电池组喷射冷却制造技术

根据一个实施例，电池模块包括输出连接器、耦合到输出连接器的若干电池单元、以及若干喷嘴和喷射冷却回路和系统。电池单元被配置为经由输出连接器向负载提供电池能量，并且被配置为经由输出连接器从外部电源汲取电力以对电池单元充电。喷嘴被配置为将冷却剂喷射在电池单元上以将由电池单元生成的热量传递到喷射的冷却剂。喷射的冷却剂。喷射的冷却剂。

【技术实现步骤摘要】
电池组喷射冷却


[0001]本公开的实施例一般涉及冷却电池组的备用热管理系统。更具体地，本公开的实施例涉及一种在电池单元放电和/或充电时将冷却剂喷射在电池组中的单元上的系统。

技术介绍

[0002]锂离子电池通常用于车辆行业，例如电动车辆(EV)和插电式混合动力车辆。用于电动车辆的锂离子电池组针对车辆特定的要求和用途而设计。然而，锂离子电池作为替代UPS系统和铅酸电池的能量存储单元也正对于IT设备和数据中心变得流行，并且吸引了来自行业的许多关注。
[0003]计算机服务器的大型集群可以被保持在专用设施中，通常在机架外壳中。服务器可以用于支持数据中心行业。使用电池备用单元(BBU)代替传统的解决方案，诸如基于铅酸的不间断电源(UPS)系统，已经变得越来越普及。BBU在数据中心空间中的新角色的一个结果是BBU从集中式电池室重新定位到数据中心IT机房。一般基于服务器(而不是电池)的规范和要求管理和操作数据中心中的热环境(例如，温度)，或者热环境可以不是针对BBU被优化的，因此可以不是针对BBU使用被优化的。
[0004]相反，在BBU的情况下，电池仅在需要备用电力时(例如，存在对数据中心的断电)才提供电力。当不再需要备用电力时(例如，电网电力恢复到数据中心)，BBU被再充电。因此，BBU应用中唯一的问题是，热管理或冷却将仅在有限的时间期间是激活的：例如在断电期间放电和在电力恢复之后充电。因此，需要一种电池热管理系统，其在电池充电和放电期间自激活以便确保电池不会过热。
[0005]此外，自激活热管理系统应当足够快以避免热过冲，热过冲会负面地影响电池性能和电池寿命，并且优化的设计应当使所有单元均匀地冷却。然而，这些系统可以不会均匀地冷却电池单元，这可能导致至少一些热过冲。因此，需要一种自激活热管理系统，其均匀地冷却电池以便维持电池性能。

