用于安装在电动车辆内的分段的电池模块的外部冷却系统和方法与流程

1.本公开涉及用于电动车辆的电池单元的冷却系统和方法。更具体地，本发明涉及一种用于对安装在电动车辆内的分段的电池模块进行单独冷却的系统和方法。


背景技术：

2.用于较大的电动车辆(诸如机车)的电池电源的使用是具有用于减少基础设施费用的巨大潜力的新兴发展领域。当将电池电力用于机车时，不需要架空电线或第三轨道电力系统。例如，设计用于柴油机车的传统列车轨道可以用于电池供电的机车，而不需要对列车轨道进行任何改型。然而，将电池电力用于这些大型电动车辆引入了由于电池单元的充电和放电而引起的额外的挑战。
3.较大的电动车辆通常在包括电源供应器的电源处被再充电。电动公交车、手推车和机车通常通过电动车辆顶部上的受电弓装置连接到电源的电源供应器。电源供应器也可以通过在电源和电动车辆之间的脐带电缆接收。
4.为了减少设备的停机时间，电动车辆的电池单元可以在短时间内以较高的电流(例如，电动车辆在机动的操作期间的放电电流的三倍的3c电流)进行充电。按照焦耳第一定律，在用三倍最大放电电流充电期间，不考虑系统中的其它损耗，从电池单元中的充电电流产生的热量大致与通过电池单元的电流的平方成比例。因此，以三倍于电池单元的最大放电电流进行充电可导致充电期间产生大约九倍的热量。
5.在充电期间较高的电流负载可以快速地产生热量，该热量驱动充电电池单元的温度超出它们优选的工作温度容限。如果不保持电池单元的优选温度范围，则可缩短电池寿命且可减小电池充电容量。
6.特别是在充电期间，电池单元冷却对于较大的电动车辆是关键的设计要求。用于电池单元的优选充电温度范围通常比用于相同电池的优选放电温度范围窄。锂基电池单元例如具有从约0℃至45℃的优选充电温度范围和从-20℃至60℃的优选放电温度范围。镍基电池单元类似地具有从约0℃至45℃的优选充电温度范围和从-20℃至65℃的优选放电温度范围。
7.2020年10月22日公布的标题为“track-guided vehicle,arrangement for cooling an energy storage device of the track-guided vehicle,and method for controlling the arrangement(轨道-引导车辆，用于冷却轨道-引导车辆的能量存储装置的布置，以及用于控制该布置的方法)”的第2020/0331504a1号美国专利申请解决了大型电动车辆中电池单元的冷却。在该公开文件的公开的设计中，冷却剂被驱动通过电动车辆的能量存储装置以冷却电池单元。该设计包括能量存储装置内的温度传感器，用于监测电池单元的温度并控制冷却系统。
8.用于较大的电动车辆的电池单元通常安装在电池模块内。每个电池模块可以包括与其自己的与封闭电池管理单元(bmu)进行数据通信的传感器组。用于电池模块的传感器
可以包括温度传感器、电流传感器和电压传感器。从每个电池模块的bmu反馈的传感器信息在控制用于具有数十个电池模块的较大电动车辆的充电会话中是特别有用的。电池模块中的每个的荷电状态(soc)、电压要求、和/或电流要求可能由于电池模块的设计、年龄和操作历史而不同。
9.每个bmu可以向主电池管理系统(mbms)发送传感器信息。mbms又可以与容纳在电动车辆中的控制器进行数据通信。mbms还可以具有其自己的传感器，例如温度传感器、电压传感器和电流传感器。每个bmu和mbms之间的数据通信以及电动车辆的mbms和控制器之间的数据通信可以经由专有通信协议或标准化通信协议的分类来实现。数据通信可以经由有线或经由无线通信来实现。
10.在本领域中需要的是分段的冷却结构，其利用由现代bmu收集的传感器信息并解决电动车辆内的电池模块中的每个的单独冷却需求。在背景技术中，冷却系统不利用温差(以及电池模块的其它可测量条件)。例如，在背景技术中，不管电池模块之间的温度差如何，向电动车辆的每个电池模块发送相等流量的冷却剂。


技术实现要素：

11.在其最一般的形式中，用于电动车辆内的分段的电池模块的内部冷却系统和方法向容纳在电动车辆内的多个能量存储装置中的每个提供单独的冷却剂流。每个能量存储装置包括与分段的电池模块导热耦合的热交换器。分段的电池模块包括电池单元和传感器。热交换器包括热交换(he)流量控制器。经由每个分段的电池模块的bmu收集用于每个能量存储装置的单独的传感器信息。内部scc使用这个单独的传感器信息来计算泵送通过每个能量存储装置的热交换器的冷却剂的he流速，以冷却能量存储装置的电池单元。输送到热交换器的冷却剂在每次充电会话期间由内部冷却单元冷却，并且还可以在电动车辆的机动的操作期间由内部冷却单元冷却。
12.本发明的内部冷却的第一实施方式是用于多个分段的电池模块的内部冷却系统。该系统包括：(a)多个能量存储装置，每个能量存储装置包括热交换器、以及分段的电池模块中的一个；(b)电连接件；(c)内部冷却单元，具有内部冷却单元(icu)入口和icu出口；(d)成对的冷却剂干线；以及(e)包括参数集的内部分段的冷却控制器(scc)。内部scc配置成通过无线地或有线地经由能量存储装置的bmu连接器直接地或间接地接收由每个能量存储装置的bmu收集的传感器信息，传感器信息至少包括由位于能量存储装置的分段的电池模块内的至少一个温度传感器测量的温度信息。参数集至少包括用于每个能量存储装置的分段的电池模块的优选温度范围。内部scc被配置为周期性地：(1)计算或重新计算每个能量存储装置的热交换器的he流速的最佳范围；以及(2)经由与能量存储装置的he流量控制器的直接或间接数据通信，通过有线地或无线地控制每个能量存储装置的he流速，以将he流速保持在最佳范围内。最佳范围是以下项的函数：(a)由内部scc通过能量存储装置的bmu从能量存储装置的传感器接收的传感器信息；和(b)能量存储装置的优选温度范围。
13.本发明的内部冷却的第二实施方式是用于多个分段的电池模块的计算机实现的内部冷却方法。该方法包括：(a)保持多个能量存储装置，每个能量存储装置包括热交换器，和分段的电池模块中的一个；(b)保持电连接件；(c)保持具有icu入口和icu出口的内部冷却单元；(d)保持成对的冷却剂干线；(e)保持包括参数集的内部分段的冷却控制器(scc)；
(f)周期性地使用内部scc来计算或重新计算每个能量存储装置的热交换器的he流速的最佳范围；以及(g)经由与能量存储装置的he流量控制器的直接或间接数据通信，通过有线地或无线地控制每个能量存储装置的he流速，以将he流速保持在最佳范围内。内部scc被配置成通过无线地或有线地经由能量存储装置的bmu连接器直接地或间接地接收由每个能量存储装置的bmu收集的传感器信息，传感器信息至少包括由位于能量存储装置的分段的电池模块内的至少一个温度传感器测量的温度信息。参数集至少包括用于每个能量存储器的分段的电池模块的优选温度范围。最佳范围是以下项的函数：(i)内部scc通过能量存储装置的bmu从能量存储装置的传感器接收的传感器信息；和(ii)能量存储装置的优选温度范围。
14.在其最一般的形式中，用于电动车辆内的分段的电池模块的外部冷却系统和方法向容纳在电动车辆中的多个能量存储装置中的每个提供单独的冷却剂流。每个能量存储装置包括与分段的电池模块导热耦合的热交换器。分段的电池模块包括电池单元和传感器。热交换器包括he流量控制器。经由每个分段的电池模块的bmu收集用于每个能量存储装置的单独的传感器信息。充电scc使用该单独的传感器信息来计算泵送通过每个能量存储装置的热交换器的冷却剂的he流速，以冷却能量存储装置的电池单元。在每次充电会话期间，输送到热交换器的冷却剂由电源的外部冷却单元冷却。
15.本发明的外部冷却的第一实施方式是用于多个分段的电池模块的外部冷却系统。该系统包括与电源配对的电动车辆：(a)容纳在电动车辆中的多个能量存储装置，每个能量存储装置包括热交换器、以及分段的电池模块中的一个；(b)容纳在所述电动车辆中的电连接件；(c)容纳在电动车辆中的主电池管理系统(mbms)；(d)容纳在电源中的外部冷却单元，外部冷却单元包括外部冷却单元(ecu)入口和ecu出口；(e)容纳在电动车辆中的成对的冷却剂干线；以及(f)充电分段的冷却控制器(scc)，充电scc包括参数集。在每个充电会话期间，充电scc被配置为周期性地：(1)计算或重新计算每个能量存储装置的热交换器的he流速的最佳范围；以及(2)经由与能量存储装置的he流量控制器的直接或间接数据通信，通过有线地或无线地控制每个能量存储装置的he流量，以将he流量保持在最佳范围内。最佳范围是以下项的函数：(a)由充电scc经由能量存储装置的bmu从能量存储装置的传感器接收的传感器信息；和(b)能量存储装置的优选温度范围。
