專利名稱：用于增程電動(dòng)車輛蓄電池模塊的單格電池框架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及蓄電池并且更具體地涉及蓄電池的蓄電池單格電池的框架。
背景技術(shù)：
燃料電池蓄電池已經(jīng)被提出作為清潔、高效、且環(huán)保的功率源而用于電動(dòng)車輛和各種其它應(yīng)用。一種類型的蓄電池單格電池被已知為鋰離子蓄電池。鋰離子蓄電池是可再充電的并且可被形成為各種形狀和尺寸從而高效地填充電動(dòng)車輛中的可用空間。例如，蓄電池單格電池的形狀可以是棱柱形的以促進(jìn)蓄電池單格電池的堆放。多個(gè)單個(gè)的蓄電池單格電池可被提供在蓄電池中以提供足以運(yùn)行電動(dòng)車輛的功率量。典型的棱柱形蓄電池單格電池具有一對(duì)塑料包覆的金屬層，所述金屬層圍繞著蓄電池單格電池的外周被熔化以密封蓄電池單格電池部件。蓄電池單格電池的密封通常開始于提供帶有腔的其中一個(gè)塑料包覆的金屬層，有時(shí)稱為“黃油碟”形。蓄電池單格電池部件被設(shè)置在該塑料包覆的金屬層的腔內(nèi)。另一個(gè)塑料包覆的金屬層此時(shí)被放置在蓄電池單格電池部件的頂部并且在外周處被熔化到帶有腔的所述其中一個(gè)塑料包覆的金屬層，例如，通過(guò)圍繞著邊緣熱密封。在最終完成該密封之前，單格電池被抽真空。由此提供用于包含在蓄電池中的蓄電池單格電池。已知蓄電池單格電池諸如鋰離子蓄電池單格電池在運(yùn)行過(guò)程中并且在再充電時(shí)因充電循環(huán)而膨脹和收縮。重復(fù)的膨脹和收縮循環(huán)可影響鋰離子蓄電池的長(zhǎng)期運(yùn)行。已知在蓄電池的各個(gè)蓄電池單格電池之間插入聚合體泡沫膨脹單元以適應(yīng)蓄電池單格電池在運(yùn)行中的膨脹和收縮，最小化膨脹和收縮對(duì)蓄電池耐用性的影響，并補(bǔ)償任何制造和組裝公差。單格電池框架也已經(jīng)被用來(lái)將蓄電池單格電池和膨脹單元保持在一起。不過(guò)，不令人滿意的是，已知的單格電池框架由單獨(dú)的部分組成，這些部分在組裝之前分別被制造和處理。一直需要一種裝置，其用于機(jī)械地保持和保護(hù)蓄電池單格電池和膨脹單元，這提供了蓄電池單格電池的電絕緣并允許蓄電池單格電池和膨脹單元作為蓄電池單格電池組件安裝到蓄電池中。期望地，該裝置是單件式整塊部件，其最小化蓄電池的制造、處理、和組裝的復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)當(dāng)前的公開，令人驚訝地發(fā)現(xiàn)了一種用于機(jī)械地保持和保護(hù)蓄電池單格電池和膨脹單元的裝置，其提供蓄電池單格電池的電絕緣并允許蓄電池單格電池和膨脹單元作為蓄電池單格電池組件被安裝在蓄電池中，并且其是單件式整塊部件，其最小化蓄電池的制造、處理、和組裝的復(fù)雜性。 在一個(gè)實(shí)施例中，用于蓄電池單格電池組件的可折疊的框架包括單件式主體，該主體具有第一部分，該第一部分通過(guò)活鉸鏈聯(lián)接到第二部分和第三部分中的每一個(gè)。第一部分構(gòu)造成接收第一蓄電池單格電池。第二部分構(gòu)造成折疊在第一蓄電池單格電池上并接收膨脹單元和第二蓄電池單格電池。第三部分構(gòu)造成折疊在第二蓄電池單格電池上并封閉該框架。在另一實(shí)施例中，蓄電池單格電池組件包括第一蓄電池單格電池和第二蓄電池單格電池。膨脹單元被設(shè)置在第一蓄電池單格電池和第二蓄電池單格電池之間?？烧郫B的框架包括單件式主體，其具有第一部分，第一部分通過(guò)活鉸鏈聯(lián)接到第二部分和第三部分中的每一個(gè)。第一部分接收第一蓄電池單格電池，第二部分接收膨脹單元和第二蓄電池單格電池并折疊在第一蓄電池單格電池上。