通過傳熱流體與相變材料的組合對電化學電池進行的熱管理的製作方法

2023-10-17 16:28:39 2

專利名稱：通過傳熱流體與相變材料的組合對電化學電池進行的熱管理的製作方法
技術領域：
本發明涉及使用傳熱流體與熱能儲存材料的組合對電化學電池例如二次電池進行熱管理。
_4] 發明背景 總的來說，工業界積極尋求使用儲存在電化學電池中的電力部分或完全地為車輛供能的新方法。汽車工業已經認識到的一個問題是需要控制電化學電池的溫度。已知電化學電池的動力產生能力隨著溫度而改變，並且已知當加熱至高溫時電化學電池發生故障。調控電化學電池的溫度的各種方法描述在美國專利號6，596，433B2 (Godmundsson等，2003年7月22日授權)、5，817，434(fcooker等，1998年10月6日授權)、5，449，571 (Longardner 等，1995 年 9 月 12 日授權)、6，797，427B2 (Maleki 等，2001 年 8 月 9日授權)和6，942，944B2(A1-Hallaj等，2005年9月13日授權)中，其每個在此以其全文引入。這些方法中的每一種在一個或多個方面是低效的。例如Godmundsson等(美國專利號6，596, 433B2)教導了一種裝置,其包括含有相變材料的倉室,所述倉室將電化學電池與流動空氣通道分隔開。因此，空氣流不能直接冷卻電化學電池。熱量必須首先通過所述相變材料擴散，然後才能到達空氣流。這種安排是低效的，特別是用於應對可能需要長時間的高電池放電功率的應用時(例如在汽車的高速驅動或上坡驅動期間)。此外,Godmundsson沒有教導當相變材料冷卻時用於加熱電化學電池的系統。基本思想是能夠通過在溫度低於最低目標溫度時提供熱量，在溫度高於最高目標溫度時移除熱量，並且在電化學電池的溫度在目標溫度範圍內時將熱量傳遞到熱能儲存材料中或從其中傳遞出來，以使電化學電池在目標溫度之內運行。作為實用的解決方案，加熱電化學電池的方法應該利用長期(例如至少4個小時或以上)有效儲存熱量的裝置，以便在車輛停泊在寒冷環境下之後，可以將電化學電池快速加熱至它們能夠向電負荷例如電動機提供充足電能的溫度。仍繼續存在著對用於從電化學電池快速移除熱量、向電化學電池快速提供熱量、將電化學電池維持在最低目標溫度與最高目標溫度之間以有效儲存熱量或其任何組合的裝置和系統的需求。例如，存在著對能夠將熱量從電化學電池直接傳遞到傳熱流體和熱能儲存材料兩者的裝置的需求。發明概沭本發明的一個方面是一種裝置，其包括用於接收傳熱流體的入口 ；用於容納一個或多個電化學電池的一個或多個電化學電池倉室；含有一種或多種熱能儲存材料的一個或多個熱能儲存材料倉室；以及用於使所述傳熱流體通過所述裝置流動的一個或多個傳熱流體倉室；其中所述一個或多個傳熱流體倉室與所述一個或多個電化學電池倉室之間的空間優選包括一個或多個基本上不含所述熱能儲存材料的第一區域(即一個或多個第一部分)；並且所述一個或多個傳熱流體倉室與所述一個或多個熱能儲存材料倉室之間的空間優選包括一個或多個基本上不含電化學電池的第二區域(即一個或多個第二部分)；使得所述傳熱流體倉室與所述熱能儲存材料倉室和所述電化學電池倉室兩者直接熱連通。本發明的另一方面涉及一種系統，其包括本文中所述的溫度調控裝置和熱儲存裝置，其中所述熱儲存裝置包括具有出口的絕熱容器，位於絕熱容器內部並包含熱能儲存材料的一個或多個熱能儲存材料倉室，以及用於使傳熱流體通過所述熱儲存裝置流動的一個或多個傳熱流體倉室，其中所述傳熱流體倉室與所述熱能儲存材料倉室熱連通；用於使傳熱流體從所述熱儲存裝置的出口流向所述溫度調控裝置的入口的裝置；其中所述系統是用於調控所述一個或多個電化學電池的溫度的溫度調控系統。本發明的與方法相關的方面是用於調控電化學電池的溫度的方法，所述方法包括使用傳熱流體將熱量傳遞到本文所述的電池溫度調控裝置中的步驟。 本發明的與方法相關的另一方面是使用本文所述的電池溫度調控系統調控電化學電池的溫度的方法，所述方法包括將熱量從所述熱儲存裝置向所述電池溫度調控裝置傳遞的步驟。有利的是，本發明的裝置、系統和方法能夠將熱量從電化學電池直接傳遞到傳熱流體和熱能儲存材料兩者。令人吃驚的是，本發明的裝置、系統和方法能夠從電化學電池快速移除熱量、向電化學電池快速提供熱量、將電化學電池有效維持在最低目標溫度與最高目標溫度之間、有效儲存熱量或其任何組合。附圖簡述在下面的詳細描述中，通過本發明實施方案的非限制性實例並參考提出的多個圖對本發明進行進一步描述，在所述圖中相似的參考數字在圖的幾種視圖中表示相似部件，在所述圖中圖I是說明性電池溫度調控裝置的橫截面的一部分。圖2A是說明性電池溫度調控裝置的橫截面的一部分。如圖2A中所示，傳熱流體倉室可以具有總體為平面的表面。圖2B是說明性電池溫度調控裝置的橫截面的一部分。如圖2B中所示，電池溫度調控裝置可以包括用於第一傳熱流體的第一傳熱流體倉室和用於第二傳熱流體的第二傳熱流體倉室。圖3是另一個說明性電池溫度調控裝置的橫截面的一部分。圖4是說明性溫度調控裝置的橫截面的一部分。如圖4中所示，該裝置可以包括具有總體上平面表面的電化學電池倉室。圖5是說明性熱儲存裝置的橫截面的一部分。圖6是說明性熱儲存裝置的橫截面的一部分。如圖6中所示，熱儲存裝置可以包括毛細結構。圖7是電池溫度調控系統的示意圖。圖8A是電池溫度調控系統的示意圖。如圖8A中所示，該系統可以包括具有電加熱器的熱儲存裝置。
圖8B是電池溫度調控系統的示意圖。如圖8B中所示，該系統可以包括具有電加熱器的熱儲存裝置，熱儲存裝置可以整合在電池溫度調控裝置內部，或兩者同時存在。圖9是電池溫度調控系統的示意圖。如圖9中所示，該系統可以包括用於從電池溫度調控裝置移除熱量的第一傳熱流體和用於向電池溫度調控裝置提供熱量的第二傳熱流體。發明詳沭
在下面的詳細描述中，結合優選實施方案對本發明的具體實施方案進行了描述。然而，就下面的描述特異性針對本發明技術的特定實施方案或特定應用來說，它的目的僅僅是說明性的，並且只是對示例性實施方案提供簡明描述。因此，本發明不限於下面所描述的特定實施方案，而是相反，本發明包括在隨附的權利要求書的真實範圍內的所有替代方案、修改和等同物。正如將從本文的教導中看到的，本發明提供了用於調控電化學電池的溫度的獨特裝置、系統和方法，它們具有更有效、更可靠的優點或同時兼具兩種優點。本發明的電池溫度調控系統包括一種或多種熱能儲存材料和一種或多種傳熱流體。例如，電池溫度調控系統可以包括新的電池溫度調控裝置，其含有一個或多個電化學電池、熱能儲存材料和一個或多個傳熱流體倉室。該一個或多個傳熱流體倉室可用於使傳熱流體通過裝置流動，以用於從裝置中的熱能儲存材料移除熱量而從電化學電池移除熱量，用於向裝置中的熱能儲存材料提供熱量，用於向電化學電池提供熱量，或其任何組合。優選情況下，該一個或多個傳熱流體倉室包括與熱能儲存材料熱連通的一個或多個部分以及與電化學電池熱連通的一個或多個部分。電池溫度調控裝置電池溫度調控裝置可以包括一個或多個傳熱流體倉室、一個或多個電化學電池倉室和一個或多個熱能儲存材料倉室。一個或多個傳熱流體倉室與一個或多個電化學電池倉室之間的空間優選包括一個或多個基本上或完全不含熱能儲存材料的區域(即不含插入到電化學電池倉室與傳熱流體倉室之間的熱能儲存材料的一個或多個區域)。一個或多個傳熱流體倉室與一個或多個熱能儲存材料倉室之間的空間優選包括一個或多個基本上或完全不含電化學電池的區域(即不含插入到熱能儲存材料倉室與傳熱流體倉室之間的電化學電池或電化學電池的一部分的一個或多個區域)。因此，傳熱流體倉室優選與電化學電池倉室和熱能儲存材料倉室兩者熱連通(例如直接熱連通)。在各個不同方面中，預計本發明通過控制電化學電池的溫度，例如通過從電化學電池移除熱量、向電化學電池提供熱量、維持電化學電池的溫度或其任何組合，提高或維持電池溫度調控裝置中一個或多個電化學電池的性能。有利情況下，可以利用電池溫度調控裝置以便將電池組中電化學電池的溫度冷卻至低於電化學電池的最高運行溫度的溫度、加熱至高於電化學電池的最低運行溫度的溫度、維持在目標溫度範圍之內或其任何組合。因此，電池溫度調控裝置可以包括用於將熱能傳遞到裝置中的一種或多種手段，用於從裝置移除熱能的一種或多種手段，用於將裝置中的溫度維持在低於溫度上限的一種或多種手段，用於將裝置中的溫度維持在高於溫度下限的一種或多種手段，或其任何組合。優選地，電池溫度調控裝置至少包括用於加熱電化學電池的手段、用於冷卻電化學電池的手段和用於維持電化學電池中的溫度的手段。
