CN101882688A - 带有浸入式单元温度调控装置的电池组件 - Google Patents

带有浸入式单元温度调控装置的电池组件 Download PDF

Info

Publication number
CN101882688A
CN101882688A CN2010101739703A CN201010173970A CN101882688A CN 101882688 A CN101882688 A CN 101882688A CN 2010101739703 A CN2010101739703 A CN 2010101739703A CN 201010173970 A CN201010173970 A CN 201010173970A CN 101882688 A CN101882688 A CN 101882688A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cover
housing wall
battery
coolant cavity
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2010101739703A
Other languages
English (en)
Inventor
R·格雷班
K·E·纽曼
A·G·安德森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of CN101882688A publication Critical patent/CN101882688A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H01M10/6557—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange arranged between the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/66—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells
    • H01M10/663—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells the system being an air-conditioner or an engine
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/227—Organic material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

本发明涉及带有浸入式单元温度调控装置的电池组件，更具体地提供一种电池组件，其包括带有壳体壁和穿过所述壳体壁的开口的壳体，所述壳体壁具有内表面和外表面，并且所述壳体壁的形状设置成使得邻近所述开口在所述壳体内形成冷却剂腔。包含可压缩材料的套被插入穿过所述开口。所述套的形状设置成使得其密封部分定位在所述壳体壁的外表面上。电池单元被插入所述套中，使得所述电池单元的至少一部分定位在所述冷却剂腔内。密封构件联接至所述壳体，使得力被施加至所述套的密封部分上，从而导致所述套的密封部分至少部分地挤压并密封所述冷却剂腔。

