[发明专利]电池热交换管道系统

说明书

本发明提供一种用于引导空气流穿过空气冷却车辆电池的热交换组件，包括：壳体，其包围电池组，所述电池组具有多个单元；和岐管，其可操作地连接到壳体，其中所述歧管包括用于将空气流接收到电池组中的入口和用于将空气流排出电池组外的出口，其中入口和出口形成穿过壳体表面上的单个开口的单个热交换管道。本发明还提供一种并入所公开的热交换组件的车辆和一种在车辆中引导空气流穿过空气冷却电池的方法。

技术领域

本发明总体上涉及用于冷却混合动力车中的空气冷却电池的热交换管道系统，并更具体地涉及一种用于通过车辆主体中的单个开口将空气流引导到空气冷却电池及从空气冷却电池引导空气流的热交换组件。

背景技术

锂离子以及相关电池作为补充(在混合电动车辆(HEV)的情况下)或代替(在纯电动车辆(EV)的情况下)常见内燃机(ICE)的方式用于汽车以及相关交通应用中。被动地存储来自固定和便携式来源以及由车辆和其组件提供的重获动能，这种能力使得这些电池理想地用作轿车、货车、公交车、摩托车和相关车辆平台的推进系统的一部分。在适合于汽车应用的一种形式中，单独的电池单元被组合成较大的组件，使得电流或电压增大以产生所需的功率输出。在本文中，较大的模块和封包组件由串联、并联或两种方式结合的一或多个单元组成，并且包括额外的用于确保适当地安装到车辆的结构。尽管术语“电池组(batterypack)”在本文中用于讨论用于推进动力应用的一种基本上完整的电池组件，但本领域技术人员将理解，相关术语(例如，“电池组(battery unit)”或类似者)也可用于描述这种组件，并且任一术语可在不损害这种理解的情况下互换使用。

并入了热交换系统以便冷却这种电池组。通常，热交换通过引导空气流穿过两个分离的管道(入口管道和出口管道)来实现。入口管道和出口管道通过两个分离的开口连接到电池壳体，这样则要求在车辆中有两个单独的开口以便供管道穿过。空气流通过入口管道引导到电池组，所述入口管道穿过车辆底板和电池壳体中的第一开口而连接到电池壳体；排气则通过出口管道被引导出壳体，所述出口管道穿过壳体和车辆的底板中的第二开口而连接到电池壳体。通常，空气进入电池组的前方并离开电池组的后端，因而串联地冷却电池单元。

这种常见设计对车辆的制造提出了各种挑战。首先，入口/出口设置要求在电池壳体和车辆底板中具有至少两个开口，这可能导致电池安装时的公差和对齐问题。第二，串联地冷却多个电池单元可能导致与空气流阻力和空气流压力不利下降相关联的问题。第三，常见热交换方法和系统要求电池组中具有多个管道(即，进气管道、中间管道和排气管道)。此外，更复杂的设计(例如，车辆主体中的多个开口、电池组内部的多个内部管道)增加了制造成本。因而，需要一种解决这些问题以便提高效率并降低制造成本和挑战的改良热交换系统。

发明内容

考虑到以上挑战，本公开的目的在于提供一种用于将空气流引导到空气冷却电池的热交换组件，所述热交换组件将入口和出口集成到单个热交换管道，从而降低电池壳体和车辆主体中所需的通孔的数量。本文公开的热交换组件提供对电池单元的更有效并联冷却，同时降低与电池安装时的公差和对齐相关的制造挑战。

在一个实施例中，提供一种用于引导空气流穿过空气冷却电池的热交换组件，包括：壳体，其包围电池组，所述电池组包括多个单元；和歧管，其可操作地连接到壳体，其中歧管包括：用于将空气流接收到电池组内的入口；和用于将空气流排出电池组外的出口，其中入口和出口形成穿过壳体表面上的单个开口的热交换管道。

在另一个实施例中，提供一种引导空气流穿过车辆中的空气冷却电池的方法，所述方法包括：提供热交换组件，所述热交换组件包括：密封壳体，其包围电池组，所述电池组包括多个单元；和歧管，其可操作地连接到壳体，其中歧管包括：用于将空气流接收到电池组内的入口；和用于将空气流排出电池组外的出口，其中入口和出口形成穿过壳体表面上的单个开口的热交换管道；引导空气流穿过入口朝向电池组的中心；引导空气流从电池组的中心向外朝向密封壳体贯穿多个单元，其中密封壳体形成将空气流引导到出口的排气管道；以及将空气流排出出口外。