外延伸的一对端子22。在电池单体放电期间发生的化学反应产生热并使电池单体18变热。这种变热是不均匀的。电池单体18可被概括为三个温度区域70、72和74。区域70是热区，区域72是温区，区域74是冷区。如上所述，术语热、温和冷是相对的术语，不一定表示任何具体的温度范围。区域70位于端子侧16附近。因为这片区域是阴极与阳极之间的最大电流流动的区域，所以在这片区域中电池单体18产生最多的热。区域72位于电池单体18的中部，与区域70和74相比，区域72产生中等量的热。区域74在电池单体上与端子侧16相对地布置。在这片区域中传递最少量的电流，使得这片区域最冷。
[0029]参照图4，从电池单体18传递到冷却剂的热的量是电池单体18与冷却剂之间的温差(ΛΤ)的函数。具有大的Δ T的冷却剂比具有小的Δ T的冷却剂能够从电池单体18吸收更多的热。靠近入口 26的冷却剂是具有最大的Δ T的最冷的冷却剂。靠近出口 28的冷却剂是具有最小的ΔΤ的最热的冷却剂。因此，沿着翅片20在入口 26附近比在出口 28附近产生更多的热通量。因为当冷却剂沿着蛇形冷却剂通道42行进时冷却剂从电池单体吸收热，所以靠近出口的冷却剂比靠近入口的冷却剂更热。
[0030]仍然参照图4，截面图示出了电池单体阵列12。翅片20被设置为靠着电池单体18的侧壁24。翅片20为矩形形状以与电池单体18的形状匹配(尽管翅片20的形状稍大)。翅片20具有在电池单体18的端子侧16延伸超过电池单体18的延伸部38。翅片20限定蛇形冷却剂通道42。入口 26和出口 28提供到蛇形冷却剂通道42中的开口，以与供应软管30和回流软管32结合。蛇形冷却剂通道42具有通过多个U形弯头(return bend) 46互相连接的多个大致的平行管部44。U形弯头46以流体连通的方式与相邻的平行管部44互相连接。所述多个平行管部44具有大体上一致的横截面。所述多个平行管部44横跨电池单体18的宽度48延伸。所述多个平行管部44的长度从入口 26向出口 28增大以提供横跨翅片20的更均匀的热通量，因此提供更均匀的电池单体温度。
[0031]不均匀的电池单体温度会导致电池单体寿命缩短。较长的和较短的平行管部44可用于补偿Δ T差异，并实现横跨翅片20的表面的更一致的热通量。在入口 26附近的冷却剂温度是最低的，因此，靠近入口 26的平行管部44的长度是最短的。在出口 28附近的冷却剂温度是最高的，因此，靠近出口 28的平行管部44的长度是最长的。尽管平行管部44内的冷却剂温度变化，但是所述多个平行管部44的长度变化在所述多个平行管部44之间提供相似的热通量。最靠近入口 26的两个平行管部44的长度比电池单体18的宽度48短并位于侧壁24内。最靠近出口 28的两个平行管部44的长度比电池单体18的宽度48长并延伸超过侧壁24而进入翅片20的延伸部38中。大约两个平行管部44可比电池单体18的侧壁24的宽度48长。类似地，大约两个平行管部44可比侧壁24的宽度48短。延伸部38是矩形的。然而，延伸部38可逐渐变小而与蛇形冷却剂通道42相对应，如图5所示。
[0032]即使延伸部38内的平行管部44不与电池单体18接触，这些平行管部44也能够从电池单体18传导热。翅片20由诸如铝的导热材料制成。翅片20传导来自电池单体18的热，导致翅片变热。延伸部38也变热。当冷却剂循环通过平行管部44时，在延伸部38中，从延伸部38去除热以提供另外的热通量。可能有利的是，将冷却翅片20设置为使得延伸部38位于端子附近而与没有端子的侧部相对。电池在端子22附近产生最多的热，由延伸部38提供的另外的热通量可有助于使得整个电池单体18保持更均匀的电池单体温度。
