專(zhuān)利名稱(chēng)：電池芯的冷卻/加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于電池的裝置 ，特別是涉及一種用于電池芯的冷卻/加熱
>J-U ρ α裝直。
背景技術(shù)：
目前，電池被越來(lái)越多的應(yīng)用在某些領(lǐng)域，而在這些領(lǐng)域中電池芯在工作時(shí)所散發(fā)的、多余的熱量必須及時(shí)的除去以防止電池芯過(guò)熱的現(xiàn)象。特別是如鋰離子電池和鎳氫電池，這些電池已經(jīng)被應(yīng)用在混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)以及其他應(yīng)用設(shè)備上，電池冷卻的需求已經(jīng)變得至關(guān)重要。另外，某些類(lèi)型電池的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)在過(guò)熱的環(huán)境中將會(huì)急劇增加，因此，對(duì)于一種電池芯冷卻/加熱裝置的需求以確保電池中每一片電池芯可以在一個(gè)所設(shè)定的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定的工作已是十分迫切。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種電池芯的冷卻/加熱裝置，能及時(shí)的帶走或給出電池在運(yùn)營(yíng)時(shí)所散發(fā)的或所需要的熱量，從而保證了電池中每片電池芯均可以在一個(gè)設(shè)定的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定的工作。為此，一種電池芯的冷卻/加熱裝置，此裝置包括一個(gè)含有暗槽的導(dǎo)熱板，暗槽在入口和出口之間有一個(gè)迂回的通道，暗槽通過(guò)一個(gè)入口引入導(dǎo)熱體流經(jīng)導(dǎo)熱板到達(dá)出口，導(dǎo)熱板至少有一個(gè)表面來(lái)接收電池芯工作時(shí)所散發(fā)的熱量并將這些熱量傳導(dǎo)給導(dǎo)熱體，并且導(dǎo)熱板還包含有第一和相對(duì)應(yīng)的第二導(dǎo)熱片，暗槽則包括了第一導(dǎo)熱片中的第一部分和相對(duì)應(yīng)的第二導(dǎo)熱片中的第二部分，第一部分和第二部分的整合構(gòu)成了整個(gè)暗槽，所述的裝置還包括圍繞著暗槽、入口及出口的密封圈，第一導(dǎo)熱片和第二導(dǎo)熱片被多個(gè)緊固件扣壓在一起壓縮密封圈以防止導(dǎo)熱體從導(dǎo)熱板中的泄漏；或此裝置包括，一個(gè)含有暗槽的導(dǎo)熱板，暗槽在入口和出口之間有一個(gè)迂回的通道，暗槽通過(guò)一個(gè)入口引入導(dǎo)熱體流經(jīng)導(dǎo)熱板到達(dá)出口，導(dǎo)熱板至少有一個(gè)表面來(lái)接收電池芯工作時(shí)所散發(fā)的熱量并將這些熱量傳導(dǎo)給導(dǎo)熱體，暗槽包括了一個(gè)在導(dǎo)熱板中的中間隔板上的通槽，而導(dǎo)熱板包含有第一和第二導(dǎo)熱片，這兩片導(dǎo)熱片被分別扣壓在中間隔板的兩側(cè)，導(dǎo)熱片覆蓋住中間隔板的通槽并提供一個(gè)密封圈來(lái)防止導(dǎo)熱體從導(dǎo)熱板中的泄露，或?qū)崞徽辰釉谥虚g隔板的表面提供密封。所述的導(dǎo)熱板呈矩形，其入口和出口分別位于導(dǎo)熱板周邊相對(duì)應(yīng)的邊緣上，入口或者出口中，至少有一個(gè)口包括了一個(gè)開(kāi)孔將導(dǎo)熱板的第一和第二導(dǎo)熱片貫通，而這個(gè)開(kāi)孔與暗槽相連并且耦合相鄰導(dǎo)熱板上相對(duì)的開(kāi)孔來(lái)接收導(dǎo)熱體。所述的第一和第二導(dǎo)熱片中至少在其中一個(gè)導(dǎo)熱片的側(cè)壁上開(kāi)有一條槽溝用來(lái)容納密封圈。所述的中間隔板包含一個(gè)在隔板上形成的槽溝圍住暗槽、入口和出口，槽溝可以用來(lái)容納粘接劑來(lái)進(jìn)行密封以防止導(dǎo)熱體從導(dǎo)熱板中的泄露；中間隔板包含一個(gè)在隔板上形成的槽溝圍住暗槽、入口和出口，槽溝可以用來(lái)容納一個(gè)密封圈來(lái)防止導(dǎo)熱體從導(dǎo)熱板中的泄露。