CN104979507A - 电池单元分隔件 - Google Patents

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Abstract

一种电池单元分隔件包括具有前侧和后侧的主体，用于抵靠着相应的电池单元进行堆叠。主体具有位于前侧与后侧之间的截面。所述截面可以具有锯齿波状图案、方形波状图案或正弦波状图案。

Description

电池单元分隔件
技术领域
本发明涉及用于电池模块的电池单元的分隔件或间隔件。
背景技术
电池模块可包括电池单元(即，电池单体)和分隔件(即，间隔件)，所述电池单元和所述分隔件布置在一起以形成所述模块。电池单元中的每个可具有棱柱形形状，使得所述模块被构造为棱柱形结构。电池单元可彼此串联地电连接，以增大输出功率并形成高电压(HV)电池模块。这种电池模块可用于电动车辆和混合动力电动车辆中。分隔件设置在相邻的电池单元之间并使相邻的电池单元彼此物理分隔。
简单的棱柱形的电池单元设计可能不包括用于保持、支撑、分隔和/或隔离电池单元的特征。在这种情况下，电池单元可能必须被再设计以提供缺少的特征，或者界面组件(interfacing component)可能必须执行这些功能。
发明内容
本发明的实施例总体上提供用于电池模块的电池单元的电池单元分隔件，其中，分隔件可用于保持和支撑电池单元、使电池单元隔开以便于冷却和/或使电池单元与相邻的电池单元或其它传导表面隔离。
本发明的实施例提供用于具有电池单元的电池模块的电池单元分隔件，其中，分隔件属于可堆叠的分隔件-电池单元交替式设计，并被构造为使相邻的电池单元彼此隔开，并在相邻的电池单元之间提供流体流动路径以便于冷却。本发明的实施例提供用于具有电池单元的电池模块的电池单元分隔件，其中，分隔件属于盒式分隔件设计，并被构造为与其它盒和电池单元的子组件并排堆叠。本发明的实施例提供用于具有电池单元的电池模块的电池单元分隔件，其中，分隔件被构造为用于电池单元的盒状保持件。在后面的这些实施例中，每个保持件可具有使其与相邻的盒隔开的一个或更多个特征，从而流体流动路径位于电池单元之间。
根据本发明的实施例，提供了一种电池模块。所述模块包括电池单元分隔件，电池单元分隔件包括具有前侧和后侧的主体，前侧和后侧用于抵靠着相应的电池单元进行堆叠。主体在前侧与后侧之间的截面具有锯齿波状图案、方形波状图案和正弦波状图案中的一种。
在实施例中，所述分隔件可以是整体式电绝缘件或整体式塑料件。
在实施例中，主体可包括用于捕集水分的碟部。
在实施例中，所述分隔件还可包括在主体的前侧与后侧之间延伸的柱。在这种情况下，主体可以是整体式电绝缘件，柱是热导体。
此外，根据本发明的实施例，提供了另一种电池模块。该模块包括电池单元分隔件，电池单元分隔件包括导热主体和电绝缘体。所述主体具有用于抵靠着电池单元进行堆叠的前侧以及后侧。电绝缘体抵靠着主体的后侧定位以堆叠在另一电池单元与主体的后侧之间。
在实施例中，主体在前侧与后侧之间的截面具有雉堞形图案。在这种情况下，电绝缘体可包括抵靠着主体的后侧的相应部分定位的多个电绝缘体，所述多个电绝缘体堆叠在另一电池单元与主体的后侧之间。可选择地，电绝缘体可以是单个绝缘层。
在实施例中，主体在前侧与后侧之间的截面具有正弦波状图案。在这种情况下，电绝缘体可包括抵靠着主体的后侧的相应部分定位的多个电绝缘体，所述多个电绝缘体堆叠在另一电池单元与主体的后侧之间。可选择地，电绝缘体可以是单个绝缘层。绝缘层的截面可以具有正弦波状图案。
另外，根据本发明的实施例，提供了另一种电池模块。该模块包括电池单元分隔件，电池单元分隔件包括第一导热主体、第二导热主体和电绝缘体。每个主体具有用于抵靠着相应的电池单元进行堆叠的前侧，每个主体还具有后侧。每个主体在主体的前侧与后侧之间的截面具有雉堞形图案。电绝缘体位于所述主体的后侧之间。
附图说明
图1示出了根据本发明的第一实施例的电池单元和电池单元分隔件的示意图；
图2示出了根据本发明的第一实施例的具有电池单元和电池单元分隔件的电池模块的自顶至下的视图(top down view)；
图3示出了根据本发明的第二实施例的电池单元分隔件的透视图；
图4A示出了电池单元将要插入到图3中示出的电池单元分隔件中的透视图；
图4B示出了电池单元插入到图3中示出的电池单元分隔件中的透视图；
