專利名稱：電池組電池組件以及用于裝配該電池組電池組件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池組電池組件(battery cell assembly)以及用于裝配電池組電池 組件的方法。
背景技術(shù)：
電池組電池已被開發(fā)用于為各種設(shè)備提供電能。然而，與電池組電池相關(guān)的問題 在于，電池組電池會產(chǎn)生隨著時間的推移會損害電池組電池的熱量。
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題因而，本發(fā)明人意識到需要一種降低和/或最小化上述缺陷的電池組電池組件。技術(shù)方案提供了一種根據(jù)一示例實施方案的電池組電池組件。該電池組電池組件包括第一 電池組電池，該第一電池組電池具有第一邊和與該第一邊相對的第二邊。該電池組電池組 件進一步包括第一板材構(gòu)件(panel member)，其被配置為接觸所述第一電池組電池的第一 邊的至少一部分。該電池組電池組件進一步包括熱交換器，其具有塑料框以及第一導熱層 和第二導熱層。所述塑料框具有延伸穿過其中的內(nèi)部空間。所述塑料框具有第三邊和與該 第三邊相對的第四邊。第一導熱層被布置在塑料框的第三邊上并覆蓋所述內(nèi)部空間。第二 導熱層被布置在塑料框的第四邊上并覆蓋所述內(nèi)部空間。所述第一導熱層被布置為相鄰于 第一電池組電池的第二邊，使得當液體被布置在內(nèi)部空間時，來自第一電池組電池的熱量 通過第一導熱層被傳遞至該液體。提供了根據(jù)另一示例實施方案的用于裝配電池組電池組件的方法。該電池組電 池組件具有第一電池組電池，該第一電池組電池具有第一邊和與該第一邊相對的第二邊； 第一板材構(gòu)件；以及熱交換器，該熱交換器具有塑料框和第一導熱層及第二導熱層。所述塑 料框具有延伸穿過其中的內(nèi)部空間。所述塑料框具有第三邊和與該第三邊相對的第四邊。 所述方法包括將第一板材構(gòu)件布置在第一電池組電池的第一邊的至少一部分上。所述方法 進一步包括將第一導熱層布置在所述塑料框的第三邊上并覆蓋所述內(nèi)部空間。所述方法還 包括將第二導熱層布置在所述塑料框的第四邊上并覆蓋所述內(nèi)部空間。所述方法還包括將 第一電池組電池布置在熱交換器的第一導熱層上，以獲得電池組電池組件。
圖1是根據(jù)一示例實施方案的電池組電池組件的分解圖；圖2是在圖1的電池組電池組件中使用的第一板材構(gòu)件的示意圖；圖3是在圖1的電池組電池組件中使用的第一板材構(gòu)件的另一示意圖；圖4是在圖1的電池組電池組件中使用的熱交換器的一部分的示意圖；圖5是圖4的熱交換器的一部分的橫截面圖6是圖1的電池組電池組件的一部分的橫截面圖；圖7是在圖1的電池組電池組件中使用的第二板材構(gòu)件的示意圖；圖8是在圖1的電池組電池中使用的第二板材構(gòu)件的另一示意圖；圖9是用于裝配圖1的電池組電池組件的方法的流程圖；圖10是聯(lián)接至圖1的電池組電池組件的冷卻系統(tǒng)的示意圖；以及圖11是包括圖1的電池組電池組件和兩個附加的電池組電池組件的電池系統(tǒng)的 示意圖。
具體實施例方式參照圖1，示出了電池組電池組件10。該電池組電池組件10包括板材構(gòu)件30、墊 圈(gr0mmet)32、電池組電池34、熱交換器36、電池組電池38、墊圈40，以及板材構(gòu)件42。電池組電池組件10的優(yōu)點在于，電池組電池組件10包括具有導熱層的熱交換器 36以去除所述電池組電池34、38中的熱量。參照圖1-3，板材構(gòu)件30被配置為使電池組電池34緊抵熱交換器36。板材構(gòu)件 30包括一矩形環(huán)狀框48，該矩形環(huán)狀框限定一內(nèi)部空間50。板材構(gòu)件30具有邊52以及與 該邊52相對的邊54。板材構(gòu)件30進一步包括孔56、58、60、62，這些孔延伸到所述邊52中 以容納緊固件(未示出)的一部分。在一個示例實施方案中，板材構(gòu)件30由塑料制成。