CN110061329A - 具有集成排气口的电池冷却板 - Google Patents

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Abstract

一种用于冷却电池组电池的冷却系统包括限定室的板组件。室被构造成在其中容纳流体。多个孔延伸穿过板组件。多个孔中的每个被构造成与电池组电池中的一个的电池排气口对齐。

Description

具有集成排气口的电池冷却板
技术领域
本发明涉及用于电池组模块的冷却系统，其包括具有集成排气口的冷却板。
背景技术
众所周知，使用电力作为至少一部分驱动力的车辆可以使用电池组电池。例如，使用电池组电池的车辆是电动车辆、混合电动车辆、插电式电动车辆、电池组电动车辆、燃料电池电动车辆以及插电式混合车辆。
电池组电池通常利用锂离子化学并且通常被装入圆柱形或者方形外壳中以形成电池组模块。当对电池组电池进行充电和放电时，流经电池组电池的电流产生热量。此外，放热化学反应和环境温度可以通过传导、对流、以及/或者辐射将热量添加在电池中。添加的热量使电池组电池的温度增加，从而对电池组电池的效率和寿命产生负面影响。例如，增加的温度会导致变形、膨胀以及短路。
为了延长电池组电池的寿命，需要对电池组电池进行冷却。电池冷却系统的例子包括放置在电池组电池附近的冷却板。冷却板包括流经其中的冷却流体。美国专利申请公开第2013/0192807号中描述和示出了冷却板的例子，该专利申请的公开内容在此全部作为参考而纳入。然而，需要将由电池组电池的热散逸或者温度增加导致的放热反应所产生的气体从电池组电池排出。每个电池组电池具有在其中形成的用于排出气体的排气口。不利的是，现有技术中已知的冷却板不包括适当地从电池组电池中排出气体的排气口。
因此，现有技术中需要具有在其中形成的排气口的电池组冷却板，以有效冷却电池组电池。
发明内容
根据本公开，发现了一种具有在其中形成的排气口以有效冷却电池组的电池组冷却板。
根据本公开的第一实施方式，公开了一种用于冷却电池组电池的冷却系统。冷却系统包括限定室的板组件。室被构造成在其中容纳流体。多个孔延伸穿过板组件。多个孔中的每个被构造成与电池组电池中的一个的电池排气口对齐。
根据本公开的另一个实施方式，电池组模块组件包括多个电池组电池。多个电池组电池中的每个具有在其中形成的电池排气口。板组件限定室。室在其中容纳流体。多个孔延伸穿过板组件。多个孔中的每个被构造成与电池组电池中的一个的电池排气口对齐。
根据本发明的另一个实施方式，公开了一种电池组模块组件。电池组模块组件包括多个电池组电池。多个电池组电池的每个具有在其中形成的电池排气口。第一冷却板接合多个电池组电池并且具有穿过第一冷却板形成的多个孔。第二冷却板与第一冷却板配合以形成用于容纳第一冷却板和第二冷却板之间的流体的多个流通道。第二冷却板包括穿过第二冷却板形成的多个孔。第二冷却板的多个孔中的每个和第一冷却板的多个孔中的每个与多个电池组电池中的一个的电池排气口对齐。
附图说明
图1是根据本公开的一个实施方式的电池组模块组件的俯视透视图；
图2是图1的电池组电池以及电池组模块组件的冷却系统的放大的分段示意性剖面正视图；
图3是图1的电池组模块组件的分解俯视透视图；以及
图4是穿过线4-4取得的图1的电池组模块组件的剖面图。
具体实施方式
以下详细描述以及附图描述并说明了本发明的不同实施方式。描述以及附图用于使本领域的技术人员能够做出并使用本发明，并不试图以任何方式限制本发明的范围。就公开的方法而言，所呈现的步骤本质上是示范性的，因此，这些步骤的顺序不是必要的或关键的。如此处使用的，作为本领域的技术人员，基于说明书以及附图会清楚地理解这点。
此处使用的术语电动车辆被限定为包括将电力用作全部或者部分车辆驱动力的车辆。电动车辆可以包括混合电动车辆、插电式电动车辆、全电动或电池组电动车辆、插电式混合车辆、燃料电池电动车辆，或者其它目前已知或后来开发的使用电力的车辆。
如图1-4所示，电池组模块组件10包括多个单独的电池组电池12以及与电池组电池12相邻或耦合的冷却系统14。电池组电池12中的每个包括在其中形成的电池排气口16，其被构造用于从排气口排放空气。在示出的实施方式中，电池组电池12中的每个是圆柱形的。然而，能够明白，电池组电池12可以具有取决于应用的其它形状。例如，电池组电池12在形式上可以是方形的。也能够明白，电池组电池12可以被容纳在外壳内(未示出)。此外，电池组电池12被排列成多个交错的行。然而，电池组电池12可以按照需要被排列成多个对齐的行、圆形图案、不规则图案或任何其它图案。