图5A示出了根据本发明的第二实施例的具有电池单元和电池单元分隔件的电池模块的侧视图；
图5B示出了图5A中示出的电池模块的透视图；
图6示出了根据本发明的第三实施例的电池单元分隔件的前部透视图和后部透视图；
图7A示出了根据本发明的第三实施例的并排放置的电池单元分隔件的配对的肋的截面图；
图7B示出了根据本发明的第三实施例的并排放置的电池单元分隔件的配对的肋的截面图；
图8示出了根据本发明的第三实施例的具有电池单元和电池单元分隔件的电池模块的透视图；
图9A示出了根据本发明的第三实施例的变型的具有电池单元和电池单元分隔件的电池模块的透视图；
图9B示出了图9A中示出的电池模块的截面图；
图10A示出了根据本发明的第三实施例的多个图6中示出的电池单元分隔件并排堆叠的侧视图；
图10B示出了用于制造图6中示出的电池单元分隔件的定向工具；
图11示出了根据本发明的第三实施例的用于将并排堆叠的图6中示出的电池单元分隔件的可供替代的一组配对的肋；
图12示出了根据本发明的第三实施例的用于将并排堆叠的图6中示出的电池单元分隔件的可供替代的另一组配对的肋；
图13A示出了根据本发明的第四实施例的电池单元分隔件；
图13B示出了图13A中示出的电池单元分隔件的截面图；
图14A、图14B和图14C分别示出了根据本发明的第四实施例的变型的电池单元分隔件的多个视图；
图15示出了根据本发明的第五实施例的电池单元和电池单元分隔件的示意图；
图16示出了根据本发明的第五实施例的具有电池单元和电池单元分隔件的电池模块的侧视图；
图17A示出了根据本发明的实施例的具有电池单元和电池单元分隔件的电池模块的代表性的分隔件-电池单元交替式设计的透视图；
图17B示出了代表性的电池模块的电池单元分隔件的等距视图；
图18A示出了电池模块的电池单元分隔件和相邻的电池单元的截面图，其中，电池单元分隔件是根据本发明的第六实施例的第一种变型；
图18B示出了电池模块的电池单元分隔件和相邻的电池单元的截面图，其中，电池单元分隔件是根据本发明的第六实施例的第二种变型；
图18C示出了电池模块的电池单元分隔件和相邻的电池单元的截面图，其中，电池单元分隔件是根据本发明的第六实施例的第三种变型；
图19A示出了电池模块的电池单元分隔件和相邻的电池单元的截面图，其中，电池单元分隔件是根据本发明的第七实施例的第一种变型；
图19B示出了电池模块的电池单元分隔件和相邻的电池单元的截面图，其中，电池单元分隔件是根据本发明的第七实施例的第二种变型；
图20A示出了电池模块的电池单元分隔件和相邻的电池单元的截面图，其中，电池单元分隔件是根据本发明的第八实施例的第一种变型；
图20B示出了电池模块的电池单元分隔件和相邻的电池单元的截面图，其中，电池单元分隔件是根据本发明的第八实施例的第二种变型；
图20C示出了电池模块的电池单元分隔件和相邻的电池单元的截面图，其中，电池单元分隔件是根据本发明的第八实施例的第三种变型。
具体实施方式
在此公开了本发明的详细的实施例；然而，应理解的是，公开的实施例仅为本发明的示例，本发明可以以各种和替代的形式实施。附图不一定按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定组件的细节。因此，在此所公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式使用本发明的代表性基础。
现在参照图1和图2，将描述根据本发明的第一实施例的电池单元分隔件或间隔件10。图1示出了电池单元分隔件10和电池单元12的示意图。图2示出了具有电池单元12和电池单元分隔件10的电池模块的自顶至下的视图。
电池单元分隔件10属于可堆叠的分隔件-电池单元-分隔件-电池单元等的交替式设计。堆叠的分隔件设计是可堆叠的，其中，分隔件10和电池单元12并排放置，并以交替的方式(例如，分隔件10、电池单元12、分隔件10、电池单元12、分隔件10等)堆叠，如图2所示。
