【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有主动冷却的大功率电接口的电池模块
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本公开要求2018年11月13日提交的美国临时申请第62/760,435号的权益，在此将该临时申请以全文引用的方式并入本文中。
技术实现思路
[0003]本公开涉及大功率电池，并且更具体地涉及主动冷却电池和电接口两者。
[0004]例如电动车辆的车辆可包括电池单元，以为车辆提供和/或补充驱动功率。车辆可具有用于电池单元的有限空间。电池单元可以是模块的一部分，模块包括诸如单元的控制系统和冷却的其它部件，并且电池单元可以密集地包装在框架内。电池单元可以经由触点彼此电连接，所述触点可例如通过经由线束、汇流条等连接一个或多个电池来传导高电流。电池模块内的部件的选择可以基于热考虑因素(例如，基于电阻/热产生、冷却能力、热质量等)和/或基于电考虑因素(例如，诸如蠕变和间隙)。
[0005]大功率电连接器，如连接车辆内的电池模块的电连接器，通常可以主要基于热考虑因素而受到限制。在这种系统中，电阻与最小部件尺寸(x、y、z、轴向或径向)大致线性地缩放，而冷却能力与两个最小尺寸一起缩放，并且热质量与三个初级尺寸(x、y和z)一起缩放。对于密集包装的电池系统，例如由于连接器的最小尺寸不够小，故电池连接器可减小系统的总体积能量密度(例如，大约5
‑
10％)。换句话说，由于电阻与最小部件尺寸大致相反线性地缩放，因此连接器的最小尺寸通常需要足够大以防止过热，这继而降低系统的能量密度。此类连接器由环境空气被动冷却，导致5
‑>50W/m2K的热传递系数。连接器还可具有对于其体积而言相对低的热质量，且可通过经由连接的汇流条或线缆发生的散热来实现附加冷却。
[0006]本公开通过向连接器提供主动冷却来克服常规连接器的问题。在本公开的示范性实施例中，电池单元之间的电连接器的冷却能力提高，从而提供邻近连接器的主动散热器。诸如具有冷却剂流的冷板的冷却部件可以热联接到连接器以基本上提高冷却能力。冷却部件可设计成与连接器相接，以增加或最大化从连接器到其相关联的冷元件的热交换，从而导致大约300W/m2K的有效热传递系数。在示范性设计中，由于主动冷却而改进的连接器的电特性可以允许连接器的安培容量大约2.5倍的增加(例如，基于300W/m2K/50W/m2K的平方根)。连接器容量的这种增加可能与垂直于被冷却区域的连接器的尺寸相反地缩放。在一项测试中，已发现主动冷却将连接器的安培容量增加了大约2.0倍。连接器的安培容量增加使得能够使用较小形状因数的连接器，因此增加电池系统的能量密度。
[0007]在一些实施例中，电池模块包括多个电池单元、电联接到电池单元的至少一个汇流条、电联接到至少一个汇流条的第一连接器以及热联接到第一连接器的至少一个冷却部件。第一连接器包括构造成与外部电路的对应连接器相接的触点。
[0008]在一些实施例中，多个电池单元包括第一电池单元层和第二电池单元层。第一连接器经由至少一个汇流条电联接到第一电池单元层，且电池模块进一步包括电联接到第二电池单元层的第二连接器。电池单元层可以邻近于彼此位于电池模块内。在一些实施例中，
至少一个冷却部件至少部分地在第一电池单元层与第二电池单元层之间延伸。第一连接器可以从第一电池单元层向外延伸，并且第二连接器可以从第二电池单元层向外延伸。至少一个冷却部件可类似地从第一电池单元层和第二电池单元层向外延伸，使得至少一个冷却部件的表面邻近第一连接器，且至少一个冷却部件的表面邻近第二连接器。
[0009]在一些实施例中，第一连接器和第二连接器可以从电池模块的共用侧延伸。在其它实施例中，第一连接器和第二连接器可以从电池模块的不同侧延伸。例如，第一连接器可以在基本矩形电池模块的第一侧上，并且第二连接可以在电池模块的第二侧上，所述第二侧的面部与第一侧的面部垂直。备选地，第二连接器可以在电池模块的与第一侧相对的一侧上。
[0010]在一些实施例中，至少一个冷却元件包括冷却歧管。冷却歧管可包括冷却剂入口和冷却剂出口，以及至少一个流体通路。冷却歧管可具有与电池模块基本上相同的形状。例如，在电池模块为基本矩形形状，并且其中每个电池单元层类似地为基本矩形形状的实施例中，冷却歧管也可为基本矩形形状，使得可以放置在电池模块的电池单元层之间的表面上。
[0011]至少一个冷却部件可以物理联接到第一连接器和第二连接器。此类联接可以使用电绝缘粘合剂来实现，所述电绝缘粘合剂基本上传导热能并且基本上将至少一个冷却部件与第一连接器和第二连接器电绝缘。绝缘粘合剂可具有至少10
10
欧姆
‑