Description

带有浸入式单元温度调控装置的电池组件
技术领域
本发明总体上涉及电池组件，更具体地涉及带有浸入式单元冷却系统的电池组件。
背景技术
近年来，技术进步以及不断演化的造型需求(ever-evolvingtastes in style)已经导致了汽车设计方面的重大变化。变化之一涉及汽车内电气系统的复杂性，特别是采用电压源的替代燃料汽车，诸如混合动力和电池电动车。此种替代燃料车辆通常使用一个或多个电动机(经常由电池供电，或许与另一致动器组合)，以驱动车轮。
为了优化电池性能，重要的是对例如在混合动力或电池电动车中使用的电池的电池单元(battery cell)的温度进行适当调控(包括冷却和加热)。常规的温度调控系统采用在邻近电池单元的机加工或冲压零部件中形成的冷却通道。然而，此种系统通常限制了电池单元被有效冷却或加热的表面面积。附加地，由于用于适当地装配所述系统的零部件(诸如密封件)数量相当大，所以制造和维护成本高到难以接受。
因此，希望提供一种以改善的性能对电池单元温度进行调控的系统和方法。附加地，希望提供一种减少所需零部件数量且降低制造和维护成本的电池单元温度调控系统和方法。此外，通过下文中结合附图以及之前的技术领域和背景技术对本发明所作的描述，本发明的其它理想特征和特点将变得清楚。
发明内容
在一个实施例中，提供一种电池组件。所述电池组件包括：带有壳体壁和穿过所述壳体壁的开口的壳体，所述壳体壁具有内表面和外表面，所述壳体壁的形状设置成使得邻近所述开口在所述壳体内形成冷却剂腔；插入穿过所述开口且包含可压缩材料的套，所述套的形状设置成使得其密封部分定位在所述壳体壁的外表面上；电池单元，其被插入所述套，使得所述电池单元的至少一部分定位在所述冷却剂腔内；以及密封构件，所述密封构件联接至所述壳体，使得所述密封构件将力施加至所述套的密封部分上，从而导致所述套的密封部分至少部分地挤压并密封所述冷却剂腔。
在另一个实施例中，提供一种电池组件。所述电池组件包括：带有壳体壁和穿过所述壳体壁的多个开口的壳体，所述壳体壁具有内表面和外表面，所述壳体壁的形状设置成使得邻近所述多个开口在所述壳体内形成冷却剂腔；多个套，每个套包含可压缩材料并穿过所述多个开口中的一个，所述套的形状设置成使得其密封部分定位在所述壳体壁的外表面上；多个电池单元，每个电池单元插入所述多个套中的一个套，使得所述电池单元的至少一部分定位在所述冷却剂腔内；以及至少一个密封构件，所述密封构件联接至所述壳体，使得力被施加至各所述套的密封部分上，从而导致所述多个套中的每个的密封部分至少部分地挤压并密封所述冷却剂腔。
在进一步的实施例中，提供一种汽车电池组件。所述汽车电池组件包括：带有壳体壁的壳体，所述壳体壁的形状设置成使得在所述壳体内形成冷却剂腔，并且所述壳体壁具有内表面和外表面，所述壳体还包括穿过所述壳体壁并邻近所述冷却剂腔的多个槽，所述壳体还包括与所述冷却剂腔流体连通的第一和第二冷却剂端口；多个套，每个套包括可压缩的橡胶材料并被插入穿过所述多个槽中相应的一个，所述套的形状设置成使得每个套的密封部分定位在所述壳体壁的外表面上，并且所述套中的至少一些套的密封部分邻近另一些套的密封部分；多个电池单元，每个电池单元插入所述套中相应的一个中，使得所述电池单元的至少下部定位在所述冷却剂腔内且所述电池单元的上部伸出所述冷却剂腔，每个所述电池单元包括联接至其上部的第一和第二端子；以及至少一个密封构件，所述密封构件联接至所述壳体，使得力被施加至所述多个套中的每个的密封部分上，从而导致所述多个套中的每个的密封部分至少部分地挤压并密封所述冷却剂腔。
方案1.一种电池组件，包括：
包括壳体壁和穿过所述壳体壁的开口的壳体，所述壳体壁具有内表面和外表面，所述壳体壁的形状设置成使得邻近所述开口在所述壳体内形成冷却剂腔；
插入穿过所述开口且包含可压缩材料的套，所述套的形状设置成使得所述套的密封部分定位在所述壳体壁的外表面上；
电池单元，其插入所述套中，使得所述电池单元的至少一部分定位在所述冷却剂腔内；以及
密封构件，所述密封构件联接至所述壳体，使得所述密封构件将力施加至所述套的密封部分上，从而导致所述套的密封部分至少部分地挤压并密封所述冷却剂腔。
方案2.如方案1所述的电池组件，其中所述套的形状设置成使得所述套的密封部分处在穿过所述壳体壁的所述开口的相对侧边上。
方案3.如方案2所述的电池组件，其中所述套的形状设置成使得所述套的密封部分环绕穿过所述壳体壁的所述开口的外周。
方案4.如方案3所述的电池组件，其中所述套包括电池单元室，所述电池单元室的长度和宽度与所述电池单元的长度和宽度基本相同。
方案5.如方案4所述的电池组件，其中所述套的高度小于所述电池单元的高度。
方案6.如方案5所述的电池组件，其中所述壳体壁包括顶部和底部，并且其中所述开口穿过所述壳体壁的顶部。
方案7.如方案6所述的电池组件，其中所述套的尺寸设置成使得：当所述套被插入所述开口时，在所述套的底部和所述壳体壁的底部之间形成间隙。
方案8.如方案7所述的电池组件，其中所述电池单元包括从所述冷却剂腔伸出的上部以及连接至所述上部的第一和第二端子。
方案9.如方案8所述的电池组件，其中所述套由橡胶材料制成。
方案10.如方案9所述的电池组件，其中所述电池单元是棱柱状电池单元。
方案11.一种电池组件，包括：
包括壳体壁和穿过所述壳体壁的多个开口的壳体，所述壳体壁具有内表面和外表面，所述壳体壁的形状设置成使得邻近所述多个开口在所述壳体内形成冷却剂腔；
多个套，每个所述套包含可压缩材料并且被插入穿过所述多个开口中的一个开口，所述套的形状设置成使得所述套的密封部分定位在所述壳体壁的外表面上；
多个电池单元，每个电池单元被插入所述多个套中的一个套中，使得所述电池单元的至少一部分定位在所述冷却剂腔内；以及
至少一个密封构件，所述密封构件联接至所述壳体，使得力被施加至所述多个套中的每个的密封部分上，从而导致每个所述套的密封部分至少部分地挤压并密封所述冷却剂腔。
方案12.如方案11所述的电池组件，其中所述壳体壁进一步包括延伸穿过所述壳体壁并与所述冷却剂腔流体连通的第一和第二冷却剂端口。
方案13.如方案12所述的电池组件，其中所述多个套中的每个被插入穿过通过所述壳体壁的所述多个开口中相应的一个中，并且所述多个电池单元中的每个被插入所述套中相应的一个中。
方案14.如方案13所述的电池组件，其中穿过所述壳体壁的所述多个开口以及所述套的尺寸和形状设置成使得所述多个套中的每个的密封部分邻近另一个套的密封部分。
方案15.如方案11所述的电池组件，其中所述多个套是相互连接的。
方案16.一种汽车电池组件，包括：
壳体，其包括：壳体壁，所述壳体壁的形状设置成使得在所述壳体内形成冷却剂腔，并且所述壳体壁具有内表面和外表面；穿过所述壳体壁并邻近所述冷却剂腔的多个槽；以及与所述冷却剂腔流体连通的第一和第二冷却剂端口；
