CN108886189A - 电池组温度控制、供电系统 - Google Patents

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Abstract

目的在于提供能够对电池单体以面状进行加热、冷却,加热效率、冷却效率极佳,电池性能稳定化,并且零件数也少,构成不复杂,能够小型化、薄型化,成本也能够降低的电池组温度控制、供电系统。一种电池组温度控制、供电系统10具备电池部22通过积层多个电池单体12与中介装设在电池单体12之间的板形状的均温板16而构成;热电元件24以密接于均温板16之一端的端面(侧边均温板)的方式配置;散热器部26端面密接于热电元件24,且具备以隔着固定间隔延伸设置的方式形成的多个鳍片30;及风扇部32,配置成与散热器部26的鳍片30相对向。

Description

电池组温度控制、供电系统
技术领域
本发明涉及电池组(batterypack)温度控制、供电系统(system),例如有关电动车(ElectricVehicle;EV)、混合动力车(HybridVehicle;HV)、插电式混合动力车(Plug-inHybridVehicle;PHV)等具备镍氢(nickelhydride)电池和锂离子(lithiumion)电池等电池的各种以电池驱动的机器所使用的电池组温度控制、供电系统。
本发明特别涉及能够在如上述的电池组温度控制、供电系统中对电池单体(cell)进行加热、冷却、充电的电池组温度控制、供电系统。
背景技术
现有技术中,就用于冷却如上述电池的电池系统而言,有人提出了如专利文献1(日本国特许第5625115号公报)所揭示的电池系统。
图11(A)为前述专利文献1的电池系统100的立体图,图11(B)显示前述专利文献1的电池系统100的冷却构件104的构造的立体图。
如图11(A)所示,该专利文献1的电池系统100为积层多个板状的电池单体102,并且,以积层在该些相对向的电池单体102之间的状态安装有冷却构件104。
如图11(B)所示,冷却构件104以金属材料制作,具备板状的排热鳍片(fin)106。此外,在该冷却构件104内部具备以围绕排热鳍片106的方式配置、流通冷却剂(coolant)的冷却剂导管108。
借此,专利文献1的电池系统100构成为通过流通有冷却剂的冷却剂导管108、排热鳍片106来冷却电池单体102。
此外,专利文献2旧本国特开2014-53276号公报)中提出具备供加热、冷却电池之用的空调空气流通空间的电池系统。
图12(A)为前述专利文献2的电池系统的俯视图,图12(B)为前述专利文献2的电池系统的剖面图。
如图12(A)、图12(B)所示,专利文献2的电池系统200设置有阻隔空气进出的密闭型壳体(housing)202,且在该密闭型壳体202内部空间的前方与后方分别设置有送风机204。
此外,在密闭型壳体202的内部空间,于沿前后方向相对向的两个送风机204、204之间,以沿上下、前后方向排列的方式配置多个电池组206。
此外,在与送风机204的中央相对面的位置设置有热电元件208。
如图12(B)所示,关于各个电池组206,有多个沿上下方向相隔、拥有一定宽度的水平方向的通气孔(hole)210形成,使整个电池组都进行温度调节。
也即,关于各个电池组206,沿垂直方向积层多个电池单体212,在各电池单体212的顶面与底面形成有沟,从而在积层时构成通气孔210。
借此,在前述专利文献2的电池系统200中,构成为通过电池组206之间形成的通气孔210,利用空气来加热、冷却电池组206。
此外,专利文献3(日本特开2009-152440号公报)中提出用以加热、冷却电池的电池系统。
图13(A)为前述专利文献3的电池系统的俯视图,图13(B)为前述专利文献3的电池系统的局部放大立体图,图14(A)为图13(B)的立体分解图,图14(B)为图13(B)的剖面图。
如图13(A)至图14(B)所示,前述专利文献3的电池系统300具备机框302,连通连接用以将风导入机框302内的进风管(pipe)304。此外,在该进风管304管中设有用以将冷却风送至机框302内的风扇(fan)306。
此外,在机框302连通连接用以将冷却电池模块(module)310后的冷却风排出至机框302外的出风管308。
此外,如图13(B)至图14(B)所示,在机框302内,电池模块310、受热板312、热导管(heatpipe)314、热电元件构件316、具备多个鳍片318的散热器(heatsink)320以组装的状态收容于其中。此外,散热器320配置在冷却介质通道322。
此外,如图14(A)至图14(B)所示,受热板312具备彼此接合、以分别密接至电池模块310a至310f内侧的状态组装的两片板状的内侧受热板324、326。
此外,受热板312以组装至电池模块310a至310f外侧的外侧受热板328、330构成。
此外,如图14(A)至图14(B)所示,在受热板324至330,有沿其厚度方向凹设的沟332横跨各自的受热板324至330的长边方向的全长而形成。
此外,在各个沟332,各自对应的电池模块310a至310f的各部以嵌合的状态组装。
此外,如图14(A)至图14(B)所示,在内侧受热板324、326彼此的接合面,分别有收容各热导管314a至314c之用的半圆形剖面的沟336a、336b横跨内侧受热板324、326的长边方向的全长而形成。在该些沟336a、336b收容有热导管314a至314c。