電池溫度調控裝置包括用於容納或以其他方式包含一個或多個電化學電池的一個或多個電化學電池倉室，以及一個或多個傳熱流體倉室。該一個或多個傳熱流體倉室優選與該一個或多個電化學電池倉室隔離，以便傳熱流體不進入電化學電池。電池溫度調控裝置可以包含一個或多個傳熱流體入口，用於使傳熱流體流入傳熱流體倉室。電池調控裝置優選具有一個或多個傳熱流體出口，用於從裝置移除傳熱流體。優選情況下，電池溫度調控裝置包括將熱量傳遞到裝置中的手段和將熱量從裝置傳遞出去的手段。例如，電池溫度裝置可以與裝置外部的部件熱連通。這樣的熱連通可以包括流體(例如傳熱流體)或固體，其具有足夠高的導熱性和接觸面積以便可以快速向裝置提供熱量或從裝置移除熱量。將熱量傳遞到電池溫度調控裝置中的手段優選包括使傳熱流體通過溫度調控裝置循環。將熱量從電池溫度調控裝置傳遞出去的手段優選包括使傳熱流體通過裝置循環。用於加熱電池溫度調控裝置的傳熱流體和用於冷卻它的傳熱流體可以相同或不同。用於加熱電池溫度調控裝置的傳熱流體和用於冷卻它的傳熱流體都可以通過相同的傳熱流體倉室循環。可選地，電池溫度調控裝置可以包括用於冷卻裝置的第一傳熱流體和用於加熱裝置的第二傳熱流體。任選地，在電池溫度調控裝置中使用的任何傳熱流體可以包括工作流體或基本上由其構成。例如，裝置可以包括用於將熱量傳遞到裝置中的 工作流體、用於將熱量從裝置傳遞出去的工作流體或兩者。熱能儲存材料倉室如上所述，熱能儲存材料優選隔離在一個或多個倉室中。典型情況下，熱能儲存材料具有相對低的以W/m ·Κ為單位的導熱率、以m2/s為單位的相對低的熱擴散率或兩者。例如，熱能儲存材料可以具有與它提供於其中的倉室的材料相比更低的導熱率、熱擴散率或兩者。也可以使用具有相對高的導熱率、相對高的熱擴散率或兩者的熱能儲存材料。優選情況下，對一個或多個倉室的形狀和/或尺寸進行選擇，以使得熱能可以被快速傳遞到熱能儲存材料中或從其傳遞出去。因此，熱能儲存材料倉室可以利用一種或多種手段來增加熱能傳遞進出熱能儲存材料的速率。傳熱速率可以用每體積熱能儲存材料的功率(即瓦特/m3)來度量。例如，一種或多種熱能儲存材料可以具有至少一個相對小的維度(例如與一個或多個其他維度相比)，熱能儲存材料可以儲存在多個倉室中，一個或多個倉室的內部可以具有導熱物體(例如風扇、導線、絲網等)，或其任何組合。熱能儲存材料優選在足夠數目的小室或囊狀結構之間分割，以便如果一個或兩個小室或囊狀結構損壞，可能散逸的熱能儲存材料的量較小，裝置將繼續發揮作用，或兩者同時發生。例如，單一小室中的熱能儲存材料的量以裝置中的熱能儲存材料的總量計，優選低於35%、更優選低於10%、更優選低於約5%、最優選低於約2%。優選情況下，一些或所有小室含有至少O. 01 %的熱能儲存材料。熱能儲存材料倉室與傳熱流體倉室之間的接觸面積可以足夠高，以使得熱量可以通過傳熱流體從熱能儲存材料有效移除。Atesm是一個或多個傳熱流體倉室與一個或多個熱能儲存材料倉室之間的接觸面積，Ak是一個或多個傳熱流體倉室與一個或多個電化學電池倉室之間的接觸面積。Atesm/(Atesm+Aec)的比率可以大於O. 01、優選大於O. 05、更優選大於O. 10、更優選大於約O. 2、最優選大於約O. 25。Atesm/Vtesm的比率可以足夠高以便降低由於從熱能儲存倉室的中心的熱擴散造成的熱滯，其中Vtesm是一個或多個熱能儲存材料倉室中的熱能儲存材料的體積(在25°C溫度下測量)。例如，Atesm/Vtesm的比率優選大於約O. 05mm \更優選大於約O. 2111111'甚至更優選大於約O. δπιπΓ1、且最優選大於約ImnT1。熱能儲存材料優選在多個單獨隔離的小室(例如囊狀結構)中，多個小室的總表面積相對高，從小室的表面到小室的中心的距離相對低，或同時具有兩者。多個小室(例如囊狀結構)可以排列成一個或多個小室層。例如，熱儲存裝置可以包括多個小室層(例如囊狀結構)。每層小室可以含有單個小室或多個小室。一般來說，一層小室是指結構互連的一個或多個小室。例如，可以通過至少將其間具有熱能儲存材料的兩個片材(例如兩個箔片)的外緣密封連接，以便形成含有熱能儲存材料的一個或多個空間，來形成小室層。應該認識到，一層小室(例如一層囊狀結構)可以具有相對低的厚度、相對高的表面積與體積比或兩者，以便可以從小室的內部快速移除熱量。小室在層中可以採取任何排列方式。例如，小室可以具有相同尺寸和形狀，小室可以具有變化的尺寸和形狀，小室可以以重複的模式(例如含有1、2個或更多小室的模式)排列，或者可以排列成一般不重複的模式。在本發明的優選方面中，在各層囊狀結構中小室排列為囊狀結構的陣列(例如一維陣列、二維陣列或徑向陣列)。熱儲存裝置可以包括多個囊狀結構層，在一對或多對相鄰的囊狀結構層之間具有 間隔。間隔可用作傳熱流體倉室的一部分。囊狀結構層可以在一個側面上具有間隔、在兩個相對側面上具有間隔、沒有間隔、或其任何組合。例如，可以在每對相鄰囊狀結構層之間存在間隔。一層囊狀結構可以具有弓形的一個表面和總體上平坦的相對表面。總體上弓形的表面對於傳熱流體(其中弓形路徑可以增加傳熱流體與囊狀結構之間的熱流動)，對於囊狀結構與總體上弓形的電化學電池倉室的接觸或對於兩者來說，可能是特別有吸引力。總體上平坦的表面對於減少傳熱流體流過傳熱流體倉室時的壓力降，對於囊狀結構與總體上平坦的電化學電池倉室的接觸或對於兩者來說可能特別有吸引力。總體上平坦的表面對於放置任選的毛細結構(並且毛細結構的厚度可以決定一部分工作流體倉室的任一側上的兩個囊狀結構層之間的分隔)以使得傳熱流體倉室可以用作毛細泵送環路的冷凝器來說也可能特別有吸引力。也可以使用相對表面都為總體上平坦的或都為弓形的層。也可以使用部分或基本上完全嵌套在一起的兩個相鄰的囊狀結構層。例如，兩個相鄰的囊狀結構層可以嵌套在一起並被允許傳熱流體在兩層之間流過的間隙隔開。可以對囊狀結構的尺寸和形狀進行選擇，以最大化熱量傳遞至包含在囊狀結構中的相變材料或從其傳遞出來的傳遞。可以對囊狀結構(例如囊狀結構層)的平均厚度進行選擇，以使得熱量可以從囊狀結構的中心快速散逸。囊狀結構的平均厚度優選小於約100mm、更優選小於約30mm、更優選小於約10mm、更優選小於約5mm、最優選小於約3mm。囊狀結構必須足夠厚以有效地儲存熱能。囊狀結構的平均厚度優選大於約O. 1mm、更優選大於約O. 5mm、更優選大於約O. 8mm、最優選大於I. 0mm。囊狀結構優選具有相對高的表面積與體積比，以使得與工作流體的接觸面積、與傳熱流體的接觸面積或兩者相對高，以便熱量可以快速提供給囊狀結構和/或從其移除。例如囊狀結構可以具有使與工作流體倉室的接觸最大化的表面，囊狀結構可以具有使囊狀結構與工作流體倉室之間的熱傳遞最大化的幾何形狀，或同時具有這兩者。工作流體倉室與相變材料倉室之間界面的總表面積與熱儲存裝置中的熱能儲存材料的總體積之比可以被選擇以大於約O. 02_4，優選大於約O. 05_'更優選大於約O. lmnT1、更優選大於約O. 2111111'最優選大於約O. 3mm_1o工作流體倉室與相變材料倉室之間界面的總表面積與熱儲存裝置中的熱能儲存材料的總體積之比必須足夠低以使得該裝置含有足夠的熱能儲存材料來儲存熱量。工作流體倉室與相變材料倉室之間界面的總表面積與熱儲存裝置中的熱能儲存材料的總體積之比優選被選擇為低於約βΟηιπΓ1。熱能儲存材料倉室可以採取泡罩包裝或泡罩包裝堆疊的形式。例如，可以將熱能儲存材料包封在壓印金屬層與平坦金屬層之間，所述金屬層被密封在一起以形成多個隔離的囊狀結構。非限制性地，熱儲存裝置可以利用2009年2月20日提交的題為「熱儲存裝置(Heat Storage Devices) 」的美國專利申請號12/389, 598中所描述的囊狀結構或囊狀結構排列(例如泡罩包裝或泡罩包裝堆疊)。形成囊狀結構

熱能儲存材料的囊狀結構可以使用為熱能儲存材料提供包封的任何方法來形成。非限制性的，該方法可以利用下述之一或任何組合通過壓印或以其他方式使薄材料片材(例如箔片)變形以在片材中形成圖案，用熱能儲存材料填充被壓印片材中的凹陷部，用第二片材(例如總體上平坦的片材)覆蓋被壓印的片材或將兩個片材連接。形成囊狀結構的方法可以利用2009年2月20日提交的題為「熱儲存裝置」(Heat Storage Devices)的美國專利申請號12/389，598中所描述的方法。適用於包封熱能儲存材料的片材包括耐用、耐腐蝕或具有這兩者的薄金屬片材(例如金屬箔)，以使得該片材能夠優選在不洩漏的情況下容納熱能儲存材料。金屬片材可能在具有重複熱循環的車輛環境中在超過I年、優選超過5年的時間內發揮作用。此外，金屬片材可以另外具有基本上惰性的外表面，其在運行中與熱能儲存材料接觸。非限制性地，可以使用的示例性金屬片材包括具有至少一層黃銅、銅、鋁、鎳-鐵合金、青銅、鈦、不鏽鋼等的金屬片材。片材可以總體是貴金屬，或者它可以是包括具有氧化物層(例如原始氧化物層或可以在表面上形成的氧化物層)的金屬的片材。一種示例性金屬片材是包含鋁或含鋁合金(例如含有大於50wt. %的鋁、優選大於90wt. %的鋁的鋁合金)層的鋁箔。另一種示例性金屬片材是不鏽鋼。適合的不鏽鋼包括奧氏體不鏽鋼、鐵素體不鏽鋼或馬氏體不鏽鋼。非限制性地，不鏽鋼可以包含濃度大於約IOwt. %、優選大於約13wt. %、更優選大於約15wt. %、最優選大於約17wt. %的鉻。不鏽鋼可以包含濃度小於約O. 30wt. %、優選小於約O. 15wt. %、更優選小於約O. 12wt. %、最優選小於約O. IOwt. %的碳。例如含有19wt. %鉻和約O. 08wt. %碳的不鏽鋼304 (SAE命名)。適合的不鏽鋼還包括含鑰不鏽鋼例如316 (SAE命名)。金屬片材具有足夠高的厚度，以便在片材成型時、當用熱能儲存材料填充囊狀結構時、在囊狀結構的使用過程中或其任何組合時不形成孔或裂縫。對於如運輸的應用來說，金屬片材優選相對地薄以使得熱儲存裝置的重量不因金屬片材而極大地增加。金屬片材的適合厚度可以大於約10 μ m、優選大於約20 μ m、更優選大於約50 μ m。金屬箔可以具有小於約3mm、優選小於1mm、更優選小於O. 5mm(例如小於約O. 25mm)的厚度。熱能儲存材料非限制性地，適用於熱儲存裝置的熱能儲存材料包括能夠表現出相對高熱能密度的材料，所述熱能作為顯熱、潛熱或優選兩者。