第三部分折疊在第二蓄電池單格電池上。在另一實(shí)施例中，一種用于制造具有可折疊的框架的蓄電池單格電池組件的方法，包括如下步驟:A)將第一蓄電池單格電池設(shè)置在第一部分中；B)將第二部分折疊在第一蓄電池單格電池上；C)將膨脹單元設(shè)置在第二部分中；D)將第二蓄電池單格電池設(shè)置在膨脹單元上；和幻將第三部分折疊在第二蓄電池單格電池上。第三部分與第二部分協(xié)作以保護(hù)在可折疊的框架中的第一蓄電池單格電池、膨脹單元和第二蓄電池單格電池中的每一個(gè)并形成蓄電池單格電池。本發(fā)明還提供了如下方案:
方案1.一種用于蓄電池單格電池組件的可折疊的框架，其包括:
單件式主體，其具有第一部分，該第一部分通過(guò)活鉸鏈聯(lián)接到第二部分和第三部分中的每一個(gè)，第一部分構(gòu)造成接收第一蓄電池單格電池，第二部分構(gòu)造成接收膨脹單元和第二蓄電池單格電池并且折疊在第一蓄電池單格電池上，而第三部分構(gòu)造成折疊在第二蓄電池單格電池上。方案2.如方案I所述的可折 疊的框架，其中單件式主體在未被折疊時(shí)具有頂側(cè)和底側(cè)。方案3.如方案2所述的可折疊的框架，其中單件式主體的第二部分的底側(cè)具有至少一個(gè)孔，而第三部分的頂側(cè)具有至少一個(gè)突起。方案4.如方案3所述的可折疊的框架，其中所述至少一個(gè)孔構(gòu)造成在框架被折疊時(shí)接收所述至少一個(gè)突起。方案5.如方案4所述的可折疊的框架，其中所述至少一個(gè)孔構(gòu)造成在框架被折疊時(shí)與所述至少一個(gè)突起卡合配合。方案6.如方案I所述的可折疊的框架，其中第一部分和第三部分中的每一個(gè)具有形成在其中的至少一個(gè)狹槽并且被構(gòu)造成接收第一蓄電池單格電池和第二蓄電池單格電池的導(dǎo)電突片。方案7.如方案I所述的可折疊的框架，其中所述第一部分具有第一側(cè)和第二側(cè)，第二部分通過(guò)活鉸鏈聯(lián)接到第一部分的第一側(cè)，而第三部分通過(guò)活鉸鏈聯(lián)接到第一部分的
第二側(cè)。方案8.如方案I所述的可折疊的框架，其中包括通過(guò)活鉸鏈聯(lián)接到第二部分和第三部分中每一個(gè)的第一部分的單件式主體是由鑄造塑料形成的。方案9.如方案I所述的可折疊的框架，其中第一部分、第二部分和第三部分中的每一個(gè)都具有中間開口，它們一起允許第一蓄電池單格電池和第二蓄電池單格電池兩者都接觸膨脹單元。方案10.—種蓄電池單格電池組件，包括:第一蓄電池單格電池和第二蓄電池單格電池；
膨脹單元，其被設(shè)置在第一蓄電池單格電池和第二蓄電池單格電池之間；以及可折疊的框架，其包括單件式主體，該主體具有第一部分，該第一部分通過(guò)活鉸鏈聯(lián)接到第二部分和第三部分中的每一個(gè)，第一部分接收第一蓄電池單格電池，第二部分接收膨脹單元和第二蓄電池單格電池并且折疊在第一蓄電池單格電池上，而第三部分折疊在第二蓄電池單格電池上。方案11.如方案10所述的蓄電池單格電池組件，其中單件式主體在未被折疊時(shí)具有頂側(cè)和底側(cè)。方案12.如方案11所述的蓄電池單格電池組件，其中第二部分的底側(cè)具有至少一個(gè)孔，而第三部分的頂側(cè)具有至少一個(gè)突起。方案13.如方案12所述的蓄電池單格電池組件，其中所述至少一個(gè)孔在框架被折疊時(shí)接收所述至少一個(gè)突起。方案14.如方案13所述的蓄電池單格電池組件，其中所述至少一個(gè)孔在框架被折疊時(shí)與所述至少一個(gè)突起卡合配合。方案15.如方案10所述的蓄電池單格電池組件，其中第一部分和第三部分中的每一個(gè)具有形成在其中的至少一個(gè)狹槽以接收第一蓄電池單格電池和第二蓄電池單格電池的導(dǎo)電突片。