具有用作散热器的底板的电池模块制造技术

一个实施例涉及一种电池模块，该电池模块包括：外部框架，该外部框架包括用于机械加固该电池模块的底板；以及由该外部框架包围的多个电池单元，其中该多个电池单元中的每一个热耦合至该电池单元的底板以促进热量通过底板在多个电池单元之间进行扩散。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有用作散热器的底板的电池模块相关申请的交叉引用本专利申请要求申请日为2018年9月13，代理案号为INEV-170007P1，名称为《具有用作散热器的底板的电池模块》的美国临时申请号62/730,739的权益，所述美国临时申请转让给本专利技术的受让人并且由此以引用的方式整体明确地并入本文。
实施例涉及具有用作散热器的底板的电池模块。
技术介绍
储能系统可依赖于用于存储电力的电池。在操作期间(例如，充电-放电循环)，电池单元产生热量，该热量可导致电池单元的热老化。需要减少热老化对电池单元的影响，以延长其循环寿命。
技术实现思路
一个实施例涉及一种电池模块，该电池模块包括：外部框架，该外部框架包括用于机械加固该电池模块的底板；以及被该外部框架包围的多个电池单元，其中该多个电池单元中的每一个热耦合至该电池单元的底板以促进热量通过底板在多个电池单元之间扩散。附图说明通过结合附图参考以下详细描述，可易于更加完整并更好地理解本专利技术的实施方式。附图仅用于说明目的，并不对本
技术实现思路
构成限制。附图中：图1示出了示例金属离子(例如，锂离子)电池，其中根据各种实施例可以应用本文所述的组件，材料，方法和其他技术或其组合。图2A-2C示出了电池模块的组件的不同立体图。图3A-3B示出了图2A-2C的电池模块的附加部件的不同立体图。图4示出了一种特定的常规电池模块设计的简化侧视图。图5A为根据本专利技术实施方式的电池模块布置。图5B为根据本专利技术实施方式的电池模块设计的简化侧视图。图6A-6C示出了电池模块布置的示例组装过程。具体实施方式在以下描述和相关附图中提供本专利技术的实施方案。可在不脱离本专利技术的范围的情况下设计替代实施方案。另外，本专利技术的众所周知的要素将不详细描述或将被省略，以便使本专利技术的相关细节不被模糊。储能系统可依赖电池以存储电力。例如，在某些传统的电动车辆(EV)设计(例如，全电动车辆，混合动力电动车辆等)中，电动车辆中安装的电池外壳容纳有多个电池单元(例如，多个电池单元可以单独地安装到电池中或可选地以分组的方式安装在各自的电池模块内，每个电池模块包括一组电池单元，各个电池模块安装在电池外壳中)。电池壳体中的电池模块经由汇流条串联连接到电池接线盒(BJB)，并且将从汇流条提供的电能分配到驱动电动车辆的电动马达，以及电动车辆的各种其他电气部件(例如，无线电、控制台、车辆供暖设备、通风和空调(HVAC)系统、内部灯、诸如头灯和刹车灯的外部灯等)。本专利技术的实施例涉及可以被部署为储能系统的一部分的电池模块的各种配置。在一个示例中，虽然没有明确示出，但是可以对于储能系统部署根据本文所述的任何实施例的多个电池模块(例如，串联连接以向储能系统提供更高的电压，以及并联连接以向储能系统或其组合提供更高的电流)。图1示出了根据各种实施例的示例金属离子(例如，锂离子)电池，其中可应用本文所述的部件，材料，方法和其他技术或其组合。出于说明的目的示出了圆柱形电池，但是根据需要也可以使用其他类型的布置，包括棱柱形或袋形(层压型)电池。示例电池100包括负极102，正极103，置于负极102和正极103之间的隔膜104，浸渍隔膜104的电解质(隐含地示出)，电池壳体105和密封电池壳体105的密封件106。图2A-2C示出了电池模块的组件的不同立体图。在图2A中，描述了多个电池单元205，每个电池单元可以对应于图1的电池100。在图2B中，描述了电池模块的“侧面”的外部框架部分205、210、215和220(例如，侧板)。在图2C中，侧面外部框架部分205、210、215和220处于安装状态(例如，通过胶水，形状配合，压入配合，螺钉等)，由此侧部外部框架部分205、210、215和220围绕电池单元200。图3A-3B示出图2A-2C的电池模块的附加部件的立体图。参照图3A，描述了“底部”外部框架部分300(例如，底板)。在图3B中，底部外部框架部分300被示出为处于安装状态(例如，通过胶水，形状配合，压入配合，螺钉等)，由此底部外部框架部分300包围电池单元200。在某些常规电池模块设计中，电池模块的冷却在电池底部实现。