厘米的电阻率。绝缘粘合剂可具有至少0.5W/mK的热导率。至少一个冷却部件可包括单个冷却部件。然而，在一些实施例中，至少一个冷却部件可包括与第一连接器相关联的第一冷却部件和与第二连接器相关联的第二冷却部件。冷却部件与第一连接器的物理联接可包括第一接触表面区域，并且冷却部件与第二连接器的物理联接可包括第二接触表面区域。冷却部件还可包括不与第一连接器或第二连接器中的任一个物理接触的第三表面区域。第三表面区域可以大于第一接触表面区域或第二接触表面区域。第三表面区域甚至可以大于第一接触表面和第二接触表面的组合表面区域。例如，第三表面区域可以是第一接触表面和第二接触表面的组合表面区域的至少两倍大。
[0012]在一些实施例中，通过经由电池模块的第一连接器和至少一个汇流条将外部电路连接到电池模块的第一电池单元层，并且经由电池模块的第二连接器和至少一个汇流条将外部电路连接到电池模块的第二电池单元层，可冷却电池模块的连接器，其中第一电池单元层和第二电池单元层电联接在电池模块内。在电池模块的冷却剂入口处，然后提供到电池模块的冷却板的冷却剂流，其中冷却板基本上在第一电池单元层与第二电池单元层之间延伸，且其中冷却板包括热联接且物理联接到所述第一连接器的第一冷却延伸部，以及热联接且物理联接到所述第二连接器的第二冷却延伸部。然后，在电池模块的冷却剂出口处接收来自冷却板的冷却剂流。
附图说明
[0013]在考虑结合附图进行的以下详细描述时，本公开的上述和其它目的和优点将显而易见，其中相同的附图标记始终指示相同的部分，并且其中：
[0014]图1示出了根据本公开的一些实施例的示范性电池模块；
[0015]图2示出了根据本公开的一些实施例的电池模块的示范性部分侧视图；
[0016]图3示出了根据本公开的一些实施例的第二示范性电池模块；以及
[0017]图4示出了根据本公开的一些实施例的电池模块的第二示范性部分侧视图。
具体实施方式
[0018]图1示出了根据本公开的实施例的示范性电池模块100。电池模块可包括布置成例如矩形形状且竖直堆叠成两个层(例如，层102、104)的多个电池单元，但可利用其它构造(例如，可利用任何合适数目的电池单元、电池单元形状、电池单元的相对位置、层等)。大功率触点106、108可以允许电池模块100的电池单元连接到外部电路。例如本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电池模块，所述电池模块包括：多个电池单元；至少一个汇流条，所述至少一个汇流条电联接到所述电池单元；第一连接器，所述第一连接器电联接到所述至少一个汇流条，其中所述第一连接器包括构造成与外部电路的对应连接器相接的触点；以及至少一个冷却部件，所述至少一个冷却部件热联接到所述第一连接器。2.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述触点包括螺栓电接头。3.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述多个电池单元包括第一电池单元层和第二电池单元层，其中所述第一连接器包括经由所述至少一个汇流条电联接到所述第一电池单元层的第一连接器，进一步包括经由所述至少一个汇流条电联接到所述第二电池单元层的第二连接器。4.根据权利要求3所述的电池模块，其中所述第一电池单元层和所述第二电池单元层邻近于彼此位于所述电池模块内。5.根据权利要求4所述的电池模块，其中所述至少一个冷却部件至少部分地在所述第一电池单元层与所述第二电池单元层之间延伸。6.根据权利要求5所述的电池模块，其中所述第一连接器从所述第一电池单元层向外延伸，并且所述第二连接器从所述第二电池单元层向外延伸。7.根据权利要求6所述的电池模块，其中所述至少一个冷却部件从所述第一电池单元层和所述第二电池单元层向外延伸，以邻近所述第一连接器并且邻近所述第二连接器。8.根据权利要求7所述的电池模块，其中所述第一连接器和所述第二连接器从所述电池模块的共用侧延伸。9.根据权利要求7所述的电池模块，其中所述第一连接器和所述第二连接器从所述电池模块的不同侧延伸。10.根据权利要求9所述的电池模块，其中所述第一连接器和所述第二连接器从所述电池模块的相对侧延伸。11.根据权利要求7所述的电池模块，其中所述至少一个冷却部件包括冷却歧管。12.根据权利要求11所述的电池模块，其中所述冷却歧管包括冷却剂入口和冷却剂出口，并且其中所述冷却歧管包括至少一个流体通路。13.根据权利要求11所述的电池模块，其中所述电池单元层中的每一个和所述冷却歧管具有矩形形状。14.根据权利要求7所述的电池模块，其中所述至少一个冷却部件物理联接到所述第一连接器和所述第二连接器。15.根据权利要求14所述的电池模块，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：瑞维安知识产权控股有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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