所述的密封圈為雙密封結(jié)構(gòu)的密封圈，雙密封結(jié)構(gòu)的密封圈包括了第一密封圈和第二密封圈，第一密封圈和第二密封圈被分隔開(kāi)來(lái)，多個(gè)緊固件被用于第一密封圈和第二密封圈之間以便第一導(dǎo)熱片和第二導(dǎo)熱片扣壓在一起壓縮密封圈。所述的電池芯被放置于相鄰的導(dǎo)熱板之間并且包含有一個(gè)聯(lián)接墊塊，這個(gè)聯(lián)接墊塊用來(lái)耦合相鄰導(dǎo)熱板開(kāi)孔之間的導(dǎo)熱體。所述的聯(lián)接墊塊被加工成適當(dāng)?shù)某叽鐚⑾?鄰的導(dǎo)熱板之間分隔成足以容納電池芯厚度的間距，所述的聯(lián)接墊塊被加工后采用密封圈以確保聯(lián)接墊塊和開(kāi)孔之間的密封。所述的導(dǎo)熱板包括多個(gè)緊固件開(kāi)孔貫通第一和第二導(dǎo)熱片，每一個(gè)緊固件開(kāi)孔用來(lái)容納一個(gè)緊固件以固定多塊導(dǎo)熱板和電池芯在一起，形成一個(gè)交替層疊式的電池裝置，而緊固件可以更進(jìn)一步被調(diào)整來(lái)抑制電池芯發(fā)熱時(shí)的熱膨脹。所述的用來(lái)傳導(dǎo)電池芯工作時(shí)產(chǎn)生熱量的表面通常是一個(gè)平面并且其尺寸大小一般與電池芯的外表面相對(duì)應(yīng)，這樣便利于電池芯的熱傳導(dǎo)。所述的暗槽有一個(gè)橫截面，此橫截面在導(dǎo)熱板平面方向上有一個(gè)寬度尺寸、在垂直于導(dǎo)熱板平面方向有一個(gè)深度尺寸，其中寬度尺寸大于深度尺寸，暗槽還包括一個(gè)用來(lái)容納溫度傳感器的傳感器暗槽。本實(shí)用新型能及時(shí)的帶走或給出電池在運(yùn)營(yíng)時(shí)所散發(fā)的或所需要的熱量，從而保證了電池中每片電池芯均可以在一個(gè)設(shè)定的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定的工作。

圖I是本實(shí)用新型中第一種電池裝置的立體圖。圖2是本實(shí)用新型中一塊導(dǎo)熱片的立體圖。圖3是圖2所示導(dǎo)熱板一個(gè)導(dǎo)熱片的平面圖。圖4是圖2所示的導(dǎo)熱板另一個(gè)導(dǎo)熱片的平面圖。圖5是本實(shí)用新型的另一種導(dǎo)熱板的展開(kāi)圖。圖6是圖5所示的導(dǎo)熱板集成狀態(tài)的立體圖。
具體實(shí)施方式
如圖I至圖6所示，一種用于電池芯的冷卻/加熱裝置。圖I所示，本實(shí)用新型的第一種實(shí)施方案中電池裝置的部分展開(kāi)圖。電池裝置100包括一系列的電池芯102，比如鋰離子電池芯等。此實(shí)施方案中，每一塊電池芯具有外殼104和電極106與108，電池組的輸出電壓和電容量可以由電池芯電極的串聯(lián)或者并聯(lián)來(lái)提供。而外殼的材料可能是金屬鋁箔等。在其他實(shí)施方案中，電池芯可能會(huì)有不同的的形狀，外殼和化學(xué)結(jié)構(gòu)。而電池芯也可能是鎳金屬氫化物，鋰離子聚合物或者其他多種電池芯的任何一種。電池裝置包含一個(gè)導(dǎo)熱板110用來(lái)冷卻或者加熱電池芯。導(dǎo)熱板裝置的展開(kāi)圖如圖I所示，集成圖如圖2所示。圖2所示的導(dǎo)熱板110包含互相對(duì)應(yīng)的第一導(dǎo)熱片112和第二導(dǎo)熱片114，兩塊導(dǎo)熱片結(jié)合起來(lái)形成暗槽116。暗槽在第一導(dǎo)熱片和第二導(dǎo)熱片之間形成，暗槽通過(guò)入口 118導(dǎo)入導(dǎo)熱體。在圖2所示的實(shí)施方案中，暗槽延伸入第一導(dǎo)熱片112，但是未穿透該導(dǎo)熱片。而我們后邊要提到的另外一種實(shí)施方案中，暗槽會(huì)穿透中間隔板。在所不的實(shí)施方案中，暗槽116具有一個(gè)橫截面，此橫截面在導(dǎo)熱板110的表面方向上有一個(gè)寬度尺寸而同時(shí)具有一個(gè)深度尺寸，其延長(zhǎng)線一般垂直于導(dǎo)熱板表面的方向，而寬度尺寸大于深度尺寸。