在一个方面,本发明涉及用于容纳多个单独电池模块的托盘。在另一方面,本发明涉及用于容纳多个单独电池模块的系统,该系统包含一个或多个这样的托盘。在又一方面,本发明涉及用于冷却容纳在这样的系统的托盘中的多个电池模块的方法。
背景技术:
1、通常,电池模块(诸如锂离子电池模块)在电池模块的电池电芯(cell)的局部故障的情况下涉及热失控的显著风险。这种局部故障可源自机械冲击(例如在电动汽车碰撞期间),或过充电时的枝晶形成和内部短路,或电芯的缺陷或杂质,或热滥用。在热失控的情况下,电池模块保持重新点燃,这使得灭火非常困难且耗时。
2、用于电池模块的托盘通常由铝铸造而成。
3、目的是提供用于容纳多个单独电池模块的托盘,其具有改进的冷却装置。本发明的另一目的是提供用于容纳多个单独电池模块的托盘,其具有集成的冷却装置,该托盘可以简单且成本有效的方式制造。
4、本发明的又一目的是提供用于容纳多个单独电池模块的托盘,其中在电池电芯故障的情况下可有效地降低灾难性热失控的可能性。目的是提供用于容纳多个单独电池模块的托盘,其中其可局部响应于电池电芯故障。
技术实现思路
1、根据本发明的方面,通过用于容纳多个单独电池模块的托盘实现上述目的中的一个或多个,托盘包含底壁和侧壁、以及冷却剂入口和冷却剂出口,该底壁和侧壁限定用于多个单独电池模块的接收空间,其中托盘具有一个或多个内壁,该一个或多个内壁在相对的侧壁之间延伸并将接收空间细分为多个单独电池模块接收腔室,该多个单独电池模块接收腔室每个由底壁的一部分和由一个或多个侧壁和/或一个或多个内壁界定,
2、其中侧壁中的至少一个和/或一个或多个内壁中的至少一个包含:
3、-板状基础部件,所述板状基础部件由热塑性材料制造并且在基础部件的至少一个板侧上包含用于冷却剂介质的流动的壁通道,其中壁通道与冷却剂入口和与冷却剂出口连接,使得冷却剂介质可流过壁通道,和
4、-基于热塑性材料的层、优选基于聚烯烃的层,特别优选基于聚烯烃的膜,其结合至基础部件,使得它覆盖并且由此封闭壁通道,其中相关壁在托盘中经定向使得它以它的板侧来面向一个或多个电池模块接收腔室,所述板侧具有与其结合的所述层。
5、在另一方面,本发明涉及用于容纳多个单独电池模块的系统,其包括:
6、-根据本发明的一个或多个托盘;和
7、-冷却系统,其包含:
8、-供应管线,其连接至一个或多个托盘中的每个的冷却剂入口;
9、-排放管线,其连接至一个或多个托盘中的每个的冷却剂出口;和
10、-流动产生装置、诸如泵,其用于产生冷却剂介质通过供应管线、经过壁通道、和任选地底通道、以及排放管线的循环流动。
11、在又另一方面,本发明涉及用于冷却容纳在根据本发明的系统的托盘中的多个电池模块的方法,其包括:
12、-使用流动产生装置,驱使冷却剂介质的流动通过一个或多个托盘中的壁通道和任选地底通道。
13、下文公开了本发明的若干优选特征。这些特征适用于根据本发明的托盘、系统以及方法。
14、根据本发明的托盘、系统和方法的效果是,由于以下的构造:侧壁中的至少一个和/或一个或多个内壁中的至少一个具有基础部件,所述基础部件具有被基于热塑性材料(优选基于聚烯烃)的层覆盖的壁通道,局部电池电芯故障(其导致相关电池电芯的(局部)过热)造成基于热塑性材料的层局部熔化,从而在电芯的故障位置附近的基于热塑性材料的层中产生局部裂隙(或破洞或开口或穿孔)。结果,冷却剂介质的喷雾立即从壁通道出现,穿过局部开口并对抗电池电芯,从而局部降低所述电池电芯的温度并且像局部灭火器一样起作用被动地消散热量。这有助于防止热失控在电芯内进而到其它电芯和模块的进一步传播。
1.用于容纳多个单独电池模块的托盘,所述托盘包含底壁和侧壁、以及冷却剂入口和冷却剂出口,所述底壁和侧壁限定用于所述多个单独电池模块的接收空间,其中所述托盘具有一个或多个内壁,所述一个或多个内壁在相对的侧壁之间延伸并将所述接收空间细分为多个单独电池模块接收腔室,所述多个单独电池模块接收腔室每个由所述底壁的一部分和由一个或多个侧壁和/或一个或多个内壁界定,
2.根据权利要求1所述的托盘,其中所述一个或多个内壁中的至少一个包含:板状基础部件,所述板状基础部件在所述基础部件的两个板侧上均包含所述壁通道;和各自的所述基于热塑性材料的层,其结合至所述基础部件的任一板侧,以覆盖并且由此封闭各自的壁通道。
3.根据前述权利要求中任一项所述的托盘,其中所述壁通道具有多个分支,使得在使用中所述冷却剂介质经由所述多个分支流动。
4.根据前述权利要求中任一项所述的托盘,其中所述底壁也包含所述板状基础部件,所述板状基础部件由热塑性材料制造并且在所述基础部件的至少一个板侧上包含用于冷却剂介质的流动的底通道,其中所述底通道与所述冷却剂入口和与所述冷却剂出口连接,使得冷却剂介质可流过所述底通道,所述底壁还包含导热层、优选导热膜,其结合至所述基础部件使得它覆盖并且由此封闭所述底通道,其中所述底壁经定向使得它以它的内板侧来面向所述接收空间,所述内板侧具有与其结合的所述层。
5.根据前述权利要求中任一项所述的托盘,其中包围每个电池模块腔室的每个壁部分的板表面的至少20%不含所述壁通道,以用作将所述电池模块定位在相关腔室中的接合件。
6.根据前述权利要求中任一项所述的托盘,其中所述托盘的彼此垂直延伸的内壁将所述接收空间细分为至少四个所述电池模块接收腔室,呈至少两个乘以至少两个电池模块接收腔室的矩阵形状,
7. 用于容纳多个单独电池模块的系统,其包含:
8.根据权利要求7所述的系统,其还包含冷却剂介质储器,所述冷却剂介质储器经由阀连接至所述供应管线或至所述排放管线,方式为使得在打开所述阀时所述冷却剂介质流过所述壁通道。
9.根据权利要求8所述的系统,其包含压力传感器,用于检测所述壁通道中的压力下降,所述压力下降由所述基于热塑性材料的层的局部熔化引起,所述局部熔化由所述托盘中的电池模块产生的热量引起,其中所述压力传感器连接至所述阀,使得在所述压力传感器检测到所述压力下降时所述阀打开。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的系统,其中所述冷却系统经配置以加压所述冷却剂介质,使得所述基于热塑性材料的层由于经加压的冷却剂介质而被弹性拉伸。
11.用于冷却容纳在根据权利要求7-10中任一项所述的系统的托盘中的多个电池模块的方法,其包括:
12.根据权利要求11所述的方法,其中所述冷却剂介质包含经加压的冷却剂流体、优选冷却剂液体或冷却剂液体与气体的经加压的混合物,
13.根据权利要求11或12所述的方法,其中使用所述冷却系统所述冷却剂介质被加压,使得所述基于热塑性材料的层由于经加压的冷却剂介质而被弹性拉伸,从而由于所述层与所述电池模块之间的增加的接触而增加从所述电池模块到所述冷却剂介质的传热。