RU2789348C2 - Rechargeable battery and method for manufacture of rechargeable battery - Google Patents

Rechargeable battery and method for manufacture of rechargeable battery Download PDF

Info

Publication number
RU2789348C2
RU2789348C2 RU2021115899A RU2021115899A RU2789348C2 RU 2789348 C2 RU2789348 C2 RU 2789348C2 RU 2021115899 A RU2021115899 A RU 2021115899A RU 2021115899 A RU2021115899 A RU 2021115899A RU 2789348 C2 RU2789348 C2 RU 2789348C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
channel
battery
paragraphs
elements
preferred
Prior art date
Application number
RU2021115899A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021115899A (en
Inventor
Барри ФЛАННЕРИ
Original Assignee
Ксеротех Лимитед
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ксеротех Лимитед filed Critical Ксеротех Лимитед
Publication of RU2021115899A publication Critical patent/RU2021115899A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2789348C2 publication Critical patent/RU2789348C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the field of electrical engineering, namely to a rechargeable battery and its manufacturing method, in particular to a rechargeable battery of a vehicle, having a thermal control system. The rechargeable battery contains one or several battery elements (30), flexible channel (50) located close to a surface of at least one or one of several elements (30), so that heat can be transferred between channel (50) and at least one or one of several elements (30), and a filling means, which at least partially surrounds at least part of channel (50). The method for the manufacture of a rechargeable battery includes provision of one or several battery elements (30), placement of flexible channel (50) close to the surface of at least one or one of several elements (30) in such a way that heat can be transferred between channel (50) and at least one or one of several elements (30), introduction of liquid into channel (50), and at least partial surrounding of at least part of channel (50) with the filling means. Expanding foam can be the filling means.
EFFECT: increase in a service life of a rechargeable battery due to minimization of temperature fluctuations inside the battery.
50 cl, 36 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к аккумуляторной батарее и способу ее изготовления, в частности к аккумуляторной батарее транспортного средства, имеющей систему терморегулирования.The present invention relates to a battery and a method for manufacturing the same, in particular to a vehicle battery having a thermal management system.

Ключевыми требованиями к аккумуляторным батареям следующего поколения, особенно к литий-ионным аккумуляторным батареям для автомобилей, являются улучшенная гравиметрическая и объемная плотность энергии, увеличенный срок службы и быстрая зарядка. Гравиметрическая и объемная плотности энергии в значительной степени улучшены благодаря достижениям в электрохимии элементов батарей и химической технологии. Однако улучшения в механической конструкции аккумуляторной батареи также оказывают заметное влияние на общий вес и размер аккумуляторной батареи. Механическая конструкция аккумуляторной батареи влияет на срок службы и возможность быстрой зарядки, в основном за счет системы терморегулирования. Систему терморегулирования можно использовать для минимизации колебаний температуры внутри батареи для предотвращения дифференциального старения элементов, что в конечном итоге приведет к сокращению срока службы. Кроме того, важно поддерживать относительно постоянную температуру 25°С по всей аккумуляторной батарее, чтобы максимально продлить срок службы элементов. Последнее особенно сложно поддерживать во время быстрой зарядки из-за сильного тепловыделения внутри батареи.Key requirements for next-generation batteries, especially lithium-ion batteries for vehicles, are improved gravimetric and volumetric energy density, extended life and fast charging. Gravimetric and volumetric energy densities have been greatly improved due to advances in battery cell electrochemistry and chemical engineering. However, improvements in the mechanical design of the battery also have a noticeable effect on the overall weight and size of the battery. The mechanical design of the battery affects the service life and ability to quickly charge, mainly due to the thermal management system. A thermal management system can be used to minimize temperature fluctuations within a battery to prevent differential aging of the cells, which will eventually lead to shortened battery life. In addition, it is important to maintain a relatively constant temperature of 25°C throughout the battery to maximize cell life. The latter is especially difficult to maintain during fast charging due to the strong heat generated inside the battery.

Системы терморегулирования в современных аккумуляторных батареях обычно включают теплообменник в виде канала. Канал представляет собой трубку, по которой охлаждающий материал может проходить через батарею для охлаждения или нагрева отдельных элементов батареи. Гибкие каналы особенно полезны, так как они легкие и могут точно соответствовать форме элементов, когда они находятся под давлением или в надутом состоянии. Однако существенным недостатком использования гибких воздуховодов является то, что они склонны к разрыву: повышение давления внутри воздуховода приводит к растяжению и утонению стенки (стенок) воздуховода, что снижает прочность стенок и потенциально приводит к утечке охлаждающей среды внутри батареи. Хотя риск разрыва можно уменьшить, увеличив толщину стенки воздуховода, это также увеличивает тепловое сопротивление воздуховода и, следовательно, эффективность системы терморегулирования.Thermal management systems in modern batteries usually include a heat exchanger in the form of a channel. The channel is a tube through which the cooling material can pass through the battery to cool or heat the individual cells of the battery. Flex channels are particularly useful as they are lightweight and can conform exactly to the shape of the elements when they are pressurized or inflated. However, a significant disadvantage of using flexible ducts is that they are prone to rupture: an increase in pressure inside the duct leads to stretching and thinning of the duct wall(s), which reduces the strength of the walls and potentially leaks the cooling medium inside the battery. While the risk of rupture can be reduced by increasing the thickness of the duct wall, this also increases the thermal resistance of the duct and therefore the efficiency of the thermal control system.

Еще одна проблема современных аккумуляторных блоков - это их склонность к возгоранию. Риск возгорания внутри аккумуляторной батареи увеличивается, когда элементы подвергаются воздействию высоких температур, когда возникают короткие замыкания и (или) когда внутренняя структура элементов нарушается. Например, литиевое покрытие и (или) образование кристаллов внутри элемента может пробить внутренние диэлектрические мембраны элемента, что приведет к потенциально катастрофическим коротким замыканиям и взрыву элемента. Такое событие может распространиться по всей батарее, вызывая возгорание всех элементов. Существует потребность в способе остановки или уменьшения распространения чрезмерного тепла из локализованной области внутри аккумуляторной батареи.Another problem with modern battery packs is their tendency to ignite. The risk of fire inside a battery is increased when the cells are exposed to high temperatures, when short circuits occur, and/or when the internal structure of the cells is compromised. For example, lithium plating and/or crystal formation within a cell can pierce the cell's internal dielectric membranes, resulting in potentially catastrophic short circuits and cell explosion. Such an event can spread throughout the battery, causing all cells to ignite. There is a need for a method to stop or reduce the spread of excessive heat from a localized area within a battery.

Задачей изобретения является устранение или смягчение описанных выше проблем. В частности, целью изобретения является создание тонкого гибкого воздуховода для использования в системе терморегулирования, в которой воздуховод имеет пониженный риск разрыва.The object of the invention is to eliminate or mitigate the problems described above. In particular, it is an object of the invention to provide a thin flexible duct for use in a thermal control system in which the duct has a reduced risk of rupture.

Еще одной целью изобретения является создание аккумуляторной батареи, которая по своей природе является огнестойкой.Yet another object of the invention is to provide a storage battery that is inherently flame retardant.

Еще одной задачей изобретения является создание системы терморегулирования, которая находится в хорошем тепловом контакте с одним или несколькими элементами.Another object of the invention is to provide a thermal control system which is in good thermal contact with one or more elements.

Согласно первому аспекту изобретения предоставляется аккумуляторная батарея, содержащая: один или несколько элементов батареи; гибкий канал, расположенный близко к поверхности по меньшей мере одного-единственного или одного из нескольких элементов, так что тепло может передаваться между каналом и как минимум одним или несколькими элементами; и средство заливки (компаунд), приспособленное действовать как опора по меньшей мере для части канала. Обеспечивает преимущество, состоящее в том, чтобы гибкий канал мог точно соответствовать форме поверхности элементов внутри батареи, будучи усилен средством заливки, которое предотвращает чрезмерное раздувание и (или) разрыв гибкого канала.According to a first aspect of the invention, a rechargeable battery is provided, comprising: one or more battery cells; a flexible conduit located close to the surface of at least one or one of the plurality of elements so that heat can be transferred between the conduit and at least one or more elements; and a pouring means (compound) adapted to act as a support for at least a portion of the channel. Provides the advantage that the flexible conduit can closely conform to the shape of the surface of the cells within the battery while being reinforced with a potting agent that prevents excessive swelling and/or rupture of the flexible conduit.

При необходимости аккумуляторная батарея содержит множество каналов.If necessary, the battery contains a plurality of channels.

В предпочтительном варианте реализации один или несколько каналов являются змеевиками.In a preferred embodiment, one or more channels are coils.

При необходимости один или несколько каналов являются коллекторами.If necessary, one or more channels are collectors.

При необходимости аккумуляторная батарея содержит один или несколько в основном прямых каналов.If necessary, the storage battery contains one or more mostly straight channels.

При необходимости аккумуляторная батарея содержит один или несколько параллельных каналов.If necessary, the battery contains one or more parallel channels.

В предпочтительном варианте реализации единственный канал или каждый канал содержит один или несколько в основном прямых участков.In a preferred embodiment, the single channel or each channel contains one or more generally straight sections.

В предпочтительном варианте реализации единственный канал или каждый канал конфигурируется для подачи охлаждающей жидкости.In a preferred embodiment, a single channel or each channel is configured to supply a coolant.

В предпочтительном варианте реализации единственный канал или каждый канал конфигурируется так, чтобы пропускать водно-гликолевую смесь.In a preferred embodiment, a single channel or each channel is configured to pass a water-glycol mixture.

В предпочтительном варианте реализации охлаждающая жидкость подается под давлением в единственный канал или в каждый канал до надутого состояния.In a preferred embodiment, the implementation of the coolant is supplied under pressure in a single channel or in each channel to pressurize.

В предпочтительном варианте реализации единственный канал или каждый канал в надутом состоянии соответствует поверхности одного или нескольких элементов. Обеспечивает преимущество, состоящее в том, что надувание гибкого канала таким образом, чтобы его форма соответствовала форме элементов, улучшает тепловой контакт между единственным или каждым каналом и элементами, так что охлаждающая жидкость может более эффективно передавать тепловую энергию между охлаждающей жидкостью и элементами.In a preferred embodiment, the single channel, or each channel, when inflated, corresponds to the surface of one or more elements. Provides the advantage that inflating the flexible conduit to match the shape of the elements improves thermal contact between the single or each conduit and the elements so that the coolant can more efficiently transfer heat energy between the coolant and the elements.

В предпочтительном варианте реализации форма единственного канала или каждого канала частично соответствует как минимум части поверхности одного или нескольких элементов.In a preferred embodiment, the shape of the single channel or each channel partially corresponds to at least part of the surface of one or more elements.

В предпочтительном варианте реализации элементы батареи представляют собой цилиндрические элементы. Обеспечивает преимущество, состоящее в том, что гибкий канал хорошо подходит для использования с цилиндрическими элементами, поскольку канал может расширяться и соответствовать волнообразной поверхности цилиндрических элементов, обеспечивая хороший тепловой контакт между элементами и каналом.In a preferred embodiment, the battery cells are cylindrical cells. Provides the advantage that the flexible conduit is well suited for use with cylindrical elements because the conduit can expand and conform to the undulating surface of the cylindrical elements, providing good thermal contact between the elements and the conduit.

В предпочтительном варианте реализации аккумуляторная батарея содержит массив элементов.In a preferred embodiment, the battery contains an array of cells.

В предпочтительном варианте реализации массив элементов находится в плотно скомпонованной конфигурации.In the preferred embodiment, the array of elements is in a tightly packed configuration.

В предпочтительном варианте реализации минимальное расстояние между элементами составляет 0,5-5 мм.In a preferred embodiment, the minimum distance between elements is 0.5-5 mm.

В предпочтительном варианте реализации минимальное расстояние между элементами составляет 2 мм.In the preferred embodiment, the minimum distance between elements is 2 mm.

В предпочтительном варианте реализации гибкий канал располагается рядом с единственным или несколькими элементами.In a preferred embodiment, the flexible conduit is located adjacent to one or more elements.

В предпочтительном варианте реализации гибкий канал располагается между элементами.In a preferred embodiment, the flexible conduit is located between the elements.

В предпочтительном варианте реализации гибкий канал находится в непосредственном контакте с боковой(ыми) поверхностью(ями) единственного или нескольких элементов.In a preferred embodiment, the implementation of the flexible channel is in direct contact with the side(s) surface(s) of a single or more elements.

В предпочтительном варианте реализации гибкий канал находится в непрямом контакте с боковой(ыми) поверхностью(ями) одного или нескольких элементов через область сопряжения или материал сопряжения.In a preferred embodiment, the flexible conduit is in indirect contact with the side surface(s) of one or more elements via the mating region or mating material.

В предпочтительном варианте реализации гибкий канал находится в непрямом контакте с боковой(ыми) поверхностью(ями) одного или нескольких элементов через оболочку корпуса, окружающую элемент(ы).In a preferred embodiment, the flexible conduit is in indirect contact with the side surface(s) of one or more elements through the housing shell surrounding the element(s).

В предпочтительном варианте реализации гибкий канал находится в непрямом контакте с боковой(ыми) поверхностью(ями) одного или нескольких элементов через теплопроводящий наполнительный материал, такой как проводящая паста или клей.In a preferred embodiment, the flexible conduit is in indirect contact with the side surface(s) of one or more elements through a thermally conductive filler material such as a conductive paste or adhesive.

В идеальном варианте гибкий воздуховод изготавливается из материала на полимерной основе.Ideally, the flexible duct is made from a polymer-based material.

В предпочтительном варианте реализации гибкий канал изготавливается из надувного пластика. Надувной пластиковый материал обеспечивает преимущество, поскольку материал по своей природе является электрически изолирующим, легким, не подвергается коррозии и не вступает в химическое взаимодействие с охлаждающей жидкостью, такой как смесь гликоля и воды.In a preferred embodiment, the flexible conduit is made from an inflatable plastic. The inflatable plastic material provides an advantage because the material is inherently electrically insulating, lightweight, non-corrosive, and does not chemically interact with a coolant such as a mixture of glycol and water.

В идеальном варианте надувной пластиковый материал - полиэтилен низкой плотности (LDPE).Ideally, the inflatable plastic material is low density polyethylene (LDPE).

В идеальном варианте надувной пластиковый материал - линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE).Ideally, the inflatable plastic material is linear low density polyethylene (LLDPE).

В идеальном варианте надувной пластиковый материал - полиэтилен высокой плотности (HDPE).Ideally, the inflatable plastic material is high density polyethylene (HDPE).

В идеальном варианте надувной пластиковый материал - полиэстер.Ideally, the inflatable plastic material is polyester.

В идеальном варианте толщина стенок гибкого воздуховода составляет от 10 мкм до 150 мкм. Обеспечивает преимущество, состоящее в том, что надувной пластиковый материал может быть очень тонким, что обеспечивает хорошие свойства теплопередачи между единственным или каждым из нескольких каналов и элементами.Ideally, the wall thickness of the flexible duct is between 10 µm and 150 µm. Provides the advantage that the inflatable plastic material can be very thin, which provides good heat transfer properties between a single or each of multiple channels and elements.

В предпочтительном варианте реализации гибкий канал представляет собой канал с одним просветом.In a preferred embodiment, the flexible conduit is a single lumen conduit.

При необходимости гибкий воздуховод может быть многопросветным. Многопросветный канал может использоваться в больших аккумуляторных батареях, где однопросветный канал не способен обеспечить равномерное распределение температуры.If necessary, the flexible duct can be multi-lumen. A multi-lumen duct can be used in large batteries where a single lumen duct is unable to provide uniform temperature distribution.

В идеальном варианте многопросветный канал содержит два или более просвета, по которым может течь охлаждающая жидкость.Ideally, the multi-lumen channel includes two or more lumen through which coolant can flow.

В предпочтительном варианте реализации аккумуляторная батарея содержит корпус аккумуляторной батареи.In a preferred embodiment, the battery includes a battery case.

В предпочтительном варианте реализации аккумуляторная батарея содержит нижнюю створку «раковину».In a preferred embodiment, the battery includes a bottom flap "shell".

В предпочтительном варианте реализации аккумуляторная батарея содержит верхнюю створку «раковину».In a preferred embodiment, the battery comprises a top shell.

В предпочтительном варианте реализации нижняя створка и (или) верхняя створка имеют одно или несколько углублений для приема и удержания элемента (элементов).In a preferred embodiment, the bottom flap and/or the top flap have one or more recesses for receiving and holding the element(s).

В предпочтительном варианте реализации нижняя створка и (или) верхняя створка имеют одно или несколько отверстий для подвода электрических соединений к элементам.In a preferred embodiment, the bottom flap and/or the top flap have one or more openings for electrical connections to the elements.

В предпочтительном варианте реализации на верхней и (или) нижней створке предусмотрены одна или несколько сборных шин.In a preferred embodiment, one or more busbars are provided on the top and/or bottom sash.

В предпочтительном варианте реализации верхняя створка и (или) нижняя створка содержат одно или несколько отверстий для электрического соединения элемента (элементов) с шиной(ами).In a preferred embodiment, the top flap and/or bottom flap comprise one or more openings for electrically connecting the element(s) to the busbar(s).

В предпочтительном варианте реализации аккумуляторная батарея содержит одну или несколько боковых стенок.In a preferred embodiment, the battery contains one or more side walls.

В предпочтительном варианте реализации одна или несколько боковых стенок прикреплены к нижней створке.In a preferred embodiment, one or more side walls are attached to the bottom flap.

В предпочтительном варианте реализации одна или несколько боковых стенок прикреплены к верхней створке.In a preferred embodiment, one or more side walls are attached to the top flap.

В предпочтительном варианте реализации аккумуляторная батарея содержит средство для впуска жидкости.In a preferred embodiment, the battery contains a fluid inlet.

В предпочтительном варианте реализации средство впуска жидкости обеспечивает вход жидкости в единственный канал или каждый из нескольких каналов.In a preferred embodiment, the fluid inlet means allows fluid to enter a single channel or each of multiple channels.

В предпочтительном варианте реализации средство впуска жидкости имеет входной патрубок.In a preferred embodiment, the liquid inlet means has an inlet.

В предпочтительном варианте реализации аккумуляторная батарея содержит средство для выпуска жидкости.In a preferred embodiment, the battery contains means for releasing fluid.

В предпочтительном варианте реализации средство выпуска жидкости имеет выходной патрубок.In a preferred embodiment, the liquid outlet means has an outlet.

В предпочтительном варианте реализации средство выпуска жидкости обеспечивает выход жидкости из единственного канала или каждого из нескольких каналов.In a preferred embodiment, the liquid outlet means allows liquid to exit from a single channel or each of multiple channels.

В предпочтительном варианте реализации средства впуска жидкости и (или) средства выпуска жидкости проходят через отверстия в боковой(ых) стенке(ах).In a preferred embodiment, the liquid inlet means and/or the liquid outlet means pass through openings in the side wall(s).

В предпочтительном варианте реализации аккумуляторная батарея содержит по меньшей мере один дополнительный гибкий канал, расположенный между дополнительными элементами.In a preferred embodiment, the battery contains at least one additional flexible channel located between the additional elements.

В предпочтительном варианте реализации средство заливки компаунда включает заливочный материал.In a preferred embodiment, the potting agent for the compound includes potting material.

В идеальном варианте средство для заливки компаунда содержит пену. Обеспечивает преимущество, состоящее в том, что пена легче других заливочных материалов и, следовательно, снижает общий вес батареи по сравнению с другими заливочными материалами (компаундами).Ideally, the potting agent for the compound contains foam. Provides the advantage that the foam is lighter than other potting materials and therefore reduces the overall weight of the battery compared to other potting materials (compounds).

При необходимости средство для заливки компаунда включает термореактивный пластик, силиконовый каучук-гель или эпоксидную смолу.If desired, the potting agent for the compound includes thermosetting plastic, silicone rubber gel, or epoxy.

В идеальном варианте средство заливки включает теплоизоляционную пену.Ideally, the pouring means comprises thermally insulating foam.

Термоизоляционная пена обеспечивает преимущество тем, что может предотвратить распространение теплового явления с высокой энергией через аккумуляторную батарею. Кроме того, теплоизоляционная пена может уменьшить влияние колебаний внешней температуры на аккумуляторную батарею и помогает обеспечить функцию канала в качестве основного регулятора тепловой энергии внутри аккумуляторной батареи.Thermal insulation foam provides the advantage that it can prevent high energy thermal phenomena from propagating through the battery. In addition, thermal insulation foam can reduce the effect of fluctuations in external temperature on the battery and helps ensure the function of the channel as the main regulator of thermal energy inside the battery.

В идеальном варианте средство для заливки включает пенопласт. Обеспечивает преимущество, состоящее в том, что использование расширяющейся пены внутри аккумуляторной батареи означает, что пена, когда она находится в расширенном состоянии, может по существу заполнить любые зазоры внутри аккумуляторной батареи. В сочетании с теплоизоляционными свойствами пены способность тепловых явлений проходить через батарею значительно снижается.Ideally, the pouring agent comprises foam. Provides the advantage that the use of expanding foam within the battery means that the foam, when in an expanded state, can substantially fill any gaps within the battery. Combined with the thermal insulation properties of the foam, the ability of thermal phenomena to pass through the battery is greatly reduced.

В идеальном варианте средство заливки включает вспучивающуюся пену.Ideally, the pouring means includes intumescent foam.

В идеальном варианте средством заливки является пенополиуретан.Ideally, the filling medium is polyurethane foam.

В идеальном варианте средство заливки действует как опора по меньшей мере для части как минимум одного канала.Ideally, the pouring means acts as a support for at least a portion of at least one channel.

В идеальном варианте средство заливки действует как жесткая опора по меньшей мере для части как минимум одного канала.Ideally, the pouring means acts as a rigid support for at least a portion of at least one channel.

В идеальном варианте средство заливки можно заливать в батарею в жидком состоянии, и оно схватывается, вулканизируется или затвердевает внутри батареи.Ideally, the potting agent can be poured into the battery in a liquid state and will set, cure, or harden within the battery.

В идеальном варианте средство заливки в отвержденном, вулканизированном или затвердевшем состоянии является по существу жестким, так что оно фиксирует элемент(ы) и канал(ы) на своем месте внутри аккумуляторной батареи. Обеспечивает преимущество, состоящее в снижении воздействия вибрации на компоненты внутри аккумуляторной батареи.Ideally, the potting agent, in the cured, vulcanized or hardened state, is substantially rigid such that it locks the cell(s) and conduit(s) in place within the battery. Provides the benefit of reducing the impact of vibration on components inside the battery.

В предпочтительном варианте реализации средство заливки окружает по меньшей мере часть как минимум одного канала.In a preferred embodiment, the fill means surrounds at least a portion of at least one channel.

В предпочтительном варианте реализации средство заливки окружает канал и обеспечивает полную внешнюю опору по меньшей мере одного канала. Обеспечивает преимущество, состоящее в том, что окружение воздуховода заливочным материалом предотвращает чрезмерное расширение и (или) разрыв канала.In a preferred embodiment, the grouting means surrounds the channel and provides complete outer support for at least one channel. Provides the advantage that enclosing the duct with potting material prevents excessive expansion and/or rupture of the duct.

В предпочтительном варианте реализации средство заливки образует полость, в которой расположена по меньшей мере часть как минимум одного канала.In a preferred embodiment, the pouring means forms a cavity in which at least a portion of at least one channel is located.

В предпочтительном варианте реализации объем внутри корпуса аккумуляторной батареи по существу заполнен элементами, опорной конструкцией, каналом и средством заливки. Обеспечивает преимущество, состоящее в том, что существенное заполнение аккумуляторной батареи исключает влагу и (или) коррозионные вещества из пространства внутри аккумуляторной батареи.In a preferred embodiment, the volume within the battery case is substantially filled with cells, support structure, channel, and filler. Provides the advantage that substantial filling of the battery excludes moisture and/or corrosive substances from the space inside the battery.

В предпочтительном варианте реализации средство заливки действует как клей.In a preferred embodiment, the potting agent acts as an adhesive.