此外,散热器320以顺着流通于冷却介质通道322的冷却风的流动且以预定间隔配置的多个薄板状的鳍片318构成,其基端侧以立设于板状的基部320a的状态设置。
借此,在冷却电池模块310a至310f时,前述专利文献3的电池系统300从进风管304,以风扇306将冷却风导入机框302内。
此外,通过配置在冷却介质通道322的散热器320的多个鳍片318、受热板312、热电元件构件316产生的冷却作用、热导管314a至314c,而冷却电池模块310a至310f。
此外,构成为在加热电池模块310a至310f时,通过改变热电元件构件316的直流电流的方向,而加热电池模块310a至310f。
此外,专利文献4旧本国特许第5089814号公报)中提出用以加热、冷却电池的电池系统。
图15为前述专利文献4的电池系统的立体图。
如图15所示,在前述专利文献4的电池系统400中,纵横排列配置多个电池单体402而构成电池404。此外,在该些电池单体402之间,沿长边方向配置有多个热导管406。
此外,在热导管406的一端连结由热电元件等构成的未图示的加热器(heater)作为加热手段,在热导管406的另一端部连结多个鳍片410。
借此,构成为在加热电池单体402时,通过加热器的加热,通过热导管406,而加热电池单体402。此外,构成为通过将来自引擎(engine)、空调装置(暖气设备)的空气(暖气)送至鳍片410,通过热导管406,而能够加热电池单体402。
此外,构成为在冷却电池单体402时,使由热导管406传递的电池单体402的热从鳍片410散热至空气中。此外,构成为能够通过将空调装置(冷却手段)吹出的冷气吹覆鳍片410,而更加冷却电池单体402。
专利文献1:日本国特许第5625115号公报。
专利文献2:日本国特开2014-53276号公报。
专利文献3:日本国特开2009-152440号公报。
专利文献4:日本国特许第5089814号公报。
然而,在如前述现有技术的专利文献1的电池系统100中,必须在冷却构件104内部以围绕排热鳍片106的方式配置流通冷却剂的冷却剂导管108,构成复杂,变得大型化,成本(cost)也大增。
此外,由于为只是配设冷却剂导管108的构造,因此为通过冷却剂导管108而以线状冷却电池单体102的构造,并非以面状冷却电池单体102,冷却效率差。
此外,前述专利文献1的电池系统100虽然能够进行冷却,但例如在寒冷地区等,当电池单体102的温度降低导致电池的工作性变差,并无法对电池单体102进行加热。
此外,在前述专利文献2的电池系统200中,能够使用热电元件208、送风机204而对多个电池组206进行加热、冷却。
然而,在前述专利文献2的电池系统200中,仅仅是以来自送风机204的空气进行的通过通气孔210的加热、冷却,以及通过送风机204而以热电元件208进行的通过通气孔210的加热、冷却,加热、冷却效率差。
此外,必须在电池单体212的顶面与底面形成沟以在积层时构成通气孔210,此外,必须在密闭型壳体202的内部空间沿前后方向相对向地配置两个送风机204、204,构成复杂,变得大型化,成本也大增。
此外,在前述专利文献3的电池系统300中,能够通过散热器320的多个鳍片318、受热板312、热导管314a至314c、热电元件构件316产生的冷却作用,而冷却电池模块310a至310f。
此外,在加热电池模块310a至310f时,能够通过改变热电元件构件316的直流电流的方向,而加热电池模块310a至310f。
然而,在前述专利文献3的电池系统300中,必须在内侧受热板324、326彼此的接合面分别形成横跨内侧受热板324、326的长边方向的全长、用以收容热导管314a至314c的半圆形剖面的沟336a、336b以配置各个热导管314a至314c,构成复杂,变得大型化,成本也大增。
此外,在前述专利文献3的电池系统300中,必须设置机框302、进风管304、冷却介质通道322、出风管308等,构成复杂,变得大型化,成本也大增。
此外,由于为只是在内侧受热板324、326彼此的接合面配设热导管314a至314c的构造,因此为通过热导管314a至314c以线状冷却电池模块310a至310f的构造,并非以面状加热、冷却电池模块310a至310f,加热、冷却效率差。
此外,如图13(A)所示,由于构成为风扇306导入的风并非直接迎面接触鳍片318、热电元件构件316、受热板312,而是从侧方向接触,因此加热、冷却效率差。
此外,在前述专利文献4的电池系统400中,由于为只是在纵横排列配置的多个电池单体402之间沿长边方向配设多个热导管406的构造,因此为通过热导管406以线状冷却电池单体402的构造,并非以面状加热、冷却面状电池单体402,加热、冷却效率差。
此外,在前述专利文献4的电池系统400中,加热器、鳍片410配置在电池单体402长边方向上的相反侧的端部,因此加热、冷却效率差。
此外,前述专利文献1至前述专利文献4的电池系统100至400都未具备对电池单体本身充电的功能。
发明内容
本发明鉴于上述现今的情况而研究创新,目的在于提供能够对电池单体以面状进行加热、冷却,加热效率、冷却效率极佳,电池性能稳定化,并且零件数也少,构成不复杂,能够小型化、薄型化,成本也能够降低的电池组温度控制、供电系统。
此外,本发明的目的在于提供具备能够利用于电池单体等电子零件的充电等功能的极为便利的电池组温度控制、供电系统。
本发明为了达成如前述的现有技术的课题及目的而发明,本发明的电池组温度控制、供电系统具备:电池部,通过积层多个电池单体与中介地装设在电池单体之间的板形状的均温板(vaporchamber,又称热导板、蒸气腔式均热板)而构成;及热电元件,以密接于前述均温板之一端的端面的方式配置。