在 其他替代實施方案中，板材構(gòu)件30可由本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他材料制成。墊圈32被配置用于施加一個緊抵所述電池組電池34的夾持力。墊圈32被布置 在板材構(gòu)件30和電池組電池32之間。墊圈32是大致矩形環(huán)狀，并且由諸如橡膠封口膠的 柔韌材料制成。參照圖1和圖6，電池組電池34被提供用于在電端子68、69之間輸出一工作電 壓。電池組電池34包括一個主體部分66，以及延伸在該主體部分66周圍的周邊唇緣部 (peripheral lip portion)67，以及從主體部分66延伸出的電端子68、69。電池組電池34 是大致矩形，包括邊70以及與該邊70相對的邊72。在一個示例實施方案中，電池組電池 34是鋰電池組電池。當然，在替代實施方案中，電池組電池34也可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員公 知的其他類型的電池組電池。周邊唇緣部67的尺寸基本等于板材構(gòu)件30的尺寸，使得板 材構(gòu)件30覆蓋住電池組電池34的周邊唇緣部67。電池組電池34被布置在板材構(gòu)件30和 熱交換器36之間。參照圖1、圖4和圖5，熱交換器36被提供用于去除所述電池組電池34、38中的熱 量。熱交換器36被布置在電池組電池34和電池組電池38之間。熱交換器36包括矩形環(huán) 狀框90、入口端92、出口端94、橫向構(gòu)件96、98，以及導熱層100、102。應(yīng)注意的是，橫向構(gòu) 件96、98是可選擇性使用的。矩形環(huán)狀框90被提供用于限定一內(nèi)部空間110以在該內(nèi)部空間中容納液體。該矩 形環(huán)狀框90具有邊160以及與該邊160相對的邊162。該矩形環(huán)狀框90進一步包括在其 中延伸的細長孔112、114。細長孔112從入口端92沿所述矩形環(huán)狀框90的第一部分延伸， 并與孑L 116、118、120、122、124、126 流體相通，所述孔 116、118、120、122、124、126 與內(nèi)部空 間110流體相通。細長孔114從出口端94沿矩形環(huán)狀框90的第二部分延伸，并與孔140、 142、144、146、148、150 流體相通，所述孔 140、142、144、146、148、150 與內(nèi)部空間 110 流體相通。在一個示例實施方案中，矩形環(huán)狀框90由塑料制成。當然，在替代實施方案中，矩形環(huán) 狀框90可由本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他材料制成。橫向構(gòu)件96、98被布置跨過內(nèi)部空間110，并且聯(lián)接至矩形環(huán)狀框90的第一部分 和第二部分，以將該內(nèi)部空間110分為區(qū)域170、172和174。所述橫向構(gòu)件96、98用來引導 在內(nèi)部空間110內(nèi)的液體冷卻劑的流動以均衡熱交換器表面上的熱交換。在一個示例實施 方案中，橫向構(gòu)件96、98由塑料制成。當然，在替代實施方案中，橫向構(gòu)件96、98可由本領(lǐng) 域技術(shù)人員公知的其他材料制成。入口端92被配置用于接收液體以將液體通過所述細長孔112傳送至所述孔116、 118、120、122、124和126。入口端92聯(lián)接至矩形環(huán)狀框90的第一部分。在替代實施方案 中，入口端92可位于沿著框90的周邊的任意位置。出口端94被配置用于經(jīng)由所述孔140、142、144、146、148、150以及所述細長孔114 從內(nèi)部空間110中接收液體。出口端94聯(lián)接至矩形環(huán)狀框90的第二部分。參照圖1和圖4，導熱層100、102被提供用于將來自電池組電池34、38的熱量傳遞 至包含在內(nèi)部空間110中的液體。導熱層100被布置在矩形環(huán)狀框90的邊160上。