基于热电的热管理系统的制作方法_4

文档序号:9240224阅读:来源:国知局
理的电池模块12的其余电子装置集成。例如,BMS 2,其经配置以监测电池的健康状况和/或响应于内部变化和/或外部变化而执行控制功能。TMS 4功能性能够被集成到BMS 2中并且能够共同位于同一 PCS 30上或者使用相同的芯片集或集成电路执行BMS 2功能。
[0076]参照图2-11,将一个或更多个部件组装到电池模块12上以形成图1所示的示例TBTMS I的示例实施例,能够包括至少一个或更多个步骤,这些步骤包括制造(例如,冲压出)如图2所示的一个或更多个汇流条6。汇流条6能够包括其他特征和配置,如下文进一步描述的。另一个步骤包括通过将一个或更多个热电装置16的第一侧(例如,主侧)附接(例如,焊接等等)到一个或更多个汇流条6的顶表面和/或底表面来形成热电模块32,如图3所示。能够将TE装置16的第二侧(例如,废侧)附接到如上所述的热传递装置26 (例如,散热片、热交换器)。TE模块32能够包括其他特征,如下文进一步描述的。另一个步骤包括组装和/或制造PCS 30与集成的BMS 2和TMS 4A,如图4所示。PCS 30能够包括其他特征,如下文进一步描述的。
[0077]在另一个步骤中,能够使用啮合特征件34 (例如,插销、螺钉、钉子、超声粧、铆钉等等)来将图3的TE模块32固定到图4的PCS 30以形成图6中的组件40。在一些实施例中,如图6所示,一个或更多个啮合特征件34将每个汇流条6的一个或更多个部分经由汇流条6中的安装孔或开口 36以及PCS 30中对应的安装孔或开口 38固定或组装到PCS30的底表面或底侧。啮合特征件34能够包括经配置以插入到或延伸穿过安装孔或开口 36、38的插销,安装孔或开口配置成对齐的以便将汇流条6固定到PCS 30。啮合特征件34能够包括其他特征,如下文进一步描述的。能够通过或利用PCS 30经由附接至TE装置16和PCS 30上的一个或更多个电气连接器50的连接电缆或电线48E对TE模块32供电(例如,电流、电压等等)。电气连接器50能够经配置以供应来自被热管理的电气装置(例如,电池模块12)或外部装置或电源的电力。
[0078]在另一个步骤中,能够将空气鼓风机8组装到管道系统10,如图7所示。接着能够将空气鼓风机9与管道系统10组装到图6中所示的组件40,如图8所示。空气鼓风机8与管道系统10能够包括其他特征,如下文进一步描述。在一些实施例中,如图9所示,能够将空气鼓风机8与管道系统10能够经由啮合特征件34固定到组件40的PCS 30的底表面,啮合特征件34经配置以被插入或延伸穿过管道系统10的附接结构98的对应安装孔或开口 42以及PCS 30的安装孔或开口 44,这些安装孔或开口配置成是对齐的,得到组件46,如图10中所示。在其他实施例中,空气鼓风机8与管道系统10能够固定到组件40的PCS30的顶表面。
[0079]在一些实施例中,接着能够将包括与一个或更多个热电模块32、TMS4、BMS 2和空气鼓风机8与管道系统10集成或组装的PCS 30的组件46组装并固定到电导体14上以形成图1中所示的TBTMS I。如图11所示,能够同时将组件46的每个汇流条6安装到一个或更多个电导体14和PCS 30。在一些实施例中,每个汇流条6的一个或更多个安装孔或开口 54配置成与电导体14的一个或更多个安装孔或开口 56以及PCS 30中的一个或更多个安装孔或开口 58对齐。在一些实施例中,啮合特征件52 (例如,螺栓、螺母、螺钉、插销、超声粧、铆钉等等)经配置以插入或延伸穿过对应且对齐的安装孔或开口 54、56和58以将汇流条6固定到PCS 30和电导体14。在一些实施例中,能够将组件46固定到电导体14,使得TE装置16安装在位于相邻单元20上的电导体14之间。在一些实施例中,每个汇流条6的一个或更多个安装孔或开口 54配置成与电导体14对齐、安装或附接到电导体14。
[0080]如图2所示,汇流条6能够包括不同的截面形状(例如,扁平条带、中空管等等)和材料(例如,铜、黄铜、铝等等)。在一些实施例中,汇流条6能够包括一个或更多个安装孔或开口,该安装孔或开口配置成与PCS 30、管道系统10以及电导体14的对应安装孔或开口对齐以将这些部件固定在一起,如以上所讨论的。汇流条6能够在第一端和第二端处包括第一接片和第二接片,该第一端和第二端分别具有配置成与PCS30的安装孔或开口 38对齐的第一安装孔或开口 36和第二安装孔或开口 36。汇流条6能够包括第一安装孔或开口 54和第二安装孔或开口 54,其配置成与电导体14和PCS 30的对应安装孔或开口 56和安装孔或开口 58对齐,安装孔或开口 56和安装孔或开口 58位于汇流条内部和/或与位于汇流条6的端处的安装孔或开口 36相比更靠近该汇流条的中心。
[0081]在一些实施例中,汇流条6能够包括相对于经配置以附接到电导体14的区域而言宽度增加的一些区域,所述一些区域经配置以附接到TE装置。汇流条6能够从中心部分60到第一末端62和第二末端64宽度渐缩。在一些实施例中,使经配置以附接到TE装置16的位置中的汇流条6的表面积最大化,改善汇流条6与TE装置16之间的热导率和/或热管理。在一些实施例中,汇流条6的这种TE装置16附接区域相对于汇流条6的其他部分能够包括增大的尺寸。