电池单元分隔件10包括多个绝缘肋16。在本示例中，分隔件10包括五个肋16。如在图2中所能看到的，肋16起支撑电池单元12并将电池单元12与相邻的电池单元12隔开的作用(在图1中仅示出了一个电池单元12)。分隔件10还包括两个肋支撑部18和20。第一肋支撑部18位于分隔件10的左端侧部上，第二肋支撑部20位于分隔件10的右端侧部上。肋16在肋支撑部18和20之间延伸。肋16和肋支撑部18、20在分隔件10的各个前侧和后侧上形成一对凹部(pocket)22。每个凹部22被构造为容纳电池单元12。电池单元12安放在各个凹部22中。具体地，由于电池单元12具有棱柱形形状，因此每个凹部22具有棱柱形形状(例如，矩形、盒形)。
在电池单元分隔件10中，肋支撑部18、20连接肋16，以防止在电池单元12位于凹部22中时电池单元12前后运动，提供分布载荷支承表面以在电池单元之前和在电池单元之后倚靠相邻的肋支撑部，并提供用于加热或冷却调节流体流(conditioning fluid flow)的汇流流体进入口24和分流流体排出口26。分隔件10可包括顶部凸缘和底部凸缘以防止电池单元上下运动。进入口24和排出口26可具有抛物线形状，以在冷却流体从电池单元左端的较大截面的进入室行进到相邻的电池单元12之间的较小截面的间隙再回到电池单元右端的较大截面的排出室时帮助减小压降。
如上所述，图2示出了具有电池单元12和电池单元分隔件10的电池模块的自顶至下的视图，其中，电池单元12和电池单元分隔件10以交替的方式堆叠。如图2所示，每组流体进入口24和流体排出口26通过两个分隔件10的联合而形成。调节流体28汇流进入相邻的电池单元12之间，在肋16之间流动以向电池单元提供热或从电池单元移除热，并分流成排出线30而从电池模块排出。
现在参照图3至图5B，将描述根据本发明的第二实施例的电池单元分隔件32。分隔件32属于盒式(cartridge style)分隔件设计，分隔件32与电池单元44一起形成盒和电池单元的子组件。盒和电池单元的子组件将与同样的多个盒和电池单元的子组件并排堆叠。
图3示出了电池单元分隔件32的透视图。分隔件32包括与图1和图2中示出的电池单元分隔件10的肋特征类似的肋特征。分隔件32与分隔件10的不同之处在于：分隔件32形成有被构造为容纳电池单元44的盒式凹部(cartridge pocket)(在图4A和图4B中示出)。如图3所示，分隔件32包括第一组肋34和36以及第二组肋38、40和42。第一组肋34、36形成分隔件32的盒式凹部的一侧，第二组肋38、40和42形成分隔件32的盒式凹部的另一侧。当电池单元44以自顶至下的方式装入(参见图4A和图4B)时，分隔件32的盒式凹部容纳电池单元44。具体地，由于电池单元44具有棱柱形形状，因此分隔件32的盒式凹部具有棱柱形形状(例如，矩形、盒形)。
电池单元分隔件32还包括两个相对较小的、模制的弹扣(snap-over)特征46。弹扣部46位于分隔件32的盒式凹部的顶部内侧(在视图中一个弹扣部46被隐藏)。当电池单元44插入到盒式凹部中时，电池单元44与弹扣部46存在较小的干涉，直到电池单元44完全安放在盒式凹部的底部为止。此时，弹扣部46扣在电池单元44的顶部边缘之上，从而将电池单元44锁定在分隔件32中，参见图4B。这样，弹扣部46防止电池单元44在搬运期间从分隔件32的顶部滑出。分隔件32还包括位于盒式凹部的底部的两个深度限位部48。电池单元44的插入端安放在深度限位部48上，参见图4A。分隔件32还包括四个三角形的支撑壁50。支撑壁50对四个角通道进行加固。
电池单元分隔件32还可包括位于肋42上的传感器支持部43。支持部43被构造为容纳和保持用于监测分隔件32的盒式凹部所容纳的电池单元的温度的温度传感器。分隔件32还可包括位于肋42上的一对保持夹子45。夹子45被构造为保持用于电池单元的排出气体的收集腔和/或保持电线束。
图5A和图5B示出了具有多个电池单元44和电池单元分隔件32的电池模块的视图。每个分隔件32将电池单元44容纳在分隔件的盒式凹部中，如图5B所示。每个分隔件32与插入于其中的电池单元44形成盒和电池单元的子组件。这样，电池模块包括并排堆叠的多个盒和电池单元的子组件，如图5A和图5B所示。