熱能儲存材料優選與熱儲存裝置的運行溫度範圍相容。例如，熱能儲存材料在熱儲存裝置的較低運行溫度下優選為固體，並且在熱儲存裝置的最高運行溫度下至少部分為液體(例如完全為液體)，在裝置的最高運行溫度下不顯著降解或分解(例如在至少約1，OOO小時、優選至少約10，000小時的時期內)，或其任何組合。熱能儲存材料可以是具有固-液轉變溫度(例如液相線溫度、熔化溫度或低共溶溫度)的相變材料。固-液轉變溫度可以高於約30°c、優選高於約35°C、更優選高於約40°C、甚至更優選高於約45°C、最優選高於約50°C。熱能儲存材料可以具有低於約400°C、優選低於約350°C、更優選低於約290°C、甚至更優選低於約250°C、最優選低於約200°C的固-液轉變溫度。熱能儲存材料可以具有大於約O. IMJ/升、優選大於約O. 2MJ/升、更優選大於約O. 4MJ/升、最優選大於約O. 6MJ/升的熔化熱密度。典型情況下，熱能儲存材料具有小於約5MJ/升的熔化熱密度。然而，也可以使用具有更高熔化熱密度的熱能儲存材料。熱能儲存材料可以具有小於約5g/cm3、優選小於約4g/cm3、更優選小於約3. 5g/cm3、最優選小於約3g/cm3的密度。熱能儲存材料倉室可以含有任何本領域已知的熱能儲存材料。可用於熱能儲存材料倉室中的熱能儲存材料的實例包括在下述文獻中描述的材料:Atul Sharma, V. V. Tyagi.C. R. Chen, D. Buddhi, 「使用相變材料的熱能儲存和應用綜述(Review on thermalenergy stroage with phase change materials and applications)」, Renewable and·Sustainable Energy Reviews 13 (2009) 318-345，以及 Belen Zalba, Jose Ma Mann, LuisaF. Cabeza, Harald Mehling, 「具有相變的熱能儲存的綜述材料、傳熱分析和應用(Reviewon thermal energy stroage with phase change materials, heat transfer analysisand applications) 」，Applied Thermal Engineering 23 (2003) 251-283, 二者在此以其全文引入作為參考。可以在熱傳遞裝置中使用的適合的熱能儲存材料的其他實例包括在2009年2月20日提交的題為「熱能儲存材料(Thermal Energe Storage MaterialsVIA美國專利申請號12/389，416和2009年2月20日提交的題為「熱儲存裝置(Heat StorageDevices) 」的美國專利申請號12/389，598中描述的熱能儲存材料。熱能儲存材料可以包括有機材料、無機材料或有機和無機材料的混合物。可以使用的有機化合物包括鏈烷烴和非鏈烷屬有機材料，如脂肪酸。可以使用的無機材料包括水合鹽和金屬物質。熱能儲存材料可以是一般在單一溫度下發生固-液轉變的化合物或混合物(例如低共熔混合物)。熱能儲存材料可以是在某一溫度範圍內(例如大於約3°C或大於約5°C的範圍)發生固-液轉變的化合物或混合物。非限制性地，可以單獨或作為混合物使用的適合的非鏈烷屬有機材料包括聚乙二醇、癸酸、反油酸(eladic acid)、月桂酸、十五烷酸、甘油三硬脂酸酯、肉豆蘧酸、棕櫚酸、硬脂酸、乙醯胺、延胡索酸甲酯、甲酸、辛酸、甘油、D-乳酸、棕櫚酸甲酯、莰尼酮、溴代二十二燒(docasyl bromide)、二庚基酮(caprylone)、酹、十七燒酮、I-環己基十八燒、4_十七燒酮、對甲苯胺(joluidine)、氨腈、二十烷酸甲酯、3-十七烷酮、2-十七烷酮、氫化肉桂酸、鯨蠟醇、萘胺(η印thylamine)、莰烯、鄰硝基苯胺、9-十七烷酮、百裡酚、山嵛酸甲酯、二苯基胺、對二氯苯、草酸酯、連二磷酸、二氯代鄰二甲苯、氯乙酸、硝基萘、三肉豆蘧酸甘油酯、十七燒酸(heptaudecanoic)、蜂臘、甘醇酸(glyolic acid)、乙醇酸、對溴苯酹、偶氮苯、丙烯酸、dinto toluent、苯乙酸、烯丙基硫脲、溴代樟腦、四甲苯、苯甲胺、溴代苯甲酸甲酯、α-萘酚、戊二酸、二氯代對二甲苯、鄰苯二酚、苯醌、乙醯替苯胺、琥珀酸酐、苯甲酸、芪(stibene)、苯甲醯胺或其任何組合。
非限制性地，可以單獨或作為混合物使用的適合的無機鹽包括K2HPO4 · 6H20、FeBr3 · 6H20、Mn (NO3) 2 · 6H20、FeBr3 · 6H20、CaCl2 · 12H20、LiNO3 · 2H20、LiNO3 · 3H20、Na2CO3 · 10H20、Na2S04 · 10H20、KFe(S03)2 · 12H20、CaBr2 · 6H20、LiBr2 · 2H20、Zn (NO3) 2 · 6H20、FeCl3 · 6H20、Mn (NO3)2 · 4H20、Na2HPO4 · 12H20、CoSO4 · 7H20、KF · 2H20、MgI2 · 8H20、CaI2 · 6H20、K2HPO4 ·7Η20、Zn (NO3)2 · 4H20、Mg (NO3) 2 ·4Η20、Ca (NO3)2 .4H20、Fe (NO3)2 · 9H20、Na2SiO3 · 4H20、K2HPO4 · 3H20、Na2S2O3 · 5H20、MgSO4 · 7H20、Ca (NO3) 2 · 3H20、Zn (NO3) 2 · 2H20、FeCl3 · 2H20、Ni (NO3)2 *6H20,MnCl2 .4H20、MgCl2 ·4Η20、CH3COONa .3H20、Fe (NO3)2 .6H20、NaAl (SO4) 2 · 10H20、NaOH · H2O, Na3PO4 · 12H20、LiCH3COO · 2H20、Al (NO3) 2 · 9H20、Ba (OH) 2 · 8H20、Mg (NO3) 2 · 6H20、KAl (SO4)2 · 12H20, MgCl2 · 6H20或其任何組 合。應該認識到，可以使用具有更高或更低水濃度的無機鹽。熱能儲存材料可以包括(或甚至可以基本上由它們構成或由它們構成)至少一種第一含金屬材料、更優選為至少一種第一含金屬材料與至少一種第二含金屬材料的組合。第一含金屬材料、第二含金屬材料或兩者可以是基本上純的金屬、合金例如包括基本上純的金屬與一種或多種其他合金成分(例如一種或多種其他金屬)的合金、金屬互化物、金屬化合物(例如鹽、氧化物或其他)或其任何組合。一種優選方法是利用一種或多種含金屬材料作為金屬化合物的一部分；更優選的方法是利用至少兩種金屬化合物的混合物。例如，適合的金屬化合物可以選自氧化物、氫氧化物、包含氮和氧的化合物(例如硝酸鹽、亞硝酸鹽或兩者)、齒化物或其任何組合。可能也可以使用三元、四元或其他多組分材料體系。本文中的熱能儲存材料可以是表現出低共熔性的兩種或更多種材料的混合物。絕熱電池溫度調控裝置優選至少部分絕熱以便在電化學電池不產熱時減少或最小化裝置的熱損失。絕熱可以在電化學電池不產熱時使裝置相對長時間維持在高於最低目標溫度的溫度。絕熱可以使裝置維持於高於最低目標溫度的溫度的時間比不含絕熱且其他方面都相同的裝置更長的時間，優選長至少50 %、最優選長100 %。裝置保持在高於最低目標溫度的時間可以通過將裝置加熱至最高目標溫度，然後將裝置暴露於-30°C的環境溫度而不向裝置進一步提供熱量(即傳熱流體不循環，並且電化學電池不充電或放電)來測量。由此度量，電池溫度調控裝置維持高於最低目標溫度的溫度的時間，優選為至少約5分鐘、更優選至少20分鐘、最優選至少約60分鐘。可以利用通過熱儲存裝置阻止散熱的任何已知的絕熱形式。例如，可以利用在此引為參考的美國專利號6，889，751中所公開的任何絕熱方式。熱儲存裝置優選為(熱)絕緣容器，使得它在一個或多個表面上隔熱。優選情況下，暴露於環境或外部的一些或所有表面具有鄰接的隔熱體。隔熱材料可以通過減少對流散熱、減少輻射散熱、減少傳導散熱或任何組合來發揮作用。優選情況下，絕熱可以通過使用優選具有相對低熱傳導的隔熱體材料或結構來獲得。絕熱可以通過使用相對隔開的壁之間的間隙來獲得。間隙可以被氣態介質佔據，例如空氣空間，或者可能甚至可以是抽空的空間(例如通過使用杜瓦容器)、具有低導熱性的材料或結構、具有低散熱性的材料或結構、具有低對流的材料或結構，或其任何組合。非限制性地，絕熱可以包含陶瓷絕熱(例如石英或玻璃絕熱)、聚合物絕熱或其任何組合。絕熱可以是纖維形式、泡沫形式、緻密層、塗層或其任何組合。絕熱可以採取織物材料、非織物材料或其組合的形式。熱傳遞裝置可以使用杜瓦容器來絕熱，更具體為包括被構造為限定內部儲存空腔的大致相對的壁以及相對壁之間的壁空腔的容器，其中壁空腔被抽氣至低於大氣壓。壁可以進一步利用反射性表面塗層(例如鏡面)以最小化輻射散熱。優選情況下，在系統周圍提供有真空絕熱。更優選情況下，提供在此以其全文引入作為參考的美國專利號6，889，751中所公開的真空絕熱。圖I是示例性電池溫度調控裝置10的橫截面的說明性部分。參考

