[发明专利]波纹翅片电池模块

说明书

技术领域

本发明总体涉及电池，且更具体地涉及一种具有增强的热效率和降低的封装复杂度的电池模块。

背景技术

混合动力和电动车辆通过补充（在混合动力车辆的情况下）或者完全地替换（在电动车辆的情况下）传统的内燃发动机（ICE）为车辆原动力的常规手段提供替代方案。这种替代性车辆的一种形式已知为增程式电动车辆（EREV）。在EREV的一个实施例中，主电力驱动由电池实现，该电池用作电动机、发电机或变速器的直流（DC）电压源，该主电力驱动进而可用于提供旋转一个或多个车轮所需的能量。一旦来自电池的电量已经被消耗，则备用功率可以来自ICE，以提供辅助的车载发电。雪弗兰Volt是由本发明受让人制造的EREV。

可以采用各种电池架构给EREV提供原动力或相关功率，所述各种电池架构包括镍金属氢化物电池、铅酸电池、锂聚合物电池和锂离子电池。当然，锂离子电池看起来对于车辆应用特别有前途。不管电池的形式，一种考虑是在操作期间移除由发生在电池中的电化学反应所产生的过量的热量。当前的电池内部热交换器需要众多构件和密封连接件，以及复杂的制造工艺。

用于冷却电池单体的一种已知方法是使两个单体与冷却剂流经的冷却翅片面接触。通过将翅片两侧上的入口和出口集管孔整合来连接冷却翅片。然后通过将两个或更多个翅片堆叠在一起并将入口和出口集管孔连接来形成入口和出口集管。可以使用O形环密封件（或类似的密封件）在两个翅片之间形成密封。用于入口和出口两者的密封件通常被整合到框架中，框架将单体和翅片保持在堆中的适当位置。图1中示出了这种类型的系统的一个示例，其中，示出了电池组10的分解视图。单独的电池单体15由冷却翅片20分开，使得由电池单体15产生的热量被传导到冷却翅片20中。冷却翅片20在一侧上包括冷却入口25，在另一侧上包括冷却出口30，通道35将入口25流体联接到出口30。两个电池单体15和冷却翅片20可以容纳在框架40中。在冷却翅片20的两侧上具有用于冷却入口25和冷却出口30的密封件45，这些密封件45可以整合到框架40中或单独地形成并且随后进行附接。除了密封件45之外，这种布置需要多个构件，以及复杂的组装工艺。

发明内容

根据本发明的一个方面，公开了电池模块，其包括至少两个电池单体和形成在电池单体附近和之间的连续的波纹翅片。波纹翅片限定大致蜿蜒形状，其由利用波纹顶部段而彼此联接的重复序列的直线波纹翅片段组成，每个波纹顶部段连接两个相邻的直线波纹翅片段。

可选地，在波纹翅片的一个特定实施例中，其在基本整个所述电池模块上限定连续的结构。在另一可选方案中，柔性的膨胀单元可以设置在一个电池单体和至少另一个电池单体或波纹翅片的直线段之间。膨胀单元可以利用任何已知的方法而固定到一个或多个相邻的直线段，诸如利用粘合剂。在一个特定形式中，膨胀单元的一侧或两侧与相邻一个直线段接触。在另一形式中，膨胀单元的一侧（或两侧）与相邻的另一个电池单体接触。引导凹槽可以形成为一个直线段的一部分。在另一个可选方案中，每个电池单体的一侧或多侧可以与波纹翅片的相邻的直线段接触。在另一个可选方案中，每个电池单体的一侧与相邻的一个直线段接触，而另一侧与膨胀单元接触。在另一个可选形式中，每个电池单体的一侧与相邻的一个直线段接触，而另一侧与另一个电池单体接触。散热器可以联接到电池模块。在优选形式中，其沿着与波纹翅片的波纹顶部部分（也称为顶部段）相符的模块表面而附接到模块上。在优选形式中，散热器附接到电池模块，以便压缩由顶部段所限定的大致圆形的端部，以此方式，顶部段变形，使得其限定大致平面的接触表面，增强其与相邻的散热器的大致平面表面的接触面积。将认识到，可以采用圆形端部的形状的变化，使得建立适当的表面接触量和界面压力。在一个特定形式中，散热器可以包括液体冷却剂所通过的通道，以便增强散热器从电池模块传送过量热量的能力。另外的一层热界面材料也可以设置在顶部段和散热器之间，这种材料可以根据电池模块的特定的热传递需求而调整。