此外,在本发明的电池组温度控制、供电系统中,具备:散热器部,以其端面密接于前述热电元件的方式,具备以隔着固定间隔延伸设置的方式形成的多个鳍片;及风扇部,配置成与前述散热器部的鳍片相对向。
通过构成如上述,由于为在电池单体之间积层板形状的均温板的构造,因此通过热电元件、均温板,能够对电池单体以面状进行加热、冷却,从而能够提供加热效率、冷却效率极佳,电池性能稳定化的电池组温度控制、供电系统。
此外,能够提供零件数也少,构成不复杂,能够小型化、薄型化,成本也能够降低的电池组温度控制、供电系统。
此外,由于风扇部配置成与散热器部的多个鳍片相对向,因此来自风扇部的加热、冷却风能够直接接触鳍片、热电元件、均温板的端面进行加热、冷却,从而能够提供加热效率、冷却效率极佳,电池性能稳定化的电池组温度控制、供电系统。
此外,依据本发明的电池组温度控制、供电系统,通过热电元件、均温板,能够对电池单体以面状进行加热、冷却,能够以使电池部的电池单体的温度成为在24℃至30℃范围的方式进行控制。
因此,能够获得最佳的电池工作温度,从而能够提供电池寿命也提升,电池性能稳定化的电池组温度控制、供电系统。
此外,在本发明的电池组温度控制、供电系统中,构成为:在冷却前述电池部时,施加电压至前述热电元件,冷却均温板之一端的端面;并且驱动前述风扇部,通过散热器部、热电元件,冷却均温板之一端的端面;借此,通过前述散热器部、热电元件、均温板,冷却电池单体。
通过构成如上述,在冷却电池部时只要施加电压至热电元件并且驱动风扇部即可。
借此,通过热电元件,冷却均温板之一端的端面,并且通过来自风扇部的冷却风,通过散热器部、热电元件,冷却均温板之一端的端面。
结果,通过散热器部、热电元件、均温板,高效率地冷却电池单体,从而能够提供冷却效率极佳,电池性能稳定化的电池组温度控制、供电系统。
此外,在本发明的电池组温度控制、供电系统中,构成为:在冷却前述电池部时,施加电压至前述热电元件,冷却均温板之一端的端面;并且驱动前述风扇部,冷却散热器部、热电元件。
通过构成如上述,能够以风扇部的冷却风冷却为了冷却电池部而受到加热的热电元件的另一端面,也即热电元件的散热器部侧之面。
因此,能够防止热电元件的加热,能够防止热电元件发生损伤等,能够维持热电元件作为热电元件的功能,能够提供电池性能稳定化的电池组温度控制、供电系统。
此外,在本发明的电池组温度控制、供电系统中,构成为:在冷却前述电池部时,施加电压至前述热电元件,冷却均温板之一端的端面;并且停止前述风扇部的驱动;借此,通过前述热电元件、均温板,冷却电池单体。
通过构成如上述,在电池单体的温度上升,为避免电池的性能下降而冷却电池部时,只要施加电压至热电元件并且停止风扇部的驱动即可。
借此,通过热电元件,冷却均温板之一端的端面,通过热电元件、均温板,冷却电池单体。
结果,通过热电元件、均温板,高效率地冷却电池单体,从而能够提供冷却效率极佳,电池性能稳定化的电池组温度控制、供电系统。
此外,在本发明的电池组温度控制、供电系统中,构成为:在加热前述电池部时,施加电压至前述热电元件,加热均温板之一端的端面;并且停止前述风扇部的驱动;借此,通过前述热电元件、均温板,加热电池单体。
通过构成如上述,例如在寒冷地区等,当电池单体的温度降低导致电池的工作性变差,而对电池部进行加热时,只要施加电压至热电元件(施加与冷却时相反方向的直流电流)并且停止风扇部的驱动即可。
借此,通过热电元件,加热均温板之一端的端面,通过热电元件、均温板,加热电池单体。
结果,通过热电元件、均温板,高效率地加热电池单体,从而能够提供加热效率极佳,电池性能稳定化的电池组温度控制、供电系统。
此外,在本发明的电池组温度控制、供电系统中,构成为:在加热前述电池部时,施加电压至前述热电元件,加热均温板之一端的端面;并且驱动前述风扇部,通过散热器部、热电元件,加热均温板之一端的端面;借此,通过前述散热器部、热电元件、均温板,加热电池单体。
通过构成如上述,例如在寒冷地区等,当电池单体的温度降低导致电池的工作性变差,而对电池部进行加热时,只要施加电压至热电元件(施加与冷却时相反方向的直流电流)并且驱动风扇部即可。
借此,通过热电元件,加热均温板之一端的端面,并且,例如使用引擎等的暖气而通过来自风扇部的加热风,通过散热器部、热电元件、均温板,加热电池单体。
结果,通过散热器部、热电元件、均温板,高效率地加热电池单体,从而能够提供加热效率极佳,电池性能稳定化的电池组温度控制、供电系统。
此外,在本发明的电池组温度控制、供电系统中,构成为:在加热前述电池部时,施加电压至前述热电元件,加热均温板之一端的端面;并且驱动前述风扇部,加热散热器部、热电元件。
通过构成如上述,例如在寒冷地区等,当电池单体的温度降低导致电池的工作性变差,而对电池部进行加热时,只要施加电压至热电元件并且驱动风扇部即可。
借此,通过热电元件,加热均温板之一端的端面,通过热电元件、均温板,加热电池单体。
结果,通过热电元件、均温板,高效率地加热电池单体,从而能够提供加热效率极佳,电池性能稳定化的电池组温度控制、供电系统。
此外,在本发明的电池组温度控制、供电系统中,构成为:根据前述热电元件的散热器部侧的温度与前述热电元件的密接于均温板之一端端面之侧的温度之间的温度差,而在前述热电元件产生电动势,将该电力利用于电池单体、其他电子零件的充电等。
通过构成如上述,根据热电元件的散热器部侧的温度、与热电元件的密接于均温板之一端端面之侧的温度之间的温度差而在热电元件产生电动势。
