具有帶盤旋流徑的熱交換器的電池單元組件的製作方法
2023-04-26 15:04:56 1
專利名稱：具有帶盤旋流徑的熱交換器的電池單元組件的製作方法
技術領域：
本申請總體上涉及具有帶盤旋流徑的熱交換器的電池單元組件。
背景技術：
已經開發了冷卻單元來冷卻裝置。然而，與冷卻單元相關的問題是氣泡可能被封 在冷卻單元內，這可以阻礙通過冷卻單元的期望流體流量。從而冷卻單元可能不能將裝置 保持在所期望的溫度。因此，本發明人在此已經認識到需要一種改進的具有熱交換器的電池模塊，該電 池模塊可以最小化和/或消除上述不足。
發明內容
提供了根據示例性實施例的電池單元組件。所述電池單元組件包括電池單元和被 布置與所述電池單元鄰近的熱交換器，所述熱交換器被配置用來冷卻所述電池單元。所述 熱交換器具有外殼。所述外殼限定了內部區域和第一和第二導流構件。所述第一和第二導 流構件限定在所述內部區域中的盤旋流徑。所述第一和第二導流構件在所述內部區域中總 體向上傾斜。所述盤旋流徑從所述外殼中的入口孔向所述外殼中的另一流徑延伸。所述另 一流徑從所述盤旋流徑向出口孔延伸。所述另一流徑具有比所述盤旋流徑的每一部分的橫 截面面積更小的橫截面面積，使得在進入所述入口孔的流體中的氣泡被上推通過所述盤旋 流徑並且被加速通過所述另一流徑，從而在所述出口孔處離開所述外殼。
圖1是根據示例性實施例的電池模塊的示意圖；圖2是圖1的電池模塊的一部分的分解示意圖；圖3是在圖2的電池模塊中使用的電池單元組件的分解示意圖；圖4是圖3的電池單元組件的另一個示意圖；圖5是圖3的電池單元組件的頂部部分的橫截面示意圖；圖6是圖3的電池單元組件的底部部分的橫截面示意圖；圖7是圖3的電池單元組件中使用的熱交換器的第一側的示意8是圖7的熱交換器的橫截面示意圖；圖9是圖7的熱交換器的入口延伸部分的示意圖；圖10是圖7的熱交換器的出口延伸部分的示意圖；以及圖11是圖7的熱交換器的第二側的示意圖。
具體實施例方式
參見圖1和2，提供了用於提供電力的電池模塊20。電池模塊20包括電池單元組 件 30、32、34、36、38、40、42、44、熱交換器 50、52、54、56、側板 60、62、64、66、耦合板 70、72、互連組件74、蓋子76和冷卻歧管78、80。電池單元組件被定義為其中具有電池單元的殼體。 電池模塊被定義為耦合在一起的至少兩個電池單元組件。電池單元組件30、32、；34、36、38、40、42、44使用互連組件74而電氣地耦合在一起。 具體地說，互連組件74以期望的配置把來自電池單元組件的電端子耦合在一起，從而從其 提供電流和電壓。熱交換器50、5254、56從冷卻歧管78接收流體，以冷卻電池單元組件。冷卻歧管 80接收來自熱交換器50、5254、56的加熱的流體。側板60、62、64、66耦接到電池單元組件，以提供對於電池單元組件的附加支承。 冷卻板70、72被提供來接合側板64、66，以提供對於電池單元組件的附加支承。蓋板76被 提供來覆蓋互連組件74。參見圖3、4、5、6和7，將解釋在電池模塊20中使用的、根據實施例的電池單元組件 32。電池單元組件32包括矩形環狀的框構件90、電池單元92、緊固環狀構件94、電池單元 96、矩形環狀框構件98、熱交換器100、緊固環狀構件102、電池單元104、和矩形環狀框構件 106。電池單元組件32的優點在於，組件32被封裝使得單個熱交換器100可以冷卻電池單 元92、96、104，以將電池單元保持在期望的溫度。參見圖3、5和6，矩形環狀框構件90被配置來耦合導矩形環狀框構件98，以固定 其間的電池單元92、緊固環狀構件94、和電池單元96。參見圖3，提供電池單元92在電端子164、166之間輸出工作電壓。