方法和设备技术

电气设备包括用于为所述设备供电的电池，所述电池包括多个细长的电池单元，所述多个细长的电池单元中每一个包括电池体、设置在所述多个电池单元的第一端的正极电连接件和负极电连接件，所述多个电池单元在对应的第一端通过所述连接件电连接在一起；以及冷却剂流体系统，所述冷却剂流体系统设置成使流过所述多个电池单元的电池体的冷却剂流体流向所述多个电池单元的第一端。电池单元的第一端。电池单元的第一端。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】方法和设备


[0001]本专利技术涉及方法和设备，尤其涉及一种电池，电池的冷却以及电池冷却的方法，它们在包含有电机的设备(例如交通工具)中可能有特别的实用性。

技术介绍

[0002]可充电电池通常用于许多技术中，例如在公路和非公路上使用的电动或混合动力交通工具中。例如，可充电电池经常用于汽车应用(在高速公路上)，海上应用(在高速公路外)，仓库环境(例如，与诸如叉车和自动驾驶车辆之类的物料搬运设备一起使用)。
[0003]高性能电池在使用中会产生大量的热量，并且此类电池的性能和寿命可能会受到温度的不利影响。当电池必须非常快速地进行充电和放电时，会出现更严重的问题。高电流会产生热量。
[0004]这种高性能电池还容易受到机械损坏。例如，如果电池单元的壳体破裂和/或将多余的导电材料引入电池单元中(例如，电池被金属物体刺穿)，可能会导致安全隐患。另外，需要去保护电池的电连接以防止电击和短路。因此，高性能电池单元通常被封装在坚固的壳体中。然而，这将进一步加剧了温度控制的问题。