圖2所示暗槽的橫截面長(zhǎng)寬比在其他的實(shí)施方案中可能有所不同。圖2所示的長(zhǎng)寬比的優(yōu)勢(shì)在于，暗槽116中容納的導(dǎo)熱體同導(dǎo)熱板的后表面122和/或者前表面124具有更大面積的緊密接觸。導(dǎo)熱板110同時(shí)包含一個(gè)出口 120，從入口 118引入的導(dǎo)熱體流過(guò)整個(gè)導(dǎo)熱板110流到出口 120。圖中所示的實(shí)施方案中，入口和出口分別定義為一個(gè)開(kāi)孔延伸入導(dǎo)熱板并位于第一導(dǎo)熱片112和第二導(dǎo)熱片114之間，每個(gè)開(kāi)孔均與暗槽相連。由此，定義為入口的開(kāi) 孔將流體導(dǎo)入暗槽116，定義為出口 120的開(kāi)孔將流體導(dǎo)出暗槽。在圖I所示電池實(shí)施方案的擺放取向中，入口同暗槽的下部相連而出口同暗槽的上部相連。此實(shí)施方案的優(yōu)勢(shì)在于，入口處引入的流體會(huì)流入暗槽的下部，再流向出口，因此流體會(huì)從暗槽下部開(kāi)始填滿暗槽116。這樣的結(jié)構(gòu)相對(duì)于流體從出口引入的方式而言，流體在暗槽中可以實(shí)現(xiàn)更均勻的流動(dòng)。在多數(shù)實(shí)施方案中，導(dǎo)熱體是一種冷卻液，帶走電池裝置100工作時(shí)產(chǎn)生的熱量。但是發(fā)明者同樣發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)熱板110也可以在環(huán)境溫度過(guò)低時(shí)將熱量帶給電池而使其更好的工作。在這種情況下，導(dǎo)熱體可以是一種可操控的熱流體而將熱量帶給電池裝置。為了論述方便，接下來(lái)進(jìn)一步闡述的實(shí)施方案將主要針對(duì)將熱量從電池裝置帶走。但是毋庸置疑的，導(dǎo)熱體也可以是熱流體而將熱量傳導(dǎo)給導(dǎo)熱板110。導(dǎo)熱體可能是一種液體，一種非液體，或者可能包含有一種或兩種的添加劑，比如乙二醇。另外，流體也可能是氣體冷卻劑比如空氣，或者其他的氣體，或者是各種氣體的混合物。圖2所示的實(shí)施方案中，導(dǎo)熱板110的后表面122用來(lái)接收電池芯102工作時(shí)的熱量。導(dǎo)熱板的后表面一般是平面，并且其形狀尺寸一般是按照電池芯表面的形狀尺寸設(shè)計(jì)的，這樣有利于將熱量從電池芯傳導(dǎo)到導(dǎo)熱板110。如圖I中所示的實(shí)施方案中，電池芯102在集成時(shí)處于同導(dǎo)熱板110的后表面122接觸的位置，而電池裝置中的另外一個(gè)電池芯可能會(huì)同導(dǎo)熱板110的前表面124具有熱接觸。在發(fā)電過(guò)程中，導(dǎo)熱板110處于同電池芯102的外殼104進(jìn)行熱接觸的位置，而熱量在電池芯和導(dǎo)熱板之間傳遞。熱量接著會(huì)在導(dǎo)熱板Iio與處于暗槽116中的流體間進(jìn)行傳遞。加工導(dǎo)熱板110的材料可能是金屬，金屬合金，或者其他具有高導(dǎo)熱率的材料，比如石墨，導(dǎo)熱聚合物，或者其他的高分子復(fù)合物。一種實(shí)施方案中加工導(dǎo)熱板110的材料是鋁，鋁材的優(yōu)勢(shì)是具有比較高的導(dǎo)熱系數(shù)，低成本，而且容易加工。比如，可以用端銑的方法將暗槽116刻入導(dǎo)熱片112。更進(jìn)一步地，導(dǎo)熱板110包括一個(gè)密封圈126用來(lái)密封暗槽116，和入口 118以及出口 120，而在此實(shí)施方案中，采用了雙密封圈結(jié)構(gòu)。兩塊相對(duì)的第一和第二導(dǎo)熱片112和114被扣壓在一起而壓縮雙密封圈以防止流體從導(dǎo)熱板中泄漏。雙密封圈包括第一和第二兩個(gè)密封部分128和130，在此實(shí)施方案中，多個(gè)緊固件132被緊固在處于密封圈的第一和第二部分之間的螺孔134中，而均勻的壓緊雙密封圈，同時(shí)將導(dǎo)熱板的第一和第二導(dǎo)熱片112和114緊密的結(jié)合在一起。