CN113302787A - 蓄电池模块的热管理 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蓄电池模块，该蓄电池模块包括：多个电化学电池，该多个电化学电池各自具有一对电端子；第一细长构件，该第一细长构件将电化学电池中的至少一个电池的第一端子电连接到至少一个其他电池的第二端子；和第二细长构件，该第二细长构件将电池中的至少一个电池的第三端子电连接到至少一个其他电池的第四端子，其中第一导电构件和第二导电构件的至少一部分包括中空区段，该中空区段限定流体通路，该流体通路被构造成传输流体以用于向或从电化学电池的电端子传递热量。

Description

蓄电池模块的热管理
发明内容
在本说明书的一些方面，提供了一种蓄电池模块，该蓄电池模块包括多个电化学电池、第一细长构件和第二细长构件。多个电化学电池中的每个电池包括分别连接到电池的阳极和阴极的一对端子。第一细长构件将多个电化学电池中的至少一个电池的第一端子电连接到多个电池中的至少一个其他电池的第二端子，并且第二细长构件将多个电化学电池中的至少一个电池的第三端子电连接到多个电池中的至少一个其他电池的第四端子。第一细长构件和第二细长构件中的至少一者的至少一部分包括中空区段，该中空区段限定流体通路，该流体通路被构造成传输流体以用于向或从多个电化学电池中的至少一个电化学电池的一对端子中的至少一个端子传递热量。
在本说明书的一些方面，提供了一种电力***，该电力***包括多个电化学电池、第一细长构件、第二细长构件、流体泵和热交换器。多个电化学电池中的每个电池包括分别连接到电池的阳极和阴极的一对端子。第一细长构件限定多个电化学电池中的至少一个电池的第一端子与多个电池中的至少一个其他电池的第二端子之间的第一电连接件。第二细长构件限定多个电化学电池中的至少一个电池的第三端子与多个电池中的至少一个其他电池的第四端子之间的第二电连接件。第一细长构件和第二细长构件中的至少一者的至少一部分包括中空区段，该中空区段限定具有流体泵和热交换器的流体通路。
在本发明的一些方面，提供了一种电功率模块，该电功率模块包括具有第一端子和第二端子的至少一个电化学电池、耦接到第一端子的第一导电构件以及耦接到第二端子的第二导电构件。第一导电构件和第二导电构件中的至少一者的至少一部分包括中空区段，该中空区段限定流体通路，该流体通路被构造成传输流体以用于向或从第一端子和第二端子中的至少一者传递热量。
附图说明
图1是根据本文所述的一个实施方案的具有整体流体导管的电连接件的透视图；
图2是根据本文所述的一个实施方案的蓄电池模块的透视图；
图3是根据本文所述的一个实施方案的具有电连接件的蓄电池模块的透视图；
图4是根据本文所述的一个实施方案的具有C形连接点的电化学电池的透视图；
图5是根据本文所述的一个实施方案的具有中空圆柱形电连接件的蓄电池模块的透视图；
图6是根据本文所述的一个实施方案的以具有整体流体导管的电连接件为特征的蓄电池模块的顶视图；
图7是根据本文所述的一个实施方案的具有交替的导电区段和电绝缘区段的电连接件的透视图；
图8A至图8B分别提供了根据本文所述一个实施方案的以具有整体流体导管的电连接件为特征的蓄电池模块的透视图和顶视图；
图9是根据本文所述的一个实施方案的以具有整体流体导管以及交替的导电区段和绝缘区段的电连接件为特征的蓄电池模块的顶视图；
图10是根据本文所述的一个实施方案的以具有整体流体导管的电连接件为特征的电力***的框图；并且
图11是根据本文所述的另选实施方案的具有电连接件的蓄电池模块的透视图。
具体实施方式
在以下说明书中参考附图，该附图形成本发明的一部分并且其中以举例说明的方式示出各种实施方案。附图未必按比例绘制。应当理解，在不脱离本说明书的范围或实质的情况下，可设想并进行其他实施方案。因此，以下具体实施方式不应被视为具有限制意义。
根据本说明书的一些方面，蓄电池模块包括多个电化学电池、第一细长构件和第二细长构件。如本文所定义，电化学电池是可由化学反应产生电能的装置。每个电化学电池通常具有彼此由电解质分开的两个异种材料电极。当通过负载(例如，电动车辆的马达)连接到线路时，在电极之间通过电解质发生化学反应，从而导致电子从负极流到正极以产生运行负载的电力。每个电化学电池可包括分别连接到电池的阳极和阴极的一对端子。可连接一个或多个电化学电池以产生蓄电池或蓄电池模块(即，电池组，包括一个或多个蓄电池)。
在一些实施方案中，第一细长构件将至少一个电化学电池的第一端子电连接到至少一个其他电化学电池的第二端子，并且第二细长构件将至少一个电化学电池的第三端子电连接到至少一个其他电化学电池的第四端子。在一些实施方案中，第一细长构件和第二细长构件可为电母线。在一些实施方案中，第一细长构件和第二细长构件中的至少一者的至少一部分可包括中空区段。例如，细长构件中的一者或两者可为中空母线，或可为附接到固体母线的导管或通道。细长构件的中空区段可以限定流体通路，该流体通路被构造成传输流体(例如，电介质热管理流体)以用于向或从多个电化学电池中的至少个电化学电池的一对端子中的至少一个端子传递热量。
