[發明專利]電池單元部件的熱收縮接合

無效

• 申請號: 201210043359.8
• 申請日: 2012-02-24
• 公開（公告）號: CN102651489A
• 公開（公告）日: 2012-08-29
• 發明（設計）人: A.黑澤
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: H01M10/50
• 分類號: H01M10/50;H01M2/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 崔幼平;譚祐祥

技術領域

本發明涉及一種電池組，且更具體地涉及一種用于電池組的冷卻系統。

背景技術

已經提出將電池單元作為用于電動車輛和各種其它應用的清潔的、高效的且對環境負責的功率源。一類電池單元被稱為鋰離子電池。鋰離子電池是可再充電的，并可以成形為各種各樣的形狀和尺寸，從而有效地填充電動車輛中的可用空間。例如，電池單元在形狀上可以為棱柱形，從而有助于電池單元的堆疊。多個單獨的電池單元可以設置在電池組中，以提供足以使電動車輛運行的功率量。

典型的棱柱形電池單元具有圍繞電池單元的外圍熔融的一對塑料涂覆的金屬層以便密封電池單元部件。電池單元的密封通常以給塑料涂覆的金屬層中之一提供有時被稱作“黃油碟”形狀的腔而開始。電池單元部件設置在塑料涂覆的金屬層的腔內部。然后將另一個塑料涂覆的金屬層放置在電池單元部件的頂部上，并例如通過熱在外圍處熔融到具有腔的塑料涂覆的金屬層中所述之一，從而在邊緣周圍密封。由此提供了用于結合在電池組中的電池單元。

已知的是，諸如鋰離子電池單元的電池單元在操作期間并且由于充電循環而在再充電時產生熱。當過熱或以其它方式暴露于高溫環境時，不期望的效應會影響鋰離子電池的操作。冷卻系統通常隨鋰離子電池使用來防止不期望的過熱狀況。在轉讓給Essinger等的序列號為12/713,729的共同待決的美國專利申請和轉讓給Kumar等的序列號為12/842,478的美國專利申請中描述了用于電池單元的已知的冷卻系統，故這里通過引用將上述專利申請的全部公開內容并入本文。

常規的冷卻系統已經包括夾在電池組內的各個電池單元之間的冷卻板或翼片。冷卻翼片通常通過諸如釬焊或焊接的“熱“方法接合到熱沉。熱接合方法可能不期望地影響材料微結構，這可以影響接合耐久性。已知的接合方法還通常需要諸如釬焊焊料、焊接耗材、結合粘結劑和熱界面材料的填充材料，這會不期望地影響熱導率，并增加制造復雜度。

一直需要一種使電池冷卻系統的接合處的耐久性最大化的電池冷卻系統和一種制造該電池冷卻系統的方法。期望地，該電池冷卻系統和方法不需要填充材料，有助于與相鄰的電池單元的熱導率，并具有最小化的制造復雜度。

發明內容

根據本發明，意外地發現了一種使電池冷卻系統的接合處的耐久性最大化、不需要填充材料、有助于與相鄰的電池單元的熱導率并具有最小化的制造復雜度的電池冷卻系統和一種制造該電池冷卻系統的方法。

在第一實施例中，一種用于電池單元的冷卻系統包括：至少一個板，所述至少一個板具有至少一個鍵；以及熱沉，所述熱沉具有形成在其中的至少一個槽。所述至少一個板的所述至少一個鍵設置在所述至少一個槽中。所述至少一個板和所述熱沉形成使所述至少一個板穩固到所述熱沉的過盈配合接合。

在另一實施例中，一種用于制造用于電池單元的冷卻系統的方法包括步驟：提供具有至少一個鍵的至少一個板；提供具有形成在其中的至少一個槽的熱沉。將所述熱沉加熱到足以使所述熱沉熱膨脹并使所述至少一個槽熱膨脹的第一溫度。然后將所述至少一個板的所述至少一個鍵插在所述至少一個槽中。然后將所述熱沉冷卻到足以使所述熱沉熱收縮并使所述至少一個槽熱收縮的第二溫度。由此形成使所述至少一個板穩固到所述熱沉的過盈配合接合。

在其它實施例中，一種用于制造用于電池單元的冷卻系統的方法包括步驟：提供被構造為相鄰于所述電池單元設置并傳遞來自操作中的所述電池單元的熱的至少一個板；以及提供具有形成在其中的至少一個槽的熱沉。所述至少一個板具有至少一個末端。所述至少一個槽在所述電池單元的操作溫度時的標稱寬度范圍小于所述至少一個板的所述末端在所述電池單元的所述操作溫度時的標稱寬度范圍。將所述熱沉加熱到足以使所述熱沉熱膨脹并使所述至少一個槽熱膨脹到比在所述電池單元的操作溫度時的所述標稱寬度范圍大的第一寬度的第一溫度。將所述至少一個板的所述末端插在所述至少一個槽中。將所述熱沉冷卻到足以使所述熱沉熱收縮并使所述至少一個槽熱收縮到比在所述電池單元的操作溫度時的所述標稱寬度范圍內的第二寬度的第二溫度。由此形成使所述至少一個板穩固到所述熱沉的過盈配合接合。

本發明還提供如下方案：

1、一種用于電池單元的冷卻系統，包括：

至少一個板，所述至少一個板具有至少一個鍵；以及

熱沉，所述熱沉具有形成在其中的至少一個槽，所述至少一個板的所述至少一個鍵設置在所述至少一個槽中，以形成使所述至少一個板穩固到所述熱沉的過盈配合接合。

2、根據方案1所述的冷卻系統，其中，所述至少一個板設置為相鄰于所述電池單元，并傳遞來自操作中的所述電池單元的熱。