專利名稱：波紋翅片電池模塊的制作方法
波紋翅片電池模塊技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明總體涉及電池，且更具體地涉及一種具有增強(qiáng)的熱效率和降低的封裝復(fù)雜度的電池模塊。
背景技術(shù)：
混合動(dòng)力和電動(dòng)車輛通過補(bǔ)充(在混合動(dòng)力車輛的情況下)或者完全地替換(在電動(dòng)車輛的情況下)傳統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(ICE)為車輛原動(dòng)力的常規(guī)手段提供替代方案。這種替代性車輛的一種形式已知為增程式電動(dòng)車輛(EREV)。在EREV的一個(gè)實(shí)施例中，主電力驅(qū)動(dòng)由電池實(shí)現(xiàn)，該電池用作電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)或變速器的直流(DC)電壓源，該主電力驅(qū)動(dòng)進(jìn)而可用于提供旋轉(zhuǎn)一個(gè)或多個(gè)車輪所需的能量。一旦來自電池的電量已經(jīng)被消耗，則備用功率可以來自ICE，以提供輔助的車載發(fā)電。雪弗蘭Volt是由本發(fā)明受讓人制造的EREV。
可以采用各種電池架構(gòu)給EREV提供原動(dòng)力或相關(guān)功率，所述各種電池架構(gòu)包括鎳金屬氫化物電池、鉛酸電池、鋰聚合物電池和鋰離子電池。當(dāng)然，鋰離子電池看起來對(duì)于車輛應(yīng)用特別有前途。不管電池的形式，一種考慮是在操作期間移除由發(fā)生在電池中的電化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的過量的熱量。當(dāng)前的電池內(nèi)部熱交換器需要眾多構(gòu)件和密封連接件，以及復(fù)雜的制造工藝。
用于冷卻電池單體的一種已知方法是使兩個(gè)單體與冷卻劑流經(jīng)的冷卻翅片面接觸。通過將翅片兩側(cè)上的入口和出口集管孔整合來連接冷卻翅片。然后通過將兩個(gè)或更多個(gè)翅片堆疊在一起并將入口和出口集管孔連接來形成入口和出口集管?？梢允褂肙形環(huán)密封件(或類似的密封件)在兩個(gè)翅片之間形成密封。用于入口和出口兩者的密封件通常被整合到框架中，框架將單體和翅片保持在堆中的適當(dāng)位置。圖1中示出了這種類型的系統(tǒng)的一個(gè)示例，其中，示出了電池組10的分解視圖。單獨(dú)的電池單體15由冷卻翅片20分開，使得由電池單體15產(chǎn)生的熱量被傳導(dǎo)到冷卻翅片20中。冷卻翅片20在一側(cè)上包括冷卻入口 25，在另一側(cè)上包括冷卻出口 30，通道35將入口 25流體聯(lián)接到出口 30。兩個(gè)電池單體 15和冷卻翅片20可以容納在框架40中。在冷卻翅片20的兩側(cè)上具有用于冷卻入口 25和冷卻出口 30的密封件45，這些密封件45可以整合到框架40中或單獨(dú)地形成并且隨后進(jìn)行附接。除了密封件45之外，這種布置需要多個(gè)構(gòu)件，以及復(fù)雜的組裝工藝。發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，公開了電池模塊，其包括至少兩個(gè)電池單體和形成在電池單體附近和之間的連續(xù)的波紋翅片。波紋翅片限定大致 蜿蜒形狀，其由利用波紋頂部段而彼此聯(lián)接的重復(fù)序列的直線波紋翅片段組成，每個(gè)波紋頂部段連接兩個(gè)相鄰的直線波紋翅片段。