应当指出的是，虽然本文所述的许多示例是指从***移除热量的热管理流体，但相同的流体***可以其他方式并出于其他目的使用。例如，在一些实施方案中(例如，就基于锂的电化学电池而言)，流体还可用于将热量传递到端子，并且将热量从这些端子传递出去，以确保温度在电化学电池的理想工作范围内。在一些实施方案中，可将加热器(例如，浸没式加热器)引入流体通路中以根据需要向端子提供热量。本文对热管理液体、热管理流体或其他液体元件的任何参考还应包括可用于其他目的(例如，向端子供应热量)的液体。所提供的示例是例示性的，并非旨在进行限制。
由于对蓄电池模块(例如，用于为电动车辆供电的那些蓄电池模块)的需求日益增加，因此用于一些应用的电化学电池的数量不断增加。由这些电池产生的功率和电流可形成显著量的热量，这可不利地影响***的性能并对与***相关联的电子器件造成损害。当前，存在多种已知的用于冷却蓄电池模块的方法，包括直接气冷(即，使空气在模块正上方流动)、直接液冷(即，液体与模块直接接触)和间接液冷(即，液体流过与模块相邻的通道，其中热量通过通道壁被吸收并被引导离开)。在直接液冷中，蓄电池模块可浸没在电介质流体(例如，3M的Novec工程流体)中，该电介质流体冷却模块而不引起电短路。由于任何流体的添加可增加***的重量和成本，因此高度期望减少所需流体量，同时仍然为***提供足够的冷却。最后，随着蓄电池模块的密度因功率需求的增加而增加，相邻电池之间的空隙空间可被最小化或消除，从而移除通向内部电池的壁的通路以用于直接气冷或直接液冷方法。
在蓄电池模块中，显著量的电流可穿过连接电化学电池中的端子的母线(例如，在蓄电池模块的充电期间)。该电流导致跨蓄电池模块的大的热上升和热梯度。本文将示出，在电化学电池的端子处提供冷却是冷却整个蓄电池模块的有效方式，因为每个电池的端子电连接且热连接到电池本身内部的电极，并且提供用于移除内部热量(或在一些情况下，用于向电池供应热量)的有效通路。部分地由于端子上可能存在大的电压，现有技术***尚未解决此类冷却方法。然而，如本文所述，电介质(即，绝缘)液体可穿过连接蓄电池模块中的端子的细长构件。此外，在一些实施方案中，细长构件本身可具有在导电材料和电绝缘材料之间交替的区段。在一些实施方案中，端子和细长构件之间的连接件可以是导热的，从而允许热量从端子传输到细长构件中，其中该热量可被热管理流体(例如，液体冷却剂)吸收并移除，或者另选地，允许热量从细长构件传输到端子中(例如，当需要***加热时)。
在一些实施方案中，细长构件的中空区段(以及因此其限定的流体通路)可延伸细长构件的整个长度。这样，液体可沿蓄电池模块的一侧的整个长度向下被引导通过连接端子的细长构件(其中第二细长构件对于蓄电池模块的另一侧上的另一组端子执行相同操作)。在一些实施方案中，导电材料和电绝缘材料的交替区段可用于以不同构型(例如，并联、串联或它们的某种组合)连接一系列电化学电池。在其他实施方案中，中空区段可仅延伸细长构件的一部分。在一些实施方案中，中空区段可包括用于引入和移除热管理液体的流体入口和流体出口。
在本说明书的一些方面，提供了一种电力***，该电力***包括多个电化学电池、第一细长构件、第二细长构件、流体泵和热交换器。多个电化学电池中的每个电池包括分别连接到电池的阳极和阴极的一对端子。在一些实施方案中，第一细长构件限定电化学电池中的至少一个电化学电池的第一端子与至少一个其他电化学电池的第二端子之间的第一电连接件。第二细长构件限定电化学电池中的至少一个电池的第三端子与至少一个其他电化学电池的第四端子之间的第二电连接件。在一些实施方案中，第一细长构件和第二细长构件中的至少一者的至少一部分包括中空区段，该中空区段限定具有流体泵和热交换器的流体通路。在一些实施方案中，热管理流体可通过流体通路传输，从而使从细长构件的中空区段和热交换器的由流体泵驱动的回路完整。在一些实施方案中，热交换器可将从电力***移除的热量提供给车辆车厢的调节回路，在该调节回路中，该热交换器可用于向车厢的乘员提供热量。在一些实施方案中，中空区段可延伸一个或两个细长构件的整个长度，从而允许热管理流体流过中空区段，因此从它们所连接的端子吸收热量并将其从该端子移除。在一些实施方案中，一个或两个细长构件可具有导电材料和电绝缘材料的交替区段，从而允许在电化学电池的端子之间采用各种连接方案和图案，同时仍保持用于沿细长构件的整个长度的流体的通路。在一些实施方案中，电力***还包括设置在由中空区段限定的流体通路内部的电介质液体。在这些实施方案中，使用绝缘电介质流体防止了两个端子之间的电连接(即，短路)，否则这两个端子仅由细长构件的电绝缘区段连接。在一些实施方案中，可将加热器引入流体通路中，使得可将附加热量添加到蓄电池模块(例如，在极冷的天气下)。例如，可将浸没式加热器放置在流体通路中，使得热管理流体在其上方和周围经过，从而吸收可经由通过电化学电池的端子的吸收而被递送到蓄电池模块的热量。