方案16.如方案10所述的蓄電池單格電池組件，其中所述第一部分具有第一側(cè)和第二側(cè)，第二部分通過(guò)活 鉸鏈聯(lián)接到第一部分的第一側(cè)，而第三部分通過(guò)活鉸鏈聯(lián)接到第一部分的第二側(cè)。方案17.如方案10所述的蓄電池單格電池組件，其中包括通過(guò)活鉸鏈聯(lián)接到第二部分和第三部分中每一個(gè)的第一部分的單件式主體是由鑄造塑料形成的。方案18.如方案10所述的蓄電池單格電池組件，其中第一部分、第二部分和第三部分中的每一個(gè)都具有中間開口，第二部分的中間開口允許第一蓄電池單格電池和第二蓄電池單格電池兩者都接觸膨脹單元。方案19.一種用于制造具有可折疊的框架的蓄電池單格電池組件的方法，所述可折疊的框架包括單件式主體，該主體具有第一部分，該第一部分通過(guò)活鉸鏈聯(lián)接到第二部分和第三部分中的每一個(gè)，第一部分構(gòu)造成接收第一蓄電池單格電池，第二部分構(gòu)造成接收膨脹單元和第二蓄電池單格電池并且折疊在第一蓄電池單格電池上，而第三部分構(gòu)造成折疊在第二蓄電池單格電池上，該方法包括如下步驟:
A)將第一蓄電池單格電池設(shè)置在第一部分中；
B)將第二部分折疊在第一蓄電池單格電池上；
C)將膨脹單元設(shè)置在第二部分中；
D)將第二蓄電池單格電池設(shè)置在膨脹單元上；以及
E)將第三部分折疊在第二蓄電池單格電池上，第三部分與第二部分協(xié)作以將第一蓄電池單格電池、膨脹單元和第二蓄電池單格電池中每一個(gè)固定在可折疊的框架中。方案20.如方案19所述的方法，其中單件式主體在未被折疊時(shí)具有頂側(cè)和底側(cè)，并且第二部分的底側(cè)具有至少一個(gè)孔而第三部分的頂側(cè)具有至少一個(gè)突起，該方法還包括步驟:當(dāng)將第三部分折疊在第二蓄電池單格電池上時(shí)將所述突起設(shè)置在所述孔中以將第一蓄電池單格電池、膨脹單元和第二蓄電池單格電池固定在可折疊的框架中。


本領(lǐng)域技術(shù)人員將通過(guò)結(jié)合此處描述的附圖理解下面的詳細(xì)描述來(lái)容易地理解本發(fā)明的上述的以及其它的優(yōu)點(diǎn)。圖1是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的蓄電池單格電池組件的分解側(cè)視立面圖，圖示了使用單格電池框架的蓄電池單格電池的分步組裝；
圖2是圖1中描述的蓄電池單格電池組件的不完整的側(cè)視立面圖，蓄電池單格電池組件被示出為組裝后的，其中一部分以截面圖示出以說(shuō)明蓄電池單格電池組件的內(nèi)部；
圖3是圖1-2中描述的用在蓄電池單格電池組件中的單格電池框架的側(cè)視立面1-2;
圖4是圖3中描述的單格電池框架的頂部平面圖；以及 圖5是圖3中描述的單格電池框架的底部平面圖。
具體實(shí)施例方式下面的具體描述和附圖描述并圖示了本發(fā)明的各種實(shí)施例。描述和附圖用于使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明，而決不是要限制本發(fā)明的范圍。關(guān)于所公開的方法，給出的步驟本質(zhì)上是示例性的， 并且因此不是必須的或關(guān)鍵的。參照?qǐng)D1和2，示出了蓄電池(未示出)的蓄電池單格電池組件100。蓄電池單格電池組件100具有一對(duì)蓄電池單格電池102、104，包括第一蓄電池單格電池102和第二蓄電池單格電池104，以及設(shè)置在它們之間的膨脹單元106。蓄電池單格電池102、104被構(gòu)造成通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能。