[发明专利]具有PCM热管理系统的电池组中的相变材料(PCM)的热荷电状态估算

权利要求书

1.一种电池系统，包括：

多个电化学电池元件；

与所述多个电化学电池元件热接触的相变材料的供应，由此所述相变材料吸收来自所述多个电化学电池元件在充电或放电时产生的热量的至少一部分，所述相变材料具有导热性；和

电池管理系统，所述电池管理系统使用在整个相变材料的供应中所测量的温度从预定值自动预测或估算熔化分数或热荷电状态，根据所述相变材料的熔化分数或热荷电状态来监测所述相变材料的储热容量，并根据所述相变材料的储热容量自动控制所述多个电化学电池元件的功率。

2.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，

所述电池管理系统根据所述相变材料的储热容量自动调节所述多个电化学电池元件的功率输出，以在预定的安全温度极限内提供热量输出。

3.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，还包括用于以下各项中的至少一项的传感器：电流、电化学电池元件温度和环境温度，其中，所述电池管理系统根据所述传感器的数据预测或估算所述相变材料的熔化分数或热荷电状态。

4.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述电池管理系统根据所述相变材料的潜热来预测或估算所述相变材料的熔化分数或热荷电状态。

5.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，

在所述相变材料的第一温度下，熔化分数或热荷电状态为95％，

在所述相变材料的中间第二温度下，熔化分数或热荷电状态为50％，

在所述相变材料的第三温度下，熔化分数或热荷电状态为5％，

所述第一温度小于所述第二温度，所述第二温度小于所述第三温度，

第一温度和第二温度之间的差至少是第二温度和第三温度之间的差的两倍。

6.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，

在所述相变材料的第一温度下，熔化分数或热荷电状态为95％，

在所述相变材料的第二温度下，熔化分数或热荷电状态为5％，

在所述相变材料的第一温度和第二温度之间的第三温度下，熔化分数或热荷电状态相对于温度的一阶导数为零，并且

在所述相变材料的第一温度和第三温度之间的第四温度下，熔化分数或热荷电状态相对于温度的二阶导数为零。

7.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述电池管理系统自动确定或估算以下一项以上：电池荷电状态、电池发热量、电池温度以及所述相变材料的熔化分数。

8.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，还包括：

容纳格构件，其布置在所述电化学电池元件周围并且包括多个容纳所述相变材料的供应的开口；和

温度传感器，其放置在所述容纳格构件上的多个位置或整个所述容纳格构件的多个位置，其中所述电池管理系统使用所述多个电化学电池元件或所述容纳格构件的测量的温度数据估算所述相变材料的储热容量。

9.根据权利要求8所述的电池系统，其特征在于，所述电池管理系统包括：电热模块，其被配置为确定并输出电化学电池发热量；电池热模块，其被配置为确定并输出电池温度；以及熔化分数模块，其被配置为估算相变材料荷电状态的剩余储热容量。

10.一种电池系统，包括：

包括多个电化学电池元件的电化学电池阵列；

至少部分地包围所述电化学电池阵列并与其热接触的热管理基质，该热管理基质包括至少部分布置在导热格中的相变材料的供应，该热管理基质耗散由所述热管理基质包围的电化学电池阵列的至少一部分激活时产生的热量的至少一部分；和

电池管理系统，所述电池管理系统使用在整个相变材料的供应中所测量的温度从预定值自动预测或估算熔化分数或热荷电状态，并根据所述相变材料的熔化分数或热荷电状态来监测所述热管理基质的储热容量，所述电池管理系统根据所述相变材料的储热容量自动地调节所述多个电化学电池元件的功率输出，以在预定的安全温度极限内提供热量输出。