CN110620194A - 用于锂离子启动/停止系统的智能隔热罩设计 - Google Patents

用于锂离子启动/停止系统的智能隔热罩设计 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于锂离子启动/停止系统的智能隔热罩设计，其中形状和尺寸设计成接纳和包围电池的电池罩包括限定孔并具有形成电池罩的底部的基底的外壳，该外壳具有连接到第二壁的第一壁、连接到第三壁的第二壁、以及连接到第一壁和第三壁的第四壁部分，第一、第二、第三和第四壁中的每一个均从基底正交地延伸。电池罩包括成形为装配在壳的孔周围的可分离外盖。外壳部分和外盖部分具有小于约0.3W/mK的热导率的材料，电池罩具有选择性地向电池罩提供气流的空气入口和选择性地提供来自电池罩的气流的空气出口，外壳具有第一厚度，外盖部分具有第二厚度。

Description

用于锂离子启动/停止系统的智能隔热罩设计
引言
本部分中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。
本公开涉及用于容纳电池的电池罩或箱，并且更具体地涉及用于在汽车应用中容纳电池的电池罩或箱。机动车辆燃料效率和排放目标驱动相当大百分比的动力系设计参数等。因此，机动车辆越来越多地设计成具有更小的内燃机、更多的电气化等。为了为机动车辆(包括停止-启动装备的机动车辆、轻度混合动力和混合动力机动车辆)增加的电气化提供必要量的电能，电池技术已经继续发展。电池技术改进通常包括从铅酸或镍金属氢化物电池向锂离子、锂聚合物或类似的锂基电池的转变。锂基电池在能量密度、能量存储容量、重量、成本等方面提供优点。然而，锂基电池可能对温度敏感，特别是对温度的波动敏感。温度和温度的波动可降低锂基电池寿命和存储容量。另外，锂基电池往往比传统的铅酸或镍金属氢化物电池具有更高的初始部件成本。
因此，虽然当前的电池和电池罩实现了它们的预期目的，但是需要一种新的和改进的电池罩，其改善电池热稳定性，提高电池的安全性和寿命，并且降低在机动车辆应用和其他地方内使用锂基电池和电池组的总成本。
发明内容
根据若干方面，形状和尺寸设计成接纳和包围机动车辆内的电池的电池罩包括限定孔并具有形成电池罩的底部的基底部分的外壳部分，外壳部分由连接到第二壁部分的第一壁部分、连接到第三壁部分的第二壁部分，以及连接到第一壁部分和第三壁部分的第四壁部分限定，第一壁部分、第二壁部分、第三壁部分和第四壁部分中的每一个从基底部分大致正交地延伸。电池罩包括成形为装配在壳部分的孔周围的可分离外盖部分。外壳部分和外盖部分包括具有小于约0.3W/mK的热导率的材料，电池罩具有选择性地向电池罩提供气流的空气入口和选择性地提供来自电池罩的气流的空气出口，外壳部分具有第一厚度，外盖部分具有第二厚度。
在本公开的另一方面，第一厚度是可变的，并且第二厚度是可变的。
在本公开的另一方面，空气出口包括在外盖部分和外壳部分之间的开口。
在本公开的另一方面，空气入口具有在约0.1mm和约20cm之间的直径，并且空气入口设置在电池罩的下部中，空气出口设置在电池罩的上部中。
在本公开的另一方面，电池罩具有多层结构，该多层结构具有尺寸和形状设计成大致同心地装配在外壳部分内并与外壳部分间隔开的内壳部分，以及尺寸和形状设计成大致同心地装配在外盖部分内并且与外盖部分间隔开的内盖部分。一定量空气被设置在内壳部分和外壳部分之间，以及内盖部分和外盖部分之间，并且内壳部分和内盖部分中的每一个由具有小于约0.3W/mK的热导率的材料制成。
在本公开的另一方面，内盖部分和外盖部分由具有小于约0.1W/mK的热导率材料制成。
在本公开的另一方面中，空气入口和空气出口是同轴的并且穿过内壳部分和外壳部分形成。
在本公开的另一方面，电池罩进一步包括热电垫或冷却盘管，该热电垫或冷却盘管设置在内壳部分和内盖部分的表面上，或者设置在外壳部分和外盖部分的内面上，或者设置在内壳部分和内盖部分以及外壳部分和外盖部分之间，热电垫或冷却盘管选择性地对电池罩内的电池的温度进行调温。