并排放置在一起的分隔件32彼此贴靠，如图5A最佳地示出的。这在相邻的电池单元44之间总共提供五个肋(即，一个分隔件32的肋34、36以及相邻的分隔件32的肋38、40和42)。即使对于每个单独的盒和电池单元的子组件来说在每一侧仅存在两个肋或三个肋，在相邻的电池单元44之间仍设置有五个肋。具体地，对于并排放置的两个分隔件32来说，一个分隔件32的具有肋34、36的侧部与另一个分隔件32的具有肋38、40、42的侧部接触。相邻的并排的分隔件32的肋34、36和肋38、40、42在这些分隔件之间形成流体通道52，如图5A和图5B所示。这样，通道52在被保持在分隔件32内的电池单元44之间延伸。
现在参照图6至图12，将描述根据本发明的第三实施例的电池单元分隔件54。分隔件54属于盒式设计，其为分隔件32的盒式设计的替代方案。这样，分隔件54形成有被构造为容纳插入在其中的电池单元的盒式凹部。
图6示出了电池单元分隔件54的前部透视图和后部透视图。分隔件54与分隔件32相似，并包括与分隔件32的特征相同的多个特征。分隔件54包括第一组肋53、55和56以及第二组肋57、58和59。第一组肋53、55、56形成分隔件54的盒式凹部的一侧，第二组肋57、58、59形成分隔件54的盒式凹部的另一侧。此外，在电池单元以自顶至下的方式装入分隔件54的盒式凹部中的情况下，分隔件54的盒式凹部容纳电池单元。此外，由于将被装入于分隔件54的盒式凹部中的电池单元具有棱柱形形状，因此分隔件54的盒式凹部具有棱柱形形状(例如，矩形、盒形)。
分隔件54在一个分隔件54的盒式凹部的一侧上的肋与相邻的分隔件54的盒式凹部的同一侧上的相对应的肋对接的情况下并排堆叠。例如，当第一分隔件54和第二分隔件54在第二分隔件54紧挨着第一分隔件54的第一侧堆叠的情况下并排堆叠时，第一分隔件54的第一侧上的肋53、55、56分别与第二分隔件54的第一侧上的肋53、55、56对接。同样地，当第一分隔件54和第三分隔件54在第三分隔件54紧挨着第一分隔件54的第二侧堆叠的情况下并排堆叠时，第一分隔件54的第二侧上的肋57、58、59分别与第三分隔件54的第二侧上的肋57、58、59对接。
因为电池单元分隔件54的任一侧上的肋与相邻的分隔件的肋对接，所以肋厚度的大小为期望的调节流体间隙的一半。图7A和图7B分别示出了并排放置的两个电池单元分隔件54的两个配对的肋的截面图。作为示例，在图7A和图7B中示出的肋是第一分隔件54的肋55和第二分隔件54的肋55。配对的肋55共同形成期望的冷却剂间隙。在本示例中，期望的间隙(D1)为大约3mm。为了获得这样的间隙，每个肋55的宽度(D2)为大约1.5mm。图7A中示出的一对肋55的高度(D3)为大约2mm。当沿着箭头的方向放置在一起并受载时，如果2mm×3mm的肋对不完全平稳，则所述肋对会趋向于移位，使得一个肋向上滑动而另一个肋向下滑动，从而释放一部分压缩压力。为了避免产生这种横向柱式失效，可制造更高的肋55，如图7B中示出的一对肋55所示，所述一对肋55的高度(D4)为大约5mm。
为了进一步降低肋相对于彼此滑动的可能性并便于分隔件肋与分隔件肋对准，具有定位销63和对应的孔(狭槽)65的对准特征可集成到每个肋。这种特征可在图7B中的肋55中看到，其中，当这些肋55配对时，一个肋55的销63插入到另一个肋55的孔65中。在图6中的等距视图中，可从更远的后部看见这种特征。参照图6，可存在多个销和孔的布置，孔可以是狭槽以减少定位约束。销和孔的特征可有助于装配定位和蠕变滑移(creepslippage)(因电池单元使分隔件受热和受载所致)两者。
鉴于在图7B中示出的肋55的高度增加，对于相同的电池单元阵列压缩载荷可使用较少的肋。由于这个原因，电池单元分隔件54被示出为在电池单元的每侧仅有三个肋(载荷转移区域)而不是像分隔件10和32那样在电池单元的每侧有五个肋。
图8示出了具有电池单元44和电池单元分隔件54的电池模块的透视图。每个分隔件54将电池单元44容纳在分隔件的盒式凹部中，如图8所示。每个分隔件54与插入于其中的电池单元44形成盒和电池单元的子组件。这样，电池模块像图5B中示出的电池模块那样包括并排堆叠的多个盒和电池单元的子组件。
如图8以及图6所示，相邻的分隔件54的端壁的高度不相同。更确切地，具有正极的分隔件侧部上的端壁60比具有负极的分隔件侧部上的端壁62高。相应地，电池单元本身可被构造为具有延伸到负极端之外的凸块64。凸块64被设计为在电池单元的负极错误地插在分隔件的正极端上的情况下与分隔件54的凸起的端壁60碰撞，以防止电池单元完全插入到分隔件中。这样，分隔件54的凸起的端壁60与电池单元的凸块64提供“Poka-Yoke(防呆法)”的防错验证。电池单元的凸块64可以以使负极端子隔离并支撑负极端子的塑料护罩的形式形成。