可選地，在波紋翅片的一個(gè)特定實(shí)施例中，其在基本整個(gè)所述電池模塊上限定連續(xù)的結(jié)構(gòu)。在另一可選方案中，柔性的膨脹單元可以設(shè)置在一個(gè)電池單體和至少另一個(gè)電池單體或波紋翅片的直線段之間。膨脹單元可以利用任何已知的方法而固定到一個(gè)或多個(gè)相鄰的直線段，諸如利用粘合劑。在一個(gè)特定形式中，膨脹單元的一側(cè)或兩側(cè)與相鄰一個(gè)直線段接觸。在另一形式中，膨脹單元的一側(cè)(或兩側(cè))與相鄰的另一個(gè)電池單體接觸。引導(dǎo)凹槽可以形成為一個(gè)直線段的一部分。在另一個(gè)可選方案中，每個(gè)電池單體的一側(cè)或多側(cè)可以與波紋翅片的相鄰的直線段接觸。在另一個(gè)可選方案中，每個(gè)電池單體的一側(cè)與相鄰的一個(gè)直線段接觸，而另一側(cè)與膨脹單元接觸。在另一個(gè)可選形式中，每個(gè)電池單體的一側(cè)與相鄰的一個(gè)直線段接觸，而另一側(cè)與另一個(gè)電池單體接觸。散熱器可以聯(lián)接到電池模塊。 在優(yōu)選形式中，其沿著與波紋翅片的波紋頂部部分(也稱為頂部段)相符的模塊表面而附接到模塊上。在優(yōu)選形式中，散熱器附接到電池模塊，以便壓縮由頂部段所限定的大致圓形的端部，以此方式，頂部段變形，使得其限定大致平面的接觸表面，增強(qiáng)其與相鄰的散熱器的大致平面表面的接觸面積。將認(rèn)識(shí)到，可以采用圓形端部的形狀的變化，使得建立適當(dāng)?shù)谋砻娼佑|量和界面壓力。在一個(gè)特定形式中，散熱器可以包括液體冷卻劑所通過的通道，以便增強(qiáng)散熱器從電池模塊傳送過量熱量的能力。另外的一層熱界面材料也可以設(shè)置在頂部段和散熱器之間，這種材料可以根據(jù)電池模塊的特定的熱傳遞需求而調(diào)整。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，車輛功率源包括一個(gè)或多個(gè)電池模塊以及與這種一個(gè)或多個(gè)模塊協(xié)作的電動(dòng)馬達(dá)。由電池模塊產(chǎn)生的電流通過馬達(dá)為車輛提供原動(dòng)力。模塊包括多個(gè)電池單體以及限定了大致蜿蜒形狀的波紋翅片，所述波紋翅片帶有交替的直線段和頂部段，使得所述多個(gè)電池單體中的至少一個(gè)設(shè)置在所述波紋翅片的限定在相鄰直線段之間的區(qū)域中。在本文中，車輛是能夠使用機(jī)械(即，機(jī)動(dòng))功率作為推動(dòng)源的任何形式的人類運(yùn)輸工具。因此，車輛可以包括小轎車、卡車、飛機(jī)、宇宙飛船、船只、摩托車及其變型。類似地， 電動(dòng)馬達(dá)可以包括本領(lǐng)域已知的任何形式，諸如線圈纏繞的靜態(tài)場(定子)圍繞旋轉(zhuǎn)的電樞 (轉(zhuǎn)子)的電感應(yīng)馬達(dá)，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，當(dāng)電流通過定子的繞組時(shí)，纏繞有繞組的稱為極(其可由磁可透過材料組成，諸如鐵)的定子的一部分被磁激勵(lì)，從而對(duì)轉(zhuǎn)子施加電磁力，使其旋轉(zhuǎn)。在動(dòng)力應(yīng)用中，可用附接至轉(zhuǎn)子的軸通過轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)所連接的車輪而向車輛提供推動(dòng)力。