在本公开的另一方面，可配置通风口向电池罩选择性地提供气流。
在本公开的另一方面中，具有约0.01mm和约3cm的厚度的气凝胶材料层设置在内壳部分和内盖部分的内部或外面上，或在外壳部分和外盖部分的内面上。
在本公开的另一方面，气凝胶材料包括：二氧化硅、碳、金属氧化物和有机聚合物。
在本公开的另一方面，电池罩进一步包括设置在内壳部分和外壳部分之间的多个间隔垫，该间隔垫在内壳部分和外壳部分之间产生定向气流模式。
在本发明的另一方面，多个间隔垫中的每一个具有在约0.01mm和约2cm之间的厚度，且间隔垫中的每一个包括：金属、塑料或树脂。
在本公开的另一方面，间隔垫与外壳部分或内壳部分一体地形成。
在本公开的另一方面，电池罩进一步包括入口软管，该入口软管经由空气入口将空气从设置在机动车辆的外表面上的进气口引导到电池罩中。
在本公开的另一方面，风扇或挡板选择性地引导空气穿过入口软管进入电池罩，其中挡板是机械地、化学地或热致动的。
在本公开的另一方面，风扇选择性地反转以引导空气从电池罩穿过入口软管。
在本公开的另一方面，挡板包括热敏材料、加热垫或冷却盘管，挡板设置在空气入口上方并且具有多个穿孔，挡板选择性地加热或冷却进入电池罩的空气。
根据本公开的另一方面，用于机动车辆的电池的多层电池罩包括限定孔并具有形成电池罩的底部的基底部分的外壳部分，外壳部分由连接到第二壁部分的第一壁部分、连接到第三壁部分的第二壁部分，以及连接到第一壁部分和第三壁部分的第四壁部分限定，第一壁部分、第二壁部分、第三壁部分和第四壁部分中的每一个从基底部分大致正交地延伸。多层电池罩进一步包括尺寸和形状设计成大致同心地装配在外壳部分内并与外壳部分间隔开的内壳部分、形成穿过外壳部分和内壳部分的开口的空气入口，成形为装配在壳部分的孔周围的可分离外盖部分，以及尺寸和形状设计成大致同心地装配在外盖部分内的内盖部分，该内盖部分成形为提供一定量空气来设置在内盖部分和外盖部分之间。多层电池罩进一步包括一体地形成在外壳部分和内壳部分中的至少一个中的多个间隔垫，该多个间隔垫使内壳部分和外壳部分间隔开，并且在内壳部分和外壳部分之间产生定向的可调谐气流模式，间隔垫提供一定量空气来设置在内壳部分和外壳部分之间。外壳部分、外盖部分、内壳部分和内盖部分中的每一个由具有低于约0.3W/mK热导率的材料制成，并且外壳部分、外盖部分、内壳部分和内盖部分中的每一个具有在约0.1mm至约5cm之间的厚度，空气入口具有在约0.1mm和约20cm之间的直径并且设置在电池罩的下部中，且空气出口在外盖部分和外壳部分之间形成开口，电池罩的形状和尺寸设计成接纳和包围电池和设置在电池上的预熔断器两者，入口软管连接到空气入口，入口软管将空气从设置在机动车辆外部的进气口引导到电池罩中，并且风扇或机械的、化学的、或者热激活的挡板选择性地允许空气从入口软管进入电池罩。
根据本公开的另一方面，用于机动车辆的电池的多层电池罩包括限定孔并具有形成电池罩的底部的基底部分的外壳部分，外壳部分由连接到第二壁部分的第一壁部分、连接到第三壁部分的第二壁部分，以及连接到第一壁部分和第三壁部分的第四壁部分限定，第一壁部分、第二壁部分、第三壁部分和第四壁部分中的每一个从基底部分大致正交地延伸。多层电池罩进一步包括尺寸和形状设计成大致同心地装配在外壳部分内并与外壳部分间隔开的内壳部分、形成穿过外壳部分和内壳部分的开口的空气入口，成形为装配在壳部分的孔周围的可分离外盖部分，以及尺寸和形状设计成大致同心地装配在外盖部分内的内盖部分，该内盖部分成形为提供一定量空气来设置在内盖部分和外盖部分之间。多层电池罩进一步包括一体地形成在外壳部分和内壳部分中的至少一个中的多个间隔垫，该多个间隔垫使内壳部分和外壳部分间隔开，并且在内壳部分和外壳部分之间产生定向气流模式，间隔垫提供一定量空气来设置在内壳部分和外壳部分之间。