图9A和图9B分别示出了根据本发明的第三实施例的变型的具有电池单元44和电池单元分隔件54的电池模块的透视图和截面图。此外，电池模块包括并排堆叠的多个盒和电池单元的子组件。
如图9A所示的电池模块是如图8所示的电池模块的变型，变型之处在于：分隔件的壁66和电池单元的凸块特征68位于子组件的一侧(长边)上而不是位于两端部(如图8所示)。这从两个顶部的角移除了可用于将电池单元阵列保持在电池总成中的障碍。将这些特征移至一侧还使负极端子凸块延伸到相邻的电池单元的正极端子。当凸块被设计为与相邻的电池单元端子对接时，凸块能用作防旋转特征以在组建电池阵列期间抵抗端子的扭曲变形。由于在被装配成阵列时相邻的电池单元的极性翻转，所以负极端子的凸块也翻转。净效果是在紧固件固定期间电池单元端子中有一半电池单元端子将给相邻的电池单元端子加载。电池单元的负极端子可具有在两个方向上延伸的凸块，以在紧固件固定期间使全部的电池单元端子获得良好的支撑。因为两个负极端子在彼此相邻地放置时其凸块将发生碰撞，所以在组建电池单元阵列期间，这种解决方案还充当一种用于分隔件与分隔件的正确放置的自动防故障特征。
图9B是图9A中示出的阵列的一部分的截面图，并示出了阵列的一些尺寸。单个肋的厚度D5可以为大约1.5mm，因此，彼此邻接的两个肋将为冷却流体提供大约3mm(D6)的流动路径。在这种构造中，D7可以为大约6mm，D8可以为大约18.5mm。
图10A示出了并排堆叠的多个电池单元分隔件54的侧视图。如图10A所示，每个分隔件54的两侧上的第一组肋53、55和56以及第二组肋57、58和59沿着Z方向交错布置。这就是为什么当从两个不同的侧部观察时同一分隔件54在图6中看起来不一样的原因。
肋交错布置的一个原因是允许单向模制工具制造电池单元分隔件54。即，肋沿Z方向交错布置以便于使工具设计简化。图10B示出了用于制造分隔件54的具有模具70、72的定向工具。图10B示出了模具70、72可如何接合以实现工具简化和成本降低的示例。虚线轮廓线示出了工具几乎闭合时的状态。通过图10A还清楚的是，形成的冷却流体通道74相对于彼此稍微错开。预计这对冷却性能的影响可忽略不计。
图11和图12分别示出了用于电池单元分隔件54的可供替代的两组配对的肋。在图11中，相邻的电池单元分隔件54的同一侧的肋76被构造为具有消除重线的(overkill)肋对准部。在图12中，相邻的电池单元分隔件54的同一侧的肋78被构造为具有薄的肋对准部。这两种构造便于分隔件与分隔件的对准和在压缩载荷下对准肋。这两种构造可支持绕Z轴(竖直方向)的旋转，使得两个完全相同的部件可彼此定位并互相配合。
如所描述的，根据本发明的第三实施例的电池单元分隔件54可提供一个或更多个下面的优点：电池单元在分隔件中以及分隔件与相邻的分隔件间的防错验证；使用简单的单向工具制造；配合其自身的设计，使得仅需要一种分隔件设计而不是两种选择；利用单件保持电池单元而不会经历松动或散架的设计；具有被构造为分配压缩载荷并抵抗滑动或下沉的肋的设计；具有在电池模块装配期间抵抗在电池单元端子上产生的旋转力矩的特征的设计。
如另外所描述的，如图1和图2所示的根据本发明的第一实施例的具有多个电池单元分隔件的电池模块包括用于减小通过电池单元阵列的流体的压降的汇流特征和分流特征。如另外所描述的，如图3至图5B所示的根据本发明的第二实施例的电池单元分隔件包括位于每个角上的用于接合保持轨道或其它支撑结构的特征。
现在参照图13A和图13B，将描述根据本发明的第四实施例的电池单元分隔件84。分隔件84不是盒式结构。更确切地，与图1中示出的电池单元分隔件10类似，分隔件84支托电池单元。分隔件84包括阻止电池单元的端部运动的凸缘86。
在电池模块中，可由于一个或更多个下面的原因而在相邻的电池单元之间使用分隔件：1)电池单元之间的分隔间隙防止电池单元壳体接触，这防止电流泄漏和电池单元损坏；2)电池单元之间的分隔间隙使流体能够冷却电池单元；3)分隔件可用于使电池端子隔离。此外，棱柱形(例如，矩形、盒形等)的电池单元会要求电池单元侧部包含一定量的压力或约束力，以防止电池单元绕组的内部弹力扩大并损坏其自身，并因此降低电池单元寿命。根据本发明的电池单元分隔件(例如，电池单元分隔件84)在电池单元侧部上产生足够的约束力而不覆盖如此多的电池单元表面面积以致于冷却变得低效。