導熱 層102被布置在矩形環(huán)狀框90的邊162上。在一個示例實施方案中，導熱層100、102由鋁 制成。當然，在替代實施方案中，本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他材料諸如不銹鋼或柔性薄板材 料可被用于構(gòu)造所述導熱層100、102。在一個示例實施方案中，導熱層100、102膠合至矩形 環(huán)狀框90的邊160、162，使得內(nèi)部空間110被導熱層100、102包圍。在一個替代實施方案 中，環(huán)狀框90可被鑄模在導熱層100、102上。在熱交換器36的運行過程中，入口端92接收液體，該液體通過所述細長孔112和 所述孔116、118、120、122、124和126被傳送進內(nèi)部空間110。在內(nèi)部空間110中，液體從 導熱層100、102中吸收熱量并通過所述孔140、142、144、146、148、150被傳送進所述細長孔 114。從細長孔114處，液體被傳送出所述出口端94。從而，由電池組電池34、38所產(chǎn)生的 熱量分別通過導熱層100、102被傳遞至流出熱交換器36的液體。從而，利用熱交換器36 將電池組電池36、38的溫度保持在預期溫度范圍。參照圖1和圖6，電池組電池38被提供以在電端子192、194之間輸出一工作電壓。 電池組電池38包括主體部分190和在該主體部分190周圍延伸的周邊唇緣部191，以及從 該主體部分190延伸出的電端子192、194。電池組電池38是大致矩形的，并包括邊196和 與該邊196相對的邊198。在一個示例實施方案中，電池組電池38是鋰電池組電池。當然， 在替代實施方案中，電池組電池384也可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他類型的電池組電 池。周邊唇緣部191的尺寸基本等于板材構(gòu)件42的尺寸，使得板材構(gòu)件42覆蓋住電池組 電池38的周邊唇緣部191。電池組電池38被布置在熱交換器36和板材構(gòu)件42之間。墊圈40被配置用于施加一個緊抵所述電池組電池38的夾持力。墊圈40被布置 在板材構(gòu)件42和電池組電池38之間。墊圈40是大致矩形環(huán)狀，并且由諸如橡膠封口膠的 柔韌材料制成。板材構(gòu)件42被配置為使電池組電池38緊抵熱交換器36。板材構(gòu)件42包括一矩 形環(huán)狀框210，該矩形環(huán)狀框具有一內(nèi)部空間212。板材構(gòu)件42具有邊214以及與該邊214 相對的邊216。板材構(gòu)件42進一步包括孔230、232、234、236，這些孔延伸到所述邊210中以容納緊固件(未示出)的一部分。在一個示例實施方案中，板材構(gòu)件42由塑料制成。在 其他替代實施方案中，板材構(gòu)件42可由本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他材料制成。參照圖9，現(xiàn)在將解釋用于裝配電池組電池組件10的方法的流程圖。在步驟260處，操作者獲得電池組電池34、墊圈32、40、矩形環(huán)狀框90、導熱層 100、102，板材構(gòu)件30、42，以及電池組電池38。電池組電池34具有邊70以及與該邊70相 對的邊72。矩形環(huán)狀框90具有延伸穿過其中的內(nèi)部空間110。矩形環(huán)狀框90進一步具有 邊160和與該邊160相對的邊162。電池組電池38具有邊196以及與該邊196相對的邊 198。在步驟262處，操作者將墊圈32布置在板材構(gòu)件30上，并將墊圈40布置在板材 構(gòu)件42上。在步驟264處，操作者將板材構(gòu)件30布置在電池組電池34的邊70的至少一部分 上，使得墊圈32被布置在板材構(gòu)件30和電池組電池34之間。在步驟266處，操作者將導熱層100布置在矩形環(huán)狀框90的邊160上，覆蓋內(nèi)部 空間110。在步驟268處，操作者將導熱層102布置在矩形環(huán)狀框90的邊162上，覆蓋內(nèi)部 空間110。