蓄电池换热器制造技术

一种换热器组件包括流体传递层和第一外部层。流体传递层由弹性体材料制成，且第一外部层包括柔性石墨。流体传递层包括至少一个通道，并且构造成在该通道和第一外部层的一部分之间形成用于接收热传递流体的通路。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种换热器组件包括流体传递层和第一外部层。流体传递层由弹性体材料制成，且第一外部层包括柔性石墨。流体传递层包括至少一个通道，并且构造成在该通道和第一外部层的一部分之间形成用于接收热传递流体的通路。【专利说明】蓄电池换热器
技术介绍
锂离子蓄电池需要热管理来保证它们的性能、耐久性和安全性。性能可在低温下受到损害，而耐久性可在高温下受到损害。“方形袋”形式的电池典型地是矩形棱柱形的，且具有大的、通常平坦的平行平面表面，其与阳极、阴极和分离器的“活性区”的尺寸大体相对应。在典型的蓄电池热管理设计中，运行期间产生的热量通过铝制成的热传递板而传递离开电池。然而，铝是相对刚性的，且因此对于蓄电池组设计者来说可能是有问题的。由于可影响电池和换热板之间的热接触的热膨胀和老化效应，锂离子电池可收缩或者膨胀。
技术实现思路
依据本专利技术的一方面，一种换热器组件包括流体传递层，其由弹性体材料制成，且具有相反的主表面。第一外部层包括柔性石墨，且具有面向内的主表面和面向外的主表面。面向内的主表面固定在流体传递层主表面之一上。流体传递层包括至少一个通道，并且构造为在该至少一个通道和第一外部层的面向内的主表面的一部分之间形成用于接收热传递流体的通路。 依据本专利技术的另一方面，一种蓄电池组组件包括多个矩形蓄电池，它们各自具有两个相反的主表面且布置为堆叠结构。一种换热器组件包括流体传递层，其由弹性体材料制成，且具有相反的主表面。第一外部层包括柔性石墨，且具有面向内的主表面和面向外的主表面。面向内的主表面固定在流体传递层主表面之一上。流体传递层包括至少一个通道，且构造为在该至少一个通道和第一外部层的面向内的主表面的一部分之间形成用于接收热传递流体的通路。换热器被折叠成重复的蜿蜒形状，从而形成多个U形部分。该多个蓄矩形电池被接收在该多个U形部分中。 【专利附图】【附图说明】 图1是换热组件的正视图。 图2是图1的换热组件的俯视图，其中顶部外部层被移除，以便更清晰地示出流体通道。 图3是图1的换热组件的流体传递层的高视角等距视图(elevated isometricview)。 图4是换热组件的一备选实施例的高视角等距视图。 图5是沿图4的A-A线得到的剖视图。 图6是图4的换热组件的流体传递层的高视角等距视图。 图7是换热组件的另一备选实施例的闻视角等距视图。 图8是沿图7的B-B线得到的剖视图。 图9是图7的换热组件的流体传递层的高视角等距视图。 图10是包括换热组件的蓄电池堆叠的高视角等距视图。 图11是沿图10的C-C线得到的换热组件的剖视图。 【具体实施方式】 大型棱形锂离子电池相对于传统的棱形或圆柱形电池具有某些优点。当用于多电池的蓄电池组中时，大型棱形锂离子电池具有相对较高的能量密度和相当低的由于“热”电池问题引起的蓄电池失效的可能性。在电气方面，蓄电池组组件通过串联地装配多个棱形锂离子电池制成，以增加电压，或并联地(装配)，以增加容量。 在一个实施例中，棱形锂离子电池通常为矩形或正方形，且具有约Imm到约1mm的厚度。更优选的是，电池具有约3_到约6_的厚度。在蓄电池组的一个实施例中，棱形锂离子电池具有相反的主表面，每个主表面占地面积至少为8平方英寸，更优选的是占地面积至少为16。在一个实施例中，占地面积从约49平方英寸到约400平方英寸。在另一实施例中，占地面积从约16平方英寸到约2500平方英寸。在另一实施例中，占地面积从约50平方英寸到约200平方英寸。 这里使用的术语“电池”或“蓄电池”指由至少一个正电极、至少一个负电极、电解质和分离器膜片制成的电化学电池。术语“电池”和“蓄电池”可互换地使用。“蓄电池”或“蓄电池组”指由多于两个电池制成的储电装置。术语“蓄电池”和“蓄电池组”可互换地使用。 