[发明专利]可堆叠的套管模块设计

说明书

联邦政府资助研发的声明

本发明是按照合同NO.DE-FC26-08NT04386在联邦政府的支持下完成的。联邦政府对本发明享有一定权利。

技术领域

在至少一个方面，本发明涉及电池模块组件及制作电池模块组件的方法。

背景技术

目前正在研究将大容量的可充电电池用在电动车辆上。电动车辆最终的可行性取决于相关成本的显著降低。电池组件成本的降低尤其重要。

锂离子电池是一类重要的电池技术。包含锂离子电池组件的多数电池组件包括多个单独的电化学电池单元。通常，这样的电化学电池单元包括阳极和阴极。通常，阳极包括在其上涂覆有石墨层的金属片或箔(通常是铜金属)。类似地，阴极通常包括在其上涂覆有含有锂的层的金属片或箔(通常是铝金属)。最后，电化学电池单元包括位于阳极和阴极之间的电解质。端子允许产生的电流用在外部电路中。电化学电池单元通过电化学反应来产生电流。

为了大功率的应用，使用多个电池单元并将其组装成电池模块。而且，这样的电池模块被组装成电池包(battery pack)，电池包包括冷却系统和用于操作电池的相关电子设备。冷却系统通常包括多个散布于电池单元之间的金属冷却翼片(例如，铜和/或铝)。结果是，这样的电池模块的组装在对准冷却翼片和电池单元方面是相当困难的。

相应地，需要改进的电池模块组件以及构造这样的电池模块组件的方法。

发明内容

本发明通过提供一种电池模块组件来解决现有技术的一个或多个问题。该电池组件包括多个堆叠的电池套管。每个电池套管包括第一座体单元、电池单元堆和位于第一座体单元内的第二座体单元。电池单元堆包括第一电池单元、第二电池单元以及插入于第一电池单元和第二电池单元之间的泡沫层，该泡沫层允许循环期间电池单元的膨胀，并且保持电池单元、冷却翼片和散热器的紧密接触。带有压紧电池单元堆的第二座体单元的第一座体单元定位电池单元堆。电池模块组件还包括保持多个电池套筒的接收组件。

在另一实施例中，提供一种制作上述电池模块组件的方法。该方法包括形成多个电池套筒的步骤。该多个电池套筒位于第一散热器部分和第二散热器部分之间。每个电池套筒与第一散热器部分和第二散热器部分相结合。而且，每个电池套筒通过将电池单元堆放置于第一座体单元内而制成。有代表性地，电池堆包括第一电池单元、第二电池单元以及插入第一电池单元和第二电池单元之间的泡沫层。电池单元堆位于第一座体单元内，通过位于第一座体单元内的第二座体单元，电池单元堆被压紧。

方案1.一种电池模块组件，包括：

多个电池套筒，每个电池套筒包括：

第一座体单元；

电池单元堆，其包括第一电池单元、第二电池单元以及位于第一电池单元和第二电池单元之间的泡沫层，该电池单元堆位于第一座体单元内；

第二座体单元，其位于第一座体单元内，从而压紧电池单元堆；以及

保持多个电池套筒的接收组件。

方案2.根据方案1的电池模块，其中，第一座体单元包括匹配第二座体单元的边缘细部。

方案3.根据方案2的电池模块，其中，该边缘细部包括外缘。

方案4.根据方案1的电池模块，其中，第二座体单元接收相邻电池套筒的第一座体单元。

方案5.根据方案1的电池模块，其中，所述多个电池套筒包括10到25个电池套筒。

方案6.根据方案1的电池模块，其中，该接收组件包括散热器。

方案7.根据方案6的电池模块，其中，每个电池模块结合到该散热器。

方案8.根据方案1的电池模块，其中，所述第一座体单元和第二座体单元包括导热材料。

方案9.根据方案8的电池模块，其中，所述第一座体单元和第二座体单元包括从铝、铜及其组合构成的集合中选出的金属。

方案10.根据方案1的电池模块，其中，泡沫层被压紧到大约8到20psi的压力。

方案11.一种制作电池模块的方法，该方法包括：

a)形成多个电池套筒，每个电池套筒通过将电池单元堆放置于第一座体单元内而制成，电池单元堆包括第一电池单元、第二电池单元以及插入第一电池单元和第二电池单元之间的泡沫层，电池单元堆位于第一座体单元内，并且将第二座体单元放置于第一座体单元内从而压紧电池单元堆；

b)将多个电池套筒放置于第一散热器部分和第二散热器部分之间；以及

c)将每个电池套筒结合到第一散热器部分和第二散热器部分。