多层电池罩进一步包括热电垫或冷却盘管，该热电垫或冷却盘管设置在内壳部分和内盖部分的表面上，或者设置在外壳部分和外盖部分的内面上，或者设置在内壳部分和内盖部分以及外壳部分和外盖部分之间，热电垫或冷却盘管选择性地对电池罩内的电池的温度进行调温。多层电池罩进一步包括可配置通风口，该可配置通风口选择性地向电池罩提供气流。外壳部分、外盖部分、内壳部分和内盖部分中的每一个由具有低于约0.1W/mK热导率的材料制成，并且外壳部分、外盖部分、内壳部分和内盖部分中的每一个具有在约0.1mm至约5cm之间的厚度，空气入口具有在约0.1mm和约20cm之间的直径并且设置在电池罩的下部中，且空气出口在外盖部分和外壳部分之间形成开口，电池罩的形状和尺寸设计成接纳和包围电池和设置在电池上的预熔断器两者，入口软管连接到空气入口，入口软管将空气从设置在机动车辆外部的进气口引导到电池罩中，并且风扇或机械的、化学的、或者热激活的挡板选择性地允许空气从入口软管进入电池罩。
根据本文提供的描述，其他应用领域将变得显而易见。应当理解，描述和具体示例仅旨在用于说明的目的，且不旨在限制本公开的范围。
附图说明
本文描述的附图仅用于说明目的，且不旨在以任何方式限制本公开的范围。
图1是根据本公开的一方面的配备有用于电池的隔热罩的机动车辆的环境视图；
图2是根据本公开的一个方面的隔热罩的截面图；
图3是根据本公开的一方面的隔热罩的分解透视图；
图4是根据本公开的一个方面的多层隔热罩的分解透视图；
图5是根据本公开的一个方面的具有一定量绝缘材料的隔热罩的截面图；
图6是根据本公开的一个方面的具有多个间隔垫的隔热罩的截面图；
图7是根据本公开的一个方面的具有热电冷却器或加温器的隔热罩的截面图；
图8是根据本公开的一个方面的具有多个可配置通风口和通风口插塞的隔热罩的截面图；以及
图9是根据本公开的一个方面的具有风扇、挡板和进气软管的隔热罩的截面图。
具体实施方式
以下描述本质上仅是示例性的，并且不旨在限制本公开、应用或用途。
参照图1，机动车辆被示出并总体上用附图标记10表示。虽然机动车辆10被描述为汽车，但应理解，机动车辆10可以是汽车、卡车、SUV、厢式货车、半挂车、拖拉机、公共汽车、竞赛用微型单座汽车或任何其他这样的机动车辆10，而不脱离本公开的范围或意图。机动车辆10配备有设置在隔热罩或隔热箱14内的电池12。在若干方面，电池12是锂离子电池(LIB)或锂聚合物电池(LIPB)。然而，应当理解，电池12可以是任何其他类型的电池12，包括但不限于铅酸电池(LAB)、镍金属氢化物(NiMH)、镍镉(NiCd)或其他此类电池，而不脱离本公开的范围或意图。电池12，特别是高能量密度电池12(诸如LIB、LIPB和NiMH)可能对温度和/或温度波动敏感。当LIB、LIPB和NiMH经受高温或温度波动时，这种电池12的存储容量、寿命和性能可能降低。因此，通过经由隔热罩14将电池12与电池的周围环境热隔离，可维持电池12的存储容量、寿命和性能。隔热罩14由具有低热导率的材料组成，诸如树脂、塑料、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。在若干方面，期望隔热罩14具有低热导率，使得隔热罩14相对于隔热罩14的周围环境为电池12提供高度的热隔离。在一些示例中，隔热罩14由具有小于约0.3W/mK热导率的材料构成。在其他示例中，隔热罩14由具有小于约0.1W/mK热导率的材料构成。
图1中的机动车辆10被描述为具有设置在两个单独的隔热罩14中的两个电池12、在机动车辆10的发动机舱16中的一个隔热罩14，以及在机动车辆10的行李箱18中的第二隔热罩14。然而，应当理解，机动车辆10可以具有用于将电池12容纳在机动车辆10内的任何数量的隔热罩14，而不脱离本公开的范围或意图。此外，隔热罩14可设置在机动车辆10内的各种位置，诸如发动机舱16、行李箱18、后排座椅(未示出)或其他这样的位置。在一些示例中，隔热罩14不仅封闭电池12，还封闭安装在电池12自身上或隔热罩14上的预熔断器或熔断器盒15。在一些示例中，根据特定应用的冗余和安全性要求，多个预熔断器15被安装到电池12或隔热罩14。预熔断器15防止在短路的情况下在高电流导线中可能发生的对机动车辆10线束的损坏，诸如在机动车辆10事故期间可能发生的。在若干方面，预熔断器15的功能大致类似于电池12断开。
