接接触。本实施例可能必须增加具有形貌部件的外电极层或多个外电极层(前外电极或后外电极或两者)的厚度。通常，电极材料的厚度可以增加至比该部件的深度大20mm。
[0039]一个优势是在袋型电池表面上直接冷却降低了从冷却剂至电池内部的活性电池区的散热路径的热阻。这样提高了局部传热系数并且更加有效地冷却电池。另一个优势是通过将冷却部件直接集成至各个电池，消除了用于电池热管理的传统冷板组件。这种利用现有部件的简化热管理设计允许易于装配的包装和系统等级设计。未增加因附加的部件和装配工艺步骤所引起的潜在的故障数量。
[0040]某些实施例利用了水侵研宄的结果，该水侵研宄显示，活性电池材料的高质量密封和封装防止了冷却剂渗透进电池中。然而，可使用附加的表面处理以确保所需的性能。进一步限制水分侵入的表面处理可包括蜡或其他涂层以形成疏水层。该蜡或涂层或处理会以薄层形式覆盖冷却部件，使得不会影响热传导。
[0041]现参照图3，具有集成部件的制造和密封好的袋型电池与至少一个电池电极30直接接触。冷却歧管具有在袋32和袋部件36上方延伸的盖子34，该盖子34具有用于冷却剂流体的流体入口 33和流体出口 35。垫圈或密封件38用于袋32和冷却歧管盖子34之间并且嵌入在垫圈沟槽中。垫圈或密封件38嵌入成使得盖子接触该部件并且允许冷却剂仅在部件之间流动。此外，密封件或垫圈确保将冷却流体隔离在冷却歧管内。冷却剂可以为液体，诸如乙醇、乙二醇、去离子水、纯净水或者这些液体的组合；或者冷却剂可以为空气或诸如氮气、氩气和惰性气体的其他气体。可以使用冷却歧管的替代设计为袋型电池的该部件提供冷却剂。将袋型电池浸没在冷却剂中是一种替代的冷却设计并且必须使用介电冷却流体。
[0042]通过由具有集成部件36的袋表面、盖子34以及垫圈或密封件38形成冷却剂歧管31，实现了对阵列内的活性电池的直接冷却。盖子34除了提供壳体以保持冷却流体与部件36接触之外还额外地用于对齐电池。电池阵列为堆叠式、并排设置、或者其他定向，并且需要在例如高度、并排方面对齐或与电极极耳对齐等。因为电池与歧管壁相配合，所以冷却歧管盖子完成了这种对齐。另外，通过从一个冷却歧管盖子至下一个冷却歧管盖子集成互锁夹来压缩电池阵列，根据电连通的电池数量重复进行上述压缩。阵列的较远端可采用端板压缩技术以进一步均化电池-歧管表面配合。
[0043]某些实施例基于性能目标和设计边界条件可允许多种集成冷却部件设计。该电池部件建立了通过冷却歧管的冷却流体路径，基于部件设计和复杂性，导致每个单元两端产生压降。各自具有冷却歧管的多个电池可以布置成阵列。多个阵列或者模块组成电池组。电池阵列可以包括各个冷却歧管，冷却歧管具有连接的入口和出口，以建立冷却剂回路。
[0044]在一个实施例中，如图4所示，部件的几何形状被选择成使得冷却剂流通过线性部件从一侧到另一侧横穿电池。图4为袋型电池42的表面的立体图，袋型电池42具有由第一侧46线性地延伸至第二侧48的凸起部件44。该部件可对齐以引导冷却流体流从图3所示的流体入口 33流至流体出口 35。
[0045]图5示出了对本实施例的改进。袋型电池52表面上的部件54呈波浪状并且从第一侧56延伸至第二侧58。该改进提供了增大的表面面积和流体路径长度，用于更大的热传导和冷却。
[0046]图6为对袋型电池的表面上的部件的另一改进的立体图。袋型电池62的表面上的部件64为不会延伸横穿袋的离散区域。该改进通过提供由电池66的入口侧66至电池68的出口侧的替代路径进一步增加了冷却流体的路径。
[0047]在进一步的改进中，图7A为袋型电池的表面的立体图，其中，袋型电池72上的部件74从一侧76延伸至另一侧78时呈向上弧形。对于即将位于电池72的下部的流体入口33和35，冷却歧管会布置成使得冷却流向上，并且部件74的弧形增强了对袋型电池79的顶端的冷却。图7B示出了另一个改进，其中，弧形部件74被分成组，组之间具有流动通道75。