大型棱形电池被有利地装配成堆叠结构的蓄电池组，其中每个电池的主表面面对相邻电池的主表面。这种堆叠设置最大化了能量密度，但是对于将热量从电池导离而言并非可导性的。对于蓄电池组的位于相对远离蓄电池组一个外部表面处的内部电池而言，尤其是这种情况。为了便于热传递，一个或多个换热组件可被插入到堆叠的棱形电池之间的间隔中。通过减小热梯度和直接将热传递到(电池)组的周围或传递到散热器，换热组件可以改善电池的性能和寿命。 在一个实施例中，换热组件比铝相对更加柔韧。进一步地，换热组件有利地为顺应性的，以适应尺寸的改变、不平整性，以及改善界面热传导性。进一步地，在普通和冷启动运行期间，换热组件可提供增强的储能装置温度控制。换热组件尤其可非常适用于控制设置成“堆叠”关系(例如，诸如限定了可再充电模块或蓄电池的棱形锂离子电池的布置)的高能高功率密度可再充电电化学电池的温度。 先进的可再充电锂离子电池，例如，在充电和放电循环期间，由于阳极状态的变化，可经受显著的容积变化。这为冷却操作产生了挑战。同样，这种先进的可再充电蓄电池可能需要保持均匀的堆叠和电池压力。在存在显著的电池膨胀和收缩的情况下，在电化学电池布置和换热器板之间的密切接触有利地被保持，这提供了增强的温度控制，改善了电池性能，且延长了电池寿命。在其中需要或期望在电池布置(例如，电池堆叠布置或聚集布置)内有压缩压力的储能装置应用中，在电池膨胀和收缩期间，通过本文中在下面描述的换热器板的固有性质，必需的电池堆叠压力可被动地保持。在这样的应用中，温度控制设备可有利地为电化学电池布置提供必需的热和压力控制，因此消除对分离的温度和/或压力控制系统的需要，简化组的组装和减少组的重量。 换热组件可有利地由多个层形成，其中柔性石墨片材可形成外部层(一个或多个)，且可变形材料形成流体传递层，其包括使得热传递流体能够穿过它的特征。 柔性石墨片材可以可选地薄和为片状，具有两个相反的主表面。在一个实施例里，柔性石墨片材可小于约2mm的厚度。在其它实施例里,柔性石墨片材可小于约Imm厚度。在另外的其它实施例里，柔性石墨片材可小于约0.5_的厚度。在又一些另外的实施例里，柔性石墨片材小于约0.0lOmm的厚度。在又一些另外的实施例里,柔性石墨片材为约0.0lOmm厚与约2mm厚之间。在又一些另外的实施例里,柔性石墨片材为约0.5mm厚与约Imm厚之间。依据一个或多个实施例，柔性石墨片材可以为一片膨胀石墨(exfoliated graphite)颗粒的压缩物质，一片石墨化聚酰亚胺或它们的组合物。 柔性石墨片材在大约室温处可具有大于约250W/mK的面内热传导(使用Angstrom方法在大约25°C的室温处测试)。在另一实施例中，柔性石墨片材的面内热传导至少约400W/mK。在又一个实施例中，柔性石墨片材的面内热传导可为至少约550W/mK。在另外的实施例中，柔性石墨片材的面内热传导可在至少250W/mK到至少约1500W/mK的范围中。更优选的是，柔性石墨片材中的至少一个具有至少约为铝的面内热传导的两倍的面内热传导。进一步地，每一个柔性石墨片材可具有相同或不同的面内热传导。任何上述面内热传导的组合可被实践。在一个实施例中，柔性石墨片材可以从10到1500微米厚。在其它实施例中，柔性石墨片材可以从0.1到0.5毫米厚。合适的石墨片材和片材制作过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种换热器组件，包括： 流体传递层，包括弹性体材料且具有相反的主表面； 第一外部层，由柔性石墨组成且具有面向内的主表面和面向外的主表面，所述面向内的主表面固定在所述流体传递层主表面之一上；以及 其中，所述流体传递层包括至少一个通道，并且构造为在所述至少一个通道和所述第一外部层的所述面向内的主表面的一部分之间形成用于接收热传递流体的通路。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·J·韦恩，J·泰勒，
申请(专利权)人：格拉弗技术国际控股有限公司，
类型：新型
国别省市：美国;US