CN111357150A - 电池模块 - Google Patents
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Abstract
根据本公开,公开了一种电池模块。所述电池模块可以包括:电池组;管元件,容纳用于冷却电池组的冷却介质流;以及管元件盖,用于在管元件的路径被弯曲或管元件的连接不连续的区段中包围管元件的外侧。根据本公开的电池模块,由于用于覆盖管元件的脆弱部分(诸如管元件的路径被弯曲或管元件的连接不连续的区段)的管元件盖沿着用于容纳冷却介质流的管元件设置,所以可以防止管元件由于在高压压铸工艺中在高压下注入的熔融金属的压力而受损。
Description
技术领域
本公开涉及一种电池模块。
背景技术
通常,二次电池是指与不可再充电的一次电池不同可以被重复地充电和放电的电池。二次电池用作诸如移动装置、电动车辆、混合动力车辆、电动自行车或不间断电源的装置的能源。根据使用二次电池的外部装置的类型,单独使用二次电池或者使用均包括连接为一个单元的多个二次电池的二次电池模块。
与诸如蜂窝电话的均使用单个电池可操作一定时间段的小型移动装置不同,诸如电动车辆或混合动力车辆的具有长操作时间和消耗大量电力的装置可以优选均包括多个电池的电池模块以处理与功率和容量相关的问题,并且可以通过调节包括在每个电池模块中的电池的数量来增加电池模块的输出电压或电流。
发明内容
技术问题
根据本公开的实施例,电池模块包括管元件盖,该管元件盖覆盖诸如冷却介质在其中流动的管元件的弯曲区段或不连续连接区段的脆弱区段,从而可以保护管元件免受在高压压铸工艺期间在高压下浇铸的熔融金属的压力的影响。
技术方案
本公开的电池模块包括:
电池组;
管元件,容纳用于冷却电池组的冷却介质流;以及
管元件盖,在管元件的路径被弯曲或管元件不连续连接区段中围绕管元件。
有益效果
根据本公开的实施例,电池模块包括管元件盖,该管元件盖覆盖诸如冷却介质在其中流动的管元件的弯曲区段或不连续连接区段的脆弱区段,从而可以保护管元件免受在高压压铸工艺中在高压下浇铸的熔融金属的压力的影响。
如上所述,由于防止了对冷却介质在其中流动的管元件的损坏,所以冷却介质流阻力可以保持在低水平,并且可以改善冷却效率同时降低用于冷却的功耗。
附图说明
图1示出了根据本公开的实施例的电池模块。
图2是示出图1中所示的电池模块的内部结构的分解透视图。
图3至图5是示出图2中所示的下壳体、前冷却板和后冷却板的透视图。
图6是示出待嵌入在下壳体、前冷却板和后冷却板中的第一冷却管至第三冷却管的结构的视图。
图7是用于解释可应用于本公开的实施例中的管元件盖的视图,示出了嵌入在下壳体中的第一冷却管以及与第一冷却管一起嵌入在下壳体中的前连接件和后连接件的部分。
图8是示出图7的一部分的放大图,用于描述可应用于本公开的实施例的第一管元件盖。
图9a和图9b是示出图7的一部分的放大图,用于描述可应用于本公开的另一实施例的第二管元件盖。
图10是示出图7的一部分的放大图,用于描述可应用于本公开的实施例的第三管元件盖。
图11是示出根据本公开的实施例的第三管元件盖的剖视图。
图12和图13是示出根据本公开的其它实施例的第三管元件盖的剖视图。
图14是示出根据用于与本公开进行比较的比较示例的第三管元件盖的剖视图。
图15是沿图10的线XV-XV截取的剖视图,用于示出嵌入在下壳体中的结合件(binder)。
图16示出了可应用于本公开的实施例的第四管元件盖和第五管元件盖。
图17是示出如何形成图16中所示的第四管元件盖和第五管元件盖的视图。
图18示出了可应用于本公开的实施例的第三管元件盖至第五管元件盖。
图19是沿图10的线XIX-XIX截取的剖视图,用于示出嵌入下壳体P1中的管元件盖。
最佳实施方式
本公开的电池模块包括:
电池组;
管元件,容纳用于冷却电池组的冷却介质流;以及
管元件盖,在管元件的路径被弯曲或管元件不连续地连接的区段中围绕管元件。
例如,管元件不连续地连接的区段可以包括冷却介质流被分流或使冷却介质流汇合在一起的区段。
例如,管元件盖可以形成在连接到用于形成冷却介质的分支点或汇合点的连接罐的管元件的外侧上。
例如,电池模块可以包括:
第一冷却管,在第一水平处形成在电池模块的底部上,以冷却第一组电池组;
第二冷却管,形成在比第一水平高的第二水平处,以冷却第二组电池组;
第三冷却管,形成在比第一水平高的第三水平处,以冷却第三组电池组;
前连接件,使第一冷却管和第二冷却管彼此连接;以及
后连接件,使第一冷却管和第三冷却管彼此连接,
其中,管元件盖可以形成在形成第一冷却管至第三冷却管的管元件、前连接件和后连接件中的至少一者上。
例如,管元件盖可以包括:
第一管元件盖,形成在前连接件上;以及
第二管元件盖,形成在后连接件上。
例如,第一管元件盖可以形成在连接到前连接件的第一连接罐和第二连接罐中的一者的管元件的外侧上,前连接件的第一连接罐和第二连接罐可以形成在第一水平和第二水平处。
例如,第一管元件盖可以从管元件的连接位置在与管元件平行的一个方向上延伸,管元件在该连接位置处连接到第一连接罐。
例如,第二管元件盖可以形成在连接到后连接件的第三连接罐和第四连接罐中的一者的管元件的外侧上,后连接件的第三连接罐和第四连接罐形成在第一水平和第三水平处。
例如,第二管元件盖可以在与连接到第三连接罐的管元件平行的弯曲方向上延伸。
例如,第二管元件盖可以具有沿着管元件的直线部分的5mm或更大的延伸长度,直线部分从管元件的弯曲部分在其处结束的端点起在一个方向上延伸。
例如,第一冷却管可以包括平行于第二冷却管延伸的纵向部分和平行于第三冷却管延伸的横向部分,并且
管元件盖可以包括形成在横向部分的两侧上的第三管元件盖。
例如,第三管元件盖可以形成为覆盖被弯曲以使冷却介质流在横向部分的长度方向上折回的第一冷却管的管元件。
例如,第三管元件盖可以用于覆盖在第一冷却管的弯曲方向上布置在相对内部区域中的内管元件和在第一冷却管的弯曲方向上布置在相对外部区域中的外管元件。
例如,第三管元件盖中的每个可以包括分别覆盖内管元件和外管元件的内部部分和外部部分,并且
内部部分和外部部分中的每个可以具有在横向部分的长度方向上从内管元件或外管元件的弯曲部分在其处结束的端点起5mm或更大的延伸长度。
例如,第三管元件盖中的每个可以包括分别覆盖内管元件和外管元件的内部部分和外部部分,内部部分可以比外部部分在纵向部分的长度方向上延伸得多。
例如,管元件盖可以包括:
第四管元件盖,装配在内管元件的弯曲部分周围;以及
一对第五管元件盖,装配在外管元件的不同弯曲部分周围并且彼此间隔开,
其中,第三管元件盖可以用于覆盖所有的第四管元件盖和第五管元件盖。
例如,第三管元件盖中的每个可以包括在相互面对的方向上彼此结合并使第一冷却管的管元件在其间的第一盖构件和第二盖构件。
例如,第一盖构件和第二盖构件可以彼此装配以形成第一盖构件与第二盖构件之间的阶梯状界面。
例如,电池模块还可以包括结合件,该结合件设置在管元件的路径沿一定方向延伸的直线区段中,并且包括夹具凹槽以结合到管元件和与该管元件平行地延伸的另一管元件的外侧并且固定管元件的位置,其中,结合件和管元件盖可以布置成彼此相距一定距离。
例如,结合件和管元件盖可以具有沿所述一定方向的在5mm或更大的范围内的间隙。
例如,管元件和管元件盖可以嵌入在下壳体中,并且
在其中容纳有电池组的容纳空间被限定在下壳体与上壳体之间的状态下,在相互面对的方向上下壳体可以结合到上壳体。
例如,管元件盖可以不暴露在下壳体的顶表面和底表面处。
例如,下壳体的顶表面可以限定其中容纳有电池组的容纳空间,并且可以提供用于电池组的支撑表面,并且
下壳体的底表面可以提供电池模块的支撑表面。
例如,管元件盖和下壳体可以由相同的金属材料形成。
具体实施方式
在下文中,将参照附图根据本公开的优选实施例描述电池模块。
图1示出了根据本公开的实施例的电池模块。