多个套，每个套包含可压缩橡胶材料并被插入穿过所述槽中相应的一个，所述套的形状设置成使得每个套的密封部分定位在所述壳体壁的外表面上，并且所述套中的至少一些套的密封部分邻近另一些套的密封部分；
多个电池单元，每个电池单元被插入所述套中相应的一个中，使得所述电池单元的至少下部定位在所述冷却剂腔内且所述电池单元的上部伸出所述冷却剂腔，每个所述电池单元包括联接至其上部的第一和第二端子；以及
至少一个密封构件，所述密封构件联接至所述壳体，使得力被施加至所述多个套中的每个的密封部分上，从而导致每个所述套的密封部分至少部分地挤压并密封所述冷却剂腔。
方案17.如方案16所述的汽车电池组件，其中所述多个套中的每个的形状设置成使得所述套的密封部分环绕穿过所述壳体壁的相应槽的外周。
方案18.如方案17所述的汽车电池组件，其中所述多个套中的每个包括电池单元室，所述电池单元室的长度和宽度与相应的所述电池单元的长度和宽度基本相同。
方案19.如方案18所述的汽车电池组件，其中所述壳体壁进一步包括顶部和底部，每个所述槽延伸穿过所述壳体壁的顶部，并且所述多个套中的每个的尺寸设置成使得：当所述套被插入相应的所述开口中时，在所述套的底部和所述壳体壁的底部之间形成间隙。
方案20.如方案19所述的汽车电池组件，其中所述多个电池单元是棱柱状锂离子电池单元。
附图说明
下面将结合附图对本发明进行描述，其中相同的附图标记指示相同的元器件，在所述附图中：
图1是根据本发明一个实施例的示例汽车的示意图；
图2是根据本发明一个实施例的电池组件的立体图；
图3是图2中的电池组件的分解立体图；
图4是图2中的电池组件沿着线4-4的剖视侧视图；以及
图5是图4中的电池组件的细节A的剖视侧视图。
具体实施方式
下面的详细描述本质上仅仅是示例性的，而非意在限制本发明、本发明的应用或使用。此外，没有受在前述技术领域、背景技术和简要说明或下面的详细描述中给出的任何明示或暗示理论的限制的意图。
下面的描述涉及“连接”或“联接”在一起的元件或特征。如文中所使用的，“连接”可以指一个元件/特征机械地结合(或直接地连通)至另一个元件/特征，但不必是直接地连接。类似地，“联接”可以指一个元件/特征直接地或间接地结合(或直接或间接地连通)至另一个元件/特征，但不必是机械地结合。然而，应该理解的是，尽管下面在一个实施例中可能将两个元件描述为“连接”，但是替代实施例中的类似元件可以被“联接”，反之亦然。因此，尽管文中的示意性视图示出了元件的示例性设置方式，但是，在实际的实施例中可以存在附加的中间元件、装置、特征或元器件。
此外，文中描述的各种元器件和特征可以使用诸如第一、第二、第三等的特定数字描述符、以及诸如水平的和竖直的的位置和/或角度描述符来表示。然而，此种描述符仅仅是针对附图为了描述的目的而使用，而不应该理解为限制性的，因为各种元器件在其它实施例中可以重新排列或设置。应该理解的是，图1-5仅仅是示例性的，可能不是按比例绘制的。
图1至5示出根据本发明一个实施例的电池组件。所述电池组件包括带有壳体壁和穿过所述壳体壁的开口的壳体，所述壳体壁具有内表面和外表面，所述壳体的形状设置成使得邻近所述开口在所述壳体中形成冷却剂腔。包括可压缩材料的套被插入穿过所述开口。所述套的形状设置成使得其密封部分位于所述壳体壁的外表面上。电池单元插入所述套中，使得所述电池单元的至少一部分定位在所述冷却剂腔中。密封构件联接至所述壳体，使得一个力施加至所述套的密封部分上，导致所述套的密封部分至少部分地挤压和密封冷却剂腔。
图1示出了根据本发明一个实施例的车辆(或“汽车”)10。汽车10包括底盘12、车身14、四个车轮16、以及电控系统18。车体14设置在底盘12上，并且基本上封闭汽车10的其它零部件。车身14和底盘12可以结合地形成一个框架。车轮16每个都以能够旋转的方式在邻近车身14的相应角处联接至底盘12。
汽车10可以是诸如轿车、货车、卡车或运动型多功能车(SUV)的数种不同类型汽车中的任一种，并且可以是双轮驱动(2WD)(即后轮驱动或前轮驱动)、四轮驱动(4WD)、或全时四轮驱动(AWD)。汽车10还可以带有诸如汽油或柴油燃料燃烧式发动机、“混合燃料车辆”(FFV)发动机(即使用汽油和乙醇的混合物)、燃烧气体化合物(即氢气和/或天然气)的发动机、燃烧/电动马达混合动力发动机(即诸如混合电动车(HEV))以及电动马达(例如电池和/或燃料单元做功)的数种不同类型发动机中的任何一种或其组合。
在图1所示的示例实施例中，汽车10是HEV，并且进一步包括致动器组件20、电池系统(或高压直流(DC)电源)22、功率转换器组件(例如变换器或变换器组件)24、以及热交换器26。致动器组件20包括燃烧式发动机28以及电动机/发电机(或马达)30。
仍然参见图1，燃烧式发动机28和/或电动机30被结合，使得其中一个或两者通过一根或多根传动轴32机械地联接至多个车轮16中的至少一部分。在一个实施例中，汽车10是“串联式HEV”，其中燃烧式发动机28不直接联接至变速器，而是联接至发电机(未示出)，该发电机用于为电动机30提供能量。在另一个实施例中，汽车10是“并联式HEV”，其中燃烧式发动机28直接联接至变速器，例如通过使得电动机30的转子以能够旋转的方式联接至燃烧式发动机28的传动轴而联接至变速器。
热交换器(例如散热器和/或冷却剂储槽)26在所述框架的外部连接至所述框架，尽管没有详细示出，但是热交换器26中实际上包括多个容纳诸如水和/或乙二醇(即防冻剂)的冷却流体(即冷却剂)的冷却通道，并且通过流体导管31联接至致动器组件20、电池系统22以及变换器24。应该理解的是，热交换器26可以用于冷却或加热与之联接的各种零部件。
现在参见图1，在示出的实施例中，变换器24接收冷却剂并与电动机30及电池系统22共享冷却剂。然而，其它实施例可以对电池系统22、变换器24以及电动机30使用彼此分离的冷却剂。
电控系统18能够与致动器组件20、电池系统22以及变换器组件24操作连通。尽管没有详细示出，但是实际上电控系统18包括各种传感器以及诸如变换器控制模块和车辆控制器的汽车控制模块或者电控单元(ECU)，以及至少一个处理器和/或存储器，所述存储器包括存储在其上(或存储在另一计算机可读介质中)用于执行下述过程和方法的指令。
尽管没有详细示出，但是电动机30在一个实施例中包括定子组件(包括导电线圈或绕组)和转子组件(包括铁磁芯和/或磁铁)、以及变压器。如同通常理解的那样，电动机30中的定子组件和/或转子组件可包括多个电磁极(例如十六个极)。