在本说明书的一些方面，提供了一种电功率模块，该电功率模块包括具有第一端子和第二端子的至少一个电化学电池、耦接到第一端子的第一导电构件以及耦接到第二端子的第二导电构件。在一些实施方案中，第一导电构件和第二导电构件中的至少一者的至少一部分包括中空区段，该中空区段限定流体通路，该流体通路被构造成传输流体以用于向或从第一端子和第二端子中的至少一者传递热量。在一些实施方案中，导电构件可为具有中空区段的母线或者导电导管。在一些实施方案中，端子和导电构件之间的连接件可以是导热的，从而允许热量从端子传输到导电构件中，或者允许热量从导电构件供应到端子。
现在转到附图，图1是是根据本文所述的一个实施方案的具有整体流体导管的电连接件的透视图。在一些实施方案中，电连接件可包括中空区段，该中空区段被设计成传输热管理流体(例如，液体冷却剂)，以用于移除由蓄电池模块的电端子发出的热量(或者，在一些情况下，向端子提供热量)。在一些实施方案中，电连接件100可包括附接到电母线10的中空导管(例如，圆形或矩形通道)20。导管20可通过焊接、机械附接、导热粘合剂或任何其他适当的附接方法附接到母线10。在一些实施方案中，导热材料(诸如热焊盘、导热粘合剂、导热油脂等，未示出)可放置在母线10和导管20之间。在一些实施方案中，母线10、导管20或两者的材料可以是导热的。在一些实施方案中，导管20具有流体端口30(例如，流体入口和/或流体出口)，该流体端口可连接到流体供应源，使得热管理流体可穿过导管30。应该指出的是，为了示出导管20的中空性质，在图1中以剖面图在一端上示出该导管。这里仅为了进行示意性的说明而示出的剖面端将在实际实践中被覆盖或以其他方式密封，以防止流体的损失。在一些实施方案中，在母线10中提供螺纹孔40以允许附接到一个或多个电化学电池(未示出)的端子。例如，螺栓可穿过端子中的对应孔，然后螺纹连接到螺纹孔40中。另选地，可采用任何已知的紧固机构来将母线10耦接到端子。由电化学电池内部的电极之间的化学反应产生的热量以及母线10中随着大量电流穿过其产生的热量可被传输到导管20中，在该导管中，该热量被穿过导管20并远离电池(例如，朝向热交换器或散热器)的流体吸收。在一些实施方案中，导管20可以由电绝缘的导热材料构成。在其他实施方案中，导管20可以由导电材料制成。图1的实施方案仅为例示性的，并非旨在进行限制。在不脱离本公开的意图的情况下，可存在其他实施方案。例如，导管20和母线10可组合成单个导电导管。在后面的附图的讨论中将更详细地描述附加变型。
图2和图3提供了根据本文所述的一个实施方案的蓄电池模块的透视图。图2示出了具有一个或多个细长构件(诸如图1的电连接件100)的蓄电池模块200的分解图。蓄电池模块200包括一系列电化学电池50，其中每个电池50包括一对电端子60。图3示出了具有连接到电化学电池50的端子60的细长构件100的同一蓄电池模块200。在该实施方案中，一个细长构件100附接到蓄电池模块200的一侧上的端子60中的每个端子，并且另一个细长构件附接到蓄电池模块200的另一侧上的端子60中的每个端子。热管理流体(未示出，但由示出流动方向的箭头指示)可穿过细长构件100，通过一个流体端口30进入并离开另一个流体端口。如本文别处所述，来自端子60的热量传递到细长构件100中，其中该热量通过在细长构件100中传递的流体被吸收并将其输送出蓄电池模块(或者相反地，热量可从细长构件100传递到端子60中)。
常用于电动车辆应用的一种类型的电化学电池是棱柱形电池(例如，锂离子棱柱形电池)。棱柱形汽车电池为电化学电池，其包含通常容纳在矩形外壳或“罐”中的堆叠或分层形式的电极。通常使用这些电池，因为它们具有薄的设计并且可更好地利用可用空间，从而改善蓄电池模块的密度和容量。典型的棱柱形汽车电池具有平坦的金属端子焊盘，从而允许将各种类型的连接硬件焊接到其。在本说明书的一些实施方案中，可能有利的是将流体导管直接连接到电化学电池的端子，而不是将导管首先连接到电母线。图4提供了根据此类实施方案的具有C形连接点的电化学电池的透视图。在一些实施方案中，电化学电池50包括一对平坦的端子焊盘60A。与前述附图所示的端子60一样，端子焊盘60A提供相同的功能，从而向包含在电化学电池50内的阳极和阴极提供外部接口。在图4所示的实施方案中，C形连接点60C焊接或以其他方式附接到端子焊盘60A。连接点60C是导电的，从而有效地从端子焊盘60A延伸电连接件。在一些实施方案中，连接点60C也是导热的，从而在端子焊盘60A与连接到连接点60C的流体导管之间传导热量。