参照图,电池模块可以包括:下壳体P1,放置在电池模块的底部上;多个电池组,布置在下壳体P1上方;以及上壳体U,结合到下壳体P1且面对下壳体P1以形成用于电池组的容纳空间并且保护电池组免受外部环境的影响。下壳体P1和上壳体U可以具有相同的形状,诸如沿彼此不同的第一方向Z1和第二方向Z2延伸的T形,使得下壳体P1和上壳体U可以沿相互面对的方向彼此结合。
图2是示出图1中所示的电池模块的内部结构的分解透视图。此外,图3至图5是示出图2中所示的下壳体以及前冷却板和后冷却板的透视图。
参照图,前冷却板P2可以与下壳体P1向上间隔开并使电池组容纳空间(g)位于前冷却板P2与下壳体P1之间,后冷却板P3可以与下壳体P1向上间隔开并使电池组容纳空间(g)位于后冷却板P3与下壳体P1之间。
分别与电池组M1、M2和M3直接接触以对电池组M1、M2和M3进行散热的下壳体P1、前冷却板P2和后冷却板P3可以具有支撑电池组M1、M2和M3的功能以及对电池组M1、M2和M3进行散热的功能。例如,下壳体P1可以被放置在与电池模块的底部对应的第一水平(或称为第一高度)h1处,以支撑第一组电池组M1并且对第一组电池组M1进行散热。此外,前冷却板P2可以被放置在比第一水平h1高的第二水平h2处,以支撑第二组电池组M2并对第二组电池组M2进行散热。此外,后冷却板P3可以被放置在比第一水平h1高的第三水平h3处,以支撑第三组电池组M3并对第三组电池组M3进行散热。在本公开的附图中,为了易于理解,指示了第一组电池组M1、第二组电池组M2和第三组电池组M3的安装位置,而不是示出第一组电池组M1、第二组电池组M2和第三组电池组M3。
第一组电池组至第三组电池组M1、M2和M3均可以包括至少一个电池组并且可以包括不同数量的电池组。在本公开的实施例中,放置在与电池模块的底部对应的第一水平h1处的第一组电池组M1可以包括最大数量的电池组,第二组电池组M2可以包括最少数量的电池组。此外,第三组电池组M3的电池组的数量可以比第一组电池组M1的电池组的数量少,但是可以比第二组电池组M2的电池组的数量多。
在本公开的实施例中,布置在下壳体P1上的第一组电池组M1可以包括四个电池组。如稍后所描述的,下壳体P1可以包括沿第一方向Z1延伸的纵向部分PZ1和沿第二方向Z2延伸的横向部分PZ2,其中,两个电池组可以沿第一方向Z1布置在纵向部分PZ1上,两个电池组可以沿第二方向Z2布置在横向部分PZ2上。此外,布置在第二冷却板P2上的第二组电池组M2可以包括一个电池组。前冷却板P2可以沿第一方向Z1延伸,并且一个电池组可以沿第一方向Z1放置在前冷却板P2上。此外,布置在后冷却板P3上的第三组电池组M3可以包括两个电池组。后冷却板P3可以沿第二方向Z2延伸,并且两个电池组可以沿第二方向Z2布置在后冷却板P3上。
如稍后所描述的,在本公开中,可以在直径、数量、间隔等方面对用于消散来自第一组电池组至第三组电池组M1、M2和M3的热量的第一冷却管至第三冷却管C1、C2和C3(参照图6)进行调节,以确保电池组M1、M2和M3的均匀的散热性能。
当对电池模块的电池组M1、M2和M3中的一些相对差地散热时,电池组的性能和寿命会降低,因此电池模块的整体性能和寿命也会降低。为了防止这种情况,优选的是对电池组M1、M2和M3确保均匀的散热性能。
下壳体P1包括:纵向部分PZ1,在第一方向Z1上延伸;以及横向部分PZ2,在与第一方向Z1不同的第二方向Z2上延伸。例如,纵向部分PZ1和横向部分PZ2可以在彼此垂直的第一方向Z1和第二方向Z2上延伸。因此,下壳体P1可以整体上具有T形。
前冷却板P2可以与下壳体P1的纵向部分PZ1向上间隔开并使电池组容纳空间(g)在前冷却板P2与下壳体P1的纵向部分PZ1之间。在这种情况下,下壳体P1的纵向部分PZ1可以在第一方向Z1上与前冷却板P2平行。后冷却板P3可以与下壳体P1的横向部分PZ2向上间隔开并使电池组容纳空间(g)在后冷却板P3与下壳体P1的横向部分PZ2之间。在这种情况下,下壳体P1的纵向部分PZ1和前冷却板P2可以在第一方向Z1上彼此平行。在这种情况下,前冷却板P2和后冷却板P3可以彼此分开。
下壳体P1可以形成电池模块的底部,并可以为电池模块提供基体。也就是说,前冷却板P2和后冷却板P3可以一起被支撑在下壳体P1上。为此,支腿L可以形成在前冷却板P2和后冷却板P3上,以在下壳体P1上方支撑前冷却板P2和后冷却板P3。也就是说,支腿L可以形成在下壳体P1与前冷却板P2之间以及下壳体P1与后冷却板P3之间,以支撑前冷却板P2和后冷却板P3并在它们之间具有电池组容纳空间(g)。结合孔50形成在从前冷却板P2和后冷却板P3突出的支腿L中,从而可以通过使紧固构件(未示出)穿过结合孔50结合到下壳体P1来固定前冷却板P2和后冷却板P3的位置。
前冷却板P2和后冷却板P3固定到的下壳体P1可以被上壳体U(参照图1)覆盖。上壳体U可以密封布置在下壳体P1、前冷却板P2和后冷却板P3上的第一组电池组至第三组电池组M1、M2和M3,以保护第一组电池组至第三组电池组M1、M2和M3免受外部环境影响。也就是说,下壳体P1和上壳体U可以在相互面对的方向上彼此结合以形成第一组电池组至第三组电池组M1、M2和M3被容纳在其中的电池组容纳空间(g)。下壳体P1和上壳体U可以具有诸如T形的相同形状,使得下壳体P1和上壳体U可以在相互面对的方向上彼此结合。
图6示出了嵌入在下壳体P1、前冷却板P2和后冷却板P3中的第一冷却管至第三冷却管C1、C2和C3的结构。
参照图,下壳体P1、前冷却板P2和后冷却板P3可以支撑电池组M1、M2和M3,并且可以与电池组M1、M2和M3热接触,例如与电池组M1、M2和M3直接接触,以对电池组M1、M2和M3进行散热。此外,为此,第一冷却管至第三冷却管C1、C2和C3可以分别嵌入在下壳体P1、前冷却板P2和后冷却板P3中。这里,第一冷却管至第三冷却管C1、C2和C3可以作为下壳体P1、前冷却板P2和后冷却板P3的整体部分分别嵌入在下壳体P1、前冷却板P2和后冷却板P3中。
第一冷却管至第三冷却管C1、C2和C3可以由与用于形成下壳体P1、前冷却板P2和后冷却板P3的金属材料不同的金属材料形成,并且可以通过压铸形成。例如,可以通过将熔融金属浇铸到其中固定有第一冷却管至第三冷却管C1、C2和C3的模具(未示出)中来形成下壳体P1、前冷却板P1和后冷却板P3。以这种方式,可以获得第一冷却管至第三冷却管C1、C2和C3一体地嵌入其中的下壳体P1、前冷却板P1和后冷却板P3。例如,第一冷却管至第三冷却管C1、C2和C3与下壳体P1、前冷却板P2和后冷却板P3可以由不同的金属材料形成。在这种情况下,第一冷却管至第三冷却管C1、C2和C3可以由具有相对高的熔点的SUS形成,下壳体P1、前冷却板P2和后冷却板P3可以由具有相对低的熔点的铝材料形成。例如,在由SUS形成的第一冷却管至第三冷却管C1、C2和C3被固定到模具(未示出)的内部的状态下,可以将熔融铝浇铸到模具中,此时,第一冷却管至第三冷却管C1、C2和C3可以由于熔点差异而保持固态并且保持它们的形状。第一冷却管至第三冷却管C1、C2和C3与下壳体P1、前冷却板P2和后冷却板P3可以由具有高热导率和不同熔点的SUS和铝材料形成,以在与电池组M1、M2和M3热接触的同时对电池组M1、M2和M3平稳地进行散热。
如上面所描述的,第一冷却管C1嵌入在下壳体P1中,第二冷却管C2嵌入在前冷却板P2中。此外,第三冷却管C3可以嵌入在后冷却板P3中。因此,第一冷却管C1可以与下壳体P1布置在同一水平处,即,布置在与电池模块的底部对应的第一水平h1处,第二冷却管C2可以与前冷却板P2布置在同一水平处,即,布置在比电池模块的底部水平高的第二水平h2处。此外,第三冷却管C3可以与后冷却板P3布置在同一水平处,即,布置在比电池模块的底部水平高的第三水平h3处。在这种情况下,第二冷却管C2的第二水平h2可以等于第三冷却管C3的第三水平h3。
