[發(fā)明專利]用于電池模塊的熱管理和連接裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380031411.0
• 申請日: 2013-05-03
• 公開（公告）號: CN104380501B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: V.福伊拉德;G.埃利奧特;K.喬維恩;F.基爾
• 申請（專利權(quán)）人: 法雷奧熱系統(tǒng)公司
• 主分類號: H01M2/20
• 分類號: H01M2/20;H01M10/42;H01M10/613;H01M10/615;H01M10/625;H01M10/647;H01M10/6556;H01M10/656
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 段志超

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池的連接、管理、控制和熱調(diào)節(jié)，更特別地，涉及電動和混合動力車輛領(lǐng)域中的用于電池模塊的熱管理和連接裝置。

背景技術(shù)

電池的管理、電子控制和熱調(diào)節(jié)，特別在電動和混合動力車輛領(lǐng)域內(nèi)，是重要問題。具體地，從熱調(diào)節(jié)的觀點來看，如果電池承受過冷的溫度，則它們的自主性可急劇降低，且如果它們承受過高的溫度，則存在熱量逸出以至于損壞電池的風險。

只要涉及到電池的電子控制和管理，這就是重要的，特別是為了管理這些電池的充電和放電以及控制物理和電參數(shù)以便改進電池的自主性和耐久性。

在電動和混合動力車輛中，電池通常是在保護殼體中彼此平行并置的單體電池(cell)的形式，且被稱為電池模塊。這些單體電池可以以這樣的方式并置：每個單體電池的正端子和負端子交替，使得所述單體電池可以容易地彼此串聯(lián)連接。還已知的是，單體電池并置為，相同極性的端子定位在電池模塊的同一側(cè)上。

為了調(diào)節(jié)單體電池的溫度，已知的實踐是，增加調(diào)節(jié)電池模塊溫度的裝置。這樣的裝置通常被并入到容納一個或多個電池模塊的容納部中，并使用循環(huán)(例如被泵送)通過導管的回路的傳熱流體，所述導管的回路尤其與單體電池直接接觸地通過熱交換板的下方或內(nèi)部。

傳熱流體可由此吸收單體電池發(fā)出的熱，以便冷卻它們，并在一個或多個熱交換器處去除該熱，所述熱交換器譬如加熱器或冷卻器。如果需要，傳熱流體還可以供應熱以便給所述單體電池加溫，例如，如果它們連接到電阻器或連接到正溫度系數(shù)(PTC)加熱器。

通常使用的傳熱流體是環(huán)境空氣，或比如水或例如水與乙二醇的溶液的液體。由于液體是比氣體更好的熱導體，因此液體由于其更好的效力而被推崇。

通常，與單體電池直接接觸的熱交換板被設(shè)置在容納部的底部中，所述容納部容納一個或多個電池模塊，所述電池模塊擱置在所述熱交換板上。另一種已知的選項是，將熱交換板定位在單體電池之間。然而，熱交換板的這種定位不是最優(yōu)的，因為電池模塊的最熱區(qū)域位于單體電池的端子之間。為了解決該問題，一個方案是將熱交換板定位在電池模塊的端子之間，并使用保持板將其保持在位。

為了提供電池模塊的控制，電池模塊通常連接到電子控制裝置，更特別地連接到印刷電路，所述印刷電路意圖控制物理和電參數(shù)，比如其溫度和電壓。這些數(shù)據(jù)隨后被發(fā)送到處理單元并被所述處理單元處理，所述處理單元則改變這些參數(shù)，以便通過經(jīng)由熱交換板調(diào)節(jié)電池模塊的溫度來改進其自主性和耐久性，并保護它們免于過充電以及過度深度放電。

重要的是將提供電池模塊的控制和熱調(diào)節(jié)的設(shè)備并入在電動或混合動力車輛內(nèi)，盡管這必須在車輛內(nèi)使用一定空間，所述空間本可更有用地用來并入例如附加的電池。另外，這樣的設(shè)備的并入使得車輛更重，由此降低其自主性。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的一個目的是，至少部分地克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，并提出具有其控制和管理設(shè)備的優(yōu)化的電池模塊。

因此本發(fā)明涉及一種用于電池模塊的熱管理和連接裝置，所述電池模塊包括單體電池，所述單體電池平行地并置且彼此串聯(lián)地連接，每個單體電池包括正端子和負端子，所述電池模塊進一步包括熱交換板，所述熱交換板包括用于傳熱流體的入口和出口，其定位在端子之間，以及非導電連接板，該連接板包括用于端子的通孔和將所述端子成對地連接在一起的器件，連接板是包括導電軌道的印刷電路。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，連接板還包括用于控制單體電池的電子裝置，所述電子裝置連接到導電軌道。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，連接端子的器件定位為使得，當單體電池并置成相同極性的端子布置在電池模塊的同一側(cè)上時，允許所述端子被連接。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，連接端子的器件定位為使得，當單體電池并置成不同極性的端子以交錯的配置布置在電池模塊上時，允許所述端子被連接。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，連接器件定位在連接板的外表面上，即在其與面對電池模塊的表面的相反的表面上。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，連接器件與連接板的具有增大厚度的導電軌道一體地制造。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，連接器件定位在連接板的厚度內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，連接器件具有小于連接板厚度的厚度。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，連接器件具有等于或大于連接板的厚度。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，連接板由剛性材料制成。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，連接板由柔性材料制成。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，熱交換板獨立于連接板。