[发明专利]电池单元部件的热收缩接合

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池组，且更具体地涉及一种用于电池组的冷却系统。

背景技术

已经提出将电池单元作为用于电动车辆和各种其它应用的清洁的、高效的且对环境负责的功率源。一类电池单元被称为锂离子电池。锂离子电池是可再充电的，并可以成形为各种各样的形状和尺寸，从而有效地填充电动车辆中的可用空间。例如，电池单元在形状上可以为棱柱形，从而有助于电池单元的堆叠。多个单独的电池单元可以设置在电池组中，以提供足以使电动车辆运行的功率量。

典型的棱柱形电池单元具有围绕电池单元的外围熔融的一对塑料涂覆的金属层以便密封电池单元部件。电池单元的密封通常以给塑料涂覆的金属层中之一提供有时被称作“黄油碟”形状的腔而开始。电池单元部件设置在塑料涂覆的金属层的腔内部。然后将另一个塑料涂覆的金属层放置在电池单元部件的顶部上，并例如通过热在外围处熔融到具有腔的塑料涂覆的金属层中所述之一，从而在边缘周围密封。由此提供了用于结合在电池组中的电池单元。

已知的是，诸如锂离子电池单元的电池单元在操作期间并且由于充电循环而在再充电时产生热。当过热或以其它方式暴露于高温环境时，不期望的效应会影响锂离子电池的操作。冷却系统通常随锂离子电池使用来防止不期望的过热状况。在转让给Essinger等的序列号为12/713,729的共同待决的美国专利申请和转让给Kumar等的序列号为12/842,478的美国专利申请中描述了用于电池单元的已知的冷却系统，故这里通过引用将上述专利申请的全部公开内容并入本文。

常规的冷却系统已经包括夹在电池组内的各个电池单元之间的冷却板或翼片。冷却翼片通常通过诸如钎焊或焊接的“热“方法接合到热沉。热接合方法可能不期望地影响材料微结构，这可以影响接合耐久性。已知的接合方法还通常需要诸如钎焊焊料、焊接耗材、结合粘结剂和热界面材料的填充材料，这会不期望地影响热导率，并增加制造复杂度。

一直需要一种使电池冷却系统的接合处的耐久性最大化的电池冷却系统和一种制造该电池冷却系统的方法。期望地，该电池冷却系统和方法不需要填充材料，有助于与相邻的电池单元的热导率，并具有最小化的制造复杂度。

发明内容

根据本发明，意外地发现了一种使电池冷却系统的接合处的耐久性最大化、不需要填充材料、有助于与相邻的电池单元的热导率并具有最小化的制造复杂度的电池冷却系统和一种制造该电池冷却系统的方法。

在第一实施例中，一种用于电池单元的冷却系统包括：至少一个板，所述至少一个板具有至少一个键；以及热沉，所述热沉具有形成在其中的至少一个槽。所述至少一个板的所述至少一个键设置在所述至少一个槽中。所述至少一个板和所述热沉形成使所述至少一个板稳固到所述热沉的过盈配合接合。

在另一实施例中，一种用于制造用于电池单元的冷却系统的方法包括步骤：提供具有至少一个键的至少一个板；提供具有形成在其中的至少一个槽的热沉。将所述热沉加热到足以使所述热沉热膨胀并使所述至少一个槽热膨胀的第一温度。然后将所述至少一个板的所述至少一个键插在所述至少一个槽中。然后将所述热沉冷却到足以使所述热沉热收缩并使所述至少一个槽热收缩的第二温度。由此形成使所述至少一个板稳固到所述热沉的过盈配合接合。

在其它实施例中，一种用于制造用于电池单元的冷却系统的方法包括步骤：提供被构造为相邻于所述电池单元设置并传递来自操作中的所述电池单元的热的至少一个板；以及提供具有形成在其中的至少一个槽的热沉。所述至少一个板具有至少一个末端。所述至少一个槽在所述电池单元的操作温度时的标称宽度范围小于所述至少一个板的所述末端在所述电池单元的所述操作温度时的标称宽度范围。将所述热沉加热到足以使所述热沉热膨胀并使所述至少一个槽热膨胀到比在所述电池单元的操作温度时的所述标称宽度范围大的第一宽度的第一温度。将所述至少一个板的所述末端插在所述至少一个槽中。将所述热沉冷却到足以使所述热沉热收缩并使所述至少一个槽热收缩到比在所述电池单元的操作温度时的所述标称宽度范围内的第二宽度的第二温度。由此形成使所述至少一个板稳固到所述热沉的过盈配合接合。

本发明还提供如下方案：

1、一种用于电池单元的冷却系统，包括：

至少一个板，所述至少一个板具有至少一个键；以及

热沉，所述热沉具有形成在其中的至少一个槽，所述至少一个板的所述至少一个键设置在所述至少一个槽中，以形成使所述至少一个板稳固到所述热沉的过盈配合接合。

2、根据方案1所述的冷却系统，其中，所述至少一个板设置为相邻于所述电池单元，并传递来自操作中的所述电池单元的热。