第一冷却管C1和第二冷却管C2可以通过前连接件D1彼此连接。更具体地,外部连接管E可以与第一冷却管C1和第二冷却管C2一起连接到前连接件D1。通过外部连接管E引入的冷却介质可以通过前连接件D1被分配到第一冷却管C1和第二冷却管C2,在第一冷却管C1和第二冷却管C2中流动的冷却介质可以在前连接件D1处被收集并被排放到外部连接管E。冷却介质可以如下流动。具有低温且通过外部连接管E和前连接件D1引入的冷却介质可以被分配到第一冷却管C1和第二冷却管C2用来与第一组电池组M1和第二组电池组M2进行换热,通过换热被加热到高温的冷却介质可以在前连接件D1处被收集,并且可以通过连接到前连接件D1的外部连接管E被排出。
如稍后所描述的,在第一冷却管C1中流动的冷却介质可以通过后连接件D2被分配到第三冷却管C3。也就是说,冷却介质的通过前连接件D1引入到第一冷却管C1中的一部分可以使第一组电池组M1冷却并且可以通过旁通流动路径(例如,内管元件C12)流回到前连接件D1,冷却介质的引入到第一冷却管C1中的另一部分可以通过后连接件D2流动到第三冷却管C3。
前连接件D1可以定位在电池模块的前部位置处,后连接件D2可以定位在电池模块的后部位置处。图2中的附图标记D1'和图6中的附图标记D1均用于前连接件。然而,由于图2仅示出了前连接件的一部分(下部部分),因此在图2中用不同的附图标记指示前连接件。类似地,图2中的附图标记D2'和图6中的附图标记D2均用于后连接件。然而,由于图2仅示出了后连接件的一部分(下部部分),因此在图2中用不同的附图标记指示后连接件。
第一冷却管C1和第三冷却管C3可以通过后连接件D2彼此连接。冷却介质可以从第一冷却管C1通过后连接件D2流动到第三冷却管C3,并且在使第三组电池组M3冷却之后,冷却介质可以通过后连接件D2返回到第一冷却管C1。例如,冷却介质的在第一冷却管C1中流动的一部分可以仅使第一组电池组M1冷却,然后可以通过内管元件C12绕过后连接件D2,冷却介质的在第一冷却管C1中流动的另一部分可以使第一组电池组M1冷却然后经过后连接件D2使第三组电池组M3冷却。如上面所描述的,第一冷却管C1的流动路径可以包括作为旁通流动路径的内管元件C12和作为包括后连接件D2的流动路径的外管元件C11作为平行流动路径。在这种情况下,作为旁通流动路径的内管元件C12和作为包括后连接件D2的流动路径的外管元件C11可以通过形成第一冷却管C1的循环路径的起点和终点的前连接件D1而彼此分离。
由于内管元件C12作为旁通流动路径形成在第一冷却管C1的流动路径中,所以可以对具有最大数量的电池组的第一组电池组M1进行有效地散热。例如,流过内管元件C12的冷却介质可以具有稍微低的温度,因此可以在返回到前连接件D1的路上有效地冷却第一组电池组M1。
第一冷却管至第三冷却管C1、C2和C3可以由一个或更多个管元件形成。例如,第一冷却管至第三冷却管C1、C2和C3可以由并排地延伸以形成冷却介质的流动路径的多个管元件形成,并且并排地延伸的至少两个或更多个管元件可以形成第一冷却管至第三冷却管C1、C2和C3中的每个。例如,第一冷却管C1可以包括沿着冷却介质的路径形成在相对内部区域中的内管元件C12和沿着冷却介质的路径形成在相对外部区域中的外管元件C11。在本公开中,管元件用于容纳冷却介质流并且形成冷却介质的流动路径,并且管元件可以被统称为形成第一冷却管至第三冷却管C1、C2和C3以及使第一冷却管至第三冷却管C1、C2和C3连接的前连接件D1和后连接件D2的管元件中的一者或全部。也就是说,在本公开中,一个管元件或多个管元件可以被理解为涵盖嵌入在下壳体P1、前冷却板P2和后冷却板P3中的冷却介质的所有流动路径的宽泛的概念。术语“管元件”可以被统称为用于使第一组电池组至第三组电池组M1、M2和M3直接冷却的第一冷却管至第三冷却管C1、C2和C3以及形成使第一冷却管至第三冷却管C1、C2和C3彼此连接的前连接件D1和后连接件D2的管元件中的一者或全部。
第一组电池组至第三组电池组M1、M2和M3分布到布置在不同位置处的下壳体P1、前冷却板P2和后冷却板P3上。第一冷却管至第三冷却管C1、C2和C3可以具有不同的直径,以均匀地耗散来自如上所述分布在多个位置处的第一组电池组至第三组电池组M1、M2和M3的热量。这里,当第一冷却管至第三冷却管C1、C2和C3中的每个由并排地延伸的多个管元件形成时,第一冷却管至第三冷却管C1、C2和C3的直径可以是指形成第一冷却管至第三冷却管C1、C2和C3的管元件的直径。
由于第一冷却管C1用于对具有最大数量的电池组的第一组电池组M1进行散热,所以第一冷却管C1可以具有最大的直径。例如,第一冷却管C1可以具有11mm的直径。第二冷却管C2用于对具有最小数量的电池组的第二组电池组M2进行散热,并且靠近具有相对高的压力的外部连接管E。因此,第二冷却管C2可以具有最小直径以限制冷却介质在第二冷却管C2中的流速。
更具体地,第一冷却管C1的流动路径可以包括穿过后连接件D2的流动路径(例如,外管元件C11)和绕过后连接件D2的旁通流动路径(例如,内管元件C12)。在这种情况下,通过后连接件D2连接到第三冷却管C3的最长流动路径,即,从第一冷却管C1连接到第三冷却管C3的最长流动路径,例如,外管元件C11,可以具有最大的直径,例如,11mm的直径,以确保相对高的流速。此外,与穿过后连接件D2的外管元件C11相比,沿着第一冷却管C1的流动路径绕过后连接件D2的旁通流动路径(例如,内管元件C12)可以具有相对小的直径,例如9mm的直径,以限制冷却介质在内管元件C12中的流速。也就是说,第一冷却管C1的作为旁通流动路径的内管元件C12可以被设计成具有比作为包括后连接件D2的流动路径的外管元件C11的直径小的直径,以将相对高的流速分配给作为包括从第一冷却管C1连接到第三冷却管C3的后连接件D2的并且需要更大冷却能力的流动路径的外管元件C11。具体地,由于连接到距外部连接管E最远的第三冷却管C3的第一冷却管C1的流动路径被设计为具有相对大的直径,即,外管元件C11被设计为具有相对大的直径,所以在外管元件C11中流动的冷却介质可以具有低的流动阻力和压降,因此可以适当地保持冷却介质在外管元件C11中的流速。
第二冷却管C2用于对电池组数量最少的第二组电池组M2进行散热,并且靠近具有相对高的压力的外部连接管E。因此,第二冷却管C2可以具有最小直径以限制冷却介质在第二冷却管C2中的流速。例如,第二冷却管C2可以具有6mm的直径。
参照图6,前连接件D1可以包括设置在第一水平h1处的第一连接罐11和设置在第二水平h2处的第二连接罐12以及使第一连接罐11和第二连接罐12彼此连接的第一连接管13。在这种情况下,第一连接罐11和第二连接罐12可以分别嵌入在下壳体P1和前冷却板P2中。也就是说,第一连接罐11可以与第一冷却管C1一起嵌入在下壳体P1中,第二连接罐12可以与第二冷却管C2一起嵌入在前冷却板P2中。在这种情况下,第一连接罐11和第二连接罐12嵌入在下壳体P1和前冷却板P2中,并且完全被下壳体P1和前冷却板P2围绕,从而防止通过第一连接罐11和第二连接罐12的泄漏并且防止泄漏渗透到电池组M1、M2和M3中。
后连接件D2可以包括设置在第一水平h1处的第三连接罐21、设置在第三水平h3处的第四连接罐22以及使第三连接罐21和第四连接罐22彼此连接的第二连接管23。在这种情况下,第三连接罐21和第四连接罐22可以分别嵌入在下壳体P1和后冷却板P3中。也就是说,第三连接罐21可以与第一冷却管C1一起嵌入在下壳体P1中,第四连接罐22可以与第三冷却管C3一起嵌入在后冷却板P3中。在这种情况下,第三连接罐21和第四连接罐22嵌入在下壳体P1和后冷却板P3中,并且完全被下壳体P1和后冷却板P3围绕,从而防止通过第三连接罐21和第四连接罐22的泄漏并且防止泄漏渗透到电池组M1、M2和M3中。
在本公开的实施例中,设置在第一连接罐11与第二连接罐12之间的第一连接管13中的每个可以以分布式方式嵌入在下壳体P1和前冷却板P2中。例如,第一连接管13可以包括连接到第一连接罐11的管元件和连接到第二连接罐12的管元件,其中,第一连接管13的连接到第一连接罐11的管元件可以嵌入在下壳体P1中,第一连接管13的连接到第二连接罐12的管元件可以嵌入在前冷却板P2中。为此,下壳体P1和前冷却板P2可以具有在第一连接管13的位置处突出的结构,第一连接管13可以以分布式方式嵌入在下壳体P1和前冷却板P2中。