В предпочтительном варианте реализации средство заливки действует как клей для закрепления канала или каждого канала на своем месте.In a preferred embodiment, the potting agent acts as an adhesive to secure the channel or each channel in place.

В предпочтительном варианте реализации единственный канал или каждый канал имеет открытую конфигурацию так, чтобы охлаждающий материал мог проходить через канал.In a preferred embodiment, the single channel or each channel has an open configuration so that the cooling material can pass through the channel.

В предпочтительном варианте реализации единственный канал или каждый канал поддерживается в открытой конфигурации за счет охлаждающей жидкости под давлением внутри единственного канала или каждого канала и (или) посредством прилипания к средству заливки.In a preferred embodiment, the single channel or each channel is maintained in an open configuration by pressurized coolant within the single channel or each channel and/or by adhering to the filler.

В предпочтительном варианте реализации средство заливки действует как клей, чтобы поддерживать единственный или несколько каналов в открытой конфигурации.In a preferred embodiment, the potting agent acts as an adhesive to maintain the single or multiple channels in an open configuration.

В предпочтительном варианте реализации средство заливки прикрепляют с помощью клея по меньшей мере к части одного или нескольких каналов.In a preferred embodiment, the potting means is attached with adhesive to at least a portion of one or more channels.

В предпочтительном варианте реализации средство заливки действует как клей для фиксации элемента (элементов) на своем месте.In a preferred embodiment, the potting agent acts as an adhesive to hold the element(s) in place.

В предпочтительном варианте реализации средство заливки действует как клей для прикрепления внешнего корпуса к аккумуляторной батарее. Обеспечивает преимущество, состоящее в устранении потребности в дополнительных креплениях или крепежных деталях, уменьшая сложность аккумуляторной батареи и улучшая производственный процесс.In a preferred embodiment, the potting agent acts as an adhesive to attach the outer casing to the battery. Provides the benefit of eliminating the need for additional fasteners or fasteners, reducing battery complexity and improving the manufacturing process.

В предпочтительном варианте реализации аккумуляторная батарея содержит по меньшей мере одно опорное средство, сконфигурированное для поддержки как минимум одного канала.In a preferred embodiment, the battery contains at least one reference means configured to support at least one channel.

В предпочтительном варианте реализации единственное или каждое опорное средство размещается на нижней створке.In a preferred embodiment, the single or each support means is placed on the bottom flap.

В предпочтительном варианте реализации единственное или несколько опорных средств расположены на периферийном крае массива элементов батареи.In a preferred embodiment, the single or multiple support means are located at the peripheral edge of the array of battery cells.

В предпочтительном варианте реализации единственное или каждое опорное средство сконфигурировано для поддержки канала в точке, где канал поворачивает и (или) меняет направление на противоположное. Обеспечивает преимущество, состоящее в том, что опорное средство предотвращает перегиб канала в точках, где он меняет направление. Предотвращение перегиба уменьшает засорение системы, снижает потери давления в системе и улучшает скорость потока охлаждающей жидкости через канал (каналы).In a preferred embodiment, the single or each support means is configured to support the channel at the point where the channel turns and/or reverses direction. Provides the advantage that the support means prevents the channel from kinking at points where it changes direction. Kink prevention reduces system fouling, reduces system pressure loss, and improves coolant flow rate through channel(s).

В предпочтительном варианте реализации единственное или каждое опорное средство содержит направляющий канал.In a preferred embodiment, the single or each support means comprises a guide channel.

В идеальном варианте направляющий канал предназначен для направления гибкого канала.Ideally, the guide channel is designed to guide the flexible channel.

В предпочтительном варианте реализации по меньшей мере часть гибкого канала расположена внутри канала опорного средства. Расположение гибкого канала внутри направляющего канала является целесообразным, поскольку направляющий канал направляет гибкий канал в точках, где канал меняет направление, таким образом предотвращая перегибы. Кроме того, направляющий канал поддерживает гибкий канал с обеих сторон, что предотвращает его вздутие и потенциальный разрыв.In a preferred embodiment, at least a portion of the flexible conduit is located within the conduit of the support means. Positioning the flexible channel within the guide channel is advantageous because the guide channel guides the flexible channel at points where the channel changes direction, thus preventing kinks. In addition, the guide channel supports the flexible channel on both sides, which prevents it from swelling and potential rupture.

В предпочтительном варианте реализации опорное средство содержит по меньшей мере одну выемку, выполненную с возможностью частичного приема канала в ненадутом состоянии так, чтобы в канале создавалось провисание. Обеспечивает преимущество, состоящее в придании каналу избыточного провисания, помогающего предотвратить перекручивание канала при его надувании. Это связано с тем, что при надувании канала он испытывает натяжение, и избыточное провисание помогает предотвратить накопление избыточного напряжения в канале.In a preferred embodiment, the support means comprises at least one recess configured to partially receive the channel in an uninflated state so that a slack is created in the channel. Provides the advantage of imparting excess slack to the canal to help prevent the canal from twisting when it is inflated. This is due to the fact that when the channel is inflated, it is under tension, and excess sagging helps to prevent the accumulation of excess stress in the channel.

В предпочтительном варианте реализации опорное средство выполнено с возможностью создания теплового барьера между по меньшей мере одним элементом и каналом. Это целесообразно, потому что поддержание постоянного распределения температуры по аккумуляторной батарее имеет важное значение для продления срока службы батареи. Путем теплоизоляции элемента в месте, где будет слишком большой тепловой контакт между каналом и элементом, тепловой контакт между каналом и элементами поддерживается практически постоянным по всей аккумуляторной батарее. Это, в свою очередь, способствует постоянному распределению температуры по аккумуляторной батарее.In a preferred embodiment, the support means is configured to create a thermal barrier between the at least one element and the channel. This is useful because maintaining a constant temperature distribution across the battery is essential to prolong battery life. By insulating the cell at a location where there would be too much thermal contact between the duct and the cell, the thermal contact between the duct and the cells is kept substantially constant throughout the battery. This, in turn, contributes to a constant temperature distribution throughout the battery.

В предпочтительном варианте реализации аккумуляторная батарея функционально связана с системой терморегулирования.In a preferred embodiment, the battery is operatively linked to the thermal management system.

В предпочтительном варианте реализации система терморегулирования содержит резервуар.In a preferred embodiment, the thermal management system comprises a reservoir.

В предпочтительном варианте реализации резервуар имеет гидравлическое сообщение с контуром охлаждающей жидкости.In a preferred embodiment, the reservoir is in fluid communication with the coolant circuit.

В идеальном варианте резервуар содержит охлаждающую жидкость.Ideally, the reservoir contains a coolant.

В предпочтительном варианте реализации резервуар обеспечивает гидростатическое давление для охлаждающей жидкости в контуре охлаждающей жидкости.In a preferred embodiment, the reservoir provides hydrostatic pressure to the coolant in the coolant circuit.

В предпочтительном варианте реализации система терморегулирования содержит насос, сконфигурированный для перекачивания охлаждающей жидкости из резервуара в контур охлаждающей жидкости для создания давления в контуре охлаждающей жидкости. Обеспечивает преимущество, состоящее в том, что охлаждающая жидкость в резервуаре может использоваться для повышения давления в системе терморегулирования. Обеспечивает преимущество, состоящее в возможности поддерживать давление в системе терморегулирования, при этом давление поддерживается на целевом рабочем уровне. Создание давления в канале через резервуары делает его самонесущим, благодаря чему устраняются любые потери гидродинамического давления от насоса и значительно снижается перепад давления в системе охлаждения.In a preferred embodiment, the thermal management system comprises a pump configured to pump coolant from a reservoir into a coolant loop to pressurize the coolant loop. Provides the advantage that the coolant in the reservoir can be used to pressurize the thermal control system. Provides the advantage of being able to maintain pressure in the thermal control system while maintaining the pressure at the target operating level. Pressurizing the channel through the tanks makes it self-supporting, eliminating any hydrodynamic pressure loss from the pump and greatly reducing the pressure drop across the cooling system.

В идеальном варианте система терморегулирования содержит датчик давления для контроля давления охлаждающей жидкости с целью поддержания целевого рабочего давления.Ideally, the thermal management system includes a pressure sensor to monitor coolant pressure to maintain the target operating pressure.

В предпочтительном варианте реализации материал канала содержит матрицу и наполнитель. В идеальном варианте теплопроводность наполнителя больше теплопроводности матрицы. Обеспечивает преимущество, состоящее в том, что включение наполнителя в матрицу увеличивает теплопроводность материала канала.In a preferred embodiment, the channel material comprises a matrix and a filler. Ideally, the thermal conductivity of the filler is greater than the thermal conductivity of the matrix. Provides the advantage that the inclusion of filler in the matrix increases the thermal conductivity of the channel material.

В предпочтительном варианте реализации матрица представляет собой гибкую матрицу.In a preferred embodiment, the matrix is a flexible matrix.

В предпочтительном варианте реализации матрица является электроизоляционной.In a preferred embodiment, the matrix is electrically insulating.

В предпочтительном варианте реализации матрица представляет собой пластиковую матрицу.In a preferred embodiment, the matrix is a plastic matrix.

В предпочтительном варианте реализации матрица представляет собой полимерную матрицу.In a preferred embodiment, the matrix is a polymeric matrix.

В предпочтительном варианте реализации матрица представляет собой матрицу из полиэтилена низкой плотности (LDPE), матрицу из линейного полиэтилена низкой плотности (LLDPE), матрицу из полиэтилена высокой плотности (HDPE), матрицу из полиэфира, силикона или каучука.In a preferred embodiment, the matrix is a low density polyethylene (LDPE) matrix, a linear low density polyethylene (LLDPE) matrix, a high density polyethylene (HDPE) matrix, a polyester, silicone or rubber matrix.

В предпочтительном варианте реализации матрица имеет теплопроводность менее 15 Вт-м-1K-1, менее 10 Вт-м-1K-1, менее 5 Вт-м-1K-1 и (или) менее 1 Вт-м-1K-1.In a preferred embodiment, the matrix has a thermal conductivity of less than 15 W-m -1 K -1 , less than 10 W-m -1 K -1 , less than 5 W-m -1 K -1 and (or) less than 1 W-m -1 K -1 .

В предпочтительном варианте реализации наполнитель включает частицы материала наполнителя.In a preferred embodiment, the filler comprises particulate filler material.

В предпочтительном варианте реализации частицы наполнителя рассеяны по всей матрице.In a preferred embodiment, the filler particles are dispersed throughout the matrix.

В предпочтительном варианте реализации частицы наполнителя имеют средний диаметр от 1 нм до 10 мкм.In a preferred embodiment, the filler particles have an average diameter of 1 nm to 10 µm.

В предпочтительном варианте реализации частицы наполнителя имеют удлиненную, трубчатую, волокнистую или в основном сферическую форму.In a preferred embodiment, the filler particles are elongated, tubular, fibrous, or generally spherical in shape.

В предпочтительном варианте реализации удлиненные частицы наполнителя имеют диаметр 1-10 нм и в качестве варианта - длину 0,5-5 нм.In a preferred embodiment, the elongated filler particles have a diameter of 1-10 nm and optionally a length of 0.5-5 nm.

В предпочтительном варианте реализации наполнитель включает органический материал наполнителя. В предпочтительном варианте реализации наполнитель включает наполнитель на основе углерода, такой как углерод, углеродная сажа, графит, графитовые пластинки, графен, многостенные углеродные нанотрубки или одностенные углеродные нанотрубки.In a preferred embodiment, the filler comprises an organic filler material. In a preferred embodiment, the filler includes a carbon-based filler such as carbon, carbon black, graphite, graphite slabs, graphene, multi-walled carbon nanotubes, or single-walled carbon nanotubes.

При необходимости наполнитель включает неорганический наполнитель. При необходимости наполнитель включает керамический наполнитель, такой как оксид алюминия, карбид кремния, нитрид бора, нитрат кремния, оксид алюминия, нитрид алюминия или оксид цинка.Optionally, the filler includes an inorganic filler. Optionally, the filler includes a ceramic filler such as alumina, silicon carbide, boron nitride, silicon nitrate, alumina, aluminum nitride or zinc oxide.

В предпочтительном варианте реализации наполнитель имеет теплопроводность более 10 Вт-м-1K-1 и (или) более 100 Вт-м-1K-1.In a preferred embodiment, the filler has a thermal conductivity greater than 10 Wm -1 K -1 and/or greater than 100 Wm -1 K -1 .

В предпочтительном варианте реализации материал канала содержит менее 25% наполнителя по объему, 5-18% наполнителя по объему или 15% наполнителя по объему. Обеспечивает преимущество, состоящее в том, что включение ограниченного количества наполнителя в матрицу позволяет получить повышенную теплопроводность при сохранении низкой электропроводности и подходящей гибкости материала.In a preferred embodiment, the channel material contains less than 25% filler by volume, 5-18% filler by volume, or 15% filler by volume. Provides the advantage that the inclusion of a limited amount of filler in the matrix allows for increased thermal conductivity while maintaining low electrical conductivity and suitable material flexibility.

В предпочтительном варианте реализации материал воздуховода имеет теплопроводность более 0,33 Вт-м-1K-1 при комнатной температуре, более 1 Вт-м-1K-1 при комнатной температуре и (или) более 10 Вт-м-1K-1 при комнатной температуре.In a preferred embodiment, the duct material has a thermal conductivity greater than 0.33 W-m -1 K -1 at room temperature, greater than 1 W-m -1 K -1 at room temperature, and/or greater than 10 W-m -1 K - 1 at room temperature.

В идеальном варианте опорное средство имеет внутреннюю направляющую формацию.Ideally, the support means has an internal guiding formation.

В идеальном варианте внутренняя направляющая формация может располагаться на внутренней стороне витка гибкого канала во время использования.Ideally, the inner guiding formation may be positioned on the inside of the coil of the flexible conduit during use.

В предпочтительном варианте реализации внутренняя направляющая формация имеет внутреннюю опорную поверхность, которая расположена между элементом и гибким каналом во время использования.In a preferred embodiment, the internal guide formation has an internal support surface that is positioned between the element and the flexible conduit during use.

В идеальном варианте опорное средство имеет внешнюю направляющую формацию, причем внешняя направляющая формация имеет внешнюю опорную поверхность.Ideally, the support means has an outer guide formation, the outer guide formation having an outer bearing surface.

В предпочтительном варианте реализации по меньшей мере часть направляющего пути опорного средства ограничена между внутренней опорной поверхностью внутренней направляющей формации и внешней опорной поверхностью внешней направляющей формации.In a preferred embodiment, at least a portion of the guidance path of the support means is defined between the inner bearing surface of the inner guidance formation and the outer bearing surface of the outer guidance formation.

Внутренняя опорная поверхность и (или) внешняя опорная поверхность могут быть непрерывной или прерывистой.The inner bearing surface and/or the outer bearing surface may be continuous or discontinuous.

В предпочтительном варианте реализации по крайней мере часть опорного средства является сжимаемой. В надутом состоянии канал имеет тенденцию тянуться в направлении любого изгиба внутри него из-за натяжения. Обеспечивает преимущество, состоящее в том, что выполнение по меньшей мере части опорного средства сжимаемым, позволяет поверхности, к которой тянет канал, слегка уступать таким образом, чтобы объем канала не перекрывался в месте перегиба.In a preferred embodiment, at least a portion of the support means is compressible. When inflated, the channel tends to pull in the direction of any kink within it due to tension. Provides the advantage that making at least part of the support means compressible allows the surface to which the channel pulls to yield slightly so that the volume of the channel does not overlap at the kink.

В идеальном варианте внутренняя направляющая формация является сжимаемой; при наиболее предпочтительном варианте по меньшей мере часть внутренней опорной поверхности является сжимаемой. В идеальном варианте внутренняя направляющая формация содержит сжимаемый пенный материал.Ideally, the inner guide formation is compressible; in the most preferred embodiment, at least a portion of the inner bearing surface is compressible. Ideally, the inner guide formation contains a compressible foam material.

В предпочтительном варианте реализации по меньшей мере часть опорного средства выполнена как одно целое с корпусом аккумуляторной батареи. В наиболее предпочтительном варианте реализации по меньшей мере часть опорного средства выполнена как одно целое с нижней створкой корпуса аккумуляторной батареи или с верхним кожухом корпуса аккумуляторной батареи.In a preferred embodiment, at least part of the support means is integral with the battery case. In the most preferred embodiment, at least a portion of the support means is integral with the lower battery case flap or the upper battery case shroud.

В предпочтительном варианте реализации по меньшей мере часть корпуса аккумуляторной батареи является составной частью опорной конструкции. В наиболее предпочтительном варианте реализации для поддержки гибкого канала используется по меньшей мере часть внутренней боковой стенки корпуса аккумуляторной батареи.In a preferred embodiment, at least a portion of the battery case is integral to the support structure. In the most preferred embodiment, at least a portion of the inner sidewall of the battery case is used to support the flexible conduit.

Согласно второму аспекту изобретения предусматривается способ изготовления аккумуляторной батареи, включающий: обеспечение одного или нескольких элементов; размещение гибкого канала близко к поверхности по меньшей мере одного или нескольких элементов так, чтобы тепло могло передаваться между каналом и по меньшей мере одним или несколькими элементами; ввод жидкости в канал; и обеспечение средства заливки, приспособленного действовать в качестве опоры по меньшей мере для части канала. Обеспечивает преимущество, состоящее в том, что способ предусматривает изготовление улучшенной аккумуляторной батареи, включающей в себя канал, который может точно соответствовать форме поверхности элементов и усилен средством заливки.According to a second aspect of the invention, a method for manufacturing a battery is provided, including: providing one or more cells; placing the flexible conduit close to the surface of at least one or more elements so that heat can be transferred between the conduit and at least one or more elements; introducing fluid into the channel; and providing a pouring means adapted to act as a support for at least a portion of the channel. Provides the advantage that the method provides for the manufacture of an improved battery, including a channel that can accurately match the shape of the surface of the cells and is reinforced with a filler.

В предпочтительном варианте реализации способ включает обеспечение массива элементов.In a preferred implementation, the method includes providing an array of elements.

В предпочтительном варианте реализации способ включает обеспечение одного или нескольких цилиндрических элементов.In a preferred embodiment, the method includes providing one or more cylindrical elements.

В предпочтительном варианте реализации способ включает создание массива плотно скомпонованных цилиндрических элементов, в котором минимальное расстояние между элементами составляет 0,5-5 мм.In a preferred embodiment, the method includes creating an array of tightly packed cylindrical elements, in which the minimum distance between the elements is 0.5-5 mm.

В предпочтительном варианте реализации способ включает создание массива плотно скомпонованных цилиндрических элементов, в котором минимальное расстояние между элементами составляет 2 мм.In a preferred embodiment, the method includes creating an array of tightly packed cylindrical elements, in which the minimum distance between the elements is 2 mm.

В предпочтительном варианте реализации способ включает построение корпуса аккумуляторной батареи.In a preferred embodiment, the method includes constructing a battery case.

В предпочтительном варианте реализации способ включает обеспечение нижней створки.In a preferred embodiment, the method includes providing a bottom flap.

В предпочтительном варианте реализации способ включает размещение одного или нескольких элементов в углублениях в нижней створке.In a preferred embodiment, the method includes placing one or more elements in recesses in the bottom flap.

В предпочтительном варианте реализации способ включает обеспечение одной или нескольких боковых стенок.In a preferred embodiment, the method includes providing one or more side walls.

В предпочтительном варианте реализации способ включает прикрепление одной или нескольких боковых стенок к нижней створке.In a preferred embodiment, the method includes attaching one or more side walls to the bottom flap.

В предпочтительном варианте реализации способ включает обеспечение верхней створки.In a preferred embodiment, the method includes providing a top flap.

В предпочтительном варианте реализации способ включает размещение одного или нескольких элементов в углублениях в верхней створке.In a preferred embodiment, the method includes placing one or more elements in recesses in the top flap.

В предпочтительном варианте реализации способ включает прикрепление одной или нескольких боковых стенок к верхней створке.In a preferred embodiment, the method includes attaching one or more side walls to the top flap.

В предпочтительном варианте реализации способ включает прикрепление одной или нескольких сборных шин к верхней створке и (или) нижней створке.In a preferred embodiment, the method includes attaching one or more busbars to the top sash and/or bottom sash.

В предпочтительном варианте реализации способ включает установку средства впуска жидкости в единственный канал или в каждый из нескольких каналов.In a preferred embodiment, the method includes installing a liquid inlet in a single channel or in each of several channels.

В предпочтительном варианте реализации способ включает установку средства выпуска жидкости в единственный канал или в каждый из нескольких каналов.In a preferred embodiment, the method includes installing a liquid outlet in a single channel or in each of several channels.

В предпочтительном варианте реализации способ включает пропускание впускного патрубка и выпускного патрубка через отверстия в боковой(ых) стенке(ах).In a preferred embodiment, the method includes passing an inlet and an outlet through holes in the side wall(s).

В предпочтительном варианте реализации способ включает размещение единственного или каждого гибкого канала рядом с одним или несколькими элементами.In a preferred implementation, the method includes placing a single or each flexible channel next to one or more elements.

В предпочтительном варианте реализации способ включает размещение единственного гибкого канала или каждого из нескольких гибких каналов между элементами.In a preferred embodiment, the method includes placing a single flexible conduit or each of multiple flexible conduits between elements.

В предпочтительном варианте реализации способ включает размещение одного или нескольких дополнительных гибких каналов близко к поверхности одного или нескольких элементов, так чтобы тепло могло передаваться между гибким каналом или каждым дополнительным гибким каналом и по меньшей мере одним или несколькими элементами.In a preferred embodiment, the method includes placing one or more additional flexible channels close to the surface of one or more elements, so that heat can be transferred between the flexible channel or each additional flexible channel and at least one or more elements.

В предпочтительном варианте реализации этап размещения гибкого(их) канала(ов) между элементами выполняется после этапа размещения одного или нескольких элементов в углублениях в нижней створке.In a preferred embodiment, the step of placing the flexible channel(s) between the elements is performed after the step of placing one or more elements in recesses in the bottom flap.

В предпочтительном варианте реализации этап размещения гибкого(их) канала(ов) между двумя или более элементами выполняется перед этапом размещения одного или нескольких элементов в выемках в верхней створке.In a preferred embodiment, the step of placing the flexible conduit(s) between two or more elements is performed prior to the step of placing one or more elements in recesses in the top flap.

В предпочтительном варианте реализации способ включает размещение гибкого канала или каждого гибкого канала по извилистому пути внутри аккумуляторной батареи.In a preferred embodiment, the method includes placing the flexible conduit or each flexible conduit along a tortuous path within the battery.

В предпочтительном варианте реализации способ включает размещение единственного канала или каждого канала близко к поверхности по меньшей мере одного или нескольких элементов, когда единственный канал или каждый канал находится по существу в ненадутом состоянии.In a preferred embodiment, the method includes placing the single channel or each channel close to the surface of at least one or more elements when the single channel or each channel is in a substantially uninflated state.

В предпочтительном варианте реализации этап введения жидкости в единственный канал или каждый канал вызывает расширение канала(ов).In a preferred embodiment, the step of introducing fluid into a single channel or each channel causes the channel(s) to expand.

В предпочтительном варианте реализации этап введения жидкости в единственный канал или каждый канал включает по существу заполнение канала (каналов) жидкостью.In a preferred embodiment, the step of introducing fluid into the single channel or each channel comprises substantially filling the channel(s) with fluid.

В предпочтительном варианте реализации способ включает надувание канала(ов) жидкостью.In a preferred embodiment, the method includes inflating the channel(s) with liquid.

В предпочтительном варианте реализации способ включает надувание канала(ов) рабочей жидкостью, такой как воздух или охлаждающая жидкость.In a preferred embodiment, the method includes inflating the channel(s) with a working fluid such as air or coolant.

В предпочтительном варианте реализации этап введения жидкости в единственный или каждый гибкий канал включает создание давления в канале(ах).In a preferred embodiment, the step of introducing fluid into the single or each flexible conduit comprises pressurizing the conduit(s).

