專利名稱：用于冷卻導(dǎo)熱蓄電池的熱交換器和蓄電池單元結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開總體上涉及通過機械互鎖對導(dǎo)熱蓄電池進行冷卻。
背景技術(shù)：
不同類型的蓄電池，例如圓型電池、棱形電池或袋裝電池是公知的。在圓型電池或棱形電池中，包含電極和分離器的活性材料大體上被卷成線圈并置于牢固的鋁殼體內(nèi)。在袋裝電池中，活性材料的各個層被疊置或折疊，并且被包裝到柔性鋁合成薄膜內(nèi)。在操作中，電流(充電的或放電的)由于電化學(xué)和電阻抗效應(yīng)產(chǎn)生熱量。由于在低溫和高溫下的溫度限制，因而控制蓄電池的操作溫度范圍以確保蓄電池的最優(yōu)性能是期望的。已經(jīng)研發(fā)了用于冷卻(和/或加熱)導(dǎo)熱蓄電池的各種熱交換器結(jié)構(gòu)和蓄電池單元布置。例如，已知的是，通過將(i)外表面暴露給循環(huán)空氣或者(ii)通過壓緊冷卻(或加熱)表面使熱量從(或到)蓄電池殼體的外表面散失或輸送，無論外表面是在蓄電池表面之間或與蓄電池表面接觸的載流熱交換器冷卻板或者是非載流金屬傳導(dǎo)板。當蓄電池表面與冷卻(或加熱)表面接觸時，存在關(guān)于熱接觸阻力、熱收縮阻力以及在兩個表面之間、尤其是在汽車動力電池應(yīng)用中保持足夠接觸/壓力的機械方面的關(guān)注。而且，接觸表面自身必須充分相符合以允許在蓄電池單元和冷卻板之間的良好熱接觸。當蓄電池單元表面通過將表面暴露給循環(huán)空氣被冷卻時，各個蓄電池單元或單位的間隔導(dǎo)致增加的空間容許度。而且，該方法具有更受限的冷卻效果并且還更難于恢復(fù)在其他車輛系統(tǒng)中使用的熱量。因此，用于冷卻蓄電池的已知方法趨于高成本、增加空間和/或重量負荷，以及較高公差要求，所有這些都是希望被克服的。

發(fā)明內(nèi)容
在一個方面，本公開涉及熱交換器和蓄電池單元結(jié)構(gòu)，該熱交換器和蓄電池單元結(jié)構(gòu)具有帶外殼的至少一個蓄電池單元，外殼具有基部；至少一個熱交換器板，該至少一個熱交換器板具有間隔開的第一壁和第二壁，在該第一壁和第二壁之間限定流體通道，熱交換器板具有與所述流體通道連通的流入入口和流體出口 ；第一接合件，其形成在所述蓄電池單元的所述外殼上或附接到所述蓄電池單元的所述外殼；第二接合件，其形成在所述熱交換器板的第一壁和第二壁中的至少之一的外表面上或附接到所述熱交換器板的第一壁和第二壁中的至少之一的外表面；其中，所述第一接合件和所述第二接合件中的一者被容納于所述第一接合件和所述第二接合件中的另一者中，從而在所述第一接合件和所述第二接合件接合時，所述至少一個蓄電池單元和所述至少一個熱交換器板被鎖定在一起。在一個實施例中，本公開涉及熱交換器和蓄電池單元系統(tǒng)，其中，所述至少一個熱交換器板包括一對匹配的第一板和第二板。在另一個實施例中，本公開涉及熱交換器和蓄電池單元系統(tǒng)，該熱交換器和蓄電池單元系統(tǒng)還包括位于所述至少一個熱交換器板的流體通道中的湍流增強器。在再一個實施例中，本公開涉及熱交換器和蓄電池單元系統(tǒng)，該熱交換器和蓄電池單元系統(tǒng)還包含位于所述至少一個蓄電池單元和所述至少一個熱交換器板的所述第一接合件和所述第二接合件之間的電絕緣層，所述電絕緣層與所述第一接合件和所述第二接合件接合。 在又一個實施例中，本公開涉及熱交換器和蓄電池單元系統(tǒng)，其中，所述至少一個蓄電池單元是多個蓄電池單元，所述基部為電流收集板形式，所述多個蓄電池單元被點焊接到電流收集板。在還一個實施例中，本公開涉及熱交換器和蓄電池單元系統(tǒng)，該熱交換器和蓄電池單元還包含位于電流收集板和熱交換器板之間的電絕緣層。在又一個實施例中，本公開涉及熱交換器和蓄電池單元系統(tǒng)，其中，所述第一接合件具有聯(lián)接到多個間隔開的突出件的基板，所述多個間隔開的突出件適于可釋放地固定所述蓄電池單元。