[發明專利]具有熱電元件的電池組空氣冷卻結構及其控制方法

有效

• 申請號: 201310684343.X
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN104241728B
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 郭真佑;宋京花;徐正勛
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社
• 主分類號: H01M10/617
• 分類號: H01M10/617;H01M10/6552
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

本發明提供了一種具有熱電元件的電池組空氣冷卻結構和方法。該結構包括具有制冷劑經過的冷卻通道的殼體，以及設置在殼體內并且各自包括一對彼此平行堆疊的單元電池的多個電池模塊組件。傳熱板設置在該對單元電池之間。熱管具有設置在傳熱板中的第一部分和從傳熱板突出的第二部分。換熱構件形成在熱管的第二部分并且配置成與經過冷卻通道的空氣執行換熱，并且熱電元件形成在冷卻通道的空氣注入的上游側。

技術領域

本發明涉及設置有熱電元件的電池組空氣冷卻結構，且更具體地，涉及設置有安裝在冷卻通道的入口的、控制各電池模塊組件的溫度的熱電元件的電池組空氣冷卻結構。

背景技術

在例如電動車輛或燃料電池車輛的環保車輛中沒有廢氣排放，并且電池安裝在環保車輛上用于驅動車輛的電動機。

在電動車輛中，電池系統的可靠性和穩定性是用于確定電動車輛的市場化的重要因素，并且電池系統的適當溫度范圍必須維持在約35℃至40℃，以便防止電池的性能由于各種外部溫度的變化而退化。因此，需要在一般氣候條件（例如，對于電池系統的適當的溫度范圍）下具有優異的散熱性能并且在低溫環境下能夠維持電池的適當溫度的袋電池模塊的熱控系統。

一般地，當車輛驅動或充電時，電池組組件（BPA）被加熱。空氣冷卻法通常用作冷卻包括多個電池模塊組件的BPA的方法。具體地，在混合動力車輛中，通過從車輛座艙供給的空氣以及從暖通空調（HVAC）系統供給的空氣執行冷卻。具體地，通過一臺風機在一個溫度下冷卻BPA的結構已普遍使用，并且根據電池模塊組件（CMA）將溫差最小化的技術由于難以形成流動通道而尚未使用。另外，可執行空氣調節來冷卻BPA；然而，于是需要附加的冷卻裝置，或者車輛空調器必須在降低的效率下運行。

此外，當BPA充電或放電時，基于溫差發生電壓差。溫差在降低BPA的性能方面作為變量起作用。換言之，當在一個電池模塊組件中發生顯著溫差時，其可因退化而損壞并且損壞的電池作為電阻器操作并產生高溫。退化也會在鄰近的電池模塊組件中發生，可對整個電池造成損壞。當在各電池模塊組件中發生顯著電壓差時，在電動車輛的各驅動電動機單元中會發生不希望的結果，而其中均勻的電壓是最佳使用條件。

發明內容

本發明提供一種電池組空氣冷卻結構，其中對溫度進行控制以使多個單元電池之間的溫差最小化，以便防止整個電池組中的熱分布集中于特定的單元電池。

本發明還提供一種具有控制各電池模塊組件的溫度的熱電元件的電池組空氣冷卻結構。

根據本發明的一個方面，具有熱電元件的電池組空氣冷卻結構可包括：具有制冷劑經過的冷卻通道的殼體；多個電池模塊組件，其設置在殼體內，并且各自可包括一對彼此平行堆疊的單元電池；設置于所述一對單元電池之間進行面接觸的傳熱板；熱管，其第一部分可設置在傳熱板中，并且其第二部分可從傳熱板中突出；換熱構件，其形成在熱管的突出端，并且配置成與經過冷卻通道的空氣執行換熱；以及熱電元件，其形成在冷卻通道的空氣注入的上游側。

殼體的冷卻通道可采用矩形管道的形式，并且可在殼體的一側形成孔，以允許換熱構件穿過并可固定到孔上。熱管可以是多個熱管（例如，四個熱管）。另外，熱管可由鋁材料形成，并且丙酮可充入熱管中。單元電池可以是多個單元電池（例如，八個單元電池）。

此外，電池組空氣冷卻結構還可包括：多個冷卻通道，空氣經過其中以冷卻多個電池模塊組件中的每一個；多個熱電元件，其設置在多個電池模塊組件的多個冷卻通道的上游側；以及控制器，其配置成操作多個熱電元件中的每一個，其中控制器可配置成基于多個電池模塊組件中的每一個的溫度來執行熱電元件的冷卻或加熱控制。