冷却系统14具有与电池组电池12接触的外表面18。有利的是，冷却系统14的外表面18在形成电池排气口16的电池组电池12的末端处与电池组电池12接触。
冷却系统14由被指定为第一冷却板20和第二冷却板21的一对冷却板组成。冷却板20、21限定室22，该室22用于在其中容纳来自流体源(未示出)的工作流体。工作流体通过集流管24被传送进出室22，该集流管24被示意性地示出用于说明目的。集流管24可以在冷却板20、21的任何一侧耦合到冷却板20、21。例如，工作流体是制冷剂或者乙二醇。然而，根据需要，工作流体可以是任何其它冷却流体。
第一冷却板20包括外表面18、流体表面34、以及完全延伸穿过第一冷却板20的厚度的多个孔26。孔26基本垂直于冷却系统14的外表面18地延伸穿过冷却板20。孔26的数量取决于电池组电池12的电池排气口16的数量。例如，与电池组电池12的数量相对应地示出十六个电池排气口16。因此，在第一冷却板20中形成十六个孔26。孔26中的每个与电池组电池12的电池排气口16中的一个基本对齐。正如这里使用的，基本被定义成“在相当大的程度上”。例如，期望孔26中的每个与电池排气口16中的一个同心对齐。然而，由于第一冷却板20和电池组电池12的制造和装配中的变化和公差，孔26可能是不规则或不同心对齐的。已获得了良好的结果，其中孔26具有小于电池排气口16的直径DC的直径DA。有利的是，孔26的更小直径DA适应与冷却系统14耦合的电池组电池12中的每个的间距和尺寸在制造和装配中的偏差，例如，孔26之间的尺寸变化、电池排气口16之间的尺寸变化、以及/或者电池排气口16或孔26的公差的变化。例如，电池排气口16中的相邻排气口的中心之间的距离可略大于或略小于孔26中的相应相邻孔的中心之间的距离。作为孔26的更小直径DA的结果，电池排气口16与第一冷却板20的外表面18部分重叠。孔26与相应的电池排气口16基本对齐，以提供从电池排气口16到环境的流体连通，或者用于在车辆的另一部分中的气体循环使用。
第二冷却板21包括从第二冷却板21的流体表面30向外延伸的多个凸起28。凸起28中的每个基本上是截头圆锥形，该形状形成基本平坦的表面32，其被构造成与第一冷却板20的流体表面34接合。然而，凸起28可以根据需要具有其它形状，例如，圆柱形、长方体，或者与第一冷却板20的流体表面34接合所需的任何其它形状。凸起28中的每个具有穿过凸起28基本同心地形成的孔36。孔36基本垂直于第二冷却板21的平坦表面32地延伸穿过第二冷却板21。凸起28的数量和孔36的数量取决于电池组电池12的电池排气口16的数量和第一冷却板20的孔26的数量。例如，与电池组电池12的数量相对应地示出十六个电池排气口16和第一冷却板20的十六个孔26。因此，在第二冷却板21中形成十六个凸起28以及十六个孔36。第二冷却板21的孔36中的每个与第一冷却板20的孔26中的一个基本对齐，并因此，与电池组电池12的电池排气口16中的一个基本对齐。在这里，基本被定义为“在相当大的程度上”。第二冷却板21的孔36的直径D2基本等于第一冷却板20的孔26的直径DA。孔36与第一冷却板20的相应孔26以及相应电池排气口16基本对齐以提供从电池排气口16到环境的流体连通，或用于车辆的另一部分中的气体的循环使用。
冷却板20、21通过例如钎焊、冲压或夹紧操作等耦合方式相互耦合，以形成板组件。然而能够明白，可以根据需要使用诸如螺栓、销钉等其它耦合手段。每个凸起28的平坦表面32与第一冷却板20的流体表面34相接合。室22形成于第二冷却板21的流体表面30和第一冷却板20的流体表面34之间。工作流体流经室22。凸起28形成供工作流体流经的流动路径。例如，冷却板20、21可以由诸如铝或钢等导热材料形成。虽然图中示出分别形成的一对冷却板20、21，但是能够明白，冷却板20、21可以作为一个单个单元整体形成。
在应用中，电池组电池12被设置成与第一冷却板20的外表面18接合，其中电池组电池12的电池排气口16与穿过第一冷却板20形成的孔26以及在第二冷却板21中形成的孔36基本对齐。通过集流管24将工作流体提供给室22，以使工作流体围绕凸起28循环通过室22。工作流体有助于电池组电池12的冷却。此外，当电池组电池12将由高温或热散逸导致的气体排出时，气体可以从电池组电池12流经孔26、36，并从电池组模块组件10向外流到环境中，或者用于在车辆的另一部分中循环使用。
根据上述描述，本领域的普通技术人员可以容易地确定本发明的必要特征，并且在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明做出各种改变和修改，使其适应各种用途和条件。