在再一個實施例中，本公開涉及熱交換器和蓄電池單元系統(tǒng)，其中，所述第一接合件具有多個間隔開的突出件，該多個間隔開的突出件聯(lián)接到第二接合件，所述多個間隔開的突出件適于可釋放地固定所述蓄電池單元。在一個實施例中，本公開涉及熱交換器和蓄電池單元系統(tǒng)，其中，所述突出件是翅片。在另一個實施例中，本公開涉及熱交換器和蓄電池單元系統(tǒng)，其中，所述翅片被熔焊、銅焊或釬焊到所述第一接合件的所述基板。在再一個實施例中，本公開涉及熱交換器和熱交換器及蓄電池單元系統(tǒng)，其中，所述蓄電池的所述外殼是硬殼體或柔性袋。在又一個實施例中，本公開涉及熱交換器和蓄電池單元系統(tǒng)，其中，所述突出件還包含用于使所述突出件偏壓運動的偏壓部件。在還一個實施例中，本公開涉及熱交換器和熱交換器及蓄電池單元系統(tǒng)，其中，所述偏壓部件為大體上S形結(jié)構(gòu)。在另一個實施例中，本公開涉及熱交換器和蓄電池單元系統(tǒng)，其中，所述蓄電池與所述熱交換器的所述第一壁相接觸或間隔開。


現(xiàn)在將僅僅通過示例參考隨附附圖描述本公開的實施例，其中:圖1是根據(jù)本公開的一個示例性實施例的蓄電池單元和熱交換器結(jié)構(gòu)的透視圖；圖2A是沿著組裝在熱交換器結(jié)構(gòu)上的蓄電池單元之一的圖1的斷面線2B-2B截取的部分組裝橫截面視圖2B是沿著圖2A的組裝蓄電池單元和熱交換器結(jié)構(gòu)的圖1的斷面線2B-2B截取的部分橫截面視圖；圖3是根據(jù)本公開的另一個示例性實施例的蓄電池單元和熱交換器結(jié)構(gòu)的透視圖；圖4A是沿著圓筒形蓄電池單元之一和熱交換器結(jié)構(gòu)的一部分的圖3的斷面線4B-4B截取的部分組裝橫截面視圖；圖4B是沿著圖4A中示出的組裝蓄電池單元和熱交換器結(jié)構(gòu)的圖3的斷面線4B-4B截取的部分橫截面視圖；圖5A是根據(jù)本公開的另一個示例性實施例的如圖2A所示的局部組裝的橫截面視圖；圖5B是圖5A所示的示例性實施例的蓄電池單元和熱交換器結(jié)構(gòu)的如圖2B所示的局部橫截面視圖；圖6是根據(jù)本公開的另一個示例性實施例的蓄電池單元和熱交換器結(jié)構(gòu)的透視圖；圖7是示例性熱交換器結(jié)構(gòu)的透視圖；圖8是根據(jù)本公開的再一個示例性實施例的蓄電池單元和熱交換器系統(tǒng)的透視圖，某些蓄電池單元缺少以示出翅片；圖9是根據(jù)圖8中公開的實施例的熱交換器和蓄電池單元系統(tǒng)的透視圖；圖10是根據(jù)本公開的另一個示例性實施例的熱交換器和熱交換器及蓄電池單元系統(tǒng)的第一壁的透視圖。
具體實施例方式現(xiàn)在參考附圖，圖1示出了模塊10，模塊包括根據(jù)本公開的一個示例性實施例的五個蓄電池單元11和熱交換器結(jié)構(gòu)12。雖然示出了五個蓄電池單元11，但是將理解的是本發(fā)明的實施例不旨在限定為五個蓄電池單元，并且取決于裝置的特定應(yīng)用，熱交換器結(jié)構(gòu)12可以適于容納更多或更少的蓄電池單元11。如圖所示，每個蓄電池單元11包括容納蓄電池單元11的內(nèi)部部件(未示出)的如現(xiàn)有技術(shù)中公知的外殼或殼體14。在本發(fā)明的實施例中，外殼14構(gòu)造在焊接或突出的基部16上，在基部中形成有第一接合件。在一些實施例中，基部16可以由鋁或鋼制成并且可以被沖擊形成或形成為焊接組件。在所示的實施例中，第一接合件為多個凹窩或凹形開口 18形式，該多個凹窩或凹形開口形成在蓄電池單元11的基部16的底表面中。凹形開口 18基于蓄電池單元11和熱交換器結(jié)構(gòu)12的特定設(shè)計和應(yīng)用以預(yù)定間隔沿著外殼14的長度間隔開。為了提供對各個蓄電池單元11的冷卻，設(shè)置冷卻件或板20形式的熱交換器結(jié)構(gòu)