类似地,设置在第三连接罐21与第四连接罐22之间的第二连接管23中的每个可以以分布式方式嵌入在下壳体P1和后冷却板P3中。例如,第二连接管23可以包括连接到第三连接罐21的管元件和连接到第四连接罐22的管元件,其中,第二连接管23的连接到第三连接罐21的管元件可以嵌入在下壳体P1中,第二连接管23的连接到第四连接罐22的管元件可以嵌入在后冷却板P3中。为此,下壳体P1和后冷却板P3可以具有在第二连接管23的位置处突出的结构,第二连接管23可以以分布式方式嵌入在下壳体P1和后冷却板P3中。
图7是用于解释可应用在本公开的实施例中的管元件盖的视图,示出了嵌入在下壳体P1中的第一冷却管C1以及与第一冷却管C1一起嵌入在下壳体P1中的前连接件D1和后连接件D2的部分。
在下文中,将描述可应用于本公开的实施例中的管元件盖。参照图7,电池模块包括容纳用于使电池组M1、M2和M3冷却的冷却介质流的管元件以及围绕这些管元件的弯曲部分或不连续地连接的部分的外侧的管元件盖PC。在图7中,示出了形成第一冷却管C1的管元件和围绕管元件的外侧的管元件盖PC,在本公开的实施例中,除了设置在形成第一冷却管C1的管元件上之外,管元件盖PC还可以设置在形成第二冷却管C2和/或第三冷却管C3的管元件上。
更具体地,在本公开中,管元件用于形成流动路径以容纳冷却介质流,因此以使电池组M1、M2和M3冷却。在本公开的实施例中,术语“管元件”可以被统一表示形成用于使第一组电池组至第三组电池组M1、M2和M3直接冷却的第一冷却管至第三冷却管C1、C2和C3的管元件中的一者或全部,并且也可以表示形成使第一冷却管至第三冷却管C1、C2和C3彼此连接的前连接件D1和后连接件D2的管元件中的一者或全部。也就是说,在本公开中,管元件可以表示:第一冷却管至第三冷却管C1、C2和C3的管元件,被布置成靠近第一组电池组至第三组电池组M1、M2和M3,用于直接冷却第一组电池组至第三组电池组M1、M2和M3;前连接件D1的管元件,使形成在彼此不同的第一水平h1和第二水平h2处的第一冷却管C1和第二冷却管C2连接在一起;以及后连接件D2的管元件,使形成在彼此不同的第一水平h1和第三水平h3处的第一冷却管C1和第三冷却管C3连接在一起。在本公开中,术语“管元件”或“多个管元件”可以用作涵盖用来形成用于容纳冷却介质流的流动路径的布置在各种位置处且具有各种形状的所有管元件的宽泛的概念。
如下面所描述的,管元件盖PC可以形成在管元件的外侧上,用于加强管元件的刚性,为此,管元件盖PC可以沿着冷却介质的路径形成在各种位置处,以加强管元件的刚性。
参照图7,管元件盖PC可以覆盖管元件的弯曲部分或不连续连接的部分。管元件盖PC可以覆盖管元件的脆弱部分,并且可以防止在高压压铸工艺期间管元件被在高压下浇铸的熔融金属损坏。
形成第一冷却管C1、前连接件D1和后连接件D2的管元件可以嵌入在下壳体P1中。这种类型的下壳体P1可以通过将多个管元件固定到模具的内部并且将高压熔融金属浇铸到模具中的高压压铸工艺形成,并且在高压下浇铸的熔融金属流可以根据管元件的形状将相对高的压力施加到管元件的局部部分。因此,管元件盖PC可以设置为围绕管元件的脆弱部分,因此用于防止管元件的脆弱部分被在高压下浇铸的熔融金属损坏。在本公开中,管元件用于容纳冷却介质流以使电池组M1、M2和M3冷却,在高压压铸工艺期间被损坏的管元件会阻碍冷却介质流或增加流动阻力,从而导致电池组M1、M2和M3的散热效率的降低以及用于散热的功耗的增加。在本公开中,可以通过提供围绕管元件的具有脆弱形状的部分的管元件盖PC来防止对管元件的损坏,从而改善电池组M1、M2和M3的散热性能。
脆弱部分(诸如管元件的其上设置有管元件盖PC的不连续连接的部分)可以包括:三个或更多个不同的管元件彼此连接以使冷却介质流分流或使冷却介质流合并的区段;冷却介质流被分流成两个或更多个流的区段;或者,冷却介质的两个或更多个流汇合为一个流的区段。
图8是示出图7的一部分的放大图,用于描述可应用于本公开的实施例的第一管元件盖PC1。
一起参照图6、图7和图8,管元件盖PC可以包括设置在前连接件D1上的第一管元件盖PC1,前连接件D1使定位在第一水平h1处的第一冷却管C1和定位在第二水平h2处的第二冷却管C2连接。前连接件D1是外部连接管E在其处连接到第一冷却管C1和第二冷却管C2的部分,并且可以与使冷却介质流分流或使冷却介质流汇合在一起的区段对应。
例如,前连接件D1可以包括形成在第一水平h1处的第一连接罐11和形成在第二水平h2处的第二连接罐12,第一管元件盖PC1可以被设置为围绕连接到第一连接罐11的管元件的外侧,例如,被设置为围绕第一连接管13。
在本公开的实施例中,第一管元件盖PC1设置在连接到第一水平h1处的第一连接罐11的管元件上,例如,设置在第一连接管13上。然而,在本公开的另一实施例中,第一管元件盖PC1可以被设置为围绕连接到第二水平h2处的第二连接罐12的管元件的外侧。
第一连接罐11用于形成冷却介质的分支点或汇合点,并且多个管元件可以连接到第一连接罐11,即,连接到第一连接罐11的入口和出口,以传输不同的冷却介质流。
第一连接罐11中的每个可以包括两个或更多个入口或者两个或更多个出口,而不是仅包括单个入口和单个出口,使得第一连接罐11中的每个可以容纳不同的冷却介质流。例如,第一连接罐11中的每个可以包括一个入口以及两个或更多个出口,或者两个或更多个入口以及一个出口。在这种情况下,管元件可以分别连接到第一连接罐11的入口和出口,以传输不同的冷却介质流。
在这种情况下,第一连接罐11和管元件通过不连续的形状而不是平滑的形状连接。例如,形成冷却介质的分支点或汇合点的第一连接罐11可以具有相对大的宽度以容纳不同的冷却介质流,并且可以比连接到第一连接罐11的管元件宽,从而造成在管元件在其处连接到第一连接罐11的位置处的不连续的形状。
如上面所描述的,与单个管元件连续地延伸的区段或者两个管元件简单地彼此连续地连接的区段相比,管元件不连续地连接在一起的区段可以极大地阻碍在高压下浇铸的熔融金属流,因此可以由于反作用力而受到相对高的压力。在这种情况下,可以用第一管元件盖PC1覆盖管元件彼此不连续连接的区段,以加强管元件的强度并且防止管元件因高浇铸压力而受损。
第一管元件盖PC1可以围绕连接到形成冷却介质的分支点或汇合点的第一连接罐11的管元件(例如,第一连接管13)的外侧。更具体地,第一管元件盖PC1可以设置在连接到第一连接罐11的管元件(例如,第一连接管13)的外侧上,并且可以在一个方向上平行于第一连接管13延伸。
第一管元件盖PC1可以与接触第一连接罐11地从第一连接罐11沿一个方向平行于第一连接管13延伸。第一连接罐11和第一连接管13在第一连接罐11和第一连接管13在其处彼此连接的位置处形成不平滑且不连续的外部形状,并且第一连接罐11与第一连接管13之间的不连续形状造成对高压熔融金属流的显著阻力,因此由于反作用力而受到高压力。因此,优选地加强第一连接管13的连接到第一连接罐11的部分,因此第一管元件盖PC1可以用于覆盖第一连接管13的连接到第一连接罐11的部分,即,第一管元件盖PC1可以从第一连接管13的与第一连接罐11接触的部分延伸。
第一管元件盖PC1可以对应于连接到第一连接罐11的管元件的外部形状(即,第一连接管13的外部形状)以直线形状形成。第一管元件盖PC1可以形成为具有比待加强的管元件(例如,第一连接管13)的直径大的直径的管形状。具有直线形状的第一管元件盖PC1可以被设置为被切割成特定长度的管件,以围绕待加强的管元件(例如,第一连接管13)。
