[发明专利]利用蒸气室对电池进行热管理的系统和方法

说明书

用于电池的热管理系统使用其中具有芯吸部件的蒸气室。示例性热管理系统包括容纳工作流体和芯吸部件的蒸气室。多个电池单池至少部分地设置在蒸气室中。冷板联接至蒸气室，并且热泵联接至冷板。可以使用毛细管以促进蒸气和工作流体在热管理系统中的移动。通过使用示例性系统，提供了对电池的改善的热管理。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年11月18日提交的名称为“SYSTEMS AND METHODS FORBATTERY THERMAL MANAGEMENT UTILIZING A VAPOR CHAMBER(利用蒸气室对电池进行热管理的系统和方法)”的序列号为62/424,054的美国临时申请的优先权和权益。前述申请的全部内容在此出于所有目的通过参引并入。

技术领域

本公开涉及热管理，并且特别地涉及电池组的热管理。

背景技术

对电池组和电池单池特别是车辆应用中的电池组和电池单池进行热管理的现有方法尝试根据需要提供对电池组的快速且被良好控制的加热和/或冷却。然而，这些现有方法在它们的下述能力方面受到限制：在操作期间将电池单池保持在期望的温度范围内，以控制最大电池温度和最小电池温度、实现操作设定点温度、或确保电池组中的电池单池之间的有限的热变化范围。因此，仍然期望用于电池组和其他电气设备的热管理的改进的系统和方法。

发明内容

在示例性实施方式中，热管理系统包括：蒸气室，该蒸气室包括壳体、芯吸材料和工作流体；以及电池组，该电池组包括多个电池单池。所述多个电池单池中的每个电池单池至少部分地设置在蒸气室内。每个电池单池接触芯吸材料的一部分，并且工作流体在蒸气室内变相，以便从电池单池带走热。

在另一示例性实施方式中，一种用于对电池组进行热调节的方法包括：将多个电池单池至少部分地设置在蒸气室内，所述多个电池单池形成电池组，并且蒸气室包括壳体、芯吸材料和工作流体；以及使所述多个电池单池中的每个电池单池与芯吸材料的至少一部分接触。在电池组的充电或放电期间，工作流体在蒸气室内变相，以便从电池单池带走热。

在另一示例性实施方式中，一种用于单个电池单池的热管理系统包括：冷阱，该冷阱包括壳体、芯吸材料和工作流体；以及电池单池，该电池单池至少部分地设置在冷阱内，使得电池单池的底部接触芯吸材料。电池单池与壳体之间的接合面被密封以将工作流体保持在壳体内。工作流体在冷阱内变相，以便从电池单池带走热。

在另一示例性实施方式中，一种用于电池组的热管理系统包括：蒸气室，该蒸气室包括壳体、芯吸材料和工作流体；冷板，该冷板将蒸气室联接至热泵；电池组，该电池组包括多个电池单池，所述多个电池单池中的每个电池单池至少部分地设置在蒸气室内；冷凝室，该冷凝室联接至冷板；以及毛细管，该毛细管将蒸气室与冷凝室连结。每个电池单池接触芯吸材料的一部分，并且工作流体在蒸气室内变相，以便从电池单池带走热。

该发明内容部分的内容应当被理解为对本公开的简化介绍，并且不意在用于限制任何权利要求的范围。

附图说明

参考以下描述、所附权利要求和附图：

图1A示出了根据示例性实施方式的示例性热管理系统，该示例性热管理系统具有设置在蒸气室下方的冷板，蒸气室完全封围电池单池；

图1B示出了根据示例性实施方式的示例性热管理系统，该示例性热管理系统具有设置在蒸气室上方的冷板，蒸气室完全封围电池单池；

图1C示出了根据示例性实施方式的示例性热管理系统，该示例性热管理系统具有设置在蒸气室下方的冷板，蒸气室部分地封围电池单池；

图1D示出了根据示例性实施方式的示例性热管理系统，该示例性热管理系统具有设置在蒸气室上方的冷板，该蒸气室部分地封围电池单池；

图1E示出了根据示例性实施方式的示例性热管理系统的操作的取向独立性；