例如，图5提供了蓄电池模块200的局部分解透视图，该蓄电池模块包括多个电化学电池50，每个电化学电池通过中空细长构件100C(其用作电连接件)连接。在所示的实施方案中，C形连接点60C被设计成使得“C”的形状适配在细长构件100C的圆周周围，呈中空圆柱形电连接件的形式。圆柱形电连接件100C可通过任何适当方法附接到C形连接点60C，该方法包括但不限于焊接、机械连接硬件、导热粘合剂或它们的组合。在一些实施方案中，圆柱形电连接件100C在其整个长度上是导电的，每个圆柱形电连接件连接到两个或更多个C形连接点60C(这些圆柱形电连接件继而电连接到端子焊盘60A)。虽然示出了具有圆形横截面的细长构件100C以及C形连接点60C，但是当然，可以采用具有任何横截面形状的细长构件和根据任何此类细长构件成形的连接点。液体冷却剂或其他热管理流体(未示出)可被引导通过圆柱形电连接件100C，通过一个流体端口30进入中空圆柱体并通过另一个流体端口30离开。在一些实施方案中，流体回路(未示出)可连接到流体端口30，包括推动流体通过回路的泵和在重新引导流体通过流体回路返回之前从流体提取热量的热交换器。示例性流体回路将在图10中详细讨论。在一些实施方案中，流体回路可包括加热器，使得当***需要附加热量时，热量可通过容纳在电连接件100C中的热管理流体传输到端子60。
在迄今为止讨论的示例性实施方案中，蓄电池模块已包括一对细长构件(诸如图2的构件100或图5的构件100C)，其中每个细长构件连接蓄电池模块的一侧上的一系列电池端子。然而，可能期望使用由绝缘区段或气隙分开的一系列较短的导电构件来连接蓄电池模块的端子。例如，在图6的实施方案中，蓄电池模块200的顶视图示出了其中存在连接子集的端子的一系列较短的导电构件100(由虚线示出以示出下面的端子的极性)以在蓄电池模块内形成具体电构型，而不是在模块的一侧上的端子之间形成电连接件的单个细长构件。例如，在图6的实施方案中，示出了八个电化学电池50。电池50被布置成使得每对相邻电池的端子对准(即，该对电池中的端子的极性对准)。参考模块中的前两个电池(即，从左侧开始)，示出了两个负(-)端子通过一个相对短的导电构件100电连接，并且两个正(+)端子通过另一个导电构件100电连接。这形成彼此电并联的电化学电池50对(A)。
类似地，接下来的两个电化学电池50(对(B))彼此并联连接。应当指出的是，对(A)的正端子与对(B)的负端子共享导电构件100，使得对(A)与对(B)串联。图6所示的示例中的剩余电化学电池50类似地连接以使蓄电池模块200完整。一对模块端子80n和80p为蓄电池模块提供电连接件(即，电力负载诸如用于电动车辆的马达可连接到模块端子80n和80p)。
在所示的示例性实施方案中，由气隙分开的三个导电构件100连接模块200的一侧(顶侧，如图6所示)上的端子，并且两个导电构件100连接模块的另一侧(底侧，如图6所示)上的端子。导电构件100的这种构型以及此处所示的电化学电池50的具体取向或布置仅仅是一个示例，并不意味着以任何方式进行限制。根据所需蓄电池模块的具体要求，可使用任何适当数量的导电构件100和任何适当布置的电化学电池50。
如图所示，图6的实施方案中所示的较短的导电构件100中的每个导电构件可包括两个流体端口30，热管理液体可被引导通过该流体端口，以用于向和从它们所连接的端子输送热量。在一些实施方案中，一个导电构件100的流体出口30可连接到另一个构件100的流体入口30，从而形成沿蓄电池模块的一侧的连续流体通路，即使存在不连续电通路(即，由于相邻构件100之间的气隙)。在一些实施方案中，将一个导电构件100上的流体端口30连接到第二导电构件100上的另一个流体端口30的流体通道是电绝缘的(即，不提供连接构件100之间的电连接件)。
如在图6的示例性实施方案中，连接一系列较短的导电构件100以形成连续流体通路但不连续电连接件，形成多个流体连接点和导管，这可增加***的附加劳动力成本或维护。因此，可能有利的是，在模块200的每一侧上用单个连接导管替换图6中的多个导电构件100。然而，单个导电导管需要蓄电池模块200的一侧上的所有端子被电连接(诸如在图3或图5的示例性实施方案中)。为了避免此类要求，可采用由导电材料和电绝缘材料的交替区段构造的单个细长构件(具有单个连续中空流体通路)，如图7所示。
图7示出了用于连接多个电化学电池的端子的细长构件100(或者另选地，100C)的示例性实施方案，该细长构件包括电绝缘材料区段110和导电材料区段120。在一些实施方案中，交替区段110和120一起限定中空区段，该中空区段延伸细长构件100的基本上整个长度。热管理流体可通过流体端口30中的一个流体端口进入中空细长部件100并通过另一个流体端口30离开部件100。在一些实施方案中，电绝缘区段110和导电区段120两者可以是导热的，使得在细长构件100所连接的端子中产生的热量将被传导到细长构件100的内部中，其中流过由细长构件100限定的中空区段的流体将吸收热量并将其输送出构件100。在一些实施方案中，为了防止通过横跨电绝缘区段110中的一个电绝缘区段的热管理流体的电连接(即，短路)，热管理流体可为电介质(电绝缘液体)。
图7的示例性实施方案中所示的绝缘材料110和导电材料120的交替区段的图案不是限制性的。可适当地使用绝缘区段110和导电区段120的任何适当图案来为蓄电池模块形成端子连接方案。例如，图8A提供了使用图7的细长构件100以具有整体冷却的电连接件为特征的示例性蓄电池模块的透视图。在所示的示例中，标记为C1至C4的四个电化学电池50被连接以形成蓄电池模块200。两个细长构件100用于连接电化学电池50的端子60，其中一个细长构件100(a)位于蓄电池模块200的一侧上，并且另一个细长构件100(b)位于蓄电池模块200的另一侧上。