在步驟270處，操作者將電池組電池34布置在導熱層100上。在步驟272處，操作者將導熱層102布置在電池組電池38的邊190上。在步驟274處，操作者將電池組電池38的邊198布置在板材構(gòu)件42上以獲得電 池組電池組件10。墊圈40布置在電池組電池38和板材構(gòu)件42之間。在步驟276處，操作者利用第一、第二、第三和第四緊固件將電池組電池組件10緊 固到一起。具體地，第一緊固件分別嚙合板材組件30、42的孔56、234。第二緊固件分別嚙 合板材組件30、42的孔58、236。第三緊固件分別嚙合板材組件30、42的孔60、230。而且， 第四緊固件分別嚙合板材組件30、42的孔62、232。參照圖10，現(xiàn)在將解釋一個冷卻系統(tǒng)290，其用來通過電池組電池組件10的熱交 換器36傳送液體。冷卻系統(tǒng)290包括儲存器292、導管296、泵298，以及導管300、302。儲 存器292被配置用于將液體294容納在其中。導管296流體聯(lián)接在儲存器292和泵298之 間。導管300流體聯(lián)接在泵298和熱交換器36的入口端92之間。泵298被配置為經(jīng)由導 管296從儲存器292抽出液體294的一部分、通過導管300到達熱交換器36的入口端92。 熱交換器36中的液體294的一部分吸收來自電池組電池34、38的熱量，并經(jīng)由出口端94 流出熱交換器36。其后，液體294的一部分通過導管302被傳送至儲存器292。參照圖11，示出了電池系統(tǒng)310，該電池系統(tǒng)利用了在彼此頂部上堆疊的多個電 池組電池組件。如圖所示，電池系統(tǒng)310包括電池組電池組件10、電池組電池組件312，以 及電池組電池組件314。電池組電池組件10被布置在電池組電池組件312的頂部上。電池 組電池組件312被布置在電池組電池組件314的頂部上。應(yīng)注意的是，盡管電池系統(tǒng)310 包括三個電池組電池組件，在替代實施方案中，電池系統(tǒng)310可包括小于三個電池組電池 組件或者多于三個電池組電池組件。盡管已參照示例實施方案描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，在不偏離 本發(fā)明范圍的情況下可以做出各種修改以及使用等同物替代其元件。另外，可進行許多修
6改以根據(jù)本發(fā)明的教導適應(yīng)具體情形或材料，而不偏離本發(fā)明的基本范圍。因此，意在使本 發(fā)明不限于為實施本發(fā)明所公開的具體實施方案，但是本發(fā)明將包括落在所附權(quán)利要求范 圍內(nèi)的所有實施方案。此外，使用的術(shù)語第一、第二等被用于區(qū)分一個元件與另一元件。而 且，使用的術(shù)語一、一個等不代表對數(shù)量的限制，而是代表存在所列舉項目中的至少一個。工業(yè)適用性電池組電池組件10和用于裝配該電池組電池組件10的方法代表了本發(fā)明相對于 其他組件和方法的基本優(yōu)點。具體地，電池組電池10提供了如下一種技術(shù)效果，S卩，利用具 有導熱層的熱交換器36以去除來自布置在導熱層附近的電池組電池的熱量。從而，電池組 電池的溫度可被保持在預期溫度范圍內(nèi)以防止電池組電池的性能下降。
權(quán)利要求
一種電池組電池組件，包括第一電池組電池，其具有第一邊和與該第一邊相對的第二邊；第一板材構(gòu)件，其被配置為接觸所述第一電池組電池的第一邊的至少一部分；以及熱交換器，其具有塑料框以及第一導熱層和第二導熱層，所述塑料框具有延伸穿過該塑料框的內(nèi)部空間，所述塑料框具有第三邊和與該第三邊相對的第四邊，所述第一導熱層布置在所述塑料框的第三邊上并覆蓋所述內(nèi)部空間，所述第二導熱層布置在所述塑料框的第四邊上并覆蓋所述內(nèi)部空間，所述第一導熱層布置為相鄰于所述第一電池組電池的第二邊，使得當液體布置在所述內(nèi)部空間時，來自所述第一電池組電池的熱量通過所述第一導熱層被傳遞至該液體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組電池組件，其中所述熱交換器的塑料框是大致矩形環(huán) 