其他種類(lèi)的緊固件比如鉚釘也可能用來(lái)將該兩個(gè)導(dǎo)熱片112和114緊固在一起，而壓緊雙密封圈。雖然在圖2所示實(shí)施方案的闡述中涉及的是雙密封圈，但是在其它的實(shí)施方案中，單密封圈或者多層密封圈結(jié)構(gòu)也可以用來(lái)代替雙密封圈。雙密封圈是一種可壓縮的材料,而且一般具有圓形的橫截面。一種實(shí)施方案是，雙密封圈的制作采用如圖2所示的模具一次成型結(jié)構(gòu)，而第一和第二部分128和130的密封圈被融合成為一體結(jié)構(gòu)。密封圈126的二個(gè)部分128和130 —般具有圓形的橫截面,而這個(gè)橫截面也可能是矩形，橄欖形，或者其他的非圓形的形狀。在另外的一種實(shí)施方案中，雙密封圈可能包括一對(duì)具有適合尺寸的O形圈，用來(lái)密封入口 118，和出口 120以及暗槽116。圖3所示為第一導(dǎo)熱片112的平面圖。如圖3，暗槽116—般在入口 118和出口120之間迂回，承載著流體在導(dǎo)熱板110的大部分空間中流動(dòng)。在入口和出口之間，暗槽116可以具有其他不同形式的路徑，并且可以被分成多個(gè)路徑。如圖3所示的實(shí)施方案中，第一導(dǎo)熱片112上包括一條為了容納雙密封圈而刻入的槽溝200，這條槽溝有利于在組裝導(dǎo)熱 板110的時(shí)候?yàn)槊芊馊Χㄎ?。第二?dǎo)熱片114的平面圖如圖4所示。在一種實(shí)施方案中，暗槽116的第一暗槽部分在第一導(dǎo)熱片112中形成，而相對(duì)應(yīng)的第二暗槽部分在第二導(dǎo)熱片114中形成，如圖4中所示的202。在這種情況下，第一和第二暗槽部分116和202合起來(lái)定義了暗槽。在其他實(shí)施方案中，暗槽116可能只在第一導(dǎo)熱片112中形成，而第二導(dǎo)熱片114用來(lái)封裝第一導(dǎo)熱片112中的暗槽116。第二導(dǎo)熱片114的一種實(shí)施方案如圖4所示，這個(gè)導(dǎo)熱片上并不存在一條與槽溝200對(duì)應(yīng)的槽，槽溝200是在第一導(dǎo)熱片112上用來(lái)容納雙密封圈126的槽。在此情況下，雙密封圈126被第二導(dǎo)熱片114簡(jiǎn)單的壓縮入槽溝200。而其他的實(shí)施方案中，當(dāng)導(dǎo)熱片112和114被組合起來(lái)形成導(dǎo)熱板110的時(shí)候，第二導(dǎo)熱片114上可能會(huì)有一條與槽溝200相對(duì)應(yīng)的槽來(lái)容納和定位密封圈。第二導(dǎo)熱片114還包括一條暗槽204來(lái)容納傳感器(未顯示)。溫度傳感器可能會(huì)被用在導(dǎo)熱板110上，用來(lái)產(chǎn)生溫度信號(hào)以顯示在工作狀態(tài)時(shí)導(dǎo)熱板的溫度。不同種類(lèi)的溫度傳感器，比如固態(tài)溫度傳感器，熱電偶，或者熱敏電阻都可以用來(lái)產(chǎn)生溫度信號(hào)。溫度信號(hào)會(huì)被送到安裝了電池裝置100的儀器(比如，車(chē)輛)上的控制器中作監(jiān)測(cè)的用途。當(dāng)電池裝置100中一個(gè)導(dǎo)熱板110的溫度升高到超過(guò)其他導(dǎo)熱板的溫度時(shí)，這可能會(huì)做為導(dǎo)熱板110或者與其具有熱接觸的相鄰電池芯102的一個(gè)失效條件。重提圖I，更進(jìn)一步的，在電池裝置100的兩端各有一個(gè)端板，第一端板140和第二端板142。第一端板140包括一個(gè)導(dǎo)熱體入口 144接收導(dǎo)熱體和一個(gè)導(dǎo)熱體出口 146釋放導(dǎo)熱體。其他的實(shí)施方案中，導(dǎo)熱體入口和導(dǎo)熱體出口可能處于第二端板142上，或者流體入口和流體出口可能會(huì)分別在第一或第二端板的其中任何一塊板上。電池裝置100更進(jìn)一步的包括第一和第二聯(lián)接墊塊148和150，墊塊尺寸可以被調(diào)整以耦合流過(guò)相鄰導(dǎo)熱板110的相鄰開(kāi)口之間的導(dǎo)熱體。每一個(gè)聯(lián)接墊塊148或150各自包含一個(gè)貫通聯(lián)接墊塊的開(kāi)孔152和154，用來(lái)導(dǎo)通流過(guò)相鄰導(dǎo)熱板110開(kāi)孔的流體。