电池单元分隔件的制作方法_2

文档序号:9262470阅读:来源:国知局
电池单元12隔开的作用(在图1中仅示出了一个电池单元12)。分隔件10还包括两个肋支撑部18和20。第一肋支撑部18位于分隔件10的左端侧部上,第二肋支撑部20位于分隔件10的右端侧部上。肋16在肋支撑部18和20之间延伸。肋16和肋支撑部18、20在分隔件10的各个前侧和后侧上形成一对凹部(pocket) 22。每个凹部22被构造为容纳电池单元12。电池单元12安放在各个凹部22中。具体地,由于电池单元12具有棱柱形形状,因此每个凹部22具有棱柱形形状(例如,矩形、盒形)。
[0050]在电池单元分隔件10中,肋支撑部18、20连接肋16,以防止在电池单元12位于凹部22中时电池单元12前后运动,提供分布载荷支承表面以在电池单元之前和在电池单元之后倚靠相邻的肋支撑部,并提供用于加热或冷却调节流体流(condit1ning fluidflow)的汇流流体进入口 24和分流流体排出口 26。分隔件10可包括顶部凸缘和底部凸缘以防止电池单元上下运动。进入口 24和排出口 26可具有抛物线形状,以在冷却流体从电池单元左端的较大截面的进入室行进到相邻的电池单元12之间的较小截面的间隙再回到电池单元右端的较大截面的排出室时帮助减小压降。
[0051]如上所述,图2示出了具有电池单元12和电池单元分隔件10的电池模块的自顶至下的视图,其中,电池单元12和电池单元分隔件10以交替的方式堆叠。如图2所示,每组流体进入口 24和流体排出口 26通过两个分隔件10的联合而形成。调节流体28汇流进入相邻的电池单元12之间,在肋16之间流动以向电池单元提供热或从电池单元移除热,并分流成排出线30而从电池模块排出。
[0052]现在参照图3至图5B,将描述根据本发明的第二实施例的电池单元分隔件32。分隔件32属于盒式(cartridge style)分隔件设计,分隔件32与电池单元44 一起形成盒和电池单元的子组件。盒和电池单元的子组件将与同样的多个盒和电池单元的子组件并排堆叠。
[0053]图3示出了电池单元分隔件32的透视图。分隔件32包括与图1和图2中示出的电池单元分隔件10的肋特征类似的肋特征。分隔件32与分隔件10的不同之处在于:分隔件32形成有被构造为容纳电池单元44的盒式凹部(cartridge pocket)(在图4A和图4B中示出)。如图3所示,分隔件32包括第一组肋34和36以及第二组肋38、40和42。第一组肋34、36形成分隔件32的盒式凹部的一侧,第二组肋38、40和42形成分隔件32的盒式凹部的另一侧。当电池单元44以自顶至下的方式装入(参见图4A和图4B)时,分隔件32的盒式凹部容纳电池单元44。具体地,由于电池单元44具有棱柱形形状,因此分隔件32的盒式凹部具有棱柱形形状(例如,矩形、盒形)。
[0054]电池单元分隔件32还包括两个相对较小的、模制的弹扣(snap-over)特征46。弹扣部46位于分隔件32的盒式凹部的顶部内侧(在视图中一个弹扣部46被隐藏)。当电池单元44插入到盒式凹部中时,电池单元44与弹扣部46存在较小的干涉,直到电池单元44完全安放在盒式凹部的底部为止。此时,弹扣部46扣在电池单元44的顶部边缘之上,从而将电池单元44锁定在分隔件32中,参见图4B。这样,弹扣部46防止电池单元44在搬运期间从分隔件32的顶部滑出。分隔件32还包括位于盒式凹部的底部的两个深度限位部48。电池单元44的插入端安放在深度限位部48上,参见图4A。分隔件32还包括四个三角形的支撑壁50。支撑壁50对四个角通道进行加固。
[0055]电池单元分隔件32还可包括位于肋42上的传感器支持部43。支持部43被构造为容纳和保持用于监测分隔件32的盒式凹部所容纳的电池单元的温度的温度传感器。分隔件32还可包括位于肋42上的一对保持夹子45。夹子45被构造为保持用于电池单元的排出气体的收集腔和/或保持电线束。
[0056]图5A和图5B示出了具有多个电池单元44和电池单元分隔件32的电池模块的视图。每个分隔件32将电池单元44容纳在分隔件的盒式凹部中,如图5B所示。每个分隔件32与插入于其中的电池单元44形成盒和电池单元的子组件。这样,电池模块包括并排堆叠的多个盒和电池单元的子组件,如图5A和图5B所示。