圖1，電池溫度調控裝置10可以包括一個或多個電化學電池倉室12、一個或多個熱能儲存材料倉室14和一個或多個傳熱流體倉室16。熱能儲存材料倉室可以含有一種或多種熱能儲存材料18。電化學電池倉室可以含有一個或多個電化學電池20。傳熱流體倉室與電化學電池倉室之間的一部分空間22基本上或完全不含熱能儲存材料。傳熱流體倉室與熱能儲存材料倉室之間的一部分空間24基本上或完全不含電化學電池。如圖I中所示，熱能儲存材料倉室14與 電化學電池倉室12之間的接觸面積可以相對小或甚至為零。例如，以與電化學電池倉室或傳熱流體倉室相接觸的熱能儲存材料的總表面積計，與電化學電池倉室相接觸的熱能儲存材料倉室的表面積可以小於約5 %、小於約3 %、小於約2%或小於約I %。圖2A是示例性電池溫度調控裝置10'的橫截面的另一個說明性部分。如圖2A中所示，可以對熱能儲存材料倉室14'的形狀進行選擇，使得電化學電池倉室12至少部分嵌套在熱能儲存材料倉室中。熱能儲存材料倉室與電化學電池倉室之間的接觸面積26可以相對高，以便熱能儲存材料與電化學電池直接熱連通。例如，以與電化學電池倉室或傳熱流體倉室相接觸的熱能儲存材料的總表面積計，與電化學電池倉室相接觸的熱能儲存材料倉室的表面積可以為至少約5%、至少約10%、至少約20%或至少約30%。熱能儲存倉室可以由多個囊狀結構、例如多個泡罩包裝構成。如圖2A中所示，熱能儲存倉室可以至少包括第一泡罩包裝28和第二泡罩包裝30。第一泡罩包裝28和第二泡罩包裝30可以隔開,並且第一泡罩包裝與第二泡罩包裝之間的空間可以限定至少一部分傳熱流體倉室16'。例如，第一泡罩包裝的基本上平坦的第一表面29和第二泡罩包裝朝向第一表面的基本上平坦的表面29'可以被隔開，為傳熱流體流動留下空間。如圖2B中所示，電池溫度調控裝置可以包括分開的傳熱流體倉室以用於移除熱量和提供熱量。例如，電池溫度調控裝置10"可以具有第一傳熱流體倉室16'和第二傳熱流體倉室32。如圖2B中所示,該傳熱流體倉室之一(或兩者)在使用中可以含有工作流體34。第一泡罩包裝和第二泡罩包裝可以與一般對稱布置的熱能儲存材料的囊狀結構對齊。這樣的排列顯示在圖1、2A和2B中。第一和第二泡罩包裝可以以非對稱排列方式對齊。例如，第一泡罩包裝28'可以相對於第二泡罩包裝30'移位，如圖3中所示。因此，傳熱流體倉室與電化學電池倉室之間的至少一部分空間可以含有熱能儲存材料(即熱能儲存材料可以部分插置在傳熱流體倉室與電化學電池倉室之間)。如圖4中所示，電化學電池倉室12'可以具有總體平坦的表面。包括一個或多個熱能儲存材料倉室14"的第一泡罩包裝28"可以被排列成使泡罩包裝的總體平坦的表面與電化學電池倉室的總體平坦的表面相接觸。相鄰的第二泡罩包裝30"可以與第一泡罩包裝28"部分嵌套。兩個泡罩包裝之間的空間可以用作傳熱流體倉室16"的一部分。電化學電池倉室/電化學電池電化學電池倉室優選能夠容納或以其他方式包含一個或多個電化學電池。電化學電池倉室優選與熱能儲存材料倉室和傳熱流體倉室兩者熱連通。電化學電池可以是本技術領域已知的產生電力的任何電化學電池。例如，電化學電池可以能夠從一種或多種化學反應產生電能。電化學電池可以是一次電化學電池或二次電化學電池。優選情況下，電化學電池是可以重複充電的二次電化學電池。非限制性地,適合的二次電化學電池包括鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、鋰離子聚合物電池或其任何組合。優選的電化學電池包括一個或多個陽極和一個或多個陰極。優選在陽極與陰極之間使用隔板，例如半透膜。電化學電池優選包含電解質。可以使用的一次電化學電池的實例是從燃料產生電力的燃料電池。傳熱流體倉室電池溫度調控裝置具有在傳熱流體通過裝置循環時能夠容納傳熱流體的傳熱流體倉室。傳熱流體倉室優選與用於使傳熱流體流入傳熱流體倉室的一個或多個入口相連。傳熱流體倉室優選與用於使傳熱流體流出傳熱流體倉室的一個或多個出口相連。傳熱流體倉室可以是至少部分地由一個或多個傳熱流體倉室壁限定的空間、至少部分地由一個或多個熱能儲存倉室限定的空間、至少部分地由一個或多個電化學電池倉室限定的空間、至少部分地由電池溫度調控裝置的外殼或容器限定的空間，或其任何組合。
傳熱流體倉室優選與一個或多個電化學電池倉室和一個或多個熱能儲存材料倉室兩者具有足夠的熱連通，以便能夠從電化學電池和熱能儲存材料兩者移除熱量或向其提供熱量。傳熱流體倉室優選與一個或多個(或更優選所有)電化學電池倉室直接熱連通。直接熱連通可以是電化學電池與傳熱流體倉室的一部分之間不含熱能儲存材料、不含具有低導熱性材料的任何最短距離的路徑。低導熱性材料包括導熱率低於約IOOW/(m -K)、優選低於約IOW/(m K)、更優選低於約3W/(m K)的材料。例如，傳熱流體或傳熱流體倉室可以接觸一個或多個(或優選所有)電化學電池倉室的壁，或者基本上或完全通過具有高導熱率(例如高於約5ff/(m · K)、高於約12ff/(m · K)或高於約11 Off/(m · K))的材料與電化學電池倉室隔離。應該認識到，在傳熱流體倉室與電化學電池之間可以存在熱能儲存材料或具有低導熱性的材料的非常薄的層(例如小於約O. 1mm、優選小於約O. 01mm、更優選小於約O. OOlmm)，而不顯著影響傳熱。因此，一個或多個電化學電池倉室與一個或多個傳熱流體倉室之間的空間優選包括一個或多個基本上不含熱能儲存材料的區域。傳熱流體倉室優選與一個或多個(或更優選所有)熱能儲存倉室直接熱連通。直接熱連通可以是熱能儲存倉室與傳熱流體倉室的一部分之間不含電化學電池、不含具有低導熱性的材料或兩者的任何最短距離的路徑。例如，傳熱流體或傳熱流體倉室可以接觸一個或多個(或優選所有)熱能儲存材料倉室的壁，或者基本上或完全通過具有高導熱率(例如高於約5W/(m · K)、高於約12ff/(m*K)或高於約I IOW/(m· K))的材料與熱能儲存材料倉室隔離。應該認識到，在傳熱流體倉室與熱能儲存材料倉室之間可以存在具有低導熱性的材料的非常薄的層(例如小於約O. 1_、優選小於約O. 01_、更優選小於約O. OOlmm)而不顯著影響傳熱。因此,一個或多個熱能儲存材料倉室與一個或多個傳熱流體倉室之間的空間優選包括一個或多個基本上不含電化學電池的區域。電池溫度調控系統電池溫度調控裝置可以使用在包括一種或多種傳熱流體的系統中，所述傳熱流體流過電池溫度調控裝置以用於從裝置移除熱量、將熱量傳遞到裝置中或兩者。電池溫度調控系統優選包括一個或多個用於從電池溫度調控裝置接收熱量的部件(即熱移除部件)、一個或多個用於向電池溫度調控裝置提供熱量的部件(即熱提供部件)或兩者。熱移除部件優選與電池溫度調控裝置流體連通，以使得傳熱流體能夠通過兩者循環。熱移除部件優選使用兩個或多個管線(即管路)與電池溫度調控裝置相連，所述管線包括用於將傳熱流體轉移到熱移除部件中的第一管線和用於將傳熱流體轉移出熱移除部件的第二管線。熱提供部件優選使用兩個或多個管線(即管路)與電池溫度調控裝置相連，所述管線包括用於將傳熱流體轉移到熱提供部件中的第一管線和用於將傳熱流體轉移出熱提供部件的第二管線。熱提供部件優選具有與電池溫度調控裝置的流體連接，以使得傳熱流體能夠通過兩者循環。該系統優選包括用於使傳熱流體循 環的一個或多個泵。該系統優選包括用於測量系統中的一個或多個溫度的一個或多個溫度探針。該一個或多個溫度探針可以測量電化學電池、傳熱流體、熱提供部件、熱移除部件、環境溫度、電池溫度儲存裝置、熱能儲存材料的溫度或其任何組合。該系統優選在一個或多個管線上包含一個或多個閥，以便可以開始或停止傳熱流體向熱提供部件的流動，可以開始或停止傳熱流體向熱移除部件的流動，或兩者。該系統可以任選包括一個或多個加熱器，例如電阻加熱器。電阻加熱器，如果存在的話，可用於產生熱量以加熱熱提供部件。該系統優選包括一個或多個控制器。控制器可以控制傳熱流體向熱提供部件的流動、傳熱流體向熱移除部件的流動或兩者。控制器可以控制一個或多個閥、一個或多個泵、一個或多個加熱器或其任何組合。該系統可以包括對熱提供部件、連接熱提供部件與電池溫度調控裝置的一個或多個(例如所有)管線或其任何組合進行隔熱的一種或多種手段。熱提供部件/熱儲存裝置電池溫度調控系統優選包括用於向電池溫度調控裝置提供熱量的熱提供部件。熱提供部件可以是能夠加熱傳熱流體以使得熱量可以傳遞到電池溫度調控裝置中的電化學電池的任何部件。適合的熱提供部件可以儲存熱量、從一個或多個其他部件傳遞熱量或實現這兩者。熱提供部件，如果使用的話，優選基本上由有效儲存熱能以加熱電池溫度調控裝置的熱儲存裝置構成，或包括所述熱儲存裝置。熱儲存裝置可以位於電池溫度調控裝置外部，或可以整合在電池溫度調控裝置內。熱儲存裝置以裝置的總體積計(例如不包括任何隔熱體)能夠儲存相對高的熱能密度(例如以J/m3計)。例如，熱儲存裝置可能能夠儲存比電池溫度調控裝置更高，優選高至少20%、更優選高至少50%的熱能密度。熱儲存裝置優選被至少部分絕熱，以便降低或最小化熱儲存裝置的熱損失速率。可以利用對電池溫度調控裝置所述的任何絕熱手段對熱儲存裝置進行絕熱。通過使用熱儲存裝置，有可能降低或取消電池溫度調控裝置的絕熱。例如，對熱儲存裝置(由於它一般不包含一個或多個電化學電池，其體積可能相對小)進行絕熱可能比對電池溫度調控裝置(其體積可能相對大)進行絕熱更加有效。熱儲存裝置優選包括一個或多個傳熱流體倉室和一個或多個熱能儲存材料倉室。熱儲存裝置的熱能儲存材料倉室可以是本文所述的用於電池溫度調控裝置的任何熱能儲存材料倉室。優選情況下，熱儲存裝置的熱能儲存材料倉室在將熱能儲存材料與傳熱流體倉室隔離的結構中包括一種或多種熱能儲存材料。熱能儲存材料可以被包封在一個或多個小室或囊狀結構中。例如，熱能儲存材料可以提供在多個囊狀結構層，例如一個或多個泡罩包裝中。熱儲存裝置的大部分容積可以被熱能儲存材料佔據，以使得熱儲存裝置的功率輸出相對高，熱儲存裝置的總體積相對小，或兩者。例如，傳熱流體倉室的容積與熱儲存裝置中熱能儲存材料(例如相變材料)的體積之比可以小於約20 I (優選小於約10 I、更優選小於約5 I、甚至更優選小於約2 I、最優選小於約I : I)。熱儲存裝置可以具有足夠大的傳熱流體倉室以從熱儲存裝置有效地移除熱量，優選沒有過量的流體阻力。例如，傳熱流體倉室的容積與熱儲存裝置中熱能儲存材料(例如相變材料)的體積之比優選為至少約I : 200、更優選為至少約I : 100、甚至更優選為至少約I : 50、最優選為至少約I 25。熱儲存裝置可以含有足夠量的熱能儲存材料，以便可以將待加熱的物體(例如電池溫度調控裝置中的電化學電池)加熱至所需溫度。例如，熱儲存裝置可以含有足夠量的熱能儲存材料，以將電池溫度調控裝置的溫度增加至少10°c、優選至少約20°C、更優選至少約30°C、最優選至少約40°C。
