[發(fā)明專利]改進(jìn)的熱電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980062987.0
• 申請(qǐng)日: 2019-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113195998B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛里齊奧·薩利奧;桑托克·辛格·加塔奧拉;安德魯·比塞爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇納珀有限公司
• 主分類號(hào): F28D20/02
• 分類號(hào): F28D20/02
• 代理公司: 上海知錦知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31327
• 代理人: 潘彥君

本文描述了用于水平和垂直平面的熱電池設(shè)計(jì)以及使用單獨(dú)的體積補(bǔ)償器的熱電池。特別地，描述了一種改進(jìn)的熱電池設(shè)計(jì)，其克服了在使用期間電池單元內(nèi)的過(guò)壓?jiǎn)栴}。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種熱電池設(shè)計(jì)，其能夠克服水平和豎直方向的熱電池的過(guò)壓?jiǎn)栴}。所述熱電池可包括能夠控制所述熱電池內(nèi)部的壓力的可膨脹裝置或可替代的單獨(dú)的體積補(bǔ)償器。

背景技術(shù)

本領(lǐng)域中需要提供一種改進(jìn)的熱電池裝置，其能夠控制熱電池，尤其是相變材料(Phase Change Material，PCM)熱電池內(nèi)部的壓力。

在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)熱電池耗盡時(shí)，電池內(nèi)的熱傳遞會(huì)導(dǎo)致相變材料(即PCM)的液位變化。可以發(fā)現(xiàn)PCM液位升高并壓縮了電池內(nèi)的儲(chǔ)氣層。這可能會(huì)導(dǎo)致過(guò)壓并損壞電池。這會(huì)對(duì)電池的效率和壽命產(chǎn)生致命性影響。過(guò)壓還會(huì)帶來(lái)安全問(wèn)題和危害，因?yàn)槭┘釉陔姵貑卧獨(dú)んw上的高壓其有時(shí)會(huì)破裂，導(dǎo)致有毒物質(zhì)從電池中泄漏出來(lái)。因此，本發(fā)明要解決過(guò)壓電池存在的安全隱患。

如果將熱電池作水平安裝布置，則已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種布置效率很低并且會(huì)遇到明顯的性能下降。

本發(fā)明的至少一個(gè)方面的目的是消除或減輕至少一個(gè)或多個(gè)上述問(wèn)題。

因此，本發(fā)明的至少一個(gè)方面的目的是提供一種改進(jìn)的熱電池，其可以在水平和豎直平面上以提高的性能水平工作，并克服過(guò)壓效應(yīng)。

因此，本發(fā)明解決了包含PCM材料的熱電池中的問(wèn)題，例如過(guò)壓，熱電池的性能降低以及熱電池的組件(如控制傳感器和加熱元件)在電池的活性部分之外，從而損害了熱電池的功能。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種熱電池，其包括：

電池單元?dú)んw；

相變材料(例如PCM)，位于所述電池單元?dú)んw內(nèi)；

可膨脹裝置，位于所述電池單元?dú)んw內(nèi)，其能夠膨脹和收縮以管理所述電池單元?dú)んw內(nèi)的膨脹和/或體積變化。

因此，本發(fā)明涉及可膨脹裝置的使用，該可膨脹裝置用于管理電池單元?dú)んw內(nèi)部的膨脹和/或體積變化。

所述可膨脹裝置可以是可充氣的組件，其可以被膨脹和/或放氣。

本發(fā)明解決了一系列問(wèn)題，例如過(guò)壓，熱電池的性能下降以及熱電池的組件(如控制傳感器和加熱元件)在電池的活性部分之外并因此損害了熱電池的功能。

所述可膨脹裝置(例如，加壓的氣囊或氣球)可用于在熱電池的熱循環(huán)期間管理PCM的體積的膨脹變化和熱電池單元中的壓力。

在具體實(shí)施例中，熱電池可以位于豎直方向或基本豎直方向(即平面)。

膨脹和/或體積變化可能由于諸如PCM的體積的膨脹和/或收縮之類的參數(shù)范圍而引起。還可能有殘留在電池單元?dú)んw內(nèi)的氣體(例如空氣)，其根據(jù)溫度和/或電池單元?dú)んw內(nèi)其他組件(例如PCM)所施加的壓力而膨脹和/或收縮。這些膨脹和/或體積變化導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)的電池變得過(guò)壓。

在本發(fā)明的熱電池的操作期間，將發(fā)生熱循環(huán)，并且可膨脹裝置可用于控制電池單元?dú)んw內(nèi)部的壓力并將該壓力保持在例如預(yù)定的最佳壓力。通過(guò)控制壓力，可以避免與過(guò)壓相關(guān)的任何形式的危害和危險(xiǎn)。通過(guò)具有這樣的控制，還可以通過(guò)防止將過(guò)大的壓力和/或溫度施加在熱電池的組件(例如PCM，熱交換器和控制傳感器)上來(lái)延長(zhǎng)熱電池的壽命。

在具體實(shí)施例中，所述膨脹裝置可以是氣囊(例如，氣球)，其可以被過(guò)度增壓或增壓不足，從而控制電池單元?dú)んw內(nèi)部的壓力。囊的增壓是可以控制的。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，使用所述可膨脹裝置(例如，增壓氣球)的這種布置不僅適用于位于豎直或基本豎直設(shè)置的熱電池，而且還適用于水平或基本水平設(shè)置的熱電池。