12。一般來說，冷卻板20是具有間隔開的第一壁22和第二壁24的扁平管狀件，在第一壁和第二壁之間限定流體通道26。冷卻板20與用于將流體引導(dǎo)到流體通道26內(nèi)和從流體通道中流出的流體入口結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)27、28連通。雖然流體入口結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)27、28被75出為形成在冷卻板20的外表面上并且從外表面向外延伸且遠離,但是在一些實施例中，作為替代，流體入口結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)27、28可以形成在冷卻板20的周邊上(例如如圖6所示)。另外，雖然流體入口結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)27、28被示出為形成在冷卻板20的相同端部上，但是將理解的是，作為替代，流入入口結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)27、28可以形成在冷卻板20的相對端部上，即入口結(jié)構(gòu)27形成在冷卻板20的一個端部上，出口結(jié)構(gòu)28形成在冷卻板20的相對端部上。關(guān)于流體通道26，將理解的是流體通道26可以為通過冷卻板20的任何大體上蛇形流動路徑的形式，大體上蛇形流動路徑提供了用于冷卻(和/或加熱)蓄電池單元11的所需熱交換輪廓。例如，流體通道26可以是大體上U形(例如在入口結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)27、28形成在冷卻板20的相同側(cè)面上的情況下)，或者可以為從一個端部到另一個端部的通過冷卻板20的任何蛇形或迂回路徑形式(即，在例如在入口 /出口結(jié)構(gòu)形成在冷卻板20的相對側(cè)面上的情況下)。圖7示出了沒有第二接合件或突出件形成于其上的示例性冷卻板20，以便更清楚地示出通過流體通道26的示例性U型流動路徑(參見流動箭頭29)。在另一些實施例中，流體通道26可以具有對應(yīng)于冷卻板20的橫截面的大部分的橫截面，或者作為替代，可以被限定到更小的橫截面，其中流體通道26圍繞冷卻板20的周邊形成。因此，將理解的是流體通道26不必須在蓄電池單元11的整個底表面下方流動，取決于冷卻板20的特殊設(shè)計以及總體上對于裝置的預(yù)期應(yīng)用和希望的傳熱要求可以具有多種不同形式。冷卻板20的第一壁和第二壁22、24之一設(shè)置有第二接合件，該第二接合件與每個蓄電池單元11上的第一接合件協(xié)作。在本發(fā)明的實施例中，第二接合件為“銷釘”或突出件30形式，“銷釘”或突出件被熔焊到或銅焊或釬焊到例如冷卻板20的第一壁或第二壁
22、24的外表面。在其他實施例中，突出件30可以形成于第一壁或第二壁22、24中。突出件30沿著冷卻板20的長度以分開間隔布置，以便對應(yīng)形成于蓄電池單元11的基部16中的多個凹形開口 18的位置。當蓄電池單元11定位在冷卻板20上并且與冷卻板接觸時(參見圖2A)，突出件30以類似于“銷釘和凹窩”布置被容納于凹形開口 18中，籍此在蓄電池單元11上的第一接合件和熱交換器12上的第二接合部件之間形成機械互鎖。由于突出件30和凹形開口 18之間的接合，蓄電池單元11在兩個部件被壓在一起時鎖定到冷卻板20。取決于第一接合件和第二接合件的特殊應(yīng)用和精確結(jié)構(gòu)，蓄電池單元11可以可移除地或不可移除地鎖定到冷卻板20。將蓄電池單元11和冷卻板20壓在一起導(dǎo)致兩個部件之間的充分接觸和壓力，以獲得希望的冷卻效果。更具體地，由突出件30和凹形開口 18的“銷釘和凹窩連接”提供的蓄電池單元11和冷卻板20之間的機械互鎖使得蓄電池單元11和冷卻板20能夠抵抗機械載荷和溫度變化(機械載荷和溫度變化經(jīng)常導(dǎo)致蓄電池單元和其相應(yīng)冷卻板之間在現(xiàn)有布置中的分離)，籍此允許整個蓄電池單元的改進的溫度控制。