变换器(inverter)24可以包括联接至电动机30的三相电路。更具体地，变换器24可以包括开关网络，该开关网络具有联接至电池系统22(即电压源Vdc)的第一输入端以及联接至电动机30的输出端。与电动机30的每个相相对应，所述开关网络可以包括三对(a、b和c)带有反并联二极管(即反并联至每个开关)的串联开关(例如在半导体基层上形成的集成电路中的绝缘栅双极晶体管(IGBT))。
图2-5示出了根据本发明一个实施例的电池组件34。电池组件34可以实现为图1中的电池系统22或电池系统22的一部分。也就是说，尽管仅示出了一个电池组件34，但是应该理解的是电池系统22可以包括多个(例如在5和10之间)电池组件34。电池组件34包括壳体36、多个电池单元套38、多个电池单元40、以及盖42。
壳体36基本上由壳体壁44形成，壳体壁44在图示实施例中为矩形。壳体壁44例如由合成材料或诸如铝的金属制成，并且封装冷却剂腔46，冷却剂腔46可以具有与壳体壁44类似的形状。壳体36可例如具有10英寸到25英寸之间的长度48、5英寸到12英寸之间的宽度50、以及4英寸到10英寸之间的高度。壳体壁44(和/或壳体36)还包括顶部件(或顶部)54、底部件56以及侧部件58。
如图3中最清楚示出的，顶部件54具有多个在顶部件54内形成或穿过顶部件54且邻近冷却剂腔46的电池单元槽(或开口)60。如同所示出的示例中清楚表示的，槽60的长度基本上延伸壳体36的整个宽度50。壳体36还包括延伸穿过壳体壁44的侧部件58的入口(或第一)端口62以及出口(或第二)端口64，所述入口端口62和出口端口64与冷却剂腔46以及流体管道31连通，其中所述流体管道31将电池系统22和热交换器26(图1)相互连接。
仍然参见图3，在示出的实施例中，每个套38被插入相应的一个槽60中。套38的长度延伸方向与槽60的长度延伸方向类似。所述套包括从其上部伸出的唇部或密封部66。套38的宽度类似于槽60的宽度，使得唇部66卡止在壳体壁44的外表面上，并且环绕或围绕其所插入的槽60的外周。套38由诸如橡胶或硅树脂材料的可压缩材料制成，其形状设置成使得电池单元室70形成在其内。用于形成套38的材料可以具有小于2毫米(mm)的厚度(诸如大约1mm的厚度)，并且不允许用在热交换器26(图1)中的冷却剂透过。如图4和5所示，套38的唇部66的尺寸设置成(并且/或者槽60设置成)使得每个套38的唇部66邻近或接近接触另一个套38的唇部66。
在图4所示的实施例中，套38的尺寸设置成使得：当唇部66接触壳体壁44的外表面68时，在套38的延伸经过壳体壁44的内表面69的部分和壳体壁44的底部件56之间形成间隙72。
尽管在示出的实施例中套38被示出为分离的零部件，但是应该理解的是，在其它实施例中，所述套可以在邻近的套的唇部处连接(或相互连接)。以此方式，所述套实质上可以是单个整体零部件，在其中形成有多个电池单元室(类似于电池单元室70)。
在一个实施例中电池单元40是通常理解的棱柱状锂离子(prismatic lithium ion)电池单元。每个电池单元40被插入一个相应的套38中，从而插入与该套38相关的槽60中。仍然参见图4，电池单元40的长度和宽度基本上与电池单元室70的长度和宽度相同，使得电池单元40的下部摩擦地配合至电池单元室70中。也就是说，电池单元40的每一侧与相应的套38接触。电池单元40还包括从其上部伸出的第一和第二(例如正极和负极)端子74和76，其中所述上部从冷却剂腔46和相应套38的电池单元腔70伸出。也就是说，电池单元40的高度大于套38的高度(或深度)。
盖或密封构件42基本上是平坦的，并且具有与壳体壁44的顶部件54相同的尺寸和形状。盖42同样地包括一系列开口78，每个开口78对应一个槽60，并且能够由与壳体壁44相同的材料制成。在图3示出的实施例中，盖42通过诸如螺钉或螺栓的多个紧固件80固定至壳体36。
参见图4和5，当盖42被固定至壳体壁44时，每个电池单元40的上部延伸穿过所述开口78中相应的一个。盖42的各部分将力施加至套38的唇部66上，导致唇部66至少部分地挤压壳体壁44的顶部件54中的每个槽60并绕着所述槽60形成密封。如图4(而非图2)中清楚示出的，可以由套38的唇部66在在壳体壁44和盖42之间形成间隙，而与套28的唇部66的压缩无关。
尽管没有示出，但是应该理解的是，如同通常理解的那样，电池单元40可以通过端子74和76串联或并联地电连接，并联接至电动机30以及其它零部件。
在运行期间，参见图1，汽车10通过以交替方式采用燃烧式发动机28和电动机30和/或同时采用燃烧式发动机28和电动机30将动力提供至车轮16而运行。为了给电动机30供电，在DC功率被送至电动机30之前，所述DC功率从电池系统22提供至变换器24，变换器24将DC功率转化成交流(AC)功率。如同本领域普通技术人员将理解的那样，DC功率向交流功率的转换基本上以下述方法是执行：以“开关频率”(Fsw)(例如12千赫(Hz))操作(即反复地开关)变换器24中的晶体管。在一个实施例中，电控系统18或其子系统产生用于控制变换器24的开关动作的脉宽调制(PWM)信号。然后变换器24将所述PWM信号转换成用于操作电动机30的调制电压波形。
为了调控电池单元40的温度，将冷却剂(和/或防冻剂)从热交换器26(图1)供应至电池系统22。参见图2和图4，冷却剂通过壳体36上的入口端口62流入冷却剂腔46。随着冷却剂经过冷却剂腔46，冷却剂环绕套38的伸入冷却剂腔46的那些部分，从而环绕电池单元40的下部。随着冷却剂流经所述套，冷却剂将热量从电池单元40带走(或将热量供应至电池单元40)。在所示的实施例中，还在壳体壁44的底部件56和电池单元40之间进行这种热交换。
应该理解的是，由于在套38中使用的不可渗透材料，冷却剂不会直接接触电池单元40。而是通过套38进行热交换。进一步，不可渗透材料和由盖42导致的压缩的组合对壳体壁44的顶部件54中的槽60进行密封，由此防止冷却剂从壳体36泄露。
上面描述的电池组件的一个优点在于，因为冷却剂可以自由地完全环绕电池单元在冷却剂腔中的那些部分，所以电池单元和冷却剂之间的热交换得到增强。结果，改善了温度调控以及电池性能。另一个优点在于，由于所述套和盖的使用，随着用于密封冷却剂腔的部件数量减少，所述电池组件得以简化。结果，制造成本降低，且便于维护。
尽管已经在上面的详细描述中介绍了至少一个示例实施例，但是应该理解的是，还存在很多变型。还应该理解的是，这些示例实施例仅仅是例子，并非意在以任何方式限制本发明的范围、应用或构造。相反，前面的详细描述将为本领域普通技术人员提供实施所述示例实施例的便捷路线图。应该理解的是，能够在不脱离所附权利要求和其法律上的等效方案所阐明的本发明范围的情况下，对元件的功能和设置方式进行各种改变。

