CN113994525A - 能量储存装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本主题描述了一种能量储存装置(200)，其包括外壳体(201)和电池组件(202)，电池组件(202)包括被保持在至少一个电池保持结构(202a)中的多个能量储存电池(202b)。将包含所述多个电池(202b)的电池组件(202)***预先内衬有高导热性泡沫(204)的所述外壳体(201)中，并且所述电池组件(202)填充有相变材料(205)以热连接所述多个电池(202b)。高导热性泡沫(204)和所述相变材料(205)以15％至85％的比率填充所述外壳体(201)内的空隙。本主题有助于实现高吸热和散热能力，提高冷却率，同时还实现所述能量储存装置的低重量和低成本制造。

Description

能量储存装置及其制造方法
技术领域
本主题大体上涉及一种能量储存装置。更具体地但非排他地，本主题涉及一种能量储存装置及其制造方法。
背景技术
通常，在不同的产品(例如，车辆、动力工具、叉车等)中把铅酸电池用作廉价动力源。在车辆中，铅酸电池通常用于给内燃发动机的启动电动机，或给电动机等提供动力。然而，铅酸电池的低能量密度以及无法充分散热的不足使得它们成为不可行的动力源，尤其是对于电动车辆而言。特别地，使用铅酸电池的电动车辆的续航里程短。此外，使用铅酸电池的电动车辆加速缓慢、深度放电耐受性差、电池寿命短。
由于铅酸电池的缺点，因为锂离子电池的可再充电、重量轻、高能量密度的性能，包含锂离子电池的能量储存装置在诸多产品中(包括在各种商用电子设备中)变得越来越受欢迎。然而，在理想的工作温度下储存和运行包含锂离子电池的能量储存装置对于允许设备长时间保持充电和允许更快的充电速率来说是非常重要的。
通常，例如锂离子电池组的能量储存装置包括由一个或多个能量储存电池构成的电池单元，该一个或多个能量储存电池以串联或并联连接，或以串联和并联连接的组合彼此电连接。通常，所述电池组包括用于保持一个或多个能量储存电池的一个或多个保持结构。
在所述电池组的工作状态下，电流流过一个或多个电池单元来为设备或产品提供动力。当从一个或多个电池单元汲取电流时，在所述电池组内产生热量。并且，在所述电池组的充电期间，在充电过程中同样会集聚热量。在一个或多个电池单元的放电期间以及在一个或多个电池单元的充电期间所产生的热量会导致温度升高，从而对一个或多个电池单元的预期寿命和性能产生严重影响。因此，当一个或多个能量储存电池发生热失控时，或通过违反安全温度限制、制造过程引起的电池短路、过度充电，或取决于用于制造电池保持结构的材料类型，所释放的能量的量可能会导致紧邻的能量储存电池也发生热失控，这种连锁反应会毁坏电池组。这可能导致对产品的使用者的安全风险和潜在的致命事故，这是非常不期望的。
附图说明
参考作为产品的两轮车辆的实施例并结合相应的附图来描述具体实施方式。在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同的特征和部件。
图1是根据本发明实施例的包括能量储存装置的鞍座型车辆的侧视图。
图2是根据本发明实施例的能量储存装置的立体图。
图3是根据本发明实施例的所述能量储存装置的分解图。
图4是根据本发明实施例的描绘了包括空隙的所述能量储存装置的电池组件的一部分的截面图。
图5是根据本发明实施例的描绘了不包括空隙的电池组件的至少一部分的能量储存装置的截面图。
图6是根据本发明实施例的描绘了制造所述能量储存装置的方法的流程图。
具体实施方式
通常，例如电池组的能量储存装置包括电池组件，该电池组件包括配置为将多个能量储存电池保持在其中的至少一个保持结构。通常，所述能量储存电池放置在所述至少一个电池保持架中并且***到由例如高导性金属的刚性材料制成的外壳体中。一般来说，所述至少一个电池保持架的主要部分以5mm的最小气隙与外壳体分开放置。在这样的能量储存装置中，翅片形式的冷却结构形成在所述外壳体的侧壁的至少一部分上。在所述一个或多个能量储存电池的充电和放电过程中产生的热量通过所述冷却结构有效地散发。通常，在所述能量储存电池(尤其是锂离子电池)的充电和放电过程中产生的热量非常高，导致所述保持结构内的电气部件熔化，从而造成电池组内的电短路。即使为所述能量储存电池设置铝外壳体以有助于散发来自能量储存电池的热量，然而，包括所述能量储存电池的电池组件与铝外壳体之间的气隙的存在会阻碍热量向铝壳体的有效消散，因为空气是热的不良导体。