Claims (20)

1.一种用于冷却电池组电池的冷却系统，包括：
板组件，其限定室，所述室被构造成在其中容纳流体；以及
多个孔，其延伸穿过所述板组件，所述多个孔中的每个被构造成与所述电池组电池中的一个的电池排气口对齐。
2.如权利要求1所述的冷却系统，其中所述板组件包括第一冷却板，并且其中所述第一冷却板基本平坦并且具有穿过所述第一冷却板而形成的多个第一孔。
3.如权利要求2所述的冷却系统，其中所述板组件包括第二冷却板，其中所述第二冷却板具有穿过所述第二冷却板而形成的多个第二孔，并且其中所述第二冷却板的所述多个第二孔与所述第一冷却板的所述多个第一孔对齐以形成所述板组件的所述多个孔。
4.如权利要求3所述的冷却系统，其中所述第二冷却板包括从其表面延伸的多个凸起。
5.如权利要求4所述的冷却系统，其中所述第二冷却板的所述多个第二孔中的每个穿过所述多个凸起中的一个而形成。
6.如权利要求4所述的冷却系统，其中所述多个凸起中的每个基本上是截头圆锥形的。
7.如权利要求1所述的冷却系统，其中延伸穿过所述板组件的所述多个孔中的每个具有比与所述电池组电池中的一个相应电池排气口的直径更小的直径。
8.如权利要求1所述的冷却系统，进一步包括与所述室流体连通的一对集流管。
9.一种电池组模块组件包括：
多个电池组电池，所述多个电池组电池中的每个具有在其中形成的电池排气口；
板组件，其限定室，所述室在其中容纳流体；以及
多个孔，其延伸穿过所述板组件，所述多个孔中的每个被构造成与所述电池组电池中的一个的电池排气口对齐。
10.如权利要求9所述的电池组模块，其中所述多个电池组电池中的每个是圆柱形的。
11.如权利要求9所述的电池组模块，其中所述多个电池组电池中的每个是方形的。
12.如权利要求9所述的电池组模块，其中所述多个电池组电池被安排成交错的行。
13.如权利要求9所述的电池组模块，其中所述流体是制冷剂和乙二醇中的一种。
14.如权利要求9所述的电池组模块，其中所述板组件由与第二冷却板接合的第一冷却板形成，所述第一冷却板和所述第二冷却板中的每个具有在其中形成的孔。
15.如权利要求14所述的电池组模块，其中所述第二冷却板包括多个从其表面延伸的凸起，所述多个凸起与所述第一冷却板的表面接合。
16.如权利要求9所述的电池组模块，其中所述多个孔中的每个具有比与所述电池组电池中的一个相对应的所述电池排气口的直径小的直径。
17.一种电池组模块组件，包括：
多个电池组电池，所述多个电池组电池中的每个具有在其中形成的电池排气口；
第一冷却板，其与所述多个电池组电池接合并且具有穿过所述第一冷却板形成的多个孔；以及
第二冷却板，其与所述第一冷却板配合以形成用于接收所述第一冷却板和所述第二冷却板之间的流体的多个流通道，所述第二冷却板包括穿过所述第二冷却板形成的多个孔，所述第二冷却板的所述多个孔中的每个和所述第一冷却板的所述多个孔中的每个与所述多个电池组电池中的一个的所述电池排气口对齐。
18.如权利要求17所述的电池组模块，其中所述第二冷却板包括从其表面延伸的多个凸起，所述多个凸起中的每个与所述第一冷却板接合。
19.如权利要求17所述的电池组模块，其中所述第一冷却板的所述多个孔的直径和所述第二冷却板的所述多个孔的直径比与所述多个电池组电池中的相应电池组电池的所述电池排气口的直径小。
20.如权利要求17中所述的电池组模块，其中所述多个电池组电池中的每个具有圆柱形的形状和方形的形状中的一个。
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