细长构件100(a)包括由单个导电区段120分开的两个绝缘区段110。细长构件100(a)的导电区段120连接两个端子60，一个端子位于电池C2上并且一个端子位于电池C3上，但是由于电绝缘区段110，不与电池C1或电池C4上的端子60电连接。虽然细长构件100(a)仅电连接电化学电池50中的两个电化学电池，但细长构件100(a)确实热连接所有四个电池50(C1至C4)。换句话讲，虽然细长构件100(a)的仅一个区段是导电的，但构件100(a)的整个长度是导热的。构件100(a)内部的中空区段沿构件100(a)的基本上整个长度将流体从一个流体端口30传输到另一个流体端口30，并且流体从所有四个电化学电池50(C1至C4)的端子60吸收热量并将其从***移除(或相反地，向端子60供应热量)。
类似地，细长构件100(b)具有与三个电绝缘区段110交替位置的两个导电区段120。一个导电区段120连接电池C1和C2上的端子60，并且另一个导电区段120连接电池C3和C4上的端子60。与构件100(a)一样，构件100(b)的基本上整个长度是中空的，从而限定用于热管理流体(例如，电介质流体)的流体通路。
图8B示出了图8A的蓄电池模块200的顶视图，并且包括用于该示例性实施方案的端子的极性。为简单起见，端子本身未在图8B中示出(因为它们将基本上被细长构件100(a)和100(b)遮蔽)，但每个端子由示出相应端子的极性的“+”或“-”符号表示。在图8B的示例中，电化学电池50被布置成使得每个相邻电池50的端子的极性与任一侧的电池的极性相反(即，电池的取向交替)。模块端子80n和80p表示整个蓄电池模块200的电端子。当负载连接在模块端子80n和80p之间时，电流进入模块端子80n(连接到电池C1的负电池端子)并沿循由图8B中的虚线箭头限定的电流路径。电流通过电池C1从负端子(-)流到正端子(+)，流过构件100(b)的第一导电区段120进入电池C2的负端子(-)，从C2的负端子(-)流到C2的正端子(+)，通过构件100(a)的唯一导电区段120流到C3的正端子(+)等，直到电流通过正模块端子80P离开模块200。在一些实施方案中，电介质流体流过每个构件100(a)和100(b)，进入一个流体端口 30并通过第二流体端口30离开。
图9是使用具有导电材料和电绝缘材料的交替区段的细长构件的蓄电池模块的另一示例性实施方案的顶视图。该示例类似于图8B的示例，但具有电化学电池50和细长构件100的替代构型。除非本文另有描述，否则图8B和图9所共用的部件具有类似编号的参考，并且被假定为在两种构型中发挥相同作用。
图9的蓄电池模块200的实施方案的构型旨在匹配图6所示的构型。然而，在图6使用一系列较短的导电构件来连接蓄电池模块200的端子的情况下，图9示出了与使用蓄电池模块200的每一侧上的单个细长构件100进行的连接相同的连接。图9的细长构件100类似于图7的细长构件，其包括电绝缘材料110和导电材料120的交替区段。虽然图6的实施方案通过气隙将导电构件彼此电隔离，但图9的实施方案使用电绝缘区段110来提供连接件的电隔离。通过用图9的电绝缘区段110替换图6的气隙，并且通过使用电介质流体作为热管理流体，图9的细长构件100中的每个细长构件可用作用于从蓄电池模块200的端子移除热量的单个流体通道。相对于图6的实施方案，可减少蓄电池模块200的每一侧上所需的流体端口30和流体连接件的数量，并且可减少所需热管理流体量。
图10是根据本文所述的一个实施方案的以具有整体冷却的电连接件为特征的电力***的框图。蓄电池模块200可为例如本文所示或所述的示例性实施方案中的任一个示例性实施方案，包括图3、图6、图8A至图8B和图9的构型，但这些构型仅为示例性的，并非旨在进行限制。在一些实施方案中，蓄电池模块200具有两个模块端子80n和80p。连接在模块端子80n和80p之间的是电力负载300(例如，控制电动车辆的马达的电力电子器件)。在一些实施方案中，流体回路350由连接在蓄电池模块200、热交换器320和泵310之间的液体导管形成。泵310使流体(即，热管理流体)移动通过流体电路350，从而穿过蓄电池模块200，在那里它从蓄电池模块200的端子收集热量并将其移除。然后，热管理流体离开蓄电池模块200并将过量的热量携带到热交换器，该热交换器从流体移除热量并将该流体返回到流体回路350。图10所示的部件的布置是一种可能的构型，并非意在进行限制。存在不与本说明书的范围或意图不同的***的变型。例如，如本文别处所述，可将浸没式加热器或类似热源引入流体回路350中，以便加热流体以向蓄电池模块添加热量(例如，在极端冷的条件下)。
在一些实施方案中，热交换器320可接合到用于车辆车厢或其他适当应用的调节回路330。例如，热交换器320可将从流体回路350的热管理流体回收的热量传递到调节回路330，该调节回路可使用热量来加温车辆车厢内的环境。