在用于支撑能量储存装置的所述能量储存电池的已知结构中，所述至少一个保持结构设置有相变材料(PCM)。在所述已知结构中，成型(enmould)的PCM块用于从所述能量储存电池吸收热量。由于相变材料(PCM)的熔化潜热很高，因此它吸收大量热量而不会升高太多温度。在所述能量储存装置的充电和放电过程中，相变材料吸收由所述能量储存电池产生的热量，并因此使其状态由固态改变为液态。然而，由于其导热系数低和散热性能差，事实证明仅使用PCM不足以有效散发来自所述能量储存电池的热量，因此需要提高电池组的冷却率。此外，当PCM完全填充在外壳体内且围绕电池组件时，会导致能量储存装置的重量显著地增加，并且会导致能量储存装置的成本显著地增加，这是不期望的。能量储存装置/电池组的重量增加会导致设备或产品的重量显著地增加。这对于需要移动性的便携式设备和产品而言是尤其重要的，例如电动车辆，其中包括大量锂离子电池的能量储存装置用于为车辆提供动力。
此外，在电池组内使用成型的PCM块时，在外壳体和电池保持架组件之间的气隙增大的几率会更高，因为很可能存在外壳体的形状/轮廓相对于预先成型的PCM块的形状/轮廓的不一致。在这种情况下，从成型的PCM块到外壳体的热传导会非常差。此外，成型的PCM块的使用需要更高的制造成本和更大的制造复杂性。此外，在极端条件下，PCM熔化会导致PCM从外壳体泄漏。
因此，需要一种能量储存装置，在该能量储存装置中实现能量储存电池的有效冷却，同时能确保所述能量储存装置的低制造成本和制造便利性。
鉴于上述目的，本主题提供了一种能量储存装置，使该能量储存装置免受热失控以及防止由于热失控而对包括多个能量储存电池的电池组件的损坏。特别地，所述能量储存装置被设计成保证包括所述能量储存电池的电池组件的有效冷却率。通过改善对所述能量储存电池的热吸收和提高从所述能量储存电池到保持所述电池组件的外壳体的导热性来保证电池组件的有效冷却率。进一步地，在保证电池组件的有效冷却率的同时，也保证了能量储存装置的重量不会增加并且保证了能量储存装置的制造便利性。
根据本主题的一个方面，能量储存装置包括封装在外壳体内的电池组件，外壳体在其左端部和右端部被一对端盖构件固定。特别地，所述电池组件包括放置在至少一个电池保持结构中的多个能量储存电池，所述多个电池通过永久地附接到所述电池保持结构的多个互连构件而彼此电连接。此外，所述多个能量储存电池通过相变材料(PCM)彼此热连接，该相变材料有助于实现整个电池组件中的均匀散热并且有助于将所述多个能量储存电池保持在均匀温度。
此外，电池组件包括彼此电连接和热连接的多个能量储存电池，并由刚性高导材料(例如铝)制成的外壳体封装。根据本主题的一个方面，能量储存装置的所述外壳体内衬有高导热性泡沫。在电池组件与外壳体的组装状态下，热连接所述多个能量储存电池的相变材料保持与所述传导性泡沫材料的热接触，从而保证PCM从所述多个能量储存电池吸收的热量被有效地传导到外壳体，最终将能量储存装置内产生的热量消散到外部。PCM与所述传导性泡沫材料的接触能够提高能量储存装置的冷却率，因为通过将所述导热性泡沫内衬到外壳体使热量快速地从PCM传导到外壳体。特别地，由于外壳体内衬有所述导热性泡沫并且其与PCM接触，因此保证了在外壳体与热连接所述多个能量储存电池的PCM之间有最小气隙。由于保持了外壳体和PCM之间的最小气隙，所述多个能量储存电池的冷却率显著地增加。根据一个实施例，传导性泡沫弹性地偏置在外壳体和能量储存电池上，这解决了部件尺寸的任何潜在变化/差异从而保证了可靠良好的热接触。偏置可以是以压配合配置的形式，其体积范围最高可达到泡沫体积的10％。