電池單元92包 括主體部分160和圍繞主體部分160延伸的外緣部分162，以及從主體部分160延伸的電端 子164、166。在一個示例性實施例中，電池單元92是鋰電池單元，當然，在替代實施例中， 電池單元92可以包括本領域技術人員已知的其他類型的電池單元。外緣部分162的尺寸 比矩形環狀框構件90的尺寸更小，以使得框構件90覆蓋電池單元92的外緣部分162。參 見圖5和6，電池單元92被布置在框構件90和緊固環狀構件94的一部分以及電池單元96 之間。參見圖3、5和6，提供緊固環狀構件94進一步緊固矩形環狀框構件90、98之間的 電池單元92、96。緊固環狀構件94的外周尺寸小於矩形環狀框構件90的外周尺寸，並且小 於矩形環狀框構件98的外周尺寸。緊固環狀構件94被布置在電池單元92、96的外緣部分 之間，以進一步支承電池單元92、96。電池單元96被布置在矩形環狀框構件98和電池單元92的一部分以及緊固環狀 構件94的一部分之間。電池單元96的結構基本上類似於電池單元92。參見圖3，矩形環狀框構件98被配置來耦合到矩形環狀框構件90，以保持在其間 的電池單元92、緊固環狀構件94、和電池單元96。而且，矩形環狀框構件98被提供來耦合 到矩形環狀框構件106，以保持在其間的熱交換器100、緊固環狀構件102、和電池單元104。參見圖3、7、8和11，熱交換器100被提供用來冷卻電池單元組件32，以將電池單 元92、96、104的溫度保持在期望的溫度。具體地說，熱交換器100從在圖1中所示的冷卻 歧管78接收流體，所述流體流過熱交換器100以從電池單元92、96、104提取熱能。其後， 加熱的流體流出熱交換器100而進入在圖1中所示的冷卻歧管80。熱交換器100包括外殼 202、入口管204、和出口管206。參見圖7和8，根據耦合在一起以形成內部區域2M的板構件220、222來構造外殼202。外殼202包括邊緣225、226、227、228。邊緣225、2沈彼此基本上平行，並且彼此間隔 開。邊緣227、2觀彼此基本上平行，並且彼此間隔開。參見圖7和9，板構件220、222的部分形成具有入口孔232的入口延伸部分229。 入口延伸部分2 被配置以使在入口孔232的一部分中容納入口管204。入口孔232與外 殼202的內部區域224以及與冷卻歧管78形成流體聯通。因此，進入入口管204的流體流 過孔232的部分而進入內部區域224內。參見圖7和8，板構件220、222的部分被彼此相向擠壓，以在內部區域224內形成 導流構件 240、242、244、246、248、250、250、252。導流構件 240、242、244、246、248、250、250、 252限定了通過內部區域224的盤旋流徑沈0。導流構件240從邊緣225總體朝著邊緣2 延伸，並且相對於外殼100的水平軸 300以1-5度範圍內的角度向上延伸。導流構件240在構件240和邊緣2 之間限定流徑 區域261。導流構件242從邊緣226總體朝著邊緣225延伸，並且相對於外殼100的水平軸 300以1-5度範圍內的角度向上延伸。導流構件242在導流構件242和導流構件240之間 限定流徑區域沈2。導流構件244從邊緣225總體朝向邊緣2 延伸，並且相對於外殼100的水平軸 300以1-5度範圍內的角度向上延伸。導流構件244在導流構件244和導流構件242之間 限定流徑區域沈4。導流構件246從邊緣226總體朝著邊緣225延伸，並且相對於外殼100的水平軸 300以1-5度範圍內的角度向上延伸。導流構件246在導流構件246和導流構件244之間 限定流徑區域沈6。導流構件248從邊緣225總體朝著邊緣2 延伸，並且相對於外殼100的水平軸 300以1-5度範圍內的角度向上延伸。