[其他]用于电池热调节的热管理系统和热交换器

说明书

本申请公开了一种用于车辆的热管理系统，诸如冷板或ICE板的热交换器具有设置在热交换器的外部加热器支撑表面上的一体式电加热元件。外部加热器支撑表面与热交换器的内部表面正相对，该内部表面至少部分地限定入口歧管和出口歧管中的一个或两个。用于具有多个可再充电电池单元的车辆的热管理系统包括：用于使传热流体的第一量循环的循环回路；以及多个电池热交换器，包括具有一体式电加热元件的第一热交换器。循环回路的子回路包括第一热交换器的内部流体流动通路并且适合于传热流体的第二较小量。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年5月30日提交的美国临时专利申请号 62/677,824的优先权和权益；以及2018年10月11日提交的美国临时专利申请号62/744,294的优先权和权益，它们的内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及电池电动车辆(BEV)或混合动力电动车辆(HEV) 的能量存储系统内的可再充电电池的热管理，并且具体地涉及适合于在冷启动条件下使电池快速升温的系统和热交换器，以及适合于一旦可再充电电池达到其它们所需的工作温度范围就使可再充电电池冷却的系统和热交换器。

背景技术

诸如那些在BEV和HEV中使用的能量存储系统包括可再充电电池，诸如锂离子电池。用于BEV或HEV的典型可再充电电池包括多个电池模块，这些电池模块串联和/或并联地电连接在一起以为电池提供期望的系统电压和容量。每个电池模块包括多个电池单体，这些电池单体串联和/或并联地电连接在一起，其中电池单体可以是软包(pouch)单体、棱柱形单体或圆柱形单体的形式。电池的运行可能是吸热的或放热的，具体取决于温度条件。

这些可再充电电池在远低于0℃，并且特别是低于-5℃的温度下操作或充电时，会遭受性能、里程(range)、可靠性和寿命降低的损失。理想情况下，从冷启动起，应当尽快将可再充电电池温度升温到约5至 20℃。但是，将电池加热到该温度范围所需的能量可能很大，并且加热所需的时间太长。例如，将一个16kW电池从-30℃加热到10℃最多可能需要30分钟和6.12MJ(1.7kWhr)的能量。

需要一种热管理系统和热交换器，其将减少在冷启动条件下的加热时间和能量存储系统的能耗，并且其将在能量储存系统达到能量储存系统工作温度范围后使能量储存系统冷却。

发明内容

根据本公开的的一方面，提供了一种用于车辆的热管理系统，车辆具有包括多个可再充电电池单元的能量储存系统。

根据一个方面，热管理系统包括电池冷却/加热子系统，包括用于使传热流体的第一量在整个电池冷却/加热子系统中循环的循环回路。循环回路包括用于输送传热流体的多个导管。

根据一个方面，热管理系统还包括设置在循环回路中的多个电池热交换器。每个电池热交换器与电池单元中的一个或多个热接触，电池热交换器中的每一个具有内部流体流动通路和和多个流体开口,多个流体开口包括内部流体流动通路的入口和出口。

根据一个方面，热管理系统还包括电加热元件，该电加热元件与多个电池热交换器中的第一电池热交换器成一体，以使流过第一热交换器的内部流体流动通路的传热流体得以加热。

根据一个方面，热管理系统还包括循环回路的子回路。该子回路包括一个或多个导管，这些导管与第一电池热交换器的流体流动通路的入口和出口流体流动连通。该子回路还包括第一电池热交换器的内部流体流动通路。

根据一个方面，子回路适合于传热流体的第二量的循环，其中，第二量小于第一量并且包括第一电池热交换器的流体流动通路的量。

根据本公开的另一方面，提供了一种电池热交换器，其包括具有内表面和外表面的第一板；具有内表面和外表面的第二板，其中，第一板和第二板结合在一起，它们的内表面彼此相对地面对，并且它们的内表面的一些部分彼此间隔开。