而且，與其他熱流動路徑熱阻相比，由突出件30和凹形開口 18的“銷釘和凹窩連接”提供的機械互鎖提供了蓄電池單元11和冷卻板20之間通常低的熱阻抗。而且，凹形開口 18和相應(yīng)突出件30的數(shù)量以及它們在冷卻板20上的空間分布被選擇成使蓄電池單元11的外殼14和冷卻板20中的熱收縮(傳導(dǎo))阻力最小。附加地，通過分別將蓄電池單元11連接到冷卻板20，用于將多個蓄電池單元11(或單位)結(jié)合到模塊內(nèi)的需求被減少。而且，因為在蓄電池單元11和熱交換器12之間的連接或接觸通過第一接合件和第二接合件(即凹形開口 18和突出件30)之間的機械接合提供，并且不會僅僅依賴于兩個相應(yīng)表面之間的明顯接觸，因而如在多種現(xiàn)有技術(shù)布置中要求的，用于使各個蓄電池單元11和冷卻板20為平坦的或以其他方式相符合的接觸表面的要求不再受重要關(guān)注。雖然已經(jīng)通過具有形成有凹形開口 18的基部16的蓄電池單元11和具有突出件30的冷卻板20描述了示例性實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，基于整個熱交換器和蓄電池單元結(jié)構(gòu)的特殊應(yīng)用和/或設(shè)計來說，相反布置即使蓄電池單元11的基部16形成有突出件30而凹形開口 18形成于冷卻板20的第一壁和第二壁22、24之一上也是可行的并且是希望的。而且，雖然熱交換器結(jié)構(gòu)12已經(jīng)示出為具有間隔開的壁22、24的大體上長方形的管狀件，但是將理解的是，作為替代，熱交換器12可以由一對匹配板形成，該一對匹配板被銅焊接或適當?shù)剡B接在一起，以在其間形成流體通道26。附加地，如上面簡要描述的，流體通道26可以為從入口結(jié)構(gòu)27延伸到出口結(jié)構(gòu)28的大體上U形流動路徑，以便確保進入和流出熱交換器結(jié)構(gòu)12的冷卻流體沿著冷卻板20的整個長度流動。U形流動路徑可以由形成于第一壁和第二壁22、24的每一個的內(nèi)表面上的相應(yīng)向內(nèi)懸垂肋形成,或者通過插入流體通道26內(nèi)的擋板件形成。無論流體通道26是U形還是具有任何其他形式，流體通道26還可以例如裝備有附加的傳熱增強器件(例如湍流增強器)，其定位在流體通道26或向內(nèi)布置的凹陷中，該向內(nèi)布置的凹陷形成于第一壁和第二壁22、24的內(nèi)表面上，傳熱增強器件增加了流動通過通道26的流體中用于增加傳熱效率的紊流，如現(xiàn)有技術(shù)中已知的。因此，上述示例性實施例不旨在限定在隨附附圖中描述或示出的特定布置。而且，雖然第一接合件和第二接合件已經(jīng)被描述為分別包括凹形開口 18和突出件30，但是將理解的是，第一接合件和第二接合件可以為設(shè)置在蓄電池單元11和熱交換器12的協(xié)作表面上的任何合適的相應(yīng)接合結(jié)構(gòu)形式，該相應(yīng)接合結(jié)構(gòu)形式用于形成在蓄電池單元11和熱交換結(jié)構(gòu)12之間的機械互鎖。而且，雖然已經(jīng)關(guān)于以大體上長方形單位形狀形成的蓄電池單元11描述了示例性實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，蓄電池單元11可以為包括但不限于各個圓筒形或長方形外殼或殼體，或者任何其他棱形的蓄電池單兀的多種不同形式之一?，F(xiàn)在參考附圖3、4A和4B，提供了本公開的另一個示例性實施例，其中，每個單個的蓄電池單元11的外殼14為具有圓形的頂表面和底表面32、34的圓筒形罐形式。在該實施例中，每個蓄電池單元11的基部16對應(yīng)于外殼14的底部，并且不構(gòu)成隨后附接到外殼14的底表面的分開形成部件，如在先實施例中描述的。因此，在本發(fā)明的實施例中，蓄電池單元11的基部16本身構(gòu)成第一接合件。