可選地，包括聯(lián)接到電池 模塊的散熱器，使得增強(qiáng)它們之間的熱接觸。具體而言， 這種增強(qiáng)可以來自于兩者之間的輕微的界面配合，其中，散熱器壓靠頂部段，壓縮頂部段的接觸表面，這種壓縮導(dǎo)致接觸的頂部段部分的大致平坦?fàn)畹刈兤健＿@種變平用于增加散熱器和波紋翅片之間的表面區(qū)域接觸，從而增強(qiáng)它們之間的熱傳遞。如同在其它部分所述的， 頂部段的形狀可以是曲線的，盡管可以是促進(jìn)頂部段的變平的其它形狀，以便增強(qiáng)與散熱器的接觸表面面積。這種熱傳遞可以利用可選的形成在散熱器中的冷卻流體路徑來增強(qiáng)。 也可以使用膨脹件，如同之前的方面所述，其可以由柔性材料制成，并且可以設(shè)置在波紋翅片的蜿蜒圖案內(nèi)的不同位置。例如，膨脹單元可以放置在一個(gè)電池單體和另一個(gè)電池單體之間。在另一形式中，膨脹單元可以放置在一個(gè)電池單體和波紋翅片的一個(gè)直線段之間。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開了制造電池模塊的方法。該方法包括使傳導(dǎo)性片材彎折，形成連續(xù)的波紋翅片。由波紋翅片所形成的每個(gè)區(qū)域都限定了兩個(gè)相鄰直線段之間的空間或體積以及連接兩個(gè)相鄰的直線段的頂部段。這些區(qū)域允許放置一個(gè)或多個(gè)電池單體和膨脹單元。該方法還包括將一個(gè)或多個(gè)電池單體放置在形成于相鄰的直線段之間的至少一些區(qū)域之間。
可選地，該方法包括將可壓縮的膨脹單元放置在至少一些直線段之間。該方法可以另外地包括將散熱器放置為與頂部段的至少一部分熱連通，這可以通過將一層熱界面材料放置在一個(gè)或多個(gè)頂部段和散熱器之間而進(jìn)一步地增強(qiáng)。在一個(gè)優(yōu)選形式中，將散熱器放置為與頂部段熱連通造成至少頂部段與散熱器的大致平面表面接觸的部分的變平，這種變平用于增加它們之間的表面區(qū)域接觸(和伴隨的熱接觸)。對(duì)于之前的實(shí)施例，還可以包括其它特征，諸如引導(dǎo)凹槽。類似地，可以包括梳狀部件，以便確保維持頂部段和散熱器之間的熱接觸。
此外，本發(fā)明還涉及以下技術(shù)方案。
1. 一種電池模塊，包括多個(gè)電池單體；以及限定了大致蜿蜒形狀的波紋翅片，所述波紋翅片帶有交替的直線段和頂部段，使得所述多個(gè)電池單體中的至少一個(gè)設(shè)置在所述波紋翅片的限定在相鄰直線段之間的區(qū)域中。
2.如技術(shù)方案I所述的電池模塊，還包括由至少一層柔性材料制成的膨脹單元， 所述膨脹單元設(shè)置在所述電池單體之一以及所述電池單體的至少另一個(gè)或所述波紋翅片的所述直線段之間。
3.如技術(shù)方案2所述的電池模塊，其中，所述膨脹單元的至少一側(cè)與所述直線段中相鄰的一個(gè)接觸。
4.如技術(shù)方案2所述的電池模塊，其中，所述膨脹單元的至少一側(cè)與所述多個(gè)電池單體中相鄰的一個(gè)接觸。
5.如技術(shù)方案I所述的電池模塊，還包括形成在所述直線段的至少一個(gè)中的引導(dǎo)凹槽。
6.如技術(shù)方案I所述的電池模塊，其中，所述多個(gè)電池單體中的每一個(gè)的至少一側(cè)與所述直線段中相鄰的一個(gè)接觸。
7.如技術(shù)方案6所述的電池模塊，其中，所述多個(gè)電池單體中的每一個(gè)的每一側(cè)與所述直線段中相鄰的一個(gè)接觸。
8.如技術(shù)方案6所述的電池模塊，其中，所述多個(gè)電池單體中的每一個(gè)的一側(cè)與所述直線段中相鄰的一個(gè)面接觸，所述多個(gè)電池單體中的每一個(gè)的另一側(cè)與膨脹單元面接觸。