圖5和圖6顯示了兩個熱儲存裝置42、42』的橫截面。熱儲存裝置包括包封在多個泡罩包裝28" /中的熱能儲存材料18'。泡罩包裝被排列成使得傳熱流體倉室16""、16""'與囊狀結構熱連通。泡罩包裝具有總體平坦的表面和弓形表面。如圖5中所示，傳熱流體倉室16""可以包括相鄰泡罩包裝的兩個弓形表面之間的空間。如圖6中所示，傳熱流體倉室16""'可以包括相鄰泡罩包裝的兩個總體平坦的表面之間的空間。如圖6中所示，傳熱流體倉室可以任選包括毛細結構33，以使得可以使用毛細力將傳熱流體(例如工作流體34)泵吸通過傳熱流體倉室。毛細結構和利用毛細泵送迴路的系統的實例描述在由Soukhojak等於2009年12月14日提交的PCT專利申請號PCT/US09/67823中，在此以其全文引入作為參考。例如，毛細結構可以具有小於約2mm、優選小於約1mm、更優選小於約400 μ m、甚至更優選小於約100 μ m、甚至更優選小於約30 μ m、甚至更優選小於約20 μ m、最優選小於約10 μ m的平均孔隙半徑。熱儲存裝置包括一個或多個入口 37，以使得傳熱流體可以流入熱儲存裝置。熱儲存裝置包括一個或多個出口 39，以使得傳熱流體可以流出熱儲存裝置。熱儲存裝置優選用一種或多種絕熱手段部分或完全絕熱。優選使用足夠的絕熱以便熱儲存裝置以相對低的速率向環境散熱。如圖5和圖6中所示，絕熱36可以包括真空室。如圖6中所示，在熱儲存裝置中使用的傳熱流體可以任選是工作流體34。在熱儲存中使用的熱能儲存材料可以是本文中所描述的用於電池溫度調控裝置中的任何熱能儲存材料。熱儲存裝置的熱能儲存材料可以與電池溫度調控裝置的熱能儲存材料相同。熱儲存裝置的熱能儲存材料可以不同於電池溫度調控裝置的熱能儲存材料。例如，熱儲存裝置可以使用具有與電池溫度調控裝置中所使用的熱能儲存材料的轉變溫度(例如液相線溫度、熔化溫度或低共熔溫度)不同的轉變溫度的熱能儲存材料。優選情況下，熱儲存裝置利用具有相對高的轉變溫度的熱能儲存材料。例如，熱儲存裝置可以包括具有比電池溫度調控裝置中的熱能儲存材料的轉變溫度更高的轉變溫度的熱能儲存材料。在本發明的特定方面中，熱儲存裝置所包括的熱能儲存材料可以具有高於約60°C、高於約80°C或高於約100°C的轉變溫度。熱儲存裝置所包括的熱能儲存材料可以具有低於約350°C、低於約250°C、低於約200°C或低於約150°C的轉變溫度。溫度調控裝置與熱儲存裝置之間的管線/連接正如上面討論的，系統優選包括用於循環傳熱流體的傳熱流體管線。管線可以連接兩個或多個部件(例如熱移除部件或熱提供部件，以及電池溫度調控裝置)以便形成循環迴路。管線優選在傳熱流體的溫度和壓力下不洩漏或開裂。管線優選由基本上或完全耐傳熱流體腐蝕的材料製成。系統可以利用包含熱量以它流動而不洩漏的管線。傳熱流體/工作流體用於加熱和/或冷卻一個或多個電化學電池的傳熱流體可以是任何液體或氣體，以使流體流過(例如，不固結地)電池溫度調控裝置或在其變冷時循環經過的其他部件(例如熱提供部件、一個或多個連接管路或管線、熱移除部件或其任何組合)。傳熱流體可以是能夠在電池溫度調控系統所使用的溫度下傳熱的本技術領域已知的任何傳熱流體或冷卻劑。傳熱流體可以是液體或氣體。優選情況下，傳熱流體能夠在它在使用過程中可能暴露的最低運行溫度(例如最低預期環境溫度)下流動。例如，傳熱流體在約I個大氣壓和約25°C、優選約0°C、更優選_20°C、最優選約_40°C下可以是液體或氣體。非限制性地，用於加熱和/或冷卻所述一個或多個電化學電池的優選傳熱流體在約40°C下是液體。傳熱流體應該能夠運輸大量熱能，典型為顯熱。適合的傳熱流體可以具有至少約 lj/g · K、優選至少約2J/g · K、更優選至少約2. 5J/g · K、最優選至少約3J/g ·Κ的比熱(在例如約25°C下測量)。優選情況下，傳熱流體是液體。例如，本技術領域已知的任何發動機冷卻劑可以用作傳熱流體。系統可以利用單一傳熱流體來加熱電化學電池和冷卻電化學電池。可選地，系統可以利用第一傳熱流體加熱電化學電池，並利用第二傳熱流體冷卻電化學電池。非限制性地，可以單獨或作為混合物使用的傳熱流體包括本技術領域的專業人員已知的傳熱流體，並包括含水的流體、一種或多種亞烷基二醇、一種或多種聚亞烷基二醇、一種或多種油、一種或多種製冷劑、一種或多種醇、一種或多種甜菜鹼類或其任何組合。傳熱流體可以包括(例如除了上面提到的流體之外或代替上面提到的流體)工作流體，例如後文中所描述的工作流體，或基本上由其構成。可以使用的適合的油包括天然油類、合成油類或其組合。例如，傳熱流體可以含有礦物油、蓖麻油、矽油、氟代烴油或其任何組合，或基本上由其構成(例如，至少80wt. %、至少90wt. %或至少95wt. % )。特別優選的傳熱流體包括一種或多種亞烷基二醇或基本上由其構成。非限制性地，適合的亞烷基二醇包括約I至約8個烷氧基。例如，亞烷基二醇可以包括含有約I至約6個碳原子的烷氧基。亞烷基二醇分子中的烷氧基可以相同，或者可以不同。任選地，亞烷基二醇可以包括各含有不同烷氧基或不同比率的烷氧基的不同亞烷基二醇的混合物。優選的烷氧基包括氧化乙烯、氧化丙烯和氧化丁烯。任選地，亞烷基二醇可以被取代。例如，亞烷基二醇可以被一個或多個烷基，如一個或兩個含有約I至約6個碳原子的烷基取代。因此，亞烷基二醇可以包括一種或多種亞烷基二醇單烷基醚、一種或多種亞烷基二醇二烷基醚或其組合，或基本上由它們構成。亞烷基二醇還可以包括聚亞烷基二醇。特別優選的亞烷基二醇包括乙二醇、二乙二醇、丙二醇和丁二醇。任何上述二醇可以單獨或作為混合物使用。例如，二醇可以作為與水的混合物使用。特別優選的傳熱流體包括基本上(例如以傳熱流體的總重量計至少80wt. %、至少90wt. %或至少96wt. % )或完全由二醇與水的混合物構成的混合物。混合物中水的濃度以傳熱流體的總重量計優選大於約5wt. %、更優選大於約IOwt. %、甚至更優選大於約15wt. %、最優選大於約20wt. %。混合物中二醇的濃度以傳熱流體的總重量計優選大於約5wt. %、更優選大於約IOwt. %、更優選大於約15wt. %、最優選大於約20wt. %。任選地，用於加熱和/或冷卻一個或多個電化學電池的傳熱流體可以包括工作流體或基本上完全由其構成。例如，系統可以包括通過其在其中被加熱和蒸發的熱儲存裝置流動，然後流向其在其中被冷凝電池的溫度調控裝置(即通過第一傳熱流體倉室)的工作流體。因此，熱儲存裝置可以起到工作流體的蒸發器的作用，且電池溫度調控裝置可以起到工作流體的冷凝器的作用。如果使用工作流體，提供給冷凝器(例如提供給電池溫度調控裝置)的熱量優選包括工作流體的汽化熱。系統可以包括用於將工作流體返回到熱儲存裝置的冷管線和用於從熱儲存裝置移除工作流體的熱管線。冷管線和熱管線優選能夠在工作流體流過迴路時容納工作流體而不洩漏。當熱儲存裝置(例如熱儲存裝置中的熱能儲存材料)處於足以使工作流體所有組分的綜合蒸氣壓超過約I大氣壓的溫度下，並且閥門打開以允許工作流體流動時，工作流體可以a)通過毛細結構泵送；b)至少部分蒸發；c)至少部分輸送到冷凝器；和(1)至少部分地在冷凝器中冷凝，以便從熱儲存裝置移除熱量。因此，系統可以任選地包括毛細泵送迴路。工作流體工作流體可以是當熱能儲存材料處於或高於其液相線溫度時能夠在熱儲存裝置中部分或完全蒸發(從液態向氣態轉變)的任何流體。非限制性地，示例性的 工作流體可以包括一種或多種醇、一種或多種酮、一種或多種烴、碳氟化合物、氫氟烴(hydrofIurocarbon)(例如本技術領域已知的氫氟烴製冷劑,如本技術領域已知的氫氟烴汽車製冷劑)、水、氨或其任何組合，或基本上由它們構成。適合的工作流體(例如用於毛細泵送迴路)包括具有下述特徵之一或其任意組合的純物質和混合物在熱能儲存系統最高溫度下良好的化學穩定性，低粘度(例如小於約IOOmPa · s),毛細結構的良好潤溼性(例如良好的燈芯潤溼性(wick wetting)),與毛細泵送迴路材料(例如容器材料、用於包封熱能儲存材料的材料、蒸氣和液體管線的材料等)的化學相容性(例如工作流體引起材料的低腐蝕)，適用於蒸發器和冷凝器二者的溫度的溫度依賴性蒸氣壓，高的體積汽化潛熱(即單位為焦耳每升的熔化潛熱與工作流體在約25°C下的密度之積)，或低於或等於冷凝器傳熱流體的凝固點(例如低於或等於防凍劑的凝固點的凝固點、凝固點低於或等於約_40°C的凝固點或兩者)的凝固點。