[其他]用于電池熱調節的熱管理系統和熱交換器

有效

• 申請號: 201990000746.9
• 申請日: 2019-05-30
• 公開（公告）號: CN215299360U
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: B·E·切多;M·J·R·巴德勒本;D·范迪維斯
• 申請（專利權）人: 達納加拿大公司
• 主分類號: H01M10/6556
• 分類號: H01M10/6556;H01M10/625;H01M10/667
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 顧峻峰

本申請公開了一種用于車輛的熱管理系統，諸如冷板或ICE板的熱交換器具有設置在熱交換器的外部加熱器支撐表面上的一體式電加熱元件。外部加熱器支撐表面與熱交換器的內部表面正相對，該內部表面至少部分地限定入口歧管和出口歧管中的一個或兩個。用于具有多個可再充電電池單元的車輛的熱管理系統包括：用于使傳熱流體的第一量循環的循環回路；以及多個電池熱交換器，包括具有一體式電加熱元件的第一熱交換器。循環回路的子回路包括第一熱交換器的內部流體流動通路并且適合于傳熱流體的第二較小量。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2018年5月30日提交的美國臨時專利申請號 62/677,824的優先權和權益；以及2018年10月11日提交的美國臨時專利申請號62/744,294的優先權和權益，它們的內容通過引用并入本文。

技術領域

本公開涉及電池電動車輛(BEV)或混合動力電動車輛(HEV) 的能量存儲系統內的可再充電電池的熱管理，并且具體地涉及適合于在冷啟動條件下使電池快速升溫的系統和熱交換器，以及適合于一旦可再充電電池達到其它們所需的工作溫度范圍就使可再充電電池冷卻的系統和熱交換器。

背景技術

諸如那些在BEV和HEV中使用的能量存儲系統包括可再充電電池，諸如鋰離子電池。用于BEV或HEV的典型可再充電電池包括多個電池模塊，這些電池模塊串聯和/或并聯地電連接在一起以為電池提供期望的系統電壓和容量。每個電池模塊包括多個電池單體，這些電池單體串聯和/或并聯地電連接在一起，其中電池單體可以是軟包(pouch)單體、棱柱形單體或圓柱形單體的形式。電池的運行可能是吸熱的或放熱的，具體取決于溫度條件。

這些可再充電電池在遠低于0℃，并且特別是低于-5℃的溫度下操作或充電時，會遭受性能、里程(range)、可靠性和壽命降低的損失。理想情況下，從冷啟動起，應當盡快將可再充電電池溫度升溫到約5至 20℃。但是，將電池加熱到該溫度范圍所需的能量可能很大，并且加熱所需的時間太長。例如，將一個16kW電池從-30℃加熱到10℃最多可能需要30分鐘和6.12MJ(1.7kWhr)的能量。

需要一種熱管理系統和熱交換器，其將減少在冷啟動條件下的加熱時間和能量存儲系統的能耗，并且其將在能量儲存系統達到能量儲存系統工作溫度范圍后使能量儲存系統冷卻。

發明內容

根據本公開的的一方面，提供了一種用于車輛的熱管理系統，車輛具有包括多個可再充電電池單元的能量儲存系統。

根據一個方面，熱管理系統包括電池冷卻/加熱子系統，包括用于使傳熱流體的第一量在整個電池冷卻/加熱子系統中循環的循環回路。循環回路包括用于輸送傳熱流體的多個導管。

根據一個方面，熱管理系統還包括設置在循環回路中的多個電池熱交換器。每個電池熱交換器與電池單元中的一個或多個熱接觸，電池熱交換器中的每一個具有內部流體流動通路和和多個流體開口,多個流體開口包括內部流體流動通路的入口和出口。

根據一個方面，熱管理系統還包括電加熱元件，該電加熱元件與多個電池熱交換器中的第一電池熱交換器成一體，以使流過第一熱交換器的內部流體流動通路的傳熱流體得以加熱。

根據一個方面，熱管理系統還包括循環回路的子回路。該子回路包括一個或多個導管，這些導管與第一電池熱交換器的流體流動通路的入口和出口流體流動連通。該子回路還包括第一電池熱交換器的內部流體流動通路。

根據一個方面，子回路適合于傳熱流體的第二量的循環，其中，第二量小于第一量并且包括第一電池熱交換器的流體流動通路的量。

根據本公開的另一方面，提供了一種電池熱交換器，其包括具有內表面和外表面的第一板；具有內表面和外表面的第二板，其中，第一板和第二板結合在一起，它們的內表面彼此相對地面對，并且它們的內表面的一些部分彼此間隔開。