9.如技術(shù)方案I所述的電池模塊，其中，所述多個(gè)電池單體中的每一個(gè)的一側(cè)與所述直線段中相鄰的一個(gè)接觸，所述多個(gè)電池單體中的每一個(gè)的另一側(cè)與所述多個(gè)電池單體中的另一個(gè)接觸。
10.如技術(shù)方案I所述的電池模塊，還包括附接到所述電池模塊的至少一側(cè)的散熱器，使得所述散熱器限定與所述頂部段的大致平面接觸。
11.如技術(shù)方案10所述的電池模塊，還包括在所述頂部段和所述散熱器之間的一層熱界面材料。
12.如技術(shù)方案I所述的電池模塊，其中，所述波紋翅片在基本整個(gè)所述電池模塊上限定連續(xù)的結(jié)構(gòu)。
13. 一種車輛功率源,包括至少一個(gè)電池模塊，包括多個(gè)電池單體；以及限定了大致蜿蜒形狀的波紋翅片，所述波紋翅片帶有交替的直線段和頂部段，使得所述多個(gè)電池單體中的至少一個(gè)設(shè)置在所述波紋翅片的限定在相鄰直線段之間的區(qū)域中；以及與所述至少一個(gè)電池模塊協(xié)作的電動(dòng)馬達(dá)，使得當(dāng)從所述至少一個(gè)電池模塊接收到電流時(shí)，所述電動(dòng)馬達(dá)為車輛提供原動(dòng)力。
14.如技術(shù)方案13所述的功率源，還包括聯(lián)接到所述至少一個(gè)電池模塊的散熱器，使得所述散熱器和所述頂部段之間的熱接觸導(dǎo)致所述頂部段的接觸表面壓縮為基本平面形狀，使得所述散熱器和所述波紋翅片之間的表面區(qū)域接觸被增強(qiáng)。
15.如技術(shù)方案14所述的功率源，還包括由至少一層柔性材料制成的膨脹單元， 所述膨脹單元設(shè)置在所述電池單體之一以及所述電池單體的至少另一個(gè)或所述波紋翅片的所述直線段之間。
16. 一種制造電池模塊的方法，所述方法包括使導(dǎo)熱片材彎折成連續(xù)的波紋翅片，所述波紋翅片具有多個(gè)基本直線段和多個(gè)頂部段，其中，所述直線段中相鄰的直線段由所述頂部段連接在一起；和將至少一個(gè)電池單體放置在由所述直線段的相鄰直線段所限定的至少一些區(qū)域之間。
17.如技術(shù)方案16所述的方法，還包括將可壓縮的膨脹單元放置在所述直線段的至少一些之間。
18.如技術(shù)方案16所述的方法，還包括將散熱器放置為與所述頂部段的至少一個(gè)熱連通。
19.如技術(shù)方案18所述的方法，其中，所述將散熱器放置為與所述頂部段的至少一個(gè)熱連通造成所述至少一個(gè)頂部段的至少一部分變平，以便增加它們之間的熱接觸。
20.如技術(shù)方案19所述的方法，還包括將一層熱界面材料放置在至少一個(gè)頂部段和所述散熱器之間。
21.如技術(shù)方案18所述的方法，還包括使用梳狀部件來提升所述頂部段和所述散熱器之間的熱接觸。


當(dāng)結(jié)合以下附圖閱讀時(shí)，能最佳地理解下面對(duì)具體實(shí)施例的詳細(xì)描述，其中相同的結(jié)構(gòu)用相同的參考標(biāo)號(hào)表不，其中圖1示出了冷卻的電池單體的現(xiàn)有技術(shù)布置；圖2不出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的電池模塊的一個(gè)布置；圖3更詳細(xì)地示出了圖2的電池模塊的一部分；圖4示出了電池模塊的另一布置的一部分；圖5示出了電池模塊的另一布置的一部分； 圖6不出了電池模塊的另一布置的一部分；圖7A至7F示出了制造圖2的電池模塊的一種方法；圖8示出了用于將波紋頂部緊固到散熱器的部件；以及圖9示出了可以使用圖8的部件的一種方式。
具體實(shí)施方式
