电池散热片的制作方法

本公开涉及用于电动车辆的电池总成。电池总成包括用于热管理该总成的电池单元的散热片。

背景技术：

减少汽车燃料消耗和排放的要求是有据可查的。因此，正在开发减少或完全消除对内燃发动机的依赖的车辆。电动车辆是目前为了这个目的而正在开发的一种类型的车辆。通常，电动车辆与传统的机动车辆不同，因为它们是由一个或多个电池供电的电机选择性地驱动。相比之下，传统的机动车辆完全依赖内燃发动机来推进车辆。

高电压电池组通常给电动车辆的电机和其他电力负载供电。电池组包括多个电池单元，该电池单元必须定期地再充电以补充给这些负载供电所必需的能量。电池单元在充电和放电操作过程中产生热量。管理该热量以提高电池单元的容量和寿命是可取的。

技术实现要素：

根据本公开的示例性方面的散热片，除其他方面以外，包括主体、从该主体延伸的腿状部以及该主体上包括第一厚度的增厚区域，该第一厚度大于该主体的另一区域的第二厚度。

在上述散热片的另一非限制性实施例中，腿状部横向于主体。

在任一上述散热片的另一非限制性实施例中，增厚区域是主体上邻近腿状部的一部分。

在任何上述散热片的另一非限制性实施例中，主体是开槽的并且包括多个指状部。

在任何上述散热片的另一非限制性实施例中，槽设置在多个指状部的相邻的指状部之间。

在任何上述散热片的另一非限制性实施例中，增厚部分是通过第一翼片部分的壁和第二翼片部分的壁形成的。

在任何上述散热片的另一非限制性实施例中，第一厚度至少是第二厚度的两倍。

在任何上述散热片的另一非限制性实施例中，主体和腿状部是以单件式设计的方式配置的挤压件。

在任何上述散热片的另一非限制性实施例中，主体和腿状部以两件式设计的方式配置，该两件式设计包括第一翼片部分定位为与第二翼片部分背对背。

在任何上述散热片的另一非限制性实施例中，主体包括相对于该主体的壁部分形成偏移的指状部。

根据本公开的另一示例性方面的电池组，除其他方面以外，包括电池总成，该电池总成包括第一电池单元、第二电池单元以及定位在该第一电池单元和该第二电池单元之间的散热片。散热片包括增厚区域，该增厚区域具有与该散热片的第一区域相比提高的热导率。

在上述电池组的另一非限制性实施例中，散热片包括主体和从该主体延伸的腿状部。

在任一上述电池组的另一非限制性实施例中，散热片的主体被分成由槽隔开的多个指状部。

在任何上述电池组的另一非限制性实施例中，散热片包括定位为相对于第二翼片部分背对背的第一翼片部分。

在任何上述电池组的另一非限制性实施例中，电池总成定位为接近热交换板。

在任何上述电池组的另一非限制性实施例中，热界面材料设置在散热片的腿状部和热交换板之间。

在任何上述电池组的另一非限制性实施例中，增厚区域设置为靠近散热片的腿状部。

在任何上述电池组的另一非限制性实施例中，第一电池单元、第二电池单元和散热片容纳在框架内。

在任何上述电池组的另一非限制性实施例中，散热片包括第一翼片部分和第二翼片部分。第一翼片部分和第二翼片部分中的每一个包括指状部和槽，当第一翼片部分定位为与第二翼片部分背对背时，第一翼片部分的指状部嵌套在第二翼片部分的槽内并且第二翼片部分的指状部嵌套在第一翼片部分的槽内。

根据本公开的另一示例性方面的一种方法，除其他方面以外，包括将散热片定位在电动车辆的电池总成的第一电池单元和第二电池单元之间，该散热片具有第一区域和增厚区域，该第一区域具有第一热导率，该增厚区域具有大于第一热导率的第二热导率。