В предпочтительном варианте реализации этап введения жидкости в единственный или каждый гибкий канал включает в себя создание давления в канале(ах) так, чтобы давление жидкости в канале(ах) превышало атмосферное давление.In a preferred embodiment, the step of introducing fluid into the single or each flexible conduit includes pressurizing the conduit(s) such that the fluid pressure in the conduit(s) is above atmospheric pressure.

В предпочтительном варианте реализации способ включает надувание единственного или каждого гибкого канала таким образом, чтобы форма единственного или каждого канала соответствовала по меньшей мере части формы поверхности одного или нескольких элементов. Обеспечивает преимущество, состоящее в увеличении площади теплового контакта между каналом и элементами, что улучшает передачу тепловой энергии между охлаждающей жидкостью в канале и отдельными элементами батареи.In a preferred embodiment, the method includes inflating the single or each flexible channel so that the shape of the single or each channel matches at least a portion of the shape of the surface of one or more elements. Provides the advantage of increasing the thermal contact area between the duct and the cells, which improves the transfer of heat energy between the coolant in the duct and the individual battery cells.

В идеальном варианте способ включает закрепление с помощью канала(ов) одного или нескольких элементов на своем месте. Обеспечивает преимущество, состоящее в устранении необходимости в клее для фиксации элементов на своем месте в аккумуляторной батарее. Кроме того, когда аккумуляторная батарея используется в автомобильной или аэрокосмической отрасли, где она подвержена вибрации, канал может уменьшить влияние вибрации на аккумуляторную батарею путем закрепления отдельных элементов на своем месте.Ideally, the method includes fixing one or more elements in place with the channel(s). Provides the advantage of eliminating the need for adhesive to hold the cells in place in the battery. Also, when the battery is used in the automotive or aerospace industry where it is subject to vibration, the conduit can reduce the effect of vibration on the battery by securing the individual cells in place.

В предпочтительном варианте реализации способ включает размещение одного или нескольких опорных средств на нижней створке.In a preferred embodiment, the method includes placing one or more support means on the bottom flap.

В предпочтительном варианте реализации способ включает размещение одного или нескольких опорных средств на нижней створке у периферийного края массива элементов.In a preferred embodiment, the method includes placing one or more support means on the bottom flap at a peripheral edge of the array of elements.

В предпочтительном варианте реализации способ включает размещение части канала внутри опорных средств для обеспечения поддержки по меньшей мере части канала. Размещение канала в опорном средстве является целесообразным, поскольку оно предотвращает изгибание канала при расширении канала.In a preferred embodiment, the method includes placing a portion of the channel within the support means to support at least a portion of the channel. The placement of the channel in the support means is advantageous because it prevents the channel from bending when the channel is expanded.

В предпочтительном варианте реализации способ включает размещение части канала внутри выемки в опорном средстве, когда канал находится по существу в ненадутом состоянии. Обеспечивает преимущество, состоящее в размещении канала в выемке, благодаря чему обеспечивается избыточное провисание в канале перед его надуванием. Обеспечение излишнего провисания канала уменьшает перекручивание канала во время процесса надувания.In a preferred embodiment, the method includes placing a portion of the conduit within a recess in the support means when the conduit is in a substantially uninflated state. Provides the advantage of locating the channel in a recess, thereby providing excess sag in the channel before it is inflated. Providing excessive channel sag reduces channel twisting during the inflation process.

В предпочтительном варианте реализации способ включает окружение по меньшей мере части одного или нескольких каналов средством заливки.In a preferred embodiment, the method includes surrounding at least a portion of one or more channels with a fill.

В предпочтительном варианте реализации способ включает окружение в основном единственного канала или каждого канала целиком средством заливки.In a preferred embodiment, the method includes surrounding essentially a single channel or each channel in its entirety with a fill.

В предпочтительном варианте реализации способ включает введение средства заливки через верхнюю створку, нижнюю створку и (или) боковую(ые) стенку(и).In a preferred embodiment, the method includes introducing the pouring agent through the top flap, bottom flap and/or side wall(s).

В предпочтительном варианте реализации способ включает введение в аккумуляторную батарею расширяемого средства заливки.In a preferred embodiment, the method includes introducing an expandable primer into the battery.

В предпочтительном варианте реализации способ включает выполнение испытания под давлением гибкого канала перед введением средства заливки в аккумуляторную батарею.In a preferred embodiment, the method includes performing a pressure test on the flexible conduit prior to introducing the primer into the battery.

В предпочтительном варианте реализации способ включает введение пены в аккумуляторную батарею.In a preferred embodiment, the method includes injecting the foam into the battery.

В предпочтительном варианте реализации способ включает введение вспучивающейся пены в аккумуляторную батарею.In a preferred embodiment, the method includes introducing intumescent foam into the battery.

В предпочтительном варианте реализации способ включает введение пенополиуретана в аккумуляторную батарею.In a preferred embodiment, the method includes injecting polyurethane foam into the battery.

В предпочтительном варианте реализации способ включает введение в аккумуляторную батарею термореактивного пластика, геля силиконового каучука или эпоксидной смолы.In a preferred embodiment, the method includes injecting a thermosetting plastic, silicone rubber gel, or epoxy resin into the battery.

В предпочтительном варианте реализации способ включает введение средства заливки в аккумуляторную батарею.In a preferred embodiment, the method includes introducing a primer into the battery.

В предпочтительном варианте реализации способ включает установку средства заливки в аккумуляторную батарею, когда средство заливки находится в вязком или жидком состоянии.In a preferred embodiment, the method includes inserting the primer into the battery when the primer is in a viscous or liquid state.

В предпочтительном варианте реализации способ включает введение жидкости в единственный канал или каждый канал перед тем, как ввести средство для заливки в аккумуляторную батарею.In a preferred embodiment, the method includes injecting liquid into a single channel or each channel before introducing the primer into the battery.

В предпочтительном варианте реализации способ включает нагнетание давления и (или) надувание единственного гибкого канала или каждого гибкого канала перед тем, как ввести средство заливки в аккумуляторную батарею.In a preferred embodiment, the method includes pressurizing and/or inflating a single flexible conduit or each flexible conduit prior to introducing the primer into the battery.

В предпочтительном варианте реализации способ включает вулканизацию или затвердевание средства заливки внутри аккумуляторной батареи.In a preferred embodiment, the method includes curing or curing the potting agent within the battery.

В предпочтительном варианте реализации этап введения жидкости в единственный гибкий канал или каждый гибкий канал заставляет канал(ы) расширяться в открытую конфигурацию.In a preferred embodiment, the step of introducing liquid into a single flexible conduit or each flexible conduit causes the conduit(s) to expand into an open configuration.

В предпочтительном варианте реализации способ включает поддержание, посредством приклеивания к средству заливки, единственного канала или каждого из нескольких каналов в открытой конфигурации внутри аккумуляторной батареи.In a preferred embodiment, the method includes maintaining, by adhering to the filler, a single channel or each of multiple channels in an open configuration within the battery.

В предпочтительном варианте реализации способ включает вулканизацию или затвердевание средства заливки внутри аккумуляторной батареи, когда единственный канал или каждый канал находится в существенно надутом состоянии и (или) в открытой конфигурации.In a preferred embodiment, the method includes curing or curing the filler within the battery when the single channel or each channel is in a substantially inflated state and/or in an open configuration.

В идеальном варианте способ включает поддержание давления внутри единственного канала или каждого из нескольких каналов до тех пор, пока средства заливки не отвердеют или не затвердеют и не перейдут в существенно жесткое состояние. Обеспечивает преимущество, состоящее в том, что надувание канала перед нагнетанием средства заливки позволяет получить достаточное место в канале для расширения после того, как средство заливки станет жестким.Ideally, the method includes maintaining pressure within a single channel, or each of multiple channels, until the pouring means solidify or solidify and enter a substantially rigid state. Provides the advantage that inflating the channel before inflating the priming agent allows sufficient space in the channel to expand after the priming agent has become rigid.

В предпочтительном варианте реализации способ включает расширение средства заливки для заполнения зазоров внутри аккумуляторной батареи. Обеспечивает преимущество, состоящее в том, что расширение пены означает заполнение ею любых зазоров внутри аккумуляторной батареи. Это улучшает общую механическую прочность батареи.In a preferred embodiment, the method includes expanding the filling means to fill gaps within the battery. Provides the advantage that the expansion of the foam means that it fills any gaps inside the battery. This improves the overall mechanical strength of the battery.

В предпочтительном варианте реализации способ включает теплоизоляцию элементов путем окружения элементов термоизолирующей пеной. Обеспечивает преимущество, состоящее в том, что термоизоляционная пена может предотвратить распространение теплового явления с высокой энергией через аккумуляторную батарею. Кроме того, теплоизоляционная пена может уменьшить влияние колебаний внешней температуры на аккумуляторную батарею и помогает обеспечить функцию канала в качестве основного регулятора тепловой энергии внутри аккумуляторной батареи.In a preferred embodiment, the method includes insulating the elements by surrounding the elements with thermally insulating foam. Provides the advantage that the thermal insulation foam can prevent the high energy thermal phenomenon from propagating through the battery. In addition, thermal insulation foam can reduce the effect of fluctuations in external temperature on the battery and helps ensure the function of the channel as the main regulator of thermal energy inside the battery.

В предпочтительном варианте реализации способ включает закрепление, с помощью средства заливки, канала и (или) элементов на своем месте внутри аккумуляторной батареи.In a preferred embodiment, the method includes securing, with a potting agent, the conduit and/or cells in place within the battery.

В предпочтительном варианте реализации способ включает поддержание посредством прилипания к средству заливки единственного или каждого канала в открытой конфигурации внутри аккумуляторной батареи.In a preferred embodiment, the method includes maintaining, by adhering to the primer, a single or each channel in an open configuration within the battery.

В предпочтительном варианте реализации способ включает прикрепление, с помощью средства заливки, внешнего корпуса к аккумуляторной батарее. Обеспечивает преимущество, состоящее в устранении потребности в дополнительных креплениях или крепежных деталях, уменьшая сложность аккумуляторной батареи и улучшая производственный процесс.In a preferred embodiment, the method includes attaching, by means of a potting agent, the outer case to the battery. Provides the benefit of eliminating the need for additional fasteners or fasteners, reducing battery complexity and improving the manufacturing process.

В предпочтительном варианте реализации способ включает электрическое соединение элементов батареи с шинами.In a preferred embodiment, the method includes electrically connecting the battery cells to the rails.

В предпочтительном варианте реализации способ включает электрическое соединение элементов с шинами с использованием ультразвуковой сварки, лазерной сварки, ультразвуковой сварки или контактной сварки.In a preferred embodiment, the method includes electrically connecting the elements to the busbars using ultrasonic welding, laser welding, ultrasonic welding, or resistance welding.

В предпочтительном варианте реализации способ включает электрическое соединение элементов с шинами, в то время как элементы удерживаются на своем месте гибким каналом.In a preferred embodiment, the method includes electrically connecting the elements to the rails while the elements are held in place by a flexible conduit.

В предпочтительном варианте реализации способ включает электрическое соединение элементов с шинами до того, как заливочный материал будет введен в аккумуляторную батарею.In a preferred embodiment, the method includes electrically connecting the cells to the rails before the potting material is introduced into the battery.

В предпочтительном варианте реализации способ включает введение средства заливки в аккумуляторную батарею после электрического соединения элементов с шинами. Обеспечивает преимущество, состоящее в том, что средство заливки служит для защиты алюминиевых ультразвуковых проволочных соединений от внешней влаги, тем самым предотвращая гальваническую коррозию проволочных соединений.In a preferred embodiment, the method includes introducing the filler into the battery after the cells are electrically connected to the tires. Provides the advantage that the potting agent serves to protect the aluminum ultrasonic wire connections from external moisture, thereby preventing galvanic corrosion of the wire connections.

В соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения предусматривается метод электрического соединения элемента с шиной, при этом способ включает: удерживание элемента в желаемом положении с использованием надутого гибкого канала; и обеспечение электрического соединения между элементом и шиной. Обеспечивает преимущество, состоящее в том, что гибкий канал может закреплять элемент(ы) на своем месте внутри батареи, устраняя необходимость в клее при электрическом соединении элемента(ов) с шиной(ами).In accordance with a further aspect of the present invention, a method is provided for electrically connecting an element to a tire, the method comprising: holding the element in a desired position using an inflated flexible conduit; and providing an electrical connection between the element and the bus. Provides the advantage that the flexible conduit can secure the cell(s) in place within the battery, eliminating the need for adhesive when electrically connecting the cell(s) to the busbar(s).

В предпочтительном варианте реализации этап обеспечения электрического соединения между элементом и шиной включает ультразвуковое соединение провода с элементом и (или) сборной шиной.In a preferred embodiment, the step of providing an electrical connection between the element and the busbar includes ultrasonic connection of the wire to the element and/or busbar.

В предпочтительном варианте реализации этап обеспечения электрического соединения между элементом и шиной включает ультразвуковое соединение, лазерную сварку, ультразвуковую сварку или контактную сварку.In a preferred embodiment, the step of providing an electrical connection between the element and the busbar includes ultrasonic bonding, laser welding, ultrasonic welding, or resistance welding.

В предпочтительном варианте реализации этап обеспечения электрического соединения между элементом и шиной включает присоединение алюминиевого провода к элементу и (или) сборной шине.In a preferred embodiment, the step of providing an electrical connection between the element and the busbar includes connecting an aluminum wire to the element and/or busbar.

В предпочтительном варианте реализации способ включает заливку по крайней мере одного элемента после ультразвукового соединения элементов со сборными шинами.In a preferred embodiment, the method includes pouring at least one element after ultrasonic connection of the elements to the busbars.

Следует понимать, что дополнительные особенности, применимые к одному аспекту изобретения, могут использоваться в любой комбинации и в любом количестве. Более того, они также могут использоваться с любым из других аспектов изобретения в любой комбинации и в любом количестве. Это включает, без ограничения, зависимые пункты формулы из любого пункта формулы, используемые в качестве зависимых пунктов формулы для любого другого пункта формулы изобретения данной заявки.It should be understood that additional features applicable to one aspect of the invention may be used in any combination and in any amount. Moreover, they can also be used with any of the other aspects of the invention in any combination and in any amount. This includes, without limitation, dependent claims from any claim used as dependent claims for any other claim of this application.

Теперь изобретение будет описано со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых в качестве примера показан только один вариант воплощения устройства в соответствии с изобретением.The invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which, by way of example, only one embodiment of a device according to the invention is shown.

Рис. 1 - схематическая диаграмма системы терморегулирования и модуля управления, подходящих для использования с аккумуляторной батареей в соответствии с изобретением.Rice. 1 is a schematic diagram of a thermal management system and control module suitable for use with a battery in accordance with the invention.

Рис. 2 - вид в перспективе аккумуляторной батареи, снабженной верхней и нижней створками и боковыми стенками.Rice. 2 is a perspective view of a storage battery provided with top and bottom flaps and side walls.

Рис. 3 - вид в перспективе аккумуляторной батареи, показанной на рис. 2, со снятыми боковыми стенками.Rice. 3 is a perspective view of the storage battery shown in FIG. 2 with the side walls removed.

Рис. 4 - вид в перспективе нижнего компонента створки аккумуляторной батареи, показанной на рис. 2.Rice. 4 is a perspective view of the bottom component of the battery door shown in FIG. 2.

Рис. 5 - вид в перспективе нижней створки с рис. 4, снабженной массивом элементов.Rice. 5 is a perspective view of the bottom flap of fig. 4 provided with an array of elements.

Рис. 6 - увеличенный вид в перспективе, показывающий массив элементов с рис. 5, снабженный термистором.Rice. 6 is an enlarged perspective view showing the element array of FIG. 5 equipped with a thermistor.

Рис. 7 - увеличенный вид в перспективе, показывающий опорную конструкцию, установленную на массив элементов, показанный на рис. 5.Rice. 7 is an enlarged perspective view showing the support structure mounted on the element array shown in FIG. 5.

Рис. 8 - вид в перспективе опорной конструкции, подходящей для использования с вариантами воплощения изобретения.Rice. 8 is a perspective view of a support structure suitable for use with embodiments of the invention.

Рис. 9 - вид в перспективе гибкого канала, присоединяемого к массиву элементов, показанному на рис. 5.Rice. 9 is a perspective view of a flexible conduit being attached to the element array shown in fig. 5.

Рис. 10 - вид в перспективе многопросветного гибкого канала, подходящего для использования с вариантами воплощения изобретения.Rice. 10 is a perspective view of a multi-lumen flexible conduit suitable for use with embodiments of the invention.

Рис. 11 - вид сверху теплообменника, содержащего множество гибких каналов, подходящих для использования с вариантами воплощения изобретения.Rice. 11 is a plan view of a heat exchanger containing a plurality of flexible ducts suitable for use with embodiments of the invention.

Рис. 12 - вид в перспективе теплообменника, показанного на рис. 11.Rice. 12 is a perspective view of the heat exchanger shown in fig. eleven.

Рис. 13 - вид сверху теплообменника, содержащего множество гибких многопросветных каналов, подходящих для использования с вариантами воплощения изобретения.Rice. 13 is a plan view of a heat exchanger containing a plurality of flexible multi-lumen passages suitable for use with embodiments of the invention.

Рис. 14 - вид в перспективе теплообменника, показанного на рис. 13.Rice. 14 is a perspective view of the heat exchanger shown in fig. 13.

Рис. 15 - вид сверху теплообменника, содержащего множество гибких многопросветных каналов, подходящих для использования с вариантами воплощения изобретения.Rice. 15 is a plan view of a heat exchanger containing a plurality of flexible multi-lumen passages suitable for use with embodiments of the invention.

Рис. 16 - вид в перспективе теплообменника, показанного на рис. 15.Rice. 16 is a perspective view of the heat exchanger shown in fig. 15.

Рис. 17 - вид в перспективе аккумуляторной батареи, снабженной верхней и нижней створками, боковыми стенками и коллектором наддува.Rice. 17 is a perspective view of a storage battery provided with top and bottom flaps, side walls and a boost manifold.

Рис. 18 - вид в разрезе гибкого канала, расположенного между элементами батареи в ненадутом состоянии.Rice. 18 is a sectional view of a flexible conduit located between battery cells in an uninflated state.

Рис. 19 - вид в разрезе гибкого канала, расположенного между элементами батареи в надутом состоянии.Rice. 19 is a sectional view of a flexible conduit located between the cells of an inflated battery.

Рис. 20 - увеличенный вид сверху опорной конструкции и гибкого канала в не надутом состоянии.Rice. 20 is an enlarged plan view of the support structure and flexible conduit in an uninflated state.

Рис. 21 - увеличенный вид сверху поддерживающей конструкции и гибкого канала, установленных на месте.Rice. 21 is an enlarged plan view of the support structure and flexible conduit in place.

Рис. 22 - увеличенный вид сверху опорной конструкции и гибкого канала в надутом состоянии.Rice. 22 is an enlarged plan view of the support structure and flexible conduit in an inflated state.

Рис. 23 - вид в перспективе аккумуляторной батареи, заполненной материалом заливки в автоматизированном процессе.Rice. 23 is a perspective view of a battery filled with potting material in an automated process.

Рис. 24 - схематическая диаграмма системы терморегулирования, подходящей для использования с вариантами воплощения изобретения, содержащими резервуар.Rice. 24 is a schematic diagram of a thermal management system suitable for use with tank embodiments.

Рис. 25 - схематическая диаграмма системы терморегулирования, показанной на рис. 24, под давлением.Rice. 25 is a schematic diagram of the thermal control system shown in fig. 24, under pressure.

Рис. 26 - схематическая диаграмма системы терморегулирования, показанной на рис. 24, в рабочем состоянии.Rice. 26 is a schematic diagram of the thermal control system shown in fig. 24, in working order.

Рис. 27 - схематическая диаграмма альтернативной системы терморегулирования, подходящей для использования с вариантами воплощения изобретения.Rice. 27 is a schematic diagram of an alternative thermal management system suitable for use with embodiments of the invention.

Рис. 28 - вид сверху массива элементов и змеевидного канала с толщиной стенок канала, изменяющейся по длине канала.Rice. 28 is a plan view of the element array and the serpentine channel with the channel wall thickness varying along the length of the channel.

Рис. 29 - вид в перспективе множества прямых каналов с толщиной стенок канала, изменяющейся по длине каналов.Rice. 29 is a perspective view of a plurality of straight channels with channel wall thickness varying along the length of the channels.

Рис. 30 - вид в перспективе с вырезом части аккумуляторной батареи, показывающим материал заливки.Rice. 30 is a perspective view with a section of a battery pack showing potting material.

Рис. 31 - схематический вид в поперечном разрезе канала, в котором материал канала содержит матрицу и наполнитель.Rice. 31 is a schematic cross-sectional view of a channel in which the channel material comprises a matrix and filler.

Рис. 32 - вид в перспективе дополнительной опорной конструкции.Rice. 32 is a perspective view of the additional support structure.

Рис. 33 - вид сверху опорной конструкции, показанной на рис. 32.Rice. 33 is a plan view of the support structure shown in fig. 32.

Рис. 34 - вид в перспективе дополнительной опорной конструкции.Rice. 34 is a perspective view of the additional support structure.

Рис. 35 - вид в перспективе опорной конструкции, показанной на рис. 34, установленной внутри аккумуляторной батареи.Rice. 35 is a perspective view of the support structure shown in FIG. 34 installed inside the battery.

Рис. 36 - дополнительный вид в перспективе опорной конструкции по рис. 35, установленной внутри аккумуляторной батареи.Rice. 36 is an additional perspective view of the support structure of FIG. 35 installed inside the battery.

На рис. 1 показана система 18 терморегулирования для аккумуляторной батареи 21. Термин «батарея» используется здесь для описания одного или нескольких отдельных гальванических элементов, например группы элементов, расположенных в виде массива. Термин «элемент» может использоваться для обозначения любой разновидности гальванического элемента, включая, помимо прочего, литий-ионные или никель-металл-гидридные элементы. Аккумуляторная батарея 21 содержит один или несколько элементов 30, гибкий канал 50/230, расположенный близко к поверхности по меньшей мере одного или нескольких элементов 30, так что тепло может передаваться между гибким каналом 50/230 и по меньшей мере одним или несколькими элементами 30, и материал заливки (компаунд) 231, приспособленный действовать в качестве опоры по меньшей мере для части канала 50/230. Любое количество отдельных элементов может быть использовано для создания желаемого напряжения и емкости аккумуляторной батареи 21.On fig. 1 shows a thermal management system 18 for a storage battery 21. The term "battery" is used here to describe one or more individual electrochemical cells, such as a group of cells arranged in an array. The term "cell" may be used to refer to any form of electrochemical cell, including but not limited to lithium ion or nickel metal hydride cells. The storage battery 21 comprises one or more elements 30, a flexible conduit 50/230 located close to the surface of at least one or more elements 30 so that heat can be transferred between the flexible conduit 50/230 and at least one or more elements 30, and a potting material (compound) 231 adapted to act as a support for at least a portion of the channel 50/230. Any number of individual cells can be used to create the desired voltage and capacity of the storage battery 21.

Система терморегулирования 18 используется для управления тепловой энергией в аккумуляторной батарее 21, чтобы поддерживать отдельные элементы при соответствующей рабочей температуре, например около 25°С. Отдельные элементы в аккумуляторной батарее 21 выделяют тепло по мере их зарядки и (или) разрядки. Система терморегулирования 18 управляет тепловой энергией в аккумуляторной батарее 21 путем циркуляции охлаждающей жидкости, такой как смесь гликоля и воды, по гибкому каналу, который расположен близко к поверхности и (или) контактирует с отдельными элементами.The thermal management system 18 is used to manage the thermal energy in the storage battery 21 in order to maintain the individual cells at the appropriate operating temperature, for example around 25°C. The individual cells in the battery 21 generate heat as they are charged and/or discharged. Thermal management system 18 controls the thermal energy in battery 21 by circulating a coolant, such as a mixture of glycol and water, through a flexible channel that is close to the surface and/or in contact with individual cells.