16.本发明的外部冷却的第二实施方式是用于多个分段的电池模块的计算机实现的外部冷却方法。该方法包括：(a)在电动车辆中保持多个能量存储装置，每个能量存储装置包括热交换器、以及分段的电池模块中的一个；(b)在电动车辆中保持电连接件；(c)在电动车辆中保持主电池管理系统(mbms)；(d)将外部冷却单元保持在电源中，外部冷却单元包括ecu入口和ecu出口；(e)在电动车辆中保持成对的冷却剂干线；(f)保持充电分段的冷却控制器(scc)，充电scc包括参数集；(g)开始用于一个或多个能量存储装置的充电会话；(h)在充电会话期间，周期性地使用充电scc来计算或重新计算每个能量存储装置的热交换器的he流速的最佳范围；以及(i)在充电会话期间，经由与能量存储装置的he流量控制器的直接或间接数据通信，通过有线地或无线地控制每个能量存储装置的he流速，以将he流量保持在最佳范围内。开始充电会话的步骤包括：(i)将主电池管理系统(mbms)连接到充电scc；以及(ii)经由一个或多个电连接件连接器将电连接件连接到一个或多个电源供应器。最佳范围是以下项的函数：(i)充电scc通过能量存储装置的bmu从能量存储装置的传感器接收的传感器信息；和(ii)能量存储装置的优选温度范围。
17.本发明的分段的冷却结构，无论是采用内部冷却单元还是外部冷却单元，充分利用由电动车辆中的bmu中的每个收集的传感器信息。利用该传感器信息，scc可以对分段的电池模块的单独冷却需求进行优先级排序。本发明的主要优点在于，各个分段的电池模块的电池单元不受不适当的温度控制的影响，不适当的温度控制可能损坏电池单元或缩短电池单元寿命周期。
18.第二个好处是，当使用本发明时，内部冷却单元或外部冷却单元可以在较低的额定功率下操作，因为冷却剂被特别地分配到最需要的地方。这种目标方法减小了冷却单元所需的尺寸和冷却单元所使用的能量的数量。较小和较低功率的冷却单元可以安装在电动车辆内，因为由于本发明的冷却剂的目标分配而降低了总的冷却剂生产需求。
19.当使用外部冷却单元设计时，实现了第三个优点。如焦耳第一定律所规定的，不考虑系统中的其它损耗，从电池单元中的充电电流产生的热量与流经电池单元的电流的平方成比例。充电电流通常可以是在电动车辆的机动的操作期间使用的最大放电电流的两倍、三倍或四倍。因此，如果进行三倍的最大放电电流，则在充电会话期间在电池单元内产生的热量可以例如是在电池单元放电期间(例如，在电动车辆的机动的操作期间)产生的热量的九倍。结果，在充电的位置处(例如，当电动车辆在充电会话期间电连接到电源供应器时，在电源处)，例如在以最大放电电流的三倍充电期间发生大约9x的热量产生时，通常需要大量的冷却剂。
20.在电动车辆的机动的操作期间，比水冷却更便宜和更低功率的冷却装置(例如环境空气冷却，强制空气冷却或空调冷却)就足够了。假设具有三倍最大放电电流的充电会话，在机动的操作期间的放电电流仅为充电电流的大约三分之一，因此在机动的操作期间的热量产生也是在示例性充电会话期间具有三倍最大放电电流产生的热量的大约九分之一。此外，在电动车辆的机动的操作期间，任何具有高温的单个分段的电池模块可以快速关闭而不影响电动车辆的移动，因为可以使用具有较低温度的其它分段的电池模块来为电动车辆提供电力，同时允许过热的分段的电池模块冷却。
21.通过使用外部冷却单元设计，坚固的冷却系统可以容纳在电源处。坚固的冷却系统的费用可以在其每年每天对多个电动车辆充电的使用中被摊销。此外，通过使用外部冷却单元，电动车辆不需要额外的重量负载、体积空间和在电动车辆内安装内部冷却单元的费用。代替大的内部冷却单元，额外的重量分配和容积空间可以被分配给例如在电动车辆内安装附加的分段的电池模块，以延长电动车辆在充电会话之间的行进距离。
附图说明
22.本公开的实施方式在本文中参考附图进行描述，其中：
23.图1是表示在本发明的实施方式中，在充电会话期间与电源的电源供应器电连接的、容纳在机动的电动车辆中的内部冷却系统的框图。
24.图2是表示在本发明的实施方式中，在充电会话期间与电源的电源供应器电连接的、容纳在机动的电动车辆中的内部冷却系统的电气和数据通信连接的框图。
25.图3是表示在本发明的实施方式中，沿着容纳在机动的电动车辆中的内部冷却系统的分段的冷却剂路径的组件的流体连接的框图。
26.图4是表示在本发明的实施方式中在机动的电动车辆和电源之间分开的外部冷却
系统的框图。
27.图5是表示在本发明的实施方式中，在机动的电动车辆和电源之间分开的外部冷却系统的电气和数据通信连接的框图。
28.图6a是表示在本发明的实施方式中沿着通过外部冷却单元的分段的冷却剂路径的组件的流体连接的框图。
29.图6b是表示在本发明的实施方式中，沿着通过内部冷却单元和外部-内部热交换器的分段的冷却剂路径的组件的流体连接的框图，外部-内部热交换器以导热性连接到外部冷却单元。
30.图6c是表示在本发明的实施方式中沿着通过内部冷却单元和外部冷却单元的分段的冷却剂路径的组件的流体连接的框图。
31.图7是在本发明的实施方式中，在计算机实现的内部冷却方法中采取的步骤的流程图。
32.图8是在本发明的实施方式中的计算机实现的外部冷却方法中采取的步骤的流程图。
具体实施方式
33.在下面的详细描述中，参考了构成其一部分的附图。在详细描述，附图和权利要求中描述的示例性实施方式不意味着是限制性的。可以利用其它实施方式，并且可以进行其它改变，而不脱离在本文中提出的主题的精神或范围。除非另有说明，否则本文所用的术语“包含(comprising)”、“包含(comprise)”、“包括(including)”和“包含(include)”及其语法变体旨在表示“开放”或“包括”语言，使得它们包括所列举的元件，但也允许包括另外的、未列举的元件。数据通信可以通过有线或无线方式来实现；数据通信可以直接在组件之间实现或者间接在组件之间实现。
34.图1是表示在本发明的实施方式中，在充电会话期间与电源20的电源供应器23电连接的、容纳在机动的电动车辆1-00中的内部冷却系统的框图。机动的电动车辆1-00包括多个能量存储装置10、成对的冷却剂干线14c、内部冷却单元14、mbms 15、内部分段的冷却控制器(scc)16、电连接件17和至少一个用于驱动车轮18b的牵引电动机18a。能量存储装置10包括在热交换器11和分段的电池模块13之间的可选热界面12。热交换器11包括he入口11a、he出口11b、he流量控制器11c和多个he通道11d。尽管在图1中图示为流量阀，但是he流量控制器11c可以是流量阀、变速驱动(vsd)冷却剂泵、或两者的组合。he流量控制器11c由内部scc 22通过有线或无线通信直接地或间接地控制，以根据需要增加或减少通过分段的冷却剂路径的冷却剂流量。he流控制器11c与内部scc 22进行有线或无线数据通信。
35.如图1所示，分段的电池模块13包括：(i)电连接到电连接件连接器17a的多个电池单元13b；以及(ii)电池管理单元(bmu)13a，其与温度传感器13c、电压传感器13d和电流传感器13e进行数据通信。内部scc 16包括参数集。为简单起见，在图1中仅描绘了一个能量存储装置10(n个中的一个)及其组件。
36.图1示出了用于本发明的内部冷却系统实施方式的分段的冷却剂路径。对于每个能量存储装置10，分段的冷却剂路径经由icu出口14a从内部冷却单元14流出，通过成对的冷却剂干线14c的冷却干线14c-1(图1中未示出，参见图3)、通过能量存储装置10的he入口
11a、通过能量存储装置10的he通道11d、通过能量存储装置10的he出口11b、通过成对的冷却剂干线14c中的暖干线14c-2(图1中未示出，参见图3)，并经由icu入口14b返回到内部冷却单元14中。分段的冷却剂路径通过能量存储装置10的he流量控制器11c。当冷却剂被泵送通过每个分段的冷却剂通道时，存在通过能量存储装置10的he流量控制器11c的he流速，he流量控制器11c可以调节该he流速。在该实施方式中，在机动的电动车辆1-00和电源20之间没有冷却剂流。
37.图1示出了从传感器(13c、13e和13e)到bmu 13a，经由bmu连接器13f无线地或有线地到mbms 15，到内部scc 16的数据通信连接。内部scc 16也与内部冷却单元14进行数据通信。