在所示的實(shí)施方案中，第一聯(lián)接墊塊148提供了一個(gè)入口，使流體從導(dǎo)熱體入口 144流過(guò)電池裝置100的每一個(gè)導(dǎo)熱板110 ；第二聯(lián)接墊塊150提供了一個(gè)出口，使流體從電池裝置的每一個(gè)導(dǎo)熱板110流出導(dǎo)熱體出口 146。在其他實(shí)施方案中，電池芯和聯(lián)接墊塊會(huì)采用不同配置，而使流體順序地流過(guò)導(dǎo)熱板110，例如，從入口 118流到第一個(gè)導(dǎo)熱板的出口 120，然后流入第二個(gè)導(dǎo)熱板的出口 120，流過(guò)暗槽116從而到達(dá)入口 118，以此類(lèi)推。第一和第二聯(lián)接墊塊148和150具有各自的密封圈156和158，用來(lái)分別密封第一和第二聯(lián)接墊塊同相對(duì)應(yīng)的入口 118和出口 120之間的開(kāi)孔。一種實(shí)施方案是第一和第二聯(lián)接墊塊上包含各自的環(huán)形槽，用來(lái)容納一條環(huán)形密封圈或者其他成型的密封圈(未顯示)。另外的一些用來(lái) 封聯(lián)接墊塊148，150的后表面以及一系列導(dǎo)熱板110的密封圈在圖I中不可見(jiàn)，但是已經(jīng)被本專(zhuān)利包括在內(nèi)，并且與密封圈156和158采用同樣的結(jié)構(gòu)。在一種實(shí)施方案中，電池裝置100裝配成組的時(shí)候，兩個(gè)聯(lián)接墊塊148和150被加工成適當(dāng)?shù)某叽缍鴮?dǎo)熱板Iio和導(dǎo)熱板110 (或者第一端板140)之間分隔成足以在兩塊板之間容納電池芯102的間距。當(dāng)電池芯102發(fā)電或者充電的時(shí)候溫度會(huì)升高，而電池芯可能會(huì)膨脹。對(duì)于某些電池的型號(hào)和配置，比如鋰離子電池芯，在逐漸充電的狀態(tài)下電池芯會(huì)膨脹并且由于層分離的問(wèn)題這種膨脹可能會(huì)損壞電池芯。所以，當(dāng)電池裝置100集成的時(shí)候，兩個(gè)聯(lián)接墊塊148和150被加工成剛好可以限制電池芯熱膨脹的尺寸，由此限制了所有電池芯的膨脹。圖I所不的實(shí)施方案中，導(dǎo)熱板110包括多個(gè)緊固件開(kāi)孔160貫通第一和第二導(dǎo)熱片112和114。在第一和第二聯(lián)接墊塊148和150上同時(shí)具有相對(duì)應(yīng)的緊固件開(kāi)孔162。緊固件開(kāi)孔160和162用來(lái)容納各自的緊固件164，用以固定多塊導(dǎo)熱板110和電池芯102成為一個(gè)交替層疊式的結(jié)構(gòu)。此實(shí)施方案中，緊固件164是螺紋結(jié)構(gòu)并且由各自的螺母166鎖緊而將電池裝置100集成為電堆。緊固件開(kāi)孔160分布在板的邊緣，所以在電池裝置100集成的時(shí)候，電池芯102便處于緊固件164中心的位置。緊固件164鎖緊電池芯102，導(dǎo)熱板110，兩個(gè)聯(lián)接墊塊148和150，同時(shí)壓縮密封圈156以防止電池芯膨脹。第一端板140具有邊緣部分168和中心部分170，在圖I中所示的實(shí)施方案中，中心部分比邊緣部分厚，以防止在電池芯102發(fā)電或者充電的時(shí)候由于熱膨脹產(chǎn)生的力而使端板彎曲變形。厚的中心部分170為端板140位于緊固件164之間的部分提供了更大的剛度。而第一端板140的邊緣部分168要足夠的靠近緊固件164以使得邊緣部分對(duì)端板的彎曲變形產(chǎn)生更小的影響。端板142具有相同的厚的中心部分(圖I中未顯示)。用來(lái)加工端板的材料可能是鋁，鋁材提供了一個(gè)良好的剛度重量比。在另外的實(shí)施方案中，其他的金屬，物質(zhì)，或者復(fù)合材料都可能會(huì)用來(lái)代替鋁。由此，電池裝置100包括了一系列的電池芯102和導(dǎo)熱板110，并且集成為一個(gè)交替層疊式的電池裝置。電池裝置100包括電池芯102，電池芯具有電極106和108，電極被級(jí)聯(lián)成并聯(lián)或者串聯(lián)形式來(lái)提供所需的極間電壓和電容量。