狀框，所述熱交換器進一步具有聯(lián)接至該矩形環(huán)狀框的出口端和入口端，所述矩形環(huán)狀框 具有與入口端和內(nèi)部空間流體相通的第一細長孔，所述矩形環(huán)狀框具有與出口端和內(nèi)部空 間流體相通的第二細長孔，使得流體流經(jīng)入口端和第一細長孔進入內(nèi)部空間，然后通過第 二細長孔從內(nèi)部空間流出到達出口端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池組電池組件，其中所述熱交換器進一步包括至少一個橫 向構(gòu)件，該橫向構(gòu)件延伸跨過所述矩形環(huán)狀框以將內(nèi)部空間分為至少第一內(nèi)部區(qū)域和第二 內(nèi)部區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組電池組件，其中所述第一導熱層由鋁制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組電池組件，進一步包括第二電池組電池，其具有第五邊和與該第五邊相對的第六邊，所述第二電池組電池的 第五邊被布置在第二導熱層上，使得當液體布置在內(nèi)部空間時，來自第二電池組電池的熱 量通過第二導熱層被傳遞至液體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池組電池組件，進一步包括第二板材構(gòu)件，其被配置為接 觸所述第二電池組電池的第六邊的至少一部分。
7.一種用于裝配電池組電池組件的方法，所述電池組電池組件具有第一電池組電 池，該第一電池組電池具有第一邊和與該第一邊相對的第二邊；第一板材構(gòu)件；以及熱交 換器，該熱交換器具有塑料框和第一導熱層及第二導熱層，所述塑料框具有延伸穿過該塑 料框的內(nèi)部空間，所述塑料框具有第三邊和與該第三邊相對的第四邊，所述方法包括將第一板材構(gòu)件布置在第一電池組電池的第一邊的至少一部分上；將第一導熱層布置在所述塑料框的第三邊上并覆蓋內(nèi)部空間；將第二導熱層布置在所述塑料框的第四邊上并覆蓋內(nèi)部空間；以及將第一電池組電池布置在熱交換器的第一導熱層上，以獲得電池組電池組件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述電池組電池組件進一步具有第二電池組電 池，該第二電池組電池具有第五邊和與該第五邊相對的第六邊，該方法進一步包括將第二 電池組電池的第五邊布置在熱交換器的第二導熱層上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述電池組電池組件進一步具有第二板材構(gòu)件， 所述方法進一步包括將第二電池組電池的第六邊布置在該第二板材構(gòu)件上。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述第一導熱層由鋁制成。
全文摘要
提供了一種電池組電池組件和一種用于裝配該電池組電池組件的方法。所述電池組電池組件包括第一電池組電池和第二電池組電池，以及布置在該第一電池組電池和第二電池組電池之間的熱交換器。所述熱交換器具有塑料框以及第一導熱層和第二導熱層。所述塑料框具有延伸穿過該塑料框的內(nèi)部空間。所述第一和第二導熱層被布置在塑料框的相對邊上以包圍所述內(nèi)部空間，使得當液體布置在內(nèi)部空間時，來自第一電池組電池的熱量通過第一導熱層被傳遞至該液體。
文檔編號H01M10/50GK101919106SQ200980102501
公開日2010年12月15日 申請日期2009年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月18日
發(fā)明者K·克波爾, K·湯姆, M·J·克雷恩, P·帕提爾, W·可丁 申請人:株式會社Lg化學