现在转到图2和3，并且继续参照图1，更详细地示出了本公开的隔热罩14。隔热罩14具有外壳部分20和外盖部分22。外壳部分20具有连接到第二壁部分26的第一壁部分24。第二壁部分26连接到第三壁部分28，并且第三壁部分28连接到第四壁部分30。第四壁部分30也连接到第一壁部分24。第一壁部分24、第二壁部分26、第三壁部分28和第四壁部分30中的每一个连接到基底部分32并且从基底部分32大致正交地延伸。基底部分32形成隔热罩14的底部。外壳部分20限定孔34。孔34设置成与基底部分32相对并且尺寸和形状设计成允许隔热罩14接纳电池12。虽然第一、第二、第三和第四壁部分24，2628、30被描述为从基底部分32大致正交地延伸，但是应当理解，根据车辆应用、给定电池12的类型和物理尺寸等，第一、第二、第三和第四壁部分24，2628、30可以从基底部分32完全以其他角度延伸。此外，应当理解的是，因为隔热罩14的尺寸和形状设计成接纳电池12，所以隔热罩14的尺寸和形状不仅随着车辆应用而变化，而且还随着电池12变化。在一些示例中，隔热罩14可具有大于或少于四个壁部分24、26、28、30。此外，虽然隔热罩14以垂直取向的形式示出，使得电池12通过面向上的孔34插入到隔热罩14中，但是隔热罩14可以在其他方向上取向。例如，隔热罩14可以大致与图中所示的相反，使得外盖部分22形成在其上放置电池12的平台，且外壳部分20形成钟状的盖。即，在上述示例中，外壳部分20被放置在电池12上方并且向下到外盖部分22上。在第二示例中，外壳部分20可定向成使得孔34在外壳部分20中形成面向侧面的开口，而不是在外壳部分20中形成面向上或面向下的开口。在第二示例中，电池12从隔热罩14的侧部被放置到隔热罩14中，并且外盖部分22被垂直定向，而不是水平地定向，正如在图中所示的示例和在其中外壳部分20形成用于电池12的钟形盖的示例中的情况。
外盖部分22的尺寸和形状设计成装配在外壳部分20的孔34上方或周围。在一些示例中，外盖部分22同心地装配在外壳部分20的孔34周围并且由第一、第二、第三和第四壁部分24、26、28、30支撑。在其他示例中，外盖部分22延伸到孔34中并且由第一、第二、第三和第四壁部分24、26、28、30支撑。在又一些示例中，外盖部分22成形为延伸到孔34中并且同心地装配第一、第二、第三和第四壁部分24、26、28、30周围。外盖部分22与外壳部分20可分离，从而提供进入电池12的入口。
隔热罩14具有与空气出口38流体连通的空气入口36，并且空气入口36和空气出口38均与环境空气40流体连通。空气入口36的形状和尺寸设置成向隔热罩14的内部44提供冷却空气42的流。根据应用的热需求、封装等，空气入口36的精确尺寸和形状可能根据不同应用变化很大。在一些方面，空气入口36穿过外壳部分20形成。更具体地，空气入口36穿过外壳部分20的下部或底部45形成。在一个示例中，空气入口36穿过外壳部分20的基底部分32形成并且限定从外壳部分20的外表面47延伸的联接件21。在一些方面，空气入口36具有在约0.1mm和约20cm之间的宽度或直径。在其他方面，空气入口36和/或空气出口38形成为在壁部分24、26、28、30和/或基底部分32中的至少两个之间的开口或间隙。即，在一些示例中，空气入口36形成为第一和第二壁部分24、26之间，和/或第二和第三壁部分26、28之间，和/或第三和第四壁部分28、30之间，和/或第一和第四壁部分24、30之间，和/或第一、第二、第三和第四壁部分24、26、28、30中的任意一个和基底部分32之间的开口或间隙。