在本發(fā)明的實施例中，熱交換器12的冷卻板20設(shè)置有一個或更多個圓環(huán)36，該一個或更多個圓環(huán)用作套環(huán)形開口，該套環(huán)形開口通過任何合適方式(即熔焊、銅焊、釬焊等)附接到冷卻板20的第一壁和第二壁22、24之一的外表面。因此，圓環(huán)36構(gòu)成第二接合件并且具有內(nèi)徑38，該內(nèi)徑的尺寸設(shè)計成容納蓄電池單元11的基部16。因此，蓄電池單元11被容納在設(shè)置于冷卻板20上的圓環(huán)36的相應(yīng)套環(huán)形開口內(nèi)。在設(shè)置有多個圓筒形蓄電池單元11的情況下，每個單個的蓄電池單元11可以安裝在冷卻板上并(可移除地或不可移除地)“鎖定”到冷卻板20。如在先前描述的實施例中，設(shè)置在冷卻板20上的圓環(huán)36的數(shù)量和圓環(huán)在冷卻板20上的分布和間隔方式被特別選擇成確保根據(jù)已知的熱阻(傳導(dǎo))原理獲得最優(yōu)冷卻特性。如在圖4A和4B中更明顯表示的，圓環(huán)36類似于用于容納突出基部16的“凹窩”或蓄電池單元11的“銷釘”起作用。圓環(huán)36在蓄電池單元11的主端部和次端部之間的相交處或過度處纏繞在蓄電池單元11的基部16周圍。這允許圓環(huán)36將沿著蓄電池單元11的主軸線和次軸線流動的熱量最佳傳導(dǎo)至蓄電池單元11的接觸冷卻板20的底表面34。由于蓄電池單元11和冷卻板20之間的機械互鎖在兩個部件之間提供互連，因而蓄電池單元11本身可以或不可以與第一壁或第二壁22、24實際上物理接觸，即間隙可以存在于或者可以不存在于蓄電池單元11的底表面和冷卻板20之間。如果間隙存在在兩個部件之間，則各種現(xiàn)有布置要求在兩個相應(yīng)的基本上平坦表面之間的實際接觸，并且將不會如所需的那樣工作。在本發(fā)明的實施例中，在兩個部件之間(S卩，蓄電池單元11和冷卻板20)的物理互連通過第一接合件和第二接合件提供，無論蓄電池單元11的底表面和冷卻板20是否實際上接觸。如上所述，雖然已經(jīng)關(guān)于具有圓筒形罐形式外殼14(帶有圓形頂表面和底表面32、34，相應(yīng)的大體上圓形的套環(huán)形開口或環(huán)36設(shè)置在冷卻板20上)的蓄電池單元11描述了本發(fā)明的實施例，但是將理解的是蓄電池單元11的外殼12可以為帶有正方形、長方形、三角形或任何其他形狀的頂表面或底表面32、34的筒形罐形式。類似地，套環(huán)形開口 36可以成形為對應(yīng)于蓄電池單元11的特定形狀，并且不旨在限定附圖中示出的圓環(huán)?，F(xiàn)在參考圖5A和5B，在蓄電池單元11和冷卻板20之間需要電絕緣的應(yīng)用中，蓄電池單元11或冷卻板20的構(gòu)造材料，或者蓄電池單元和冷卻板的構(gòu)造材料可以提供電絕緣。然而，在蓄電池單元11或冷卻板20或二者的構(gòu)造材料由于材料的相應(yīng)更低的熱傳導(dǎo)而阻止了充分冷卻的情況下，電絕緣層40可以插入至機械互鎖區(qū)內(nèi)(即插在蓄電池單元11和冷卻板20之間)，如圖5A和5B所示。圖6示出了根據(jù)本公開的蓄電池單元和熱交換器結(jié)構(gòu)的另一個示例性實施例。如圖所示，在一些實施例中，蓄電池單元11 (或單位)被點焊到電流收集板42。收集板42將包括或形成有用于容納互鎖件，例如凹形開口 18的第一接合件。因此，在本發(fā)明的實施例中，收集板42將等同于具有第一接合件的基部16，第一接合件與冷卻板20上的第二接合件接合，冷卻板20形成有或包括用于容納于收集板42中的開口 18中的突出件30。雖然在圖6不出電絕緣層40定位在電流收集板42的底表面和冷卻板20的頂表面或外表面之間,但是絕緣層40不是必須的?，F(xiàn)在參考圖8和9，公開了包含至少一個蓄電池單元11和至少一個熱交換器結(jié)構(gòu)12的熱交換器和蓄電池單元系統(tǒng)50的另一個示例性實施例。熱交換器12由間隔開的第一壁和第二壁22、24制成，第一壁和第二壁在其間限定流體通道26，如先前描述的。