盡管此專(zhuān)利闡述的電池裝置100所涉及到的電池芯102 —般是平面矩形的，但是在其他實(shí)施方案中電池芯也可能是非平面的和/或者其他形狀，而導(dǎo)熱板110也可能被加工成與之相對(duì)應(yīng)的形狀。另外一種實(shí)施方案中，可以用于圖I所示電池裝置100的另一種導(dǎo)熱板裝置如圖5和圖6所示的300。如圖5所示，導(dǎo)熱板300包括暗槽302，此暗槽與入口 304相通來(lái)接收導(dǎo)熱體。暗槽302以特定的結(jié)構(gòu)使導(dǎo)熱體流經(jīng)導(dǎo)熱板300到達(dá)出口 306。在此實(shí)施方案中，導(dǎo)熱板300包括一個(gè)中間隔板312和暗槽302，暗槽是一個(gè)通孔314而形成于中間隔板的內(nèi)部。通孔314貫通了中間隔板。導(dǎo)熱板300更進(jìn)一步的包括第一和第二導(dǎo)熱片316和318分別處于中間隔板的兩側(cè)。第一和第二導(dǎo)熱片316和318封裝了中間隔板312的通孔314同時(shí)提供密封以防止導(dǎo)熱體從導(dǎo)熱板300內(nèi)部泄露。對(duì)于圖2所示的導(dǎo)熱板實(shí)施方案來(lái)說(shuō)，導(dǎo)熱板300包括兩個(gè)表面308和310 (比如，導(dǎo)熱片318的后表面)，這兩個(gè)表面負(fù)責(zé)接收電池芯工作時(shí)產(chǎn)生的熱量。而導(dǎo)熱板300可以被調(diào)整以耦合熱量到流體。加工中間隔板312的材料可能是金屬或者塑料。中間隔板的成型方法可能是機(jī)械切削加工，沖壓加工，模具成型加工或者其他適合的加工工藝。采用模具成型或者沖壓工藝可能有利于降低中間隔板312的加工成本。第一和第二導(dǎo)熱片的材料可能需要采用具有高導(dǎo)熱效率的材料進(jìn)行加工，比方金屬，金屬合金，或者高導(dǎo)熱率的材料比如石墨，或者高分子復(fù)合物。例如，一種實(shí)施方案可能采用鋁作為第一和第二導(dǎo)熱片的材料，并且采用沖壓工藝加工。導(dǎo)熱板300的暗槽302可能采用同圖I和圖2中所示的導(dǎo)熱板110的暗槽116相同的結(jié)構(gòu)。導(dǎo)熱板300包含一個(gè)傳感器暗槽320和一條槽溝322，槽溝322用來(lái)密封暗槽302，和入口 304以及出口 306。導(dǎo)熱板300的組合圖如圖6所示。一種實(shí)施方案是將第一和第二導(dǎo)熱片粘接到中間隔板312而提供密封。一種同時(shí)具有粘接和密封功能的粘接劑，比如一種海洋高級(jí)密封膠，可能用來(lái)粘接第一和第二導(dǎo)熱片到中間隔板312。第一和第二導(dǎo)熱片以及中間隔板可能會(huì)采用壓力機(jī)緊壓在一起直至粘接劑固化以確保粘接劑提供完整的密封。粘接劑也可能被直接涂在中間隔板312任何一側(cè)的表面326上以提供更可靠的粘合和密封。一種實(shí)施方案中，槽溝322 (如圖5)保證了粘接劑在槽溝內(nèi)的累積。槽溝內(nèi)累積的粘接劑，固化后便形成一個(gè)密封條而封裝流體，使流體流過(guò)入口 304，和暗槽302以及出口 306。其他的實(shí)施方案中，一個(gè)獨(dú)立的密封元件，比如放在密封槽中的密封墊，環(huán)形圈，或者模具成型封條，都可能用來(lái)代替粘接劑用于導(dǎo)熱片316和318以及中間隔板312之間。導(dǎo)熱板300也包含緊固件開(kāi)孔324，用來(lái)容納在圖I中電池裝置100用到的緊固件164。綜上所述的專(zhuān)利實(shí)施方案提供了一個(gè)導(dǎo)熱板，用來(lái)冷卻或者加熱任何種類(lèi)的電池芯，并且能以集成為電堆的方式來(lái)冷卻用在電器設(shè)備上的電池組，例如用在電動(dòng)車(chē)上的大型多電芯電池組。導(dǎo)熱板提供了一個(gè)熱交換模塊，并且包含了一個(gè)一體化密封方案，以防止導(dǎo)熱體泄露出導(dǎo)熱板從而導(dǎo)致潛在的電池裝置的失效和/或者影響電池裝置的操作安全。導(dǎo)熱板之間的聯(lián)接墊塊耦合了板間的流體也同時(shí)為容納電池芯提供了適合的間距。