类似于空气入口36，空气出口38的形状和尺寸设计成从隔热罩14的内部44提取冷却空气42。在一些示例中，空气出口38形成在隔热罩14的上部或顶部46处。然而，根据应用的热需求、封装等，空气出口38的精确尺寸和形状可能根据不同应用变化很大。在一个示例中，空气出口38形成为在外壳部分20和外盖部分22之间的靠近孔34的开口或间隙48。
现转到图4和5，并且继续参照图1—3，在一些示例中，隔热罩14具有由内壳部分62和内盖部分64形成的多层构造。内盖和壳部分62、64中的每一个由具有低热导率的材料形成，诸如热导率低于约0.3W/mK，或者在一些示例中低于约0.1W/mK。内壳部分62的尺寸和形状设计为大致装配在外壳部分20内。更具体地，内壳部分62的尺寸和形状设计成同心地装配在外壳部分20内，同时还与外壳部分20间隔开。内盖部分64的尺寸和形状设计为大致装配在外盖部分22内。如同内壳部分62装配在外壳部分20内，内盖部分64的尺寸和形状设计成同心地装配在外盖部分22内，同时还与外盖部分22间隔开。
内壳部分62和内盖部分64以与外壳部分20和外盖部分22几乎相同的方式彼此可分离。更具体地，内壳部分20和外壳部分62装配在一起并且作为单个壳单元66操作，并且内盖部分22和外盖部分64装配在一起并且作为单个盖单元68操作。因此，盖单元68大致同心地装配在壳单元66周围，而盖单元68与壳单元66可分离，使得电池12可以放置在壳单元66内并且被盖单元68覆盖。
因为内壳部分62和内盖部分64分别与外壳部分20和外盖部分22间隔开，所以一定量绝缘材料70被设置在内壳部分62和内盖部分64以及外壳部分20和外盖部分22之间的空隙71中。在一些方面，绝缘材料70为气体或气态混合物(诸如空气)，然而，根据应用，可使用其他固体或液体绝缘材料70，而不脱离本发明的范围或意图。
具体参照图5，并且继续参照图1-4，更详细地示出了绝缘材料70。气凝胶材料72填充空隙71的一部分。气凝胶材料72是来源于凝胶的合成的、多孔的、超轻的材料，其中液体组分已经被气体替代，从而产生具有低密度和低热导率的固体。在一些示例中，气凝胶材料72是胶带、泡沫，或由二氧化硅、碳、金属氧化物、有机聚合物等制成的塑化带。在一些示例中，气凝胶材料72至少部分地由二氧化硅(SiO2)和氧化铝(Al2O3)形成。气凝胶72可设置在外壳部分20和外盖部分22的内表面74上，或在内壳部分62和内盖部分64的外表面76上，或两者上。此外，气凝胶材料72可以是单层，或相似或不同厚度和/或材料组分的多个层，并且气凝胶材料72可以填充绝缘材料70的整个体积或仅其一部分。例如，气凝胶材料72可具有在约0.01mm和大约3cm之间的厚度。
与图2和3的示例一样，多层隔热罩14的空气入口36与空气出口38流体连通，并且空气入口36和空气出口38均与环境空气40流体连通。空气入口36的尺寸和形状设计成向隔热罩14的内部44提供冷却空气42的流，然而，在一些示例中，空气入口36还向绝缘材料70的体积提供冷却空气42的流。然而，根据热需求、封装等，空气入口36的精确尺寸、形状和位置可能根据不同应用变化很大。在一些方面，空气入口36穿过外壳部分20和内壳部分62形成。
类似于图2和图3的示例的空气出口38，多层罩的空气出口38的形状和尺寸设计成从隔热罩的内部44提取冷却空气42。在一些示例中，空气出口38形成在隔热罩14的上部或顶部46处。然而，根据热需求、封装等，空气出口38的精确尺寸、形状和位置可能根据不同应用变化很大。在一个示例中，空气出口38形成为盖单元68和壳单元66之间的靠近孔34的开口或间隙48。在另一示例中，空气出口38由设置在隔热罩14中的多个开口或通风口50形成。根据隔热罩14所针对的应用，开口或通风口50可设置在壳单元66中或盖单元68中，或其任何组合中。