參考圖2、3和8，示出了本發(fā)明的電池模塊100的一個(gè)實(shí)施例，其中，多個(gè)單獨(dú)的電池單體105通過蜿蜒形狀的波紋翅片110而彼此軸向地分開。波紋翅片110和附接的(一個(gè)或多個(gè))電池單體105 —起組成波紋翅片組件。波紋翅片110具有筆直段115以及頂部段120，筆直段115在各個(gè)電池單體105的大致平面的表面附近延伸，頂部段120連接相鄰的筆直段115，頂部段120和兩個(gè)相鄰的筆直段115的協(xié)作形成體積區(qū)域，電池單體105可以放置到該體積區(qū)域中。在該實(shí)施例中，筆直段115優(yōu)選地與每個(gè)電池單體105的兩側(cè)接觸。在本文中，術(shù)語“側(cè)”對(duì)于單獨(dú)的電池單體105而言包括單體的大致平面的表面的大區(qū)域，而不是較小的區(qū)域邊緣。單體105放置在單個(gè)連續(xù)的一片波紋翅片110之間提供了簡單的可靠的電池內(nèi)部熱交換器，其能夠增強(qiáng)熱效率，并且導(dǎo)致部件數(shù)量的顯著降低，這從而允許較小的電池模塊。例如，由于較少的構(gòu)件用在模塊100中，設(shè)計(jì)允許電池內(nèi)部熱交換器的簡化，因?yàn)椴恍枰芰峡蚣芎蛦蝹€(gè)的冷卻翅片。一個(gè)連續(xù)的波紋翅片110可以替代多個(gè)框架和翅片。與此相關(guān)地，這種構(gòu)造改善可靠性并且簡化制造。
如同另外示出的，電池模塊100具有上部和下部散熱器140，端板130位于堆疊的單體105的相對(duì)端上。端板通過系桿/緊固件135而彼此固定。尤其如圖3所示，當(dāng)固定到端板130 (諸如通過螺栓或相關(guān)的緊固件)后，相對(duì)剛性的散熱器140使得較為容易變形的波紋翅片110的頂部段120中產(chǎn)生變平的形狀。與固定連接相關(guān)聯(lián)的大的接觸面積會(huì)促進(jìn)散熱器140和波紋翅片110之間的可靠界面。盡管頂部段120的一個(gè)優(yōu)選形式是曲線形狀，但本實(shí)施例不限于此，因?yàn)楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以使用其它(有頂?shù)?、尖的或相關(guān)的三角形狀)形式，只要它們?cè)谂c散熱器140的相鄰表面接觸時(shí)變形為高的表面面積接觸區(qū)域即可。
尤其參考圖8和9，可選的梳狀件160 (本文中也稱為梳形部件)可用來將頂部段 120穩(wěn)固地緊固到散熱器140，諸如通過鉚釘、螺釘或可以通過孔165固定的相關(guān)的緊固件。 借助于與優(yōu)選的一件式結(jié)構(gòu)聯(lián)接的波紋翅片110(如上所述，其可以由鋁或相關(guān)的傳導(dǎo)性材料制成)的高導(dǎo)熱性，在各個(gè)電池單體105中產(chǎn)生的熱量主要沿著由直線段115和波紋頂部段120所限定的表面?zhèn)鲗?dǎo)，并且進(jìn)入散熱器140。如果需要的話，還允許在電池單體105 的兩側(cè)上都冷卻。類似地，波紋翅片110的可變形的結(jié)構(gòu)還有利于模塊100組裝期間的模塊之間的更大的尺寸公差，這樣提高的柔性允許對(duì)于各個(gè)接觸表面需要有多平的降低的公差，由此簡化電池模塊100的制造并且降低其制造成本。在本文中，關(guān)于波紋翅片110的結(jié)構(gòu)的術(shù)語“一件式”和“連續(xù)的”是可互換的。例如，波紋翅片110可以由單個(gè)長的一片適當(dāng)材料(諸如前文提到的鋁或其合金之一)形成，由此明顯滿足一件式要求。類似地，多個(gè)分立的片可以固定在一起(諸如通過焊接、粘合劑、緊固件或本領(lǐng)域已知的其它技術(shù))，使得波紋翅片110的結(jié)構(gòu)和操作具有單件的屬性。在一種形式中，梳狀件160可以由傳導(dǎo)材料制成，帶有適當(dāng)?shù)膭偠刃再|(zhì)，以便允許在單個(gè)的翅片Iio的整個(gè)高度上對(duì)散熱器140的均勻接觸和壓力。梳狀件160可以具有形成在底部或頂部(示出了底部)的唇部或相關(guān)的互鎖特征168，以便與散熱器140固定，這種結(jié)構(gòu)由于僅需要在相對(duì)的頂部或底部的固定(諸如利用延伸通過孔口 165的緊固件167)，從而簡化了附接。