Claims (10)

1.一种电池组件，包括：
包括壳体壁和穿过所述壳体壁的开口的壳体，所述壳体壁具有内表面和外表面，所述壳体壁的形状设置成使得邻近所述开口在所述壳体内形成冷却剂腔；
插入穿过所述开口且包含可压缩材料的套，所述套的形状设置成使得所述套的密封部分定位在所述壳体壁的外表面上；
电池单元，其插入所述套中，使得所述电池单元的至少一部分定位在所述冷却剂腔内；以及
密封构件，所述密封构件联接至所述壳体，使得所述密封构件将力施加至所述套的密封部分上，从而导致所述套的密封部分至少部分地挤压并密封所述冷却剂腔。
2.如权利要求1所述的电池组件，其中所述套的形状设置成使得所述套的密封部分处在穿过所述壳体壁的所述开口的相对侧边上。
3.如权利要求2所述的电池组件，其中所述套的形状设置成使得所述套的密封部分环绕穿过所述壳体壁的所述开口的外周。
4.如权利要求3所述的电池组件，其中所述套包括电池单元室，所述电池单元室的长度和宽度与所述电池单元的长度和宽度基本相同。
5.如权利要求4所述的电池组件，其中所述套的高度小于所述电池单元的高度。
6.如权利要求5所述的电池组件，其中所述壳体壁包括顶部和底部，并且其中所述开口穿过所述壳体壁的顶部。
7.如权利要求6所述的电池组件，其中所述套的尺寸设置成使得：当所述套被插入所述开口时，在所述套的底部和所述壳体壁的底部之间形成间隙。
8.如权利要求7所述的电池组件，其中所述电池单元包括从所述冷却剂腔伸出的上部以及连接至所述上部的第一和第二端子。
9.一种电池组件，包括：
包括壳体壁和穿过所述壳体壁的多个开口的壳体，所述壳体壁具有内表面和外表面，所述壳体壁的形状设置成使得邻近所述多个开口在所述壳体内形成冷却剂腔；
多个套，每个所述套包含可压缩材料并且被插入穿过所述多个开口中的一个开口，所述套的形状设置成使得所述套的密封部分定位在所述壳体壁的外表面上；
多个电池单元，每个电池单元被插入所述多个套中的一个套中，使得所述电池单元的至少一部分定位在所述冷却剂腔内；以及
至少一个密封构件，所述密封构件联接至所述壳体，使得力被施加至所述多个套中的每个的密封部分上，从而导致每个所述套的密封部分至少部分地挤压并密封所述冷却剂腔。
10.一种汽车电池组件，包括：
壳体，其包括：壳体壁，所述壳体壁的形状设置成使得在所述壳体内形成冷却剂腔，并且所述壳体壁具有内表面和外表面；穿过所述壳体壁并邻近所述冷却剂腔的多个槽；以及与所述冷却剂腔流体连通的第一和第二冷却剂端口；
多个套，每个套包含可压缩橡胶材料并被插入穿过所述槽中相应的一个，所述套的形状设置成使得每个套的密封部分定位在所述壳体壁的外表面上，并且所述套中的至少一些套的密封部分邻近另一些套的密封部分；
多个电池单元，每个电池单元被插入所述套中相应的一个中，使得所述电池单元的至少下部定位在所述冷却剂腔内且所述电池单元的上部伸出所述冷却剂腔，每个所述电池单元包括联接至其上部的第一和第二端子；以及
至少一个密封构件，所述密封构件联接至所述壳体，使得力被施加至所述多个套中的每个的密封部分上，从而导致每个所述套的密封部分至少部分地挤压并密封所述冷却剂腔。
CN2010101739703A 2009-05-06 2010-05-06 带有浸入式单元温度调控装置的电池组件 Pending CN101882688A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/436,586 US8563154B2 (en) 2009-05-06 2009-05-06 Battery assembly with immersed cell temperature regulating
US12/436586 2009-05-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101882688A true CN101882688A (zh) 2010-11-10