在另外的示例中，空气出口38可设置在空气入口36内。换句话说，因为多层隔热罩14具有同心地设置在外壳部分20内的内壳部分62，所以空气入口36和空气出口38中的一个或另一个可以同轴地布置在另一个内。换句话说，由外壳部分20的空气入口36形成的联接件21可以同心地装配在内壳部分62的联接件78周围并且与内壳部分62的联接件78同轴，联接件78形成内壳部分62的空气出口38。空气入口36和空气出口38也可以颠倒，使得内壳部分62的联接件78形成空气入口36，并且外壳部分20的联接件21形成空气出口38，而不脱离本公开的范围或意图。此外，尽管在以上描述中，多层隔热罩14已被描述为仅具有内壳部分62和外壳部分20，以及内盖部分64和外盖部分22，从而形成两层结构，但应当理解，在不脱离本公开的范围或意图的情况下，隔热罩14可具有附加层。
现转到图6，并且继续参照图1—5，在一些方面，隔热罩14包括多个间隔垫或凹坑80。间隔垫80引导冷却空气42穿过内壳部分62和外壳部分20之间的空隙71。根据应用和生产约束等，间隔垫80可以以各种不同的方式构造。在一个方面，间隔垫80与外壳部分20、内壳部分62、外盖部分22和内盖部分64中的至少一个一体地形成。在其他示例中，间隔垫80由金属、塑料或树脂形成，并且设置在外壳部分20的内表面74上，或设置在内壳部分62的外表面76上。在一些示例中，附加的间隔垫80形成在内盖部分64与外盖部分22之间的空隙71中。非常类似于设置在内壳部分62和外壳部分20之间的空隙71中的间隔垫80，间隔垫80形成或设置在内盖部分64、外盖部分22上，或者两者上。在一些方面，间隔垫80具有在约0.01mm和约2cm之间的厚度。间隔垫80被成形为基于空气压力差、湍流等产生冷却空气42的定向流。在一些方面，间隔垫80可均匀地分布(如图6中所示)，或不均匀地分布在隔热罩14周围。间隔垫80或凹坑的精确图案和尺寸是可变的，以便在给定应用中提供更多或更少的气流、阻力等。在一些示例中，间隔垫80可具有大致的圆锥形、圆形、半平整、三角形或四角锥形，或者间隔垫80可在跑道或迷宫形状中互连以引导冷却空气42的流动。在一个示例中，计算冷却空气42的定向流，以对电池12的特别易于暴露于热的区域进行热管理。在另一示例中，冷却空气42的定向流实际上向电池12的计算为在最佳电池温度以下运行的部分提供热能。在进一个示例中，电池12自身限定用于冷却空气42的空气通道(未示出)，该空气通道与隔热罩14相互作用，并且在一些方面，与间隔垫80相互作用。即，在一些示例中，电池12可以是多孔的。与其他类似但无孔的电池12相比，具有空气通道的多孔电池12具有增加的表面积和增加的冷却能力。因此，通过在电池12中包括通道，隔热罩14的整体尺寸减小，因为电池12的冷却需求同样降低。
现转到图7，并且继续参照图1—6，在一些示例中，热电冷却器/加温器82用于隔热罩14和电池12以将电池12维持在最佳操作温度。热电冷却器/加温器82是热电垫、冷却盘管、Peltier装置、Kapton加热器、导电加热器等。在Peltier装置的示例中，来自机动车辆10动力系(未示出)的能量被收获作为发动机(未示出)停机的一部分，并且Peltier装置根据需要使用所收获的能量来加热或冷却隔热罩14内的电池12。在一个方面，热电冷却器/加温器82是设置在内壳部分62和内盖部分64的外表面76上，或设置在外壳部分20和外盖部分22的内表面74上，或设置在内壳部分62和外壳部分20之间的空隙71中，和/或在内盖部分64与外盖部分22之间的空隙71中的热电垫或冷却盘管。热电冷却器/加温器82选择地对隔热罩14内的电池12的温度进行调温。在一些方面，选择性地对电池12的温度进行调温包括在环境温度低于预定阈值时预热电池12，使得电池12可提供适当的安培数以运行机动车辆10外部设备和/或起动马达(未示出)。在其他示例中，选择性地对电池12的温度进行调温包括冷却电池12以保护电池12的寿命和性能，同时防止电解质溶剂在电池12内的不期望分解。