能够将该电力利用于电池单体的充电和例如LED(Light-EmittingDiode);发光二极管)车前灯(headlight)等其他电子零件的充电等,极为便利,电池单体的充电效率也提升。
此外,在本发明的电池组温度控制、供电系统中,前述均温板由密接于前述热电元件侧的侧边均温板、及从前述侧边均温板隔着固定间隔形成、沿前述电池单体的长度方向延伸的多个均温板本体部构成。
通过构成如上述,由于形成有密接于热电元件侧的侧边均温板,因此与热电元件之间的传热效果优异,加热、冷却效率优异。
此外,由于具有从侧边均温板隔着固定间隔形成、沿前述电池单体的长度方向延伸的多个均温板本体部,因此能够将电池单体积层于该些多个均温板本体部的间隙,组装容易,制造步骤也不会复杂化,能够降低成本。
此外,在本发明的电池组温度控制、供电系统中,前述均温板由剖面为L字形状的板形状的多个均温板构成。
通过构成如上述,积层剖面为L字形状的板形状的多个均温板,借此,能够将电池单体积层于该些多个均温板的间隙,组装容易,制造步骤也不会复杂化,能够降低成本。
而且,能够以剖面为L字形状的均温板的一端部分一体性地构成热电元件所密接的端面,与热电元件之间的传热效果优异,加热、冷却效率优异。
此外,在本发明的电池组温度控制、供电系统中,前述均温板本体部由剖面为L字形状的板形状的多个均温板构成。
如上述,在本发明的电池组温度控制、供电系统中,也可为:均温板本体部由剖面为L字形状的板形状的多个均温板构成。
借此,以剖面为L字形状的均温板本体部的一端部分接触侧边均温板,因此与热电元件之间的传热效果更加优异,加热、冷却效率优异。
此外,在本发明的电池组温度控制、供电系统中,前述侧边均温板由密接于热电元件侧的侧边均温板密接本体部、及从前述侧边均温板密接本体部延伸设置形成且沿前述电池单体的长度方向延伸的温度差用均温板延伸设置部所构成;借此,构成为:根据前述热电元件的散热器部侧的温度与前述热电元件的密接于侧边均温板之一端端面之侧的温度之间的温度差,而在前述热电元件产生电动势,将该电力利用于电池单体、其他电子零件的充电等。
通过构成如上述,通过从侧边均温板密接本体部延伸设置形成,且沿电池单体的长度方向延伸的温度差用均温板延伸设置部,而例如使空调设备产生的暖气或冷气的温度、车体等外部空气的温度容易传递至侧边均温板。
结果,根据该温度差用均温板延伸设置部的温度与热电元件的密接于侧边均温板密接本体部之一端端面之侧的温度之间的温度差,产生更高的电动势。
借此,能够将该高电力利用于电池单体的充电和例如LED车前灯等其他电子零件的充电等,极为便利,电池单体的充电效率也进一步提升。
此外,在本发明的电池组温度控制、供电系统中,前述散热器部具备均温板。
如上述,散热器部具备均温板,借此,通过该散热器部的均温板,使传热至热电元件、均温板、电池单体的效率提升,能够有效率地进行加热、冷却,从而能够提供加热效率、冷却效率极佳,电池性能稳定化的电池组温度控制、供电系统。
此外,在本发明的电池组温度控制、供电系统中,具备以使前述电池部的电池单体的温度成为24℃至30℃范围的方式进行控制的控制装置。
因此,能够获得最佳的电池工作温度(24℃至30℃范围),从而能够提供电池性能稳定化的电池组温度控制、供电系统。
依据本发明,由于为在电池单体之间积层板形状的均温板的构造,因此通过热电元件、均温板,能够对电池单体以面状进行加热、冷却,从而能够提供加热效率、冷却效率极佳,电池性能稳定化的电池组温度控制、供电系统。
此外,能够提供零件数也少,构成不复杂,能够小型化、薄型化,成本也能够降低的电池组温度控制、供电系统。
此外,由于风扇部配置成与散热器部的多个鳍片相对向,因此来自风扇部的加热、冷却风能够直接接触鳍片、热电元件、均温板的端面进行加热、冷却,从而能够提供加热效率、冷却效率极佳,电池性能稳定化的电池组温度控制、供电系统。
此外,依据本发明的电池组温度控制、供电系统,通过热电元件、均温板,能够对电池单体以面状进行加热、冷却,能够以使电池部的电池单体的温度成为在24℃至30℃范围的方式进行控制。
因此,能够获得最佳的电池工作温度,从而能够提供电池寿命也提升,电池性能稳定化的电池组温度控制、供电系统。
附图说明
图1为概念性显示本发明的电池组温度控制、供电系统的立体分解图。
图2为图1的电池组温度控制、供电系统的剖面图。
图3为说明本发明的电池组温度控制、供电系统中冷却电池部时的动作状态的电池组温度控制、供电系统的方块(block)图。
图4为说明本发明的电池组温度控制、供电系统中冷却电池部时的另一动作状态的电池组温度控制、供电系统的方块图。
图5为说明本发明的电池组温度控制、供电系统中加热电池部时的动作状态的电池组温度控制、供电系统的方块图。
图6为说明本发明的电池组温度控制、供电系统中加热电池部时的另一动作状态的电池组温度控制、供电系统的方块图。
图7为本发明另一实施例的电池组温度控制、供电系统10的与图2相同的剖面图。
图8为本发明另一实施例的电池组温度控制、供电系统10的与图2相同的剖面图。
图9为本发明另一实施例的电池组温度控制、供电系统10的与图2相同的剖面图。
图10(A)为显示本发明另一实施例的电池组温度控制、供电系统10的散热器部26的另一实施例的分解剖面图,图10(B)为说明图10(A)所示散热器部26的组装状态的剖面图。
图11(A)为前述专利文献1的电池系统100的立体图,图11(B)为显示前述专利文献1的电池系统100的冷却构件104的构造的立体图。
图12(A)为前述专利文献2的电池系统的俯视图,图12(B)为前述专利文献2的电池系统的剖面图。