蓄電池單格電池每一個(gè)可以是棱柱形蓄電池單格電池，例如如在受讓人共同未決的給Heise的美國(guó)專利申請(qǐng)13/035,236中所描述和示出的。作為非限制性示例，蓄電池單格電池102、104中每一個(gè)都是棱形的鋰離子(L1-1on)袋單格電池，其具有用于將蓄電池單格電池102、104設(shè)置成與諸如電動(dòng)車輛的負(fù)載電連通的導(dǎo)電突片。膨脹單元可以是聚合體層或泡沫層，其允許蓄電池單格電池102、104在運(yùn)行期間膨脹和收縮。應(yīng)當(dāng)意識(shí)到的是，其它類型的蓄電池單格電池，其采用了不同的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)，以及其它類型的膨脹單元，在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可被被用。本公開的蓄電池單格電池組件100包括可折疊的框架200。可折疊的框架200包括單件式主體202。單件式主體202由介電材料形成。在特定的實(shí)施例中，單件式主體202由鑄造塑料形成并且是電絕緣的。如果期望，也可使用其它的適于形成單件式主體202的介電材料。單件式主體202具有第一部分204，其通過(guò)多個(gè)活鉸鏈209聯(lián)接到第二部分206和第三部分208中的每一個(gè)?；钽q鏈209中的每一個(gè)都是薄的柔性鉸鏈，其由將第二部分206和第三部分208中的一個(gè)連接到第一部分204的塑料制成。當(dāng)活鉸鏈209的塑料的變薄部分彎曲以允許移動(dòng)時(shí)，活鉸鏈209允許第二部分206和第三部分208折疊到第一部分204上。在圖示的實(shí)施例中，活鉸鏈209被形成為單件式主體202的一部分，例如，由鑄造塑料形成。第一部分204被構(gòu)造成接收第一蓄電池單格電池102。第二部分構(gòu)造成接收膨脹單元106和第二蓄電池單格電池104。在圖2中所示的蓄電池單格電池組件100組裝時(shí)，第二部分折疊在第一蓄電池單格電池102上，并且第三部分208折疊在第二蓄電池單格電池104 上?，F(xiàn)在參照?qǐng)D3-5，單件式主體202在未折疊時(shí)具有頂側(cè)210和底側(cè)212。第三部分208的頂側(cè)210可具有至少一個(gè)突起214。第二部分206的底側(cè)212可具有至少一個(gè)孔216。在框架200被折疊時(shí)，所述至少一個(gè)孔216構(gòu)造成接收所述至少一個(gè)突起214，如圖2中所示。在一個(gè)特定的實(shí)施例中，至少一個(gè)孔216構(gòu)造成在可折疊的框架200被折疊時(shí)與至少一個(gè)突起214摩擦配合或者卡合配合。在本公開的范圍內(nèi)，也可采用將可折疊的框架200固定在折疊位置的其它手段。如在圖4中所示，第一部分204和第三部分208中每一個(gè)可具有形成在其中的至少一個(gè)狹槽218。應(yīng)當(dāng)意識(shí)到的是，至少一個(gè)狹槽218構(gòu)造成接收第一蓄電池單格電池102和第二蓄電池單格電池104的導(dǎo)電突片(未示出)，從而將蓄電池單格電池組件100與蓄電池單格電池堆中的其它蓄電池單格電池100電連接，并且以后與負(fù)載進(jìn)行電連接。在某些實(shí)施例中，單件式主體202的第一部分204具有第一側(cè)220和第二側(cè)222。單件式主體202的第二部分206可通過(guò)活鉸鏈209被聯(lián)接到第一部分204的第一側(cè)220。第三部分208也可通過(guò)活鉸鏈209被聯(lián)接到第一部分204的第二側(cè)222。在一個(gè)非限定示例中，至少一個(gè)孔216可被形成在單件式主體202的第二部分206的底側(cè)212并緊鄰第一部分204的第一側(cè)220。