本主题有利地提供了一种制造能量储存装置的方法，该能量储存装置包括热连接并安装在外壳体中的多个能量储存电池。制造所述能量储存装置涉及的步骤首先包括用高导热性泡沫内衬所述外壳体。制造所述能量储存装置的方法的第二步骤包括将包括多个能量储存电池的电池组件安装到内衬有所述高导热性泡沫的所述外壳体中。此外，第三步骤包括将加热到50℃以上的温度的相变材料倒入内衬有所述导热性泡沫并容纳有电池组件的所述外壳体中，以允许所述PCM流入位于所述多个能量储存电池和保持所述电池的所述至少电池保持结构之间的空隙/气隙中。在倒入加热到50℃以上温度的所述PCM之后，允许预定的固化时间使PCM凝固并达到30℃至35℃的环境温度。此外，第四步骤包括通过端盖封闭内衬有所述导热性泡沫并容纳电池组件的外壳体，所述电池组件包括通过PCM彼此热连接的所述多个能量储存电池。
因此，制造能量储存装置的方法包括用所述导热性泡沫内衬外壳体的前置步骤，接着是填充位于包括所述多个能量储存电池的电池组件和内衬有所述导热性泡沫的外壳体之间的所述空隙的后置步骤。在将所述能量储存电池与PCM热连接之前，用所述导热性泡沫对外壳体进行内衬会保证仅有所述多个能量储存电池之间的空隙以及所述多个电池与电池组件的所述电池保持架之间的空隙会被PCM填充，而不是填充在没有所述导热性泡沫的情况下可能存在于电池组件与外壳体之间的整个空间体积。因此，本能量储存装置的制造方法保证了仅使用PCM的最佳体积来热连接所述多个能量储存电池，从而保证能量储存装置的重量不会由于PCM填充了外壳体的大量内部体积而显著地增加。根据本主题的一个方面，热泡沫的密度或比重要小于PCM的密度，从而在不影响散热效率的情况下产生减轻重量的附加益处。此外，将PCM倒入内衬有所述导热性泡沫的外壳体中以填充多个能量储存电池之间的空隙以及所述能量储存电池和所述电池保持结构之间的空隙，而不是使用设置在所述多个能量储存电池上的成型的PCM块来吸收来自所述能量储存电池的热量，确保了能量储存装置的制造便利性，同时还确保了低制造成本。
以上提供的概要解释了本发明的基本特征并且不限制本发明的范围。
下面将描述根据本发明的示例性实施例，该示例性实施例描述了配置用于提高容纳在其中的所述多个能量储存电池的冷却率的能量储存装置的详细特征。在此描述的实施例适用于具有诸如电池组的能量储存装置并且由电动机单独提供动力或由内燃发动机和电动机两者提供动力的车辆。此外，虽然实施例已针对两轮鞍座型车辆进行说明，但本发明适用于具有能量储存装置并由电动机单独提供动力或同时由内燃发动机和电动机提供动力的具有移动性的所有类型的便携式设备以及产品。能量储存装置/电池组可以由锂离子电池等组成。
参考图1a描述的车辆100是根据本发明实施例的混合动力两轮鞍座型车辆。图1是所述车辆100的侧视图。所述车辆100例示了具有跨步型框架组件。该跨步型框架组件包括转向管101、主管102和一对侧管103。具体地，主管102从转向管101的后部部分向下延伸，然后倾斜地向后延伸。此外，该对侧管103从主管102倾斜地向上延伸。因此，框架组件从车辆的前部部分延伸到后部部分。
车辆100进一步包括用于覆盖所述框架组件的多个车身面板，并且安装到框架组件。在本实施例中，所述多个面板包括前面板104、腿部护罩105、座椅下盖106以及左侧面板和右侧面板107。此外，杂物箱可以安装到所述腿部护罩105。
在所述腿部护罩105和所述座椅下盖106之间形成的跨步空间设置有底板108。进一步地，座椅组件110布置在所述座椅下盖106上方，并安装到一对侧管103上。实用箱(未示出)布置在座椅组件110下方。燃料箱(未示出)位于实用箱的一端。用于覆盖后轮112的至少部分的后挡泥板111位于实用箱下方。
在所述车辆100的后部部分设置一个或多个悬架/减震器120以使骑乘舒适。此外，所述车辆100包括多个电气和电子部件，包括前照灯115、尾灯(未示出)、晶体管控制点火(TCI)单元(未示出)、起动电动机(未示出)等。触摸屏LCD单元(未示出)设置在把手109上以显示各种操作模式、功率流模式和警告信号。后视镜113安装在把手109的左右两侧。所述车辆100还设有危险警告灯(未示出)。此外，所述车辆还包括靠近仪表盘的触摸屏的电弧故障探测指示器(未示出)。该指示器在探测到车辆中的任意电弧故障时会闪烁以指示车辆将会被立刻禁用。