在一些实施方案中，合适的热管理流体可包括卤化化合物或油(例如矿物油、合成油或硅油)或基本上由卤化化合物或油组成。在一些实施方案中，卤化化合物可包括氟化化合物、氯化化合物、溴化化合物或它们的组合。在一些实施方案中，卤化化合物可包括氟化化合物或基本上由氟化化合物组成。在一些实施方案中，热管理流体可具有小于约1e-5S/cm、小于约1e-6S/cm、小于1e-7S/cm或小于约1e-10S/cm的电传导率(在25摄氏度下)。在一些实施方案中，如根据ASTM D150在室温下测量的，热管理流体可具有小于约25、小于约15、或小于约10的电介质常数。在一些实施方案中，热管理流体可具有以下附加特性中的任一个、任伺组合或全部：足够低的熔点(例如，＜-40℃)和高沸点(例如，对于单相热传递＞80℃)、高热导率(例如，＞0.05W/m-K)、高比热容(例如，＞800J/kg-K)、低粘度(例如，在室温下＜2cSt)和不易燃性(例如，无闭杯闪点)或低易燃性(例如，闪点＞100F)。在一些实施方案中，具有此类特性的氟化化合物可包括氟代醚、碳氟化合物、氟代酮、氟代砜和氟代烯烃中的任一种或它们的组合，或由其组成。在一些实施方案中，具有此类特性的氟化化合物可包括部分氟化化合物、全氟化化合物或它们的组合，或者由其组成。
如本文所用，“氟-”(例如，涉及基团或部分，诸如“氟代亚烷基”或“氟代烷基”或“氟烃”)或“氟化的”意指(i)部分地氟化，使得存在至少一个键合碳的氢原子，或者(ii)全氟化的。
如本文所用，“全氟-”(例如，涉及基团或部分，诸如“全氟亚烷基”或“全氟烷基”或“全氟烃”)或“全氟化的”意指完全地氟化，使得除非另外表明，否则不存在可被氟替换的键合碳的氢原子。
虽然已相对于其中电池的两个端子均设置在电池的同一侧上(并且因此端子的冷却发生在每个电池的同一侧上)的实施方案描述了本公开，但应当理解，任何电池的端子均可设置在电池的不同(例如，相对)侧上。例如，如图11所示，蓄电池模块200a的每个电化学电池50可具有电化学电池50的第一侧(例如，顶侧)上的第一端子60x和电化学电池50的第二侧(例如，底侧)上的第二端子60y。因此，细长构件100可设置在电化学电池50的不同(例如，相对)侧上，从而在蓄电池模块200a的不同侧上提供流体通路(并因此提供电池冷却)。此类实施方案可尤其有益于消除或减小发生在从电池的单侧冷却的电池内的温度梯度。
另外，虽然本公开的示例示出了矩形棱柱形电化学电池，但相同的概念同样适用于其他形状和/或构型的电化学电池。例如，电化学电池可以是圆柱形电池、软包电池或任何其他适当类型的电池或它们的组合。本公开中讨论的概念适用于具有任何适当数量和/或构型的电化学电池的蓄电池模块。
诸如“约”的术语将在本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中理解。如果本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中对“约”应用于表达特征大小、数量和物理特性的量的使用不清楚，则“约”将被理解为是指在指定值的10％以内。给定为约指定值的量可精确地为指定值。例如，如果本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中对其不清楚，则具有约1的值的量是指该量具有介于0.9和1.1之间的值，并且该值可为1。
本领域普通技术人员将在本说明书中使用和描述的上下文中理解术语诸如“基本上”。如果本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中对“基本上相等”的使用不清楚，则“基本上相等”将指约大致为如上所述的约的情况。如果本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中对“基本上平行”的使用不清楚，则“基本上平行”将指在平行的30度以内。在一些实施方案中，描述为彼此基本上平行的方向或表面可以在平行的20度以内或10度以内，或者可以是平行的或标称平行的。如果本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中对“基本上对准”的使用不清楚，则“基本上对准”将指在对准对象的宽度的20％以内对准。在一些实施方案中，描述为基本上对准的对象可在对准对象的宽度的10％以内或5％以内对准。
上述所有引用的参考文献、专利和专利申请以一致的方式全文据此以引用方式并入本文。在并入的参考文献部分与本申请之间存在不一致或矛盾的情况下，应以前述说明中的信息为准。
除非另外指明，否则针对附图中元件的描述应被理解为同样应用于其他附图中的对应的元件。虽然本文已经例示并描述了具体实施方案，但本领域的普通技术人员将会知道，在不脱离本公开范围的情况下，可用多种另选的和/或等同形式的具体实施来代替所示出和所描述的具体实施方案。本申请旨在涵盖本文所讨论的具体实施方案的任何改型或变型。因此，本公开旨在仅受权利要求及其等同形式的限制。
实施方案列举
1.一种蓄电池模块，所述蓄电池模块包括：
多个电化学电池，所述多个电化学电池中的每个电池包括一对端子；