在用于形成下壳体P1的模具中,第一管元件盖PC1可以覆盖待加强的管元件(例如,第一连接管13)并且暴露于浇铸到模具中的高压熔融金属流,并且随着熔融金属凝固,第一管元件盖PC1嵌入在下壳体P1中。在这种情况下,第一管元件盖PC1和下壳体P1可以由相同的材料形成,以防止可能在不同金属之间的界面处出现的诸如腐蚀或裂纹的缺陷。也就是说,第一管元件盖PC1可以由与由浇铸到模具中的熔融金属形成的下壳体P1的材料相同的材料形成,并且由于即使第一管元件盖PC1和下壳体P1通过不同的工艺形成,第一管元件盖PC1和下壳体P1也由相同的金属材料形成,所以第一管元件盖PC1和下壳体P1可以在它们之间的界面处彼此牢固地结合。
图9a和图9b是示出图7的一部分的放大图,用于描述可应用于本公开的另一实施例的第二管元件盖。
一起参照图6、图7、图9a和图9b,管元件盖PC可以包括设置在后连接件D2上的第二管元件盖PC2,后连接件D2使定位在第一水平h1处的第一冷却管C1和定位在第三水平H3处的第三冷却管C3连接在一起。后连接件D2是第一冷却管C1和第三冷却管C3在其处彼此连接的部分,并且可以与使冷却介质流分流或汇合在一起的区段对应。
例如,后连接件D2可以包括设置在第一水平h1处的第三连接罐21和设置在第三水平h3处的第四连接罐22,第二管元件盖PC2可以被设置为围绕连接到第三连接罐21的管元件的外侧,例如被设置为围绕第二连接管23。在本公开的实施例中,第二管元件盖PC2设置在连接到第一水平h1处的第三连接罐21的管元件上,例如设置在第二连接管23上。然而,在本公开的另一实施例中,第二管元件盖PC2可以被设置为围绕连接到第三水平h3处的第四连接罐22的管元件的外侧。
第三连接罐21用于形成冷却介质的分支点或汇合点,并且多个管元件可以连接到第三连接罐21,即,连接到第三连接罐21的入口和出口以传输不同的冷却介质流。
在这种情况下,第三连接罐21和管元件通过不连续的形状而不是平滑的形状彼此连接。例如,形成冷却介质的分支点或汇合点的第三连接罐21可以具有相对大的宽度以容纳不同的冷却介质流,并且可以比连接到第三连接罐21的管元件宽,从而造成在管元件在其处连接到第三连接罐21的位置处的不连续的形状。在这种情况下,管元件不连续地连接的区段可以被第二管元件盖PC2覆盖,以加强管元件的强度并且防止管元件因高浇铸压力而受损。
第二管元件盖PC2可以围绕连接到形成冷却介质的分支点或汇合点的第三连接罐21的管元件(例如,第二连接管23)的外侧。更具体地,第二管元件盖PC2可以设置在连接到第三连接罐21的管元件(例如,第二连接管23)的外侧上,并且可以与第二连接管23平行地延伸。
第二管元件盖PC2可以形成为与第二连接管23的外部形状对应的弯折形状。由第二管元件盖PC2加强的第二连接管23可以与其中管元件不连续地连接并且管元件的路径被弯折的区段对应。在高压下浇铸到模具中的熔融金属可以向其中管元件不连续地连接并且管元件的路径被弯折的区段施加比向其中单个管元件直线地延伸的区段施加的压力高的压力,因此第二管元件盖PC2可以设置为加强诸如第二连接管23的管元件,并由此防止管元件被高压熔融金属流损坏。
具体地,由于因在使管元件(例如,第二连接管23)弯曲的工艺中出现的塑性变形而使管元件(例如,第二连接管23)的壁厚在管元件的弯曲区段中相对小,因此优选通过用第二管元件盖PC2覆盖管元件的弯曲区段来加强管元件。
第二管元件盖PC2可以形成为切割成特定长度的弯折管件,待加强的管元件(例如,第二连接管23)可以被第二管元件盖PC2围绕并且可以与第二管元件盖PC2一起被弯曲,使得第二管元件盖PC2可以以弯折形状结合到管元件(例如,第二连接管23)并且在第二管元件盖PC2与管元件(例如,第二连接管23)之间没有任何间隙。
在这种情况下,为了足够的长度公差和管元件(例如,第二连接管23)抵抗高浇铸压力的加强,优选的是调节第二管元件盖PC2的长度,使得每个第二管元件盖PC2可以覆盖管元件(例如,第二连接管23)的弯曲部分和相邻的直线部分,而不是仅覆盖管元件的弯曲部分。这是因为,尽管高浇铸压力主要局部地作用于管元件的弯曲部分,但是由于压力的传播也可能使管元件的相邻的直线部分暴露于高压力。例如,优选地,每个第二管元件盖PC2可以具有从待加强的管元件(例如,第二连接管23)的弯曲部分的端点起沿着待加强的管元件(例如,第二连接管23)的直线部分的5mm或更大的延伸长度EL。
参照图9b,第二管元件盖PC2可以与第三连接罐21接触并且可以从第三连接罐21平行于第二连接管23延伸。第三连接罐21和第二连接管23在第三连接罐21和第二连接管23在其处彼此连接的位置处形成不平滑且不连续的外部形状,并且第三连接罐21与第二连接管23之间的不平滑且不连续的形状引起对高压熔融金属流的显著阻力,因此由于反作用力而受到高压力。因此,优选的是加强第二连接管23的连接到第三连接罐21的部分,因而第二管元件盖PC2可以沿着第二连接管23的长度延伸同时覆盖第二连接管23的连接到第三连接罐21的部分,即,第二管元件盖PC2可以从第二连接管23的与第三连接罐21接触的部分延伸。
在用于形成下壳体P1的模具中,第二管元件盖PC2可以覆盖待加强的管元件(例如,第二连接管23)并且暴露于浇铸到模具中的高压熔融金属流,并且随着熔融金属凝固,第二管元件盖PC2可以嵌入在下壳体P1中。在这种情况下,第二管元件盖PC2和下壳体P1可以由相同的材料形成,以防止可能在不同金属之间的界面处出现的诸如腐蚀或裂纹的缺陷。
当在本公开中描述管元件盖PC时,被称为管元件之间的连接是不连续的的区段或部分的区段或部分不会包括冷却介质流被中断的区段或部分。在本公开的电池模块中,冷却介质可以是循环的而没有在特定区段处中断。
当在本公开中描述管元件盖PC时,被称为管元件之间的连接是不连续的的区段或部分的区段或部分不会包括两个不同的管元件彼此连接的区段或部分。其原因在于,这样的区段不是冷却介质流被分流为两个流或使两个冷却介质流汇合在一起的区段。然而,三个或更多个管元件彼此连接的区段可以与冷却介质流被分流为两个流或使冷却介质流汇合在一起的区段对应,因此三个或更多个管元件彼此连接的区段可以与管元件的连接是不连续的的区段对应。
每个管元件盖PC除了形成在管元件的连接不连续的区段上之外,还可以形成在管元件被弯曲的区段上。
作为在管元件的弯曲工艺期间出现的塑性变形的结果,管元件的弯曲区段可以具有相对小的壁厚。此外,与管元件的在一个方向上延伸的直线区段相比,管元件的弯曲区段可以极大地阻碍在高压下浇铸的熔融金属流,因此可以由于反作用力而受到相对高的压力。在这种情况下,可以用管元件盖PC覆盖管元件的弯曲区段以加强管元件并且防止管元件因高浇铸压力而受损。
图10是示出图7的一部分的放大图,用于描述可应用于本公开的实施例的第三管元件盖PC3。
参照图6、图7和图10,管元件盖PC可以包括覆盖第一冷却管C1的弯曲区段的第三管元件盖PC3。如上面所描述的,其中嵌入有第一冷却管C1的下壳体P1可以包括:纵向部分PZ1,平行于前冷却板P2沿第一方向Z1延伸;以及横向部分PZ2,平行于后冷却板P3沿第二方向Z2延伸。类似地,第一冷却管C1可以包括:纵向部分CZ1(参照图7),平行于第二冷却管C2沿第一方向Z1延伸;以及横向部分CZ2(参照图7),平行于第三冷却管C3沿第一方向Z1延伸。第一冷却管至第三冷却管C1、C2和C3分别嵌入在下壳体P1、前冷却板P2和后冷却板P3中,并且下壳体P1、前冷却板P2和后冷却板P3与第一冷却管至第三冷却管C1、C2和C3平行地形成并且形成第一冷却管至第三冷却管C1、C2和C3的外部形状,使得下壳体P1的纵向部分PZ1和横向部分PZ2与前冷却板P2和后冷却板P3的相对布置可以跟第一冷却管C1的纵向部分CZ1和横向部分CZ2与第二冷却管C2和第三冷却管C3的相对布置相同。
第三管元件盖PC3可以覆盖第一冷却管C1的管元件,所述管元件在横向部分CZ2的两侧处弯曲以使冷却介质流在横向部分CZ2的长度方向(例如,第二方向Z2)上折回。第三管元件盖PC3中的每个可以覆盖一组管元件,而不是仅覆盖一个管元件。例如,第三管元件盖PC3中的每个可以具有用于覆盖第一冷却管C1的两个相邻管元件的结构。例如,在本公开的实施例中,形成第一冷却管C1的管元件可以彼此平行地延伸,并且基于管元件弯曲所沿的方向,管元件可以包括布置在相对内部区域中的内管元件C12和布置在相对外部区域中的外管元件C11。例如,外管元件C11可以形成穿过后连接件D2的流动路径,内管元件C12可以形成绕过后连接件D2的流动路径。