可以独立地或任意组合地采取上述段落、权利要求或下面的具体实施方式和附图中的实施例、示例和可选方案，包括它们的任何各个方面或各自单独的特征。针对一实施例所描述的特征适用于所有的实施例，除非这样的特征是不相容的。

根据下面的具体实施方式，本公开的各种特征和优势对本领域技术人员来说，将变得显而易见。伴随具体实施方式的附图可以简短地描述如下。

附图说明

图1示意性地说明电动车辆的动力传动系统；

图2说明电动车辆的电池总成的一部分；

图3说明根据本公开的第一实施例的两件式散热片；

图4a是图3的散热片的分解等距视图；

图4b是图3的散热片的分解侧视图；

图5说明根据本公开的另一实施例的散热片；

图6说明根据本公开的又一实施例的散热片；

图7a、7b、7c和7d说明另一电池总成的一部分。

具体实施方式

本公开描述了用于电动车辆的电池总成。电池总成包括定位在总成的相邻电池单元之间的散热片。散热片配置成把热量从电池单元散发至电池单元外部的位置。散热片包括主体、从主体延伸的腿状部以及具有厚度的增厚区域，该厚度大于散热片的剩余部分的厚度。在某些实施例中，散热片包括两件式设计。在其他实施例中，散热片包括单件式设计。在该具体实施方式的下面段落中更详细地讨论这些和其他特征。

图1示意性地说明电动车辆12的动力传动系统10。虽然描绘为电池电动车辆(bev)，但应该理解的是，在此描述的构思不限于bev并且可以扩展到包括但不限于插电式混合动力电动车辆(phev)、全混合动力电动车辆(fhev)或轻度混合动力电动车辆(mhev)的其他电动车辆。因此，虽然在这个实施例中没有示出，但电动车辆12可以配备有内燃发动机，该内燃发动机可以或者单独使用或者与其他能源结合使用以推进电动车辆12。

在一非限制性实施例中，电动车辆12是在没有来自内燃发动机的帮助的情况下仅通过电力——比如通过电机14——推进的纯电动车辆。电机14可以操作为电动马达或发电机。电机14接收电功率并且提供转动输出功率。电机14可以连接至用于以预定的齿轮比调整电机14的输出扭矩和转速的变速器16。变速器16通过输出轴20连接至一组驱动轮18。高电压母线22通过逆变器26把电机14电连接至电池组24。电机14、变速器16和逆变器26被统称为驱动桥28。

电池组24是示例性电动车辆电池。电池组24可以是高电压牵引电池组，该高电压牵引电池组包括能够输出电力以操作电机14和/或电动车辆12的其他电力负载的多个电池总成25(即，电池阵列或电池单元组)。其他类型的储能装置和/或输出装置也可以用于电驱动电动车辆12。

电动车辆12也可以包括用于给电池组24的储能装置(例如，电池单元)充电的充电系统30。充电系统30可以连接至用于接收和分配功率的外部电源(未示出)。充电系统30也可以配备有用于将从外部电源接收的交流(ac)电力转换为用于给电池组24的储能装置充电的直流(dc)电力的电力电子件。充电系统30也可以供应来自外部电源的一个或多个传统的电压源(例如，110伏、220伏等)。

在图1中显示的动力传动系统10是高度示意性的并且不旨在限制本公开。在本公开的范围内，动力传动系统10可以可选地或另外使用各种附加部件。

图2说明可以在电动车辆的电池组内使用的电池总成25的选择部分。例如，示例性电池总成25可以是图1的电动车辆12的电池组24的一部分。电池总成25包括设置在相邻的电池单元42之间的散热片40。虽然在图2中描绘了两个电池单元42，但是在本公开的范围内，电池总成25可以包括附加的电池单元。例如，在一非限制性实施例中，多个电池单元42堆叠在一起以构造电池总成25，同时为每两个电池单元42提供一个散热片40。

