[发明专利]温度控制的电池组组件及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池并更具体地涉及温度控制的电池组组件。

背景技术

高温暴露可以显著减少电池的有效使用寿命，例如用于对实现关键功能的电子设备（例如，计算机系统，电信系统和医疗设备）提供应急备用或辅助电源的电池。信息技术（IT）设备通常置于受控的数据中心环境中。虽然数据中心的环境通过设计传统上是相对凉爽的环境，但是存在对更高的数据中心温度来努力减少冷却需求并提高运行效率的趋势。这种趋势是由更能忍受更高温度的IT设备实现的。同样，当数据中心迁移到云计算环境时存在更短的备用时间的转换。更短的备用时间使备用电池分散在数据中心地板上的IT设备中。因此，数据中心温度的持续上升可能对数据中心中的电池寿命产生不利的影响。

发明内容

根据本发明的实施例，温度控制的电池组组件包括限定电池腔并包括围绕至少一部分电池腔的热隔离（thermal insulation）的壳体。在电池腔中包含至少一个电池芯。热隔离禁止在至少一个电池芯和周围环境之间的热传送。热桥导体配置在电池腔中并连接至少一个电池芯。电池组组件进一步包括具有内表面和外表面的热电冷却设备。可操作热电冷却设备以使用珀尔帖（Peltier）效应有效地在内外表面之间传送热量。散热器设备与外表面接触或连接到外表面以实现在外表面和散热器设备之间的热传导。电池组组件包括迫使热传送流体流跨过散热器设备并进入环境中以实现在散热器设备和环境之间的对流热传送的风扇。热桥导体与内表面接触或连接到内表面以实现在内表面和热桥导体之间的热传导。

在某些实施例中，至少一个电池芯包括多个电池芯。

根据某些实施例，可操作热电冷却设备以使用珀尔帖效应有效地从内表面到外表面传送热量进而冷却至少一个电池芯。

电池组组件可包括与每一个热桥导体和内表面接触的导热块以传导两者间的热量。

电池组组件可包括热桥导体和散热器设备之间的热隔离隔板。

在某些实施例中，壳体包括围绕热隔离的外壳，至少一个电池，热电冷却设备，散热器设备和电扇以形成模块化单元。根据某些实施例，壳体包括进入口和排出口和风扇，当运行时，抽取热传送流体通过进入口进入壳体中，迫使热传送流体跨过散热器设备，并迫使热传送流体通过出口离开壳体。

在某些实施例中，至少一个电池芯包括多个电池芯，并且热桥导体包括支撑多个电池芯的底壁和与底壁整合的直立的侧壁，底壁和侧壁共同限定电池芯托盘。

电池组组件可包括热电冷却设备控制器，该热电冷却设备控制器包括用于程序地控制到热电冷却设备的电流流动并因此控制在至少一个电池芯和环境之间的热传送率的控制电路。在某些实施例中，控制电路用于控制作为至少一个电池芯的温度函数的到热电冷却设备的电流流动。

根据某些实施例，电池腔是密封的。

在某些实施例中，壳体是模块化的盒。

根据本发明的方法实施例，用于调节至少一个电池芯的温度的方法包括提供温度控制的电池组组件，该电池组组件包括：限定电池腔并包括围绕至少一部分电池腔的热隔离的壳体；包含在电池腔中的至少一个电池芯，其中热隔离禁止在至少一个电池芯和周围环境之间的热传送；置于电池腔中并且与至少一个电池芯连接的热桥导体；具有内表面和外表面并且使用珀尔帖效应有效地在内外表面之间传递热量的热电冷却设备；与外表面接触或连接到外表面以实现在外表面和散热器设备之间的热传导的散热器设备；和风扇。热桥导体与内表面接触或连接到内表面以实现在内表面和热桥导体之间的热传递。该方法进一步包括：操作热电冷却设备使用珀尔帖效应以使在内部和外部表面之间有效地传送热量；和操作风扇以迫使热传送流体流跨过散热器设备并进入环境中以实现在散热器设备和环境之间的对流热传送。

根据某些实施例，该方法包括程序地控制到热电冷却设备的电流流动并因此控制在至少一个电池芯和环境之间的热传送率。在某些实施例中，程序地控制到热电冷却设备的电流流动包括控制作为至少一个电池芯的温度函数的到热电冷却设备的电流流动。

从附图的阅读和随后的优选实施例的详细描述，本领域普通技术人员将会理解本发明的进一步特征，优点和细节，这样的描述仅仅是本发明示例性的描述。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的包括电池组组件的备用电源供给系统的透视和局部视图。

图2是沿着图1的线2-2获得的图1的电池组组件的剖面图。

图3是沿着图2的线3-3获得的图1的电池组组件的剖面图。

图4是图1的电池组组件的放大的，不完整的顶视图。