此專(zhuān)利中所描述的實(shí)施方案提供了低成本并且簡(jiǎn)單的加工和集成方法，而且適用于多種電池的形狀和配置。此專(zhuān)利的實(shí)施方案也包括對(duì)于制約電池芯熱膨脹的限定。顯然，在權(quán)利要求書(shū)中所要求保護(hù)的一種電池裝置的結(jié)構(gòu)，已包括在上述結(jié)構(gòu)描述中，故不再累述。雖然在此詳實(shí)的描繪和闡述了此專(zhuān)利發(fā)明的實(shí)施方案，但是此實(shí)施方案應(yīng)當(dāng)被作為僅限于對(duì)此發(fā)明的描述，而在對(duì)發(fā)明的限定作用上，并不能等同于在隨后專(zhuān)利聲明中的闡述?？傊?，本發(fā)明能及時(shí)的帶走或給出電池在運(yùn)營(yíng)時(shí)所散發(fā)的或所需要的熱量，從而保證了電池中每片電池芯均可以在一個(gè)設(shè)定的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定的工作，可推廣使用。
權(quán)利要求1.一種電池芯的冷卻/加熱裝置，其特征在于，此裝置包括 一個(gè)含有暗槽的導(dǎo)熱板，暗槽在入口和出口之間有一個(gè)迂回的通道，暗槽通過(guò)一個(gè)入口引入導(dǎo)熱體流經(jīng)導(dǎo)熱板到達(dá)出口，導(dǎo)熱板至少有一個(gè)表面來(lái)接收電池芯工作時(shí)所散發(fā)的熱量并將這些熱量傳導(dǎo)給導(dǎo)熱體，并且 導(dǎo)熱板還包含有第一和相對(duì)應(yīng)的第二導(dǎo)熱片，暗槽則包括了第一導(dǎo)熱片中的第一部分和相對(duì)應(yīng)的第二導(dǎo)熱片中的第二部分，第一部分和第二部分的整合構(gòu)成了整個(gè)暗槽， 所述的裝置還包括圍繞著暗槽、入口及出口的密封圈，第一導(dǎo)熱片和第二導(dǎo)熱片被多個(gè)緊固件扣壓在一起壓縮密封圈以防止導(dǎo)熱體從導(dǎo)熱板中的泄漏； 或此裝置包括，一個(gè)含有暗槽的導(dǎo)熱板，暗槽在入口和出口之間有一個(gè)迂回的通道，暗槽通過(guò)一個(gè)入口引入導(dǎo)熱體流經(jīng)導(dǎo)熱板到達(dá)出口，導(dǎo)熱板至少有一個(gè)表面來(lái)接收電池芯工作時(shí)所散發(fā)的熱量并將這些熱量傳導(dǎo)給導(dǎo)熱體，暗槽包括了一個(gè)在導(dǎo)熱板中的中間隔板上的通槽，而導(dǎo)熱板包含有第一和第二導(dǎo)熱片，這兩片導(dǎo)熱片被分別扣壓在中間隔板的兩 偵牝?qū)崞采w住中間隔板的通槽并提供一個(gè)密封圈來(lái)防止導(dǎo)熱體從導(dǎo)熱板中的泄露，或?qū)崞徽辰釉谥虚g隔板的表面提供密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電池芯的冷卻/加熱裝置，其特征在于所述的導(dǎo)熱板呈矩形，其入口和出口分別位于導(dǎo)熱板周邊相對(duì)應(yīng)的邊緣上，入口或者出口中，至少有一個(gè)口包括了一個(gè)開(kāi)孔將導(dǎo)熱板的第一和第二導(dǎo)熱片貫通，而這個(gè)開(kāi)孔與暗槽相連并且耦合相鄰導(dǎo)熱板上相對(duì)的開(kāi)孔來(lái)接收導(dǎo)熱體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電池芯的冷卻/加熱裝置，其特征在于所述的第一和第二導(dǎo)熱片中至少在其中一個(gè)導(dǎo)熱片的側(cè)壁上開(kāi)有一條槽溝用來(lái)容納密封圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電池芯的冷卻/加熱裝置，其特征在于所述的中間隔板包含一個(gè)在隔板上形成的槽溝圍住暗槽、入口和出口，槽溝可以用來(lái)容納粘接劑來(lái)進(jìn)行密封以防止導(dǎo)熱體從導(dǎo)熱板中的泄露；中間隔板包含一個(gè)在隔板上形成的槽溝圍住暗槽、入口和出口，槽溝可以用來(lái)容納一個(gè)密封圈來(lái)防止導(dǎo)熱體從導(dǎo)熱板中的泄露。