在一非限制性实施例中，电池单元42是袋状电池单元。然而，在本公开的范围内可以可选地使用具有其他几何结构(棱柱形、圆柱形等)和/或化学成分(锂离子、金属氢化物镍、铅酸等)的电池单元。

电池单元42和散热片40被定位为邻近热交换板44——有时被称为冷板。热交换板44配置成把热量从电池单元42传导出来。也就是说，热交换板44作用为散热片以在特定条件期间将热量从热源(即，电池单元42)移除。热交换板44可以可选地配置成向电池单元42添加热量，比如在相对寒冷的环境条件期间。虽然没有显示，但热交换板44可以包括用于使比如冷却剂或制冷剂这样的液体循环的内部冷却回路以用于热调节电池单元42。

在另一非限制性实施例中，热界面材料(tim)46定位在散热片40和热交换板44之间。tim46维持散热片40和热交换板44之间的热接触并且在热传递事件期间提高这些相邻的部件之间的热导率。tim46可以是任何已知的热传导材料。

散热片40定位在两个电池单元42之间以便传导热能至热交换板44或从热交换板44传导热能。散热片40与两个相邻的电池单元42的侧面48直接接触。在一非限制性实施例中，散热片40配置成将热量从电池单元42移除并且传导该热量至热交换板44。在另一非限制性实施例中，散热片40配置成向电池单元42添加从热交换板44传导的热量。

散热片40包括主体50和从主体50延伸的腿状部52。在一非限制性实施例中，腿状部52从主体50横向地延伸。主体50包括第一区域54和增厚区域56。主体50的第一区域54夹在相邻的电池单元42之间。增厚区域56定位在电池单元42和tim46之间并且不夹在相邻的电池单元42之间。

散热片40的增厚区域56位于电池单元42和热交换板44之间的热传递的关键区域上。散热片40的热导率通过提供增厚区域56而在该关键热传递区域上有效地提高。

主体50的增厚区域56包括厚度t2，该厚度t2大于主体50的第一区域54的厚度t1。在一非限制性实施例中，增厚区域56的厚度t2至少是主体50的第一区域54的厚度t1的两倍。然而，厚度t2可以是大于厚度t1的任何厚度。通过维持在主体50的第一区域54(即，夹在电池单元42之间的区域)上的相对小的厚度t1，提出的翼片设计在没有负面影响电池总成25的包装空间或总体设计长度的情况下实现加强的热传递。

图3、4a和4b说明可以在上面描述的电池总成25内使用的示例性散热片40。在这个非限制性实施例中，散热片40配置为双翼片——或两件式——设计，该设计包括第一翼片部分58定位为与第二翼片部分60背对背。第一和第二翼片部分58、60是相同的部件(即，相同的大小、形状和总体设计)，但相对于彼此转动180°以实现背对背定位。

在一非限制性实施例中，散热片40是由铝制成的。然而，在本公开的范围内也考虑其他材料。

第一翼片部分58和第二翼片部分60各自包括基部62和壁64。壁64从基部62向上突出。在一非限制性实施例中，壁64是开槽的。例如，在一非限制性实施例中，每个壁64包括多个指状部66，该指状部66通过槽68而彼此隔开。当背对背放置时，第一翼片部分58的指状部66与第二翼片部分60的槽68(在图4b中最佳地示出)对准(反之亦然)。因此，为了组装散热片40，第一翼片部分58的指状部66接收在第二翼片部分60的槽68内并且第二翼片部分60的指状部66接收在第一翼片部分58的槽68内。一旦定位为背对背，第一翼片部分58和第二翼片部分60可以可选择地彼此连接(例如，焊接等)。

第一和第二翼片部分58、60的壁64形成散热片40的主体50，并且基部62形成散热片40的腿状部52。主体50包括在包括指状部66和槽68的区域中的厚度t1并且包括在壁64邻近基部62而彼此邻接的区域中的厚度t2。厚度t2是大于厚度t1的厚度。