Система терморегулирования 18 включает теплообменник 23, насос 25 и гибкий канал (не показан), по которому охлаждающая жидкость проходит через аккумуляторную батарею 21. Гибкий канал сообщается жидкостью с теплообменником 23 и насосом 25 как часть того же контура охлаждающей жидкости 183. Охлаждающая жидкость в системе терморегулирования 18 находится под давлением, а насос 25 вызывает поток охлаждающей жидкости через контур охлаждающей жидкости 183. Давление охлаждающей жидкости заставляет гибкий канал расширяться. По мере того как гибкий канал расширяется, он соответствует волнообразной поверхности, представленной формой цилиндрических элементов, тем самым увеличивая площадь поверхности гибкого канала, которая находится в контакте с каждым из цилиндрических элементов. Этим обеспечивается преимущество, состоящее в увеличении площади теплового контакта и контактного давления между элементами и гибким каналом, а также улучшении передачи тепловой энергии между гибким каналом и отдельными элементами.The thermal control system 18 includes a heat exchanger 23, a pump 25, and a flexible conduit (not shown) through which coolant passes through the battery 21. The flexible conduit is in fluid communication with the heat exchanger 23 and pump 25 as part of the same coolant circuit 183. Coolant in the system thermostat 18 is pressurized and pump 25 causes coolant to flow through coolant loop 183. The coolant pressure causes the flexible conduit to expand. As the flexible conduit expands, it conforms to the undulating surface represented by the shape of the cylindrical elements, thereby increasing the surface area of the flexible conduit that is in contact with each of the cylindrical elements. This provides the advantage of increasing the thermal contact area and contact pressure between the elements and the flexible conduit, as well as improving the transfer of thermal energy between the flexible conduit and the individual elements.

Регулируя расход охлаждающей жидкости в гибком канале, насос 25 настраивается для поддержания температуры аккумуляторной батареи 21 на желаемой рабочей температуре. Теплообменник 23 может рассеивать тепловую энергию от охлаждающей жидкости, когда аккумуляторная батарея 21 требует охлаждения. Теплообменник 23 может добавлять тепловую энергию к охлаждающей жидкости, когда аккумуляторная батарея 21 требует нагрева. Дополнительная система нагрева или охлаждения может взаимодействовать с теплообменником 23 по мере необходимости.By adjusting the coolant flow in the flexible conduit, the pump 25 is adjusted to maintain the temperature of the battery 21 at the desired operating temperature. The heat exchanger 23 can dissipate heat energy from the coolant when the battery 21 requires cooling. The heat exchanger 23 can add thermal energy to the coolant when the battery 21 requires heating. An additional heating or cooling system may interact with the heat exchanger 23 as needed.

Система терморегулирования 18 подключена к модулю управления 27. Модуль управления 27 принимает входные сигналы, указывающие температуру внутри аккумуляторной батареи 21. Модуль управления 27 может выводить управляющий сигнал в систему терморегулирования 18, чтобы регулировать систему терморегулирования 18 в ответ на принятые входные сигналы температуры, благодаря чему поддерживается желаемая рабочая температура.The thermal control system 18 is connected to the control module 27. The control module 27 receives input signals indicative of the temperature inside the battery 21. The control module 27 can output a control signal to the thermal control system 18 to adjust the thermal control system 18 in response to the received temperature inputs, whereby the desired operating temperature is maintained.

Аккумуляторная батарея 21 содержит массив или матрицу цилиндрических элементов 30. Элементы 30 зажаты между нижней и верхней створками 20, 80, которые соединены периферийными боковыми стенками 90, 92, показанными на рис. 2. На рис. 3 показана батарея с рядом компонентов (включая боковые стенки 90, 92) для того, чтобы можно было видеть элементы 30 внутри батареи. Элементы 30 отцентрованы по параллельным осям и расположены в виде массива прямых параллельных рядов. Нижняя и верхняя створки 20, 80 включают в себя сборные шины, которые электрически соединяют отдельные элементы 30 и составляют аккумуляторную батарею 21.Battery 21 comprises an array or matrix of cylindrical elements 30. The elements 30 are sandwiched between lower and upper flaps 20, 80, which are connected by peripheral side walls 90, 92 shown in FIG. 2. In fig. 3 shows a battery with a number of components (including sidewalls 90, 92) so that the cells 30 inside the battery can be seen. The elements 30 are centered along parallel axes and arranged in an array of straight parallel rows. The lower and upper flaps 20, 80 include busbars that electrically connect the individual elements 30 and constitute the battery 21.

Квалифицированный читатель понимает, что элементы могут иметь форму, отличную от цилиндрической, например кубовидные, призматические или пакетные элементы. Однако цилиндрические элементы имеют относительно низкую стоимость и высокую плотность энергии, что делает их привлекательным выбором для использования в аккумуляторных батареях. Кроме того, цилиндрические элементы легче изготавливать в массовом производстве, чем элементы другой формы, такие как пакетные элементы или кубовидные элементы, и они являются самонесущими (для пакетных элементов требуется держатель или опора, в то время как призматические элементы также являются самонесущими). В примерах реализации элементы представляют собой литий-ионные элементы 18650 или 2170.The skilled reader will appreciate that the elements may be non-cylindrical, such as cuboid, prismatic, or stacked elements. However, cylindrical cells have a relatively low cost and high energy density, making them an attractive choice for battery applications. In addition, cylindrical elements are easier to mass-produce than other shaped elements such as stack elements or cube elements, and are self-supporting (pack elements require a holder or support, while prismatic elements are also self-supporting). In the implementation examples, the cells are 18650 or 2170 Li-Ion cells.

На рис. 4 показан вид в перспективе нижней створки 20 аккумуляторной батареи 21. Нижняя створка 20 представляет собой пластину с массивом выемок в виде круглых гнезд 22. Основание каждого гнезда 22 содержит выступающий внутрь фланец, который окружает отверстие, пронизывающее створку 20. Каждое гнездо 22 выполнено с возможностью приема концевой части соответствующего цилиндрического элемента 30. В показанном примере гнезда 22 расположены в виде массива с шестнадцатью параллельными рядами, причем длина каждого ряда составляет тринадцать гнезд. Гнезда 22 каждого ряда расположены в шахматном порядке по отношению к гнездам соседнего ряда или рядов, так что каждое из гнезд 22 вложено между парой гнезд 22 одного или двух соседних рядов. Это максимизирует эффективность использования пространства и удельную мощность, но усложняет поддержание правильной рабочей температуры элементов 30.On fig. 4 shows a perspective view of the bottom flap 20 of the battery 21. The bottom flap 20 is a plate with an array of notches in the form of round sockets 22. receiving the end portion of the respective cylindrical element 30. In the example shown, the sockets 22 are arranged in an array with sixteen parallel rows, each row being thirteen sockets long. The sockets 22 of each row are staggered with respect to the sockets of an adjacent row or rows such that each of the sockets 22 is nested between a pair of sockets 22 of one or two adjacent rows. This maximizes space efficiency and power density, but makes it difficult to maintain the correct operating temperature of the cells 30.

Квалифицированный читатель понимает, что в аккумуляторной батарее 21 может использоваться любое количество рядов элементов любой подходящей длины. Увеличение количества отдельных элементов 30 в аккумуляторной батарее 21 увеличивает общую емкость и (или) напряжение аккумуляторной батареи 21. Кроме того, элементы 30 в аккумуляторной батарее 21 могут быть расположены вертикально в вертикально сложенной аккумуляторной батарее.The skilled reader will appreciate that any number of rows of cells of any suitable length may be used in battery 21. Increasing the number of individual cells 30 in battery 21 increases the overall capacity and/or voltage of battery 21. In addition, cells 30 in battery 21 may be arranged vertically in a vertically stacked battery.

Изготовление аккумуляторной батареи 21 включает использование одного или нескольких элементов 30, например массива элементов, показанного на рис. 5. В примере воплощения множество элементов 30 вставлено в соответствующие гнезда 22 нижней створки 20. Элементы 30 расположены рядом с гнездами 22, а сборные шины, расположенные на нижней стороне нижней створки 20 (не показана), соединены с отдельными элементами 30.The manufacture of the battery 21 involves the use of one or more cells 30, such as the array of cells shown in FIG. 5. In an exemplary embodiment, a plurality of elements 30 are inserted into respective sockets 22 of the bottom sash 20. The elements 30 are located adjacent to the sockets 22, and busbars located on the underside of the bottom sash 20 (not shown) are connected to individual elements 30.

Многие производители батарейных элементов для предотвращения распространения тепла рекомендуют минимальное расстояние между элементами равное 2 мм. Квалифицированный читатель понимает, что расположенный в шахматном порядке массив цилиндрических элементов с плотной укладкой является наиболее эффективным, с точки зрения объема, способом укладки цилиндрических элементов в заданный объем при сохранении минимального рекомендованного расстояния между элементами. Гибкий канал 50, описанный здесь, имеет стенки толщиной от 10 до 150 мкм, и канал 50 может легко помещаться в шахматном канале 2 мм между соседними цилиндрическими элементами 30. Системы терморегулирования предшествующего уровня техники обычно требуют увеличенного шага между элементами для размещения канала, что увеличивает общий размер батареи и уменьшает объемную плотность энергии. Настоящее изобретение предлагает значительное улучшение по сравнению с существующим уровнем техники в этом отношении. Кроме того, настоящее изобретение позволяет разделить соседние элементы 30 зазором минимального предела, рекомендованным производителями элементов, или любым минимальным зазором в диапазоне 0,5-5 мм.Many battery cell manufacturers recommend a minimum distance of 2 mm between cells to prevent heat transfer. The skilled reader will appreciate that a tightly packed, staggered array of cylindrical elements is the most volumetrically efficient way of stacking cylindrical elements in a given volume while maintaining the minimum recommended spacing between elements. The flexible conduit 50 described herein has walls 10 to 150 µm thick, and the conduit 50 can easily fit in a 2 mm staggered conduit between adjacent cylindrical members 30. Prior art thermal management systems generally require increased spacing between members to accommodate the conduit, which increases the overall size of the battery and reduces the volumetric energy density. The present invention offers a significant improvement over the prior art in this regard. In addition, the present invention allows adjacent elements 30 to be separated by the minimum gap recommended by the element manufacturers, or any minimum gap in the range of 0.5-5 mm.

На рис. 6 показано, как датчики температуры 40, например набор термисторов, могут быть подключены к элементам 30 с подходящим шагом в аккумуляторной батарее 21. Во время сборки кабель 42, прикрепленный к датчику температуры 40, оставлен свободным. Это сделано для того, чтобы кабель 42 можно было прикрепить к верхней створке 80, когда верхняя створка 80 прикрепляется к аккумуляторному блоку 21. Датчики температуры 40 отслеживают температуру отдельных элементов 30 в аккумуляторной батарее 21 и передают показания температуры модулю управления 27. Если температура элементов 30 отклоняется от целевой рабочей температуры, модуль управления 27 может настраивать систему терморегулирования 18 для поддержания целевой рабочей температуры.On fig. 6 shows how temperature sensors 40, such as a set of thermistors, can be connected to suitably pitched cells 30 in battery 21. During assembly, a cable 42 attached to temperature sensor 40 is left loose. This is so that the cable 42 can be attached to the upper shutter 80 when the upper shutter 80 is attached to the battery pack 21. The temperature sensors 40 monitor the temperature of the individual cells 30 in the battery 21 and report the temperature readings to the control module 27. If the temperature of the cells 30 deviates from the target operating temperature, the control module 27 may adjust the thermal management system 18 to maintain the target operating temperature.

Как будет понятно квалифицированному читателю, настоящее изобретение может быть использовано в аккумуляторных батареях, в которых используются, как правило, прямые, параллельные, коллекторные и (или) змеевидные теплообменники/каналы. Змеевидные каналы обычно используются с призматическими элементами, поскольку плоские поверхности призматических элементов обеспечивают большую площадь поверхности для теплового контакта с каналом. Обернуть гибкий канал вокруг призматических элементов змеевидным способом, сохраняя таким образом тепловой контакт, - нетрудно. Однако змеевидные каналы подвержены перегибам в точках изгиба, где направление канала изменяется на обратное или изменяется на иное направление. Перегиб теплообменника может вызвать закупорку и повышение давления в канале, что может затруднить или предотвратить поток охлаждающей жидкости. Перегиб приводит к складыванию гибкого канала 50 внутрь самого себя, что может привести к закупорке внутри канала 50. Потери давления в системе из-за перегиба в серии множественных изгибов могут быть значительными, что снижает общую производительность системы терморегулирования 18. Кроме того, повышение давления может привести к растяжению и истончению стенки канала, что в конечном итоге может привести к разрыву и потере охлаждающей жидкости.As the skilled reader will appreciate, the present invention can be used in batteries that typically use straight, parallel, manifold and/or serpentine heat exchangers/ducts. Serpentine channels are commonly used with prismatic elements because the flat surfaces of the prismatic elements provide a large surface area for thermal contact with the channel. Wrapping the flexible conduit around the prismatic elements in a serpentine fashion, thus maintaining thermal contact, is not difficult. However, serpentine channels are subject to kinks at kink points where the direction of the channel is reversed or reversed. A kinked heat exchanger can cause plugging and pressurization of the duct, which can obstruct or prevent coolant flow. The kink causes the flexible conduit 50 to fold inward on itself, which can lead to blockage within the conduit 50. Pressure losses in the system due to the kink in a series of multiple kinks can be significant, reducing the overall performance of the thermal control system 18. In addition, pressure build-up can lead to stretching and thinning of the channel wall, which can eventually lead to rupture and loss of coolant.

Засорения из-за перегиба могут быть преодолены путем повышения давления охлаждающей жидкости внутри канала 50 до достаточного уровня, который заставляет гибкий канал 50 открываться даже на изгибах. Однако использование высокого давления для преодоления перегиба может привести к растяжению, утонению и разрыву гибкого канала 50. Давление, необходимое для преодоления перегибов на каждом изгибе гибкого канала 50, часто превышает давление, которое гибкий канал 50 может выдержать без разрыва.Kink blockages can be overcome by pressurizing the coolant inside the passage 50 to a sufficient level that causes the flexible passage 50 to open even at bends. However, the use of high pressure to overcome the kink can cause the flexible conduit 50 to stretch, thin, and rupture. The pressure required to overcome the kinks at each bend of the flexible conduit 50 often exceeds the pressure that the flexible conduit 50 can withstand without rupture.

В вариантах воплощения, в которых гибкий канал 50 должен следовать по извилистому пути между и (или) вокруг элементов 30 в аккумуляторной батарее 21, необходимо обеспечить способ надежной поддержки канала 50 в углах, чтобы предотвратить его перегиб и (или) разрыв. Как показано на рис. 7, опорные конструкции 70 используются в аккумуляторной батарее 21 в качестве направляющих в местах, где гибкий канал 50 меняет направление, то есть там, где он склонен к перегибу. Опорные конструкции 70 расположены на краю аккумуляторной батареи 21, где гибкий канал 50 выходит из массива элементов 30 и меняет направление на обратное. На рис. 7 показаны опорные конструкции 70, расположенные на аккумуляторной батарее 21 на периферии элементов 30. Опорные конструкции 70 расположены вдоль противоположных сторон аккумуляторной батареи 21 в каждой точке, где канал 50 выходит из массива элементов 30 и снова входит в него.In embodiments where flexible conduit 50 is to follow a tortuous path between and/or around cells 30 in battery 21, there must be a way to securely support conduit 50 at the corners to prevent it from kinking and/or breaking. As shown in fig. 7, support structures 70 are used in battery 21 as guides at locations where flexible conduit 50 changes direction, i.e., where it tends to kink. The support structures 70 are located at the edge of the battery 21 where the flexible conduit 50 exits the cell array 30 and reverses direction. On fig. 7 shows support structures 70 located on battery 21 at the periphery of cells 30. Support structures 70 are located along opposite sides of battery 21 at each point where conduit 50 exits and re-enters cell array 30.

Соответствующие опорные конструкции 70 расположены на противоположных сторонах аккумуляторной батареи 21, чтобы направлять гибкий канал 50, где гибкий канал 50 выходит из массива элементов 30 и меняет направление. Для этой цели, как показано на рис. 8, опорная конструкция 70 определяет направляющий путь 74 для гибкого канала 50. Направляющий путь 74 представляет собой паз или канавку, в которую может быть вставлен гибкий канал 50 и по которой затем следует гибкий канал 50, чтобы изменить направление без перегиба. Направляющий путь 74 опорной конструкции 70 ограничен между внутренней опорной поверхностью 77 внутренней направляющей формации 72 и внешней опорной поверхностью 78 внешней направляющей формации 79.Appropriate support structures 70 are located on opposite sides of the battery 21 to guide the flexible conduit 50 where the flexible conduit 50 exits the cell array 30 and changes direction. For this purpose, as shown in Fig. 8, support structure 70 defines a guide path 74 for flexible conduit 50. Guide path 74 is a slot or groove into which flexible conduit 50 can be inserted and followed by flexible conduit 50 to change direction without kinking. The guide path 74 of the support structure 70 is defined between the inner bearing surface 77 of the inner guide formation 72 and the outer bearing surface 78 of the outer guide formation 79.

Гибкий канал 50 может быть вставлен в опорную конструкцию 70 в ненадутом состоянии для следования по направляющему пути 74. Направляющий канал 74 имеет форму, позволяющую вместить избыточную длину гибкого канала 50. Обеспечение гибкого канала 50 избыточной длиной создает некоторые провисание, которое уменьшает перекручивание, когда гибкий канал 50 надувается и, таким образом, испытывает напряжение. Гибкий канал 50 вставляется в направляющую 74 в ненадутом состоянии для облегчения сборки. Однако квалифицированный читатель поймет, что небольшое количество рабочей жидкости можно использовать для создания давления в гибком канале 50, чтобы придать гибкому каналу 50 некоторую жесткость для облегчения сборки. Рабочей жидкостью может быть, например, воздух или охлаждающая жидкость.Flexible conduit 50 may be inserted into support structure 70 in an uninflated state to follow guide path 74. Guide conduit 74 is shaped to accommodate excess length of flexible conduit 50. Providing excess length of flexible conduit 50 creates some sag that reduces kink when flexible. the channel 50 is inflated and thus stressed. The flexible conduit 50 is inserted into the guide 74 in an uninflated state to facilitate assembly. However, the skilled reader will appreciate that a small amount of working fluid can be used to pressurize the flexible conduit 50 to stiffen the flexible conduit 50 for ease of assembly. The working fluid can be, for example, air or coolant.

Внутренняя направляющая формация 72 имеет такие размеры, что радиус изгиба внутренней опорной поверхности 77 достаточно большой, чтобы плавно направлять гибкий канал 50 на 180° в следующих друг за другом 90° - изгибах без перегиба канала 50. Как показано на рис. 8, внутренняя опорная поверхность 77 содержит плоскую продолговатую грань 73 между двумя закругленными краями 75. Удлиненная грань 73 служит для выпрямления и поддержки гибкого канала 50 в точке, в которой в противном случае наиболее вероятен перегиб.The inner guiding formation 72 is sized such that the radius of curvature of the inner bearing surface 77 is large enough to smoothly guide the flexible conduit 50 through 180° in successive 90° bends without kinking the conduit 50. As shown in FIG. 8, the inner support surface 77 includes a flat elongated edge 73 between two rounded edges 75. The elongated edge 73 serves to straighten and support the flexible conduit 50 at a point where a kink would otherwise be most likely.

Углубления в виде вырезов 76 во внешней направляющей формации 79 напротив закругленных краев 75 образуют часть внешней опорной поверхности 78, чтобы вмещать провисание, определяемое избыточной длиной гибкого канала 50. В частности, прогибающиеся участки гибкого канала 50 вокруг закругленных краев 75 можно вытянуть или оттолкнуть от закругленных краев 75 и направить в выемки 76. Вдавливание гибкого канала 50 в 35 углублений 76 таким образом перед надуванием гибкого канала 50 создает провисание гибкого канала 50 на закругленные края 75. Обеспечение этого провисания гибкого канала 50 перед надуванием является целесообразным, так как помогает уменьшить перегиб канала 50 при его надувании. Углубления в виде вырезов 76 представляют собой выемки на внешней опорной поверхности 78 внешней направляющей формации 79 и могут иметь любую форму, подходящую для частичного приема канала 50 для создания провисания вокруг закругленных краев 75.Notch recesses 76 in the outer guide formation 79 against the rounded edges 75 form part of the outer bearing surface 78 to accommodate the sag defined by the excess length of the flexible conduit 50. In particular, the camber portions of the flexible conduit 50 around the rounded edges 75 can be pulled or pushed away from the rounded edges. edges 75 and guide into the recesses 76. Pressing the flexible conduit 50 into the 35 recesses 76 in this manner before inflating the flexible conduit 50 creates slack in the flexible conduit 50 on the rounded edges 75. Allowing this slack in the flexible conduit 50 prior to inflation is beneficial as it helps to reduce kinking of the conduit 50 when inflated. The notch recesses 76 are recesses in the outer bearing surface 78 of the outer guide formation 79 and may be of any shape suitable to partially receive the channel 50 to create sag around the rounded edges 75.

Как будет понятно квалифицированному читателю, если аккумуляторная батарея 21 не имеет существенных изгибов и (или) маловероятен перегиб (например, когда используется незмеевидный или обычно прямой канал), тогда опорные конструкции обычно не требуются.As the skilled reader will appreciate, if battery 21 does not have significant kinks and/or kink is unlikely (eg, when a non-serpentine or typically straight channel is used), then support structures are generally not required.

Изготовление аккумуляторной батареи 21 включает размещение гибкого канала 50 близко к поверхности по меньшей мере одного или нескольких элементов 30, так что тепло может передаваться между гибким каналом 50 и по меньшей мере одним или несколькими элементами 30. На рис. 9 показан гибкий канал 50, вставляемый в массив элементов 30. Канал 50 размещен змеевидным образом внутри аккумуляторной батареи 21 так, чтобы охлаждающая жидкость 20 проходила через аккумуляторную батарею 21. В частности, канал 50 имеет ряд обычно прямых участков, которые проходят между соседними рядами элементов 30. Прямые участки канала 50 чередуются с изгибами, где канал 50 выходит из массива элементов 30 и меняет направление, чтобы проходить вдоль следующей пары рядов элементов 30 и между ними.The fabrication of battery 21 includes placing flexible conduit 50 close to the surface of at least one or more cells 30 so that heat can be transferred between flexible conduit 50 and at least one or more cells 30. FIG. 9 shows a flexible conduit 50 being inserted into an array of cells 30. Conduit 50 is positioned in a serpentine fashion within battery 21 so that coolant 20 flows through battery 21. In particular, conduit 50 has a series of generally straight sections that extend between adjacent rows of cells. 30. The straight sections of the channel 50 alternate with bends where the channel 50 exits the array of elements 30 and changes direction to pass along and between the next pair of rows of elements 30.

Змеевидное расположение гибкого канала 50 обеспечивает нахождение гибкого канала 50 в тепловом контакте со всеми элементами 30 в аккумуляторной батарее 21. Гибкий канал 50 может, например, представлять собой надувную ленту из пластикового материала, такого как полиэстер, LDPE, LLDPE, HDPE, любой другой пластиковый материал или материал на основе полимера, который является гибким и способен выдерживать давление охлаждающей жидкости. Надувной пластиковый материал является целесообразным, поскольку материал по своей природе является электрически изолирующим, легким и не подвержен коррозии или химическому взаимодействию с охлаждающей жидкостью, такой как смесь гликоля и воды.The serpentine arrangement of the flexible conduit 50 ensures that the flexible conduit 50 is in thermal contact with all the cells 30 in the battery 21. The flexible conduit 50 may, for example, be an inflatable band of plastic material such as polyester, LDPE, LLDPE, HDPE, any other plastic a material or polymer-based material that is flexible and capable of withstanding coolant pressure. The inflatable plastic material is beneficial because the material is inherently electrically insulating, lightweight, and does not corrode or chemically interact with a coolant such as a mixture of glycol and water.