類似地，用于與至少一個(gè)孔216協(xié)作的至少一個(gè)突起214可被形成在單件式主體202的第三部分208的頂側(cè)210上并遠(yuǎn)離第一部分204的第二側(cè)222，使得在框架200折疊時(shí)至少一個(gè)突起214可與至少一個(gè)孔216協(xié)作。在另外的實(shí)施例中，第一部分204、第二部分206和第三部分208中每一個(gè)都具有中間開口 224、226、228。有利地，中間開口 224、226、228 —起允許第一蓄電池單格電池102和第二蓄電池單格電池104兩者在框架200折疊并且蓄電池單格電池組件100組裝后都接觸膨脹單元106。 再次參照?qǐng)D1，本公開包括制造蓄電池單格電池組件100的方法。該方法包括步驟A)將第一蓄電池單格電池102設(shè)置在框架200的第一部分204中。在步驟B)中，將框架200的第二部分206折疊在第一蓄電池單格電池102上。此時(shí)將膨脹單元106設(shè)置在框架200的第二部分206中，在步驟C)中。在步驟D)中，第二蓄電池單格電池104被設(shè)置在膨脹單元106上。當(dāng)在步驟E)中，框架200的第三部分208被折疊在第二蓄電池單格電池104上時(shí)，就完成了蓄電池單格電池組件100。應(yīng)該理解的是，當(dāng)組裝后，第一蓄電池單格電池102和第二蓄電池單格電池104中每一個(gè)都抵接膨脹單元106。將框架200的第三部分208折疊在第二蓄電池單格電池104上將第一蓄電池單格電池102、第二蓄電池單格電池104和膨脹單元106中每一個(gè)固定在可折疊的框架200中。該方法可還包括當(dāng)將第三部分208折疊在第二蓄電池單格電池104上時(shí)將突起214設(shè)置在孔216中的步驟。具體地，在突起214摩擦配合或卡合配合在孔216中的情況下，第一蓄電池單格電池102、膨脹單元106和第二蓄電池單格電池104被固定在可折疊的框架200內(nèi)以形成蓄電池單格電池組件100。在組裝多個(gè)蓄電池單格電池組件100時(shí)，蓄電池單格電池組件100可被安裝在換熱器中以建立模塊，即包含多個(gè)蓄電池單格電池組件100、換熱器、相關(guān)的電子裝置等的緊湊的獨(dú)立組件，該組件此后可被電連接為蓄電池以提供功率給電動(dòng)車輛。有利地，本發(fā)明的具有可折疊的框架200的蓄電池單格電池組件100允許容易的部分處理，而不需要部分的預(yù)組裝和額外的工具操作。蓄電池單格電池組件100和可折疊的框架200還不要求像固定裝置和連接裝置之類的額外部分。具體地，活鉸鏈209確保簡(jiǎn)明的組裝過(guò)程并且防止了部分和組裝順序步驟的缺失。由于活鉸鏈209的已知的耐用性，蓄電池單格電池組件100和可折疊的框架200還可有利于蓄電池單格電池組件100的用于修理、維修和再循環(huán)目的的重復(fù)的拆卸和再組裝。雖然已經(jīng)為了說(shuō)明本發(fā)明的目的示出了某些代表性的實(shí)施例和細(xì)節(jié)，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到進(jìn)行各種改變，而不脫離本公開的范圍，該范圍進(jìn)一步在下面所附權(quán)利要求中描述。 ·
權(quán)利要求
1.一種用于蓄電池單格電池組件的可折疊的框架，其包括: 單件式主體，其具有第一部分，該第一部分通過(guò)活鉸鏈聯(lián)接到第二部分和第三部分中的每一個(gè)，第一部分構(gòu)造成接收第一蓄電池單格電池，第二部分構(gòu)造成接收膨脹單元和第二蓄電池單格電池并且折疊在第一蓄電池單格電池上，而第三部分構(gòu)造成折疊在第二蓄電池單格電池上。