现在主要参考图4b，第一和第二翼片部分58、60的指状部66可以相对于每个壁64的基础壁部分72形成偏移70。在一非限制性实施例中，指状部66弯曲以形成偏移70。偏移70可以帮助指状部66嵌套在相对的翼片部分58、60的槽68内。

图5说明另一示例性散热片140。在这个实施例中，散热片140是以t形的方式配置的挤压单件式部件。散热片140包括主体150和从主体150延伸的腿状部152。主体150的增厚区域156定位为靠近腿状部152，腿状部152在主体150的两侧向外延伸。

图6说明又一示例性散热片240。在这个实施例中，散热片240是以l形的方式配置的挤压单件式部件。散热片240包括主体250和从主体250延伸的腿状部252。主体250的增厚区域256定位为靠近腿状部252。腿状部252仅在主体250的一侧向外延伸。

图7a-7d说明另一电池总成325。这个示例性实施例的电池总成325包括设置在相邻的电池单元342之间的散热片340。散热片340和电池单元342容纳在框架380内。在一非限制性实施例中，框架380是由塑料材料制成的，该框架380可以或者是热传导的或者是热绝缘的，并且散热片340是由金属材料制成的。

框架380、电池单元342和散热片340定位为邻近热交换板344。热交换板344配置成把热量从电池单元342传导出来。热界面材料(tim)346可以定位在散热片340和热交换板344之间。

散热片340定位在两个电池单元342之间以便传导热能至热交换板344或从热交换板344传导热能。在一非限制性实施例中，散热片340与两个相邻的电池单元342的侧面348直接接触并且与电池单元342的底面382直接接触。以这种方式，散热片340配置成既在第一方向d1(这里是垂直方向)上又在第二方向d2(这里是水平方向)上传导热量。

散热片340可以包括主体350以及第一腿状部352a和第二腿状部352b，该第一腿状部352a和第二腿状部352b两者从主体350延伸。主体350接触电池单元342的侧面348以在第一方向d1上传导热量。第一腿状部352a接触电池单元342的底面382以在方向d2上传导热量。第一腿状部352a可以是任何形状以相应于电池单元342的底面382的任何形状。在一非限制性实施例中，第一腿状部352a延伸横跨电池单元342的底面382的整个长度l(参照图7b)。在另一非限制性实施例中，第一腿状部352a是分段的使得它仅沿着长度l的不同部分接触底面382(参照图7c和7d)。在这样的实施例中，框架380的壁390在第一腿状部352a的段392之间延伸。

第二腿状部352b可以与第一腿状部352a平行地延伸但定位为邻近热交换板344而不是电池单元342的底面382。框架380的壁384可以定位在第一腿状部352a和第二腿状部352b之间。第二腿状部352b沿着它的长度可以是一致的(参照图7b和7d)或可以可选地是分段的(参照图7c)。

在另一非限制性实施例中，主体350包括增厚区域356(参照图7a)。增厚区域356定位在第一腿状部352a和第二腿状部352b之间。散热片340的增厚区域356位于电池单元342和热交换板344之间的热传递的关键区域上。散热片340的热导率通过提供增厚区域356而在该关键热传递区域上有效地提高。在一非限制性实施例中，主体350的增厚区域356包括比主体350上设置在电池单元342之间的部分大的厚度。

尽管不同的非限制性实施例说明为具有具体的部件或步骤，但本公开的实施例不限于那些特定的组合。将来自任何非限制性实施例中的一些部件或特征与来自任何其他非限制性实施例中的特征或部件结合使用，是可能的。

应该理解的是，在几个附图中的相同的附图标记识别对应的或相似的元件。应该理解的是，尽管在这些示例性实施例中公开并且说明了特定的部件布置，但其他布置也可以从本公开的教导中受益。

上述说明应该理解为说明性的并且无任何限制的意义。本领域普通技术人员将要理解的是，某些修改可以发生在本公开的范围内。由于这些原因，应该研究下面的权利要求以确定本公开的准确范围和内容。