Гибкий канал 50 снабжен входом 52 и выходом 54. При использовании вход 52 и выход 54 соединены с насосом 25. Насос 25 выполнен с возможностью создания потока охлаждающей жидкости внутри гибкого канала 50 таким образом, чтобы охлаждающая жидкость протекала через гибкий канал 50. Повышение давления охлаждающей жидкости в системе терморегулирования 18 до давления выше атмосферного заставляет гибкий канал 50 расширяться и принимать форму цилиндрических элементов 30. Подробные сведения о том, как охлаждающая жидкость подается под давлением, приведены в описании ниже.Flexible conduit 50 is provided with an inlet 52 and outlet 54. In use, inlet 52 and outlet 54 are connected to a pump 25. Pump 25 is configured to create a coolant flow within flexible conduit 50 such that coolant flows through flexible conduit 50. liquid in the thermal control system 18 to a pressure above atmospheric pressure causes the flexible channel 50 to expand and take the form of cylindrical elements 30. Details on how the coolant is supplied under pressure are given in the description below.

Как лучше всего видно на рис. 9, патрубки соединены с гибким каналом на входе 52 и выходе 54 соответственно. Патрубки сконфигурированы для присоединения к контуру 183 охлаждающей жидкости системы терморегулирования 18 так, чтобы охлаждающая жидкость могла перемещаться по системе терморегулирования 18. Область гибкого канала 50, соединенная с впускным и выпускным патрубками, может быть усилена, чтобы предотвратить разрыв или чрезмерное расширение канала 50. Канал 50 может быть усилен путем изготовления конца канала 50 из более прочного пластикового материала или путем обеспечения внешней втулки материала поверх гибкого канала 50 для предотвращения расширения гибкого канала 50 в области входа 52 или выхода 54. As best seen in Fig. 9, the pipes are connected to the flexible conduit at the inlet 52 and outlet 54, respectively. The conduits are configured to connect to the coolant circuit 183 of the thermal management system 18 so that the coolant can move through the thermal management system 18. The area of the flexible conduit 50 connected to the inlet and outlet conduits can be reinforced to prevent rupture or excessive expansion of the conduit 50. The conduit 50 can be reinforced by making the end of conduit 50 of a stronger plastic material, or by providing an outer sleeve of material over flexible conduit 50 to prevent expansion of flexible conduit 50 at inlet 52 or outlet 54.

Канал 50, показанный на рис. 9, представляет собой однопросветный расширяемый канал 50. Однако, как показано на рис. 10, в системе терморегулирования 18 можно использовать многопросветный расширяемый канал 223. Многопросветный канал 223 содержит входной проход 221 и выходной проход 220. Входной проход 221 и выходной проход 220 сконфигурированы так, чтобы пропускать охлаждающую жидкость через аккумуляторную батарею 21. Это целесообразно для использования в больших аккумуляторных батареях 21, поскольку улучшает распределение тепловой энергии по аккумуляторной батарее 21. В больших аккумуляторных батареях 21 однопросветный канал 50 может быть не в состоянии обеспечить достаточное охлаждение или нагрев элементов 30, расположенных далее по потоку в канале 50. Эта проблема решается за счет использования многопросветного канала 223, который обеспечивает более равномерное распределение температуры в аккумуляторной батарее 21.Channel 50 shown in fig. 9 is a single lumen expandable channel 50. However, as shown in FIG. 10, a multi-lumen expandable conduit 223 can be used in the thermal management system 18. The multi-lumen conduit 223 includes an inlet 221 and an outlet 220. The inlet 221 and outlet 220 are configured to pass coolant through the battery 21. This is useful for use in large batteries 21 because it improves the distribution of thermal energy throughout the battery 21. In large batteries 21, the single lumen channel 50 may not be able to provide sufficient cooling or heating to the elements 30 located downstream in the channel 50. This problem is solved by using a multi-lumen channel 223, which provides a more uniform temperature distribution in the battery 21.

Многопросветный канал 223 изготовлен из того же пластика, что и однопросветный канал 50. Для создания многопросветного канала 223 между впускным и выпускным проходами 221, 220 создается уплотнение 222. Уплотнение 222 может быть создано путем плавления пластикового материала канала 223 для создания соединения. Действие многопросветного канала 223 по существу такое же, как и однопросветного канала 50, за исключением того, что многопросветный канал имеет двунаправленный поток охлаждающей жидкости. Многопросветный канал 223 может быть расположен внутри опорной конструкции 70 аналогично однопросветному каналу 50. Кроме того, многопросветный канал 223 может находиться под давлением охлаждающей жидкости, как описано выше, с тем, чтобы канал 223 расширялся в соответствии с формой поверхности элементов 30. В реализации многопросветного канала 223, как будет понятно квалифицированному читателю, коллектор будет расположен на конце канала 223 напротив входа в канал 223. Коллектор позволит охлаждающей жидкости переходить от впускного прохода 221 к выпускному проходу 220, тем самым облегчая двунаправленный поток охлаждающей жидкости в канале 223.The multilumen channel 223 is made from the same plastic as the single lumen channel 50. To create the multilumen channel 223, a seal 222 is formed between the inlet and outlet passages 221, 220. The seal 222 can be created by melting the plastic material of the channel 223 to create a connection. The operation of the multi-lumen passage 223 is essentially the same as that of the single-lumen passage 50, except that the multi-lumen passage has bi-directional coolant flow. The multi-lumen channel 223 may be positioned within the support structure 70 in a manner similar to the single-lumen channel 50. In addition, the multi-lumen channel 223 may be pressurized with coolant, as described above, so that the channel 223 expands in accordance with the shape of the surface of the elements 30. duct 223, as the skilled reader will appreciate, a manifold will be located at the end of duct 223 opposite the inlet to duct 223. The manifold will allow coolant to flow from inlet 221 to outlet 220, thereby facilitating bidirectional flow of coolant in duct 223.

Хотя в варианте воплощения, показанном на рис. 9, используется змеевидный канал 50, квалифицированный специалист поймет, что возможны и другие геометрические формы канала, которые могут быть использованы для реализации изобретения. На рис. 11 и 12 показано множество в основном прямых однопросветных каналов 550 в их расширенном состоянии (для ясности элементы не показаны). Каждый из отдельных прямых каналов 550 соединен через вход 552 и выход 554 и должен быть расположен между соседними рядами элементов. На рис. 13 и 14 показано множество в основном прямых, многопросветных каналов 650 в их расширенном состоянии (для ясности элементы батареи не показаны). Первый просвет каждого канала 650 соединен со входом 652 и выходом 654. Второй просвет каждого канала 650 соединен со входом 651 и выходом 653. На рис. 15 и 16 показано множество в основном прямых, многопросветных каналов 750 в развернутом состоянии (для наглядности элементы не показаны). Каждый из отдельных прямых каналов 750 соединен через вход 752 и выход 754 и должен быть расположен между соседними рядами элементов. Просветы в каждом из прямых каналов 750 соединены на конце канала 750, который находится напротив входа и выхода.Although in the embodiment shown in Fig. 9, a serpentine channel 50 is used, the skilled artisan will appreciate that other channel geometries are possible and may be used to practice the invention. On fig. 11 and 12 show a plurality of generally straight single lumen channels 550 in their expanded state (elements not shown for clarity). Each of the individual direct channels 550 is connected through the input 552 and output 554 and must be located between adjacent rows of elements. On fig. 13 and 14 show a plurality of generally straight, multi-lumen channels 650 in their expanded state (batteries not shown for clarity). The first lumen of each channel 650 is connected to the inlet 652 and the outlet 654. The second lumen of each channel 650 is connected to the inlet 651 and the outlet 653. In fig. 15 and 16 show a plurality of generally straight, multi-lumen channels 750 in an expanded state (elements not shown for clarity). Each of the individual direct channels 750 is connected through the input 752 and output 754 and must be located between adjacent rows of elements. The gaps in each of the straight channels 750 are connected at the end of the channel 750, which is opposite the entrance and exit.

Возвращаясь к варианту воплощения, показанному на рис. 9, отметим, что после того, как гибкий канал 50 будет расположен на своем месте внутри аккумуляторной батареи 21 и между/рядом с элементами 30, построение корпуса аккумуляторной батареи завершится. Корпус содержит нижнюю и верхнюю створки 20, 80, которые соединены четырьмя периферийными боковыми стенками, включая боковые стенки 90, 92, показанные на рис. 17. Боковая стенка 92 содержит два отверстия, соответствующие входу 52 и выходу 54 гибкого канала 50. Вход 52 и выход 54 совмещены с соответствующими отверстиями в боковой стенке 92 так, чтобы гибкий канал 50 мог быть соединен с насосом 25 и теплообменником 23 системы терморегулирования 18.Returning to the embodiment shown in Fig. 9, once the flexible conduit 50 is in place within the battery 21 and between/near the cells 30, the battery case is completed. The housing comprises bottom and top flaps 20, 80 which are connected by four peripheral side walls, including the side walls 90, 92 shown in FIG. 17. The side wall 92 includes two openings corresponding to the inlet 52 and outlet 54 of the flexible conduit 50. The inlet 52 and outlet 54 are aligned with the corresponding holes in the side wall 92 so that the flexible conduit 50 can be connected to the pump 25 and the heat exchanger 23 of the thermal control system 18 .

Как будет понятно квалифицированному специалисту, одна или несколько боковых стенок 90, 92 могут быть прикреплены к нижней створке 20 до того, как элементы 30 будут вставлены в соответствующие гнезда 22 нижней створки 20 и (или) гибкий канал 50 будет вставлен между элементами 30 и вокруг них.As will be appreciated by the skilled artisan, one or more side walls 90, 92 may be attached to the bottom flap 20 before the elements 30 are inserted into the respective sockets 22 of the bottom flap 20 and/or the flexible conduit 50 is inserted between and around the elements 30. them.

Верхняя створка 80 помещается поверх массива элементов 30 в аккумуляторной батарее 21 после того, как гибкий канал 50 будет размещен, как описано выше. Сборные шины (не показаны) расположены внутри углублений 82 наверху верхней створки 80 для электрического соединения отдельных элементов 30. Вышеупомянутые провода 42, подключенные к термисторам 40, проходят через верхнюю створку 80 и проходят по канавкам 84, расположенным на верхней поверхности верхней створки 80.The top flap 80 is placed over the array of cells 30 in the battery 21 after the flexible conduit 50 has been placed as described above. Busbars (not shown) are located within the recesses 82 on top of the upper shutter 80 for electrical connection of individual elements 30. The aforementioned wires 42, connected to thermistors 40, pass through the upper shutter 80 and pass through the grooves 84 located on the upper surface of the upper shutter 80.

Как показано на рис. 17, коллектор 100 подачи под давлением соединен с гибким каналом 50 аккумуляторной батареи 21 через вход 52 и выход 54. Запорные клапаны 101 действуют между коллектором 100 подачи под давлением и входом 52 и выходом 54. Коллектор 100 подачи под давлением создает давление в гибком канале 50 путем подачи рабочей жидкости, такой как воздух, в гибкий канал 50 под давлением выше окружающего. Например, коллектор 100 подачи под давлением создает в гибком трубопроводе 50 избыточное давление от 0,5 до 1,5 бар во время процесса сборки. Это заставляет гибкий канал 50 расширяться до надутого состояния.As shown in fig. 17, pressure manifold 100 is connected to flexible conduit 50 of battery 21 through inlet 52 and outlet 54. Check valves 101 operate between pressure manifold 100 and inlet 52 and outlet 54. Pressure manifold 100 pressurizes flexible conduit 50. by introducing a working fluid, such as air, into the flexible conduit 50 at a pressure above ambient. For example, the pressure supply manifold 100 pressurizes the flexible conduit 50 by 0.5 to 1.5 bar during the assembly process. This causes the flexible conduit 50 to expand to an inflated state.

Создание давления в гибком канале 50 таким образом заставляет канал 50 расширяться и принимать форму элементов 30 и, в частности, волнообразную форму рядов элементов 30. Давление в гибком канале 50 можно контролировать на предварительно определенный период времени во время производственного процесса, чтобы обеспечить отсутствие утечек в гибком канале 50.Pressurizing the flexible conduit 50 in this way causes the conduit 50 to expand and take on the shape of the elements 30 and in particular the waveform of the rows of elements 30. The pressure in the flexible conduit 50 can be controlled for a predetermined period of time during the manufacturing process to ensure there are no leaks in the flexible channel 50.

Во время сборки запорные клапаны 101 могут быть закрыты, а коллектор 100 подачи под давлением снят с аккумуляторной батареи 21. Это целесообразно, поскольку сборка аккумуляторной батареи 21 может быть продолжена с гибким каналом 50 в надутом состоянии. Целесообразно выполнять этапы присоединения аккумуляторной батареи 21 и добавления материала заливки к аккумуляторной батарее 21, когда гибкий канал 50 находится в расширенном состоянии. Это связано с тем, что гибкий канал 50 удерживает элементы 30 в их положении, когда он в расширенном состоянии (как обсуждается ниже), а также с тем, что добавление материала заливки, когда гибкий канал 50 находится в нерасширенном состоянии, помешает последующему надуванию канала 50.During assembly, shut-off valves 101 may be closed and pressure manifold 100 removed from battery 21. This is advantageous because assembly of battery 21 can be continued with flexible conduit 50 inflated. It is expedient to carry out the steps of attaching the battery 21 and adding potting material to the battery 21 when the flexible conduit 50 is in the expanded state. This is because the duct 50 holds the elements 30 in their position when in the expanded state (as discussed below), and also because the addition of potting material when the flex duct 50 is in the non-expanded state will prevent subsequent inflation of the duct. 50.

На рис. 18 показан гибкий канал 50 в нерасширенном состоянии, когда он вставлен в аккумуляторную батарею 21 между соседними рядами элементов 30. Гибкий канал 50 является в основном прямым в нерасширенном состоянии с тем, чтобы область контакта между гибким каналом 50 и каждым элементом 30 была относительно малой, будучи по существу касательной к поверхности элемента и проходящей в виде узкой полосы вдоль каждого элемента 30 без значительного удлинения по окружности.On fig. 18 shows flexible conduit 50 in an unexpanded state when inserted into battery 21 between adjacent rows of cells 30. Flexible conduit 50 is generally straight in the unexpanded state so that the area of contact between flexible conduit 50 and each cell 30 is relatively small, being substantially tangent to the surface of the element and extending in a narrow strip along each element 30 without significant circumferential elongation.

На рис. 19 показан гибкий канал 50 в расширенном рабочем состоянии. Когда гибкий канал 50 находится под давлением рабочей жидкости перед использованием или охлаждающей жидкости во время использования, гибкий канал 50 расширяется и принимает волнообразную форму рядов элементов 30. Как можно видеть на рис. 19, в расширенном состоянии гибкий канал 50 более полно соответствует форме отдельных элементов 30, тем самым увеличивая площадь теплового контакта между каналом 50 и элементами 30. Сжатая охлаждающая жидкость внутри канала 50 также увеличивает контактное давление между каналом и каждым отдельным элементом 30, улучшая тепловую связь между ними. Кроме того, столкновение естественных потоков вызывает сильное перемешивание потоков охлаждающей жидкости внутри канала 50.On fig. 19 shows flexible conduit 50 in an expanded operational state. When the flexible conduit 50 is pressurized with working fluid prior to use or coolant during use, the flexible conduit 50 expands and undulates into rows of members 30. As can be seen in FIG. 19, in the expanded state, the flexible conduit 50 more closely conforms to the shape of the individual elements 30, thereby increasing the area of thermal contact between the conduit 50 and the elements 30. The compressed coolant within the conduit 50 also increases the contact pressure between the conduit and each individual element 30, improving thermal coupling. between them. In addition, the collision of natural flows causes a strong mixing of the coolant flows inside the channel 50.

На рис. 20 показан гибкий канал 50 в ненадутом состоянии, расположенный внутри направляющего пути 74 опорной конструкции 70. На рис. 21 показано провисание гибкого канала, вводимого в выемки 76. На рис. 22 показан гибкий канал 50 в надутом состоянии внутри опорной конструкции 70 и элементов 30.On fig. 20 shows the flexible conduit 50 in an uninflated state located within the guide track 74 of the support structure 70. FIG. 21 shows the sagging of the flexible conduit inserted into the recesses 76. In fig. 22 shows the flexible conduit 50 in an inflated state within the support structure 70 and members 30.

При первой установке гибкого канала 50 внутри направляющего пути 74 можно воспользоваться удлиненным стержнем или инструментом 120 для размещения гибкого канала 50 внутри выемок 76, как показано на рис. 21. Удлиненный стержень или инструмент 120 проталкивает гибкий канал 50 внутрь выемки 76 так, чтобы в гибком канале 50 создалось провисание. В частности, провисание создается в области закругленных краев 75 с тем, чтобы, когда гибкий канал 50 надувается, подвергаясь тем самым натяжению, гибкий канал 50 не изгибался.When first installing flexible conduit 50 inside track 74, an elongated rod or tool 120 can be used to position flexible conduit 50 within recesses 76, as shown in FIG. 21. An elongated rod or tool 120 pushes the flexible conduit 50 into the recess 76 so that a slack is created in the flexible conduit 50. In particular, sag is created in the region of the rounded edges 75 so that when the duct 50 is inflated, thereby being subjected to tension, the duct 50 does not bend.

Когда канал 50 находится в надутом состоянии, напряжение в гибком канале 50 устраняет любое избыточное провисание в канале 50. Поскольку избыточное провисание канала 50 устраняется, гибкий канал 50 вытягивается из углубленных канавок 76, как показано на рис. 22. В надутом состоянии канал 50 контактирует с закругленными краями 75 на внутренней опорной поверхности 77 и поддерживается удлиненной гранью 73.When conduit 50 is inflated, tension in conduit 50 eliminates any excess slack in conduit 50. As excess slack in conduit 50 is eliminated, conduit 50 is pulled out of recessed grooves 76 as shown in FIG. 22. When inflated, the channel 50 contacts the rounded edges 75 on the inner support surface 77 and is supported by an elongated edge 73.

Опорная конструкция 70 имеет такие размеры, что элементы 130, расположенные на конце каждого ряда массива, имеют по существу такую же площадь теплового контакта с каналом 50, что и элементы 30, расположенные в центре массива. Это целесообразно, так как способствует более равномерному распределению температуры в аккумуляторной батарее 21, тем самым продлевая срок службы аккумуляторной батареи 21. Опорная конструкция 70 достигает этого путем экранирования или теплоизоляции части концевых элементов 130 от теплового контакта с каналом 50 с тем, чтобы канал 50 имел по существу такую же площадь теплового контакта с концевыми элементами 130, что и элементы 30, расположенные внутри массива.The support structure 70 is sized such that the elements 130 located at the end of each row of the array have substantially the same area of thermal contact with the channel 50 as the elements 30 located at the center of the array. This is advantageous as it promotes a more uniform temperature distribution in the battery 21, thereby prolonging the service life of the battery 21. The support structure 70 achieves this by shielding or thermally insulating a portion of the end members 130 from thermal contact with the conduit 50 so that the conduit 50 has essentially the same area of thermal contact with the end elements 130 as the elements 30 located inside the array.

Как показано на рис. 20-22, концы внешней опорной поверхности 78 примыкают к концевым элементам 130 таким образом, чтобы внешний изгиб направляющего пути 74 определялся внешней опорной поверхностью 78 от точки, в которой канал 50 выходит из массива, до точки, в которой канал 50 снова входит в массив. Наружная опорная поверхность 78 предотвращает расширение канала 50 таким образом, чтобы он охватывал внешнюю часть элементов 130, что вызовет усиленный тепловой контакт концевого элемента 130 с каналом 50.As shown in fig. 20-22, the ends of the outer support surface 78 abut the end members 130 such that the outward curvature of the guide path 74 is defined by the outer support surface 78 from the point at which the channel 50 exits the array to the point at which the channel 50 re-enters the array. . The outer support surface 78 prevents the channel 50 from expanding so that it surrounds the outside of the elements 130, which will cause increased thermal contact of the end member 130 with the channel 50.

Аналогичным образом один конец внутренней опорной поверхности 77 упирается в концевой элемент 130. Конец внутренней опорной поверхности 77, упирающийся в концевой элемент 130, обеспечивает поддержку каналу 50, предотвращая тем самым выпячивание канала 50 и оборачивание его вокруг концевого элемента 130. Другая концевая часть 110 внутренней опорной поверхности 77 частично следует за поверхностью другого концевого элемента 130 так, чтобы концевая часть 110 огибала концевой элемент 130, образуя теплоизоляционный барьер. Концевая часть 110 внутренней опорной поверхности 77 частично оборачивается вокруг внешней поверхности концевого элемента 130 так, чтобы, когда канал 50 расположен внутри направляющего пути 74, канал 50 не контактировал с концевым элементом 130 в области концевой части 110. Квалифицированный читатель поймет, что степень, в которой часть 110 простирается вокруг концевого элемента 130, зависит от теплового контакта между каналом 50 и элементами 30. Часть 110 простирается вокруг концевого элемента 130 в достаточной степени, чтобы обеспечить контакт канала 50 с концевым элементом 130 не больше, чем с любым другим элементом 30 в массиве.Similarly, one end of the inner support surface 77 abuts against the end member 130. The end of the inner support surface 77 that abuts against the end member 130 provides support to the channel 50, thereby preventing the channel 50 from protruding and wrapping around the end member 130. The other end portion 110 of the inner support surface 77 partially follows the surface of the other end element 130 so that the end portion 110 wraps around the end element 130, forming a thermal barrier. The end portion 110 of the inner support surface 77 partially wraps around the outer surface of the end member 130 so that when the bore 50 is positioned within the guide path 74, the bore 50 does not contact the end member 130 in the region of the end portion 110. The skilled reader will appreciate that the extent to which which portion 110 extends around end member 130 depends on thermal contact between channel 50 and members 30. Portion 110 extends around end member 130 sufficiently to ensure that channel 50 is no more in contact with end member 130 than with any other member 30 in array.

Опорная конструкция 70 служит для уменьшения перегиба канала 50 в точках, где канал 50 выходит из массива и меняет направление на обратное. Направляющий путь 74 определяет дорожку для канала 50, который должен следовать от точки выхода канала 50 из массива до точки, в которой канал 50 снова входит в массив. Направляющий путь 74 предотвращает чрезмерное вздутие и (или) разрыв канала 50.The support structure 70 serves to reduce channel 50 kink at the points where channel 50 exits the array and reverses direction. The guide path 74 defines a track for channel 50 to follow from the point where channel 50 exits the array to the point where channel 50 re-enters the array. The guide path 74 prevents excessive swelling and/or rupture of the channel 50.

Гнезда 22 на нижней и верхней створках 20, 80 имеют размеры, обеспечивающие посадку с зазором относительно отдельных элементов 30. Это целесообразно, поскольку позволяет легко размещать отдельные элементы 30 в гнездах 22 с помощью автоматизированного производственного процесса; однако элементы 30 могут двигаться в своих соответствующих гнездах 22, что нежелательно при присоединении аккумуляторной батареи 21 с использованием, например, ультразвукового соединения проводов для соединения элементов 30 со сборными шинами. Это связано с тем, что как элементы, так и шины должны быть механически жесткими для процесса ультразвуковой сварки проводов, чтобы создать между ними высококачественное электрическое соединение. Для решения этой проблемы на предшествующем уровне техники известно склеивание отдельных элементов 30 в таком положении, чтобы обеспечить прочное механическое соединение между отдельными элементами 30 и нижней и верхней створками 20, 80. Однако это дополнительный и неэффективный шаг в процессе производства. Создание давления в гибком канале 50 не только заставляет гибкий канал 50 расширяться и принимать форму отдельных элементов 30, но также фиксирует отдельные элементы 30 в гнездах 22. Таким образом, надутый гибкий канал 50 может использоваться для закрепления элемента(ов) 30 на месте при образовании электрического соединения между элементом(ами) и шиной(ами). Фиксация элементов 30 в нужном положении с помощью надутого канала 50 исключает необходимость склеивания отдельных элементов 30 в нужном положении на створке 20, 80.The sockets 22 on the bottom and top flaps 20, 80 are sized to provide a clearance fit with respect to the individual elements 30. This is advantageous because it allows the individual elements 30 to be easily placed in the sockets 22 using an automated manufacturing process; however, the cells 30 can move in their respective seats 22, which is undesirable when connecting the battery 21 using, for example, ultrasonic wire bonding to connect the cells 30 to the busbars. This is because both the elements and the busbars must be mechanically rigid for the ultrasonic wire welding process to create a high quality electrical connection between them. To solve this problem, it is known in the prior art to glue the individual elements 30 in such a position as to provide a strong mechanical connection between the individual elements 30 and the lower and upper flaps 20, 80. However, this is an additional and inefficient step in the manufacturing process. Pressurizing the flexible conduit 50 not only causes the flexible conduit 50 to expand and take the shape of the individual elements 30, but also locks the individual elements 30 into the sockets 22. Thus, the inflated flexible conduit 50 can be used to secure the element(s) 30 in place when formed. the electrical connection between the element(s) and the busbar(s). The fixation of the elements 30 in the desired position by means of the inflated channel 50 eliminates the need to glue individual elements 30 in position on the sash 20, 80.