導流構件248在導流構件248和導流構件246之間 限定流徑區域沈8。導流構件250從邊緣226總體朝著邊緣225延伸，並且相對於外殼100的水平軸 300以1-5度範圍內的角度向上延伸。導流構件250在導流構件250和導流構件248之間 限定流徑區域270。導流構件252從邊緣225總體朝著邊緣2 延伸，並且相對於外殼100的水平軸 300以1-5度範圍內的角度向上延伸。導流構件252在導流構件252和導流構件250之間 限定流徑區域272，並且限定在構件252之上的流徑區域274。參見圖7和10，盤旋流徑260包括流徑區域洸1、洸2、洸4、洸6、洸8、270、272、274。 當具有氣泡的流體流過盤旋路徑260時，氣泡容易從流徑區域261經中間的流徑區域而遷 移到流徑區域274。盤旋流徑260流入流徑四0內。流徑290與邊緣227基本上平行。流 徑290具有比盤旋流徑沈0的流徑區域沈1、沈2、沈4、沈6、沈8、270、272、274的橫截面面積 更小的橫截面面積。因此，從盤旋流徑260進入流徑四0的流體被加速，並且通過流徑290 來運送在流體中的任何氣泡。流徑290流入與邊緣2 基本上平行的流徑四4。流徑四4 也具有比盤旋流徑260的流徑區域沈1、沈2、沈4、沈6、沈8、270、272、274的橫截面面積更小 的橫截面面積。流徑294從流徑292延伸至出口孔234。因此，通過流徑四4向出口孔234 運送流體和在流體中的任何氣泡。5
板構件220、222的部分形成具有出口孔234的出口延伸部分230。出口延伸部分 230被配置以使在出口孔234的部分中容納出口管204。出口孔234與在圖1中所示的外 殼100的內部區域244和冷卻歧管80兩者形成流體聯通。因此，離開孔224的流體離開所 述出口管206，進入冷卻歧管80內。參見圖3，緊固環狀構件102被提供來進一步在矩形環狀框構件90、106之間緊固 熱交換器100和電池單元104。緊固環狀構件102的外周尺寸小於矩形環狀框構件98的外 周尺寸，並且小於矩形環狀框構件106的外周尺寸。參見圖5和6，緊固環狀框構件102被 布置在矩形環狀框構件98和電池單元104的外緣部分之間。電池單元104被布置在矩形環狀框構件106和熱交換器100的一部分以及緊固環 狀框構件102的一部分之間。電池單元104的結構基本上類似於電池單元92。矩形環狀框構件106被配置來耦合到矩形環狀框構件98，以保持在其間的熱交換 器100、緊固環狀框構件102、和電池單元104。具有帶盤旋流徑的熱交換器的電池單元組件相對於其他電池提供了實質優點。具 體說，電池單元組件具有帶盤旋路徑的熱交換器，它提供了清除在流過熱交換器的流體中 的氣泡的技術效果，以獲得經過熱交換器的用於冷卻電池單元組件中電池單元的期望的流體流量。雖然已經參考示例性實施例描述了本發明，但是本領域技術人員能夠理解，在不 偏離本發明範圍的情況下，可以進行各種改變，並且可以使用等同物來替代其中元件。另 外，在不偏離本發明實質範圍的情況下，可以進行許多修改，以將特定情況或材料適應於本 發明的教導。因此，本發明不限於所公開的用於執行本發明的特定實施例，而是本發明將包 括落在權利要求範圍內的所有實施例。而且，術語第一、第二等的使用是用於將一個元件與 另一個相區別。而且，術語一個等的使用不表示數量的限制，而是表示至少一個所提及項目 的存在。
權利要求
