[发明专利]具有滑动重复元件的电池单元模块

说明书

技术领域

本公开涉及电池单元模块，并且更具体地涉及用于电池单元模块的冷却系统。

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、高效且环保的电源。一种电池单元已知为锂离子电池。锂离子电池可再充电并且能成形为多种形状和尺寸，以便有效地填充电动车辆内的可用空间。例如，电池单元可具有棱柱罐的形式。

多个电池单元能以电池单元包或模块的形式设置，以提供足够操作电动车辆的能量。已知诸如锂离子电池单元的电池单元在操作期间且由于再充电时的充电循环而产生热量。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。在典型的电池单元模块中，电池单元随温度变化而膨胀和收缩。

电池单元模块通常使用冷却系统来缓解不期望的过热条件。常规的冷却系统包括设置在电池单元模块内的各个电池单元之间的诸如冷却板的重复元件。重复元件限定了在电池单元之间的空气冷却间隙或通道，以用于在操作中通过使空气循环通过电池单元模块而冷却电池单元模块。然而，在交替的电池单元和重复元件在压缩作用下被刚性地固定的已知的电池单元模块中，电池单元随温度变化的膨胀会不期望地导致电池单元的过度压缩以及冷却间隙宽度的减小，这会负面地影响电池单元模块的可用寿命。

一直需要一种电池单元模块，其在电池单元在操作中的膨胀期间允许重复元件移动并适应电池单元的整个厚度范围，同时也在其它方向上保持重复元件并缓解电池单元的过度压缩。有利地，电池单元模块使电池单元的膨胀与由重复元件和电池单元限定的冷却间隙的宽度无关，保持在重复元件和电池单元之间的冷却间隙中的每一个的基本上恒定的宽度，并且允许优化电池单元的厚度和冷却间隙的宽度两者。

发明内容

根据本公开，令人惊奇地发现一种电池单元模块，其在电池单元在操作中的膨胀期间允许重复元件移动并适应电池单元的整个厚度范围，同时也在其它方向上保持重复元件并缓解电池单元的过度压缩，并且该电池单元模块使电池单元的膨胀与由重复元件和电池单元限定的冷却间隙的宽度无关，保持在重复元件和电池单元之间的冷却间隙中的每一个的基本上恒定的宽度，并且允许优化电池单元的厚度和冷却间隙的宽度两者。

在一个示例性实施例中，电池冷却系统包括具有电池单元、侧轨和重复元件的电池单元模块。重复元件具有一体的间隔件。这些间隔件尺寸设计成防止电池单元被压缩超过预定量，从而缓解电池单元的过度压缩。电池冷却系统可独立于重复单元的其它元件而使用。侧轨在两个轴线上约束重复元件，但允许重复元件在第三轴线上移动。当通过交替电池单元和重复单元而堆叠电池单元模块时，重复单元的间隔件装配在所述侧轨内部。侧轨由模块端板封盖，该模块端板在电池单元模块堆叠和压缩完成之后安装。电池单元模块具有一个或几个弹簧元件(例如金属弹簧或泡沫)，其为电池单元提供所需的力/挠曲曲线。当电池单元由于诸如归因于电池老化的荷电状态或电池膨胀中的变化的多种因素而导致厚度膨胀时，重复元件在厚度变化的方向上可自由滑动。另外，冷却系统适应由电池单元制造工艺的变化导致的初始厚度的改变。

在第一实施例中，电池单元模块包括电池单元、滑动的重复元件和导轨。重复元件设置在电池单元附近。在电池单元和重复元件之间限定有间隙。重复元件具有主体和联接到该主体的至少一个间隔件。导轨与至少一个间隔件配合，并且允许重复元件随电池单元的膨胀而移动，从而缓解电池单元的过度压缩。

在另一个实施例中，电池单元模块包括多个电池单元、多个滑动的重复元件和至少一个导轨。重复元件与电池单元在叠堆中交替。在电池单元和重复元件之间限定有多个间隙。重复元件中的每一个具有主体和联接到该主体的至少一个间隔件。至少一个导轨与间隔件配合并允许重复元件随电池单元的膨胀而移动。至少一个导轨与间隔件的配合缓解电池单元的过度压缩。

在另一个实施例中，电池单元模块包括多个电池单元、多个重复元件和至少一个导轨。重复元件与电池单元在叠堆中交替并限定在两者间的多个间隙。重复元件中的每一个具有主体和联接到该主体的至少一个间隔件。重复元件中的每一个还包括至少一个间隙设定部分，间隙设定部分的厚度大于主体的主要或剩余部分的厚度。间隙设定部分中的每一个邻接电池单元中的一个。至少一个导轨与间隔件配合，并且允许重复元件随电池单元的膨胀而移动并缓解电池单元的过度压缩。至少一个导轨在沿电池单元模块的高度的Y轴线上、沿电池单元模块的宽度的X轴线上、以及沿电池单元模块的长度的Z轴线上约束至少一个间隔件。

本发明提供下列技术方案。

技术方案1. 一种电池单元模块，包括：

电池单元；