38.图1示出了在(i)每个能量存储装置10的电池单元13b和经由能量存储装置10的电池连接器13g的电连接件17之间；(ii)电连接件17和驱动车轮18b的至少一个牵引电动机18a之间；以及(iii)电源20的电源供应器23和经由电连接件连接器17a的电连接件17之间的电力连接件。
39.虽然在图1中未示出，但是本发明也可以实现为动力车。动力车不具有牵引电动机18a，而是具有车轮18b。动力车包括电源插座，电源插座可以连接到机动的电动车辆1-00(诸如机车)的电源接入口。
40.图2是表示在本发明的实施方式中，在充电会话期间与电源20的电源供应器23电连接、容纳在机动的电动车辆1-00中的内部冷却系统的电气和数据通信连接的框图。图2描绘了三个能量存储装置10(01，02，
……
n)，各自具有其自身的bmu 13a(bmu
01
，bmu
02
，
……
bmun)。每个能量存储装置10的电池单元13b与电连接件17电连接。每个能量存储装置10的bmu 13a与mbms 15进行数据通信。mbms 15与内部scc 16进行数据通信。内部scc 16与内部冷却单元14进行数据通信。电连接件17与驱动机动的电动车辆1-00的车轮18b的至少一个牵引电动机18a电连接。电连接件17经由电连接件连接器17a电连接到电源20的电源供应器23，例如在充电会话期间。为了简化附图，未示出的是内部scc 16和he流量控制器11c中的每个之间的有线或无线数据通信路径。
41.图3是表示在本发明的实施方式中，沿着容纳在机动的电动车辆1-00中的内部冷却系统的分段的冷却剂路径的组件的流体连接的框图。对于每个能量存储装置10，分段的冷却剂路径经由icu出口14a从内部冷却单元14离开，通过成对的冷却剂干线14c的冷却干线14c-1、通过能量存储装置10的he入口11a、通过能量存储装置10的he通道11d、通过能量存储装置10的he出口11b、通过暖干线14c-2，并且经由icu入口14b返回到内部冷却单元14中。分段的冷却剂路径通过能量存储装置10的he流量控制器11c。当冷却剂被泵送通过每个分段的冷却剂通道时，存在通过能量存储装置10的he流量控制器11c的he流速，he流量控制器11c可以调节该he流速。在这个实施方式中，在机动的电动车辆1-00和电源20之间没有冷却剂流。图3的框图还表示容纳在动力车中的内部冷却系统的分段的冷却剂路径。尽管在图3中图示为流量阀，但是he流量控制器11c可以是流量阀、变速驱动(vsd)冷却剂泵、或两者的组合。he流量控制器11c由内部scc 22直接或间接控制，以根据需要增加或减少通过分段的冷却剂路径的冷却剂流量。he流控制器11c与内部scc 22进行有线或无线数据通信。
42.图4是表示在本发明的实施方式中，在机动的电动车辆1-00和电源20之间分开的外部冷却系统的框图。机动的电动车辆1-00包括多个能量存储装置10、成对的冷却剂干线
14c、主电池管理系统(mbms)15、电连接件17和至少一个用于驱动车轮18b的牵引电动机18a。电源20包括外部冷却单元21、充电分段的冷却控制器(scc)22和电源23。能量存储装置10包括热交换器11和分段的电池模块13之间的可选热界面12，热交换器11和分段的电池模块13通常与水冷一起使用。热交换器11包括he入口11a、he出口11b、he流量控制器11c和多个he通道11d。尽管在图4中图示为流量阀，但是he流量控制器11c可以是流量阀、变速驱动(vsd)冷却剂泵、或两者的组合。he流量控制器11c由充电scc 22直接或间接控制，以根据需要增加或减少通过分段的冷却剂路径的冷却剂流量。
43.如图4所示，he流量控制器11c通过he流量连接器11e与充电scc 22进行有线或无线数据通信。在图6b和图6c中详细描述的可选实施方式中，he流量控制器11c的控制可以由安装在电源20中的充电scc 22、安装在电动车辆内的内部scc 16、或两者的组合来控制。
44.如图4所示，分段的电池模块13包括：(i)电连接到电连接件连接器17a的多个电池单元13b；以及(ii)电池管理单元(bmu)13a，其与温度传感器13c、电压传感器13d和电流传感器13e进行数据通信。充电scc 22包括具有参数集的充电分段的冷却控制器(scc)22。为简单起见，在图4中，仅示出了一个能量存储装置10(n个中的一个)及其组件。
45.图4示出了用于本发明的外部冷却系统实施方式的分段的冷却剂路径。对于每个能量存储装置10，分段的冷却剂路径通过ecu出口21a从电源20的外部冷却单元21离开，通过成对的冷却剂干线14c的冷却干线14c-1(图4中未示出，参见图6a)、通过能量存储装置10的he入口11a、通过能量存储装置10的he通道11d、通过能量存储装置10的he出口11b、通过成对的冷却剂干线14c的暖干线14c-2(图4中未示出，参见图6a)，并经由ecu入口21b返回到电源20的外部冷却单元21中。分段的冷却剂路径通过能量存储装置10的he流量控制器11c。当冷却剂被泵送通过每个分段的冷却剂通道时，存在通过能量存储装置10的he流量控制器11c的he流速，he流量控制器11c可以调节该he流速。在该实施方式中，在机动的电动车辆1-00和电源20之间存在冷却剂流。
46.图4示出了从传感器(13c、13d和13e)到bmu 13a、到mbms 15的数据通信连接，经由bmu连接器13f无线地或有线地到充电scc 22的数据通信连接，经由mbms连接器15a到充电scc22的数据通信连接。充电scc 22也与外部冷却单元21进行数据通信。
47.图4示出了在(i)每个能量存储装置10的电池单元13b和经由能量存储装置10的电池连接器13g的电连接件17之间；(ii)电连接件17和驱动车轮18b的至少一个牵引电动机18a之间；以及(iii)电源20的电源供应器23和经由电连接件连接器17a的电连接件17之间的电力连接件。
48.图5是表示在本发明的实施方式中，在机动的电动车辆1-00和电源20之间分开的外部冷却系统的电气和数据通信连接的框图。图5描绘了三个能量存储装置10(01，02，
……
n)，各自具有其自身的bmu 13a(bmu
01
，bmu
02
，
……
bmun)。每个能量存储装置10的电池单元13b与电连接件17电连接。mbms 15与充电scc 22进行数据通信。充电scc 22与外部冷却单元21进行数据通信。电连接件17与驱动机动的电动车辆1-00的车轮18b的至少一个牵引电动机18a电连接。电连接件17经由电连接件连接器17a电连接到电源20的电源供应器23，例如在充电会话期间。为了简化附图，未示出在充电scc 22(或如图6b和图6c的实施方式中的任何内部scc 16)和he流量控制器11c中的每个之间的有线或无线的数据通信路径。
49.图6a是表示在本发明的实施方式中，沿着通过外部冷却单元21的外部冷却系统的
分段的冷却剂路径的组件的流体连接的框图。分段的冷却剂路径经由ecu出口21a从外部冷却单元21离开，通过成对的冷却剂干线14c的冷却干线14c-1离开，通过成对的冷却剂干线14c的冷却干线14c-1、通过能量存储装置10的he入口11a、通过能量存储装置10的he通道11d、通过能量存储装置10的he出口11b、通过暖干线14c-2，并且经由ecu入口21b返回到电源20的外部冷却单元21中。分段的冷却剂路径通过能量存储装置10的he流量控制器11c。当冷却剂被泵送通过每个分段的冷却剂通道时，存在通过能量存储装置10的he流量控制器11c的he流速，he流量控制器11c可以调节该he流速。在该实施方式中，在机动的电动车辆1-00和电源20之间存在冷却剂流。图6a的框图还表示容纳在动力车中的外部冷却系统的分段的冷却剂路径。
50.图6a的实施方式不包括内部冷却单元14。如下面讨论的图6b和6c所示，本发明的实施方式可以可选地包括内部冷却单元14，以在电动车辆的机动的操作期间和/或在充电会话期间冷却分段的电池模块13。