流體入口和流體出口 27、28還設(shè)置有與流體通道26連通的熱交換器12，用于將流體引導(dǎo)至流體通道26內(nèi)和從流體通道中流出，如先前描述的。第一接合件具有多個間隔開的突出件52，多個間隔開的突出件聯(lián)接到第一接合件的基板51。多個間隔開的突出件52適于可釋放地固定蓄電池單元11。同時基板51可以包含凹部或銷釘，如參考圖1描述的，以聯(lián)接到熱交換器12上的第二接合件。在該實施例中，每個蓄電池單元11的基部對應(yīng)于外殼14的底部并且不構(gòu)成隨后附接到外殼14的底表面的分開形成的部件，如先前實施例中描述的。而且，可以使用不同類型的蓄電池，例如具有由硬蓋或柔性袋制成的外殼。如圖8和9所示，熱交換器12的基板51具有多個突出件52，多個突出件在如圖8和9中所示的一個實施例中包括第一翅片54和第二翅片56，蓄電池單元11可釋放地固定在第一翅片54和第二翅片56之間。在圖8中，一些蓄電池單元11被移除以示出第一翅片和第二翅片54、56。盡管圖9公開了組裝的熱交換器和蓄電池單元系統(tǒng)50，蓄電池單元11存在于多個突出件52之間。將多個突出件52附接到基板51的方法未被具體限定。在一個實施例中，多個突出件52被銅焊、釬焊、熔焊或機械附接到基板51。圖10公開了熱交換器和蓄電池單元系統(tǒng)50的另一個示例性實施例，其中第一接合件是多個突出件，多個突出件在如圖10所示的一個示例性實施例中包括翅片54、56，翅片設(shè)置有從翅片54、56的基部60突出的一個或更多個銷58，用于將翅片54、56聯(lián)接到例如熱交換器12的第一壁22。因此，熱交換器12的第一壁22設(shè)置有用于容納銷58的一個或更多個支架62，從而翅片54、56聯(lián)接到熱交換器12的第一壁22。除了機械附接以外，翅片54、56仍就可以被銅焊、熔焊或釬焊，從而在熱交換器不使用時翅片54、56不能從第一壁22上容易地移除。銷58在突出件52上的形狀和數(shù)量未被具體限定并且可以依據(jù)熱交換器12和熱交換器及蓄電池單元系統(tǒng)50的特定應(yīng)用和要求而設(shè)置。類似地，支架62的形狀未被具體限定，只要支架對于用于容納銷58以將翅片54、56聯(lián)接到第一壁22來說是完全互補就行。而且，支架62的數(shù)量未被具體限定，并且可以大于或小于翅片58的數(shù)量，只要翅片54、56可以聯(lián)接到第一壁22就行。在如圖10所示的實施例中，定位在翅片54、56端部處的銷58不接合支架62。在熱交換器12和熱交換器及蓄電池單元系統(tǒng)50中，蓄電池單元11可以可釋放地固定到突出件52。在圖8和9中公開的實施例中，一個或更多個蓄電池單元11可以被夾在第一翅片54和第二翅片56之間，用于摩擦地將一個或更多個蓄電池單元11保持就位。翅片54、56之間的間隔未被具體限定并且被形成為確保翅片54、56與蓄電池單元11相接觸，以便將蓄電池單元11的熱量傳遞至熱交換器12，并且還將蓄電池單元11保持就位。如圖10公開的實施例中所不，翅片54、56可以設(shè)置有偏壓部件64,該偏壓部件可以輔助將蓄電池單元11可釋放地固定到熱交換器12。這種偏壓部件64還可以輔助阻止翅片54、56的變形，同時蓄電池單兀11被定位在翅片54、56之間。存在于翅片上的偏壓部件64未被具體限定并且可以依據(jù)熱交換器及蓄電池單元系統(tǒng)50的特殊應(yīng)用和要求確定。圖10中示出的偏壓部件64可以通過使翅片54、56設(shè)置有蛇形彎曲，例如S形結(jié)構(gòu)而形成。偏壓部件64的位置也未被具體限定。在一個實施例中，如圖10所不，偏壓部件64存在于翅片54、56的基部60處。在可替換實施例中，蓄電池單元11可以被固定到翅片54、56，從而蓄電池單元11和翅片54、56形成可以一起聯(lián)接到熱交換器12的第一壁22的單元。在這種實施例中，蓄電池單元11被固定到翅片54、56，從而蓄電池單元不能在沒有變形或影響翅片54、56或蓄電池單元11的情況下與翅片54、56分離。