例如，在-40°C溫度和I大氣壓壓力下，工作流體的平衡狀態可以是至少90%的液體。工作流體在蒸發器中的蒸氣壓應該足夠高，以便產生足以泵送工作流體的蒸氣流。優選情況下，工作流體在蒸發器中的蒸氣壓應該足夠高，以便產生的蒸氣流足以將以瓦特計量的所需熱功率從蒸發器攜帶至冷凝器。工作流體在蒸發器中的蒸氣壓優選足夠低，以便毛細泵送迴路不洩漏並且不破裂。工作流體對毛細結構的潤溼可以用工作流體在毛細結構材料上的接觸角來表徵。優選情況下，接觸角小於約80°、更優選小於約70°、更優選小於約60°、最優選小於約55。。工作流體優選在中壓下在低於約90°C的溫度下冷凝。例如，工作流體可以在低於約2MPa、優選低於約O. 8MPa、更優選低於約O. 3MPa、甚至更優選低於約O. 2MPa、最優選低於約O. IMPa的壓力下，在約90°C下冷凝。工作流體優選可以在非常低的溫度下流動。例如，工作流體可以暴露於非常低的環境溫度，並優選能夠在約0°c、優選約-10°c、更優選約-25°c、甚至更優選約-40°c、最優選約_60°C的溫度下從冷凝器流向熱儲存裝置。工作流體當處於完全充滿的熱儲存裝置的溫度下時優選處於氣態。例如，工作流體在I大氣壓下的沸點可以低於熱儲存裝置中熱能儲存材料的相變溫度，優選比熱能儲存材料的相變溫度低至少20°c，更優選比熱能儲存材料的相變溫度低至少40°C。在本發明的各個方面中，可能希望工作流體在I大氣壓下的沸點(或者工作流體所有組分的綜合蒸氣壓等於I大氣壓時的溫度可以)高於約30°C、優選高於約35°C、更優選高於約50°C、甚至更優選高於約60°C、最優選高於約70°C (例如，使得工作流體在環境條件下為液體)。在本發明的各個方面中，工作流體在I大氣壓下的沸點可以(或者工作流體所有組分的綜合蒸氣壓等於I大氣壓時的溫度可以)低於約180°C、優選低於約150°C、更優選低於約120°C、最優選低於約95°C。特別優選的工作流體包括水和氨，或基本上由其構成。例如，工作流體中水和氨的綜合濃度以工作流體的總重量計，可以為至少約80wt. %、更優選至少約90wt. %、最優選至少約95wt. %的水和氨。氨的濃度可以為足以將工作流體的沸點保持在低於水的沸點(例如比水的沸點低至少10°C )。氨的濃度以工作流體的總重量計可以大於約2wt. %、優選大於約IOwt. %、更優選大於約15wt. %、最優選大於約18wt. %。氨的濃度以工作流體的總重量計可以小於約80wt. %、優選小於約60wt. %、更優選小於約40wt. %、最優選小於約30wt. %。工作流體中水的濃度以工作流體的總重量計可以大於約20wt. %、優選大於約40wt. %、更優選大於約60wt. %、最優選大於約70wt. %。工作流體中水的濃度以工作流體的總重量計可以小於約98wt. %、優選小於約95wt. %、更優選小於約90wt. %、甚至更優選小於約85wt. %、最優選小於約82wt. %。例如，約21wt. %氨和約79wt. %水的溶液的液相點約為_40°C，在I大氣壓下沸程的上限低於約100°C。該溶液可以在室溫下儲存(例如作為液體)在未加壓容器中。優選情況下，工作流體在約0°C至約250°C的某一溫度下，其所有組分的綜合蒸氣壓等於I大氣壓。工作流體能夠有效地從熱儲存裝置傳遞熱能，以使得從熱儲存裝置移除一定量熱能所需的工作流體量相對小(例如與使用不是工作流體的傳熱流體來移除熱量的裝置相 比)。優選情況下，由工作流體傳遞的大部分熱量以汽化熱的形式傳遞。與利用不是工作流體的傳熱流體並具有相同初始功率的系統相比，在熱能儲存中工作流體的體積、工作流體的流速或兩者可以相對低。每升熱儲存裝置容器的工作流體(即流入熱儲存裝置的液態的工作流體)流速可以小於約5升/min、優選小於約2升/min、更優選小於約I升/min、甚至更優選小於約O. 5升/min、最優選小於約O. I升/min。系統中工作流體的體積與熱儲存裝置容器中的總容積或與熱儲存裝置中熱能儲存材料的體積的比率應該足夠低，以便系統的總重量不受工作流體重量的過度影響。系統中(例如毛細泵送迴路中)工作流體的體積與熱儲存裝置的容器的總容積(即容器內部的容積)的比率(或者甚至系統中工作流體的體積與熱儲存裝置中熱能儲存材料的體積的比率)可以小於約20、優選小於約10、更優選小於約4、甚至更優選小於約2、最優選小於約I。如上所述，工作流體可以以汽化熱的熱能形式傳遞部分熱能。工作流體優選具有高汽化熱，以使得能夠傳遞的熱量較高。適用於熱儲存裝置的工作流體可以具有大於約200kJ/摩爾、優選大於約500kJ/摩爾、更優選大於約750kJ/摩爾、甚至更優選大於約IOOOkJ/摩爾、最優選大於約1200kJ/摩爾的汽化熱。在工作流體的溫度可能低於0°C的應用中，工作流體優選不是水(例如以便工作流體不冷凍、引起破裂或出現這兩種情況)。應該認識到，與工作流體相接觸的材料可以抵抗工作流體的腐蝕。例如，熱儲存裝置或電池溫度調控系統可能與工作流體相接觸的任一或所有表面(例如，工作流體蒸氣管線的內部、工作流體液體管線的內部、熱儲存裝置的傳熱流體倉室的表面、一個或多個閥的內表面、冷凝器中工作流體倉室的表面、工作流體儲液庫的內表面等)可以由不鏽鋼製成。應該認識到，在本文中描述的熱能儲存系統中使用的任何工作流體或傳熱流體可以包括添加劑包。例如，添加劑包可以包括穩定劑、緩蝕劑、潤滑劑、極壓添加劑或其任何組
口 ο閥/分流器電池溫度調控系統可以包括一個或多個閥或本技術領域已知的用於控制傳熱流體的流動路徑的其他手段。該系統可以包括閥，其在打開時允許傳熱流體流過向電池溫度調控裝置提供熱量的部件，並在關閉時阻止通過所述部件的流動。例如，該系統可以包括用於打開和關閉傳熱流體通過熱儲存裝置的循環的一個或多個閥。該系統可以包括閥，所述閥在打開時允許傳熱流體流過從電池溫度調控裝置移除熱量的部件，並且在關閉時阻止通過所述部件的流動。例如，該系統可以包括一個或多個閥，其用於打開和關閉傳熱流體通過熱傳遞裝置例如散熱器的循環。應該認識到，可以利用一個或多個閥單閥將傳熱流體流從提供熱量的部件分流到移除熱量的部件。例如，該系統可以包括分流閥，其具有用於使傳熱流體通過提供熱量的部件循環的第一位置，以及用於使傳熱流體通過移除熱量的部件循環的第二位置。應該認識到，分流閥也可以允許傳熱流體循環以流向熱提供部件和熱移除部件兩者，並用於控制兩個液流的相對速率。該系統也可以包括用於停止和啟動傳熱流體通過電池溫度調控裝置的流動的一個或多個閥。熱接收部件/熱交換器系統包括用於從電池溫度調控裝置接收熱量的熱接收部件。熱接收部件可以具有傳熱流體倉室，以使得傳熱流體可以流入一個或多個入口通過熱接收部件，並流出一個或多個出口。熱接收部件可以通過從傳熱流體移除熱量來發揮作用，以使得傳熱流體在流過出口時的溫度低於其流進入口時的溫度。熱接收部件可以將它從傳熱流體接收的一些或所有熱量傳遞到散熱器或另一種流體。因此，熱接收部件可以是熱交換器。熱交換器可以將熱量傳遞到第二傳熱流體，其可以是液體或氣體。熱交換器可以利用第二傳熱流體，其與從電池溫度調控裝置移除熱量的傳熱流體相同或不同。優選情況下，第二傳熱流體是冷卻 劑(例如車輛中的冷卻劑)或空氣。例如，熱交換器可以是具有與空氣相接觸的大表面積的散熱器。散熱器可以將熱量從電池溫度調控裝置(經傳熱流體)傳遞到散熱器周圍的空氣。作為另一個實例，熱交換器可以向液體例如冷卻劑流體傳遞熱量，冷卻劑流體然後循環(例如到散熱器)。應該認識到，代替使用熱接收部件，可以通過使空氣流流過電池溫度調控裝置來冷卻該裝置。這樣的空氣流可以任選利用風扇、鼓風機、氣閘或其任何組合來調節空氣的流動。控制器系統優選包括一個或多個控制器。控制器可用於控制傳熱流體向熱接收部件的流動。控制器可用於控制傳熱流體從熱提供部件的流動。控制器可以控制加熱器，例如位於熱提供部件中或與熱提供部件熱連通的加熱器。控制器可以控制泵送傳熱流體的一個或多個泵。例如，控制器可以控制泵何時開啟、停止、增加其泵送速率、降低其泵送速率或其任何組合。控制器可以監測一個或多個預選的條件，例如系統的一個或多個溫度。控制器可以監測一個或多個電化學電池、傳熱流體、電池溫度調控裝置、熱能儲存材料、環境條件的溫度或其任何組合。控制器可以監測與熱通量相關的一個或多個預選條件，例如由電化學電池產生的熱量、從電池溫度調控裝置移除的熱量(例如通過散逸、通過傳熱流體或兩者)、由傳熱流體提供的熱量，或其任何組合。對於在車輛中使用的系統來說，控制器可以監測與車輛是否正在運行、車輛是否正在加速、車輛是否正在減速、車輛是否停泊、車輛是否插入外部電力源、車輛預期運行中的時間、環境溫度預報或其任何組合相關的一個或多個預選條件。控制器可以將該一個或多個預選條件的實測值與預定值進行比較。比較可以被控制器用來確定一個或多個閥是否應該打開或關閉(以及可能的程度)、是否一個或多個泵應該運行、是否向電加熱器提供電流，或其任何組合。任選的加熱器