51.图6b是表示在本发明的实施方式中，沿着外部冷却系统的分段的冷却剂路径的组件的流体连接的框图，外部冷却系统穿过内部冷却单元14和以导热性连接到外部冷却单元21的外部-内部热交换器14d。对于每个能量存储装置10，分段的冷却剂路径经由icu出口14a从内部冷却单元14离开，通过成对的冷却剂干线14c的冷却干线14c-1、通过能量存储装置10的he入口11a、通过能量存储装置10的he通道11d、通过能量存储装置10的he出口11b、通过暖干线14c-2，并且经由icu入口14b返回到内部冷却单元14中。分段的冷却剂路径通过能量存储装置10的he流量控制器11c。当冷却剂被泵送通过每个分段的冷却剂通道时，存在通过能量存储装置10的he流量控制器11c的he流速，he流量控制器11c可以调节该he流速。在该实施方式中，在机动的电动车辆1-00和电源20之间存在冷却剂流。图6b的框图还表示容纳在动力车中的外部冷却系统的分段的冷却剂路径。
52.如图6b所示，分段的冷却剂路径中的冷却剂在外部到内部热交换器14d中被另外冷却。外部到内部热交换器14d从电源20中的外部冷却单元21接收第二冷却剂路径。第二冷却剂路径经由ecu出口21a从外部冷却单元21离开，通过外部到内部热交换器14d，并且经由ecu入口21b返回到外部冷却单元21。分段的冷却剂通道的冷却剂不与第二冷却剂通道的冷却剂混合。这种冷却剂分离使得能够在电动车辆的内部冷却单元14和电源的外部冷却单元21之间使用不同的冷却剂。这种分离还避免了由于使用污染的冷却剂、腐蚀性冷却剂或未过滤的冷却剂而产生的问题。
53.图6c是表示在本发明的实施方式中，沿着通过内部冷却单元14和外部冷却单元21的外部冷却系统的分段的冷却剂路径的组件的流体连接的框图。分段的冷却剂路径经由ecu出口21a从外部冷却单元21离开，通过成对的冷却剂干线14c的冷却干线14c-1、通过能量存储装置10的he入口11a、通过能量存储装置10的he通道11d、通过能量存储装置10的he出口11b、通过暖干线14c-2流出、通过icu入口14b流入内部冷却单元14、通过icu出口14a离开内部冷却单元14，并通过ecu入口21b返回到电源20的外部冷却单元21中。分段的冷却剂路径通过能量存储装置10的he流量控制器11c。当冷却剂被泵送通过每个分段的冷却剂通道时，存在通过能量存储装置10的he流量控制器11c的he流速，he流量控制器11c可以调节该he流速。在该实施方式中，在机动的电动车辆1-00和电源20之间存在冷却剂流。图6c的框图还表示容纳在动力车中的外部冷却系统的分段的冷却剂路径。
54.尽管在图6a、图6b和图6c中作为流量阀示出，但是he流量控制器11c可以是流量阀、变速驱动(vsd)冷却剂泵、或两者的组合。如这些附图所示，he流量控制器11c在充电会话期间由充电scc 22直接或间接控制，以根据需要增加或减少通过分段的冷却剂路径的冷却剂流量。he流量控制器11c与充电scc 22进行有线或无线数据通信。注意，充电scc 22(如果容纳在电动车辆中)可以用于控制内部冷却单元14和he流量控制器11c，以在电动车辆的机动的操作期间冷却分段的电池模块13；或者，可以将内部scc 16添加到电动车辆中，以控制内部冷却单元14和he流量控制器11c，以在电动车辆的机动的操作期间冷却分段的电池模块13。
55.图7是在本发明的实施方式中，在计算机实现的内部冷却方法中采取的步骤的流程图7-00。以下列出步骤7-01至步骤7-04。
56.步骤7-01，从每个能量存储装置10的传感器收集传感器信息，传感器信息从每个传感器传输到能量存储装置10的bmu 13a，经由能量存储装置10的bmu连接器13f通过无线地或有线地传输到mbms，传输到内部scc 16。
57.步骤7-02，从存储在内部scc 16中的参数集中访问用于每个能量存储装置10的参数。
58.步骤7-03，使用内部scc 16来计算或重新计算通过每个能量存储装置10的he流量控制器11c的he流速的最佳范围，其使用用于能量存储装置10的热模型和/或控制回路来将能量存储装置10的分段的电池模块13保持在优选的温度范围内。
59.步骤7-04，将通过he流量控制器11c的he流速调节到最佳范围内，收集传感器信息，并重复计算。
60.图8是在本发明的实施方式中的计算机实现的外部冷却方法中采取的步骤的流程图。下面列出步骤8-01至步骤8-09。
61.步骤8-01，将电动车辆停放在电源20处并且：(1)将ecu入口21b和ecu出口21a连接至冷却剂干线14c；(2)经由mbms连接器15a将充电scc 22连接至mbms；以及(3)经由电连接件连接器17a将电源23连接到电连接件17。
62.步骤8-02，从传感器收集传感器信息，经由bmu连接器13f通过无线地或有线地将传感器信息发送到mbms，并且经由mbms连接器15a在充电scc 22处接收传感器信息。
63.步骤8-03，从存储在充电scc 22中的参数集中访问用于每个能量存储装置10的参数。
64.步骤8-04，开始充电会话以对每个能量存储装置10的电池单元13b充电。
65.步骤8-05，使用热模型或控制回路来计算或重新计算通过he流量控制器11c的he流速的最佳范围，以将分段的电池模块13保持在优选的温度范围内。
66.步骤8-06，在最佳范围内调节通过he流量控制器11c的he流速，收集传感器信息，并重复计算直到完成充电会话。
67.步骤8-07，结束充电会话。
68.步骤8-08，将ecu入口21b和ecu出口21a从冷却剂干线14c断开，将充电scc 22从mbms连接器15a断开，并且将电源23从电连接件连接器17a断开。
69.步骤8-09，将电动车辆从电源20移出，可选地在电动车辆的机动的运行期间使用由内部scc 16控制的内部冷却单元14冷却分段的电池模块13。
70.在其最一般的形式中，用于电动车辆内的分段的电池模块13的内部冷却系统和方法向容纳在电动车辆内的多个能量存储装置10中的每个提供单独的冷却剂流。每个能量存储装置10包括与分段的电池模块13导热耦合的热交换器11。分段的电池模块13包括电池单元13b和传感器(13c、13d和13e)。热交换器11包括he流量控制器11c。经由每个分段的电池模块13的bmu 13a收集用于每个能量存储装置10的单独的传感器信息。内部scc 16使用该单独的传感器信息来计算泵送通过每个能量存储装置10的热交换器11的冷却剂的he流速，以冷却能量存储装置10的电池单元13b。输送到热交换器11的冷却剂在每次充电会话期间由内部冷却单元14冷却，并且还可以在电动车辆的机动的操作期间由内部冷却单元14冷却。
71.本发明的内部冷却的第一实施方式是用于多个分段的电池模块13的内部冷却系统。该系统包括：(a)多个能量存储装置10，每个能量存储装置10包括热交换器11、以及分段的电池模块13中的一个；(b)电连接件17；(c)具有icu入口14b和icu出口14a的内部冷却单元14；(d)成对的冷却剂干线14c；以及(e)包括参数集的内部分段的冷却控制器(scc)16。每个能量存储装置10的热交换器11包括：(1)he流量控制器11c，用于控制冷却剂通过热交换器11的流量；(2)he入口11a，用于将冷却剂接收到热交换器11内的多个he通道11d中；以及(3)he出口11b，用于从热交换器11的he通道11d排出冷却剂。每个能量存储装置10的分段的电池模块13包括：(1)与电连接件连接器17a电连接的多个电池单元13b；(2)与多个传感器进行数据通信的电池管理模块(bmu)13a，传感器包括位于分段的电池模块13内的至少一个温度传感器13c，并且bmu 13a配置成从传感器收集传感器信息；和(3)与bmu 13a进行数据通信的bmu连接器13f。电连接件17与能量存储装置10中的每个的电池连接器13g电连接。电连接件17与一个或多个电连接件连接器17a电连接。在能量存储装置10中的一个或多个的充电会话期间，一个或多个电连接件连接器17a中的每个能够连接到电源20的一个或多个电源23中的一个。成对的冷却剂干线14c包括：(1)具有通过icu出口14a从内部冷却单元14接收的冷却的冷却剂的冷却干线14c-1；以及(2)具有暖的冷却剂的暖干线14c-2经由icu入口14b被引导到内部冷却单元14中。冷却干线14c-1与能量存储装置10的he入口11a中的每个流体连接。暖干线14c-2与能量存储装置10的每个he出口11b流体连接。为每个能量存储装置10建立在内部冷却单元14和每个热交换器11之间的分段的冷却剂路径，分段的冷却剂路径经由icu出口14a从内部冷却单元14离开，通过冷却干线14c-1、通过能量存储装置10的he入口11a、通过能量存储装置10的he通道11d、通过能量存储装置10的he出口11b、通过暖干线14c-2，并通过icu入口14b返回到内部冷却单元14中。分段的冷却剂路径通过能量存储装置10的he流量控制器11c。分段的冷却剂路径具有通过能量存储装置10的he流量控制器11c的he流速。为每个能量存储装置10建立的分段的冷却剂路径具有由he流量控制器11c调节的he流速。内部scc 16直接地或间接地：(1)与内部冷却单元14进行数据通信；(2)与每个能量存储装置10的he流量控制器11c进行数据通信；以及(3)经由能量存储装置10的bmu连接器13f与每个能量存储装置10的分段的电池模块13的bmu 13a进行数据通信。内部scc 16被配置成通过无线地或有线地经由能量存储装置10的bmu连接器13f直接地或间接地接收由每个能量存储装置10的bmu 13a收集的传感器信息，传感器信息至少包括由位于能量存储装置10的分段的电池模块13内的至少一个温度传感器13c测量的温度信息。参数集至少包括用于每个能量存储装置10的分段的电池模块13的优选温度范围。内部scc 16被配置为