技术实现思路

[0006]本公开的一个方面提供了一种电池模块，电池模块包括输出连接器；耦合到输出连接器的多个电池单元，其中电池单元被配置为经由输出连接器向负载提供电池能量，并且被配置为从外部电源汲取电力以经由输出连接器对电池单元充电；以及多个喷嘴，多个喷嘴被配置为将冷却剂喷射在多个电池单元上，以将由电池单元生成的热传递到所喷射的冷却剂。
[0007]本公开的另一个方面提供了一种电池备用单元(BBU)，BBU包括一组一个或多个电池模块，其中每个电池模块包括：输出连接器，耦合到输出连接器的多个电池单元，其中电池单元被配置为经由输出连接器向负载提供电池能量，以及被配置为从外部电源汲取电力以经由连接器对电池单元充电，以及多个喷嘴，多个喷嘴被配置为将冷却剂喷射在多个电池单元上，以将由电池单元生成的热传递到喷射的冷却剂。
[0008]本公开的另一个方面提供了一种电子机架，电子机架包括被布置为堆叠的多个服务器刀片，每个服务器刀片包括提供数据处理服务的一个或多个服务器；电源，电源耦合到服务器刀片以提供电力以操作服务器；以及电池备用单元(BBU)，BBU耦合到刀片服务器以当电源无法提供电力时向刀片服务器提供备用电力，其中BBU包括至少一个电池模块，其中每个电池模块包括：多个电池单元，BBU从多个电池单元汲取电池能量以提供备用电力，以及多个喷嘴，多个喷嘴被配置为将冷却剂喷射在多个电池单元上。
[0009]根据本公开，通过利用喷射冷却而自激活热管理系统，使得散热足够快而避免热过冲负面地影响电池性能和电池寿命；通过均匀地喷射冷却剂，覆盖所有电池单元的多个表面，实现均匀冷却，进一步地维持电池性能，从而优于诸如空气冷却的传统冷却方法。
附图说明
[0010]这些方面通过示例的方式示出并且不限于附图中的图，在附图中相同的附图标记表示相似的元件。应当注意的是，对本公开的“一”或“一个”方面的引用不一定是相同的方面，并且它们意味着至少一个。此外，为了简明和减少附图的总数，给定的附图可以用于示出多于一个方面的特征，并且对于给定的方面，并非附图中的所有元件都是必需的。
[0011]图1是示出根据一个实施例的包括具有喷射冷却的电池模块的电池热管理系统的示例的框图。
[0012]图2是示出根据一个实施例的电池热管理系统的另一示例的框图，其中具有喷射冷却的电池模块包括泵。
[0013]图3是示出根据另一实施例的电池热管理系统的另一示例的框图，其中具有喷射冷却的电池模块包括泵和冷却单元。
[0014]图4是示出根据一个实施例的电池热管理系统的另一示例的框图，其中冷却单元在具有喷射冷却的电池模块的上方。
[0015]图5a和5b是示出根据一个实施例的电池热管理系统的另一示例的不同视图的框图。
[0016]图6是示出根据一个实施例的电池热管理系统的另一示例的透视图的框图。
[0017]图7是示出根据一个实施例的电池热管理系统的示例的框图，其中具有喷射冷却的电池模块不具有用于收集冷却剂的池。
[0018]图8是示出根据一个实施例的冷却剂喷射面板的示例的框图。
[0019]图9示出根据一个实施例的包含电池备用单元(BBU)的电子机架的示例。
[0020]图10示出根据一个实施例的其中被填充若干电池模块的BBU架的示例。
具体实施方式
[0021]现在将参考附图解释本公开的若干方面。每当在给定方面中描述的部分的形状、相对位置和其它方面未被明确地限定，本文公开的范围就不仅限于所示的部分，所示的部分仅用于说明的目的。此外，虽然阐述了许多细节，但是应当理解的是，可以在没有这些细节的情况下实践一些方面。在其它实例中，没有详细示出公知的电路、结构和技术，以免混淆对本说明书的理解。此外，除非含义明显相反，否则本文所述的所有范围都被认为包括每个范围的端点。
[0022]说明书中对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合该实施例描述的具体特征、结构或特性可以包括在本公开的至少一个实施例中。在说明书中的各个地方出现的短语“在一个实施例中”不一定都指相同的实施例。
[0023]根据一个实施例，电池模块包括输出连接器、耦合到输出连接器的若干电池单元和若干喷嘴。电池单元被配置为经由输出连接器向负载提供电池能量，并且被配置为从外部电源汲取电力以经由输出连接器对电池单元充电。喷嘴被配置为将冷却剂喷射在电池单元上以将由电池单元生成的热量传递到喷射的冷却剂。
[0024]在一个实施例中，电池模块包括耦合到喷嘴中的每个并且耦合到冷却单元的供应管线，其中供应管线被配置为将冷却剂从冷却单元供应到喷嘴。在另一实施例中，电池模块包括位于电池单元下方并且被配置为收集由喷嘴喷射的冷却剂的池。在一些实施例中，电池模块包括泵，所述泵耦合在耦合到喷嘴的供应管线与冷却单元之间，并且被配置为从冷却单元汲取冷却剂并推动冷却剂通过供应管线并从喷嘴出来。当泵汲取和推动冷却剂时，冷却单元被配置为经由返回管线汲取收集在池中的冷却剂，从而产生热传递回路。在一些实施例中，电池单元、喷嘴、供应管线、泵和冷却单元被密封在电池模块中。
[0025]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池模块，包括：输出连接器；耦合到所述输出连接器的多个电池单元，其中所述电池单元被配置为经由所述输出连接器向负载提供电池能量，并且被配置为从外部电源汲取电力以经由所述输出连接器对所述电池单元充电；以及多个喷嘴，所述多个喷嘴被配置为将冷却剂喷射在所述多个电池单元上，以将由所述电池单元生成的热传递到所喷射的冷却剂。2.如权利要求1所述的电池模块，还包括供应管线，所述供应管线耦合到所述多个喷嘴中的每个并且连接到冷却单元，其中所述供应管线被配置为将冷却剂从所述冷却单元供应到所述喷嘴。3.如权利要求2所述的电池模块，还包括池，所述池位于所述多个电池单元下方并且被配置为收集由所述喷嘴喷射的所述冷却剂。4.如权利要求3所述的电池模块，还包括泵，所述泵耦合在耦合到所述多个喷嘴的所述供应管线与所述冷却单元之间，并且被配置为从所述冷却单元汲取冷却剂并推动所述冷却剂通过所述供应管线并从所述喷嘴出来。5.如权利要求4所述的电池模块，其中，当所述泵推动冷却剂时，所述冷却单元被配置为经由返回管线汲取收集在所述池中的冷却剂，从而形成热传递回路。6.如权利要求4所述的电池模块，其中所述多个电池单元、所述多个喷嘴、所述供应管线、所述泵和所述冷却单元被密封在所述电池模块中。7.如权利要求1所述的电池模块，其中所述多个喷嘴位于所述多个电池单元上方。8.如权利要求1所述的电池模块，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：高天翼，
申请(专利权)人：百度美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：