第一细长构件，所述第一细长构件将所述多个电化学电池中的至少一个电池的第一端子电连接到所述多个电池中的至少一个其他电池的第二端子；和
第二细长构件，所述第二细长构件将所述多个电化学电池中的至少一个电池的第三端子电连接到所述多个电池中的至少一个其他电池的第四端子；
其中所述第一细长构件和所述第二细长构件中的至少一者的至少一部分包括中空区段，所述中空区段限定流体通路，所述流体通路被构造成传输流体以用于向或从所述多个电化学电池中的至少一个电化学电池的所述一对端子中的至少一个端子传递热量。
2.根据实施方案1所述的蓄电池模块，其中所述第一细长构件和所述第二细长构件中的至少一者的至少第一部分是导电的，并且同一细长构件的至少第二部分是电绝缘的。
3.根据前述实施方案中任一项所述的蓄电池模块，还包括设置在所述流体通路内的热管理流体。
4.根据实施方案3所述的蓄电池模块，其中所述热管理流体具有小于1e-7S/cm的电传导率。
5.根据实施方案3或4中任一项所述的蓄电池模块，其中所述热管理流体包括卤化流体或油。
6.根据前述实施方案中任一项所述的蓄电池模块，其中所述一对端子包括连接到所述电化学电池的阳极的第一端子以及连接到所述电化学电池的阴极的第二端子。
7.根据前述实施方案中任一项所述的蓄电池模块，其中所述第一细长构件和所述第二细长构件中的至少一者包括圆柱形导管。
8.根据前述实施方案中任一项所述的蓄电池模块，其中所述第一细长构件和所述第二细长构件中的至少一者还包括设置在所述流体通路上并与所述流体通路相邻的电母线。
9.根据前述实施方案中任一项所述的蓄电池模块，其中所述一对端子中的每个端子包括C形构件。
10.根据前述实施方案中任一项所述的蓄电池模块，其中所述流体通路包括流体入口和流体出口。
11.根据前述实施方案中任一项所述的蓄电池模块，其中所述第一细长构件和所述第二细长构件中的至少一者还包括由绝缘区段分开的一系列较短的导电构件。
12.根据实施方案11所述的蓄电池模块，其中所述绝缘区段为气隙。
13.根据前述实施方案中任一项所述的蓄电池模块，其中所述中空区段沿所述第一细长构件和所述第二细长构件中的所述至少一者的整个长度延伸。
14.根据前述实施方案中任一项所述的蓄电池模块，还包括位于至少一个端子与所述第一细长构件和所述第二细长构件中的至少一者之间的连接件，其中所述连接件是导热的。
15.根据实施方案2至14中任一项所述的蓄电池模块，其中所述至少第二部分包括聚合物材料。
16.根据实施方案2至15中任一项所述的蓄电池模块，其中所述一对端子包括设置在所述电化学电池的第一侧上的第一侧端子和设置在所述电化学电池的第二侧上的第二侧端子。
17.一种电力***，所述电力***包括：
多个电化学电池，所述多个电化学电池中的每个电池包括一对端子；
第一细长构件，所述第一细长构件限定所述多个电化学电池中的至少一个电池的第一端子与所述多个电池中的至少一个其他电池的第二端子之间的第一电连接件；
第二细长构件，所述第二细长构件限定所述多个电化学电池中的至少一个电池的第三端子与所述多个电池中的至少一个其他电池的第四端子之间的第二电连接件；
流体泵；和
热交换器；
其中所述第一细长构件和所述第二细长构件中的至少一者的至少一部分包括中空区段，所述中空区段限定具有所述流体泵和所述热交换器的流体通路。
18.根据实施方案17所述的电力***，其中所述第一细长构件和所述第二细长构件中的至少一者的至少第一部分是导电的，并且同一细长构件的至少第二部分是电绝缘的。
19.根据实施方案17至18中任一项所述的电力***，还包括设置在所述流体通路内的电介质流体。
20.根据实施方案17至19中任一项所述的电力***，其中所述一对端子包括连接到所述电化学电池的阳极的第一端子以及连接到所述电化学电池的阴极的第二端子。
21.根据实施方案17至20中任一项所述的电力***，其中所述第一电连接件和所述第二电连接件中的至少一者的至少一部分是导热的。
22.根据实施方案17至21中任一项所述的电力***，还包括第一模块端子和第二模块端子，所述第一模块端子和所述第二模块端子连接到电力负载。
23.根据实施方案22所述的电力***，其中所述电力负载是用于推进电动车辆的马达。
24.根据实施方案17至23中任一项所述的电力***，还包括加热器，其中所述加热器向所述流体通路提供热量。
25.根据实施方案17至24中任一项所述的电力***，其中所述一对端子包括设置在所述电化学电池的第一侧上的第一侧端子和设置在所述电化学电池的第二侧上的第二侧端子。
26.一种电功率模块，所述电功率模块包括：
至少一个电化学电池，所述至少一个电化学电池包括第一端子和第二端子；
第一导电构件，所述第一导电构件耦接到所述第一端子；和
第二导电构件，所述第二导电构件耦接到所述第二端子；
其中所述第一导电构件和所述第二导电构件中的至少一者的至少一部分包括中空区段，所述中空区段限定流体通路，所述流体通路被构造成传输流体以用于向或从所述第一端子和所述第二端子中的至少一者传递热量。

Claims (26)

1.一种蓄电池模块，所述蓄电池模块包括：