[0082]在一些实施例中,汇流条6的截面形状能够包括使得汇流条6能够被更近地封装或设置在PCS 30或电池模块12上的配置。例如在图2中,这些汇流条6配置成不对称或呈一定角度,使得第一汇流条6的第二端64与相邻的第二汇流条6的第一端62之间所需的间隙最小化。在一些配置中,汇流条6配置成与相邻汇流条相嵌套。在一些实施例中,汇流条6的安装孔或开口相对于汇流条6的中心线以非零角度定位。
[0083]如图3所示并且如上所讨论的,TE模块32能够包括分别经配置以附接到汇流条6的顶表面和底表面的第一 TE装置16和第二 TE装置16的至少一侧。在一些实施例中,汇流条6的顶表面和底表面中的仅一者附接到TE装置16。TE装置16能够经由粘合剂(例如,环氧树脂等)结合到汇流条6和/或热传递装置26。在其他实施例中,TE装置能够焊接到相应的热传递装置或汇流条。在一些实施例中,能够在TE装置16与散热片28和/或汇流条6之间设置接合层(例如,泡沫、导热油脂等等)。顶部和底部电缆或电线48能够分别与第一 TE装置16和第二 TE装置16附接或电连通并且与第一电气连接器50和第二电气连接器50附接或电连通,以便向顶部TE装置16和底部TE装置16供电。在一些实施例中,PCS能够包括用于通过电气连接器50供电的集成控件,因此电线48仅需要连接到或插接到电气连接器50中。接着电力能够通过电池模块12供应或经由连接件70、由电气连接到PCS的外部电源供应。能够将包括散热片28的热传递装置26附接到TE装置16的第二侧。如图1所示,这些散热片28能够定位在PCS 30的上方和下方。在一些实施例中,TE装置16能够直接制作在汇流条6上。
[0084]如图4所示,PCS 30能够包括各种小孔、孔、通道或开口,它们配置成与以上讨论的其他部件(例如,电导体14、汇流条6和/或管道系统10的附接结构48等等)的安装特征件或孔对齐。能够设计开口的大小并将开口定位在PCS 30上,使得电导体14(例如,正端子和/或负端子)在PCS上具有间隙以便固定到PCS。
[0085]PCS能够包括连接器70,连接器70经配置以附接到外部电源和/或其他部件(例如,传感器或控制系统)。PCS 30能够包括经配置以连接到电线48以向TE装置16供电的一个或更多个电气连接器50。
[0086]能够将一个或更多个控制管理系统(例如,TMS 4,BMS 2、空气鼓风机8控件等等)与PCS 30集成。PCS 30能够配置成组件46的“支柱”,用于安装或组装到电池模块12。
[0087]在一些实施例中,如图4所示,PCS 30能够包括经配置以提供空间和/或足够间隙以用于不同部件集成到PCS 30上的设计特征件。例如,PCS30能够包括经配置以提供间隙用于下文进一步描述的管道系统10的出口 74的开口 72 (例如,凹陷、空隙)。能够在PCS30中提供其他开口 76以为附接到PCS 30的TE装置16提供间隙。这样的开口 76能够经配置以定位在电导体14之间,使得TE装置16能够定位在电导体14之间。在一些实施例中,这些开口具有统一的截面积。在其他实施例中,这些开口具有不统一的截面积,如图4所示。
[0088]如图5中所示,一些实施例中,啮合特征件34能够包括塑料插销以降低成本和/或在PCS 30上提供应变释放或减小的应力。啮合特征件能够包括铆钉或螺纹。在其他实施例中,能够将压缩限制件(例如,环)定位到不同安装孔或开口中以减小PCS 30上的应力或压缩。
[0089]如以上讨论的,BMS 2的至少一部分能够集成到PCS 30上。在一些实施例中,BMS2经配置以管理电气装置或电池模块12状况(例如,充电、放电的状态,等等)。BMS 2能够包括本领域普通技术人员理解的其他特征或功能。能够将TMS 4集成到或电气连接到同一PCS 30以提供电气装置或负载的温度监测,并且根据需要经由TE装置16提供适当的加热或冷却。集成的TMS 4能够包括各种特征,如下文进一步讨论的。
[0090]在一些实施例中,TBTMS I能够包括经配置以拉动和/或推动空气跨过TE装置16中的每个的第一侧或第二侧的空气鼓风机8与管道系统10。鼓风机8与管道系统10能够包括配置成在电池模块12的两排单元20之间延伸的中央管道或主管道84。在一些实施例中,管道84能够附接到PCS 30的底表面。在一些实施例中,管道84能够附接到PCS 30的顶表面。在一些实施例中,如图7所示,管道84配置成在一端82与第二端80之间宽度渐缩。在一些实施例中,相对于第二端80位置更靠近空气鼓风机8的一端82更宽并且在朝向第二端80的方向上逐渐缩减。在一些实施例中,能够优化管道84和其他空气流动部件或设计其大小,以减小TE模块或管道84上的压力损失
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