现转到图8，并且继续参照图1—7，在一些示例中，隔热罩14包括可配置通风口84。可配置通风口84是隔热罩14中的开口，其提供进入和/或离开隔热罩14的气流。即，在若干方面中，可配置通风口84作为隔热罩14的空气入口36和/或空气出口38操作。穿过可配置通风口84的气流可以被通风口插塞86选择性地阻塞。通风口插塞86是气密性密封，其与可配置通风口84接合以防止气流穿过可配置通风口84。在若干方面中，隔热罩14可包括多个可配置通风口84和多个通风口插塞86。通过包括多个可配置通风口和通风口插塞84、86，单个隔热罩14设计可以用于在机动车辆10内具有不同的电池12存储位置的各种不同的机动车辆10。因此，在给定的机动车辆10中，未被最佳定位以对隔热罩14进行调温的某些可配置通风口84被通风口插塞86阻塞，而多个可配置通风口84中的被更最佳地定位的其他可配置通风口保持通畅。因此，在给定应用中，多个可配置通风口84选择性地向隔热罩14提供气流。
现转到图9，并且继续参照图1—8，在一些示例中，隔热罩14具有入口软管88。入口软管88经由空气入口36将冷却空气42从设置在机动车辆10的外表面92上的进气口90引导到隔热罩14中。在若干方面中，进气口90设置在前装饰板(诸如前灯或雾灯环绕件)上，或设置在机动车辆10的格栅开口、轮舱或任何其他这样的外表面92中。在其他方面，进气口90设置在机动车辆10的下侧上的区域中，并且从机动车辆10的下方抽吸冷却空气42。入口软管88可由各种不同材料中的任一种形成，并且采用各种不同形状、尺寸等中的任一个，而不脱离本公开的范围或意图。在一些方面，根据电池12和特定机动车辆10应用的温度调节要求，入口软管88由塑料、金属、橡胶或复合材料形成。
在一个示例中，入口软管88用于风扇94。风扇94可设置在空气入口36处、进气口90处，或隔热罩14或入口软管88中的其他位置处，或其任何组合处。在一些方面，多于一个的风扇94可用于单个隔热罩14。风扇94是电动空气移动装置，其选择性地通过入口软管88抽吸冷却空气42，以对电池12进行调温。在一些方面，风扇94产生进入隔热罩14的冷却空气42的流，而在其他方面中，风扇94产生离开隔热罩14的空气流以将热从电池12抽走。在其他方面中，风扇94是可逆的空气移动装置，其在一些条件下将空气抽吸到隔热罩14中，同时在其他条件下将空气抽出隔热罩14。
在另一示例中，入口软管88与挡板96一起使用。挡板96可设置在空气入口36处、进气口90处、入口软管88内、隔热罩14内，或其任何组合处。挡板96选择性地允许冷却空气42穿过入口软管88进入隔热罩14中。在若干方面中，挡板96是机械的、化学的或热致动的。即，在一些示例中，挡板96由具有可变密度的热敏材料制成。示例性热敏材料在相对高的温度下具有低密度98，同时在相对低的温度下具有高密度100，在它们之间设置一定范围的中间密度102。在一些示例中，挡板96具有多个穿孔(未具体示出)，该多个穿孔可操作用以选择性地提供进入和/或离开隔热罩14的气流。因此，为了在相对冷(例如，低于0℃)的环境温度中将电池12保持在最佳操作温度，挡板96的热敏材料具有高密度，从而防止冷却空气42进入和/或流出隔热罩14，并且因此允许电池12升温。相比之下，在高环境温度(例如高于约35℃)中，挡板96的热敏材料具有低密度，从而允许冷却空气42进入和/或离开隔热罩14，从而允许冷却电池12。在另一示例中，挡板96可包括上文所述的加热垫或冷却盘管等。由加热垫或冷却盘管制成的挡板96通过隔热罩14有助于仅仅越过冷却空气42的流的电池12的加热和/或冷却。
本公开的隔热罩或隔热箱14提供了若干优点。这些包括为电池12提供高度的热隔离和自冷却/加热以优化电池12的服务条件。此外，本公开的隔热罩14促进了电池安全性、寿命、性能，并且由于热损害而降低了存储容量损失，同时还降低了机动车辆10所有者和制造商的总成本。