电池单元分隔件84可包括：1)产生大约2.5mm的电池单元间距的分隔件厚度；2)沿着长度方向延伸的肋88，肋88是不连续的，以增大用于冷却的暴露的表面面积(参见图13B中的截面图)；3)肋88，至少一些肋88几何地位于电池单元绕组区域以使约束力有效性最大化；4)肋之间的开口90(窗口)，减少流体流动限制；5)侧部92，延伸超过电池单元的端部一定距离(D9)以阻止工具意外接触电池单元，这降低了电池单元损坏的风险；6)凸缘94、86，分别在分隔件84的顶部和侧部延伸以防止暴露；7)顶部板条肋(slat rib)96，用作真正的电池单元保持部，以在运转期间确保电池单元间距；8)顶部板条肋96，在电池单元的顶部之上延伸以接触电池单元端子(螺柱)组件，从而改善接头扭矩能力，在电池单元的顶部之间产生抵抗导电痕迹(爬电)的屏障，和/或防止热的冷却流体和气体在分隔件84的整个顶部进行交换；9)加号形状的图案，在电池单元侧部之间由肋和壁形成，这种图案在电池单元侧部之间产生抵抗导电痕迹的屏障；10)七个等间隔的支撑部98，具有以短距离隔开的短划线式肋(dashed rib)88，以在减小表面面积覆盖范围的同时使约束压力最优化。
图14A、图14B和图14C分别示出了根据本发明的第四实施例的变型的电池单元分隔件100的多个视图。分隔件100与图13A和图13B中示出的电池单元分隔件84类似。分隔件100包括连续的肋102、104、106。分隔件100还包括不连续的肋108、110、112、114、116、118。每个肋的高度(如图14A所示)可为大约3mm。分隔件100的整体高度可为大约130mm，分隔件100延伸超过高度为120mm的电池单元的每端5mm。顶部的肋102也延伸超过与分隔件100一起使用的电池单元的顶部。肋108、112的宽度为大约20mm，而肋114、118的宽度为肋108、112的宽度的大约一半。肋110的宽度为大约40mm，而肋116的宽度为大约30mm。在分隔件100的顶部，凸块120、122向上延伸；它们能够与汇流条配合并抵抗扭矩载荷。图14B是分隔件100的仰视图。虽然端部124、126以大约45度逐渐尖细成一点，但是这仅位于肋104、106、108、110、112上，参见图14C。
现在参照图15和图16，将描述根据本发明的第五实施例的电池单元分隔件128。图15示出了电池单元129和分隔件128的示意图。图16示出了具有电池单元129和分隔件128的电池模块的侧视图。
分隔件128包括通过支架136保持在一起的绝缘肋/分隔肋130、132、134。诸如支架136的支架可仅位于一侧(如图所示)或者可位于前侧和后侧，或者可位于允许冷却流体流被保持的任何位置。可选的凹形肋138可用于捕获任何排放的电解液并阻止其进入电池单元之间。肋130可被构造为具有脱模角140以便于制造。整个分隔件128可被制造为整体式模制品。
图16示出了由多个电池单元129和多个电池单元分隔件128形成的电池模块。分隔件128使电池单元129隔开，如图16所示。
流体得益于入口效应(entrance effect)142和出口效应144而在电池单元129之间流动。如上所述，入口效应142和出口效应144总体上可以呈抛物线形或者具有促进流动的其它形状。
如所描述的，根据本发明的实施例的电池单元分隔件可包括用于电池单元的一个或更多个保持和分隔特征，其中，所述电池单元分隔件将与具有以阵列连接的电池单元的电池模块一起使用。肋可用于支撑电池单元并在相邻的电池单元之间提供间隔。肋的间隔可被构造为使得在电池单元之间产生用于加热或冷却流体(“流体”是空气或液体)的流动路径。分隔件还可包括用于在装配期间帮助确保正确的对准并消除装配错误的一个或更多个几何特征。
根据本发明的实施例的由电池单元和电池单元分隔件形成的电池模块的其它构造可包括由以多种方式布置的绝缘体和导体形成的分隔件。电池单元分隔件除使用诸如在此所描述的模制材料之外，还可使用各种类型的折叠或冲压材料。