Family

ID=43054633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010101739703A Pending CN101882688A (zh) 2009-05-06 2010-05-06 带有浸入式单元温度调控装置的电池组件

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8563154B2 (zh)
CN (1) CN101882688A (zh)
DE (1) DE102010019037B4 (zh)

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102544567A (zh) * 2010-12-30 2012-07-04 上海航天电源技术有限责任公司 带有液冷系统的动力电池模块
CN103165838A (zh) * 2011-12-14 2013-06-19 通用汽车环球科技运作有限责任公司 带有预制结构热交换器的推进电池
CN104810569A (zh) * 2014-01-28 2015-07-29 福特全球技术公司 带有集成单元保持功能部件的蓄电池冷却通道
CN105118937A (zh) * 2014-05-15 2015-12-02 F·波尔希名誉工学博士公司 电池模块
CN105958156A (zh) * 2014-12-08 2016-09-21 谢彦君 一种电池冷却装置
CN107210652A (zh) * 2014-12-16 2017-09-26 安徽新能科技有限公司 具有冷却和安全特性的车辆电池模块
CN107636888A (zh) * 2015-11-02 2018-01-26 株式会社Lg化学 电池组和包括这种电池组的车辆
CN108028322A (zh) * 2015-06-30 2018-05-11 法拉第未来公司 用于车辆能量存储系统的部分浸没式蓄电池单体
US10008752B1 (en) 2016-12-23 2018-06-26 Anhui Xinen Technology Co., Ltd. Safety feature for energy storage device
WO2018209776A1 (zh) * 2017-05-16 2018-11-22 蔚来汽车有限公司 电池模组以及动力电池系统
CN109065774A (zh) * 2018-07-09 2018-12-21 深圳市诚思品科技有限公司 一种锂电池模组
CN109560348A (zh) * 2017-09-26 2019-04-02 罗伯特·博世有限公司 电池单池、用于制造电池单池的方法和电池模块
CN111490200A (zh) * 2020-03-11 2020-08-04 安徽潜川动力锂电科技有限公司 一种新能源汽车液冷式电池组
CN111564580A (zh) * 2019-02-13 2020-08-21 保时捷股份公司 引线框架、电池设备和制造电池设备的方法
CN112467287A (zh) * 2019-09-09 2021-03-09 三星Sdi株式会社 电池组
CN112467286A (zh) * 2019-09-09 2021-03-09 三星Sdi株式会社 电池组
CN112689880A (zh) * 2018-09-28 2021-04-20 株式会社明电舍 电抗器
CN112703569A (zh) * 2018-09-28 2021-04-23 株式会社明电舍 电容器
CN113067058A (zh) * 2021-03-24 2021-07-02 安徽相成新能源科技有限公司 一种软包电池热管理系统及其操作方法