技术实现思路

[0005]本申请的各方面旨在至少部分地解决上述技术问题。特别地，它们旨在改善电池的冷却，并以改善电池控制和寿命的方式进行冷却。
[0006]本申请的实施例可通过在引导相同的冷却剂流体流过加热速率较高的电池的各部分之前，先将所述冷却剂流体提供到通常散发较少热量的电池的那些部分。
[0007]一方面，提供了一种电气设备，其包括：
[0008]电池，用于为所述设备供电，所述电池包括多个细长的电池单元，所述多个细长的电池单元中每一个包括电池体、设置在所述多个电池单元的第一端的正极电连接件和负极电连接件，所述多个的电池单元在对应的第一端通过所述连接件电连接在一起；以及
[0009]冷却剂流体系统，设置成使流过所述多个电池单元的电池体的冷却剂流体流向所述多个电池单元的第一端，从而可以降低整个电池的温度梯度。如此，与处于相同平均温度的电池相比，电池的电池单元的老化和退化可以减少，但是整个电池温度的区域差异程度更大。温度梯度的影响在细长的电池单元(例如平板状等扁平状的电池单元)上尤其明显。当正极电连接件和负极电连接件同时提供于电池单元的第一端时(例如，设置在细长的电池单元的同一小表面上，其中，该细长的电池单元可以是平板状的)，温度梯度的影响还是明显的。
[0010]本申请的冷却剂流体系统可以使所述冷却剂流体从电池单元的第二端流出，其中，所述第二端与提供有正极电连接件和负极电连接件的第一端相对。如此，所述冷却剂流体可以流过电池单元的电池体，从而在其流过所述电连接件之前冷却电池体。
[0011]本申请的设备可以包括设置在第一端的多个热导体，所述热导体用于向所述冷却
剂流体提供来自所述电池单元的热流。这些热导体可以比电池单元的外壳具有更高的热导率。这些热导体可以进一步在所述多个电池单元之间传导电流的流动，例如从一个电池单元的正极电连接件到另一电池单元的负极电连接件。
[0012]电池可以包括封装所述多个电池单元的刚性的壳体。所述壳体可以由弹性防水材料制成，例如坚硬的工程塑料，例如玻璃填充的聚碳酸酯或尼龙。
[0013]所述壳体可以完全包围所述多个电池单元，并且可以包括流出孔，所述流出孔用于供所述冷却剂流体从所述壳体邻近所述多个电池单元的第一端的位置处流出。所述多个电池单元一起排列在一个堆栈中，其中，所述壳体设置有从所述电池单体的第二端到第一端且穿过所述堆栈的顶面的具有规则横截面的流体管道。这可以促进穿过所述电池单元的电池体的冷却剂的层流，从而增加所述电连接件上的冷却剂的体积流率，从而改善冷却。湍流也可能存在，特别是在电池单元的第一端，例如在所述电连接件上可能存在湍流。
[0014]所述流出孔可以设置成从所述流体管道中将所述冷却剂流体向下引出，并穿过所述多个电连接件。例如，所述流出孔可以包括至少一个通气孔，所述至少一个通气孔设置在所述壳体邻近所述第一端的腔壁的下半部上。
[0015]所述壳体可以进一步包括流入孔，所述流入孔用于供所述冷却剂流体流入所述壳体邻近所述多个电池单元的与所述第一端相对的第二端的位置处。所述流入孔可以设置为提供冷却剂流体，以使所述冷却剂流体穿过所述电池体的第二端，并沿所述流体管道向上流动。例如，所述流入孔可以包括至少一个通气孔，所述流入孔可设置在所述壳体邻近所述第二端的腔壁的下半部上。
[0016]其中一个所述多个电池单元的第一端设置有温度传感器。例如，所述温度传感器可以固定于所述电池的导电件(例如铜)，且与所述电池单元的正极电连接件和负极电连接件位于所述电池的同一端。例如，每个所述电池单元在所述正极电连接件件和所述负极电气连接件之间固定设置有一个所述温度传感器。
[0017]为了监视和控制所述电池的性能，并执行诸如电池单元平衡之类的电池充电和放电控制，可以在所述壳体内部设置电池管理系统(BMS)。所述电池管理系统可以至少部分地设置在所述壳体邻近所述电池端子的第一端处。例如，诸如温度传感器之类的测量传感器可以形成BMS的一部分，并且可以设置在所述电池单元的第一端。另外，所述电池管理系统和/或电池的其他控制/通信电子设备可以设置在所述电池的壳体的内表面中的凹槽中。这些电子设备的组件可以承载在PCB上，而所述PCB可能会占据大部分凹槽。所述凹槽可以设置以使得流过所述电池单元的冷却剂也会在凹槽中的这些组件之间转移(例如，凹槽中的PCB后面)。所述冷却剂可能在到达所述电池单元的第一端之前流经这些组件。这些组件可以包括用于电池单元平衡(例如，用于控制平衡并传递在平衡中使用的耗散电流)的电压控制的阻抗和/或电阻器。
[0018]所述设备还可以用于基于从所述温度传感器所获得的信号来控制所述多个电池单元的充电和/或放电。这种功能也可以由所述电池管理系统执行。
[0019]所述冷却剂流体的流速也可以基于来自所述传感器的信号来控制。例如，在提供风扇驱动所述冷却剂的情况下，可以基于温度来控制风扇的速度。
[0020]本申请的实施例可以提供一种电动交通工具(例如电动或混合动力交通工具)，以在公路上和非公路上使用。例如，本文描述的电池可以被连接以为用于使交通工具移动的
牵引电动机供电。这样的交通工具可以用于汽车应用(在高速公路上)，海上应用(在高速公路外)，仓库环境(例如，与诸如叉车和自动驾驶车辆之类的物料搬运设备一起使用。因此，可以理解地，所述电池可以为辅助致动器系统提供动力，例如用于在仓库，配送中心或其他此类设施中操纵和/或运送物料的升降机或抓斗。
[0021]可以理解地，在本申请的上下文中，本文描述的方法和设备可以涉及电池，所述电池的电池模块包括单个电池单元，或者，所述电池的每一个电池模块包括多个通过串联和/或并联连接在一起的独立的电池单元。例如，本文描述的一些电池模块包括4个电池单元，其中，所述4个电池单元设置成两个并联的每两个所述电池单元串联的电池串，这些电池单元可以一起封装在同一所述壳体中以组成模块。所述外壳可以是不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电气设备，包括：电池，用于为所述设备供电，所述电池包括多个细长的电池单元，所述多个细长的电池单元中每一个包括电池体、设置在所述多个电池单元的第一端的正极电连接件和负极电连接件，所述多个电池单元在对应的第一端通过所述连接件电连接在一起；以及冷却剂流体系统，设置成使流过所述多个电池单元的电池体的冷却剂流体流向所述多个电池单元的第一端。2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述冷却剂流体系统使所述冷却剂流体从所述多个电池单元的与所述第一端相对的第二端流出。3.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于，还包括设置在所述第一端的热导体，所述热导体用于向所述冷却剂流体提供来自所述多个电池单元的热流。4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述热导体还在所述多个电池单元之间传导电流的流动。5.如前述的权利要求中任意一项所述的设备，其特征在于，所述电池包括封装所述多个电池单元的壳体。6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述壳体包括流出孔，所述流出孔用于供所述冷却剂流体从所述壳体邻近所述多个电池单元的第一端的位置处流出。7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述多个电池单元排列在一个堆栈中，所述壳体设置有从所述多个电池单元的第二端到所述第一端且穿过所述堆栈的顶面的具有规则横截面的流体管道。8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述流出孔设置成使所述冷却剂流体从穿过所述电连接件的所述流体管道中引出。9.如权利要求5至8中任意一项所述的设备，其特征在于，所述壳体还包括流入孔，所述流入孔用于供所述冷却剂流体流入所述壳体邻近所述多个电池单元的与所述第一端相对的第二端的位置处。10.如前述的权利要求中任意一项所述的设备，其特征在于，还包括设置在其中一个所述多个电池单元的第一端的温度传感器。11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，每个所述电池单元在所述正极电连接件件和所述负极电气连接件之间固定设置有一个所述温度传感器。12.如权利要求10或11所述的设备，其特征在于，基于所述温度传感器所获取到的温度信号，所述设备用于控制以下至少之一：(i)所述多个电池单元的充电和/或放电；(ii)所述冷却剂流体。13.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：电机，所述电机包括设置在所述电池的任一侧的多个致动器；以及从所述电池的第一端开始的电源连接件，所述电源连接件用于向所述电机提供电力供应...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫，
申请(专利权)人：超驱创新有限公司，
类型：发明
国别省市：