2.如權(quán)利要求1所述的可折疊的框架，其中單件式主體在未被折疊時(shí)具有頂側(cè)和底側(cè)。
3.如權(quán)利要求2所述的可折疊的框架，其中單件式主體的第二部分的底側(cè)具有至少一個(gè)孔，而第三部分的頂側(cè)具有至少一個(gè)突起。
4.如權(quán)利要求3所述的可折疊的框架，其中所述至少一個(gè)孔構(gòu)造成在框架被折疊時(shí)接收所述至少一個(gè)突起。
5.如權(quán)利要求4所述的可折疊的框架，其中所述至少一個(gè)孔構(gòu)造成在框架被折疊時(shí)與所述至少一個(gè)突起卡合配合。
6.如權(quán)利要求1所述的可折疊的框架，其中第一部分和第三部分中的每一個(gè)具有形成在其中的至少一個(gè)狹槽并且被構(gòu)造成接收第一蓄電池單格電池和第二蓄電池單格電池的導(dǎo)電突片。
7.如權(quán)利要求1所述的可折疊的框架，其中所述第一部分具有第一側(cè)和第二側(cè)，第二部分通過(guò)活鉸鏈聯(lián)接到第一部分的第一側(cè)，而第三部分通過(guò)活鉸鏈聯(lián)接到第一部分的第二側(cè)。
8.如權(quán)利要求1所述的可折疊的框架，其中包括通過(guò)活鉸鏈聯(lián)接到第二部分和第三部分中每一個(gè)的第一部分的單件式主體是由鑄造塑料形成的。
9.一種蓄電池單格電池組件，包括: 第一蓄電池單格電池和第二蓄電池單格電池； 膨脹單元，其被設(shè)置在第一蓄電池單格電池和第二蓄電池單格電池之間；以及 可折疊的框架，其包括單件式主體，該主體具有第一部分，該第一部分通過(guò)活鉸鏈聯(lián)接到第二部分和第三部分中的每一個(gè)，第一部分接收第一蓄電池單格電池，第二部分接收膨脹單元和第二蓄電池單格電池并且折疊在第一蓄電池單格電池上，而第三部分折疊在第二蓄電池單格電池上。
10.一種用于制造具有可折疊的框架的蓄電池單格電池組件的方法，所述可折疊的框架包括單件式主體，該主體具有第一部分，該第一部分通過(guò)活鉸鏈聯(lián)接到第二部分和第三部分中的每一個(gè)，第一部分構(gòu)造成接收第一蓄電池單格電池，第二部分構(gòu)造成接收膨脹單元和第二蓄電池單格電池并且折疊在第一蓄電池單格電池上，而第三部分構(gòu)造成折疊在第二蓄電池單格電池上，該方法包括如下步驟: A)將第一蓄電池單格電池設(shè)置在第一部分中； B)將第二部分折疊在第一蓄電池單格電池上； C)將膨脹單元設(shè)置在第二部分中； D)將第二蓄電池單格電池設(shè)置在膨脹單元上；以及 E)將第三部分折疊在第二蓄電池單格電池上，第三部分與第二部分協(xié)作以將第一蓄電池單格電池、膨脹單元和第二蓄電池單格電池中每一個(gè)固定在可折疊的框架中。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于增程電動(dòng)車輛蓄電池模塊的單格電池框架。用于蓄電池單格電池組件的可折疊的框架包括單件式主體。該主體具有第一部分、第二部分和第三部分。第一部分通過(guò)活鉸鏈聯(lián)接到第二部分和第三部分中的每一個(gè)。第一部分構(gòu)造成接收第一蓄電池單格電池。第二部分構(gòu)造成接收膨脹單元和第二蓄電池單格電池。第二部分折疊在第一蓄電池單格電池上。第三部分構(gòu)造成折疊在第二蓄電池單格電池上，由此將第一蓄電池單格電池、膨脹單元、和第二蓄電池單格電池的每一個(gè)都固定在可折疊的框架內(nèi)。
文檔編號(hào)H01M2/10GK103219479SQ20131001876
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者U.施米德 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司