存在于熱交換器12或熱交換器及蓄電池單元系統(tǒng)50中的翅片54、56的形狀和數(shù)量未被具體限定并且可以依據(jù)應(yīng)用的要求形成。在圖8和9中公開的實施例中，翅片54、56通過扁平板狀結(jié)構(gòu)形成，每個翅片與蓄電池單元11的整個表面接觸以輔助傳熱。然而，也可以使用其他實施例，例如梳狀翅片結(jié)構(gòu)或與蓄電池單元11表面的僅僅一半相接觸的半翅片。然而，圖8和9中公開的翅片54、56可以輔助從蓄電池單元11的整個表面?zhèn)鳠?。此夕卜，第一翅片和第二翅?4、56可以是相同的，如圖8 — 10所示，或者不同。 蓄電池單元11在熱交換器及蓄電池單元系統(tǒng)50中的數(shù)量未被具體限定并且可以考慮熱交換器及蓄電池單元系統(tǒng)50中的應(yīng)用和要求而形成。在一個實施例中，單個的蓄電池單元11通過多個突出件52可釋放地固定。在圖8 — 10中公開的實施例中，一個或更多個蓄電池單元11可以定位在第一翅片和第二翅片54、56之間。蓄電池單元11在熱交換器及蓄電池單元系統(tǒng)50中的類型也未被具體限定并且可以考慮熱交換器及蓄電池單元系統(tǒng)50中的要求而形成。在一個實施例中，蓄電池具有硬的外殼。在另一個實施例中，可以使用柔性蓄電池或蓄電池單元。從蓄電池單元11的傳熱可以通過突出件52，例如與蓄電池單元11和熱交換器12的第一壁22相接觸的翅片54、56而進行。存在于翅片54、56上的銷58可以提供與熱交換器12的第一壁22相接觸的附加表面區(qū)域，并且還可以輔助提高傳熱效率。此外，蓄電池單元11自身可以具有與熱交換器12的第一壁22相接觸的面，例如如圖8和9中所示。在圖10中公開的實施例中，熱交換器及蓄電池單元系統(tǒng)50可以在熱交換器12的第一壁22和蓄電池單元11之間具有間隙。如圖10中公開的偏壓部件64還可以輔助確保蓄電池單元11避免與熱交換器12的第一壁22的接觸。上面描述的各個實施例僅僅是示例并且絕不會旨在限定本公開的范圍。本文描述的各種改進對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是顯而易見的，這種改進落入本申請的預(yù)期范圍內(nèi)。因此，將理解的是本文中描述和記載的權(quán)利要求書中的主題旨在在技術(shù)上覆蓋和包容所有合適變化。
權(quán)利要求
1.一種熱交換器及蓄電池單元結(jié)構(gòu)，包括: 至少一個蓄電池單元，所述蓄電池單元具有外殼，所述外殼具有基部； 至少一個熱交換器板，所述熱交換器板具有間隔開的第一壁和第二壁，在所述第一壁和所述第二壁之間限定流體通道，所述熱交換器板具有與所述流體通道連通的流體入口和流體出口 ； 第一接合件，所述第一接合件形成在所述蓄電池單元的所述外殼上或附接到所述蓄電池單元的所述外殼； 第二接合件，所述第二接合件形成在所述熱交換器板的所述第一壁和所述第二壁中的至少一者的外表面上； 其中，所述第一接合件和所述第二接合件中的一者被容納在所述第一接合件和所述第二接合件中的另一者內(nèi)，使得在所述第一接合件和所述第二接合件接合時，所述至少一個蓄電池單元和所述至少一個熱交換器板被鎖定在一起。
2.如權(quán)利要求1所述的熱交換器及蓄電池單元結(jié)構(gòu)，其中，所述基部被分離地形成到所述外殼。
3.如權(quán)利要求1所述的熱交換器及蓄電池單元結(jié)構(gòu)，其中，所述至少一個蓄電池單元和所述至少一個熱交換器板被可移除地鎖定在一起。
4.如權(quán)利要求1所述的熱交換器及蓄電池單元結(jié)構(gòu)，其中，所述至少一個蓄電池單元和所述至少一個熱交換器板被不可移除地鎖定在一起。
5.如權(quán)利要求2所述的熱交換器及蓄電池單元結(jié)構(gòu)，其中，所述基部被熔焊、銅焊或釬焊到所述外殼。
6.如權(quán)利要求2所述的熱交換器及蓄電池單元結(jié)構(gòu)，其中，所述基部是突出體。