图4示出了一种特定的常规电池模块设计的简化侧视图。在图4中，一组或多组电池单元400布置在冷却板(或散热器)405的顶部。在冷却板下方还布置有冷却管410以将热量从电池底部输送走，冷却管被构造成泵送从外部冷却系统(未示出)提供的液体冷却剂。冷却管410还在电池单元400之间提供散热功能。所有组件400、405、410在结构上都容纳在电池模块框架的内，该电池模块框架包括顶部外部框架部分415和底部外部框架部分420。电池单元400热耦合至冷却板405和冷却管410以促进冷却功能。为了简单起见，在图1中未明确示出其他部件，例如用于使电池单元400电互连的接触板，侧面外部框架板等，但是其可以存在。然而，电池单元400没有热耦合至底部外部框架部分420。相应地，冷却板405提供冷却和散热功能，而没有实质性地贡献于电池模块壳体或框架的机械强度(例如，电池模块内部的电池单元的z方向固定)。相应地，底部外部框架部分420提供至电池模块外壳的机械强度(例如，电池模块内部的电池单元的z方向固定)，而对电池单元400的冷却和/或散热功能没有实质性的贡献。因此，本专利技术的实施例涉及一种电池模块的外部框架部分，该外部框架部分还用作散热器和/或冷却板。图5A为根据本专利技术实施方式电池模块布置500。图5A中省略了电池模块的各种部件(例如顶板等)，但其可存在。如图5A所示，一组或多组电池单元505被侧面外部框架部分(或侧板)510和515以及底部外部框架部分(或底板)520包围。在图5A所示的实施例中，底板520还被配置为散热器，如图5A箭头所示，该散热器在电池模块布置500的各个电池单元505之间进行散热。例如，电池单元505的底部经底板520热耦合(例如，通过胶，导热以及电绝缘膏等)。在一些设计中，导热以及电绝缘膏包括刚性绝缘物体(例如，玻璃球或滚珠)，该刚性绝缘物体被配置为抵抗来自电池单元505的重量的压缩，从而定义电池单元505的底部与底板520的间隔距离。该间隔距离可以起到使电池单元505与底板520电分离(或隔离)的作用，同时仍然允许热量从电池单元505流到底板520以进行散热和/或冷却。在一些设计中，与图4的电池模块布置415相比，图5B所示的电池单元505的底部与底板520之间的热耦合可以部分地通过将冷却管完全移到电池模块的外部来实现。图5B为根据本专利技术实施方式的电池模块设计500B的简化侧面立体图。电池模块设计500B是以上参照图5A描述的电池模块布置500的一种示例实施方式。特别地，电池模块设计500B是以上关于图4所示描述的电池模块设计的修改版本。在图5B中，电池单元400热耦合到用作散热器的外部框架部分505B。在该特定示例中，外部框架部分505B还通过与冷却管510B本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池模块，其特征在于，包括：/n外部框架，包括用于机械加强所述电池模块的底板；和/n由所述外部框架包围的多个电池单元，/n其中，所述多个电池单元中的每一个均热耦合至所述底板，以促进热量经所述底板在所述多个电池单元之间进行扩散。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180913 US 62/730,739;20190912 US 16/569,4761.一种电池模块，其特征在于，包括：
外部框架，包括用于机械加强所述电池模块的底板；和
由所述外部框架包围的多个电池单元，
其中，所述多个电池单元中的每一个均热耦合至所述底板，以促进热量经所述底板在所述多个电池单元之间进行扩散。


2.如权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述底板热耦合至冷却管，其中，所述冷却管用于泵送由外部冷却系统提供的液体冷却剂。


3.如权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述底板固定至所述外部框架的第一侧板和第二侧板。


4.如权利要求3所述的电池模块，其特征在于，所述底板通过黏胶，形状配合至所述第一侧板和所述第二侧板。


5...

【专利技术属性】
技术研发人员：海纳·费斯，安德里亚斯·特拉克，拉尔夫·迈施，亚历山大·艾希霍恩，约尔格·达马斯克，瓦伦汀·布洛克普，汉斯约阿希姆·普夫鲁格，克劳斯·杰拉尔德·普夫鲁格，
申请(专利权)人：帝威尼梅吉克股份公司，
类型：发明
国别省市：美国;US