图13(A)为前述专利文献3的电池系统的俯视图,图13(B)为前述专利文献3的电池系统的局部放大立体图。
图14(A)为图13(B)的立体分解图,图14(B)为图13(B)的剖面图。
图15为前述专利文献4的电池系统的立体图。
【符号说明】
电池组温度控制、供电系统10 电池单体12、102、212
均温板14、14d、16、42、42d、52 侧边均温板14a、18、42a
均温板本体部14b、20、42 端面14c、42c
侧边均温板密接本体部18a 温度差用均温板延伸设置部18b
电池部22 热电元件24
散热器部26 基端部28
鳍片30、318 风扇部32
扇叶32a 控制装置34
电源36 温度传感器38
电力供给线40 外机壳44
开口部44a 散热器体46、46a、46b
嵌合用突设部48 嵌合用凹部50
电池系统100、200、300、400 冷却构件104
排热鳍片106 冷却剂导管108
密闭型壳体202 送风机204
电池组206 热电元件208
通气孔210 机框302
进风管304 风扇306
出风管308 电池模块310、310a至310f
受热板312 热导管314、314a至314c
热电元件构件316 散热器320
基部320a 冷却介质通道322
内侧受热板324、326 外侧受热板328、330
沟332、336a、336b 电池单体402
电池404 热导管406
鳍片410 间隙S
具体实施方式
以下,根据附图进一步详细说明本发明的实施形态(实施例)。
图1为概念性显示本发明的电池组温度控制、供电系统的立体分解图,图2为图1的电池组温度控制、供电系统的剖面图,图3为说明本发明的电池组温度控制、供电系统中冷却电池部时的动作状态的电池组温度控制、供电系统的方块图,图5为说明本发明的电池组温度控制、供电系统中加热电池部时的动作状态的电池组温度控制、供电系统的方块图,图6为说明本发明的电池组温度控制、供电系统中加热电池部时的另一动作状态的电池组温度控制、供电系统的方块图。
图1至图5中的元件符号10都表示本发明的电池组温度控制、供电系统。
另外,在图1为概念性显示本发明的电池组温度控制、供电系统10,虽为求说明上的方便而将电池单体12与均温板16的均温板本体部20之间以具有间隙的状态显示,但实际上电池单体12与均温板16的均温板本体部20之间形成为密接的状态。
此外,如后述的图9的实施例所示,在本发明的电池组温度控制、供电系统10中,也可构成为电池部22、热电元件24、散热器部26、及风扇部32收容于外机壳44,能够从风扇部32引入外部空气和空调设备等的暖气、冷气。
此外,此时,外机壳44也能够以能够更换内部的电池部22、热电元件24、散热器部26、及风扇部32的方式,构成为一部分拆装自如。
如图1至图5所示,本发明的电池组温度控制、供电系统10具备多个俯视为矩形形状的板状的电池单体12,形成为积层该些多个板形状的电池单体12的构造。
此外,具备均温板16,该均温板16具备矩形状的侧边均温板18。此外,具备从该侧边均温板18在上下方向上隔着一定间隔形成,沿电池单体12的长度方向延伸,且与电池单体12大致相同形状的板状(俯视为矩形形状的板状)的多个均温板本体部20。
如图1、图2所示,形成为在均温板16的多个均温板本体部20之间所形成的间隙S分别中介地装设有电池单体12,均温板本体部20与电池单体12彼此密接的状态。
该些均温板16、电池单体12构成了电池部22。
另外,均温板16能够使用现有技术中公知的均温板,并未有特别的限定,例如为铝制等以金属制造、内部(也即,侧边均温板18、均温板本体部20的内部)形成有热介质流通空间的构造,就封入热介质流通空间的热介质而言,例如为丙酮(acetone)、乙醇(alcohol)等冷媒。
此外,如图1、图2所示,在电池部22的均温板16之一端的端面、也即侧边均温板18,以密接状态配置矩形形状的例如以帕耳帖元件(Peltierdevice)等构成的热电元件24。
此外,在该热电元件24,以端面密接的方式配置散热器部26。
也即,如图1所示,散热器部26具备:矩形形状的基端部28,密接于热电元件24;及多个鳍片30,以从该基端部28隔着一定间隔延伸设置的方式形成。
此外,以与散热器部26的多个鳍片30相对向的方式,配置具备扇叶32a的风扇部32。
通过构成如上述,由于为在电池单体12之间积层板形状的均温板16(均温板本体部20)的构造,因此能够通过热电元件24、均温板16,对电池单体12,如图1的箭头所示以面状进行加热、冷却,从而能够提供加热效率、冷却效率极佳,电池性能稳定化的电池组温度控制、供电系统10。
此外,能够提供零件数也少,复杂不构成,能够小型化、薄型化,成本也能够降低的电池组温度控制、供电系统10。
此外,如图1、图2所示,由于风扇部32配置成与散热器部26的多个鳍片30相对向,因此来自风扇部32的加热、冷却风能够直接接触鳍片30、热电元件24、均温板16的端面(侧边均温板18)进行加热、冷却,从而能够提供加热效率、冷却效率极佳,电池性能稳定化的电池组温度控制、供电系统10。
如上述构成的本发明的电池组温度控制、供电系统10动作如下。
也即,如图3所示,本发明的电池组温度控制、供电系统10在电池单体12的温度上升,为避免电池的性能下降而冷却电池部22(电池单体12)时,动作如下。
首先,通过控制装置34的控制,从电源36施加电压(直流电流)至热电元件24,冷却均温板16之一端的端面(侧边均温板18)。
此外,通过控制装置34的控制,驱动风扇部32的扇叶32a,通过散热器部26的多个鳍片30、基端部28、热电元件24,冷却均温板16之一端的端面(侧边均温板18)。