7.如權(quán)利要求1所述的熱交換器及蓄電池單元結(jié)構(gòu)，其中，所述蓄電池單元呈具有頂表面和底表面的筒形，所述頂表面和所述底表面為下面可選擇形式之一的形式:長方形、圓形、正方形、三角形、或任何其它棱形。
8.如權(quán)利要求1所述的熱交換器及蓄電池單元結(jié)構(gòu)，其中，所述第一接合件為凹形開口形式，所述第二接合件為突出件形式。
9.如權(quán)利要求1所述的熱交換器及蓄電池單元結(jié)構(gòu)，其中，所述第一接合件處于所述蓄電池單元的所述外殼的底部處，所述第二接合件為用于容納所述蓄電池單元的所述底部的套環(huán)形開口。
10.如權(quán)利要求1所述的熱交換器及蓄電池單元結(jié)構(gòu)，其中，所述蓄電池單元的所述外殼為具有圓形頂表面和底表面的圓筒形罐形式，所述第一接合件是所述外殼的所述基部，所述第二接合件為附接到所述熱交換器板的所述第一壁和所述第二壁中的至少一者的所述外表面的圓環(huán)形式。
11.如權(quán)利要求1所述的熱交換器及蓄電池單元結(jié)構(gòu)，其中，所述第一接合件包括聯(lián)接到多個間隔開的突出件的基板，所述多個間隔開的突出件適于可釋放地固定所述蓄電池單元。
12.如權(quán)利要求11所述的熱交換器及蓄電池單元結(jié)構(gòu)，其中，所述突出件是翅片。
13.如權(quán)利要求11所述的熱交換器及蓄電池單元結(jié)構(gòu)，其中，所述多個突出件包括第一翅片和第二翅片，所述第一翅片和所述第二翅片限定用于可釋放地固定所述蓄電池單元的殼體。
14.如權(quán)利要求1所述的熱交換器及蓄電池單元結(jié)構(gòu)，其中，所述第一接合件包括多個間隔開的突出件，所述間隔開的多個突出件的每個突出件均具有一個或更多個銷，所述一個或更多個銷從每個突出件的基部突出，以便聯(lián)接到所述熱交換器的所述第一壁或所述第二壁。
15.如權(quán)利要求14所述的熱交換器及蓄電池單元結(jié)構(gòu)，其中，所述突出件是翅片。
16.如權(quán)利要求14所述的熱交換器及蓄電池單元結(jié)構(gòu)，其中，所述熱交換器的所述第一壁還包括用于容納所述一個或更多個銷的一個或更多個支架。
17.—種熱交換器,包括: 間隔開的第一壁和第二壁，在所述第一壁和所述第二壁之間限定流體通道，熱交換器板具有與所述流體通道連通的流體入口和流體出口； 第二接合件，所述第二接合件形成在所述熱交換器板的所述第一壁和所述第二壁中的至少一者的外表面上，以便 聯(lián)接到第一接合件，所述第一接合件形成于蓄電池單元的外殼上或附接到蓄電池單元的外殼。
18.如權(quán)利要求17所述的熱交換器，其中，所述第一接合件為凹形開口形式，所述第二接合件為關(guān)出件形式。
19.如權(quán)利要求17所述的熱交換器，其中，所述第一接合件處于所述蓄電池單元的所述外殼的底部，所述第二接合件為用于容納所述蓄電池單元的所述底部的套環(huán)形開口形式。
20.如權(quán)利要求17所述的熱交換器，其中，所述第一接合件包括多個間隔開的突出件，所述多個間隔開的突出件的每個突出件均具有從所述每個突出件的基部突出的一個或更多個銷，以便聯(lián)接到所述熱交換器的所述第一壁或所述第二壁。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于冷卻蓄電池單元(或單位)的熱交換器及蓄電池單元結(jié)構(gòu)，其中，蓄電池的導(dǎo)熱特性形成冷卻路徑。熱交換器為冷卻件形式，冷卻件設(shè)置有接合件，接合件形成于冷卻板的外表面或附接到冷卻板的外表面，用于容納和/或接合蓄電池單元(或單位)上的相應(yīng)接合部。蓄電池單元(或單位)和熱交換器之間的互連形成兩個部件之間的機械互鎖，改進了兩個部件之間的傳熱特性。
文檔編號H01M2/00GK103201870SQ201180052393
公開日2013年7月10日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者J·G·伯格斯, M·A·馬丁 申請人:達納加拿大公司