并排或彼此相邻设置，以在其间形成行720，并且电池组可以由此靠近气密外壳100的上端和下端的内表面，以使空气经由电池组700循环，以迅速传递热而无需单独的通道。此外，在多个电池组700的该布置中，朝向各个鼓风机300的侧面方向延伸的隔板（diaphragm）900可以形成在电池组700之间，因此从多个鼓风机300排出的空气可以基本上均匀地分布至各电池组700。

换言之，从各个鼓风机300的排出侧排出的空气可以均匀地分布至各电池组700，因此延伸至各个鼓风机300的侧面的隔板可以被设置在电池组700之间，所以冷却的空气可以保持在各电池组上一长段时间，从而经由多个鼓风机300的吸力在隔板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布至各电池组700。

此外，具有预定宽度的多个水平通道760可以垂直设置在各电池组700内，以均匀地冷却系统。电池组700可以由多个垂直重叠的电池单元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的上下表面上的沟槽形成。换言之，当沟槽形成在各电池单元720的上下表面上时，可以在电池单元720重叠时由沟槽形成空气通道760。而且，如上所述，电池组700可以靠近上下内壁设置以形成完整通道。

根据如上配置的电池系统，在电池外壳中可以不需要单独的流动管道或通道，以减少用于冷却或加热电池系统的部件的空间。而且，通过实现最小冷却气流可以防止冷却效率降低。

尽管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 (13)

1.一种电池系统，包括：

气密外壳；

多个鼓风机，分别设置在所述气密外壳内部的前部和后部，所述多个鼓风机被配置成朝向所述气密外壳的中部吸入和排出空气并且朝向所述气密外壳的两侧排出和吸入空气；

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

混合部，设置在所述气密外壳的中部的所述多行之间，被配置成混合空气；以及

热电元件，设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，其中邻近各个鼓风机在所述电池组的多行内，朝向各个鼓风机的中部设置所述热电元件，所述热电元件被配置成冷却或加热吸入和排出到各个鼓风机的空气。

3.如权利要求2所述的电池系统，其中多个散热片设置在所述热电元件上，其中所述多个散热片的方向与空气流向相同。

4.如权利要求1所述的电池系统，其中所述多个鼓风机分别设置在所述气密外壳的前部和后部。

5.如权利要求4所述的电池系统，其中朝向各个鼓风机的中部设置所述热电元件。

6.如权利要求1所述的电池系统，其中靠近所述电池组设置各个鼓风机，以使所述多个鼓风机通过所述电池组的空气通道朝向所述气密外壳的中部吸入和排出空气，并且向所述气密外壳的两侧排出和吸入空气。

7.如权利要求1所述的电池系统，还包括：

气密导向器，设置在所述多个鼓风机和所述电池组之间，邻近各个鼓风机边缘；以及

多个通风口，分别形成在所述气密导向器的两侧，以使各个鼓风机通过所述电池组的空气通道朝向所述气密外壳的中部吸入和排出空气并且向所述气密外壳的两侧排出和吸入空气。

8.如权利要求7所述的电池系统，其中所述电池组与所述气密外壳的前部或后部以预定宽度隔开。

9.如权利要求8所述的电池系统，其中所述热电元件设置在所述电池组和所述气密外壳的前部或后部之间，邻近所述气密导向器的通风口，所述热电元件被配置成冷却或加热排出的空气。

10.如权利要求1所述的电池系统，其中所述电池组被设置成邻近第二电池组以形成所述多行，并且靠近所述气密外壳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朝向各个鼓风机的侧面延伸的隔板，所述隔板被配置成使从各个鼓风机排出的空气和吸入的空气均匀地分布至所述电池组。

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设置在所述电池组中。

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下表面上的多个沟槽形成。

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