周期性地：(1)计算或重新计算每个能量存储装置10的热交换器11的he流速的最佳范围；以及(2)通过有线地或无线地控制每个能量存储装置10的he流速，经由与能量存储装置10的he流量控制器11c的直接或间接数据通信，以将he流速保持在最佳范围内。最佳范围是以下项的函数：(a)由内部scc 16经由能量存储装置10的bmu 13a从能量存储装置10的传感器接收的传感器信息；和(b)能量存储装置10的优选温度范围。
72.在本发明的内部冷却的第一实施方式的可选实施方式中，内部scc 16采用控制回路来：(a)调节输送到内部冷却单元14的额定功率；(b)根据来自每个能量存储装置10的分段的电池模块13的温度传感器13c的温度信息，将向能量存储装置10中的至少一个输送冷却剂进行优先级排序；以及(c)通过he流量控制器11c中的一个或多个调节冷却剂的he流速。
73.在本发明的内部冷却的第一实施方式的可选实施方式中，每个能量存储装置10的分段的电池模块13中的多个传感器还包括电流传感器13e，电流传感器13e配置为测量分段的电池模块13的电池单元13b的电流信息并且经由能量存储装置10的bmu 13a将分段的电池模块13的电池单元13b的电流信息传送到内部scc 16。此外，参数集包括用于每个能量存储装置10的热模型。此外，内部scc 16进一步配置成为每个能量存储装置10：(i)根据能量存储装置10的热模型、能量存储装置10的电流信息和能量存储装置10的优选温度范围来计算或重新计算能量存储装置10的发热估计；以及(ii)计算或重新计算能量存储装置10的he流速的最佳范围，以抵消能量存储装置10的发热估计。
74.在本发明的内部冷却的第一实施方式的可选实施方式中，冷却剂是流体、水、气体或空气。
75.在本发明的内部冷却的第一实施方式的可选实施方式中：(a)系统还包括主电池管理系统(mbms)15；以及(b)通过mbms 15路由内部scc 16和每个能量存储装置10的bmu连接器13f之间的有线或无线数据通信。
76.在本发明的内部冷却的第一实施方式的可选实施方式中：(a)每个能量存储装置10的热交换器11和分段的电池模块13经由热界面12配对导热；(b)用于每个能量存储装置10的热交换器11包括与能量存储装置10的分段的电池模块13的至少一个外表面区域符合的散热器；以及(c)每个能量存储装置10的散热器和分段的电池模块13之间的热界面12是能够压缩的导热材料或导热膏。每个能量存储装置10的散热器可以包括封闭能量存储装置10的he通道11d的铝壳。
77.通过使用分段的电池模块13内的导热框架组件，可以增加从电池单元13b到分段的电池模块13的外表面区域的热传导。使用多个散热器也是有利的，诸如在分段的电池模块13的上表面上的第一散热器和在分段的电池模块13的下表面上的第二散热器。使用能够压缩的导热材料或导热膏是有益的，因为分段的电池模块13和散热器之间的气隙充当热绝缘层。在散热器内具有许多he通道11d以冷却分段的电池模块13的较宽表面区域是有用的。
78.在本发明的内部冷却的第一实施方式的可选实施方式中，该系统容纳在电动车辆中。电动车辆可以是机动的电动车辆1-00或动力车。如果机动的电动车辆1-00，则机动的车辆包括车辆控制系统和与电连接件17电连接的至少一个牵引电动机18a，其中至少一个牵引电动机18a的操作由车辆控制系统控制，并且内部scc 16与车辆控制系统进行数据通信。在机动的车辆中，内部scc 16可以配置为下载或链接到以下各项中的至少一项：(i)路线地
图，其详细描述速度地图、倾斜等级地图、行进距离和行进时间中的至少一个；或者(ii)车辆仪表板，其详细描述机动的电动车辆1-00的当前速度、机动的电动车辆1-00的至少一个牵引电动机18a的当前电流负载和机动的电动车辆1-00的当前倾斜度中的至少一个。如果电动车辆是动力车，则：(a)动力车包括与系统的电连接件17电连接的一个或多个电源插座；以及(b)一个或多个电源插座可连接到机动的电动车辆1-00的一个或多个电源接入口。
79.本发明的内部冷却的第二实施方式是用于多个分段的电池模块13的计算机实现的内部冷却方法。该方法包括：(a)保持多个能量存储装置10，每个能量存储装置10包括热交换器11、以及分段的电池模块13中的一个；(b)保持电连接件17；(c)保持具有icu入口14b和icu出口14a的内部冷却单元14；(d)保持成对的冷却剂干线14c；(e)保持包括参数集的内部分段的冷却控制器(scc)16；(f)周期性地使用内部scc 16来计算或重新计算每个能量存储装置10的热交换器11的he流速的最佳范围；以及(g)通过有线地或无线地控制每个能量存储装置10的he流速，经由与能量存储装置10的he流量控制器11c的直接或间接数据通信，以将he流速保持在最佳范围内。每个能量存储装置10的热交换器11包括：(1)he流量控制器11c，用于控制冷却剂通过热交换器11的流量；(2)he入口11a，用于将冷却剂接收到热交换器11内的多个he通道11d中；以及(3)he出口11b，用于从热交换器11的he通道11d排出冷却剂。每个能量存储装置10的分段的电池模块13包括：(1)与电连接件连接器17a电连接的多个电池单元13b；(2)电池管理模块(bmu)13a，其与多个传感器进行数据通信，传感器包括位于分段的电池模块13内的至少一个温度传感器13c，并且bmu 13a配置成从传感器收集传感器信息；和(3)与bmu 13a进行数据通信的bmu连接器13f。电连接件17与每个能量存储装置10的电池连接器13g电连接。电连接件17与一个或多个电连接件连接器17a电连接。在一个或多个能量存储装置10的充电会话期间，一个或多个电连接件连接器17a中的每个能够连接到电源20的一个或多个电源供应器23中的一个。成对的冷却剂干线14c包括：(1)具有经由icu出口14a从内部冷却单元14接收的冷的冷却剂的冷却干线14c-1；以及(2)具有经由icu入口14b被引导到内部冷却单元14中的温的冷却剂的暖干线14c-2。冷却干线14c-1与能量存储装置10的he入口11a中的每个流体连接。暖干线14c-2与能量存储装置10的he出口11b中的每个流体连接。为每个能量存储装置10建立内部冷却单元14和每个热交换器11之间的分段的冷却剂路径，分段的冷却剂路径经由icu出口14a从内部冷却单元14离开，通过冷却干线14c-1、通过能量存储装置10的he入口11a、通过能量存储装置10的he通道11d、通过能量存储装置10的he出口11b、通过暖干线14c-2，并且经由icu入口14b返回到内部冷却单元14中。分段的冷却剂路径通过能量存储装置10的he流量控制器11c。具有通过能量存储装置10的he流量控制器11c的he流速的分段的冷却剂路径。为每个能量存储装置10建立的分段的冷却剂路径具有由he流量控制器11c调节的he流速。内部scc 16直接地或间接地：(1)与内部冷却单元14进行数据通信；(2)与每个能量存储装置10的he流量控制器11c进行数据通信；以及(3)经由能量存储装置10的bmu连接器13f，与每个能量存储装置10的分段的电池模块13的bmu 13a进行数据通信。内部scc 16配置成通过无线地或有线地经由能量存储装置10的bmu连接器13f直接地或间接地接收由每个能量存储装置10的bmu 13a收集的传感器信息，传感器信息至少包括由位于能量存储装置10的分段的电池模块13内的至少一个温度传感器13c测量的温度信息。参数集至少包括用于每个能量存储装置的分段的电池模块13的优选温度范围。最佳范围是以下项的函数：(i)由内部scc 16经由能量存储装置10的