1.一種電池單元組件，包括電池單元；以及熱交換器，所述熱交換器被布置與所述電池單元鄰近，並且被配置用來冷卻所述電池 單元，所述熱交換器具有外殼，所述外殼限定了內部區域與第一和第二導流構件，所述第一 和第二導流構件在所述內部區域中限定盤旋流徑，所述第一和第二導流構件在所述內部區 域中總體向上傾斜，所述盤旋流徑從所述外殼中的入口孔向所述外殼中的另一流徑延伸， 所述另一流徑從所述盤旋流徑向出口孔延伸，所述另一流徑具有比所述盤旋流徑的每一部 分的橫截面面積更小的橫截面面積，使得進入所述入口孔的流體中的氣泡被上推通過所述 盤旋流徑並且被加速通過所述另一流徑，從而在所述出口孔處離開所述外殼。
2.根據權利要求1所述的電池單元組件，其中，所述第一導流構件相對於所述外殼的 水平軸以1-5度範圍內的角度向上傾斜。
3.根據權利要求2所述的電池單元組件，其中，所述第二導流構件相對於所述外殼的 水平軸以1-5度範圍內的角度向上傾斜。
4.根據權利要求3所述的電池單元組件，其中，所述第一導流構件與所述第二導流構 件間隔開。
5.根據權利要求1所述的電池單元組件，其中，所述外殼具有第一側壁、第二側壁，所 述第一和第二側壁具有第一、第二、第三和第四邊緣；入口延伸部分；以及出口延伸部分， 所述第一邊緣被布置得基本上平行於所述第二邊緣，所述第三邊緣被布置在所述外殼的第 一端並且從所述第一邊緣向所述第二邊緣延伸，所述第四邊緣被布置在與所述外殼的所述 第一端相對的所述外殼的第二端，所述第四邊緣基本上平行於所述第三邊緣，所述入口擴 展部分從所述第一邊緣延伸，所述出口擴展部分從所述第二邊緣延伸，所述入口擴展部分 具有從其貫穿的所述入口孔，所述出口延伸部分具有從其貫穿的所述出口孔；所述第一導流構件從所述第一邊緣總體朝著所述第二邊緣延伸，使得所述第一導流構 件相對於所述第四邊緣向上傾斜；所述第二導流構件從所述第二邊緣總體朝著所述第一邊緣延伸，使得所述第二導流構 件相對於所述第四邊緣向上傾斜，所述第一和第二導流構件被布置得彼此間隔開，使得所 述第一和第二導流構件限定從所述入口孔開始的在所述內部區域內的所述盤旋流徑；所述外殼進一步限定靠近所述第三邊緣布置並且與所述盤旋流徑聯通的第一流徑，所 述第一流徑具有比所述盤旋流徑的每個部分的橫截面面積更小的橫截面面積；以及所述外殼進一步限定靠近所述第二邊緣布置並且與所述第一流徑聯通的第二流徑，所 述第二流徑具有比所述盤旋流徑的每個部分的橫截面面積更小的橫截面面積，所述第一流 徑和所述第二流徑的組合形成所述另一流徑，所述第二流徑從所述第一流徑的末端延伸到 所述出口孔，使得在進入所述入口孔的流體中的氣泡被上推通過所述盤旋流徑並且被加速 通過所述第一和第二流徑，從而在所述出口孔處離開所述外殼。
6.根據權利要求5所述的電池單元組件，其中，所述第一導流構件相對於所述第四邊 緣以1-5度範圍內的角度向上傾斜。
7.根據權利要求6所述的電池單元組件，其中，所述第二導流構件相對於所述第四邊 緣以1-5度範圍內的角度向上傾斜。
全文摘要
本發明提供了一種電池單元組件，所述電池單元組件包括電池單元和被布置與所述電池單元鄰近的熱交換器，所述熱交換器被構造為用於冷卻電池單元。所述熱交換器具有外殼。所述外殼包括內部區域與第一和第二導流構件。所述第一和第二導流構件限定在所述內部區域中的盤旋流徑。所述第一和第二導流構件在所述內部區域中總體向上傾斜。所述盤旋流徑從在所述外殼中的入口孔向在所述外殼中的另一流徑延伸，其中，另一流徑從所述螺旋流徑向出口孔延伸。另一流徑具有比所述螺旋流徑的每一部分的橫截面面積更小的橫截面面積，從而把流入所述入口孔的流體中的氣泡上推通過所述盤旋流徑並且使其加速通過另一流徑，使得在出口孔處離開外殼。
文檔編號F28F1/36GK102057531SQ200980120812
公開日2011年5月11日 申請日期2009年6月25日 優先權日2008年6月30日
發明者喬斯·佩恩, 威廉姆·克廷, 文卡塔查拉·穆爾蒂·納塔拉詹, 梁熙國, 皮特·莫裡斯, 艾戈·伊薩耶夫 申請人:株式會社Lg化學