[發明專利]波紋翅片電池模塊

有效

• 申請號: 201210399617.6
• 申請日: 2012-10-19
• 公開（公告）號: CN103066313A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: S.A.塞德;R.J.海德爾;J.G.多拉夫
• 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: H01M10/04
• 分類號: H01M10/04;H01M10/50;B60L11/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 代易寧

技術領域

本發明總體涉及電池，且更具體地涉及一種具有增強的熱效率和降低的封裝復雜度的電池模塊。

背景技術

混合動力和電動車輛通過補充（在混合動力車輛的情況下）或者完全地替換（在電動車輛的情況下）傳統的內燃發動機（ICE）為車輛原動力的常規手段提供替代方案。這種替代性車輛的一種形式已知為增程式電動車輛（EREV）。在EREV的一個實施例中，主電力驅動由電池實現，該電池用作電動機、發電機或變速器的直流（DC）電壓源，該主電力驅動進而可用于提供旋轉一個或多個車輪所需的能量。一旦來自電池的電量已經被消耗，則備用功率可以來自ICE，以提供輔助的車載發電。雪弗蘭Volt是由本發明受讓人制造的EREV。

可以采用各種電池架構給EREV提供原動力或相關功率，所述各種電池架構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。當然，鋰離子電池看起來對于車輛應用特別有前途。不管電池的形式，一種考慮是在操作期間移除由發生在電池中的電化學反應所產生的過量的熱量。當前的電池內部熱交換器需要眾多構件和密封連接件，以及復雜的制造工藝。

用于冷卻電池單體的一種已知方法是使兩個單體與冷卻劑流經的冷卻翅片面接觸。通過將翅片兩側上的入口和出口集管孔整合來連接冷卻翅片。然后通過將兩個或更多個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。可以使用O形環密封件（或類似的密封件）在兩個翅片之間形成密封。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位置。圖1中示出了這種類型的系統的一個示例，其中，示出了電池組10的分解視圖。單獨的電池單體15由冷卻翅片20分開，使得由電池單體15產生的熱量被傳導到冷卻翅片20中。冷卻翅片20在一側上包括冷卻入口25，在另一側上包括冷卻出口30，通道35將入口25流體聯接到出口30。兩個電池單體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中或單獨地形成并且隨后進行附接。除了密封件45之外，這種布置需要多個構件，以及復雜的組裝工藝。

發明內容

根據本發明的一個方面，公開了電池模塊，其包括至少兩個電池單體和形成在電池單體附近和之間的連續的波紋翅片。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接的重復序列的直線波紋翅片段組成，每個波紋頂部段連接兩個相鄰的直線波紋翅片段。

可選地，在波紋翅片的一個特定實施例中，其在基本整個所述電池模塊上限定連續的結構。在另一可選方案中，柔性的膨脹單元可以設置在一個電池單體和至少另一個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或多個相鄰的直線段，諸如利用粘合劑。在一個特定形式中，膨脹單元的一側或兩側與相鄰一個直線段接觸。在另一形式中，膨脹單元的一側（或兩側）與相鄰的另一個電池單體接觸。引導凹槽可以形成為一個直線段的一部分。在另一個可選方案中，每個電池單體的一側或多側可以與波紋翅片的相鄰的直線段接觸。在另一個可選方案中，每個電池單體的一側與相鄰的一個直線段接觸，而另一側與膨脹單元接觸。在另一個可選形式中，每個電池單體的一側與相鄰的一個直線段接觸，而另一側與另一個電池單體接觸。散熱器可以聯接到電池模塊。在優選形式中，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，增強其與相鄰的散熱器的大致平面表面的接觸面積。將認識到，可以采用圓形端部的形狀的變化，使得建立適當的表面接觸量和界面壓力。在一個特定形式中，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置在頂部段和散熱器之間，這種材料可以根據電池模塊的特定的熱傳遞需求而調整。