bmu 13a从能量存储装置10的传感器接收的传感器信息；以及(ii)能量存储装置10的优选温度范围。
80.在本发明的内部冷却的第二实施方式的可选实施方式中，内部scc 16采用控制回路以：(a)调节输送到内部冷却单元14的额定功率；(b)根据来自能量存储装置10中的每个的分段的电池模块13的温度传感器13c的温度信息，将向能量存储装置10中的至少一个输送冷却剂进行优先级排序；以及(c)通过he流量控制器11c中的一个或多个调节冷却剂的he流速。
81.在本发明的内部冷却的第二实施方式的可选实施方式中，每个能量存储装置10的分段的电池模块13中的多个传感器还包括电流传感器13e，电流传感器13e配置为测量分段的电池模块13的电池单元13b的电流信息并且经由能量存储装置10的bmu 13a将分段的电池模块13的电池单元13b的电流信息传送到内部scc 16。此外，参数集包括用于每个能量存储装置10的热模型。此外，周期性地使用内部scc 16来计算或重新计算最佳范围的步骤包括为每个能量存储装置10：(i)根据能量存储装置10的热模型、能量存储装置10的电流信息和能量存储装置10的优选温度范围来计算或重新计算能量存储装置10的发热估计；以及(ii)计算或重新计算能量存储装置10的he流速的最佳范围，以抵消能量存储装置10的发热估计。
82.在本发明的内部冷却的第二实施方式的可选实施方式中，冷却剂是流体、水、气体或空气。
83.在本发明的内部冷却的第二实施方式的可选实施方式中：(a)系统还包括主电池管理系统(mbms)15；以及(b)通过mbms 15路由内部scc 16和每个能量存储装置10的bmu连接器13f之间的有线或无线数据通信。
84.在本发明的内部冷却的第二实施方式的可选实施方式中：(a)用于每个能量存储装置10的热交换器11包括与能量存储装置10的分段的电池模块13的至少一个外表面区域符合的散热器；以及(b)每个能量存储装置10的散热器和分段的电池模块13之间的热界面12是能够压缩的导热材料或导热膏。每个能量存储装置10的散热器可以包括封闭能量存储装置10的he通道11d的铝壳。
85.在本发明的内部冷却的第二实施方式的可选实施方式中，该方法由电动车辆实现。电动车辆可以是机动的电动车辆1-00或动力车。如果机动的电动车辆1-00:(a)机动的电动车辆1-00包括车辆控制系统和与电连接件17电连接的至少一个牵引电动机18a；(b)至少一个牵引电动机18a的操作由车辆控制系统控制；内部scc 16与车辆控制系统进行数据通信。内部scc 16配置为下载或链接到以下各项中的至少一项：(i)路线地图，其详述速度地图、倾斜等级地图、行进距离和行进时间中的至少一个；以及(ii)车辆仪表板，其详细描述机动的电动车辆1-00的当前速度、机动的电动车辆1-00的至少一个牵引电动机18a的当前电流负载和机动的电动车辆1-00的当前倾斜度中的至少一个。
86.在本发明的内部冷却的第二实施方式的可选实施方式中：(a)电动车辆是包括电连接到系统的电连接件17的一个或多个电源插座的动力车；以及(b)一个或多个电源插座可连接到机动的电动车辆1-00的一个或多个电源接入口。
87.在其最一般的形式中，用于电动车辆内的分段的电池模块13的外部冷却系统和方法向容纳在电动车辆中的多个能量存储装置10中的每个提供单独的冷却剂流。每个能量存
储装置10包括与分段的电池模块13导热耦合的热交换器11。分段的电池模块13包括电池单元13b和传感器(13c、13d和13e)。热交换器11包括he流量控制器11c。经由每个分段的电池模块13的bmu 13a收集用于每个能量存储装置10的单独的传感器信息。充电scc 22使用该单独的传感器信息来计算泵送通过每个能量存储装置10的热交换器11的冷却剂的he流速，以冷却能量存储装置10的电池单元13b。在每次充电会话期间，输送到热交换器11的冷却剂由电源20的外部冷却单元21冷却。
88.一种用于安装在电动车辆内的分段的电池模块13的外部冷却系统和方法是一种能够使单独的冷却剂流到容纳在电动车辆内的多个能量存储装置10中的每个的系统和方法。每个能量存储装置10包括与分段的电池模块13导热耦合的热交换器11。分段的电池模块13包括电池单元13b和传感器(13c、13d和13e)。热交换器11包括he流量控制器11c。经由每个分段的电池模块13的bmu 13a收集用于每个能量存储装置10的单独的传感器信息。充电scc 22使用该单独的传感器信息来计算泵送通过每个能量存储装置10的热交换器11的冷却剂的he流速，以冷却能量存储装置10的电池单元13b。在每次充电会话期间，输送到热交换器11的冷却剂由电源20的外部冷却单元21冷却。
89.本发明的外部冷却的第一实施方式是用于多个分段的电池模块13的外部冷却系统。该系统包括与电源20配对的电动车辆：(a)容纳在电动车辆中的多个能量存储装置10，每个能量存储装置10包括热交换器11、以及分段的电池模块13中的一个；(b)容纳在电动车辆中的电连接件17；(c)容纳在电动车辆中的主电池管理系统(mbms)15；(d)容纳在电源20中的外部冷却单元21，外部冷却单元21包括ecu入口21b和ecu出口21a；(e)容纳在电动车辆中的成对的冷却剂干线14c；以及(f)充电分段的冷却控制器(scc)22，充电scc 22包括参数集。每个能量存储装置10的热交换器11包括：(1)he流量控制器11c，用于控制冷却剂通过热交换器11的流量；(2)he入口11a，用于将冷却剂接收到热交换器11内的多个he通道11d中；以及(3)he出口11b，用于从热交换器11的he通道11d排出冷却剂。每个能量存储装置10的分段的电池模块13包括：(1)与电连接件连接器17a电连接的多个电池单元13b；(2)电池管理模块(bmu)13a，其与多个传感器进行数据通信，传感器包括位于分段的电池模块13内的至少一个温度传感器13c，并且bmu 13a配置成从传感器收集传感器信息；和(3)与bmu 13a进行数据通信的bmu连接器13f。电连接件17与能量存储装置10中的每个的电池连接器13g电连接。电连接件17与一个或多个电连接件连接器17a电连接。在所述能量存储装置10中的一个或多个的多个充电会话中的每个期间，所述一个或多个电连接件连接器17a中的每个在每个充电会话期间能够连接至所述电源20的一个或多个电源供应器23中的一个。mbms 15通过经由能量存储装置10的bmu连接器13f与每个能量存储装置10的bmu 13a进行无线地或有线地数据通信。成对的冷却剂干线14c包括：(1)用于接收冷却的冷却剂的冷却干线14c-1；(2)暖干线14c-2用于排出暖的冷却剂。冷却干线14c-1与能量存储装置的每个he入口11a流体连接。暖干线14c-2与能量存储装置的he出口11b中的每个流体连接。为每个能量存储装置10建立外部冷却单元21和每个热交换器11之间的分段的冷却剂路径。分段的冷却剂路径通过能量存储装置10的he流量控制器11c。分段的冷却剂路径具有通过能量存储装置10的he流量控制器11c的he流速。为每个能量存储装置10建立的分段的冷却剂路径具有由he流量控制器11c调节的he流速。在每个充电会话期间，充电scc 22通过有线地或无线地：(1)与外部冷却单元21进行直接或间接数据通信；(2)与每个能量存储装置10的he流量控制器
11c进行直接或间接数据通信；(3)与mbms 15进行直接或间接数据通信；以及(4)经由mbms 15和能量存储装置10的bmu连接器13f与每个能量存储装置10的分段的电池模块13的bmu 13a进行直接或间接数据通信。在每个充电会话期间，充电scc 22配置为通过无线地或有线地经由能量存储装置10的bmu连接器13f直接地或间接地接收由每个能量存储装置10的bmu 13a收集的传感器信息，传感器信息至少包括由位于能量存储装置10的分段的电池模块13内的至少一个温度传感器13c测量的温度信息。参数集至少包括用于每个能量存储装置10的分段的电池模块13的优选温度范围。在每个充电会话期间，充电scc 22配置为周期性地：(1)计算或重新计算每个能量存储装置10的热交换器11的he流速的最佳范围；以及(2)通过有线地或无线地控制每个能量存储装置10的he流速，经由与能量存储装置10的he流量控制器11c的直接或间接数据通信，以将he流速保持在最佳范围内。最佳范围是以下项的函数：(a)由充电scc 22经由能量存储装置10的bmu 13a从能量存储装置10的传感器接收的传感器信息；和(b)能量存储装置10的优选温度范围。