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3或4所述的電池芯的冷卻/加熱裝置，其特征在于所述的密封圈為雙密封結(jié)構(gòu)的密封圈，雙密封結(jié)構(gòu)的密封圈包括了第一密封圈和第二密封圈，第一密封圈和第二密封圈被分隔開(kāi)來(lái)，多個(gè)緊固件被用于第一密封圈和第二密封圈之間以便第一導(dǎo)熱片和第二導(dǎo)熱片扣壓在一起壓縮密封圈。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電池芯的冷卻/加熱裝置，其特征在于所述的電池芯被放置于相鄰的導(dǎo)熱板之間并且包含有一個(gè)聯(lián)接墊塊，這個(gè)聯(lián)接墊塊用來(lái)耦合相鄰導(dǎo)熱板開(kāi)孔之間的導(dǎo)熱體。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池芯的冷卻/加熱裝置，其特征在于所述的聯(lián)接墊塊被加工成適當(dāng)?shù)某叽鐚⑾噜彽膶?dǎo)熱板之間分隔成足以容納電池芯厚度的間距，所述的聯(lián)接墊塊被加工后采用密封圈以確保聯(lián)接墊塊和開(kāi)孔之間的密封。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電池芯的冷卻/加熱裝置，其特征在于所述的導(dǎo)熱板包括多個(gè)緊固件開(kāi)孔貫通第一和第二導(dǎo)熱片，每一個(gè)緊固件開(kāi)孔用來(lái)容納一個(gè)緊固件以固定多塊導(dǎo)熱板和電池芯在一起，形成一個(gè)交替層疊式的電池裝置，而緊固件可以更進(jìn)一步被調(diào)整來(lái)抑制電池芯發(fā)熱時(shí)的熱膨脹。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電池芯的冷卻/加熱裝置，其特征在于所述的用來(lái)傳導(dǎo)電池芯工作時(shí)產(chǎn)生熱量的表面通常是一個(gè)平面并且其尺寸大小一般與電池芯的外表面相對(duì)應(yīng)，這樣便利于電池芯的熱傳導(dǎo)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電池芯的冷卻/加熱裝置，其特征在于所述的暗槽有一個(gè)橫截面，此橫截面在導(dǎo)熱板平面方向上有一個(gè)寬度尺寸、在垂直于導(dǎo)熱板平面方向有一個(gè)深度尺寸，其中寬度尺寸大于深度尺寸，暗槽還包括一個(gè)用來(lái)容納溫度傳感器的傳感器暗槽。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種電池芯的冷卻/加熱裝置,該裝置包括了一個(gè)含有暗槽的導(dǎo)熱板，暗槽通過(guò)一個(gè)入口引入導(dǎo)熱體，并且以特定的結(jié)構(gòu)使導(dǎo)熱體經(jīng)導(dǎo)熱板到達(dá)出口。導(dǎo)熱板具有一個(gè)表面來(lái)接收電池芯工作時(shí)所散發(fā)的熱量并將熱量傳導(dǎo)給導(dǎo)熱體。導(dǎo)熱板制備的一個(gè)方案包括了第一和第二片導(dǎo)熱片，暗槽則包括了第一導(dǎo)熱片中的第一部分和與其相對(duì)應(yīng)的第二導(dǎo)熱片中的第二部分，兩部分的整合構(gòu)成了整個(gè)暗槽。在另一個(gè)方案中，暗槽包括了一個(gè)在中間隔板中的通槽，第一和第二導(dǎo)熱片分別放置于中間隔板的兩側(cè)，導(dǎo)熱片覆蓋住通槽并提供了密封。本實(shí)用新型能及時(shí)的帶走或給出電池在運(yùn)營(yíng)時(shí)所散發(fā)的或所需要的熱量，從而保證了電池中每片電池芯均可以在一個(gè)設(shè)定的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定的工作。
文檔編號(hào)H01M10/50GK202651315SQ201220293888
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者魏金柱, 斯蒂文.斯通, 陳大維 申請(qǐng)人:加拿大派維動(dòng)力系統(tǒng)有限公司