借此,构成为通过散热器部26的多个鳍片30、基端部28、热电元件24,再通过均温板16之一端的端面(侧边均温板18)、均温板本体部20,冷却电池单体12。
通过如上述的构成,在冷却电池部22(电池单体12)时只要施加电压至热电元件24并且驱动风扇部32即可。
借此,通过热电元件24,冷却均温板16之一端的端面(侧边均温板18),并且通过来自风扇部32的冷却风,通过散热器部26的多个鳍片30、基端部28、热电元件24,冷却均温板16之一端的端面(侧边均温板18)。
结果,通过散热器部26的多个鳍片30、基端部28、热电元件24,再通过均温板16之一端的端面(侧边均温板18)、均温板本体部20,高效率地冷却电池单体12,从而能够提供冷却效率极佳,电池性能稳定化的电池组温度控制、供电系统10。
此外,如图4所示,本发明的电池组温度控制、供电系统10在电池单体12的温度上升,为避免电池的性能下降而冷却电池部22(电池单体12)时,动作如下。
首先,通过控制装置34的控制,从电源36施加电压至热电元件24,冷却均温板16之一端的端面(侧边均温板18)。
此外,通过控制装置34的控制,停止风扇部32的驱动。
借此,构成为通过热电元件24,再通过均温板16之一端的端面(侧边均温板18)、均温板本体部20,冷却电池单体12。
通过构成如上述,在电池单体12的温度上升,为避免电池的性能下降而冷却电池部22(电池单体12)时,只要施加电压至热电元件24(施加与加热时相反方向的直流电流)并且停止风扇部32的驱动即可。
借此,通过热电元件24,冷却均温板16之一端的端面(侧边均温板18),通过热电元件24,再通过均温板16之一端的端面(侧边均温板18)、均温板本体部20,冷却电池单体12。
结果,通过热电元件24,再通过均温板16之一端的端面(侧边均温板18)、均温板本体部20,高效率地冷却电池单体12,从而能够提供冷却效率极佳,电池性能稳定化的电池组温度控制、供电系统10。
另外,能够如后述的图9的实施例所示,将电池部22、热电元件24、散热器部26、及风扇部32收容于外机壳44,通过密封(seal)构件将电池部22与热电元件24、散热器部26、风扇部32之间形成为密封构造,而形成为防止水分侵入电池部22内的构造。
因此,当为如上述的密封构造时,也能够在图3的冷却操作中,使来自风扇部32的冷却风不会直接侵入电池部22内。
也即,构成为来自风扇部32的冷却风冷却散热器部26、热电元件24,借此,通过均温板16,冷却电池单体12。
然而,也能够如前述构成为使来自风扇部32的冷却风侵入电池部22内来冷却电池单体12。
另一方面,如图5所示,本发明的电池组温度控制、供电系统10例如在寒冷地区等,当电池单体12的温度降低导致电池的工作性变差,而对电池部22(电池单体12)进行加热时,动作如下。
首先,通过控制装置34的控制,从电源36施加电压(与进行冷却时相反方向的直流电流)至热电元件24,加热均温板16之一端的端面(侧边均温板18)。
此外,通过控制装置34的控制,停止风扇部32的驱动。
借此,构成为通过热电元件24,再通过均温板16之一端的端面(侧边均温板18)、均温板本体部20,加热电池单体12。
通过构成如上述,例如在寒冷地区等,当电池单体的温度降低导致电池的工作性变差,而对电池部22(电池单体12)进行加热时,只要施加电压至热电元件24(施加与冷却时相反方向的直流电流)并且停止风扇部32的驱动即可。
借此,通过热电元件24,加热均温板16之一端的端面(侧边均温板18),通过热电元件24,再通过均温板16之一端的端面(侧边均温板18)、均温板本体部20,加热电池单体12。
结果,通过热电元件24,再通过均温板16之一端的端面(侧边均温板18)、均温板本体部20,高效率地加热电池单体12,从而能够提供加热效率极佳,电池性能稳定化的电池组温度控制、供电系统10。
另外,在上述的加热、冷却时,通过温度传感器(sensor)38侦测电池单体12的温度,以使电池单体12的温度成为预定的温度、例如成为24℃至32℃程度的方式进行控制。
因此,能够获得最佳的电池工作温度,从而能够提供电池寿命也提升,电池性能稳定化的电池组温度控制、供电系统10。
此外,如图6所示,本发明的电池组温度控制、供电系统10例如在寒冷地区等,当电池单体12的温度降低导致电池的工作性变差,而对电池部22(电池单体12)进行加热时,也能够动作如下。
首先,通过控制装置34的控制,从电源36施加电压(与进行冷却时相反方向的直流电流)至热电元件24,加热均温板16之一端的端面(侧边均温板18)。
此外,通过控制装置34的控制,驱动风扇部32的扇叶32a,例如使用引擎等的暖气而通过来自风扇部32的加热风,通过散热器部26的多个鳍片30、基端部28、热电元件24,加热均温板16一端的端面(侧边均温板18)。
借此,构成为通过散热器部26的多个鳍片30、基端部28、热电元件24,再通过均温板16之一端的端面(侧边均温板18)、均温板本体部20,加热电池单体12。
通过构成如上述,例如在寒冷地区等,当电池单体12的温度降低导致电池的工作性变差,而对电池部22(电池单体12)进行加热时,只要将电压施加至热电元件24(施加与冷却时相反方向的直流电流)并且驱动风扇部32即可。
借此,通过热电元件24,加热均温板16之一端的端面(侧边均温板18),并且,例如使用引擎等的暖气而通过来自风扇部32的加热风,通过散热器部26的多个鳍片30、基端部28、热电元件24,再通过均温板16之一端的端面(侧边均温板18)、均温板本体部20,加热电池单体12。