现在参照图17A，示出了根据本发明的实施例的具有电池单元202和电池单元分隔件204的代表性的电池模块200的透视图。电池模块200属于可堆叠的分隔件-电池单元-分隔件-电池单元等的交替式设计。堆叠的分隔件设计是可堆叠的，其中，电池单元202和分隔件204并排放置，并以交替的方式(例如，电池单元202、分隔件204、电池单元202、分隔件204、电池单元202等)堆叠，如图17A所示。
电池单元202具有同样的棱柱形形状。分隔件204具有同样的设计。每个分隔件204包括多个肋206。分隔件204的肋206在分隔件的端部的横向延伸的肋支撑部(未标记)之间纵向地延伸。分隔件204的肋206在分隔件的前侧和后侧中的每一侧形成一种间隔物(即，“分隔件”)。在分隔件的各个前侧和后侧上，电池单元202分别抵靠着分隔件204的肋206定位。这样，在电池模块200中，一对电池单元202将分隔件204夹在中间，分隔件204和另一个分隔件204将这些电池单元202中的一个夹在中间，如图17A所示。
现在参照图17B，示出了电池模块200的电池单元分隔件204的等距视图。图17B包括剖面线X-X。如下面所描述的，剖面线X-X是图18A、图18B、图18C、图19A、图19B、图20A、图20B和图20C的截面图的参照物。
现在参照图18A、图18B和图18C，并继续参照图17A和图17B，图18A、图18B和图18C示出了电池模块的电池单元分隔件和相邻的电池单元202的各个截面图，其中，电池单元分隔件是根据本发明的第六实施例的各个变型。根据本发明的第六实施例的电池单元分隔件总体上具有“锯齿波状”的分隔件设计。
在图18A中，电池模块210包括根据本发明的第六实施例的第一种变型的电池单元分隔件214。分隔件214是仅由绝缘体构成的整体式分隔部件216(例如，塑料模制品)。分隔部件216具有简单的锯齿波状设计，如与图17B的线X-X相对应的截面所示出的。分隔部件216包括位于其顶端的碟部218，用于捕集水分并引导水分离开电池单元202。
在图18B中，电池模块220包括根据本发明的第六实施例的第二种变型的电池单元分隔件224。分隔件224是仅由绝缘体构成的整体式分隔部件226(例如，另一塑料模制品)。与图18A的分隔部件216类似，分隔部件226具有锯齿波状设计，如与图17B的线X-X相对应的截面所示出的。然而，与分隔部件216不同的是，分隔部件226具有额外的水平定向的柱228。柱228将使分隔件224能够在电池单元202之间承受相对较大的压缩载荷(在阵列设计中通常朝向彼此压缩)。
在图18C中，电池模块230包括根据本发明的第六实施例的第三种变型的电池单元分隔件234。分隔件234由以下两部分形成：由绝缘体构成的分隔部件236以及水平定向的传导柱238的阵列。传导柱238辅助增大热传递表面面积(即，从电池单元的壁向传导柱238传导热，以使相对更大的表面面积暴露于冷却介质)。分隔件234总体上具有与图18B的分隔件224的构造相同的构造，不同之处在于分隔件234的柱238是传导的，而分隔件224的柱228是绝缘体，因为柱228是分隔件224的绝缘式分隔部件226的一部分。
现在参照图19A和图19B，并继续参照图17A和图17B，图19A和图19B示出了电池模块的电池单元分隔件和相邻的电池单元202的各个截面图，其中，电池单元分隔件是根据本发明的第七实施例的各个变型。根据本发明的第七实施例的电池单元分隔件总体上具有“方形波状”的分隔件设计。
在图19A中，电池模块240包括根据本发明的第七实施例的第一种变型的电池单元分隔件244。分隔件244由以下两部分形成：雉堞形的导体246和单独的绝缘体248的阵列。导体246是雉堞形的，如与图17B的线X-X相对应的截面所示出的。绝缘体248加到雉堞形的导体246的相应部分的一侧，以使电池单元202的两个罐体电隔离。
在图19B中，电池模块250包括根据本发明的第七实施例的第二种变型的电池单元分隔件254。分隔件254由以下三部分形成：第一雉堞形的导体256a和第二雉堞形的导体256b以及绝缘片层258。绝缘片层258使第一雉堞形的导体256a与第二雉堞形的导体256b隔开，以使它们彼此电隔离。这种变型为多个电池单元202提供相对更均衡的冷却布置。