電池溫度調控系統可以任選包括一個或多個加熱器。加熱器可以是能夠將熱儲存裝置中熱能儲存材料的溫度增加至超過其轉變溫度的溫度的任何加熱器。加熱器可以是將能量(例如電能、機械能、化學能或其任何組合)轉變成熱(即熱能)的任何加熱器。一個或多個加熱器可以是一個或多個電加熱器。一個或多個加熱器可以被用於加熱電池溫度調控系統中的一些或所有熱能儲存材料。例如，加熱器可以被用於加熱熱儲存裝置中的熱能儲存材料、用於加熱電池溫度調控裝置中的熱能儲存材料、或兩者。優選情況下，系統包括與熱儲存裝置熱連通的一個或多個加熱器。例如，系統可以包括熱儲存裝置的絕熱中的一個或多個加熱器。電加熱器可以利用來自於電化學電池、來自外部源或兩者的電力。例如，當車輛被接通到與靜止物體相連的出口時，可以使用來自於外部源的電力將熱儲存裝置維持在高於熱儲存裝置中熱能儲存材料的液相線溫度的溫度下。當車輛沒有接通到與靜止物體相連的出口時，可以使用從電化學電池產生的電力將熱儲存裝置維持在高於熱儲存裝置中熱能儲存材料的液相線溫度的溫度下。已發現，使用電加熱器加熱熱儲存裝置(其隨後用於加熱電化學電池)與使用來自於電加熱器的熱量直接加熱電化學電池相比具有一些優點，例如具有更高的效率、需要較少的絕熱或兩者。如圖7中所示，電池溫度調控系統40可以包括電池溫度調控裝置10，其通過用於循環傳熱流體50的一個或多個管線與熱儲存裝置42並與熱交換器例如散熱器58相連接。傳熱流體可以離開電池溫度調控裝置並分流到通往散熱器58的散熱器輸送管線64和通向熱儲存裝置42的熱儲存裝置輸送管線46中。系統包括一個或多個閥例如分流閥48，用於調控傳熱流體50相對於進入熱儲存裝置42的多少流量進入散熱器58。離開熱儲存裝置42的傳熱流體50可以通過熱儲存裝置返回管線44返回到電池溫度調控裝置10。離開散熱器58的傳熱流體50可以通過散熱器返回管線66返回到電池溫度調控裝置10。兩個返回管線44、66可以結合在一起。如圖7中所示，系統還可以包括一個或多個溫度探針54、56。例如，系統可以包括用於測量電池溫度調控裝置的溫度的電化學電池探針56、熱儲存裝置溫度探針54或兩者。熱儲存裝置溫度探針54可用於測量熱儲存裝置42中熱能儲存材料的溫度。系統40優選包括泵62或使傳熱流體循環的其他手段。系統40還可以包括一個或多個控制器52。控制器52可以控制泵62，用於調控傳熱流體的泵送速率或阻止傳熱流體循環。控制器52可以控制一個或多個閥例如分流閥48，用於控制傳熱流體50向熱儲存裝置42和散熱器58的流動。如圖8A中所示，系統40'可以包括與熱儲存裝置42熱連通的電加熱器68。例如，電加熱器68可以在熱儲存裝置42內部或與其毗鄰。優選情況下，電加熱器68在絕熱層內部，使得絕熱層一般不插置到電加熱器與熱儲存裝置之間。參考圖SB，系統40"可以包括整合在電池溫度調控裝置內的熱儲存裝置。這樣的構造可以在熱儲存裝置儲存熱量時、熱儲存裝置放出熱量以加熱電化學電池時或兩種情形時將向環境的散熱降至最低。如圖9中所示,系統40"'可以包括使第一傳熱流體50和第二傳熱流體74通過電池溫度調控裝置10獨立地循環的手段。電池溫度調控裝置10通過散熱器輸送管線64和散熱器返回管線66與散熱器58相連。第一傳熱流體50通過散熱器輸送管線64和散熱器 返回管線66循環，以便可以從電池溫度調控裝置10移除熱量並向散熱器59傳遞熱量。電池溫度調控裝置10通過熱儲存裝置輸送管線44和熱儲存裝置返回管線46與熱儲存裝置42連接。第二傳熱流體74通過熱儲存裝置輸送管線64和熱儲存裝置返回管線66循環，以便可以從熱儲存裝置42向電池溫度調控裝置10提供熱量。第二傳熱流體74可以是工作流體，並且熱儲存裝置可以包括毛細結構，以便工作流體通過毛細力泵入熱儲存裝置中。因此，熱儲存裝置可以任選是用於工作流體的蒸發器，電池溫度調控裝置可以是用於工作流體的冷凝器。系統可以包括一個或多個閥70和泵62用於控制第一傳熱流體的流速。系統可以包括一個或多個閥72和任選的泵(未示出)用於控制第二傳熱流體的流速。系統的運行本文描述的裝置和系統可用於管理電化學電池的溫度的方法中。該方法可以包括將電池溫度調控裝置中的電池溫度維持在最低目標溫度或以上、在最高目標溫度或以下或者兩者(即在目標溫度範圍之內)的步驟。當電池溫度處於目標溫度範圍內時，傳熱流體可以不循環或以相對低的速率通過電池溫度調控裝置循環。優選情況下，當電池溫度處於目標溫度範圍內時，傳熱流體不通過電池溫度調控裝置循環。當電池溫度高於最高目標溫度時，可以將電池溫度調控裝置冷卻。因此，當電池溫度高於最高目標溫度時，傳熱流體可以通過電池溫度調控裝置循環並從裝置移除熱量。例如，傳熱流體可以通過電池溫度調控裝置循環，直至電池溫度達到最高截止溫度。冷卻循環截止溫度可以是最高目標溫度或可以是低於最高目標溫度的溫度。例如，冷卻循環截止溫度可以是最低與最高目標溫度之間的溫度。當電池溫度低於目標溫度時，可以對電池溫度調控裝置進行加熱。因此，當電池溫度低於目標溫度時，傳熱流體可以通過電池溫度調控裝置循環以向裝置提供熱量。例如，傳熱流體可以通過電池溫度調控裝置循環直到電池溫度達到加熱循環截止溫度。加熱循環截止溫度可以是最低目標溫度或可以是低於最低目標溫度的溫度。例如，加熱循環截止溫度可以是最低與最高目標溫度之間的溫度。應該認識到，在電化學電池充電期間、電化學電池放電期間或兩者期間，可能在電池溫度調控裝置中產生熱量。可以使用冷卻循環來防止電池溫度達到或超過最高運行溫度。例如，在高於最高運行溫度的溫度下，可能發生對電池的暫時或永久損傷。如果電池溫度達到或超過最高運行溫度，該方法可以關閉電池溫度調控裝置中的一個或多個或甚至所有的電化學電池。如上所述，電池溫度調控裝置包括一種或多種熱能儲存材料。優選情況下，熱能儲存材料具有目標溫度範圍內的轉變溫度(例如熔化溫度、液相線溫度或低共熔溫度)。因此，可以利用熱能儲存材料將電池溫度維持在目標溫度範圍之內(即在轉變溫度或其附近)。任選地，電池溫度調控裝置可以包括具有相對高轉變溫度(例如處於最高目標溫度或低於最高目標溫度)的第一熱能儲存材料和具有比第一熱能儲存材料更低的轉變溫度的第二熱能儲存材料。例如，第一熱能儲存材料可以具有處於或低於最高目標溫度的轉變溫度，和第二熱能儲存材料可以具有處於或高於最低目標溫度的轉變溫度。當電化學電池產生熱量時(例如當電化學電池正在充電或放電時)，熱能儲存材料可以被有利地用於從電化學電池移除熱能。在電化學電池運行期間，電池溫度可能最初在目標溫度範圍之內並低於熱能儲存材料(例如第一熱能儲存材料)的轉變溫度。當電化學電池產熱時，熱能可以被部分用於加熱熱能儲存材料。當熱能儲存材料達到其轉變溫度時，一些熱能可用於熔化熱能儲存材料。因此，一些熱能可以被轉變成熱能儲存材料的熔化潛熱。隨著熱能被轉變成熔化潛熱，可以降低電池溫度增加的速率(例如，如與不具有熱能儲存材料的相同裝置相比)。當一些或所有熱能儲存材料(例如第一熱能儲存材料)已經 熔化時，電池溫度可以達到最高目標溫度。通過將熱能轉變成熔化潛熱(例如通過熔化熱能儲存材料)，可以減少、延遲或同時減少並延遲對從電池溫度調控裝置移除熱能(例如使用傳熱流體)的需要。當電池溫度超過最高目標溫度時，可以開始冷卻循環，包括開始循環傳熱流體或增加傳熱流體循環的速率的步驟。在冷卻循環期間，來自於電池的熱能可以從電池溫度調控裝置傳遞到裝置外部具有比電池溫度更低的溫度的一個或多個部件。非限制性地，在冷卻循環期間從電池溫度調控裝置移除的一些或所有熱能可以被傳遞到熱傳遞裝置。可以使用的示例性熱傳遞裝置包括散熱器、儲熱器和熱儲存裝置(例如本文所描述的熱儲存裝置)或其任何組合。優選情況下，從電池溫度調控裝置移除(例如在冷卻循環期間)的一些或所有熱能被用於加熱環境空氣(例如通過散熱器)。在冷卻循環期間，電化學電池的冷卻可以包括將傳熱流體與電化學電池倉室、與熱能儲存材料倉室或優選與兩者相接觸的步驟。應該認識到，環境溫度可以低於目標最低溫度。在一個或多個電化學電池不在放電或充電或者充電和放電的平均量相對低的時期內，來自於電池溫度調控裝置的熱能可以散失到環境。通過利用具有處於或高於最低目標溫度的轉變溫度的熱能儲存材料(例如第二熱能儲存材料)，熱能儲存材料的結晶熱可以降低電池溫度下降的速率(例如，與不具有熱能儲存材料的裝置相比)。當電池溫度降低至低於最低目標溫度的溫度時，可以使用加熱循環來提高電池溫度。在加熱循環期間，熱能可以在電池溫度調控裝置中產生、傳遞到所述裝置或兩者。優選情況下，在加熱循環期間，熱能被傳遞到電池溫度調控裝置。例如，可以使用傳熱流體將熱能傳遞到電池溫度調控裝置。因此，加熱循環可以包括啟動傳熱流體通過電池溫度調控裝置的循環或增加傳熱流體通過裝置的流速的步驟。例如，傳熱流體可以流過具有比電池溫度更高(並優選高於最低目標溫度)的溫度的一個或多個部件(例如一個或多個熱源)以加熱流體，並流過電池溫度調控裝置以將至少一些熱能傳遞到裝置中。傳熱流體可以保持相同的相(例如傳熱流體可以保持為液體或氣體)並且熱量可以作為顯熱傳遞，或者傳熱流體可以是工作流體，並且至少一些熱量可以作為冷凝熱傳遞到裝置(並且作為蒸發熱從熱源傳遞到流體)。在加熱循環期間，電化學電池的加熱可以包括將傳熱流體與電化學電池倉室、與熱能儲存材料倉室或優選與兩者相接觸的步驟。用於冷卻循環的傳熱流體和用於加熱循環的傳熱流體可以相同，並且可以通過電池溫度調控裝置的相同部分循環。因此，在加熱循環中可以利用一個或多個閥使傳熱流體通過熱源循環、防止傳熱流體通過熱傳遞裝置循環，或優選兩者。類似地，在冷卻循環中可以利用一個或多個閥來防止傳熱流體通過熱源循環、使傳熱流體通過熱傳遞裝置循環，或優選兩者。任選地，電池溫度調控系統可以使用在當車輛停泊時接通車輛外部的電力源的車輛中。