[发明专利]用于对电池单元进行封装及热管理的系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对进行单元进行封装及热管理的系统。

背景技术

可充电电池单元的工作寿命显著地取决于电池单元在工作寿命期间的温度。为了获得电池单元的尽可能长的工作寿命，在操作期间应将其工作温度保持在一定水平或一定温度范围内。对电池单元进行充电或放电会产生热能，该热能必须尽可能有效地从电池单元导走。此外，在一些情况下，需要能够使电池单元变暖以便使其到达希望的操作温度。同时，在电池充电或放电期间，电池接线端子的内阻形成损失能量，该损失能量转化成热能。该热能也应被导走。因此，冷却的最有效方式应是从电池接线端子直接冷却。然而，较大的短路风险对这种类型的冷却造成巨大的挑战。

还应防止电池单元损坏及变形。当电池被损坏时，电池单元可能形成短路，这可能导致不受控制的火灾或爆炸形式的放电。如果可能，应通过安全的结构防止电池单元的变形，该安全结构应考虑到各种偶然情况。

在专利公布US2012/0148881A1中公开了现有技术系统的一个示例。该专利公布公开了一种电池冷却系统，所述电池冷却系统包括电池阵列和多个热管。热管各自包括小外形挤制部，小外形挤制部具有形成在其中的多个中空导管。每个热管包括蒸发器部和冷凝器部。在多个中空导管内布置有导热流体。蒸发器布置在电池阵列内相继的电池之间。冷凝器部布置在电池阵列的外部并暴露成为散热器。该专利公布中所示的结构不会形成用于电池单元和包括有多个电池单元的电池模块的任何支撑结构、外壳或支撑框架。

在专利公布US2009/0180251A1中公开了另一种现有技术的系统。该专利公布公开了一种由铝合金挤制型材构件制成的外壳以用于制造防水的电力电子装置。挤制型材形成为大致矩形的通道并且在矩形的至少一侧上设置有翅片。翅片通过在挤制方向上的自然对流使空气能够流动到外壳的外部。没有翅片的一侧用作用于紧固外壳的基部和用于电力电子装置的电力电子部件的支撑件。翅片横向于挤制方向被加工以在翅片中形成凹口。凹口相继对准以允许空气通过最佳方向的自然对流流动到外壳的外部。该专利公布未提及任何电池单元，但是如果此专利公布中所公开的外壳用于在其内部搁置电池单元，则所述电池单元不能被定位，从而不能实现良好的导热率。

发明内容

本发明的目的是提供一种经改善的用于电池单元的封装和热管理的系统，与现有技术相关的问题至少大部分通过该系统避免。本发明的目的通过如下系统实现，其中，电池模块包括至少一个挤制的铝或铝合金型材和多个电池单元，至少一个挤制的铝或铝合金型材设置有多个热传递翅片，所述多个热传递翅片设置成彼此间隔开，所述多个电池单元以与热传递翅片热接触的方式安装在所述至少一个型材，其中热传递介质被设置成与所述至少一个型材热接触，使得热能通过所述铝或铝合金型材从电池单元传导至所述热传递流体或从所述热传递流体传导至所述电池单元。

挤制的一个型材/多个型材形成容纳有电池单元的电池模块的保护性外壳和支撑结构。

用于热传递介质在其中流动的至少一个通道在型材的挤制过程中一体地形成在挤制的铝或铝合金型材中。

型材形成为使得防止电池接线端子与型材之间的直接接触。这通过使得型材设置有肩状结构获得，从而在电池接线端子与型材之间形成空间和用于电绝缘的充足爬电距离。

在电池接线端子与型材之间的空间中施加电绝缘的导热化合物以在所述型材与电池接线端子之间提供热接触。

铝或铝合金型材被切割成不同的及所需的长度以便获得所需数量的电池单元的保护性外壳和支撑结构。

通过本发明获得超过现有技术的若干优点。在本发明中，电池单元的外壳和支撑结构由铝合金的挤制型材制成。挤制的型材使得能够制造可容易伸缩的结构，通过该结构可以制造不同尺寸的电池模块。用于热传递介质的通道可以无缝地结合在电池模块的支撑结构(即，型材)中，因此，增加了热传递的效率并且模块中的化合物的量较小。热传递介质制成使在通道中流通并且在所述热传递介质的辅助下，热能从型材被传导以冷却电池单元或进入到型材中以使电池单元达到所需的温度。该创新性结构通过在电池接线端子与型材之间设置膏剂或间隙垫使得热能能够从电池接线端子直接传导至型材，膏剂或间隙垫为电绝缘体，同时具有良好的热传导属性。挤制的型材同时地形成电池单元的保护性外壳和支撑结构。流体通道之间的内部联接通过该结构被最小化，从而提高了可靠性。归因于该保护性外壳，模块可以装配在任何位置。