第三管元件盖PC3中的每个可以覆盖内管元件C12和外管元件C11两者,并且可以包括覆盖内管元件C12的内部部分PCI和覆盖外管元件C11的外部部分PCO。表述“第三管元件盖PC3一起覆盖一组管元件”可以不是表示第三管元件盖PC3具有分别覆盖管元件的单独结构,而是可以表示具有单个整体结构的第三管元件盖PC3覆盖两个或更多个管元件。也就是说,第三管元件盖PC3的覆盖内管元件C12的内部部分PCI可以与覆盖外管元件C11的第三管元件盖PC3的外部部分PCO形成为一个件,因此内部部分PCI和外部部分PCO不会彼此分离。
图11是示出根据本公开的实施例的第三管元件盖PC3的剖视图。图12和图13是示出根据本公开的其它实施例的第三管元件盖PC3的剖视图,图14是示出根据用于与本公开进行比较的比较示例的第三管元件盖PC3'的剖视图。
参照图,第三管元件盖PC3可以包括第一盖构件31和第二盖构件32,第一盖构件31和第二盖构件32在待加强的一组管元件(例如,内管元件C12和外管元件C11)处于第一盖构件31与第二盖构件32之间的状态下在相互面对的方向上彼此结合。此外,第三管元件盖PC3可以包括用于使第一盖构件31和第二盖构件32彼此紧固的紧固构件33。例如,紧固构件33可以包括插入穿过第一盖构件31并且结合到第二盖构件32的螺栓。
在用于形成下壳体P1的模具中,待加强的管元件(例如,内管元件C12和外管元件C11)的相对侧被通过紧固构件33彼此结合的第一盖构件31和第二盖构件32覆盖,并且第一盖构件31和第二盖构件32暴露于浇铸到模具中的高压熔融金属流,并且随着熔融金属凝固而被嵌入在模具中。在这种情况下,可以优选的是,第一盖构件31和第二盖构件32彼此牢固地结合,使得熔融金属不会在第一盖构件31与第二盖构件32之间渗透。因此,可以在两个或更多个位置处使用两个或更多个紧固构件33,用于将第一盖构件31和第二盖构件32彼此紧固。
参照图10,紧固构件33可以分别设置在内管元件C12的内部区域中、外管元件C11的外部区域中以及内管元件C12与外管元件C11之间的中间区域中。在这种情况下,因为外管元件C11的外部区域相对宽,所以至少两个紧固构件33可以设置在外管元件C11的外部区域中,并且至少一个紧固构件33可以设置在内管元件C12的内部区域和内管元件C12与外管元件C11之间的中间区域中的每个中。可以基于待加固的管元件的数量来确定设置紧固构件33的位置,并且当两个管元件(即,内管元件C12和外管元件C11)如所描述的被加固时,紧固构件33可以设置在至少四个位置处。
参照图11,第一盖构件31和第二盖构件32可以彼此装配,使得熔融金属不会在第一盖构件31与第二盖构件32之间渗透。第一盖构件31和第二盖构件32彼此装配,使得可以在第一盖构件31与第二盖构件32之间形成阶梯状界面。
例如,第一盖构件31可以包括朝向第二盖构件32突出的突出部分311,并且第二盖构件32可以包括容纳第一盖构件31的突出部分311的容纳部分321。第一盖构件31的突出部分311和第二盖构件32的容纳部分321可以形成在彼此对应的位置处,如图11中所示,突出部分311和容纳部分321可以在第一盖构件31与第二盖构件32之间形成阶梯状界面。由突出部分311和容纳部分321形成的阶梯状界面可以防止浇铸到模具中的熔融金属沿着第一盖构件31与第二盖构件32之间的界面渗透到第一盖构件31和第二盖构件32中。也就是说,突出部分311和容纳部分321可以有效地防止熔融金属沿着第一盖构件31与第二盖构件32之间的界面渗透。
然而,当如在图14中所示的本公开的比较示例中,在第一盖构件31'与第二盖构件32'之间形成平坦界面时,难以防止熔融金属沿着第一盖构件31'与第二盖构件32'之间的界面渗透。
虽然包括第一盖构件31'和第二盖构件32'的第三管元件盖PC3'用于通过围绕管元件的外侧来保护管元件,但是当浇铸到模具中的熔融金属渗透到第一盖构件31'和第二盖构件32'中时,被第三管元件盖PC3'覆盖的管元件不被保护而是暴露于熔融金属。因此,优选的是防止熔融金属渗透到第一盖构件31'和第二盖构件32'中。
参照图12,突出部分321'和容纳部分311'可以分别形成在第二盖构件32和第一盖构件31上。只要突出部分321'和容纳部分311'形成在彼此对应的位置处以在第一盖构件31与第二盖构件32之间形成阶梯状界面,突出部分321'和容纳部分311'可以选择性地形成在第一盖构件31和第二盖构件32上。
如图13中所示,第一盖构件31和第二盖构件32中的一个可以包括突出部分311,第一盖构件31和第二盖构件32中的另一个可以不包括容纳部分。
例如,第一盖构件31可以包括突出部分311,并且第一盖构件31的突出部分311可以围绕第二盖构件32的外周。在这种情况下,第二盖构件32可以通过第二盖构件32的外周容纳第一盖构件31的突出部分311,并且可以不在第二盖构件32上形成附加的容纳部分。
例如,第二盖构件32可以被完全地容纳在第一盖构件31的突出部分311的两侧之间,并且第一盖构件31与第二盖构件32之间的界面可以被突出部分311阻挡,使得可以有效地防止熔融金属渗透通过第一盖构件31与第二盖构件32之间的界面。
第三管元件盖PC3可以通过压铸形成,并且可以与下壳体P1由相同的材料形成。在用于形成下壳体P1的模具中,第三管元件盖PC3覆盖待加强的一组管元件(例如,内管元件C12和外管元件C11),并且暴露于浇铸到模具中的高压熔融金属流,并且在熔融金属凝固时,第三管元件盖PC3嵌入在下壳体P1中。在这种情况下,第三管元件盖PC3和下壳体P1可以由相同的材料形成,以防止可能在不同金属之间的界面处出现的诸如腐蚀或裂纹的缺陷。
参照图10,用于覆盖和加强管元件的被弯曲为弯折形状的部分的第三管元件盖PC3可以优选地覆盖和加强管元件的弯曲部分和相邻的直线部分,而不是仅覆盖和加强管元件的弯曲部分,使得第三管元件盖PC3可以沿着管元件的长度具有足够的公差,并且可以充分地加强管元件耐受高浇铸压力。这是因为,尽管高浇铸压力主要局部地施加到管元件的弯曲部分,但是管元件的相邻的直线部分也会由于压力的传播而暴露于高压力。例如,优选地,第三管元件盖PC3可以在横向部分CZ2的长度方向(例如,第二方向Z2)上从管元件的弯曲部分的端点沿着待加强的管元件的直线部分具有在5mm或更大的范围内的延伸长度ELI和ELO。也就是说,第三管元件盖PC3可以从管元件的弯曲部分沿着管元件的直线部分延伸,因此可以从管元件的弯曲部分的端点沿着管元件的直线部分具有在5mm或更大的范围内的延伸长度ELI和ELO。
第三管元件盖PC3可以一起覆盖相邻的管元件,具体地,一起覆盖内管元件C12和外管元件C11。第三管元件盖PC3可以包括覆盖内管元件C12的内部部分PCI和覆盖外管元件C11的外部部分PCO,内部部分PCI可以从内管元件C12的弯曲部分的端点沿着内管元件C12的直线部分具有在5mm或更大的范围内的延伸长度ELI,外部部分PCO可以从外管元件C11的弯曲部分的端点沿着外管元件C11的直线部分具有在5mm或更大的范围内的延伸长度ELO。结果,覆盖内管元件C12的内部部分PCI可以比覆盖第三管元件盖PC3的外管元件C11的外部部分PCO延伸得多。
更具体地,内部部分PCI和外部部分PCO可以分别从内管元件C12和外管元件C11的弯曲部分的端点起沿横向部分CZ2的长度方向(例如,第二方向Z2)具有在5mm或更大的范围内的延伸长度ELI和ELO,因此,内部部分PCI可以在横向部分CZ2的长度方向(例如,第二方向Z2)上比外部部分PCO延伸得多。
当第三管元件盖PC3的内部部分PCI和外部部分PCO在横向部分CZ2的长度方向(例如,第二方向Z2)上延伸到同一长度位置时,即,当外部部分PCO与内部部分PCI在横向部分CZ2的长度方向上延伸到同一位置时,被第三管元件盖PC3占据的面积增加,不期望地阻碍了浇铸到下壳体模具中的熔融金属流并且不必要地减小了熔融金属的流动空间。