Отдельные элементы 30 могут присоединяться с помощью автоматизированного процесса ультразвукового соединения проводов. Этот процесс выполняется как на нижней, так и на верхней створках 20, 80. Квалифицированный специалист поймет, что отдельные элементы 30 могут быть присоединены с помощью любого другого подходящего процесса. Кроме того, на этом этапе процесса сборки к сборным шинам присоединяется модуль управления 27. Встроенный электронный тест аккумуляторной батареи 21 может быть выполнен на этом этапе процесса сборки в качестве этапа обеспечения качества, чтобы убедиться, что соединения были выполнены правильно, перед продолжением процесса сборки. Желательно выполнять процесс соединения проводов, когда гибкий канал 50 находится в расширенном состоянии так, чтобы отдельные элементы 30 были закреплены на свое место, поскольку это улучшает качество соединения. Кроме того, материал заливки служит для защиты алюминиевых ультразвуковых проволочных соединений от внешней влаги, тем самым предотвращая гальваническую коррозию проволочных соединений.Individual elements 30 may be connected using an automated ultrasonic wire bonding process. This process is performed on both the bottom and top flaps 20, 80. The skilled artisan will appreciate that the individual elements 30 may be attached using any other suitable process. In addition, the control module 27 is connected to the busbars at this stage of the assembly process. The built-in electronic test of the battery 21 can be performed at this stage of the assembly process as a quality assurance step to ensure that the connections have been made correctly before continuing with the assembly process. It is desirable to perform the wire connection process while the flexible conduit 50 is in the expanded state so that the individual members 30 are locked into place, as this improves the quality of the connection. In addition, the potting material serves to protect the aluminum ultrasonic wire connections from external moisture, thereby preventing galvanic corrosion of the wire connections.

Изготовление аккумуляторной батареи 21 включает обеспечение материала заливки, приспособленного действовать в качестве опоры по меньшей мере для части канала 50. В предпочтительном варианте воплощения материал заливки представляет собой вспучивающуюся пену, такую как расширяющаяся полиуретановая пена, хотя можно использовать другие материалы заливки, такие как термореактивный пластик, гель силиконового каучука или эпоксидную смолу.The fabrication of the battery 21 includes providing a potting material adapted to act as a support for at least a portion of the conduit 50. In a preferred embodiment, the potting material is an intumescent foam such as expanding polyurethane foam, although other potting materials such as thermosetting plastic can be used. , silicone rubber gel or epoxy.

Материал заливки вводится в аккумуляторную батарею 21 в жидком или вязком состоянии после завершения сборки корпуса и после завершения соединения проводов. В случае расширяемого материала заливки, такого как вспучивающаяся пена, расширяющийся материал заливки расширяется, чтобы заполнить зазоры внутри аккумуляторной батареи 21 так, чтобы гибкий канал 50 и отдельные элементы 30 были окружены материалом заливки. После полного расширения объем внутри корпуса аккумуляторной батареи по существу заполняется элементами 30, опорными конструкциями 70, каналом 50 и средством заливки. Расширяющийся материал заливки расширяется из жидкого состояния и становится жестким после введения так, чтобы он мог ослабить и (или) предотвратить распространение тепла по аккумуляторной батарее 21. Расширяющийся материал заливки может представлять собой пенополиуретан, который предназначен для обугливания при воздействии высоких температур, например до 1000°С. Это целесообразно, так как обугленный слой из чистого углерода действует как отличный теплоизолятор, тем самым предотвращая распространение теплового явления с высокой энергией по аккумуляторной батарее 21. Таким образом аккумуляторная батарея является огнестойкой.The potting material is introduced into the battery 21 in a liquid or viscous state after the assembly of the case is completed and after the wire connection is completed. In the case of an expandable potting material, such as intumescent foam, the expandable potting material expands to fill the gaps within the battery 21 so that the flexible conduit 50 and individual cells 30 are surrounded by the potting material. Upon full expansion, the volume within the battery case is substantially filled with the elements 30, support structures 70, conduit 50, and filler. The expandable potting material expands from a liquid state and becomes rigid upon injection so that it can dampen and/or prevent the spread of heat throughout the battery 21. The expandable potting material may be a polyurethane foam that is designed to char when exposed to high temperatures, for example up to 1000 °C. This is advantageous because the charred pure carbon layer acts as an excellent heat insulator, thereby preventing the high energy thermal phenomenon from spreading through the battery 21. Thus, the battery is flame resistant.

Материал заливки вводится в аккумуляторную батарею 21, когда канал 50 находится в надутом состоянии. Материал заливки затвердевает вокруг надутого канала 50 так, чтобы внутри материала заливки образовалась полость, внутри которой расположен канал 50. Полость обеспечивает полную внешнюю опору каналу 50, тем самым предотвращая чрезмерное надувание и (или) разрыв канала 50. Материал заливки становится в основном жестким, чтобы закрепить канал 50 в нужном положении, а также действует как внешняя опора для канала 50, обеспечивая механическую опору каналу 50. Пенополиуретан имеет преимущество, поскольку он чрезвычайно легкий из-за высокого содержания воздуха по сравнению с другими материалами заливки, такими как гели на водной основе или силиконовые гели.The fill material is introduced into the battery 21 when the channel 50 is inflated. The fill material solidifies around the inflated channel 50 so that a cavity is formed within the fill material, within which the channel 50 is located. The cavity provides full external support to the channel 50, thereby preventing excessive inflation and/or rupture of the channel 50. The fill material becomes generally rigid, to secure channel 50 in position, and also acts as an external support for channel 50, providing mechanical support to channel 50. Polyurethane foam has the advantage of being extremely light due to its high air content compared to other potting materials such as water-based gels. base or silicone gels.

После того как материал заливки вулканизируется или затвердеет, единственный канал или каждый канал 50 поддерживается в своей открытой конфигурации за счет прилипания к материалу заливки. Это означает, что рабочая жидкость может быть удалена изнутри канала 50, а канал, несмотря на это, останется в своей открытой конфигурации.After the potting material vulcanizes or cures, the single channel or each channel 50 is maintained in its open configuration by adhering to the potting material. This means that the working fluid can be removed from inside the channel 50, and the channel, despite this, will remain in its open configuration.

Использование материала заливки, такого как пена, внутри аккумуляторной батареи 21 также термоизолирует аккумуляторную батарею 21 от внешней среды. Это целесообразно, поскольку означает, что система терморегулирования 18 является значительным терморегулятором аккумуляторной батареи 21 (в отличие от факторов внешней среды), упрощая общее управление системой терморегулирования 18. Изоляция аккумуляторной батареи 21 улучшает тепловую «выносливость» аккумуляторной батареи 21, снижая потребность в периодическом охлаждении аккумуляторной батареи 21, когда аккумуляторная батарея 21 не используется в условиях окружающей среды с устойчиво низкой или высокой температурой. Пена внутри аккумуляторной батареи 21 также обеспечивает повышенную защиту от вибрации и механическую защиту внутренних компонентов аккумуляторной батареи 21. Пена затвердевает, а это означает, что она служит для фиксации элементов 30 и гибкого канала 50 в своем положении внутри аккумуляторной батареи 21. Это особенно целесообразно в случае автомобильных видов применения, где аккумулятор 21 подвергается периодам непрерывной вибрации.The use of a potting material such as foam within the battery 21 also thermally insulates the battery 21 from the outside. This is useful because it means that the thermal management system 18 is a significant temperature controller of the battery 21 (as opposed to environmental factors), simplifying the overall control of the thermal management system 18. Insulating the battery 21 improves the thermal "endurance" of the battery 21, reducing the need for periodic cooling. of the battery 21 when the battery 21 is not used in a stable low or high temperature environment. The foam within the battery 21 also provides increased vibration protection and mechanical protection for the internal components of the battery 21. The foam hardens, which means that it serves to lock the cells 30 and the flexible conduit 50 in position within the battery 21. This is especially advantageous in the case of automotive applications where the battery 21 is subjected to periods of continuous vibration.

На рис. 23 показан аккумулятор 21, в который вводится материал заливки. Материал заливки может быть введен в аккумуляторный источник 21 с помощью автоматизированного процесса через отверстия в створке 20, 80 с использованием патрубков 130. Материал заливки течет в аккумуляторный источник 21 в виде жидкости, тем самым заполняя аккумуляторный источник 21. Материал заливки затем затвердевает со временем. Как показано на рис. 23, модуль управления 27 прикреплен к боковой стенке 92; кроме того, модуль управления 27 также залит материалом заливки.On fig. 23 shows an accumulator 21 into which pouring material is introduced. The potting material may be introduced into the battery pack 21 by an automated process through the openings in the flap 20, 80 using nozzles 130. The potting material flows into the battery pack 21 as a liquid, thereby filling the battery pack 21. The potting material then solidifies over time. As shown in fig. 23, the control module 27 is attached to the side wall 92; in addition, the control module 27 is also filled with the pouring material.

Как только аккумуляторная батарея 21 будет залита материалом заливки, нижняя и верхняя створки 20, 80 будут закрываться внешним кожухом. Внешний кожух представляет собой компонент из листового металла, который размещается на аккумуляторной батарее 21 до затвердевания материала заливки. В случае вспучивающейся пены в качестве материала заливки по мере схватывания пена расширяется, контактируя с внешней оболочкой. Материал заливки действует как клей после отверждения, тем самым прикрепляя внешний кожух к аккумуляторной батарее 21. В одном из вариантов реализации внешний кожух прикреплен к аккумуляторной батарее 21 с помощью внешних крепежных элементов и материала заливки. В другом варианте реализации внешний кожух прикреплен к аккумуляторной батарее 21 только затвердевшим/схватившимся/ вулканизированным материалом заливки.As soon as the battery 21 is filled with the filling material, the lower and upper shutters 20, 80 will be closed by an outer casing. The outer casing is a sheet metal component that is placed on the battery 21 before the potting material hardens. In the case of intumescent foam as the potting material, as it sets, the foam expands in contact with the outer shell. The potting material acts as an adhesive once cured, thereby attaching the outer casing to the battery 21. In one embodiment, the outer casing is attached to the battery 21 with external fasteners and potting material. In another embodiment, the outer casing is attached to the battery 21 with only the hardened/set/vulcanized potting material.

На рисунках 24-26 показаны схематические диаграммы системы терморегулирования 18. Система терморегулирования 18 включает резервуар 150, насос 25, теплообменник 23, аккумуляторную батарею 21, трехходовой регулирующий клапан 180 и модуль переключения 181, соединенный с модулем управления 27. Резервуар 150 представляет собой резервуар, сконфигурированный для хранения охлаждающей жидкости 151. Резервуар 150 избирательно сообщается жидкостью с контуром охлаждающей жидкости 183 так, чтобы жидкость внутри резервуара 150 могла подаваться в контур охлаждающей жидкости 183 для создания давления в контуре охлаждающей жидкости 183. Аналогичным образом охлаждающая жидкость может быть удалена из контура охлаждающей жидкости 183, чтобы снизить давление в контуре охлаждающей жидкости 183, если это необходимо. Резервуар 150 может дополнительно сообщаться с атмосферой так, чтобы воздушный карман 152 мог быть расположен над охлаждающей жидкостью 151, когда резервуар 150 не заполнен. Если уровень охлаждающей жидкости 151 в резервуаре 150 падает ниже порогового значения, пользователь аккумуляторной батареи 21 может ввести охлаждающую жидкость 151 в резервуар 150.Figures 24-26 show schematic diagrams of the thermal control system 18. The thermal control system 18 includes a reservoir 150, a pump 25, a heat exchanger 23, a battery 21, a three-way control valve 180, and a switching module 181 connected to a control module 27. The reservoir 150 is a reservoir, configured to store coolant 151. Reservoir 150 is selectively in fluid communication with coolant loop 183 so that fluid within reservoir 150 can be supplied to coolant loop 183 to pressurize coolant loop 183. Similarly, coolant can be removed from coolant loop 183. fluid 183 to reduce the pressure in the coolant circuit 183, if necessary. Reservoir 150 may further be vented so that air pocket 152 may be positioned above coolant 151 when reservoir 150 is empty. If the level of coolant 151 in reservoir 150 falls below a threshold value, the user of battery 21 may inject coolant 151 into reservoir 150.

Трехходовым регулирующим клапаном 180 можно управлять выборочное включение резервуара 150 в гидравлическом взаимодействии с контуром охлаждающей жидкости 183. Кроме того, трехходовой регулирующий клапан 180 может быть приведен в действие для закрытия контура охлаждающей жидкости 183 так, чтобы охлаждающая жидкость не могла течь по контуру охлаждающей жидкости 183, когда аккумуляторная батарея 21 выключена.Three-way control valve 180 can be controlled to selectively turn reservoir 150 in fluid communication with coolant loop 183. In addition, three-way control valve 180 can be actuated to close coolant loop 183 so that coolant cannot flow through coolant loop 183. when the battery 21 is turned off.

Резервуар 150 частично заполнен охлаждающей жидкостью 151 и частично заполнен воздухом 152. Резервуар 150 может быть расположен с гидравлическим взаимодействием вертикально над контуром охлаждающей жидкости 183 так, чтобы охлаждающая жидкость в контуре охлаждающей жидкости 183 находилась под гидростатическим давлением за счет давления охлаждающей жидкости 151 в резервуаре 150. В качестве альтернативы воздух 152 внутри резервуара 150 может находиться под давлением так, чтобы на охлаждающую жидкость 151 внутри резервуара 150 воздействовала сила, которая, в свою очередь, воздействует на охлаждающую жидкость в контуре охлаждающей жидкости.Reservoir 150 is partially filled with coolant 151 and partially filled with air 152. Reservoir 150 may be hydraulically positioned vertically above coolant loop 183 so that coolant in coolant loop 183 is hydrostatically pressurized by pressure from coolant 151 in reservoir 150. Alternatively, air 152 within reservoir 150 may be pressurized such that a force is applied to coolant 151 within reservoir 150, which in turn acts on coolant in the coolant circuit.

На рис. 24 показана система терморегулирования 18 в нерабочем состоянии, когда трехходовой регулирующий клапан 180 закрыт.В нерабочем состоянии регулирующий клапан 180 закрыт и давление в замкнутом контуре охлаждающей жидкости поддерживается на желаемом рабочем давлении.On fig. 24 shows the thermal control system 18 in a non-operating state when the three-way control valve 180 is closed. In the non-operating state, the control valve 180 is closed and the pressure in the closed coolant circuit is maintained at the desired operating pressure.

Вернемся к рис. 25: система терморегулирования 18 может находиться под давлением посредством запуска цикла повышения давления, в котором охлаждающая жидкость 151 из резервуара 150 втягивается в контур охлаждающей жидкости 183 для повышения давления охлаждающей жидкости в контуре 183. При запуске цикла повышения давления модуль переключения 181 приводит в действие трехходовой регулирующий клапан 180 для открытия двух из трех клапанов так, чтобы между резервуаром 150 и насосом 25 образовался путь потока. Третий клапанный компонент закрывается так, чтобы контур охлаждающей жидкости 183 заблокировался. Одновременно насос 25 приводится в действие для создания перепада давления на насосе 25 так, чтобы из резервуара 150 в контур охлаждающей жидкости 183 всасывалась жидкость. Втягивание жидкости 151 из резервуара 150 в контур охлаждающей жидкости 183 вызывает повышение давления внутри контура охлаждающей жидкости 183. Создание давления в канале через резервуары делает его самонесущим, благодаря чему устраняются любые потери гидродинамического давления от насоса и значительно снижается перепад давления в системе охлаждения.Let's return to fig. 25: Thermal control system 18 can be pressurized by initiating a pressurization cycle in which coolant 151 from reservoir 150 is drawn into coolant circuit 183 to pressurize coolant in circuit 183. When the pressurization cycle is initiated, switch module 181 operates a three-way a control valve 180 to open two of the three valves so that a flow path is formed between the reservoir 150 and the pump 25. The third valve component is closed so that the coolant circuit 183 is blocked. Simultaneously, pump 25 is actuated to create a differential pressure across pump 25 so that liquid is drawn from reservoir 150 into coolant circuit 183. The drawing of liquid 151 from reservoir 150 into coolant loop 183 causes a pressure increase within coolant loop 183. Pressurizing the passage through the reservoirs makes it self-supporting, thereby eliminating any hydrodynamic pressure loss from the pump and greatly reducing pressure drop across the cooling system.

Датчик давления (не показан) контролирует давление в контуре охлаждающей жидкости 183 во время цикла создания давления, и когда достигается желаемое давление в контуре охлаждающей жидкости 183, регулирующий клапан 180 приводится в действие таким образом, чтобы путь между резервуаром 150 и контуром охлаждающей жидкости закрылся. Одновременно с этим можно остановить насос 25 так, чтобы система терморегулирования 18 переключилась в нерабочее состояние, или, в качестве альтернативны, насос 25 может быть приведен в действие, а регулирующий клапан 180 задействован для приведения системы терморегулирования 18 в рабочее состояние.A pressure sensor (not shown) monitors the pressure in the coolant circuit 183 during the pressurization cycle, and when the desired pressure in the coolant circuit 183 is reached, the control valve 180 is actuated so that the path between reservoir 150 and the coolant circuit is closed. At the same time, the pump 25 may be stopped so that the thermal control system 18 switches to an inoperative state, or, alternatively, the pump 25 may be activated and the control valve 180 actuated to bring the thermal control system 18 into operation.

На рис. 26 показана система терморегулирования 18 в рабочем состоянии. В рабочем состоянии регулирующий клапан 180 приводится в действие таким образом, чтобы через регулирующий клапан 180 образовался путь потока, позволяющий охлаждающей жидкости циркулировать по контуру охлаждающей жидкости 183. В рабочем состоянии резервуар 150 не находится в гидравлическом взаимодействии с контуром охлаждающей жидкости 183. Модуль управления 27 может контролировать давление охлаждающей жидкости в контуре охлаждающей жидкости 183, для обеспечения поддержания давления охлаждающей жидкости на желаемом значении рабочего давления. Если давление в контуре охлаждающей жидкости 183 падает ниже порогового значения, может запускаться цикл повышения давления в контуре охлаждающей жидкости 183 до целевого рабочего давления, как описано выше. Целевое рабочее давление может составлять, например, от 0,5 до 1,5 бар.On fig. 26 shows the thermal control system 18 in operation. In operation, control valve 180 is actuated such that a flow path is formed through control valve 180 to allow coolant to circulate through coolant circuit 183. In operation, reservoir 150 is not in fluid communication with coolant circuit 183. Control module 27 can control the coolant pressure in the coolant circuit 183 to ensure that the coolant pressure is maintained at the desired operating pressure. If the pressure in the coolant loop 183 drops below a threshold value, a cycle to pressurize the coolant loop 183 to the target operating pressure may be started, as described above. The target operating pressure may be, for example, from 0.5 to 1.5 bar.

На рис. 27 показан альтернативный вариант системы терморегулирования 18. Как показано на рис. 27, система терморегулирования 18 содержит двухходовой регулирующий клапан 182, расположенный выше по потоку от резервуара 150. Насос 210 расположен между резервуаром 150 и двухходовым регулирующим клапаном 182. Насос 210 сконфигурирован для создания давления в резервуаре 150 путем нагнетания воздуха из атмосферы в резервуар 150, когда двухходовой регулирующий клапан 182 находится в открытом положении. Двухходовой регулирующий клапан 182 может быть закрыт, когда будет достигнуто желаемое давление в резервуаре 150. Это обеспечивает поддержание давления в резервуаре 150.On fig. 27 shows an alternative thermal control system 18. As shown in fig. 27, thermal control system 18 includes a two-way control valve 182 located upstream of tank 150. Pump 210 is located between tank 150 and two-way control valve 182. Pump 210 is configured to pressurize tank 150 by forcing air from the atmosphere into tank 150 when the two-way control valve 182 is in the open position. The two-way control valve 182 may be closed when the desired pressure in the reservoir 150 is reached. This maintains the pressure in the reservoir 150.

Резервуар 150, показанный на рис. 27, находится в постоянном гидравлическом взаимодействии с контуром охлаждающей жидкости 183 так, чтобы давление в контуре охлаждающей жидкости 183 могло поддерживаться давлением воздуха 152 внутри резервуара 150. Давление внутри резервуара 150 может контролироваться, и когда давление внутри резервуара падает ниже целевого рабочего значения, клапан 182 и насос 210 могут быть задействованы для повышения давления в резервуаре 150 и, таким образом, в контуре охлаждающей жидкости 183 до целевого рабочего давления.Tank 150 shown in fig. 27 is in constant fluid communication with the coolant loop 183 so that the pressure in the coolant loop 183 can be maintained by the air pressure 152 inside the tank 150. The pressure inside the tank 150 can be controlled, and when the pressure inside the tank falls below the target operating value, the valve 182 and pump 210 may be operated to pressurize reservoir 150, and thus coolant loop 183, to a target operating pressure.

На чертежах и первоначально на рис. 28-29, показан канал 230, способный входить в контакт по меньшей мере с частью площади поверхности источника тепла 30; канал 230 проходит вдоль и взаимодействует по меньшей мере с частью площади поверхности источника тепла 30 вдоль всей или части длины источника тепла 30 от первого положения контакта после впускного отверстия 52 по меньшей мере до одного конечного положения контакта после выпуска 54 между каналом 230 и источником тепла 30. Жидкий теплоноситель течет по внутренней трубке канала 230, так что тепло может передаваться между каналом 230 и источником тепла 30 через жидкий теплоноситель по взаимодействующим участкам поверхности канала 230 и источника тепла 30. Канал 230 приспособлен для обеспечения переменной теплопередачи через жидкий теплоноситель между контактируемыми участками поверхности канала 230 и источником тепла 30.In the drawings and initially in Fig. 28-29, channel 230 is shown capable of contacting at least a portion of the surface area of heat source 30; conduit 230 extends along and interacts with at least a portion of the surface area of heat source 30 along all or part of the length of heat source 30 from a first post-inlet contact position 52 to at least one final post-exhaust contact position 54 between conduit 230 and heat source 30 The heat transfer fluid flows through the inner tube of the channel 230 so that heat can be transferred between the channel 230 and the heat source 30 through the heat transfer fluid along the cooperating surface areas of the channel 230 and the heat source 30. The channel 230 is adapted to provide variable heat transfer through the heat transfer fluid between contacting surface areas. channel 230 and heat source 30.

Канал 230 приспособлен для обеспечения переменной теплопередачи через жидкий теплоноситель между контактируемыми участками поверхности канала 230 и источником тепла 30 по длине канала 230.The channel 230 is adapted to provide variable heat transfer through the heat transfer fluid between the contact areas of the surface of the channel 230 and the heat source 30 along the length of the channel 230.