结果,通过散热器部26的多个鳍片30、基端部28、热电元件24,再通过均温板16之一端的端面(侧边均温板18)、均温板本体部20,高效率地加热电池单体12,从而能够提供加热效率极佳,电池性能稳定化的电池组温度控制、供电系统10。
另外,能够如后述的图9的实施例所示,将电池部22、热电元件24、散热器部26、及风扇部32收容于外机壳44,通过密封构件将电池部22与热电元件24、散热器部26、风扇部32之间形成为密封构造,而形成为防止水分侵入电池部22内的构造。
因此,当为如上述的密封构造时,也能够在图6的加热操作中,使来自风扇部32的加热风不会直接侵入电池部22内。
也即,构成为来自风扇部32的加热风为加热散热器部26、热电元件24,借此,通过均温板16,加热电池单体12。
然而,也能够如前述构成为使来自风扇部32的加热风侵入电池部22内来加热电池单体12。
此外,如图3至图6所示,本发明的电池组温度控制、供电系统10也可构成为根据热电元件24的散热器部26侧的温度、与热电元件24的密接于均温板16之一端端面(侧边均温板18)之侧的温度之间的温度差而在热电元件24产生电动势,将该电力利用于电池单体12的充电和例如LED车前灯等其他电子零件的充电等。
也即,通过将电力供给线(line)40从热电元件24电性连接至电池单体12,便能够将根据热电元件24的散热器部26侧的温度、与热电元件24的密接于均温板16之一端端面(侧边均温板18)之侧的温度之间的温度差而在热电元件24产生的电动势利用于电池单体12的充电和例如LED车前灯等其他电子零件的充电等,极为便利,电池单体12的充电效率也提升。
图7为本发明另一实施例的电池组温度控制、供电系统10的与图2相同的剖面图。
本实施例的电池组温度控制、供电系统10基本上与图1至图6所示的电池组温度控制、供电系统10为相同的构成,同一构件标注相同的元件符号并省略其详细说明。
如图7所示,在本实施例的电池组温度控制、供电系统10中,均温板16由剖面为L字形状的板形状的多个均温板14构成。
也即,均温板14具备:侧边均温板14a,构成均温板14之一端的端面;及板状的均温板本体部14b,沿电池单体12的长度方向延伸,且与电池单体12大致相同形状。
另外,如图7所示,上端部的均温板14形成为板形状的均温板14d。
通过构成如上述,积层剖面为L字形状的板形状的多个均温板14,借此,能够将电池单体12积层于该些多个均温板14的间隙S,组装容易,制造步骤也不会复杂化,能够降低成本。
而且,能够以剖面为L字形状的均温板14的一端部分(侧边均温板14a)一体性地构成热电元件24所密接的端面14c,与热电元件24之间的传热效果优异,加热、冷却效率优异。
图8为本发明另一实施例的电池组温度控制、供电系统10的与图2相同的剖面图。
本实施例的电池组温度控制、供电系统10基本上与图1至图6所示的电池组温度控制、供电系统10为相同的构成,同一构件标注相同的元件符号并省略其详细说明。
如图8所示,在本实施例的电池组温度控制、供电系统10中,均温板16具备板形状的侧边均温板18。
此外,均温板本体部20由与侧边均温板18分立的剖面为L字形状的板形状的多个均温板42构成。
也即,均温板42具备:侧边均温板42a,构成均温板42之一端的端面;及板状的均温板本体部42b,沿电池单体12的长度方向延伸,与电池单体12大致相同形状。
另外,如图8所示,上端部的均温板42形成为板形状的均温板42d。
通过构成如上述,积层剖面为L字形状的板形状的多个均温板42,借此,能够将电池单体12积层于该些多个均温板42的间隙S,组装容易,制造步骤也不会复杂化,能够降低成本。
而且,能够以剖面为L字形状的均温板42的一端部分(侧边均温板42a)一体性地构成与热电元件24所密接的侧边均温板18密接的端面42c,与热电元件24之间的传热效果更加优异,加热、冷却效率优异。
图9为本发明另一实施例的电池组温度控制、供电系统10的与图2相同的剖面图。
本实施例的电池组温度控制、供电系统10基本上与图8所示的电池组温度控制、供电系统10为相同的构成,同一构件标注相同的元件符号并省略其详细说明。
如图9所示,在本实施例的电池组温度控制、供电系统10中,侧边均温板18由密接于热电元件24侧的侧边均温板密接本体部18a、及从该侧边均温板密接本体部18a延伸设置形成,且沿电池单体的长度方向延伸的温度差用均温板延伸设置部18b构成。
借此,构成为根据热电元件24的散热器部26侧的温度、与热电元件24的密接于侧边均温板密接本体部18a之一端端面之侧的温度之间的温度差而在热电元件24产生电动势,将该电力利用于电池单体12、其他电子零件的充电等。
通过构成如上述,通过从侧边均温板密接本体部18a延伸设置形成,且沿电池单体12的长度方向延伸的温度差用均温板延伸设置部18b,而例如使空调设备产生的暖气或冷气的温度、车体等外部空气的温度容易传递至侧边均温板18。
结果,根据该温度差用均温板延伸设置部18b的温度、与热电元件24的密接于侧边均温板密接本体部18a之一端端面之侧的温度之间的温度差,产生更高的电动势。
借此,能够将该高电力利用于电池单体12的充电和例如LED车前灯等其他电子零件的充电等,极为便利,电池单体12的充电效率也进一步提升。
此外,在本实施例的情形中,构成为将电池部22、热电元件24、散热器部26、及风扇部32收容于外机壳44,能够将外部空气和空调设备等的暖气、冷气从风扇部32引入。
此外,如图9所示,温度差用均温板延伸设置部18b构成为从外机壳44的开口部44a露出至外部。