[0048]图8示出了在阵列80中的多个电池82。各个冷却歧管84各自与每个电池袋上的部件直接接触。电池可以在一侧具有该部件或在两侧均具有该部件。在阵列中具有电池的各种串联和并联组合。
[0049]图9示出了形成袋型电池的方法，其中，集成的冷却部件位于袋的结构成分内。在层压工艺之前，将部件图案预先形成在铝板材90中。提供的外聚合物材料92卷绕在卷轴94上并且提供的内聚合物材料98卷绕在卷轴102上。铝板材90预先形成为理想的部件图案并且提供在卷轴100上。外聚合物材料92从卷轴94输送至压辊96，一起被输送至压辊96的还有预先形成的图案化铝板材90和内聚合物98。外聚合物92、图案化的铝90以及内聚合物98由不会使图案化的铝网90变形或不会使图案化的铝网90大量变形的拉压棍104层压在一起。
[0050]现参照图10，示出了具有动力电池102的车辆100。动力电池102具有堆叠形成阵列106的多个袋型电池104。每个电池104包括导热袋108，导热袋108具有多个形貌部件110，以增加电池的有效表面面积。冷却装置112夹在电池之间并且被构造成在形貌部件上方和/或周围引导冷却剂以冷却电池。
[0051]尽管上面描述了示例性实施例，但并不意味着这些实施例描述了本实用新型的所有可能形式。但是，说明书中所使用的词语为描述性而非限制性词语，并且应当理解，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下可进行各种变化。另外，可组合多个实施例的部件以形成本实用新型的其他实施例。
【主权项】
1.一种袋型电池，其特征在于，包括: 具有电池侧的至少一个电池电极； 导热袋，接触所述电池侧并且包括金属层，所述金属层具有形成在其中的被构造成增加所述导热袋的有效表面面积的多个形貌部件；以及被构造成在所述导热袋上方引导冷却剂的覆盖装置。
2.根据权利要求1所述的袋型电池，其特征在于，所述形貌部件为具有纵长形状的通道。
3.根据权利要求1所述的袋型电池，其特征在于，所述形貌部件具有波浪形状。
4.根据权利要求1所述的袋型电池，其特征在于，所述形貌部件包括多个离散的凸起区域。
5.根据权利要求1所述的袋型电池，其特征在于，所述形貌部件具有弧形状。
6.一种袋型电池，其特征在于，包括: 至少一个电池电极，具有电池侧，所述电池侧包括形成于其上的被构造成增加所述电池侧的有效表面面积的多个形貌部件； 压纹到所述形貌部件上的导热袋；以及 被构造成在所述形貌部件上方引导冷却剂的覆盖装置。
7.根据权利要求6所述的袋型电池，其特征在于，所述形貌部件为具有纵长形状的通道。
8.根据权利要求6所述的袋型电池，其特征在于，所述形貌部件具有波浪形状。
9.根据权利要求6所述的袋型电池，其特征在于，所述形貌部件包括多个离散的凸起区域。
10.一种车辆，其特征在于，包括: 动力电池，所述动力电池包括: 堆叠以形成阵列的多个袋型电池，所述袋型电池中的每一个均包括导热袋，所述导热袋具有形成于其中且被构造成增加所述袋型电池的有效表面面积的多个形貌部件；以及与所述袋型电池交错设置且被构造成在所述形貌部件上方引导冷却剂以冷却所述动力电池的冷却装置。
【专利摘要】本实用新型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。还提供了另一种袋型电池和一种车辆。本实用新型将冷却集成到现有部件中，从而减少了零件数量，提高了制造产量并降低了复杂性。
【IPC分类】H01M10-613, H01M10-6556, H01M10-653, H01M10-6551, H01M10-625
【公开号】CN204464413
【申请号】CN201520080066
【发明人】布莱恩·约瑟夫·罗伯特, 托马斯·J.·库伯
【申请人】福特环球技术公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年2月4日
【公告号】US20150221995