袋型电池和车辆的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种具有集成的冷却部件的袋型电池。
【背景技术】
[0002]在能源储备应用中，袋型锂离子电池的产生和应用在电池组系统工程领域，尤其是在设计热管理装置方面代表一种新的典范。由于用于封装电池活性区域的袋的膨胀，袋型电池的使用寿命会被缩短。高湿度和高温度退化了电池的活性区域。控制电池的温度对电池的寿命很重要。
【实用新型内容】
[0003]针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于，提供一种能够简化袋型电池的冷却的袋型电池。
[0004]根据本实用新型的一个方面，提供了一种袋型电池，包括:具有电池侧的至少一个电池电极；导热袋，接触电池侧并且包括金属层，金属层具有形成在其中的被构造成增加导热袋的有效表面面积的多个形貌部件；以及被构造成在导热袋上方引导冷却剂的覆盖装置。
[0005]根据本实用新型的一个实施例，形貌部件为具有纵长形状的通道。
[0006]根据本实用新型的一个实施例，形貌部件具有波浪形状。
[0007]根据本实用新型的一个实施例，形貌部件包括多个离散的凸起区域。
[0008]根据本实用新型的一个实施例，形貌部件具有弧形状。
[0009]根据本实用新型的另一方面，提供了一种袋型电池，包括:至少一个电池电极，具有电池侧，电池侧包括形成于其上的被构造成增加电池侧的有效表面面积的多个形貌部件；压纹到形貌部件上的导热袋；以及被构造成在形貌部件上方引导冷却剂的覆盖装置。
[0010]根据本实用新型的一个实施例，形貌部件为具有纵长形状的通道。
[0011]根据本实用新型的一个实施例，形貌部件具有波浪形状。
[0012]根据本实用新型的一个实施例，形貌部件包括多个离散的凸起区域。
[0013]根据本实用新型的一个实施例，形貌部件具有弧形状。
[0014]根据本实用新型的又一方面，提供了一种车辆，包括:动力电池，动力电池包括:堆叠以形成阵列的多个袋型电池，袋型电池中的每一个均包括导热袋，导热袋具有形成于其中且被构造成增加袋型电池的有效表面面积的多个形貌部件；以及与袋型电池交错设置且被构造成在形貌部件上方引导冷却剂以冷却动力电池的冷却装置。
[0015]根据本实用新型的一个实施例，形貌部件为具有纵长形状的通道。
[0016]根据本实用新型的一个实施例，形貌部件具有波浪形状。
[0017]根据本实用新型的一个实施例，形貌部件包括多个离散的凸起区域。
[0018]根据本实用新型的一个实施例，形貌部件具有弧形状。
[0019]在一个实施例中，提供了一种袋型电池，其包括具有电池侧的电池电极以及接触电池侧的导热袋。导热袋包括具有多个形貌部件的金属层，该部件被构造成增加导热袋的有效表面面积。还包括覆盖装置，其在袋上方引导冷却剂。
[0020]在另一个实施例中，提供了一种袋型电池，其包括至少一个电池电极，所述至少一个电池电极具有电池侧，所述电池侧包括在其上形成的多个形貌部件。该部件被构造成增加该电池侧的有效表面面积。导热袋压纹到该电池电极的形貌部件上。还包括覆盖装置，其用于在表面部件上方引导冷却剂。
[0021]在另一个实施例中，提供了一种车辆，其包括动力电池，所述动力电池包括堆叠形成阵列的多个袋型电池。电池中的每一个均包括导热袋，导热袋具有被构造成增加电池有效传热面积的多个形貌部件。冷却装置与电池交错并且被构造成在表面部件上方引导冷却剂以冷却电池。
[0022]本实用新型的有益效果在于，将冷却集成到现有部件中减少了零件数量，提高了制造产量并降低了复杂性。这样消除了对冷板部件的需要和相关的故障模式。
【附图说明】
[0023]图1为袋型电池的部分截面图，其中，冷却部件处于袋结构材料中；
[0024]图2为袋型电池的部分截面图，其中，冷却部件处于最外电池电极中；
[0025]图3为袋型电池和冷却歧管的表面的示意图；
[0026]图4为具有凸起的冷却部件的袋型电池表面的立体图，该凸起的冷却部件线性地延伸横穿袋；
