[发明专利]框架构件、框架组件和由其制成的电池单元组件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明大体上涉及一种电池单元框架构件、框架组件和由其制成的电池单元组件及其制造方法。

背景技术

本发明解决两个问题：堆叠和对准用于组装及在维修中使用的多个电池单元保持框架的问题，和使用不同的冷却方法的灵活性的问题。

高能量密度电池的扩大使用已经对电池技术，特别对用于这些电池的封装技术提出更高的需求，诸如锂聚合物(LiPo)电池的高能量密度电池用于各种比较新的应用，包括各种车辆应用，诸如在气电和柴电混合车辆和外接充电式电动车辆中的汽车使用。因为较大数目的、较大尺寸的电池单元必须一起被封装使用在用于这些应用中的电池模块中，所以特别适合于这些电池模块的大批量制造和组装的低成本封装技术的发展对于成功商业化该技术而言是非常重要的。

以前的封装技术已经比较复杂，要求多个零件来将电池单元组装到电池模块中。这些零件包括用于捕获电池的几个不同的塑料框架和支撑件，并且然后进一步组装包含这些零件的多个已封装的电池，包括与塑料框架和相关联框架构件的组装相结合地使用多个紧固件。它们还已经包括围绕每一个在电池模块中使用的电池的边缘或者在其全部表面之上的成型塑料凸缘或者其它特征。这种成型工序通常是不受欢迎的，由于其破坏电池单元的潜在性以及增加与成型、测试和检查这些特征相关联的材料和劳动成本。

以前，已经利用将对准特征部结合到框架和相关部件中以辅助组装过程，但是由于有时这些特征繁琐的整合，特别鉴于已经得以利用以形成并且组装电池框架和模块的零件的数目，这方面已经受到限制。

以前，由于在组装中涉及的大数目的部件和由此被添加到组装的复杂度，以及在这些复杂的组件中设置所需要的热耦接的同时还需要在组装中维持冷却并且减少冷却剂泄漏，在电池模块中结合冷却的需要也已经是困难的。因为与现有冷却方案相关联的复杂度，冷却系统的更改，包括改变所采用的冷却设备和方法要求电池模块的重大的重新设计。因此，如果模块的冷却负荷高于预期，则对于冷却系统进行改变已经是困难的，这通常要求重大的工艺装置变化、冷却系统的重新限定等。

因此，期望研制用于封装电池模块的、改进的部件，在对于组件提供所期成本、结构、机械、热学和其它性质的同时，所述封装电池模块具有能够更简化组装并且使用于冷却所形成的模块更具通用性的设计和材料。

发明内容

一般地说，本发明提供一种用于容纳电池单元的框架构件。所述框架构件包括具有周边壁的整体框架，所述周边壁具有附接面和相反的冷却面。框架构件还包括位于附接面上的附接特征部，和位于附接面上的互补附接特征部，所述互补附接特征部关于框架的对称平面与附接特征部对称相对，周边壁限定被构造成在其中以配对方式接收电池单元的开口。

此外，本发明还提供一种用于容纳电池单元的框架组件。所述框架组件包括具有周边壁的第一整体框架，所述周边壁具有附接面和相反的冷却面、位于附接面上的附接特征部和位于附接面上的互补附接特征部，所述互补附接特征部关于框架的对称平面与第一附接特征部对称相对，周边壁限定被构造成在其中以配对方式接收电池单元的开口。框架组件还包括具有周边壁的第二整体框架，周边壁具有附接面和相反的冷却面、位于附接面上的附接特征部和位于附接面上的互补附接特征部，所述互补附接特征部关于框架的对称平面与第一附接特征部对称相对，周边壁限定被构造成在其中以配对方式接收电池单元的开口。框架组件还包括具有第一侧和第二侧的冷却构件，第一侧被附接到第一框架的附接面并且覆盖第一开口，第二侧被附接到第二框架的附接面并且覆盖第二开口。

进而，本发明还包括一种制造用于容纳电池单元的框架构件的方法。方法包括形成具有周边壁的整体框架，周边壁具有附接面和相反的冷却面，和位于附接面上的附接特征部，和位于附接面上的互补附接特征部，所述互补附接特征部关于框架的对称平面与附接特征部对称相对，周边壁限定被构造成在其中以配对方式接收电池单元的开口。