當車輛停泊時，可以利用電加熱器加熱系統中的熱能儲存材料。例如，當一些或所有 的熱能儲存材料已經冷卻時，可以利用電加熱器提高熱能儲存材料的溫度。該方法可以包括利用從車輛外部的電源接收電力的電加熱器來加熱車輛中的熱能儲存材料(例如電池溫度調控裝置、熱儲存裝置或兩者中的熱能儲存材料)的步驟。當一些或所有的熱能儲存材料已發生從液體到固體的相變時，可以利用使用電加熱器加熱熱能儲存材料的步驟。因此，所述方法可以包括使用來自於電加熱器的熱量熔化一些或所有熱能儲存材料的步驟。當所有熱能儲存材料處於液態時，可以利用使用電加熱器加熱熱能儲存材料的步驟。因此，該方法可以包括使用電加熱器提高熱能儲存材料的溫度的步驟。應該認識到，本發明的裝置、系統和方法可用於使用電池的汽車應用中，特別是具有從電動發動機接收功率的傳動系統的汽車應用中。非限制性地，本發明可用於混合動力電動車和插電式電動車中。參考圖7，溫度探針56可以測量電池溫度調控裝置的溫度。控制器52可以將電池溫度調控裝置的溫度與預定目標溫度範圍進行比較。當溫度在預定目標溫度範圍之內時，控制器52可以停止泵62、降低泵62的泵送速率、關閉閥48或其任何組合。當電池溫度調控裝置的溫度接近(例如朝向最高目標溫度升高)或高於最高目標溫度時，控制器可以將分流閥48打開到允許流體流過向熱交換器進料的管線64的位置。控制器也可以打開泵62或提高泵62的速度，以便使用將電池溫度調控裝置10與熱交換器58相連的管線64、66將傳熱流體在兩個部件之間循環。當電池溫度調控裝置的溫度接近(例如朝向最低目標溫度降低)或低於最低目標溫度時，控制器可以使用溫度探針54獲得熱儲存裝置42的溫度，以確定熱儲存裝置是否能夠加熱電池溫度調控裝置。溫度控制器打開分流閥48以允許傳熱流體通過管線44流到熱儲存裝置42。控制器也可以打開泵62或增加泵62的速度，以便使用將電池溫度調控裝置10與熱儲存裝置42相連的管線44、46將傳熱流體在兩個部件之間循環。
權利要求
1.一種裝置，其包含 i)用於接收傳熱流體的入口 ； )用於容納一個或多個電化學電池的一個或多個電化學電池倉室； iii)含有一種或多種熱能儲存材料的一個或多個熱能儲存材料倉室；以及 iv)用於使傳熱流體通過裝置流動的一個或多個傳熱流體倉室； 其中所述裝置是溫度調控裝置， 所述一個或多個傳熱流體倉室與所述一個或多個電化學電池倉室之間的空間包括一個或多個基本上不含所述熱能儲存材料的區域；並且 所述一個或多個傳熱流體倉室與所述一個或多個熱能儲存材料倉室之間的空間包括一個或多個基本上不含電化學電池的區域； 使得所述傳熱流體倉室與所述熱能儲存材料倉室和所述電化學電池倉室兩者直接熱連通。
2.權利要求I的裝置，其中所述一個或多個電化學電池倉室包括具有運行溫度範圍的電化學電池，並且所述熱能儲存材料是液相線溫度在所述電化學電池的所述運行溫度範圍之內的相變材料。
3.權利要求I或2的裝置，其中所述一種或多種熱能儲存材料包括一定量的具有第一液相線溫度的第一相變材料和一定量的具有第二液相線溫度的第二相變材料，其中所述第一液相線溫度低於所述第二液相線溫度。
4.權利要求I至3任一項的裝置，其中所述裝置包括位於電化學電池倉室中的具有最低目標溫度和最高目標溫度的電化學電池，其中所述裝置能夠在所述電化學電池的溫度高於所述最高目標溫度時從電化學電池倉室移除熱量並能夠在所述電化學電池的溫度低於所述最低目標溫度時向電化學電池倉室提供熱量。
5.權利要求I至4任一項的裝置，其中所述熱能儲存材料倉室包括多個囊狀結構，所述囊狀結構通過下述方法形成對第一金屬片材進行壓印以形成多個凹部，用所述熱能儲存材料至少部分填充凹部，將第二金屬片材定位於所述第一金屬片材上，以及連接所述第一金屬片材和所述第二金屬片材，以使得所述熱能儲存材料被包封在所述第一金屬片材與所述第二金屬片材之間。
6.權利要求I至5任一項的裝置，其中所述第一金屬片材具有在熱能儲存材料倉室外部的外表面，其中所述外表面的一個或多個部分與電化學電池或含有電化學電池的倉室接觸，並且所述外表面的一個或多個部分與含有傳熱流體的倉室接觸。
7.權利要求I至6任一項的裝置，其中熱能儲存材料倉室具有一定容積和表面積，其中所述容積與表面積之比小於約10mm。
8.權利要求I至7任一項的裝置，其中所述傳熱流體倉室具有一定容積和表面積，其中所述容積與表面積之比小於約O. 5mm。
9.權利要求I至8任一項的裝置，其中所述一個或多個熱能儲存材料倉室包括多個囊狀結構，所述囊狀結構被單獨隔離以使得熱能儲存材料不在兩個相鄰囊狀結構之間流動。
10.權利要求I至9任一項的裝置，其中所述第一金屬片材是鋁片或銅片。
11.權利要求I至10任一項的裝置,其中所述第一金屬片材的厚度小於約O.1mm。
12.—種系統,所述系統包括i)權利要求I至11任一項的溫度調控裝置； )熱儲存裝置，其包括具有出口的絕熱容器、位於所述絕熱容器內部並包含熱能儲存材料的一個或多個熱能儲存材料倉室、以及用於使傳熱流體通過所述熱儲存裝置流動的一個或多個傳熱流體倉室，其中所述傳熱流體倉室與所述熱能儲存材料倉室熱連通； iii)用於使傳熱流體從所述熱儲存裝置的出口流向所述溫度調控裝置的入口的裝置； 其中所述系統是用於調控所述一個或多個電化學電池的溫度的溫度調控系統。·
13.權利要求12的系統，其中所述系統包含用於控制所述傳熱流體從所述熱儲存裝置向所述溫度調控裝置流動的控制器。
14.權利要求12或13的系統，其中所述系統包括受所述控制器調控的一個或多個閥。
15.權利要求14的系統，其中所述控制器控制一個或多個閥，以便在包括所述電化學電池具有低於預定的最低運行溫度的溫度的條件下，將來自於所述熱儲存裝置的熱量傳遞到所述一個或多個電化學電池。
16.權利要求12至15任一項的系統，其中所述系統包括泵、風扇、鼓風機或其任何組口 ο
17.權利要求12至16任一項的系統，其中所述系統包括散熱器。
18.權利要求12至17任一項的系統，其中所述系統包含所述傳熱流體。
19.權利要求12至18任一項的系統，其中所述熱儲存裝置的熱能儲存材料與所述溫度調控裝置的熱能儲存材料不同。
20.權利要求12至19任一項的系統，其中所述熱儲存裝置的熱能儲存材料的液相線溫度在所述電池的優選運行溫度範圍之內。
21.權利要求12至20任一項的系統，其中所述熱儲存裝置的熱能儲存材料倉室包括多個包含所述熱能儲存材料的囊狀結構，其中所述熱儲存裝置的囊狀結構通過下述方法形成對第一金屬片材進行壓印以形成多個凹部，用所述熱能儲存材料至少部分填充凹部，將第二金屬片材定位於所述第一金屬片材上，以及連接所述第一金屬片材和所述第二金屬片材，以使得所述熱能儲存材料被包封在所述第一金屬片材與所述第二金屬片材之間。
22.權利要求12至21任一項的系統，其中所述熱儲存裝置的第一金屬片材具有第一外表面，並且所述熱儲存裝置的第二金屬片材具有第二外表面，其中所述傳熱流體與所述第一外表面、所述第二外表面或兩者熱接觸。
23.權利要求12至22任一項的系統，其中所述熱儲存裝置的第一金屬片材具有第一外表面，並且所述熱儲存裝置的第二金屬片材具有第二外表面，其中所述傳熱流體與所述第一外表面、所述第二外表面或兩者直接接觸。
24.權利要求12至23任一項的系統，其中所述熱儲存裝置的熱能儲存材料包括相變材料，所述溫度調控裝置具有出口，所述熱儲存裝置具有入口，並且所述系統包括將傳熱流體從所述溫度調控裝置的出口傳遞到所述熱儲存裝置的入口的裝置，以便由電池產生的熱量可用於熔化所述熱儲存裝置的相變材料。
25.權利要求12至24任一項的系統，其中所述系統包括毛細泵迴路，用於使所述傳熱流體在所述溫度調控裝置與所述熱儲存裝置之間循環。
26.一種用於調控電化學電池的溫度的方法，所述方法包括使用傳熱流體將熱量傳遞到權利要求I至11任一項的電池溫度調控裝置中的步驟。
27.權利要求26的方法，其中所述方法還包括使用所述傳熱流體從所述溫度調控裝置傳遞熱量的步驟。
28.一種方法，其使用權利要求12至25任一項的電池溫度調控系統來調控電化學電池的溫度，所述方法包括將熱量從所述熱儲存裝置傳遞到所述電池溫度調控裝置的步驟。
29.權利要求28的方法，其中所述方法還包括使用所述傳熱流體從所述溫度調控裝置傳遞熱量的步驟。
全文摘要
本發明涉及用於管理電化學電池的溫度的裝置、系統和方法，包括一種裝置(10)，所述裝置包含用於接收傳熱流體的入口；用於容納一個或多個電化學電池(20)的一個或多個電化學電池倉室(12)；含有一種或多種熱能儲存材料(18)的一個或多個熱能儲存材料倉室(14)；以及用於使所述傳熱流體通過所述裝置流動的一個或多個傳熱流體倉室(16)；其中所述一個或多個傳熱流體倉室(16)與所述一個或多個電化學電池倉室(12)之間的空間優選包括一個或多個基本上不含所述熱能儲存材料(18)的第一區域(22)(即部分)；並且所述一個或多個傳熱流體倉室(18)與所述一個或多個熱能儲存材料倉室(14)之間的空間優選包括一個或多個基本上不含電化學電池(20)的第二區域(24)(即部分)；使得所述傳熱流體倉室(16)與所述熱能儲存材料倉室(14)和所述電化學電池倉室(12)兩者直接熱連通。
文檔編號H01M10/50GK102714336SQ201080061049
公開日2012年10月3日 申請日期2010年12月20日 優先權日2010年1月8日
發明者A·N·索克霍賈克, K·塞漢歐比什 申請人:陶氏環球技術有限責任公司