内燃发动机135，以下简称“发动机”，设置在所述底板108的后方并被支撑在一对侧管103之间。具体地，所述内燃发动机135由摆臂136支撑。摆臂136通过肘杆(togglelink)(未示出)附接到主管102的下部部分。摆臂136的另一端部保持后轮112。后轮112和摆臂136通过设置在所述车辆100两侧的一个或多个减震器120连接到一对侧管103。
所述车辆100还包括安装在后轮112的轮毂上的牵引电动机150。所述牵引电动机150由设置在车辆后部部分的能量储存装置200(如图2所示)提供动力。然而，在另一个实施例中，能量储存装置200可以设置在车辆的前部部分。能量储存装置200还为所述车辆100的所有电气部件提供动力。还设置有电动机控制单元(MCU)(未示出)以控制各种车辆操作模式。
所述车辆100被配置为由单独的发动机135或单独的牵引电动机150或同时由发动机135和牵引电动机150驱动。在零车速下，驾驶者可以借助于模式开关选择以下四种操作驾驶模式中的任何一种。所述车辆100的四种操作驾驶模式是：(a)单独发动机模式，其中发动机135单独为车辆提供动力；(b)单独电动机模式，其中牵引电动机150单独为车辆提供动力；(c)混合动力模式，其中发动机135和牵引电动机150一起为车辆100提供动力；(d)混合节能模式，其中取决于车辆运行状态只有发动机135或只有牵引电动机150或二者同时为车辆提供动力。
换言之，车辆的后轮112由发动机135单独驱动或由电动机150单独驱动或同时由发动机135和电动机150两者驱动。特别地，根据本发明的实施例，从发动机135到后轮112的动力由包括驱动***(未示出)的传动组件传递。然而，当牵引电动机150进行驱动时，来自电动机150的动力直接传递到后轮112。在本实施例中，所述牵引电动机150从至少一侧被电动机护罩(未示出)覆盖。
参考图2，描述了根据本发明实施例的所述车辆100的能量储存装置200的示意图。图2是根据本发明实施例的能量储存装置200的立体图。根据实施例并且如在图2中可以看到的，所述能量储存装置200被配置为向牵引电动机150和所述车辆100的其他电气部件提供动力，该能量储存装置包括外壳体201以容纳电池组件202(如图3所示)，在该电池组件中包括多个能量储存电池202b(如图3所示)。如此包围电池组件202的外壳体201的左右端部被一对端盖构件201L、201R覆盖。在另一个实施例中，所述能量储存装置200被配置为给车辆提供动力。特别地，可以使用堆叠在一起的多个上述能量储存装置来为车辆提供动力。同样的在本实施例中，将多个上述能量储存装置堆叠在一起以用于为车辆100的牵引电动机和其他电气部件提供动力。
图3是根据本发明的一个实施例的所述能量储存装置200的分解图。在一个实施例中并且如图3中可见，所述能量储存装置200包括用于容纳电池组件202的所述外壳体201。所述电池组件包括用于保持所述多个能量储存电池202b的至少一个保持结构202a。所述能量储存电池202b布置在形成在所述至少一个电池保持结构202a中的凹槽中。所述电池202b因此布置成通过多个互连构件202c电连接，该互连构件布置在所述电池202b的每一排之上并且永久附接到所述至少一个保持结构202a的至少一部分。对于所述电池组件202的一部分，设置控制单元203有助于控制能量储存装置200的运行。因此包括所述多个能量储存电池202b并附接到所述控制单元203的电池组件202被***到能量储存装置200的所述外壳体201中。在实施例中，所述外壳体201由刚性高导材料(例如金属铝)制成。此外，所述外壳体201设置有所述一对端盖构件201L、201R以用来将所述电池组件202封装在所述外壳体201内。