第三管元件盖PC3可以具有一起覆盖待加强的一组管元件(例如,内管元件C12和外管元件C11)的结构。由于第三管元件盖PC3覆盖彼此相邻且并排地延伸的管元件(例如,内管元件C12和外管元件C11),所以与其中单独的管元件盖PC分别覆盖管元件的结构相比,相邻的管元件(例如,内管元件C12和外管元件C11)可以彼此支撑并且可以利用简单的结构而得以有效地加强。
然而,诸如一起覆盖一组相邻的管元件(例如,内管元件C12和外管元件C11)的第三管元件盖PC3的结构减小了浇铸到模具中的熔融金属的流动空间,因此,如图10中所示,优选的是该结构与结合件FB充分地间隔开,结合件FB是覆盖一组相邻的管元件(例如,内管元件C12和外管元件C11)的另一结构。例如,可以在结合件FB与第三管元件盖PC3之间确保至少5mm的间隙SG。更具体地,优选的是在横向部分CZ2的长度方向(例如,第二方向Z2)上在结合件FB与第三管元件盖PC3之间确保5mm或更大的间隙SG。
图15是沿图10的线XV-XV截取的剖视图,用于示出嵌入在在下壳体P1中的结合件FB。
结合件FB使彼此相邻且并排地延伸的管元件(例如,内管元件C12和外管元件C11)结合且固定,使得当执行高压压铸工艺以形成下壳体P1时,管元件(例如,内管元件C12和外管元件C11)的位置可以固定在高压熔融金属铸造到其中的模具内部。夹具槽JG可以形成在结合件FB中,以容纳从模具装置插入到模具中的夹具(未示出)。例如,结合件FB可以具有彼此相对的第一表面S1和第二表面S2,并且可以通过使第一表面S1和第二表面S2中的任何一个(例如,第一表面S1)凹陷来形成夹具槽JG。因此,可以通过装配到结合件FB的夹具槽JG中的夹具(未示出)将结合件FB牢固地固定到模具的内部,并且也可以固定插入在结合件FB中的管元件(例如,内管元件C12和外管元件C11)的位置。
本公开的管元件盖PC围绕待加强的管元件的外侧并且与管元件一起嵌入在模具中。也就是说,设置在管元件的外侧上的结合件FB和管元件盖PC可以全部嵌入在下壳体P1中。在这种情况下,夹具槽JG形成在结合件FB中,而在管元件盖PC中不形成夹具槽。也就是说,结合件FB具有与模具装置的夹具组合而将管元件的位置固定到模具内部的功能,管元件盖PC具有加强模具中的管元件的功能。与结合件FB不同,管元件盖PC在管元件盖PC装配在待加强的管元件周围并且与管元件一起处于浮动的状态下设置在模具内部。也就是说,装配在待加强的管元件周围的管元件盖PC在管元件的延伸方向上没有定位有管元件盖PC的位置处被紧固到管元件的结合件FB间接地固定,并且与结合件FB不同,管元件盖PC不通过模具装置的夹具来直接固定。
如图6中所示,结合件FB可以设置在管元件的沿一个方向延伸的直线部分上。例如,结合件FB可以设置在第一冷却管C1的直线部分、第二冷却管C2的直线部分和第三冷却管C3的直线部分上。在形成其中嵌入有第一冷却管C1、第二冷却管C2或第三冷却管C3的下壳体P1、前冷却板P2或后冷却板P3的工艺中,可以通过结合件FB将形成第一冷却管C1、第二冷却管C2或第三冷却管C3的一组管元件固定到模具的内部。例如,结合件FB可以装配在沿一个方向并排地延伸的第一冷却管至第三冷却管C1、C2和C3周围,以固定管元件的组的位置。在这种情况下,每个结合件FB可以设置在管元件的沿一个方向延伸的直线部分上,以有效地固定管元件的位置。如上面所描述的,管元件盖PC(例如,第三管元件盖PC3)可以设置在管元件的弯曲区段上以加强管元件。
参照图10,与结合件FB一样,第三管元件盖PC3覆盖相邻的管元件(即,内管元件C12和外管元件C11),因此第三管元件盖PC3可以防止浇铸到模具中的熔融金属在内管元件C12与外管元件C11之间渗透。因此,为了浇铸到模具中的熔融金属的流动性,优选的是第三管元件盖PC3和覆盖相邻的管元件的结合件FB彼此间隔开例如至少5mm的间隙SG。例如,当结合件FB设置在管元件的沿一个方向(例如,第二方向Z2)延伸的直线部分中时,结合件FB与第三管元件盖PC3之间的间隙SG在该方向上可以是至少5mm。
图16示出了可应用于本公开的实施例的第四管元件盖PC4和第五管元件盖PC5。图17是示出如何形成图16中所示的第四管元件盖和第五管元件盖的视图。
参照图,第四管元件盖PC4和第五管元件盖PC5可以设置在管元件的弯曲部分上。也就是说,第四管元件盖PC4和第五管元件盖PC5可以通过覆盖管元件的弯曲部分的外侧来保护管元件免受浇铸到模具中的高压熔融金属的影响。
参照图,第四管元件盖PC4和第五管元件盖PC5可以覆盖管元件的弯曲部分,并且可以具有与管元件的弯曲形状对应的形状。更具体地,第四管元件盖PC4可以形成为类似U的倒圆形状,使得第四管元件盖PC4的入口和出口彼此相对,并且第五管元件盖PC5可以形成为类似L的倒圆形状,使得每个第五管元件盖PC5的入口和出口可以彼此垂直。
第四管元件盖PC4和第五管元件盖PC5与用于将直线管元件彼此连接并改变冷却介质流的连接管的不同之处在于,第四管元件盖PC4和第五管元件盖PC5覆盖待加强的管元件(例如,内管元件C12和外管元件C11)的外侧。也就是说,待加强的管元件(例如,内管元件C12和外管元件C11)沿着第四管元件盖PC4和第五管元件盖PC5的长度在第四管元件盖PC4和第五管元件盖PC5内部,而待加强的管元件不在用于改变冷却介质流的连接管内部。
通过将第四管元件盖PC4和第五管元件盖PC5放置在管元件(例如,内管元件C12和外管元件C11)周围,并且将第四管元件盖PC4和第五管元件盖PC5与管元件(例如,内管元件C12和外管元件C11)一起弯曲使得第四管元件盖PC4和第五管元件盖PC5可以结合到管元件(例如,内管元件C12和外管元件C11)而在它们之间没有任何间隙,可以将第四管元件盖PC4和第五管元件盖PC5形成为切割成特定长度的弯曲管元件。
例如,通过将第四管元件盖PC4放置在管元件(例如,内管元件C12)周围,并且使第四管元件盖PC4与管元件(例如,内管元件C12)一起弯曲,使得管元件(例如,内管元件C12)的入口和出口可以彼此相对,第四管元件盖PC4可以与待加强的管元件(例如,内管元件C12)接触。
例如,通过用第五管元件盖PC5覆盖管元件(例如,外管元件C11)以使管元件的两个部分被第五管元件盖PC5围绕,并且使第五管元件盖PC5在两个位置处与管元件一起弯曲,第五管元件盖PC5可以被成对设置在待加强的管元件(例如,外管元件C11)的两个弯曲部分上。因此,第五管元件盖PC5可以被设置为沿着待加强的管元件(例如,外管元件C11)彼此间隔开的一对。
例如,第四管元件盖PC4和第五管元件盖PC5可以设置在彼此相邻的内管元件C12和外管元件C11上。在管元件的弯曲方向上,第四管元件盖PC4可以覆盖相对地位于内部区域中的内管元件C12,并且第五管元件盖PC5可以覆盖相对地位于外部区域中的外管元件C11。
作为用于覆盖和加强管元件的被弯曲成弯折形状的部分的第四管元件盖PC4和第五管元件盖PC5可以优选地覆盖和加强待加强的管元件(例如,内管元件C12和外管元件C11)的弯曲部分和从所述弯曲部分延伸的相邻的直线部分,而不是仅覆盖和加强管元件的弯曲部分,使得第四管元件盖PC4和第五管元件盖PC5可以沿着管元件的长度具有预定公差并且充分地加强管元件耐受高浇铸压力。这是因为,尽管高浇铸压力主要局部地施加到管元件(例如,内管元件C12和外管元件C11)的弯曲部分,但是管元件的相邻的直线部分由于压力的传播也可以暴露于高压。例如,第四管元件盖PC4和第五管元件盖PC5可以从管元件(例如,内管元件C12和外管元件C11)的弯曲部分的端点起沿横向部分CZ2的长度方向(例如,第二方向Z2)优选地具有在5mm或更大的范围内的延伸长度ELI'和ELO'。