[0033]参照图5，截面图示出了可选的电池单体阵列212。除了翅片220被定向为使得平行管部244与电池单体218的端子侧216平行且翅片220具有不同的形状以外，图5的实施例与图4的实施例类似。翅片220具有五边形形状。翅片220被设置为靠着电池单体218的侧壁224。翅片220限定蛇形冷却剂通道242。入口 226和出口 228提供到蛇形冷却剂通道242中的开口，以与供应软管30和回流软管32连接。蛇形冷却剂通道242具有通过多个U形弯头246相互连接的多个平行管部244。所述多个平行管部244横跨电池单体218的宽度248延伸。所述多个平行管部244的长度从入口 226向出口 228增大以提供更均匀的电池单体温度。最靠近入口 226的两个平行管部244比电池单体218的宽度248短并位于侧壁224内。最靠近出口 228的两个平行管部244比电池单体218的宽度248长并延伸超过侧壁224而进入翅片220的延伸部238中。
[0034]图5中的翅片220具有逐渐变小的延伸部238。延伸部238沿着线260逐渐变小，使得翅片220的宽度与蛇形冷却剂通道242的长度相对应。大约两个平行管部244可比电池单体218的侧壁224的宽度长。类似地，大约两个平行管部244可比侧壁224的宽度短。在可选的设计中，翅片220可能为矩形并且不包括锥部，如图4所示。图5中的翅片220被定向为具有位于端子侧216附近的出口 228。然而，翅片220可被定向为具有位于端子侧216附近的入口 226。
[0035]虽然在上面描述了示例性实施例，但是这些实施例并不旨在描述由权利要求所包含的所有可能形式。在说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，并且应该理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可进行各种改变。如之前描述的，可组合各个实施例的特征，以形成可能未明确描述或示出的本发明的进一步的实施例。虽然各个实施例可能已经被描述为提供优点或者在一个或更多个期望特性方面优于其它实施例或现有技术实施方式，但是本领域的普通技术人员应该认识到，根据具体应用和实施方式，可折中一个或更多个特征或特性，以实现期望的总体系统属性。这些属性可包括但是不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维修性、重量、可制造性、装配容易性等。这样，在一个或更多个特性方面被描述为比其它实施例或现有技术实施方式更不令人期望的实施例不在本公开的范围之外，并可期望用于特定应用。
【主权项】
1.一种电池组件，包括: 电池单体阵列，具有至少两个电池单体； 热交换器，设置在所述至少两个电池单体之间并与所述至少两个电池单体热连通，所述热交换器限定被构造为在入口与出口之间引导流体的多个大致平行的互相连接的通道，其中，靠近所述出口的通道的长度比靠近所述入口的通道的长度长。
2.根据权利要求1所述的电池组件，其中，所述通道中的每个通道均具有大体上一致的横截面。
3.根据权利要求1所述的电池组件，其中，所述至少两个电池单体中的每个电池单体包括端子，其中，所述热交换器设置在所述至少两个电池单体之间，使得具有较长的长度的通道位于所述端子附近，具有较短的长度的通道位于所述端子对面。
4.根据权利要求1所述的电池组件，其中，所述热交换器包括多个U形弯头，所述多个U形弯头流体连接所述通道以在所述入口和所述出口之间提供连续的蛇形流体路径。
【专利摘要】本发明公开了一种电池组件。所述电池组件包括按阵列方式布置的多个电池单体和多个翅片。每个电池单体具有靠着所述多个翅片设置的侧部。每个翅片限定具有入口和出口以及横跨所述多个电池单体延伸的多个平行管部的蛇形流体通道，使得所述多个平行管部的长度从所述入口向所述出口增大。靠近所述出口的所述平行管部中的至少一个平行管部的长度比所述多个电池单体的宽度大，靠近所述入口的所述平行管部中的至少一个平行管部的长度比所述多个电池单体的宽度小。
【IPC分类】H01M10-6555, H01M10-613, H01M10-625, H01M10-6568
【公开号】CN104795608
【申请号】CN201510015417
【发明人】帕特里克·丹尼尔·玛古尔, 尼尔·罗伯特·布鲁斯
【申请人】福特全球技术公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年1月13日
【公告号】DE102015100161A1, US20150200426