图4例示出沿着图3中的线A-A截取的电池组件202的一部分截面图。可以看出，所述电池组件202包括若干空隙，包括分别位于所述多个能量储存电池202b之间以及位于所述多个电池202b和所述保持结构202a的至少一部分之间的第一组空隙202d和第二组空隙202e。换言之，通常在所述多个能量储存电池202b的每个所述电池之间以及在所述电池202b与所述电池保持结构201a的至少一部分之间存在气隙。在所述电池组件202在所述外壳体201内部的组装状态下，在所述电池组件202和所述外壳体201的内表面之间还存在另外的空隙/气隙。
在所述能量储存装置200的运行状态期间，电流流过所述电池202b以给车辆提供动力或为车辆的不同部件提供动力。当电流从所述电池202b流出时，在所述电池组件202内产生热量。在所述电池202b之间以及在所述电池和所述电池保持结构的至少一部分之间的气隙/空隙(202d，202e)的存在会影响从所述电池202b到所述外壳体201(如图3所示)的热量消散，从而导致所述电池组件202内和所述外壳体201内的热量积聚。在所述电池组件202内的热量积聚可能导致电池的热失控，甚至最终导致所述能量储存装置200的损毁。
为了防止所述电池的热失控以及提高所述电池的冷却率，根据一个实施例，本主题提供了一种制造所述能量储存装置200的方法。图5例示了描绘制造所述能量储存装置200的方法所包括的步骤的流程图300。在方框301中描绘的所述方法的第一步骤包括用高导热性泡沫204(如图6所示)内衬所述外壳体，例如硅泡沫。用与所述电池组件202的轮廓相同的高导热性泡沫204内衬所述外壳体201确保了最小化所述外壳体201和所述电池组件202之间的空隙/气隙。根据一个实施例，一种比重<0.25的高导热粘性泡沫用于内衬所述外壳体201的所述内表面。例如，在一个实施例中，内衬所述外壳体201的所述内表面的所述热泡沫204具有在2mm至5mm范围内的厚度。此外，方框302所示的第二步骤包括将所述电池组件202安装/***到预先内衬有所述热泡沫204的所述外壳体201内，并用所述一对端盖构件中的一个端盖构件201R封闭所述外壳体201的一个端部。方框303中描述的所述方法的第三步骤包括将相变温度在50℃至55℃范围内并且比重>1的相变材料205(如图6所示)倒入内衬有所述热泡沫204并且在其中容纳有所述电池组件202的所述外壳体201中。换句话说，将预先加热到50℃至55℃的相变材料倒入预先内衬有所述热泡沫的所述外壳体内。根据一个实施例，基于预先计算的空隙(即电池组件中的第一组空隙202d(如图4所示)和第二组空隙202e(如图4所示))的体积来确定将被倒入所述外壳体中以填充电池组件202中的空隙的PCM205的体积。所述方法的第四步骤包括允许预定固化时间使得在所述电池组件的所述电池202b之间以及在所述电池组件的所述电池与至少一个保持结构202a之间填充的PCM 205凝固并达到30℃至35℃的环境温度(见方框304)。通常，根据一个实施例，允许PCM 205凝固1.5至2小时的固化时间。此外，如方框305所描绘的所述方法的第五步骤包括放置所述一对端盖构件中的端盖201L以将填充有PCM 205的所述电池组件202封装在内衬有所述热泡沫204的所述外壳体201内。提供所述热泡沫204也有利于在PCM熔化的情况下防止PCM 205从所述外壳体201泄露。
图6示出了按照图4中描述的步骤制备/制造的能量储存装置的截面图。可以看出，PCM 205填充所述电池202b之间的所述第一组空隙202d并且填充所述电池202b和所述电池保持结构202a的至少一部分之间的所述第二组空隙202e。因此，PCM 205热连接所述电池组件202中的所述多个能量储存电池202b。具体地，根据实施例，通过PCM 205和所述热泡沫204填充所述外壳体内的空隙的比率在85％至15％的范围内以实现最佳散热效率。换句话说，虽然所述电池组件内的大部分气隙由PCM填充，但在外壳体201和电池组件202之间的气隙由所述热泡沫204填充。因此，由于PCM 205没有完全地填充电池组件202中空隙的体积以及在电池组件202和外壳体201之间的空隙的体积，这保证了能量储存装置200的重量不会显著地增加。此外，由于所述高导热性泡沫204被用于内衬所述外壳体201，因此保证了由PCM 205所吸收的热量通过所述泡沫204有效地传导到外壳体201，从而保证了所述多个能量储存电池202b的冷却率的提高。