现在参照图20A、图20B和图20C，并继续参照图17A和图17B，图20A、图20B和图20C示出了电池模块的电池单元分隔件和相邻的电池单元202的各个截面图，其中，电池单元分隔件是根据本发明的第八实施例的各个变型。根据本发明的第八实施例的电池单元分隔件总体上具有“正弦波状”的分隔件设计。
在图20A中，电池模块260包括根据本发明的第八实施例的第一种变型的电池单元分隔件264。分隔件264是由波状的导体266和绝缘片层268形成的波纹形的分隔件。导体266是波状的，如与图17B的线X-X相对应的截面所示出的。绝缘片层268加到导体266的一侧，位于电池单元202与导体266的侧部之间。
在图20B中，电池模块270包括根据本发明的第八实施例的第二种变型的电池单元分隔件274。分隔件274是由波状的导体276和离散的绝缘部278的阵列形成的波纹形的分隔件。绝缘部278加到导体276的一侧的各个峰部，位于电池单元202与导体276的侧部之间。例如，绝缘部278经由按钉(pushpin)附着到导体276的各个峰部或在导体276的各个峰部的表面上模制或浸渍成型。
在图20C中，电池模块280包括根据本发明的第八实施例的第三种变型的电池单元分隔件284。分隔件284是由波状的导体286和相对应的波状的绝缘层288形成的波纹形的分隔件。绝缘层288加到导体286的一侧，位于电池单元202与导体286的侧部之间。
参照图18A、图18B、图18C、图19A、图19B、图20A、图20B和图20C，在所有的设计变型中，目的是为电池单元提供便利，而无需将绝缘的收缩包装(shrink wrap)或其它屏障应用到电池单元，以节约与这种收缩包装相关联的费用。因此，电池单元间隔、冷却空气通道的产生以及电池单元与电池单元的隔离都在单个绝缘件中得以实现。
包括在此描述的所有截面轮廓的所有设计均可仅使用绝缘层来实现，以实现更简单的、成本更低的、部件数量更少的解决方案。图18C、图19A、图19B、图20A、图20B和图20C的设计是在需要额外的热传递时如何使(热)导体与电池单元分隔件形成一体的示例。在这些设计中的每个设计中，仍然期望在两个相邻的电池单元之间保持电隔离以避免对收缩包装的绝缘层的需要。一些设计注重每个分隔件具有较少的部件，而对于其它间隔件，另一些设计注重每个间隔件具有较小的体积质量比。
虽然以上描述了示例性实施例，但是并不意味着这些实施例描述了本发明的所有可能的形式。更确切地，在说明书中使用的词语是描述性的词语而不是限制性的词语，并且应该理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。此外，实现的各个实施例的特征可进行组合以形成本发明的进一步的实施例。

Claims (8)

1.一种电池模块，包括：
电池单元分隔件，包括具有前侧和后侧的主体，用于抵靠着相应的电池单元进行堆叠，所述主体在所述前侧与所述后侧之间的截面具有锯齿波状图案、方形波状图案和正弦波状图案中的一种。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中：
电池单元分隔件是整体式电绝缘件。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其中：
电池单元分隔件是整体式塑料件。
4.根据权利要求1所述的电池模块，其中：
所述主体还包括用于捕集水分的碟部。
5.根据权利要求1所述的电池模块，其中：
电池单元分隔件还包括在所述主体的前侧与后侧之间延伸的柱。
6.根据权利要求5所述的电池模块，其中：
所述主体是整体式电绝缘件。
7.根据权利要求6所述的电池模块，其中：
所述柱是热导体。
8.一种电池模块，包括：
第一电池单元分隔件，包括具有前侧和后侧的主体，所述主体在所述前侧与所述后侧之间的截面具有锯齿波状图案、方形波状图案和正弦波状图案中的一种；
第二电池单元分隔件，包括具有前侧和后侧的主体，第二电池单元分隔件的主体在前侧与后侧之间的截面具有锯齿波状图案、方形波状图案和正弦波状图案中的一种；
电池单元，抵靠着第一电池单元分隔件和第二电池单元分隔件中的一个的主体的前侧并抵靠着第一电池单元分隔件和第二电池单元分隔件中的另一个的主体的后侧进行堆叠。
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