膨脹單元125可以位于定位在相鄰的電池單體105之間的相鄰直線段115之間。 如圖所示，膨脹單元125的整體形狀大致類似于如上所述的電池單體105的形狀 ，因此，術(shù)語“側(cè)”對(duì)于單獨(dú)的膨脹單元125而言描述單元的大致平面的表面的大區(qū)域，而不是較小的區(qū)域邊緣。在看結(jié)構(gòu)的邊緣圖(如圖2所示)時(shí)，堆疊順序如下直線段115-電池單體 105-直線段115-膨脹單元125-直線段115-電池單體105-直線段115-膨脹單元125，等等。在一個(gè)示例性形式中，膨脹單元125可以是幾片或幾層泡沫或某種相關(guān)的輕質(zhì)、較低導(dǎo)熱性的柔性材料。在本文中，當(dāng)施加在其上的壓縮力或相關(guān)力將造成其某種程度的變形時(shí)， 一片或一層材料被認(rèn)為是柔性的。膨脹單元125補(bǔ)償沿單體105的整個(gè)厚度方向的單體公差和膨脹變化。
接下來參考圖4、5和6，示出了波紋翅片110交織到電池單體105的性質(zhì)的不同實(shí)施例。在圖4所示的實(shí)施例中，直線段115散布在各個(gè)電池單體105之間，成對(duì)的單體105 彼此相鄰，而不是圖2的單純交替的單體-波紋翅片-單體形式。根據(jù)所需的冷卻性能和單體105構(gòu)造，其它的布置也是可能的。例如，布置可以是(如圖5所示)，在每兩個(gè)電池單體105或每三個(gè)電池單體(未示出)之間放置直線段115。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，其它布置也是可以的。例如，膨脹單元125可以設(shè)置在相鄰的電池單體105之間(例如，如圖2和圖6所示),每兩個(gè)電池單體之間(例如如圖4和圖5所示),或者每三個(gè)電池單體之間(未示出)。
接著參考圖7A至7F，示出了制造電池模塊100的一種方法相關(guān)的步驟。首先，圖 7A的金屬片材(在一個(gè)非限制性示例中，可以包括鋁或鋁合金的平片材109)被彎折成圖7B 的波紋翅片110以便限定直線段115，頂部段120連接兩個(gè)相鄰的直線段115。因?yàn)槔鋮s劑流僅在模塊100的側(cè)面處而不是在每個(gè)電池單體或每隔一個(gè)電池單體之間，所以與其它設(shè)計(jì)相比，本發(fā)明的波紋翅片110具有較少的密封。這種密封設(shè)備的減少意味著該設(shè)計(jì)能夠提供較低的材料和制造成本。類似地，由于不需要密封(對(duì)于表面清潔度非常敏感)，對(duì)于金屬片材僅需要一般的清潔度標(biāo)準(zhǔn)。如圖7C總體所示以及圖7D更詳細(xì)所示，膨脹單元125 可以放置在直線波紋翅片段115的一側(cè)上，而定位凹槽145可以結(jié)合到波紋翅片110中，以便為膨脹單元125提供安置位置。如果需要的話，可以使用粘合劑將膨脹單元125附接到直線波紋翅片段115。圖7E顯示了引導(dǎo)凹槽150，其方式大致類似于定位凹槽145，形成在直線波紋翅片段115中定位電池單體105。