此外，由于PCM 205以液体形式倾倒在电池组件202上并允许随后凝固，这与在电池组件中使用成型的/机加工的PCM块的装置相比，保证了能量储存装置的制造便利性。因此，避免了模制/机加工PCM块的成本并且保证了能量储存装置的低成本制造。此外，由于将PCM倒入外壳体而不是将包括预模制/预机加工的电池组件***外壳体中，这保证了避免所述外壳体和所述预模制/机加工的PCM块的轮廓变化的问题。这进而有助于保证在电池组件和外壳体之间的最小气隙，从而保证从PCM到能量储存装置的外壳体的有效热传递/传导。因此，混合散热***被配置用于能量储存装置以提高其散热效率，从而增强能量储存装置的性能以及耐久性。
本文描述的本主题因此有利地提供了一种制造低重量的能量储存装置的经济便利的方法，该能量储存装置中容纳的能量储存电池具有提高的冷却率，从而保证能量储存装置的改进的性能。
在不脱离本发明的范围的情况下，可以将改进和修改并入本文。

Claims (15)

1.一种能量储存装置(200)，包括：
内衬有高导热性泡沫(204)的外壳体(201)；和
电池组件(202)，包括至少一个电池保持结构(202a)和被保持在所述保持结构(202a)中并且通过相变材料(205)热连接的多个能量储存电池(202b)，所述电池组件(202)容纳在所述外壳体(201)内；
所述高导热性泡沫(204)和所述相变材料(205)以15％至85％的比率填充所述外壳体(201)内的空隙。
2.根据权利要求1所述的能量储存装置(200)，其中，所述高导热性泡沫(204)具有比相变材料(205)的比重小的比重。
3.根据权利要求2所述的能量储存装置(200)，其中，所述热泡沫的比重小于0.25。
4.根据权利要求1所述的能量储存装置(200)，其中，所述高导热性泡沫(204)设计成粘附在所述外壳体(201)的内表面上，与所述电池组件(202)一致。
5.根据权利要求1所述的能量储存装置(200)，其中，所述相变材料(205)具有在50℃至55℃范围内的相变温度并且比重大于1。
6.根据权利要求1所述的能量储存装置(200)，其中，使用压配合配置将所述传导性泡沫(204)弹性地偏置在所述外壳体(201)以及所述能量储存电池(202b)上。
7.根据权利要求6所述的能量储存装置(200)，其中，实现的所述压配合配置的体积范围最高达到所述泡沫(204)的体积的10％。
8.根据权利要求1所述的能量储存装置(200)，其中，使用包括以下步骤的方法来制造所述能量储存装置：
用所述高导热性泡沫(204)内衬所述外壳体(201)；
将包括所述多个能量储存电池(202b)的所述电池组件(202)***到内衬有所述热泡沫(204)的所述外壳体(201)中；
将预先加热到50℃至55℃之间的温度的所述相变材料(205)倒入内衬有所述热泡沫(204)并且容纳所述电池组件(202)的所述壳体(201)中，以填充所述电池(202b)之间的第一组空隙(202d)并且填充所述电池(202b)和所述电池保持结构(202a)的至少一部分之间的第二组空隙(202e)；
允许被倒入的所述相变材料填充所述第一组空隙(202d)并且填充所述第二组空隙(202e)以固化预定的持续时间，从而允许所述相变材料达到30℃至35℃的温度；
通过端盖构件(201L、201R)将填充有相变材料(205)的所述电池组件(202)封装在内衬有所述热泡沫的所述外壳体(201)内。
9.根据权利要求6所述的能量储存装置(200)，其中，允许所述相变材料(205)固化1.5至2小时的持续时间。
10.一种制造能量储存装置(200)的方法，所述能量储存电池(200)包括：
内衬有高导热性泡沫(204)的外壳体(201)；和
电池组件(202)，包括至少一个电池保持结构(202a)和被保持在所述保持结构(202a)中并且通过相变材料(205)热连接的多个能量储存电池(202b)，所述电池组件(202)容纳在所述外壳体(201)内；
所述制造方法包括以下步骤：