在用于形成下壳体P1的模具中,第四管元件盖PC4和第五管元件盖PC5覆盖待加强的管元件(例如,内管元件C12和外管元件C11),并且暴露于浇铸到模具中的高压熔融金属流,随着熔融金属的凝固,第四管元件盖PC4和第五管元件盖PC5嵌入在下壳体P1中。在这种情况下,第四管元件盖PC4和第五管元件盖PC5与下壳体P1可以由相同的材料形成,以防止可能在不同金属之间的界面处出现的诸如腐蚀或裂纹的缺陷。
图18示出了可应用于本公开的实施例的第三管元件盖至第五管元件盖PC3、PC4和PC5。
参照图,在本公开的实施例中,第四管元件盖PC4和第五管元件盖PC5可以与第三管元件盖PC3叠置。也就是说,第四管元件盖PC4和第五管元件盖PC5可以装配在内管元件C12和外管元件C11周围,并且在其周围装配有第四管元件盖PC4和第五管元件盖PC5的内管元件C12和外管元件C11可以被第三管元件盖PC3覆盖。
也就是说,第三管元件盖PC3除了覆盖内管元件C12和外管元件C11之外,还可以覆盖装配在内管元件C12和外管元件C11周围的所有的第四管元件盖PC4和第五管元件盖PC5。因此,可以通过第三管元件盖至第五管元件盖PC3、PC4和PC5以叠置的方式保护待加强的内管元件C12和外管元件C11,并且可以有效地防止由在高压下浇铸到模具中的熔融金属造成的对内管元件C12和外管元件C11的损坏。例如,第三管元件盖PC3比第四管元件盖PC4和第五管元件盖PC5延伸得长,以充分地覆盖第四管元件盖PC4和第五管元件盖PC5。
图19是沿着图10的线XIX-XIX截取的剖视图,用于示出嵌入在下壳体P1中的管元件盖PC。
参照图,本公开的管元件盖PC(例如,第三管元件盖PC3)可以与用于对电池组进行散热的多个管元件(例如,内管元件C12和外管元件C11)一起嵌入在下壳体P1中。表述“管元件盖PC嵌入在下壳体P1中”可以是指管元件盖PC不暴露在下壳体P1的顶表面TS或底表面BS处。例如,下壳体P1的顶表面TS可以限定用于电池组M1的容纳空间(g)并且提供对于电池组M1的支撑表面,下壳体P1的底表面BS可以提供对于电池模块的支撑表面。也就是说,下壳体P1的顶表面TS可以形成直接支撑电池组M的支撑表面,下壳体P1的底表面BS可以形成支撑电池模块的支撑表面。
管元件盖PC与待加强的管元件一起放置在模具内部,并且暴露于浇铸到模具中的高压熔融金属,并且随着熔融金属凝固,管元件盖PC嵌入在下壳体P1中。用于固定管元件在模具中的位置的结合件FB也可以与管元件盖PC一起嵌入在下壳体P1中。
管元件盖PC和结合件FB可以由与浇铸到模具中以形成下壳体P1的熔融金属相同的金属材料形成,从而从根本上防止当管元件盖PC和结合件FB由不同的金属形成时沿着管元件盖PC与结合件FB之间的界面可能出现的缺陷。此外,下壳体P1可以在容纳电池组M1、M2和M3的容纳空间(g)处于下壳体P1和上壳体U之间的状态下沿相互面对的方向结合到上壳体U(参照图1)。
虽然已经参照附图描述了本公开的实施例,但是实施例仅用于说明的目的,并且本领域普通技术人员将理解的是,可以由此做出各种修改和等同的其它实施例。
产业上的可用性
本公开可以应用于作为可再充电能量源的电池模块,并且可以应用于使用电池模块作为电源的各种装置。
Claims (24)
1.一种电池模块,所述电池模块包括:
电池组;
管元件,容纳用于冷却电池组的冷却介质流;以及
管元件盖,在管元件的路径被弯曲或管元件不连续地连接的区段中围绕管元件。
2.根据权利要求1所述的电池模块,其中,管元件不连续地连接的区段包括冷却介质流被分流或冷却介质流被汇合在一起的区段。
3.根据权利要求2所述的电池模块,其中,管元件盖形成在管元件的与连接罐连接的外侧上,连接罐用于形成冷却介质的分支点或汇合点。
4.根据权利要求1所述的电池模块,其中,所述电池模块包括:
第一冷却管,在第一水平处形成在电池模块的底部上,以冷却第一组电池组;
第二冷却管,形成在比第一水平高的第二水平处,以冷却第二组电池组;
第三冷却管,形成在比第一水平高的第三水平处,以冷却第三组电池组;
前连接件,使第一冷却管和第二冷却管彼此连接;以及
后连接件,使第一冷却管和第三冷却管彼此连接,
其中,管元件盖形成在形成第一冷却管至第三冷却管的管元件、前连接件和后连接件中的至少一者上。
5.根据权利要求4所述的电池模块,其中,所述管元件盖包括:
第一管元件盖,形成在前连接件上;以及
第二管元件盖,形成在后连接件上。
6.根据权利要求5所述的电池模块,其中,第一管元件盖形成在连接到前连接件的第一连接罐和第二连接罐中的一者的管元件的外侧上,第一连接罐形成在第一水平处,第二连接罐形成在第二水平处。
7.根据权利要求6所述的电池模块,其中,第一管元件盖从管元件的连接位置与在管元件平行的一个方向上延伸,管元件在所述连接位置处连接到第一连接罐。
8.根据权利要求5所述的电池模块,其中,第二管元件盖形成在连接到后连接件的第三连接罐和第四连接罐中的一者的管元件的外侧上,第三连接罐形成在第一水平处,第四连接罐形成在第三水平处。
9.根据权利要求8所述的电池模块,其中,第二管元件盖在与连接到第三连接罐的管元件平行的弯曲方向上延伸。
10.根据权利要求9所述的电池模块,其中,第二管元件盖沿着管元件的直线部分具有5mm或更大的延伸长度,所述直线部分从管元件的弯曲部分在其处结束的端点开始沿一个方向延伸。
11.根据权利要求4所述的电池模块,其中,第一冷却管包括平行于第二冷却管延伸的纵向部分和平行于第三冷却管延伸的横向部分,并且
管元件盖包括形成在横向部分的两侧上的第三管元件盖。
12.根据权利要求11所述的电池模块,其中,第三管元件盖形成为覆盖第一冷却管的管元件,所述第一冷却管被弯曲以使冷却介质流在横向部分的长度方向上折回。
13.根据权利要求12所述的电池模块,其中,第三管元件盖用于覆盖布置在第一冷却管的弯曲方向上的相对内部区域中的内管元件和布置在第一冷却管的弯曲方向上的相对外部区域中的外管元件。
14.根据权利要求13所述的电池模块,其中,第三管元件盖中的每个包括覆盖内管元件的内部部分和覆盖外管元件的外部部分,并且
内部部分和外部部分中的每个从内管元件或外管元件的弯曲部分在其处结束的端点起沿横向部分的长度方向具有5mm或更大的延伸长度。
15.根据权利要求13所述的电池模块,其中,第三管元件盖中的每个包括覆盖内管元件的内部部分和覆盖外管元件的外部部分,并且内部部分比外部部分在纵向部分的长度方向上延伸得多。
16.根据权利要求13所述的电池模块,其中,所述管元件盖包括:
第四管元件盖,装配在内管元件的弯曲部分周围;以及
一对第五管元件盖,装配在外管元件的不同的弯曲部分周围并且彼此间隔开,
其中,第三管元件盖用于覆盖所有的第四管元件盖和第五管元件盖。
17.根据权利要求11所述的电池模块,其中,第三管元件盖中的每个包括:第一盖构件和第二盖构件,在相互面对的方向上结合到彼此并使第一冷却管的管元件在第一盖构件与第二盖构件之间。
18.根据权利要求17所述的电池模块,其中,第一盖构件和第二盖构件彼此装配以形成第一盖构件与第二盖构件之间的阶梯状界面。
19.根据权利要求1所述的电池模块,所述电池模块还包括:结合件,设置在管元件的路径在一定方向上延伸的直线区段中,并且包括夹具槽以结合到该管元件的外侧和平行于该管元件延伸的另一管元件的外侧并且固定管元件的位置,
其中,结合件和管元件盖被布置为彼此相距一定距离。
20.根据权利要求19所述的电池模块,其中,结合件和管元件盖在所述一定方向上具有在5mm或更大的范围内的间隙。
21.根据权利要求1所述的电池模块,其中,管元件和管元件盖嵌入在下壳体中,并且
在容纳电池组的容纳空间被限定在下壳体与上壳体之间的状态下,下壳体与上壳体沿相互面对的方向结合。
22.根据权利要求21所述的电池模块,其中,管元件盖不暴露在下壳体的顶表面和底表面处。
23.根据权利要求22所述的电池模块,其中,下壳体的顶表面限定容纳电池组的容纳空间,并且提供对于电池组的支撑表面,并且
下壳体的底表面提供对电池模块的支撑表面。
24.根据权利要求21所述的电池模块,其中,管元件盖和下壳体由相同的金属材料形成。
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