定位凹槽145和電池單體引導(dǎo)凹槽150可以被設(shè)計(jì)到波紋翅片110中，用于當(dāng)散熱器140推到波紋翅片頂部段120上并且使它們變平時(shí)提供壓擠初始功能的一種方式。可以通過已知方式來實(shí)現(xiàn)這種設(shè)計(jì)的優(yōu)化，諸如計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)或類似方法。在單體105和膨脹單元125被固定到波紋翅片110之后，組件然后如圖7F所示地被壓縮。盡管為了簡便，在圖7F中沒有示出，但將懂得，在該壓縮的組件中仍然存在圖7D和圖7E的定位凹槽145和引導(dǎo)凹槽150 (如果使用的話)。還將懂得， 凹槽145、150以及波紋翅片頂部120的精確形狀可以對(duì)重量、成本、制造性、熱性質(zhì)或機(jī)械性質(zhì)等進(jìn)行優(yōu)化，并且這種變化在本發(fā)明的范圍內(nèi)。然后，端板130和散熱器框架140被附接，以便制造圖2的電池模塊100。
散熱器140具有通道，通過此通道泵送冷卻劑(例如，液體冷卻劑)。散熱器140可以通過沖壓兩個(gè)金屬(例如鋁)片材并將它們銅焊或焊接在一起而形成，其中，表面的起伏可以對(duì)應(yīng)于所形成的通道。由于散熱器140定位在模塊100的底部的側(cè)面，對(duì)于每個(gè)散熱器 1 40僅需要一個(gè)冷卻劑入口和出口，從而不需要用于每個(gè)冷卻翅片的多個(gè)密封件，這種方法導(dǎo)致模塊100降低的成本和復(fù)雜性。
再次參考圖2，可選的一層熱界面材料( Μ) 155可以施加在散熱器140的框架和頂部段120的變平的部分之間。這幫助提供良好的熱接觸。與使用粘合劑相比，使用 Μ 材料來造成頂部段120和散熱器140的框架之間的熱接觸允許容易地拆除電池模塊100。
應(yīng)當(dāng)指出，類似“優(yōu)選地”、“常?！焙汀巴ǔ！钡男g(shù)語在這里并不用于限制所要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍或者并不用于暗示某些特征對(duì)于所要求保護(hù)的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)或功能是關(guān)鍵的、基本的或至關(guān)重要的。而是，這些術(shù)語僅旨在強(qiáng)調(diào)在本發(fā)明的具體實(shí)施例中可以使用也可以不使用的可選或附加的特征。
為了描述并限定本發(fā)明的目的，應(yīng)當(dāng)指出術(shù)語“裝置”在此用于表示構(gòu)件的組合和單獨(dú)的構(gòu)件，而不管構(gòu)件是否與其它構(gòu)件組合。例如，根據(jù)本發(fā)明的“裝置”可以包括電化學(xué)轉(zhuǎn)化組件或燃料電池、包括根據(jù)本發(fā)明的電化學(xué)轉(zhuǎn)化組件的車輛等等。
為了描述并限定本發(fā)明的目的，應(yīng)當(dāng)指出術(shù)語“基本上”在此用于表示可歸因于任何定量比較、值、測(cè)量或其它表示的不確定性的固有程度。術(shù)語“基本上”在此還用于表示在不引起所述主題的基本功能的改變的情況下定量表示可以與表述的引用不同的程度。
已經(jīng)詳 細(xì)地并參照本發(fā)明的特定實(shí)施例描述了本發(fā)明，但將顯而易見的是，在不脫離在所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的范圍的基礎(chǔ)上，可以做出修改和改變。更具體地說， 雖然這里將本發(fā)明的一些方面標(biāo)識(shí)為優(yōu)選的或特別有利的，但應(yīng)當(dāng)預(yù)想到，本發(fā)明未必局限于本發(fā)明的這些優(yōu)選方面。