用所述高导热性泡沫(204)内衬所述外壳体(201)；
将包括所述多个能量储存电池(202b)的所述电池组件(202)***到内衬有所述热泡沫(204)的所述外壳体(201)中；
将预先加热到50℃至55℃之间的温度的所述相变材料(205)倒入内衬有所述热泡沫(204)并且容纳所述电池组件(202)的所述壳体(201)中，以填充所述电池(202b)之间的第一组空隙(202d)并且填充所述电池(202b)和所述电池保持结构(202a)的至少一部分之间的第二组空隙(202e)；
允许被倒入的所述相变材料填充所述第一组空隙(202d)并且填充所述第二组空隙(202e)以固化预定的持续时间，从而允许所述相变材料达到30℃至35℃的温度；
通过端盖构件(201L、201R)将填充有相变材料(205)的所述电池组件(202)封装在内衬有所述热泡沫的所述外壳体(201)内。
11.根据权利要求8所述的制造所述能量储存装置(200)的方法，其中，所述高导热性泡沫(204)和所述相变材料(205)以15％至85％的比率填充所述外壳体(201)内的空隙。
12.根据权利要求8所述的制造所述能量储存装置(200)的方法，其中，所述高导热性泡沫(204)的比重小于0.25。
13.根据权利要求8所述的制造所述能量储存装置(200)的方法，其中，所述高导热性泡沫(204)具有2mm至5mm范围内的厚度。
14.根据权利要求8所述的制造所述能量储存装置(200)的方法，其中，所述高导热性泡沫(204)设计成粘附在所述外壳体(201)的内表面上，与所述电池组件(202)一致。
15.根据权利要求8所述的制造所述能量储存装置(200)的方法，其中，所述相变材料(205)具有在50℃至55℃范围内的相变温度并且比重大于1。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150086832A1 (en) * 2013-09-24 2015-03-26 Microvast Power Systems Co., Ltd. Battery pack injected with phase change material
CN105356004A (zh) * 2015-10-27 2016-02-24 上海工程技术大学 一种带翅片和泡沫导热结构的复合散热装置
CN105811046A (zh) * 2016-06-01 2016-07-27 广东工业大学 一种电池模组
CN109802194A (zh) * 2019-01-17 2019-05-24 重庆大学 基于珀尔帖效应和热管冷却的电池包及其热管理方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101282520B1 (ko) 2009-11-25 2013-07-04 파나소닉 주식회사 전지 모듈
JP7160895B2 (ja) 2017-04-03 2022-10-25 ヨッタ ソーラー インク． 熱調節型モジュール式エネルギー貯蔵装置および方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150086832A1 (en) * 2013-09-24 2015-03-26 Microvast Power Systems Co., Ltd. Battery pack injected with phase change material
CN105356004A (zh) * 2015-10-27 2016-02-24 上海工程技术大学 一种带翅片和泡沫导热结构的复合散热装置
CN105811046A (zh) * 2016-06-01 2016-07-27 广东工业大学 一种电池模组
CN109802194A (zh) * 2019-01-17 2019-05-24 重庆大学 基于珀尔帖效应和热管冷却的电池包及其热管理方法

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