Обеспечивает преимущество, состоящее в том, что канал 230 адаптирован для создания переменной теплопередачи через жидкий теплоноситель между контактируемыми участками поверхности канала 230 и источником тепла 30 по длине канала 230, чтобы компенсировать изменение температуры теплоносителя в результате продолжающейся теплопередачи, когда жидкий теплоноситель течет по длине канала 230. Этим обеспечивается равномерная теплопередача между источником тепла 30 и каналом 230 через жидкий теплоноситель по длине канала 230, по мере того, как меняются другие параметры, такие как температура жидкости. Источником тепла 30 является аккумуляторная батарея 21, содержащая множество элементов 30. Канал 230 представляет собой гибкий канал, хотя в некоторых вариантах воплощения канал 230 является жестким. В этих жестких вариантах воплощения канал 230 представляет собой канал из металла или металлического сплава.Provides the advantage that conduit 230 is adapted to create a variable heat transfer through the heat transfer fluid between contact areas of the conduit surface 230 and heat source 30 along the length of the conduit 230 to compensate for the heat transfer fluid temperature change resulting from continued heat transfer as the heat transfer fluid flows along the length of the conduit 230. This ensures uniform heat transfer between heat source 30 and conduit 230 through the heat transfer fluid along the length of conduit 230 as other parameters, such as fluid temperature, change. Heat source 30 is a battery 21 containing a plurality of cells 30. Conduit 230 is a flexible conduit, although conduit 230 is rigid in some embodiments. In these rigid embodiments, channel 230 is a metal or metal alloy channel.

Канал 230 расположен близко к поверхности источника тепла 30 так, чтобы тепло могло передаваться между каналом 230 и источником тепла 30. Канал 230 расположен близко к поверхности элементов 30 так, чтобы тепло могло передаваться между каналом 230 и элементами 30.Channel 230 is located close to the surface of heat source 30 so that heat can be transferred between channel 230 and heat source 30. Channel 230 is located close to the surface of elements 30 so that heat can be transferred between channel 230 and elements 30.

В одном варианте реализации, где канал 230 представляет собой гибкий канал 50/230, предусматривается материал заливки 231 (см. рис. 30), приспособленный действовать в качестве опоры по меньшей мере для части канала 50/230. Обеспечивает преимущество, состоящее в том, что гибкий канал 50/230 может точно соответствовать форме поверхности источника тепла/элементов 30 внутри батареи 21, будучи усиленным материалом заливки 231, который предотвращает чрезмерное раздувание и (или) разрыв гибкого канала 50/230.In one embodiment where conduit 230 is a 50/230 flexible conduit, potting material 231 (see Figure 30) is provided to act as a support for at least a portion of the 50/230 conduit. Provides the advantage that the flexible conduit 50/230 can closely conform to the shape of the surface of the heat source/cells 30 within the stack 21 by being reinforced with fill material 231 that prevents the flexible conduit 50/230 from overblowing and/or tearing.

Канал 230 сконфигурирован для переноса теплоносителя от входа 52 к выходу 54 для передачи тепловой энергии между источником тепла/элементами 30 и каналом 230 на их взаимодействующих контактных поверхностях через жидкий теплоноситель, при этом тепловое сопротивление канала 230 на входе 52 выше, чем тепловое сопротивление канала на выходе 54. Это целесообразно, поскольку изменение теплового сопротивления канала 230 по длине канала 230 способствует равномерному распределению температуры по источнику тепла/аккумуляторной батарее 21. В частности, наличие более высокого теплового сопротивления на входе в канал 230 предотвращает переохлаждение или нагрев источника тепла/элементов 30, расположенных вблизи входа 52, где разница температур между теплоносителем и источником тепла/элементами 30 максимальна. Тепловое сопротивление канала 230 изменяется линейно или нелинейно по длине канала 230; тепловое сопротивление канала 230 уменьшается, поскольку разница температур между теплоносителем и источником тепла/элементами 30 также уменьшается, тем самым способствуя равномерному рассеянию мощности по длине канала 230.Channel 230 is configured to transfer coolant from inlet 52 to outlet 54 to transfer thermal energy between the heat source/elements 30 and channel 230 at their interacting contact surfaces through the fluid coolant, wherein the thermal resistance of channel 230 at inlet 52 is higher than the thermal resistance of the channel at outlet 54. This is useful because changing the thermal resistance of channel 230 along the length of channel 230 contributes to uniform temperature distribution over the heat source/battery 21. In particular, the presence of a higher thermal resistance at the inlet to channel 230 prevents overcooling or heating of the heat source/elements 30 located near the inlet 52, where the temperature difference between the coolant and the heat source/elements 30 is maximum. The thermal resistance of channel 230 varies linearly or non-linearly along the length of channel 230; the thermal resistance of channel 230 is reduced as the temperature difference between the coolant and the heat source/elements 30 is also reduced, thereby facilitating uniform power dissipation along the length of channel 230.

В одном варианте реализации толщина стенки канала 230 может быть больше на входе 52 по сравнению с выходом 54, как показано на рис. 29; на рис. 29 изображено вертикальное сечение канала 230 на выходе и входе, иллюстрирующее изменение толщины стенки канала. Это целесообразно, поскольку увеличение толщины стенки также увеличивает тепловое сопротивление канала 230. По существу, увеличение толщины стенки канала 230 на входе также увеличивает тепловое сопротивление канала 230.In one embodiment, the wall thickness of the channel 230 may be greater at the inlet 52 than at the outlet 54, as shown in FIG. 29; in fig. 29 is a vertical section through the outlet and inlet duct 230 illustrating the change in the thickness of the duct wall. This is useful because increasing the wall thickness also increases the thermal resistance of the channel 230. As such, increasing the wall thickness of the inlet channel 230 also increases the thermal resistance of the channel 230.

В одном варианте реализации толщина стенки канала может линейно изменяться по продольной длине канала 230. В другом варианте реализации толщина стенки канала 230 может изменяться нелинейно по продольной длине канала 230. Изменение толщины стенки канала 230 по продольной длине канала 230 имеет эффект изменения теплового сопротивления канала 230 по его продольной длине.In one embodiment, the wall thickness of the channel may vary linearly along the longitudinal length of the channel 230. In another embodiment, the wall thickness of the channel 230 may vary non-linearly along the longitudinal length of the channel 230. Changing the wall thickness of the channel 230 along the longitudinal length of the channel 230 has the effect of changing the thermal resistance of the channel 230 along its longitudinal length.

В одном варианте реализации толщина стенки может быть изменена таким образом, чтобы по существу было достигнуто постоянное рассеивание мощности по продольной длине канала 230. Это целесообразно, поскольку способствует равномерному распределению температуры во всем массиве элементов 30. Это может быть достигнуто путем увеличения теплового сопротивления по длине канала 230.In one embodiment, the wall thickness can be varied so that a substantially constant power dissipation is achieved along the longitudinal length of the channel 230. This is useful because it helps to evenly distribute the temperature throughout the array of elements 30. This can be achieved by increasing the thermal resistance along the length channel 230.

На рис. 31 показано схематическое поперечное сечение аккумуляторной батареи, обозначенной в целом цифрой 2000. Аккумуляторная батарея 2000 включает в себя канал 2011, используемый для терморегулирования элементов 2020. Канал 2011 содержит материал 2001 гибкого канала, содержащий матрицу 2002 и наполнитель 2003. По гибкому каналу проходит жидкость 2004, например воздух, вода или водно-гликолевая смесь. Тепло передается между элементами 2020 и охлаждающей жидкостью 204 через материал канала 2001.On fig. 31 shows a schematic cross-section of a battery, generally designated 2000. Battery 2000 includes a conduit 2011 used to thermally control cells 2020. Conduit 2011 includes a flexible conduit material 2001 containing a matrix 2002 and a filler 2003. Fluid 2004 flows through the flexible conduit. e.g. air, water or water-glycol mixture. Heat is transferred between the elements 2020 and the coolant 204 through the channel material 2001.

Матрица 2002 представляет собой гибкий пластик или полимерный материал, в данном случае LDPE, LLDPE, HDPE, полиэстер, силикон или резину. Матрица 2002 электрически изолирующая. Матрица 2002 имеет теплопроводность менее 15 Вт-м-1K-1, в идеальном варианте, менее 10 Вт-м-1K-1, 5 Вт-м-1K-1 и (или) 1 Вт-м-1K-1.The 2002 matrix is a flexible plastic or polymeric material, in this case LDPE, LLDPE, HDPE, polyester, silicone or rubber. Matrix 2002 is electrically insulating. The 2002 matrix has a thermal conductivity of less than 15 W-m -1 K -1 , ideally less than 10 W-m -1 K -1 , 5 W-m -1 K -1 and / or 1 W-m -1 K -1 .

Наполнитель 2003 содержит частицы наполнителя; они рассеяны по всей матрице 2002. В предпочтительных вариантах реализации наполнитель 2003 содержит тонкие многостенные углеродные нанотрубки серии NANOCYL (RTM) NC7000, однако может быть использован любой подходящий наполнитель, такой как материал наполнителя на основе углерода, такой как углерод, углеродная сажа, графит, графитовые пластинки, графен, многостенные углеродные нанотрубки или одностенные углеродные нанотрубки, или керамический наполнитель, такой как оксид алюминия, карбид кремния, нитрид бора, нитрат кремния, оксид алюминия, нитрид алюминия или оксид цинка. Частицы наполнителя могут быть удлиненными и трубчатыми, иметь диаметр 1-10 нм и длину 0,5-5 нм. В качестве альтернативы частицы наполнителя могут быть в основном сферическими со средним диаметром от 1 нм до 10 мкм.Filler 2003 contains filler particles; they are dispersed throughout the matrix 2002. In preferred embodiments, the filler 2003 comprises NANOCYL (RTM) NC7000 series thin multi-walled carbon nanotubes, however, any suitable filler may be used, such as a carbon-based filler material such as carbon, carbon black, graphite, graphite plates, graphene, multi-walled carbon nanotubes or single-walled carbon nanotubes, or a ceramic filler such as aluminum oxide, silicon carbide, boron nitride, silicon nitrate, aluminum oxide, aluminum nitride or zinc oxide. The filler particles can be elongated and tubular, have a diameter of 1-10 nm and a length of 0.5-5 nm. Alternatively, the filler particles may be substantially spherical with an average diameter of 1 nm to 10 µm.

Теплопроводность наполнителя 2003 больше, чем теплопроводность матрицы 2002. В идеальном варианте наполнитель 2003 имеет теплопроводность более 10 Вт-м-1K-1 и (или) более 100 Вт-м-1K-1. Материал канала 2001 содержит менее 25% по объему наполнителя 2003; в идеальном варианте 5-18% по объему наполнителя или 15% по объему наполнителя 2003. Включение ограниченного количества наполнителя 2003 в матрицу обеспечивает повышенную теплопроводность при сохранении низкой электропроводности и благоприятных механических свойств (т.е. подходящая гибкость для надувного канала).The thermal conductivity of the filler 2003 is greater than that of the matrix 2002. Ideally, the filler 2003 has a thermal conductivity of greater than 10 Wm -1 K -1 and/or greater than 100 Wm -1 K -1 . Channel material 2001 contains less than 25% by volume of filler 2003; ideally 5-18% by volume filler or 15% by volume filler 2003. Inclusion of a limited amount of filler 2003 in the matrix provides increased thermal conductivity while maintaining low electrical conductivity and favorable mechanical properties (i.e. suitable flexibility for the inflatable channel).

В этом примере материал 2001 канала имеет теплопроводность более 0,33 Вт-м-1K-1 при комнатной температуре, в идеальном варианте - более 1 Вт-м-1K-1 и (или) 10 Вт-м-1K-1. Это означает, что теплопередача через материал канала 2011 лучше, чем у обычного полимерного канала. Материал канала 2001 сам по себе является электроизоляционным, так как в электропроводности материала канала 2001 преобладают электрические свойства непроводящей матрицы 2002. Электроизоляционная природа материала канала/матрицы значительно снижает риск коротких замыканий по сравнению с металлическим каналом.In this example, the channel material 2001 has a thermal conductivity greater than 0.33 W-m -1 K -1 at room temperature, ideally greater than 1 W-m -1 K -1 and/or 10 W-m -1 K - 1 . This means that heat transfer through the 2011 channel material is better than that of a conventional polymer channel. The channel material 2001 is itself electrically insulating, as the electrical conductivity of the channel material 2001 is dominated by the electrical properties of the non-conductive matrix 2002. The electrically insulating nature of the channel/matrix material greatly reduces the risk of short circuits compared to a metal channel.

Канал 2011 по крайней мере частично окружен материалом заливки 2005, который укрепляет канал 2011 в местах, где он не соприкасается со стенкой элемента 2020. Включение наполнителя 2003 в матрицу 2002 может изменить механические свойства канала 2001, особенно для высоких концентраций наполнителя 2003. Там, где это приводит к какому-либо снижению механической прочности, можно использовать армирующий материал 5, чтобы противодействовать таким эффектам. Этот вариант воплощения может использоваться как альтернатива или в сочетании с вариантом воплощения с переменной толщиной стенки.Channel 2011 is at least partially surrounded by potting material 2005 which reinforces channel 2011 where it does not contact the wall of element 2020. The inclusion of filler 2003 in matrix 2002 can change the mechanical properties of channel 2001, especially for high concentrations of filler 2003. Where this leads to any reduction in mechanical strength, a reinforcing material 5 can be used to counteract such effects. This embodiment may be used as an alternative or in combination with the variable wall thickness embodiment.

На рис. 32 и 33 показана дополнительная опорная конструкция 1201, имеющая внешнюю направляющую формацию, внутреннюю направляющую формацию и направляющий канал 1205 между ними. Опорная конструкция 1201 используется для предотвращения перегиба, вздутия и (или) разрыва гибкого канала, где канал меняет направление. Опорная конструкция 1201 имеет такие размеры, что элементы, расположенные на конце каждого ряда массива, имеют по существу такую же площадь теплового контакта с каналом, что и элементы, расположенные в центре массива. Опорная конструкция 1201 достигает этого путем экранирования или теплоизоляции части концевых элементов от теплового контакта с каналом.On fig. 32 and 33 show an additional support structure 1201 having an outer guide formation, an inner guide formation, and a guide channel 1205 therebetween. The support structure 1201 is used to prevent kinking, swelling and/or rupture of the flexible conduit where the conduit changes direction. The support structure 1201 is sized such that the elements located at the end of each row of the array have substantially the same area of thermal contact with the channel as the elements located in the center of the array. The support structure 1201 achieves this by shielding or thermally insulating a portion of the end members from thermal contact with the channel.

Наружная направляющая формация опорной конструкции 1201 образована комбинацией внешней стойки 1208 и внутренней поверхности 1211 стенки 1210 внешнего кожуха батареи (см. рис. 33). Наружная стойка 1208 расположена рядом по меньшей мере с одним элементом на краю массива элементов. Внешняя стойка 1208 представляет собой блок, который имеет поверхность 1235, примыкающую к элементу, которая изогнута, чтобы соответствовать форме боковой стенки элемента, и внешнюю опорную поверхность 1209, которая проходит от поверхности 1235, примыкающей к элементу. Внешняя стойка 1208 сформирована как единое целое с нижней створкой 1237 корпуса 1236 аккумуляторной батареи.The outer guide formation of the support structure 1201 is formed by the combination of the outer leg 1208 and the inner surface 1211 of the outer battery case wall 1210 (see Fig. 33). The outer rack 1208 is located next to at least one element at the edge of the array of elements. The outer post 1208 is a block that has an element adjacent surface 1235 that is curved to fit the shape of the element side wall and an outer support surface 1209 that extends from the element adjacent surface 1235. The outer rack 1208 is integrally formed with the bottom flap 1237 of the battery case 1236.

Надувной канал поддерживается как внешней опорной поверхностью 1209 стойки 1208, так и внутренней поверхностью 1211 стенки 1210 аккумуляторной батареи. Использование стенки 1210 аккумуляторной батареи как части внешней направляющей формации устраняет необходимость в более крупной опорной конструкции и таким образом уменьшает ширину и устраняет мертвое пространство внутри аккумуляторной батареи.The inflatable conduit is supported by both the outer support surface 1209 of the column 1208 and the inner surface 1211 of the battery wall 1210. The use of the battery wall 1210 as part of the outer guide formation eliminates the need for a larger support structure and thus reduces the width and eliminates dead space within the battery.

Внутренняя направляющая формация опорной конструкции 1201 образована комбинацией внутренней стойки 1206а и сопрягаемой части 1206b. Внутренняя стойка 1206а аналогична по конструкции внешней стойке 1208. Внутренняя стойка 1206а представляет собой блок, который выполнен как одно целое с нижней створкой 1237 корпуса 1238 аккумуляторной батареи. Внутренняя стойка 1206а расположена на противоположной стороне направляющей канавки 1205 к внешней направляющей формации. Внутренняя стойка 1206а имеет две изогнутые грани 1239а, 1239b, примыкающие к элементам батареи, для примыкания к двум соседним, разнесенным элементам.The inner guide formation of the support structure 1201 is formed by the combination of the inner leg 1206a and the mating portion 1206b. The inner rack 1206a is similar in design to the outer rack 1208. The inner rack 1206a is a unit that is integral with the bottom flap 1237 of the battery case 1238. The inner leg 1206a is located on the opposite side of the guide groove 1205 to the outer guide formation. The inner post 1206a has two curved edges 1239a, 1239b adjacent to the battery cells to abut two adjacent, spaced apart cells.

Внутренняя стойка 1206а дополнительно имеет внутреннюю опорную поверхность 1207, которая проходит между поверхностями 1239а, 1239b, примыкающими к элементам. Внутренняя опорная поверхность 1207 внутренней стойки 1206а имеет в основном плоскую часть и в основном изогнутую часть, которая проходит от в основном плоской части к боковой стенке элемента. Внутренняя опорная поверхность 1207 обеспечивает поддержку канала, тем самым предотвращая вздутие канала и его оборачивание вокруг концевого элемента.The inner post 1206a further has an inner support surface 1207 that extends between the surfaces 1239a, 1239b adjacent to the elements. The inner support surface 1207 of the inner post 1206a has a generally flat portion and a generally curved portion that extends from the generally flat portion to the side wall of the element. The inner support surface 1207 provides support to the channel, thereby preventing the channel from swelling and wrapping around the end member.

Сопрягаемая часть 1206b обеспечивается сжимаемой подушкой, приклеенной к поверхности элемента. В частности, подушка представляет собой поливинилхлоридную (ПВХ) ленту с открытыми ячейками. В качестве альтернативы можно использовать ПВХ или пенополиуретан с закрытыми ячейками или другой подходящий сжимаемый материал. При использовании интерфейсная часть 1206b внутренней направляющей формации проходит от грани 1239а, примыкающей к элементу, первой части 1206а и вокруг части элемента, к которой она прикреплена. Когда гибкий канал (не показан) надувается, он прижимается к внутренней стойке 1206а и сопрягаемой части 1206b внутренней направляющей формации.The mating portion 1206b is provided with a compressible pad bonded to the surface of the element. In particular, the pillow is an open cell polyvinyl chloride (PVC) tape. Alternatively, PVC or closed cell polyurethane foam or other suitable compressible material can be used. In use, the interface portion 1206b of the inner guide formation extends from the edge 1239a adjacent to the element, the first portion 1206a, and around the portion of the element to which it is attached. When the flexible conduit (not shown) is inflated, it is pressed against the inner post 1206a and the mating portion 1206b of the inner guide formation.

Сопрягаемая часть 1206b используется для ограничения теплового контакта между каналом и периферийной элементом, к которому он прикреплен. Сопрягаемая часть 1206b огибает внешнюю поверхность конечного элемента так, чтобы, когда канал расположен внутри направляющего пути 1205, он не контактировал с концевым элементом в области сопрягаемой части 1206b. Квалифицированный читатель поймет, что степень, в которой сопрягаемая часть 1206b проходит вокруг концевого элемента, зависит от необходимого теплового контакта между каналом и элементами. Сопрягаемая часть 1206b должна проходить вокруг концевого элемента в достаточной степени, чтобы обеспечивать контактирование канала с концевым элементом не больше, чем с любым другим элементом в массиве.The mating portion 1206b is used to limit thermal contact between the channel and the peripheral element to which it is attached. Mating part 1206b wraps around the outer surface of the end element so that when the channel is located inside the guide path 1205, it does not contact the end element in the area of the mating part 1206b. The skilled reader will appreciate that the extent to which the mating portion 1206b extends around the end member depends on the required thermal contact between the channel and the members. The mating portion 1206b must extend around the end member sufficiently to ensure that the channel contacts the end member no more than any other member in the array.

Квалифицированный специалист поймет, что как внутренняя стойка 1206а, так и сопрягаемая часть 1206b могут быть сжимаемыми и (или) могут быть соединены друг с другом как одно целое. Сопрягаемая часть 1206b может быть выполнена как единое целое с нижней створкой 1237.The skilled artisan will appreciate that both the inner strut 1206a and the mating portion 1206b may be compressible and/or may be integrally connected to each other. The mating portion 1206b may be integral with the bottom flap 1237.

Обращаясь теперь к рис. 34-36, можно видеть еще один вариант воплощения опорной конструкции, обозначенный в целом справочной позицией 1301. Опорная конструкция 1301 этого варианта воплощения имеет внешнюю направляющую формацию 1308, внутреннюю направляющую формацию 1306 и направляющий канал 1305 между ними. Опорная конструкция 1301 используется для предотвращения перегиба, вздутия и (или) разрыва гибкого канала, когда канал меняет направление. Опорная конструкция 1301 имеет такие размеры, что элементы, расположенные на конце каждого ряда массива, имеют по существу такую же площадь теплового контакта с каналом, что и элементы, расположенные в центре массива. Опорная конструкция 1301 достигает этого путем экранирования или теплоизоляции части концевых элементов от теплового контакта с каналом.Turning now to Fig. 34-36, another embodiment of the support structure can be seen, indicated generally by reference numeral 1301. The support structure 1301 of this embodiment has an outer guide formation 1308, an inner guide formation 1306, and a guide channel 1305 therebetween. The support structure 1301 is used to prevent the flexible conduit from kinking, swelling, and/or tearing when the conduit changes direction. The support structure 1301 is sized so that the elements located at the end of each row of the array have substantially the same area of thermal contact with the channel as the elements located in the center of the array. The support structure 1301 achieves this by shielding or thermally insulating a portion of the end members from thermal contact with the channel.

Внешняя направляющая формация опорной конструкции 1301 образована сочетанием первой внешней стойки 1308а, второй внешней стойки 1308b и внутренней поверхности 1311 стенки 1310 внешнего кожуха батареи (см. рис. 36). Первая и вторая вертикальные конструкции 1308а, 1308b разнесены друг от друга, и обе соединены с основанием 1312 опорной конструкции. Нижняя створка 1337 корпуса 1338 аккумуляторной батареи может включать в себя соответствующие выемки для размещения основания 1312 опорной конструкции на краю массива элементов, хотя в дополнительных вариантах воплощения опорная конструкция 1301 может быть выполнена как одно целое с нижней створкой 1337.The outer guide formation of the support structure 1301 is formed by the combination of the first outer leg 1308a, the second outer leg 1308b, and the inner surface 1311 of the outer battery case wall 1310 (see Fig. 36). The first and second vertical structures 1308a, 1308b are spaced apart and both are connected to the base 1312 of the support structure. The bottom flap 1337 of the battery case 1338 may include appropriate recesses to accommodate the base 1312 of the support structure at the edge of the array of cells, although in additional embodiments, the support structure 1301 may be integral with the bottom flap 1337.

Надувной канал поддерживается первой внешней стойкой 1308а, второй внешней стойкой 1308b и внутренней поверхностью 1311 стенки 1310 аккумуляторной батареи. Использование стенки 1310 аккумуляторной батареи в качестве части внешней направляющей формации устраняет необходимость в более крупной опорной конструкции и, следовательно, уменьшает ширину и устраняет мертвое пространство внутри аккумуляторной батареи.The inflatable conduit is supported by the first outer strut 1308a, the second outer strut 1308b, and the inner surface 1311 of the battery wall 1310. The use of the battery wall 1310 as part of the outer guide formation eliminates the need for a larger support structure and therefore reduces the width and eliminates dead space within the battery.

