[发明专利]能量储存装置及方法

说明书

技术领域

本发明的实施例大体上涉及能量储存装置。某些实施例涉及密封、通风能量储存装置。

背景技术

锂离子("Li离子")可再充电电池广泛使用，因为它们提供相对高的能量密度和良好的再充电速率。用于这些电池的一个特定应用在于具有再生制动系统的车辆，如，混合动力运输卡车和其它混合动力非公路车辆("OHV")，其用于露天采矿操作，地下采矿操作等。

混合动力OHV应用需要能够有非常高的充电速率和同时大容量能量储存的电池技术。目前，Li离子电池技术是能够满足高充电速率和保持足够的寿命的唯一技术。令人遗憾的是，高充电速率可在电池中产生高内部电阻(I²R)损失，其必须消散以防止电池单元过热。Li离子的最大单元操作温度典型地为55到65℃，然而OHV卡车操作的最大环境温度可达到55℃，其中大多数操作在达到45℃的环境温度下。结果，单元温度与最大环境温度之间存在非常小的热顶部空间。

对于Li离子单元的已知冷却途径包括液体冷却和间接空气通风。大体上，液体冷却对于OHV应用不是优选的，因为潜在的故障模式导致冷却介质的损失(例如，水或液体冷却剂泄漏)。典型地，液体冷却途径涉及夹在独立的Li离子单元之间的铝或铜板。至少一个冷却板(具有液体冷却管)接着紧密地附接于各个夹层板的至少一个表面来传导热。单元内消散的热首先传导至夹层板，并且接着经由板传送至液体冷却的冷却板，或多个板。液体冷却介质接着将热传送至热交换器，其中，热最终消散到环境空气中。在间接通风系统中，铝或铜板类似地夹在单元之间。液体冷却的冷板由一个或更多个翅片热沉替换。在两种途径中，冷板或热沉限制冷却的能量储存装置的可实现的能量密度。

因此，合乎需要的是具有冷却的能量储存装置，其具有高于使用已知冷却模式实现的能量密度。

发明内容

本发明的实施例涉及一种能量储存装置，其包括壳体，该壳体包括至少一个端面板，其包括穿过其的至少一个孔口。装置还包括收纳在壳体中的电池单元，电池单元具有在它们的边缘处连结的相互相对的第一面和第二面。装置还包括邻近电池单元且与电池单元的第一面热接触的热沉。热沉限定平行于电池单元的第一面延伸的至少一个冷却介质通路。冷却介质通路通向形成穿过壳体的至少一个端面板的至少一个孔口。

本发明的另一个实施例涉及一种包括壳体的能量储存装置。壳体包括相对的第一端面板和第二端面板。端面板大致平行于彼此。第一端面板限定第一多个槽口，而第二端面板限定第二多个槽口。第一多个槽口和第二多个槽口与彼此对准。多个电池模块收纳在壳体中。电池模块包括多个电池单元，其具有相应的第一侧缘和第二侧缘，以及交错在多个电池单元之间且与单元热接触的多个热沉。热沉限定多个冷却介质通路，其具有通向热沉的相应的第一端和第二端的第一冷却介质通路和第二冷却介质通路，它们延伸穿过电池单元的第一侧缘和第二侧缘。封装物至少包围电池单元或热沉中的至少一个的部分。热沉的第一端和第二端分别设置在第一多个槽口和第二多个槽口中，以使槽口支承电池模块。

本发明的另一个实施例涉及一种能量储存装置，其包括壳体、收纳在壳体中的电池单元，以及邻近电池单元的热沉。热沉与电池单元的面热接触。热沉限定多个冷却介质通路，其平行于电池单元的面延伸。冷却介质通路通向穿过壳体。封装物覆盖电池单元或热沉中的至少一个的至少一部分。

本发明的另一个实施例涉及一种电池组件，其包括第一能量储存装置和第二能量储存装置。第一能量储存装置具有形成穿过其的第一多个冷却介质通路，而第二能量储存装置具有形成穿过其的第二多个冷却介质通路。第一能量储存装置和第二能量储存装置定位成第一多个冷却介质通路和第二多个冷却介质通路相互对准，使得空气可流过第一多个冷却介质通路和第二多个冷却介质通路。

本发明的另一个方面涉及通过使电池单元与热沉阵列堆叠来制作能量储存装置，该热沉阵列限定冷却介质通路，其中电池单元的面接触对应的热沉阵列的面。堆叠的电池单元和热沉接着包围在壳体内，该壳体具有用于空气流动的孔口，其与冷却介质通路的开口端对准。

如本文中使用的用语"大致"和"大约"旨在指示关于适合实现构件或组件的功能目的的理想期望情况的、可合理实现的制造和组装公差内的情况。

附图说明

将通过参照附图来阅读非限制性实施例的以下描述而更好地理解本发明，其中，在下面：

图1为根据本发明的实施例的直接通风的密封的能量储存装置的透视图。

图2为除去了端面板的图1中所示的能量储存装置的透视图。