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3499609B1 (en) 2009-05-20 2023-11-22 Clarios Advanced Solutions LLC Lithium ion battery module
US8039139B2 (en) * 2009-11-03 2011-10-18 Delphi Technologies, Inc. Prismatic-cell battery pack with integral coolant passages
KR101089168B1 (ko) * 2010-02-10 2011-12-02 주식회사 엘지화학 파우치형 리튬 2차전지
ITAN20110085A1 (it) * 2011-06-28 2012-12-29 Faam S P A Batteria al litio raffreddata con un fluido dielettrico.
KR101447057B1 (ko) 2012-01-26 2014-10-07 주식회사 엘지화학 전지셀의 장착 및 방열을 위한 방열 지지부재를 포함하는 전지모듈
US20130260195A1 (en) * 2012-04-02 2013-10-03 Shijin Long Oil-cooled lithium battery module
KR20150006103A (ko) * 2013-07-05 2015-01-16 현대모비스 주식회사 직접 수냉 방식을 활용한 이차전지 모듈 및 이의 냉각방법
DE102014002165B3 (de) * 2014-02-19 2015-01-22 Lisa Dräxlmaier GmbH Verfahren zur Fixierung von Rundzellen mittels komprimierter Zellenfixierung und Zellenblock
DE102014112626A1 (de) 2014-09-02 2016-03-03 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Dichtelement zur Abdichtung von Batteriezellen einer Traktionsbatterie, Formkörper zur Herstellung des Dichtelements sowie Verfahren zur Herstellung des Dichtelements
US10938002B2 (en) 2015-05-06 2021-03-02 A123 Systems Llc Battery crush protection system
US11108100B2 (en) 2015-06-30 2021-08-31 Faraday & Future Inc. Battery module for vehicle energy-storage systems
US9995535B2 (en) * 2015-06-30 2018-06-12 Faraday&Future Inc. Heat pipe for vehicle energy-storage systems
US10505163B2 (en) * 2015-06-30 2019-12-10 Faraday & Future Inc. Heat exchanger for vehicle energy-storage systems
US20170005303A1 (en) 2015-06-30 2017-01-05 Faraday&Future Inc. Vehicle Energy-Storage System
US10826042B2 (en) 2015-06-30 2020-11-03 Faraday & Future Inc. Current carrier for vehicle energy-storage systems
US9692095B2 (en) * 2015-06-30 2017-06-27 Faraday&Future Inc. Fully-submerged battery cells for vehicle energy-storage systems
US11258104B2 (en) 2015-06-30 2022-02-22 Faraday & Future Inc. Vehicle energy-storage systems
US10784545B2 (en) * 2016-03-25 2020-09-22 Xing Power Inc. Submerged cell modular battery system
JP2017208298A (ja) * 2016-05-20 2017-11-24 株式会社エクセディ 蓄電池ユニット
DE102016217895A1 (de) 2016-09-19 2018-03-22 Audi Ag Energiespeichereinrichtung für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug und Verfahren zur Herstellung einer Energiespeichereinrichtung
DE102018209884A1 (de) * 2018-06-19 2019-12-19 Robert Bosch Gmbh Batteriemodul mit einer Mehrzahl an Batteriezellen sowie Verfahren zu dessen Herstellung
US10826139B2 (en) * 2018-06-20 2020-11-03 GM Global Technology Operations LLC Battery enclosure allowing selective airflow to and from the battery enclosure
US10756398B2 (en) * 2018-06-22 2020-08-25 Wisk Aero Llc Capacitance reducing battery submodule with thermal runaway propagation prevention and containment features
CN109841918A (zh) * 2019-03-01 2019-06-04 华南理工大学 利用浸没式冷却散热的电动汽车动力电池组散热结构
DE102019203457A1 (de) * 2019-03-14 2020-09-17 Robert Bosch Gmbh Batteriesystem mit Kühlgehäuse
DE102019110141B4 (de) * 2019-04-17 2022-09-29 Volkswagen Aktiengesellschaft Batterieanordnung
DE102019115472A1 (de) * 2019-06-07 2020-12-10 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Batteriemodul einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs und Traktionsbatterie
FR3106438B1 (fr) * 2020-01-21 2022-01-28 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de refroidissement d’un composant électrique et/ou électronique susceptible de dégager de la chaleur en fonctionnement
DE102020112110A1 (de) 2020-05-05 2021-11-11 Volkswagen Aktiengesellschaft Batteriemodul mit Zellgasführung, Batteriesystem und Kraftfahrzeug
US11387505B2 (en) 2020-09-30 2022-07-12 GM Global Technology Operations LLC Battery pack thermal management systems and vehicles incorporating the same
FR3124323B1 (fr) * 2021-06-22 2023-10-20 Valeo Systemes Thermiques Système électronique équipé d’un élément d’étanchéité

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5569552A (en) * 1994-08-08 1996-10-29 Gnb Technologies, Inc. Lead-acid battery having a fluid compartment for reducing convection-induced heat transfer
US20050255379A1 (en) * 2004-05-12 2005-11-17 Michael Marchio Battery assembly with heat sink

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6586132B1 (en) * 1999-03-03 2003-07-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Sealed battery pack
JP5049436B2 (ja) * 2001-09-28 2012-10-17 パナソニック株式会社 組電池

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5569552A (en) * 1994-08-08 1996-10-29 Gnb Technologies, Inc. Lead-acid battery having a fluid compartment for reducing convection-induced heat transfer
US20050255379A1 (en) * 2004-05-12 2005-11-17 Michael Marchio Battery assembly with heat sink

Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102544567B (zh) * 2010-12-30 2014-10-29 上海航天电源技术有限责任公司 带有液冷系统的动力电池模块
CN102544567A (zh) * 2010-12-30 2012-07-04 上海航天电源技术有限责任公司 带有液冷系统的动力电池模块
CN103165838A (zh) * 2011-12-14 2013-06-19 通用汽车环球科技运作有限责任公司 带有预制结构热交换器的推进电池
CN103165838B (zh) * 2011-12-14 2016-03-30 通用汽车环球科技运作有限责任公司 带有预制结构热交换器的推进电池
CN104810569A (zh) * 2014-01-28 2015-07-29 福特全球技术公司 带有集成单元保持功能部件的蓄电池冷却通道
CN105118937B (zh) * 2014-05-15 2017-10-13 F·波尔希名誉工学博士公司 电池模块
CN105118937A (zh) * 2014-05-15 2015-12-02 F·波尔希名誉工学博士公司 电池模块
CN105958156A (zh) * 2014-12-08 2016-09-21 谢彦君 一种电池冷却装置
CN107210652A (zh) * 2014-12-16 2017-09-26 安徽新能科技有限公司 具有冷却和安全特性的车辆电池模块
CN108028322A (zh) * 2015-06-30 2018-05-11 法拉第未来公司 用于车辆能量存储系统的部分浸没式蓄电池单体
CN108028322B (zh) * 2015-06-30 2022-06-24 法拉第未来公司 用于车辆能量存储系统的部分浸没式蓄电池单体
CN107636888A (zh) * 2015-11-02 2018-01-26 株式会社Lg化学 电池组和包括这种电池组的车辆
CN107636888B (zh) * 2015-11-02 2020-02-21 株式会社Lg化学 电池组和包括这种电池组的车辆
US10008752B1 (en) 2016-12-23 2018-06-26 Anhui Xinen Technology Co., Ltd. Safety feature for energy storage device
WO2018209776A1 (zh) * 2017-05-16 2018-11-22 蔚来汽车有限公司 电池模组以及动力电池系统
CN109560348A (zh) * 2017-09-26 2019-04-02 罗伯特·博世有限公司 电池单池、用于制造电池单池的方法和电池模块
CN109065774A (zh) * 2018-07-09 2018-12-21 深圳市诚思品科技有限公司 一种锂电池模组
CN112689880A (zh) * 2018-09-28 2021-04-20 株式会社明电舍 电抗器
CN112703569A (zh) * 2018-09-28 2021-04-23 株式会社明电舍 电容器
CN111564580A (zh) * 2019-02-13 2020-08-21 保时捷股份公司 引线框架、电池设备和制造电池设备的方法
CN111564580B (zh) * 2019-02-13 2022-11-15 保时捷股份公司 引线框架、电池设备和制造电池设备的方法
CN112467287A (zh) * 2019-09-09 2021-03-09 三星Sdi株式会社 电池组
CN112467286A (zh) * 2019-09-09 2021-03-09 三星Sdi株式会社 电池组
US11799159B2 (en) 2019-09-09 2023-10-24 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
US11837739B2 (en) 2019-09-09 2023-12-05 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
CN111490200A (zh) * 2020-03-11 2020-08-04 安徽潜川动力锂电科技有限公司 一种新能源汽车液冷式电池组
CN111490200B (zh) * 2020-03-11 2022-06-21 安徽潜川动力锂电科技有限公司 一种新能源汽车液冷式电池组
CN113067058A (zh) * 2021-03-24 2021-07-02 安徽相成新能源科技有限公司 一种软包电池热管理系统及其操作方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102010019037B4 (de) 2021-11-04
DE102010019037A1 (de) 2011-08-04
US20100285346A1 (en) 2010-11-11
US8563154B2 (en) 2013-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101882688A (zh) 带有浸入式单元温度调控装置的电池组件
CN102064672B (zh) 具有多侧感应器冷却的功率电子器件组件
US10741891B2 (en) Traction battery assembly
CN102957328B (zh) 电力模块冷却系统
CN101722831B (zh) 汽车用变换器装置
US9543557B2 (en) Traction battery assembly
US10014794B2 (en) Power inverter assembly for a vehicle
CN101997403B (zh) 用于机动车电气系统的电磁干扰滤波器
US10147986B2 (en) Traction battery assembly
US10536055B2 (en) Thermal management assembly for an electrified vehicle
CN108448019A (zh) 牵引电池集成式热板和托盘
CN104916878B (zh) 电池组件
EP2432106A1 (en) Electric vehicle, and method for cooling vehicular dc/dc-converter
CN106935751B (zh) 牵引电池支撑组件
US20100291428A1 (en) Battery assemblies
CN103026605A (zh) 电力转换装置
CN107946689A (zh) 具有外部热管理系统的电池系统
US20220216743A1 (en) In slot cooling enhancement for coated stator
US20170279329A1 (en) Electric machine thermal management
CN105552477A (zh) 牵引电池的热管理
US20170271951A1 (en) Thermal Management Assembly for an Electrified Vehicle
US20190044119A1 (en) Traction battery assembly having multipiece busbar module
CN112951780A (zh) 带有直接冷却热管系统的电子功率模块组件和控制逻辑
CN106058090A (zh) 牵引电池总成
US11658533B2 (en) Thermal management assembly with end cap and seal for an electrified vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20101110