[發明專利]電池系統及包括其的車輛

有效

• 申請號: 201780081803.6
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN110140233B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: R.沃恩舍;O.斯托雅諾維克;H.克里格;N.霍克蓋特爾;W.阿姆賴克
• 申請（專利權）人: 三星SDI株式會社
• 主分類號: H01M50/244
• 分類號: H01M50/244;H01M10/6562;H01M10/613;H01M10/625;B60L58/26;B60L50/64;H01M50/249
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 弋桂芬

根據本發明的一實施方式的電池系統包括：系統框架，包括在第一方向上延伸的一對第一框架梁以及在垂直于第一方向的第二方向上延伸并且連接到第一框架梁的一對第二框架梁；多個橫梁，沿第一方向彼此間隔開并且聯接到該對第一框架梁；以及多個電池模塊，每個包括分別聯接到橫梁中的至少一個并且在第二方向上布置的多個電池單元，其中該對第一框架梁包括多個制冷劑供應管線，并且所述至少一個橫梁包括連接到制冷劑供應管線的制冷劑管。

技術領域

本發明涉及電池系統和包括該電池系統的車輛。

背景技術

可再充電電池與一次電池的區別在于，它能重復執行充電和放電，而一次電池僅執行從化學能到電能的不可逆轉換。低容量可再充電電池用作諸如便攜式電話、膝上型計算機和便攜式攝像機的小型電子設備的電源，高容量可再充電電池用作車輛的電源。

通常，可再充電電池可以包括：電極組件，其包括正電極、負電極和插置在正電極與負電極之間的隔板；用于在其中容納電極組件的殼體；以及電連接到電極組件的電極端子。電解質溶液被注入以能夠通過正電極、負電極和電解質溶液的電化學反應使電池充電和放電。具有例如圓筒形狀或矩形形狀的殼體可以具有取決于電池用途而不同的形狀。

可再充電電池可以用作電池模塊，其形成為包括串聯和/或并聯連接的多個單位電池單元，從而提供高能量密度的電池，例如用于驅動混合動力車輛的電機的電池。也就是，電池模塊通過取決于實現高電力的可再充電電池(例如用于電動車輛的可再充電電池)所需的電量而互連多個單位電池單元的電極端子來形成。

電池模塊可以以塊設計或模塊設計來配置。在塊設計的情況下，每個電池單元連接到公共集流器結構和公共電池管理系統(BMS)。在模塊設計的情況下，多個電池單元被連接以構成子模塊，并且一些這樣的子模塊被連接以構成電池模塊。可以在模塊或子模塊級實現電池管理功能，從而改善兼容性。

這些電池模塊可以配備有處于機械和電集成狀態的熱管理系統，并且可以配置成與一個或更多個耗電器通信從而構成電池系統。

子模塊，其每個包括彼此并聯連接的多個電池單元，彼此串聯連接(XsYp)；子模塊，其每個包括彼此串聯連接的多個電池單元，并聯連接(XpYs)，從而在模塊設計中提供電集成的電池系統。XsYp型子模塊適用于產生高電壓，但每個電池單元的電壓電平必須被單獨控制，從而增加了布線復雜性。在XpYs型子模塊中，并聯連接的所有單元的電壓電平自動平衡。因此，其足以在子模塊級控制電壓，從而降低了布線復雜性。并聯連接的電池單元的子模塊中的電池的電容量相加，使得XpYs型的子模塊通常與低容量電池一起使用。

電池電力輸出和放電的靜態管理不足以滿足連接到電池系統的各種耗電器的動態電力需求。因此，需要在電池系統與耗電器的管理器之間進行持續的信息交換，該信息包括重要信息，諸如電池系統的實際充電狀態(SoC)、潛在的電性能、充電能力和內部電阻，以及實際或預測的電力需求和耗電的剩余。電池系統一般包括用于處理這種信息的電池管理系統(BMS)和電池管理單元(BMU)。

為了管理電池系統，需要一種熱管理系統，用于通過有效地釋放、排出和/或消散由可充電電池產生的熱來安全地使用電池模塊。當不充分地執行所述釋放/排出/消散時，在電池單元之間發生溫度偏差，使得至少一個電池模塊不能產生期望的電量。另外，電池模塊內部的溫度升高引起電池模塊內部的異常反應，從而降低可再充電電池的充電/放電性能并縮短電池的循環壽命。因此，需要有效地釋放/排出/消散來自電池單元的熱以冷卻電池單元。電池系統的機械集成需要各部件(例如，電池系統中的電池子模塊與諸如車輛的耗電器之間的連接結構)的適當機械連接。

在傳統的電池系統中，冷卻裝置在電池單元垂直堆疊的狀態下設置在一對相鄰的電池單元之間。因此，傳統的電池系統包括在垂直方向上較大形成的延伸部，使得電池系統通常在體積上增加。特別地，在移動設備中，該電池系統具有需要大量安裝空間的缺點，并且這種電池系統不適合安裝在例如電動車輛的地板(floor)上。

發明內容

技術問題