多个电化学电池，所述多个电化学电池中的每个电池包括一对端子；
第一细长构件，所述第一细长构件将所述多个电化学电池中的至少一个电池的第一端子电连接到所述多个电化学电池中的至少一个其他电池的第二端子；和
第二细长构件，所述第二细长构件将所述多个电化学电池中的至少一个电池的第三端子电连接到所述多个电化学电池中的至少一个其他电池的第四端子；
其中所述第一细长构件和所述第二细长构件中的至少一者的至少一部分包括中空区段，所述中空区段限定流体通路，所述流体通路被构造成传输流体以用于向或从所述多个电化学电池中的至少一个电化学电池的所述一对端子中的至少一个端子传递热量。
2.根据权利要求1所述的蓄电池模块，其中所述第一细长构件和所述第二细长构件中的至少一者的至少第一部分是导电的，并且同一细长构件的至少第二部分是电绝缘的。
3.根据权利要求2所述的蓄电池模块，还包括设置在所述流体通路内的热管理流体。
4.根据权利要求3所述的蓄电池模块，其中所述热管理流体具有小于1e-7S/cm的电传导率。
5.根据权利要求3或4中任一项所述的蓄电池模块，其中所述热管理流体包括卤化流体或油。
6.根据权利要求1所述的蓄电池模块，其中所述一对端子包括连接到所述多个电化学电池中的所述电池的阳极的第一端子以及连接到所述多个电化学电池中的所述电池的阴极的第二端子。
7.根据权利要求1所述的蓄电池模块，其中所述第一细长构件和所述第二细长构件中的至少一者包括圆柱形导管。
8.根据权利要求1所述的蓄电池模块，其中所述第一细长构件和所述第二细长构件中的至少一者还包括设置在所述流体通路上并与所述流体通路相邻的电母线。
9.根据权利要求1所述的蓄电池模块，其中所述一对端子中的每个端子包括C形构件。
10.根据权利要求1所述的蓄电池模块，其中所述流体通路包括流体入口和流体出口。
11.根据权利要求1所述的蓄电池模块，其中所述第一细长构件和所述第二细长构件中的至少一者还包括由绝缘区段分开的一系列较短的导电构件。
12.根据权利要求11所述的蓄电池模块，其中所述绝缘区段为气隙。
13.根据权利要求1所述的蓄电池模块，其中所述中空区段沿所述第一细长构件和所述第二细长构件中的所述至少一者的整个长度延伸。
14.根据权利要求1所述的蓄电池模块，还包括位于至少一个端子与所述第一细长构件和所述第二细长构件中的至少一者之间的连接件，其中所述连接件是导热的。
15.根据权利要求2所述的蓄电池模块，其中所述至少第二部分包括聚合物材料。
16.根据权利要求1所述的蓄电池模块，其中所述一对端子包括设置在所述电化学电池的第一侧上的第一侧端子和设置在所述电化学电池的第二侧上的第二侧端子。
17.一种电力***，所述电力***包括：
多个电化学电池，所述多个电化学电池中的每个电池包括一对端子；
第一细长构件，所述第一细长构件限定所述多个电化学电池中的至少一个电池的第一端子与所述多个电化学电池中的至少一个其他电池的第二端子之间的第一电连接件；
第二细长构件，所述第二细长构件限定所述多个电化学电池中的至少一个电池的第三端子与所述多个电化学电池中的至少一个其他电池的第四端子之间的第二电连接件；
流体泵；和
热交换器；
其中所述第一细长构件和所述第二细长构件中的至少一者的至少一部分包括中空区段，所述中空区段限定具有所述流体泵和所述热交换器的流体通路。
18.根据权利要求17所述的电力***，其中所述第一细长构件和所述第二细长构件中的至少一者的至少第一部分是导电的，并且同一细长构件的至少第二部分是电绝缘的。
19.根据权利要求17所述的电力***，还包括设置在所述流体通路内的电介质流体。
20.根据权利要求17所述的电力***，其中所述一对端子包括连接到所述多个电化学电池中的所述电池的阳极的第一端子以及连接到所述多个电化学电池中的所述电池的阴极的第二端子。
21.根据权利要求17所述的电力***，其中所述第一电连接件和所述第二电连接件中的至少一者的至少一部分是导热的。
22.根据权利要求17所述的电力***，还包括第一模块端子和第二模块端子，所述第一模块端子和所述第二模块端子连接到电力负载。
23.根据权利要求22所述的电力***，其中所述电力负载是用于推进电动车辆的马达。
24.根据权利要求17所述的电力***，还包括加热器，其中所述加热器向所述流体通路提供热量。
25.根据权利要求17所述的电力***，其中所述一对端子包括设置在所述电化学电池的第一侧上的第一侧端子和设置在所述电化学电池的第二侧上的第二侧端子。
26.一种电功率模块，所述电功率模块包括：
至少一个电化学电池，所述至少一个电化学电池包括第一端子和第二端子；
第一导电构件，所述第一导电构件耦接到所述第一端子；和
第二导电构件，所述第二导电构件耦接到所述第二端子；
其中所述第一导电构件和所述第二导电构件中的至少一者的至少一部分包括中空区段，所述中空区段限定流体通路，所述流体通路被构造成传输流体以用于向或从所述第一端子和所述第二端子中的至少一者传递热量。
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