本公开的描述在本质上仅仅是示例性的，并且不脱离本公开的要旨的变型旨在落入本公开的范围内。这样的变化不认为脱离了本公开的精神和范围。

Claims (10)

1.一种形状和尺寸设计成接纳和包围机动车辆内的电池的电池罩，所述电池罩包括：
限定孔并具有形成所述电池罩的底部的基底部分的外壳部分，所述外壳部分由连接到第二壁部分的第一壁部分、连接到第三壁部分的所述第二壁部分，以及连接到所述第一壁部分和所述第三壁部分的第四壁部分限定，所述第一壁部分、第二壁部分、第三壁部分和第四壁部分中的每一个从基底部分大致正交地延伸；和
成形为装配在所述外壳部分的所述孔周围的可分离外盖部分，
其中所述外壳部分和所述外盖部分包括具有小于约0.3W/mK的热导率的材料，所述电池罩具有选择性地向所述电池罩提供气流的空气入口和选择性地提供来自所述电池罩的气流的空气出口，所述外壳部分具有第一厚度，所述外盖部分具有第二厚度。
2.根据权利要求1所述的电池罩，其中所述第一厚度是可变的，并且所述第二厚度是可变的。
3.根据权利要求1所述的电池罩，其中所述空气出口包括在所述外盖部分和所述外壳部分之间的开口，并且其中所述空气入口具有在约0.1mm和约20cm之间的直径，并且所述空气入口设置在所述电池罩的下部中，所述空气出口设置在所述电池罩的上部中。
4.根据权利要求1所述的电池罩，其中所述电池罩具有多层结构，所述多层结构包括：
内壳部分，所述内壳部分的尺寸和形状设计成大致同心地装配在所述外壳部分内并与所述外壳部分间隔开；和
内盖部分，所述内盖部分的尺寸和形状大致同心地装配在所述外盖部分内并且与所述外盖部分间隔开，
其中一定量空气被设置在所述内壳部分和所述外壳部分之间，以及所述内盖部分和所述外盖部分之间，并且所述内壳部分和所述内盖部分中的每一个由具有小于约0.3W/mK热导率的材料制成，并且其中多个间隔垫设置在所述内壳部分和所述外壳部分之间，所述间隔垫在所述内壳部分与所述外壳部分之间产生定向气流模式，所述多个间隔垫中的每一个具有在约0.01mm和约2cm之间的厚度，且其中所述间隔垫中的每一个包括：金属、塑料或树脂，所述间隔垫与所述外壳部分或所述内壳部分一体地形成。
5.根据权利要求4所述的电池罩，其中所述内盖部分和所述外盖部分由具有小于约0.1W/mK热导率的材料制成。
6.根据权利要求4所述的电池罩，其中所述空气入口和所述空气出口是同轴的并且穿过所述内壳部分和所述外壳部分形成。
7.根据权利要求4所述的电池罩，进一步包括热电垫或冷却盘管，所述热电垫或冷却盘管设置在所述内壳部分和所述内盖部分的表面上，或者设置在所述外壳部分和所述外盖部分的内面上，或者设置在所述内壳部分和所述内盖部分以及所述外壳部分和所述外盖部分之间，所述热电垫或冷却盘管选择性地对所述电池罩内的所述电池的温度进行调温。
8.根据权利要求4所述的电池罩，进一步包括可配置通风口，其中所述可配置通风口选择性地向所述电池罩提供气流。
9.根据权利要求4所述的电池罩，其中具有约0.01mm和约3cm的厚度的气凝胶材料层设置在所述内壳部分和所述内盖部分的内面或外面上，或在所述外壳部分和所述外盖部分的内面上，所述气凝胶材料包括二氧化硅、碳、金属氧化物和有机聚合物。
10.根据权利要求1所述的电池罩，进一步包括入口软管和风扇或挡板，其中所述入口软管经由所述空气入口将空气从设置在所述机动车辆的外表面上的进气口引导到所述电池罩中，所述风扇或挡板选择性地引导空气穿过所述入口软管进入所述电池罩中，所述挡板是机械地、化学地或热驱动的，所述风扇选择性地反转以引导来自所述电池罩的空气穿过所述入口软管，且其中所述挡板包括热敏材料、加热垫或冷却盘管，所述挡板设置在所述空气入口上方并具有多个穿孔，所述挡板选择性地加热或冷却进入所述电池罩的空气。
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