權(quán)利要求
1.一種電池模塊,包括多個(gè)電池單體；以及限定了大致蜿蜒形狀的波紋翅片，所述波紋翅片帶有交替的直線段和頂部段，使得所述多個(gè)電池單體中的至少一個(gè)設(shè)置在所述波紋翅片的限定在相鄰直線段之間的區(qū)域中。
2.如權(quán)利要求1所述的電池模塊，還包括由至少一層柔性材料制成的膨脹單元，所述膨脹單元設(shè)置在所述電池單體之一以及所述電池單體的至少另一個(gè)或所述波紋翅片的所述直線段之間。
3.如權(quán)利要求2所述的電池模塊，其中，所述膨脹單元的至少一側(cè)與所述直線段中相鄰的一個(gè)接觸。
4.如權(quán)利要求2所述的電池模塊，其中，所述膨脹單元的至少一側(cè)與所述多個(gè)電池單體中相鄰的一個(gè)接觸。
5.如權(quán)利要求1所述的電池模塊，還包括形成在所述直線段的至少一個(gè)中的引導(dǎo)凹槽。
6.如權(quán)利要求1所述的電池模塊,其中,所述多個(gè)電池單體中的每一個(gè)的至少一側(cè)與所述直線段中相鄰的一個(gè)接觸。
7.如權(quán)利要求6所述的電池模塊，其中，所述多個(gè)電池單體中的每一個(gè)的每一側(cè)與所述直線段中相鄰的一個(gè)接觸。
8.如權(quán)利要求6所述的電池模塊，其中，所述多個(gè)電池單體中的每一個(gè)的一側(cè)與所述直線段中相鄰的一個(gè)面接觸，所述多個(gè)電池單體中的每一個(gè)的另一側(cè)與膨脹單元面接觸。
9.一種車輛功率源,包括至少一個(gè)電池模塊，包括多個(gè)電池單體；以及限定了大致蜿蜒形狀的波紋翅片，所述波紋翅片帶有交替的直線段和頂部段，使得所述多個(gè)電池單體中的至少一個(gè)設(shè)置在所述波紋翅片的限定在相鄰直線段之間的區(qū)域中；以及與所述至少一個(gè)電池模塊協(xié)作的電動(dòng)馬達(dá)，使得當(dāng)從所述至少一個(gè)電池模塊接收到電流時(shí)，所述電動(dòng)馬達(dá)為車輛提供原動(dòng)力。
10.一種制造電池模塊的方法，所述方法包括使導(dǎo)熱片材彎折成連續(xù)的波紋翅片，所述波紋翅片具有多個(gè)基本直線段和多個(gè)頂部段，其中，所述直線段中相鄰的直線段由所述頂部段連接在一起；和將至少一個(gè)電池單體放置在由所述直線段的相鄰直線段所限定的至少一些區(qū)域之間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電池模塊，其包括兩個(gè)或更多個(gè)電池單體和設(shè)置在電池單體之間的連續(xù)的波紋翅片。波紋翅片的結(jié)構(gòu)大致是一件式的，使得需要較少的部件來形成電池模塊。在優(yōu)選的形式中，波紋翅片由高導(dǎo)熱性材料制成，以便在電池操作期間促進(jìn)由電池產(chǎn)生的熱量的移除。波紋翅片的沒有與電池單體直接接觸的部分可以放置為與散熱器直接接觸，以便幫助從模塊移除過量的熱量。膨脹單元或相關(guān)的附加結(jié)構(gòu)可以沿著各種電池單體放置在大致蜿蜒形狀的波紋翅片之間以便提供單體間隔的均勻性。還描述了制造一個(gè)或多個(gè)電池模塊的方法。
文檔編號(hào)H01M10/50GK103066313SQ20121039961
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者S.A.塞德, R.J.海德爾, J.G.多拉夫 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司