90.在本发明的外部冷却的第一实施方式的可选实施方式中，充电scc 22容纳在电动车辆中，或者可选地，容纳在电源20中。
91.在本发明的外部冷却的第一实施方式的可选实施方式中：(a)冷却干线14c-1经由ecu出口21a从外部冷却单元21接收冷却的冷却剂；(b)暖干线14c-2经由ecu入口21b将暖的冷却剂排放到外部冷却单元21中；以及(c)其中，用于每个能量存储装置10的分段的冷却剂路径经由ecu出口21a从外部冷却单元21离开，通过冷却干线14c-1、通过能量存储装置10的he入口11a、通过能量存储装置10的he通道11d、通过能量存储装置10的he出口11b、通过暖干线14c-2，并且经由ecu入口21b返回到外部冷却单元21中。
92.在本发明的外部冷却的第一实施方式的可选实施方式中，该系统还包括外部到内部热交换器14d和内部冷却单元14。内部冷却单元14包括icu入口14b和icu出口14a。冷却干线14c-1在冷却剂经过外部到内部热交换器14d之后经由icu出口14a从内部冷却单元14接收冷却的冷却剂。暖干线14c-2通过icu入口14b将暖的冷却剂排入内部冷却单元14。用于每个能量存储装置10的分段的冷却剂路径经由icu出口14a从内部冷却单元14离开，通过外部到内部热交换器14d、通过成对的冷却剂干线14c的冷却干线14c-1、通过能量存储装置10的he入口11a、通过能量存储装置10的he通道11d、通过能量存储装置10的he出口11b、通过暖干线14c-2，并通过icu入口14b返回到内部冷却单元14中。第二冷却剂路径经由ecu出口21a从外部冷却单元21排出，通过外部到内部热交换器14d，并经由ecu入口21b返回到外部冷却单元21。该实施方式可以任选地配置为使得：(a)充电scc 22被容纳在电动车辆中；(b)内部冷却单元14与充电scc 22进行数据通信；以及(c)充电scc 22配置成在电动车辆的机动的操作期间控制冷却剂流过能量存储装置10中的每个。可选地，该实施方式可以配置为使得：(a)系统还包括容纳在电动车辆中的内部分段的冷却剂控制器(scc)16；(b)充电scc 22容纳在电源20中；(c)内部冷却单元14与内部scc 16进行数据通信；以及(d)内部scc 16配置成在电动车辆的机动的操作期间控制冷却剂流过能量存储装置10中的每个。
93.在本发明的外部冷却的第一实施方式的可选实施方式中，该系统还包括内部冷却单元14。冷却干线14c-1经由ecu出口21a从外部冷却单元21接收冷却的冷却剂。暖干线14c-2通过icu入口14b将暖的冷却剂排入内部冷却单元14。用于每个能量存储装置10的分段的冷却剂路径经由ecu出口21a从外部冷却单元21离开，通过冷却干线14c-1、通过能量存储装
置10的he入口11a、通过能量存储装置10的he通道11d、通过能量存储装置10的he出口11b、通过暖干线14c-2经由icu入口14b进入内部冷却单元14、经由icu出口14a离开内部冷却单元14，并经由ecu入口21b返回到外部冷却单元21中。该实施方式可以任选地配置为使得：(a)充电scc 22被容纳在电动车辆中；(b)内部冷却单元14与充电scc 22进行数据通信；以及(c)充电scc 22配置成在电动车辆的机动的操作期间控制冷却剂流过能量存储装置10中的每个。可选择地，该实施方式可以配置为使得：(a)系统还包括容纳在电动车辆中的内部分段的冷却剂控制器(scc)；(b)充电scc 22容纳在电源20中；(c)内部冷却单元14与内部scc 16进行数据通信；以及(d)内部scc 16配置成在电动车辆的机动的操作期间控制冷却剂流过能量存储装置10中的每个。
94.在本发明的外部冷却的第一实施方式的可选实施方式中，充电scc采用控制回路来：(a)调整传递到外部冷却单元21的额定功率；(b)根据来自每个能量存储装置10的分段的电池模块13的温度传感器13c的温度信息，将向能量存储装置10中的至少一个输送冷却剂进行优先级排序；以及(c)通过he流量控制器11c中的一个或多个调节冷却剂的he流速。
95.在本发明的外部冷却的第一实施方式的可选实施方式中，每个能量存储装置10的分段的电池模块13中的多个传感器还包括电流传感器13e，电流传感器13e配置为测量分段的电池模块13的电池单元13b的电流信息并且经由能量存储装置10的bmu 13a将分段的电池模块13的电池单元13b的电流信息发送到充电scc。参数集包括用于每个能量存储装置10的热模型。通过充电scc计算或重新计算每个能量存储装置10的最佳范围包括：(i)根据能量存储装置10的热模型、能量存储装置10的电流信息和能量存储装置10的优选温度范围来计算或重新计算能量存储装置10的发热估计；以及(ii)计算或重新计算能量存储装置10的he流速的最佳范围，以抵消能量存储装置10的发热估计。
96.在本发明的外部冷却的第一实施方式的可选实施方式中，冷却剂是流体、水、气体或空气。
97.在本发明的外部冷却的第一实施方式的可选实施方式中：(a)每个能量存储装置10的热交换器11和分段的电池模块13经由热界面12配对导热；(b)用于每个能量存储装置10的热交换器11包括与能量存储装置10的分段的电池模块13的至少一个外表面区域符合的散热器；以及(c)每个能量存储装置10的散热器和分段的电池模块13之间的热界面12是能够压缩的导热材料或导热膏。每个能量存储装置10的散热器可以包括封闭能量存储装置10的he通道11d的铝壳。
98.在本发明的外部冷却的第一实施方式的可选实施方式中：(a)电动车辆是机动的电动车辆1-00，其包括车辆控制系统和与电连接件17电连接的至少一个牵引电动机18a；以及(b)通过车辆控制系统控制至少一个牵引电动机18a的操作。
99.在本发明的外部冷却的第一实施方式的可选实施方式中：(a)电动车辆是包括与电连接件17电连接的一个或多个电源插座的动力车；以及(b)一个或多个电源插座可连接到机动的电动车辆1-00的一个或多个电源接入口。
100.本发明的外部冷却的第二实施方式是用于多个分段的电池模块13的计算机实现的外部冷却方法。该方法包括：(a)在电动车辆中保持多个能量存储装置10，每个能量存储装置10包括热交换器11、以及分段的电池模块13中的一个；(b)在电动车辆中保持电连接件17；(c)在电动车辆中保持主电池管理系统(mbms)15；(d)将外部冷却单元21保持在电源20
中，外部冷却单元21包括ecu入口21b和ecu出口21a；(e)在电动车辆中保持成对的冷却剂干线14c；(f)保持充电分段的冷却控制器(scc)22，充电scc 22包括参数集；(g)开始用于一个或多个能量存储装置10的充电会话；(h)在充电会话期间，周期性地使用充电scc 22来计算或重新计算每个能量存储装置10的热交换器11的he流速的最佳范围；以及(i)在充电会话期间，通过有线地或无线地控制每个能量存储装置10的he流速，经由与能量存储装置10的he流量控制器11c的直接或间接数据通信，以将he流量保持在最佳范围内。每个能量存储装置10的热交换器11包括：(1)he流量控制器11c，用于控制冷却剂通过热交换器11的流量；(2)he入口11a，用于将冷却剂接收到热交换器11内的多个he通道11d中；以及(3)he出口11b，用于从热交换器11的he通道11d排出冷却剂。每个能量存储装置10的分段的电池模块13包括：(1)与电连接件连接器17a电连接的多个电池单元13b；(2)与多个传感器进行数据通信的电池管理模块(bmu)13a，传感器包括位于分段的电池模块13内的至少一个温度传感器13c，并且bmu 13a配置成从传感器收集传感器信息；和(3)与bmu 13a进行数据通信的bmu连接器13f。电连接件17与能量存储装置10中的每个的电池连接器13g电连接。电连接件17与一个或多个电连接件连接器17a电连接。在能量存储装置10中的一个或多个的充电会话期间，一个或多个电连接件连接器17a中的每个能够连接到电源20的一个或多个电源23中的一个。