Вертикальные конструкции 1308а, 1308b изогнуты и образуют углы направляющей формации 1305. Зазор между вертикальными конструкциями 1308а, 1308b может использоваться для протягивания избыточного канала через опорную конструкцию 1301 при размещении канала в аккумуляторной батарее. Первая внешняя стойка 1308а и вторая внешняя стойка 1308b предотвращают расширение канала, при котором он бы оборачивался вокруг внешней части концевого элемента, вызывая повышенный контакт концевого элемента с каналом.The vertical structures 1308a, 1308b are curved and form the corners of the guide formation 1305. The gap between the vertical structures 1308a, 1308b can be used to draw an excess conduit through the support structure 1301 when the conduit is placed in the battery. The first outer strut 1308a and the second outer strut 1308b prevent the channel from expanding to wrap around the outside of the end member, causing increased contact of the end member with the channel.

Опорные конструкции могут быть изготовлены из любого подходящего жесткого, полужесткого или сжимаемого материала, который имеет достаточную жесткость для поддержки гибкого канала, например из металла, пластика или резины. В важном примере опорные конструкции изготовлены из материала заливки, используемого в аккумуляторной батарее, или обладают свойствами предотвращения теплового распространения, аналогичными свойствам компаунда для заливки. Например, опорные конструкции могут быть изготовлены путем заполнения материала заливки в подходящую форму или путем вырезания опорной конструкции, например, из блока предварительно отвержденной термоизоляционной пены. В качестве альтернативы опорная(ые) конструкция(и) может (могут) быть выполнена(ы) как одно целое со стенками аккумуляторной батареи, например либо с верхней, либо с нижней створкой. В таких примерах опорные конструкции представляют собой экструзии из пластиковых оболочек, а не вставку внутри аккумуляторной батареи.The support structures can be made from any suitable rigid, semi-rigid, or compressible material that has sufficient stiffness to support the flexible conduit, such as metal, plastic, or rubber. In an important example, the support structures are made from a potting material used in a battery or have thermal expansion inhibiting properties similar to potting compound. For example, the support structures can be made by filling the potting material into a suitable shape, or by cutting the support structure from, for example, a block of pre-cured thermal insulation foam. Alternatively, the support(s) structure(s) may be integral with the walls of the battery, for example with either a top or bottom flap. In such examples, the support structures are extrusions of plastic shells rather than an insert inside the battery.

Квалифицированный читатель поймет, что в настоящее изобретение могут быть внесены различные изменения и модификации, не выходящие за рамки области применения настоящей заявки. Описанная здесь система терморегулирования может использоваться с любым типом аккумуляторной батареи, имеющей один или несколько отдельных элементов. Например, настоящее изобретение может быть использовано в аккумуляторной батарее внутри вспомогательной силовой установки (ВСУ) для грузовика для перевозки на большие расстояния, в тяговом аккумуляторе аккумуляторного электрического или гибридного автомобиля, в системе накопления энергии или в любой другой аккумуляторной батарее в морской, аэрокосмической, автомобильной, промышленной отрасли и отрасли хранения энергии, требующих терморегулирования.The qualified reader will appreciate that various changes and modifications may be made to the present invention without departing from the scope of the present application. The thermal management system described here can be used with any type of battery having one or more individual cells. For example, the present invention may be used in a battery within an auxiliary power unit (APU) for a long haul truck, a traction battery in a battery electric or hybrid vehicle, an energy storage system, or any other battery in a marine, aerospace, automotive , industrial and energy storage industries requiring thermal management.

Гибкий канал 50 может находиться в непрямом контакте с боковой(ыми) поверхностью(ями) или любой(ыми) другой(ими) поверхностью(ями) одного или нескольких элементов 30 через область сопряжения или материал сопряжения, такой как оболочка кожуха, окружающая элемент(ы) 30, или теплопроводный наполнитель, паста или клей. В необязательных вариантах воплощения гибкий канал может по меньшей мере частично контактировать с торцевой(ыми) поверхностью(ями) элемента(ов).The flexible conduit 50 may be in indirect contact with the side(s) surface(s) or any other(s) surface(s) of one or more members 30 via a mating region or mating material such as a housing shell surrounding the element( s) 30, or thermally conductive filler, paste or adhesive. In optional embodiments, the flexible conduit may at least partially contact the end face(s) of the element(s).

В предшествующем обсуждении изобретения, если не указано иное, раскрытие альтернативных значений для верхнего или нижнего предела разрешенного диапазона параметра в сочетании с указанием того, что одно из значений является более предпочтительным, чем другое, следует истолковывать как подразумеваемое утверждение, что каждое промежуточное значение параметра, лежащее между более предпочтительным и менее предпочтительным из альтернатив, само по себе предпочтительнее менее предпочтительного значения, а также каждого значения, лежащего между менее предпочтительным значением и промежуточным значением.In the foregoing discussion of the invention, unless otherwise indicated, the disclosure of alternative values for the upper or lower limit of the allowed range of a parameter, in combination with an indication that one of the values is preferred over the other, should be construed as an implied statement that each intermediate parameter value, between the more preferred and the less preferred of the alternatives is itself preferred over the less preferred value, as well as each value between the less preferred value and an intermediate value.

Свойства, раскрытые в предшествующем описании или на следующих чертежах, выраженные в их конкретных формах или в условиях средств для выполнения раскрытой функции, или способа или процесса достижения раскрытого результата, в зависимости от обстоятельств, могут отдельно или в любом сочетании таких характеристик быть использованы для реализации изобретения в его различных формах.The properties disclosed in the foregoing description or in the following drawings, expressed in their specific forms or in terms of the means for performing the disclosed function, or the method or process for achieving the disclosed result, as the case may be, may individually or in any combination of such characteristics be used to realize invention in its various forms.

Claims (50)

1. Аккумуляторная батарея, содержащая: один или несколько элементов батареи; гибкий канал, расположенный близко к поверхности по меньшей мере одного-единственного или одного из нескольких элементов, так что тепло может передаваться между каналом и как минимум одним-единственным или одним из нескольких элементов; и средство заливки компаундом, приспособленное действовать как опора по меньшей мере для части канала, при этом в использовании форма канала частично соответствует поверхности одной или нескольким ячейкам.1. Rechargeable battery containing: one or more battery cells; a flexible conduit located close to the surface of at least one or one of the plurality of elements so that heat can be transferred between the conduit and at least one or one of the plurality of elements; and compounding means adapted to act as a support for at least a portion of the channel, wherein in use the shape of the channel partially conforms to the surface of one or more cells. 2. Аккумуляторная батарея по п. 1, характеризующаяся тем, что содержит множество каналов.2. The battery according to claim 1, characterized in that it contains a plurality of channels. 3. Аккумуляторная батарея по п. 1 или 2, характеризующаяся тем, что единственный канал или каждый канал находится в расширенном состоянии.3. The battery according to claim 1 or 2, characterized in that the single channel or each channel is in an expanded state. 4. Аккумуляторная батарея по любому из пп. 1-3, характеризующаяся тем, что единственный канал или каждый канал содержит один или несколько в основном прямых участков.4. Battery according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the single channel or each channel contains one or more generally straight sections. 5. Аккумуляторная батарея по любому из пп. 1-4, характеризующаяся тем, что единственный канал или каждый канал представляет собой змеевидный канал.5. Battery according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that the single channel or each channel is a serpentine channel. 6. Аккумуляторная батарея по любому из пп. 1-5, характеризующаяся тем, что аккумуляторная батарея содержит массив элементов батареи.6. Battery according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that the battery contains an array of battery cells. 7. Аккумуляторная батарея по любому из пп. 1-6, характеризующаяся тем, что один или каждый элемент является цилиндрическим элементом.7. Battery according to any one of paragraphs. 1-6, characterized in that one or each element is a cylindrical element. 8. Аккумуляторная батарея по любому из пп. 1-7, характеризующаяся тем, что единственный канал или каждый канал расположен между и (или) рядом с одним или несколькими элементами.8. Battery according to any one of paragraphs. 1-7, characterized in that a single channel or each channel is located between and (or) next to one or more elements. 9. Аккумуляторная батарея по любому из пп. 1-8, характеризующаяся тем, что единственный канал или каждый канал находится в прямом тепловом контакте с боковой(ыми) поверхностью(ями) одного или нескольких элементов.9. Battery according to any one of paragraphs. 1-8, characterized in that the single channel or each channel is in direct thermal contact with the side(s) surface(s) of one or more elements. 10. Аккумуляторная батарея по любому из пп. 1-9, характеризующаяся тем, что единственный канал или каждый канал находится в непрямом тепловом контакте с боковой(ыми) поверхностью(ями) одного или нескольких элементов через область сопряжения или материал сопряжения.10. Battery according to any one of paragraphs. 1-9, characterized in that the single channel or each channel is in indirect thermal contact with the side(s) surface(s) of one or more elements through the mating area or mating material. 11. Аккумуляторная батарея по любому из пп. 1-10, характеризующаяся тем, что единственный канал или каждый канал имеет открытую конфигурацию, так что охлаждающий материал может проходить через канал.11. Battery according to any one of paragraphs. 1-10, characterized in that the single channel or each channel has an open configuration so that the cooling material can pass through the channel. 12. Аккумуляторная батарея по п. 11, характеризующаяся тем, что единственный канал или каждый канал поддерживается в открытой конфигурации за счет охлаждающей жидкости под давлением внутри единственного канала или каждого канала и (или) посредством прилипания к средству заливки.12. The battery of claim. 11, characterized in that the single channel or each channel is maintained in an open configuration by coolant under pressure within the single channel or each channel and / or by adhering to the filling means. 13. Аккумуляторная батарея по любому из пп. 1-12, характеризующаяся тем, что средство заливки представляет собой пену.13. Battery according to any one of paragraphs. 1-12, characterized in that the pouring agent is a foam. 14. Аккумуляторная батарея по п. 13, характеризующаяся тем, что средство заливки представляет собой теплоизолирующую пену.14. The battery according to claim 13, characterized in that the pouring agent is a heat-insulating foam. 15. Аккумуляторная батарея по п. 13 или 14, характеризующаяся тем, что средство заливки содержит вспучивающийся, вспененный полиуретан и (или) пенополиуретан.15. The battery according to claim 13 or 14, characterized in that the pouring agent contains intumescent, foamed polyurethane and (or) polyurethane foam. 16. Аккумуляторная батарея по любому из пп. 1-12, характеризующаяся тем, что средство заливки содержит термореактивный пластик, гель силиконового каучука или эпоксидную смолу.16. Battery according to any one of paragraphs. 1-12, characterized in that the pouring agent contains a thermosetting plastic, silicone rubber gel or epoxy resin. 17. Аккумуляторная батарея по любому из пп. 1-16, характеризующаяся тем, что средство заливки действует как жесткая опора по меньшей мере для части как минимум одного канала.17. Battery according to any one of paragraphs. 1-16, characterized in that the pouring means acts as a rigid support for at least a portion of at least one channel. 18. Аккумуляторная батарея по любому из пп. 1-17, характеризующаяся тем, что средство заливки фиксирует элемент(ы) и канал(ы) на месте внутри аккумуляторной батареи.18. Battery according to any one of paragraphs. 1-17, characterized in that the pouring means locks the cell(s) and channel(s) in place within the battery. 19. Аккумуляторная батарея по любому из пп. 1-18, характеризующаяся тем, что средство заливки определяет полость, внутри которой расположена по меньшей мере часть как минимум одного канала.19. Battery according to any one of paragraphs. 1-18, characterized in that the pouring means defines a cavity, inside which at least a part of at least one channel is located. 20. Аккумуляторная батарея по любому из пп. 1-19, характеризующаяся тем, что средство заливки прикреплено с помощью клея по меньшей мере к части одного или нескольких каналов.20. Battery according to any one of paragraphs. 1-19, characterized in that the pouring means is attached with glue to at least a part of one or more channels. 21. Аккумуляторная батарея по любому из п. 1-20, характеризующаяся тем, что единственный канал или каждый канал образован из надувного пластикового материала.21. The battery according to any one of claims 1-20, characterized in that the single channel or each channel is formed from an inflatable plastic material. 22. Аккумуляторная батарея по п. 20, характеризующаяся тем, что надувной пластиковый материал представляет собой полиэстер, полиэтилен низкой плотности (LDPE), линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE) или полиэтилен высокой плотности (HDPE).22. The battery of claim. 20, characterized in that the inflatable plastic material is polyester, low density polyethylene (LDPE), linear low density polyethylene (LLDPE) or high density polyethylene (HDPE). 23. Аккумуляторная батарея по любому из пп. 1-22, характеризующаяся тем, что канал представляет собой однопросветный канал.23. Battery according to any one of paragraphs. 1-22, characterized in that the channel is a single lumen channel. 24. Аккумуляторная батарея по любому из пп. 1-22, характеризующаяся тем, что канал представляет собой многопросветный канал.24. Battery according to any one of paragraphs. 1-22, characterized in that the channel is a multi-lumen channel. 25. Аккумуляторная батарея по любому из пп. 1-24, содержащая по меньшей мере одно опорное средство, сконфигурированное для поддержки по меньшей мере одного канала.25. Battery according to any one of paragraphs. 1-24 comprising at least one reference means configured to support at least one channel. 26. Аккумуляторная батарея по п. 25, характеризующаяся тем, что одно или каждое опорное средство сконфигурировано для поддержки канала в точке, где канал поворачивает и (или) меняет направление на противоположное.26. The battery according to claim 25, characterized in that one or each support means is configured to support the channel at the point where the channel turns and/or reverses direction. 27. Аккумуляторная батарея по п. 24 или 25, характеризующаяся тем, что одно или каждое опорное средство содержит направляющую канавку.27. The battery according to claim 24 or 25, characterized in that one or each support means contains a guide groove. 28. Аккумуляторная батарея по любому из пп. 1-27, характеризующаяся тем, что функционально подключена к системе терморегулирования.28. Battery according to any one of paragraphs. 1-27, characterized in that it is functionally connected to the thermal control system. 29. Способ изготовления аккумуляторной батареи, включающий: обеспечение одного или нескольких элементов; размещение гибкого надувного канала близко к поверхности по меньшей мере одного или нескольких элементов так, чтобы тепло могло передаваться между каналом и по меньшей мере одним или несколькими элементами; введение жидкости в канал так, чтобы форма канала частично соответствовала форме поверхности одного или нескольких элементов; и обеспечение средства заливки, приспособленного действовать в качестве опоры по меньшей мере для части канала.29. A method of manufacturing a battery, including: providing one or more elements; placing the flexible inflatable conduit close to the surface of at least one or more elements so that heat can be transferred between the conduit and at least one or more elements; introducing liquid into the channel so that the shape of the channel partially matches the shape of the surface of one or more elements; and providing a pouring means adapted to act as a support for at least a portion of the channel. 30. Способ по п. 29, характеризующийся тем, что включает обеспечение массива элементов.30. The method of claim. 29, characterized in that it includes providing an array of elements. 31. Способ по п. 29 или 30, характеризующийся тем, что включает размещение одного или нескольких элементов в корпусе аккумуляторной батареи.31. The method according to claim 29 or 30, characterized in that it includes placing one or more cells in the battery case. 32. Способ по любому из пп. 29-31, характеризующийся тем, что включает размещение одного или нескольких дополнительных каналов близко к поверхности одного или нескольких элементов, так что тепло может передаваться между каналом или каждым дополнительным каналом и по меньшей мере одним или несколькими элементами.32. The method according to any one of paragraphs. 29-31, characterized in that it includes placing one or more additional channels close to the surface of one or more elements, so that heat can be transferred between the channel or each additional channel and at least one or more elements. 33. Способ по любому из пп. 29-32, характеризующийся тем, что включает размещение единственного канала или каждого канала в положении(ях) рядом с элементом(ами) и (или) между элементом(ами).33. The method according to any one of paragraphs. 29-32, characterized in that it includes placing a single channel or each channel in position(s) next to the element(s) and (or) between the element(s). 34. Способ по любому из пп. 29-33, характеризующийся тем, что включает размещение единственного канала или каждого канала вдоль извилистого пути внутри аккумуляторной батареи.34. The method according to any one of paragraphs. 29-33, characterized in that it includes placing a single channel or each channel along a winding path inside the battery. 35. Способ по любому из пп. 29-34, характеризующийся тем, что включает размещение единственного канала или каждого канала близко к поверхности по меньшей мере одного или нескольких элементов, когда этот или каждый канал находится в ненадутом состоянии.35. The method according to any one of paragraphs. 29-34, characterized in that it includes placing a single channel or each channel close to the surface of at least one or more elements when this or each channel is in an uninflated state. 36. Способ по любому из пп. 29-35, характеризующийся тем, что включает размещение части канала внутри опорных средств для обеспечения поддержки по меньшей мере части канала.36. The method according to any one of paragraphs. 29-35, characterized in that it includes placing a portion of the channel within the support means to provide support for at least a portion of the channel. 37. Способ по любому из пп. 29-36, характеризующийся тем, что включает размещение части канала внутри выемки в опорном средстве, когда канал находится в ненадутом состоянии.37. The method according to any one of paragraphs. 29-36, characterized in that it includes placing a part of the channel inside the recess in the support means when the channel is in an uninflated state. 38. Способ по любому из пп. 29-37, характеризующийся тем, что на этапе введения жидкости в один или каждый канал канал(ы) расширяется(ются) в открытую конфигурацию.38. The method according to any one of paragraphs. 29-37, characterized in that at the stage of introducing liquid into one or each channel, the channel(s) expand(s) into an open configuration. 39. Способ по любому из пп. 29-38, характеризующийся тем, что включает в себя введение средства заливки в аккумуляторную батарею.39. The method according to any one of paragraphs. 29-38, characterized in that it includes introducing a filler into the battery. 40. Способ по любому из пп. 29-39, характеризующийся тем, что включает в себя введение средства заливки в аккумуляторную батарею, когда средство заливки находится в вязком или жидком состоянии.40. The method according to any one of paragraphs. 29-39, characterized in that it includes introducing the filling agent into the battery when the filling agent is in a viscous or liquid state. 41. Способ по любому из пп. 29-40, характеризующийся тем, что включает введение жидкости в единственный канал или каждый канал перед введением средства заливки в аккумуляторную батарею.41. The method according to any one of paragraphs. 29-40, characterized in that it includes the introduction of liquid into a single channel or each channel before introducing the filler into the battery. 42. Способ по любому из пп. 29-41, характеризующийся тем, что включает создание давления и (или) надувание единственного канала или каждого канала перед введением средства заливки в аккумуляторную батарею.42. The method according to any one of paragraphs. 29-41, characterized in that it includes pressurizing and (or) inflating a single channel or each channel before introducing the filler into the battery. 43. Способ по любому из пп. 29-42, характеризующийся тем, что включает введение расширяемого средства заливки в аккумуляторную батарею.43. The method according to any one of paragraphs. 29-42, characterized in that it includes the introduction of an expandable filling means in the battery. 44. Способ по любому из пп. 29-42, характеризующийся тем, что включает введение пены в аккумуляторную батарею.44. The method according to any one of paragraphs. 29-42, characterized in that it includes the introduction of foam into the battery. 45. Способ по любому из пп. 29-44, характеризующийся тем, что включает введение вспучивающейся или полиуретановой пены в аккумуляторную батарею.45. The method according to any one of paragraphs. 29-44, characterized in that it includes the introduction of intumescent or polyurethane foam into the battery. 46. Способ по любому из пп. 29-42, характеризующийся тем, что включает введение в аккумуляторную батарею термореактивного пластика, геля силиконового каучука или эпоксидной смолы.46. The method according to any one of paragraphs. 29-42, characterized in that it includes the introduction of a thermosetting plastic, silicone rubber gel or epoxy resin into the battery. 47. Способ по любому из пп. 29-46, характеризующийся тем, что включает вулканизацию или затвердевание средства заливки внутри аккумуляторной батареи.47. The method according to any one of paragraphs. 29-46, characterized in that it includes vulcanization or solidification of the filling means inside the battery. 48. Способ по любому из пп. 29-47, характеризующийся тем, что включает вулканизацию или затвердевание средства заливки внутри аккумуляторной батареи, когда единственный канал или каждый канал находится в надутом состоянии и (или) в открытой конфигурации.48. The method according to any one of paragraphs. 29-47, characterized in that it includes vulcanization or solidification of the filling means inside the battery when the single channel or each channel is in an inflated state and (or) in an open configuration. 49. Способ по любому из пп. 29-48, характеризующийся тем, что включает поддержание давления внутри канала до тех пор, пока средство заливки не схватится или не затвердеет.49. The method according to any one of paragraphs. 29-48, characterized in that it includes maintaining pressure within the channel until the pouring agent sets or hardens. 50. Способ по любому из пп. 29-49, характеризующийся тем, что включает поддержание посредством приклеивания к средству заливки одного или каждого канала в открытой конфигурации внутри аккумуляторной батареи.50. The method according to any one of paragraphs. 29-49, characterized in that it includes maintaining, by gluing to the filling means, one or each channel in an open configuration within the battery.
RU2021115899A 2018-11-05 2019-10-18 Rechargeable battery and method for manufacture of rechargeable battery RU2789348C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1818053.9 2018-11-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021115899A RU2021115899A (en) 2022-12-07
RU2789348C2 true RU2789348C2 (en) 2023-02-01

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080311468A1 (en) * 2007-06-18 2008-12-18 Weston Arthur Hermann Optimized cooling tube geometry for intimate thermal contact with cells
US20090023056A1 (en) * 2007-07-18 2009-01-22 Tesla Motors, Inc. Battery pack thermal management system
JP2011228301A (en) * 2010-04-21 2011-11-10 Sb Limotive Co Ltd Battery pack and cooling system for a battery pack
US20130230760A1 (en) * 2012-03-01 2013-09-05 Delta Electronics, Inc. Battery module
CN104779355A (en) * 2013-11-29 2015-07-15 法雷奥热系统公司 Battery module including a heat exchanger in contact with the terminals of the module
RU2636382C2 (en) * 2011-12-21 2017-11-23 Алево Интернешнл С.А. Storage battery module with battery module case and battery cell element
US20180131055A1 (en) * 2015-12-30 2018-05-10 Thunder Power New Energy Vehicle Development Company Limited Battery coolant loop pad for electric vehicles

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080311468A1 (en) * 2007-06-18 2008-12-18 Weston Arthur Hermann Optimized cooling tube geometry for intimate thermal contact with cells
US20090023056A1 (en) * 2007-07-18 2009-01-22 Tesla Motors, Inc. Battery pack thermal management system
JP2011228301A (en) * 2010-04-21 2011-11-10 Sb Limotive Co Ltd Battery pack and cooling system for a battery pack
RU2636382C2 (en) * 2011-12-21 2017-11-23 Алево Интернешнл С.А. Storage battery module with battery module case and battery cell element
US20130230760A1 (en) * 2012-03-01 2013-09-05 Delta Electronics, Inc. Battery module
CN104779355A (en) * 2013-11-29 2015-07-15 法雷奥热系统公司 Battery module including a heat exchanger in contact with the terminals of the module
US20180131055A1 (en) * 2015-12-30 2018-05-10 Thunder Power New Energy Vehicle Development Company Limited Battery coolant loop pad for electric vehicles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3878044B1 (en) A battery pack and a method of manufacturing a battery pack
KR102006430B1 (en) Battery heat exchanger
JP4510467B2 (en) Temperature control apparatus and method for high energy electrochemical cells
EP2514002B1 (en) Cooling or heating element for an accumulator
WO2012097286A1 (en) Flow cell stack
KR101952390B1 (en) Frame for electrochemical cells
KR20140078558A (en) Apparatus for contacting heat exchanger elements with battery modules of motor vehicle
WO2010016771A1 (en) Device for cooling or heating a battery module
DE102014200989A1 (en) Temperature control device for battery cells and methods for controlling the temperature of battery cells and battery module, battery pack, battery and battery system
RU2789348C2 (en) Rechargeable battery and method for manufacture of rechargeable battery
US20240044584A1 (en) Thermal Regulation Device
EP4285431A1 (en) Modular battery pack