[0057]并排放置在一起的分隔件32彼此贴靠,如图5A最佳地示出的。这在相邻的电池单元44之间总共提供五个肋(即,一个分隔件32的肋34、36以及相邻的分隔件32的肋38,40和42)。即使对于每个单独的盒和电池单元的子组件来说在每一侧仅存在两个肋或三个肋,在相邻的电池单元44之间仍设置有五个肋。具体地,对于并排放置的两个分隔件32来说,一个分隔件32的具有肋34、36的侧部与另一个分隔件32的具有肋38、40、42的侧部接触。相邻的并排的分隔件32的肋34、36和肋38、40、42在这些分隔件之间形成流体通道52,如图5A和图5B所示。这样,通道52在被保持在分隔件32内的电池单元44之间延伸。
[0058]现在参照图6至图12,将描述根据本发明的第三实施例的电池单元分隔件54。分隔件54属于盒式设计,其为分隔件32的盒式设计的替代方案。这样,分隔件54形成有被构造为容纳插入在其中的电池单元的盒式凹部。
[0059]图6示出了电池单元分隔件54的前部透视图和后部透视图。分隔件54与分隔件32相似,并包括与分隔件32的特征相同的多个特征。分隔件54包括第一组肋53、55和56以及第二组肋57、58和59。第一组肋53、55、56形成分隔件54的盒式凹部的一侧,第二组肋57、58、59形成分隔件54的盒式凹部的另一侧。此外,在电池单元以自顶至下的方式装入分隔件54的盒式凹部中的情况下,分隔件54的盒式凹部容纳电池单元。此外,由于将被装入于分隔件54的盒式凹部中的电池单元具有棱柱形形状,因此分隔件54的盒式凹部具有棱柱形形状(例如,矩形、盒形)。
[0060]分隔件54在一个分隔件54的盒式凹部的一侧上的肋与相邻的分隔件54的盒式凹部的同一侧上的相对应的肋对接的情况下并排堆叠。例如,当第一分隔件54和第二分隔件54在第二分隔件54紧挨着第一分隔件54的第一侧堆叠的情况下并排堆叠时,第一分隔件54的第一侧上的肋53、55、56分别与第二分隔件54的第一侧上的肋53、55、56对接。同样地,当第一分隔件54和第三分隔件54在第三分隔件54紧挨着第一分隔件54的第二侧堆叠的情况下并排堆叠时,第一分隔件54的第二侧上的肋57、58、59分别与第三分隔件54的第二侧上的肋57、58、59对接。
[0061]因为电池单元分隔件54的任一侧上的肋与相邻的分隔件的肋对接,所以肋厚度的大小为期望的调节流体间隙的一半。图7A和图7B分别示出了并排放置的两个电池单元分隔件54的两个配对的肋的截面图。作为示例,在图7A和图7B中示出的肋是第一分隔件54的肋55和第二分隔件54的肋55。配对的肋55共同形成期望的冷却剂间隙。在本示例中,期望的间隙(D1)为大约3mm。为了获得这样的间隙,每个肋55的宽度(D2)为大约1.5_。图7A中示出的一对肋55的高度(D3)为大约2_。当沿着箭头的方向放置在一起并受载时,如果2mmX3mm的肋对不完全平稳,则所述肋对会趋向于移位,使得一个肋向上滑动而另一个肋向下滑动,从而释放一部分压缩压力。为了避免产生这种横向柱式失效,可制造更高的肋55,如图7B中示出的一对肋55所示,所述一对肋55的高度(D4)为大约5mm。
[0062]为了进一步降低肋相对于彼此滑动的可能性并便于分隔件肋与分隔件肋对准,具有定位销63和对应的孔(狭槽)65的对准特征可集成到每个肋。这种特征可在图7B中的肋55中看到,其中,当这些肋55配对时,一个肋55的销63插入到另一个肋55的孔65中。在图6中的等距视图中,可从更远的后部看见这种特征。参照图6,可存在多个销和孔的布置,孔可以是狭槽以减少定位约束。销和孔的特征可有助于装配定位和蠕变滑移(creepslippage)(因电池单元使分隔件受热和受载所致)两者。
[0063]鉴于在图7B中示出的肋55的高度增加,对于相同的电池单元阵列压缩载荷可使用较少的肋。由于这个原因,电池单元分隔件54被示出为在电池单元的每侧仅有三个肋(载荷转移区域)而不是像分隔件10和32那样在电池单元的每侧有五个肋。
[0064]图8示出了具有电池单元44和电池单元分隔件54的电池模块的透视图。每个分隔件54将电池单元44容纳在分隔件的盒式凹部中,如图8所示。每个分隔件54与插入于其中的电池单元44形成盒和电池单元的子组件。这样,电池模块像图5B中示出的电池模块那样包括并排堆叠的多个盒和电池单元的子组件。
[0065]如图8以及图6所示,相邻的分隔件54的端壁的高度不相同。更确切地,具有正极的分隔件侧部上的端壁60比具有负极的分隔件侧部上的端壁62高。相应地,电池单元本身可被构造为具有延伸到负极端之外的凸块64。凸块64被设计为在电池单元的负极错误地插在分隔件的正极端上的情况下与分隔件54的凸起的端壁60碰撞,以防止电池单元完全插入到分隔件中。这样,分隔件54的凸起的端壁60与电池单元的凸块64提供“Poka-Yoke(防呆法)”的防
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