mbms 15通过经由能量存储装置10的bmu连接器13f与每个能量存储装置10的bmu 13a进行无线地或有线地数据通信。成对的冷却剂干线14c包括：(1)用于接收冷却的冷却剂的冷却干线14c-1；(2)暖干线14c-2用于排出暖的冷却剂。冷却干线14c-1与能量存储装置的每个he入口11a流体连接。暖干线14c-2与能量存储装置的he出口11b中的每个流体连接。为每个能量存储装置10建立外部冷却单元21和每个热交换器11之间的分段的冷却剂路径。分段的冷却剂路径通过能量存储装置10的he流量控制器11c。分段的冷却剂路径具有通过能量存储装置10的he流量控制器11c的he流速。为每个能量存储装置10建立的分段的冷却剂路径具有由he流量控制器11c调节的he流速。在每个充电会话期间，充电scc 22通过有线或无线方式：(1)与外部冷却单元21进行直接或间接数据通信；(2)与每个能量存储装置10的he流量控制器11c进行直接或间接数据通信；(3)与mbms 15进行直接或间接数据通信；以及(4)经由mbms 15和能量存储装置10的bmu连接器13f与每个能量存储装置10的分段的电池模块13的bmu 13a进行直接或间接数据通信。在每个充电会话期间，充电scc 22配置为通过无线地或有线地经由能量存储装置10的bmu连接器13f直接地或间接地接收由每个能量存储装置10的bmu 13a收集的传感器信息，传感器信息至少包括由位于能量存储装置10的分段的电池模块13内的至少一个温度传感器13c测量的温度信息。参数集至少包括用于每个能量存储装置10的分段的电池模块13的优选温度范围。开始充电会话的步骤包括：(i)将mbms 15连接到充电scc 22；以及(ii)经由一个或多个电连接件连接器17a将电连接件17连接到一个或多个电源供应器23。最佳范围是以下项的函数：(i)由充电scc 22经由能量存储装置10的bmu 13a从能量存储装置10的传感器接收的传感器信息；以及(ii)能量存储装置10的优选温度范围。
101.在本发明的外部冷却的第二实施方式的可选实施方式中，充电scc 22保持在电动车辆中，或者可选地，保持在电源20中。
102.在本发明的外部冷却的第二实施方式的可选实施方式中：(a)冷却干线14c-1经由ecu出口21a从外部冷却单元21接收冷却的冷却剂；(b)暖干线14c-2经由ecu入口21b将暖的
冷却剂排放到外部冷却单元21中；以及(c)其中，用于每个能量存储装置10的分段的冷却剂路径经由ecu出口21a从外部冷却单元21离开，通过冷却干线14c-1、通过能量存储装置10的he入口11a、通过能量存储装置10的he通道11d、通过能量存储装置10的he出口11b、通过暖干线14c-2，并且经由ecu入口21b返回到外部冷却单元21中。
103.在本发明的外部冷却的第二实施方式的可选实施方式中，该方法还包括保持外部到内部热交换器14d和内部冷却单元14。内部冷却单元14包括icu入口14b和icu出口14a。冷却干线14c-1在冷却剂经过外部到内部热交换器14d之后经由icu出口14a从内部冷却单元14接收冷却的冷却剂。暖干线14c-2通过icu入口14b将暖的冷却剂排入内部冷却单元14。用于每个能量存储装置10的分段的冷却剂路径经由icu出口14a从内部冷却单元14离开，通过外部到内部热交换器14d、通过成对的冷却剂干线14c的冷却干线14c-1、通过能量存储装置10的he入口11a、通过能量存储装置10的he通道11d、通过能量存储装置10的he出口11b、通过暖干线14c-2，并通过icu入口14b返回到内部冷却单元14中。第二冷却剂路径经由ecu出口21a从外部冷却单元21排出，通过外部到内部热交换器14d，并经由ecu入口21b返回到外部冷却单元21。该实施方式还可以任选地配置为使得：(a)在电动车辆中保持充电scc 22；(b)内部冷却单元14与充电scc 22进行数据通信；以及(c)充电scc 22配置成在电动车辆的机动的操作期间控制冷却剂流过能量存储装置10中的每个。可选地，该实施方式还可以可选地保持内部分段的冷却剂控制器(scc)，其中：(a)充电scc 22保持在电源20中；(b)内部冷却单元14与内部scc 16进行数据通信；以及(c)内部scc 16配置成在电动车辆的机动的操作期间控制冷却剂流过能量存储装置10中的每个。
104.在本发明的外部冷却的第二实施方式的可选实施方式中，该方法还包括保持内部冷却单元14。冷却干线14c-1经由ecu出口21a从外部冷却单元21接收冷却的冷却剂。暖干线14c-2通过icu入口14b将暖的冷却剂排入内部冷却单元14。用于每个能量存储装置10的分段的冷却剂路径经由ecu出口21a从外部冷却单元21离开，通过冷却干线14c-1、通过能量存储装置10的he入口11a、通过能量存储装置10的he通道11d、通过能量存储装置10的he出口11b、通过暖干线14c-2经由icu入口14b进入内部冷却单元14、经由icu出口14a离开内部冷却单元14，并经由ecu入口21b返回到外部冷却单元21中。该实施方式还可以任选地配置为使得：(a)在电动车辆中保持充电scc 22；(b)内部冷却单元14与充电scc 22进行数据通信；以及(c)充电scc 22配置成在电动车辆的机动的操作期间控制冷却剂流过能量存储装置10中的每个。可选地，该实施方式还可以可选地保持内部分段的冷却剂控制器(scc)，其中：(a)充电scc 22保持在电源20中；(b)内部冷却单元14与内部scc 16进行数据通信；以及(c)内部scc 16配置成在电动车辆的机动的操作期间控制冷却剂流过能量存储装置10中的每个。
105.在本发明的外部冷却的第二实施方式的可选实施方式中，充电scc采用控制回路来：(a)调整传递到外部冷却单元21的额定功率；(b)根据来自每个能量存储装置10的分段的电池模块13的温度传感器13c的温度信息，将向能量存储装置10中的至少一个的输送冷却剂进行优先级排序；以及(c)通过he流量控制器11c中的一个或多个调节冷却剂的he流速。
106.在本发明的外部冷却的第二实施方式的可选实施方式中，每个能量存储装置10的分段的电池模块13中的多个传感器还包括电流传感器13e，电流传感器13e配置为测量分段
的电池模块13的电池单元13b的电流信息并且经由能量存储装置10的bmu 13a将分段的电池模块13的电池单元13b的电流信息传送到充电scc。此外，参数集包括用于每个能量存储装置10的热模型。此外，周期性地使用充电scc来计算或重新计算最佳范围的步骤包括为每个能量存储装置10：(i)根据能量存储装置10的热模型、能量存储装置10的电流信息和能量存储装置10的优选温度范围来计算或重新计算能量存储装置10的发热估计；以及(ii)计算或重新计算能量存储装置10的he流速的最佳范围，以抵消能量存储装置10的发热估计。
107.在本发明的外部冷却的第二实施方式的可选实施方式中，冷却剂是流体、水、气体或空气。
108.在本发明的外部冷却的第二实施方式的可选实施方式中：(a)每个能量存储装置10的热交换器11和分段的电池模块13经由热界面12配对导热；(b)用于每个能量存储装置10的热交换器11包括与能量存储装置10的分段的电池模块13的至少一个外表面区域符合的散热器；以及(c)每个能量存储装置10的散热器和分段的电池模块13之间的热界面12是能够压缩的导热材料或导热膏。每个能量存储装置10的散热器可以包括封闭能量存储装置10的he通道11d的铝壳。
109.在本发明的外部冷却的第二实施方式的可选实施方式中：(a)电动车辆是机动的电动车辆1-00，其包括车辆控制系统和与电连接件17电连接的至少一个牵引电动机18a；以及(b)通过车辆控制系统控制至少一个牵引电动机18a的操作。
110.在本发明的外部冷却的第二实施方式的可选实施方式中：(a)电动车辆是动力车，去包括与电连接件17电连接的一个或多个电源插座；以及(b)一个或多个电源插座可连接到机动的电动车辆1-00的一个或多个电源接入口。
111.虽然这里已经公开了各种方面和实施方式，但是很明显，在阅读上述公开内容之后，本发明的各种其它修改和改变对于本领域技术人员来说是显而易见的，而不脱离本发明的精神和范围，并且所有这些修改和改变都在所附权利要求的范围内。在此公开的各个方面和实施方式是为了说明的目的，而不是为了限制，本发明的真实范围和精神由所附权利要求来指示。