[发明专利]包括相变材料的单元载体

说明书

电池载体包括含有相变材料的相变材料隔室。相变材料具有在电池单元的正常操作温度与电池单元的自加热点之间的相变温度，并且当被加热到相变温度时，相变材料从固态转变为液态或从液态转变为气态。

技术领域

本公开涉及包括相变材料的单元载体(cell carrier)。

背景技术

化石燃料在工业用途和消费者用途中均作为能源继续被取代。化石燃料被取代的一种方式是用电动机代替内燃机。用电动机代替内燃机通常涉及用燃料箱交换电池模块，其中电池模块提供用以操作电动机所需的电力。

电池模块通常包括以串联和并联中的一种或两种方式电连接的多个电池单元。一种示例类型的电池单元是“袋装单元(pouch cell)”，其中传统电池单元的刚性外部由柔性袋代替。柔性且导电的接片从袋的边缘延伸出来并焊接到单元的电极上，电极则被包含在袋内；这些接片允许单元电连接到负载。袋装单元通常具有锂聚合物电池化学性质。

用传统电池单元的刚性外部交换柔性袋减小了电池模块的重量，但降低了单元的固有结构完整性。为了补偿这种完整性的降低，电池模块中的每个袋状单元通常安置在电池单元载体内，并且电池单元载体物理耦合在一起，以形成具有足够结构完整性以用于实际应用的堆叠组件。堆叠组件容纳在外壳内，该外壳保护堆叠组件免受环境影响。

发明内容

根据第一个方面，提供了一种单元载体。该单元载体包括用于接纳电池单元的单元隔室；热耦合到单元隔室的相变材料隔室；和位于相变材料隔室中的相变材料。相变材料具有在电池单元的正常操作温度与电池单元的自加热点(self-heating point)之间的相变温度。当被加热到相变温度时，相变材料从固态转变为液态或从液态转变为气态。

电池单元可以是能够在正常操作温度范围内操作的，并且相变温度可以在正常操作温度范围的上限与电池单元的自加热点之间。

相变温度可以是相变材料的熔化温度。

单元隔室可以包括背衬，当电池单元处于单元隔室中时，电池单元抵靠该背衬放置，并且背衬可以包括相变材料隔室的壁。

相变材料可以直接接触背衬。

载体可以包括从背衬延伸的凸起边缘，并且该凸起边缘可以包括在背衬的一侧上的单元隔室的周界的至少一部分和在背衬的相对侧上的相变材料隔室的周界的至少一部分。

相变材料隔室盖可以与背衬相对并且被耦合到凸起边缘。

相变材料隔室可以是流体密封的。

相变材料可以具有100kJ/kg与500kJ/kg之间的熔化潜热(latent heat ofmelting)。

相变材料的熔化温度可以在80℃与120℃之间。

根据另一个方面，提供了一种电池模块，其包括单元载体组件的堆叠。单元载体组件中的每个单元载体组件包括单元载体和电池单元。单元载体包括：用于接纳电池单元的单元隔室；热耦合到单元隔室的相变材料隔室；和位于相变材料隔室中的相变材料。相变材料具有在电池单元的正常操作温度与电池单元的自加热点之间的相变温度。当被加热到相变温度时，相变材料从固态转变为液态或从液态转变为气态。对于彼此直接接触的任何两个相邻单元载体组件，相邻单元载体组件之一的相变材料位于相邻单元载体组件的电池单元之间。

相邻单元载体组件之一的相变材料隔室可以直接接触相邻单元载体组件中的另一个。

电池模块还可以包括热沉(heat sink)，该热沉被热耦合到堆叠，并且单元载体组件中的每个单元载体组件还可以包括导热片，该导热片定位成将热量从电池单元传导到热沉。

导热片可以被层叠在电池单元上并且从单元隔室向外延伸到单元载体的与热沉接触的边缘。