借此,使温度差用均温板延伸设置部18b的温度、与热电元件24的密接于侧边均温板密接本体部18a之一端端面之侧的温度之间的温度差变大,能够获得高电动势。
结果,能够将该高电力利用于电池单体12的充电和例如LED车前灯等其他电子零件的充电等,极为便利,电池单体12的充电效率也进一步提升。
另外,虽未标示,但温度差用均温板延伸设置部18b也可收容在外机壳44内,而非如图9所示露出在外机壳44的外部。
例如,也能够通过受到金属制的以热传导性良好的材料构成的外机壳44直接传热的温度差用均温板延伸设置部18b的温度、与热电元件24的密接于侧边均温板密接本体部18a之一端端面之侧的温度之间的温度差,来使电动势产生。
图10(A)为显示本发明另一实施例的电池组温度控制、供电系统10的散热器部26的另一实施例的分解剖面图,图10(B)为说明图10(A)所示散热器部26的组装状态的剖面图。
在本实施例的电池组温度控制、供电系统10中,散热器部26由多个矩形形状的散热器体46构成。
本实施例的散热器体46由具备嵌合用突设部48的散热器体46a、及具备嵌合用凹部50的散热器体46b构成。
此外,通过将该些散热器体46a的嵌合用突设部48嵌固至散热器体46b的嵌合用凹部50,构成一个散热器体46。
另外,在本实施例中虽然采用两个散热器体46a、散热器体46b,但该个数并无限定,也可构成为配合电池部22等的尺寸(size)而适当组合。
此外,也当然能够由单一散热器体46构成。
此外,在散热器体46a、散热器体46b分别具备沿散热器体46的宽度方向延伸、隔着固定间隔形成的多个均温板52。
如上述,散热器部26具备均温板52,借此,通过该散热器部26的均温板52,使传热至热电元件24、均温板16、电池单体12的效率提升,能够有效率地进行加热、冷却,从而能够提供加热效率、冷却效率极佳,电池性能稳定化的电池组温度控制、供电系统。
另外,在本实施例中虽然采用两个散热器体46a、散热器体46b,但该个数并无限定,也可构成为配合电池部22等的尺寸而适当组合。
此外,也当然能够由单一散热器体46构成。
另外,在本实施例中构成为散热器部26具备均温板52,虽未图示,但也可由均温板构成散热器部26本身。
以上,说明了本发明的较佳实施态样,但本发明并不限于上述,在上述实施例的电池组温度控制、供电系统10中,采用俯视为矩形形状的板状的电池单体12作为电池单体12,对应该电池单体12的形状,均温板16的均温板本体部20也采用俯视为矩形形状的板状的均温板本体部20。
然而,能够使用俯视为例如圆形等形状的电池单体12作为电池单体12,相应于此,均温板16的均温板本体部20也只要对应该电池单体12的形状来选择形状即可。
此外,本发明的电池组温度控制、供电系统10例如能够广泛使用于电动车(EV)、混合动力车(HV)、插电式混合动力车(PHV)等具备镍氢电池和锂离子电池等电池的其他各种以电池驱动的机器等,在不脱离本发明目的的范围内,当能够进行各种变更。
本发明有关电池组温度控制、供电系统,例如能够适用于电动车(EV)、混合动力车(HV)、插电式混合动力车(PHV)等具备镍氢电池和锂离子电池等电池的各种以电池驱动的机器所使用的电池组温度控制、供电系统。
此外,本发明具体上能够适用于在如上述的电池组温度控制、供电系统中能够对电池单体进行加热、冷却、充电的电池组温度控制、供电系统。

Claims (9)

1.一种电池组温度控制、供电系统,包括:
一电池部,通过积层多个电池单体与中介地装设在前述电池单体之间的板形状的均温板(vaporchamber)而构成;以及
一热电元件,以密接于前述均温板之一端的端面的方式配置。
2.如权利要求1所述的电池组温度控制、供电系统,包含有一散热器部与一风扇部,前述散热器部以其端面密接于前述热电元件的方式,具备以隔着固定间隔延伸设置的方式形成的多个鳍片;前述风扇部配置成与前述散热器部的鳍片相对向。
3.如权利要求2所述的电池组温度控制、供电系统,包含有根据前述热电元件的散热器部侧的温度与前述热电元件的密接于前述均温板之一端的端面之侧的温度之间的温度差,而在前述热电元件产生电动势,将该电力利用于前述电池单体、其他电子零件的充电。
4.如权利要求1至3中任一项所述的电池组温度控制、供电系统,其中前述均温板由密接于前述热电元件侧的侧边均温板、及从前述侧边均温板隔着固定间隔形成且沿前述电池单体的长度方向延伸的多个均温板本体部所构成。
5.如权利要求1或2所述的电池组温度控制、供电系统,其中前述均温板由剖面为L字形状的板形状的多个均温板构成。
6.如权利要求4所述的电池组温度控制、供电系统,其中,前述均温板本体部由剖面为L字形状的板形状的多个均温板构成。
7.如权利要求4所述的电池组温度控制、供电系统,其中前述侧边均温板由密接于热电元件侧的侧边均温板密接本体部、及从前述侧边均温板密接本体部延伸设置而形成且沿前述电池单体的长度方向延伸的温度差用均温板延伸设置部所构成;借此根据前述热电元件的散热器部侧的温度与前述热电元件的密接于侧边均温板之一端的端面之侧的温度之间的温度差,而在前述热电元件产生电动势,将该电力利用于电池单体、其他电子零件的充电等。
8.如权利要求1至7中任一项所述的电池组温度控制、供电系统,其中前述散热器部具备均温板。
9.如权利要求1至8中任一项所述的电池组温度控制、供电系统,具备以使前述电池部的电池单体的温度成为24℃至30℃范围的方式进行控制的控制装置。
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