[0027]图5为袋型电池改进表面的立体图，其中，该部件呈波浪状；
[0028]图6为袋型电池的另一改进表面的立体图，其中，该部件为离散的区域；
[0029]图7A为袋型电池表面的立体图，其中，袋型电池上的部件形成弧形；
[0030]图7B为袋型电池表面的立体图，其中，该部件成弧形且分成多个组，组之间具有流动通道；
[0031]图8示出了具有袋型电池的多个电池；
[0032]图9为制造具有集成部件的袋型电池的方法的示意图；以及
[0033]图10为使用由袋部件冷却的动力电池的车辆的示意图。
【具体实施方式】
[0034]按照要求，本文公开了本实用新型的具体实施例。然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是本实用新型的示例且可以各种替代形成呈现。附图未必按比例绘制；可放大或最小化一些部件以示出特定部件的细节。因此，本文所公开的具体结构性和功能性细节不应解释为限定，而仅作为教导本领域技术人员不同地实施本实用新型的代表性基础。
[0035]根据本领域现状，袋型电池的热管理使用诸如塑料夹具、冷板和压缩安装件的附加硬件来帮助调节电池温度和电池阵列结构温度。这些设计增加了系统的复杂性、成本、重量和产量。需要减少了零件数量的简化的系统结构以提高生产装配工艺速度。减少了零件数量降低了可能发生的潜在故障，同样也限制了通向热系统的连接件和接口的数量。随着袋型电池技术的成熟与改进，有充足的机会在现有结构中集成电池的生产和电池本身的冷却部件。仍然需要简化袋型电池的冷却，并且本实用新型的实施例通过在现有袋型电池部件上提供集成的表面形貌来解决该问题。将冷却集成到现有部件中减少了零件数量，提高了制造产量并降低了复杂性。这样消除了对冷板部件的需要和相关的故障模式。集成的表面形貌可以设计为冷却路径部件以增强热传导和冷却。冷却歧管为袋上的该部件提供冷却剂，该冷却剂直接冷却袋型电池和袋型电池的电池部件。该部件可以处于袋型电池的一侧或两侧，从而能够实现用于单侧或双侧冷却的设计。首先将该部件制造在电池外电极的表面上或制造在袋本身的结构成分内。在袋的装配期间，该部件转移至袋的薄外聚合物。冷却剂流体流与袋直接接触但不渗透到电池的电活性区。这种集成的冷却部件能够直接冷却袋型电池表面并且消除对冷板部件的需要。
[0036]在第一实施例中，冷却路径部件通过改变用作袋型电池外壳材料的结构成分而位于袋内。通过将形貌部件预先形成(诸如通过冲压或压纹)在袋外壳的结构元件上来完成上述内容。袋的结构成分可以为诸如铝的金属、或者其他导热防潮材料。该具有部件的袋的结构成分在每一侧都由薄聚合物层覆盖。现参照图1，示出了袋型电池10的截面图，其中，电池的电极结构12由内聚合物层14覆盖，内聚合物层14上覆盖有袋结构材料16和外聚合物层18。在此，部件17形成于袋结构材料16内。该部件的深度在50mm至10mm的范围之间。外聚合物材料18的厚度通常为25至30微米，因此与袋的结构成分内的部件17共形。冷却剂19与薄外聚合物层18直接接触，允许有效地热传递至金属袋层以实现冷却。
[0037]将该部件集成到外部袋壳体中提供了在处理层压聚合物/铝/聚合物袋壳体期间集成形貌部件的机会。在聚合物沉积之前，通过诸如冲压、压纹或蚀刻的技术改变铝层。典型的袋型电池中的铝材料的厚度可以为40至50微米。在本实施例中，铝层的处理前和处理后的厚度的一些改变可能是必要的。另外，除铝以外的金属也可以用作结构袋材料，诸如可形成柔性板材的不锈钢或铜或增强材料。
[0038]在另一个实施例中，电池本身内的最外部电极中的一个或两个具有形貌部件。当袋外壳材料被真空密封以围住活性电池成分时，该形貌部件会在袋型电池的表面上确定。图2为在电池电极22中具有冷却部件的袋型电池20的截面图。最外电极22具有压纹进入内聚合物层26、铝结构层28和外聚合物层18中的形貌部件24。在电池制造的真空密封阶段之后，通过袋外壳材料可确定预期的部件。冷却剂29与外聚合物层直