專利名稱：可再充電電池模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可再充電電池。更具體而言，本發(fā)明涉及一種有效地控制單元電池的溫度的可再充電電池模塊。
背景技術(shù)：
不同于非可再充電電池，可再充電電池可以重復(fù)充電和放電。其中電池形成為電池組的低功率電池作為電源用于多種便攜電子設(shè)備諸如蜂窩式電話、膝上電腦和可攜式攝像機(jī)。通過連接幾個到幾十個可再充電電池形成的大電池組可以適用于馬達(dá)驅(qū)動設(shè)備諸如混合電動車(hybrid electricvehicle)。
基于它們的外形例如圓柱形和棱形，可再充電電池可以分為不同種類。
通過把可再充電電池串聯(lián)在一起，可再充電電池模塊可以裝配以用于驅(qū)動要求大電功率容量的電動車的馬達(dá)。
可再充電電池模塊典型地由多個串聯(lián)的可再充電電池(下文中，為了方便稱為“單元電池”)組成。
因?yàn)榭稍俪潆婋姵啬K是通過互連多個單元電池構(gòu)造的，需要消散在各個單元電池產(chǎn)生的熱。特別是當(dāng)電池模塊用于驅(qū)動混合電動車(HEV)的馬達(dá)時(shí)，具有足夠的熱耗散是重要的。
如果熱沒有適當(dāng)?shù)叵?，從單元電池產(chǎn)生的熱會導(dǎo)致單元電池中的溫度變化。在單元電池產(chǎn)生的熱也可以導(dǎo)致單元電池里的溫度升高，結(jié)果爆炸。
特別地，因?yàn)橛糜贖EV的電池模塊通過大電流充電和放電，由于通過可再充電電池的內(nèi)部反應(yīng)產(chǎn)生的熱，它可能會有退化的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種包括多個單元電池和具有最大化的冷卻效率的可再充電電池模塊。更具體而言，通過把冷卻流形成為湍流，本發(fā)明的具體實(shí)施例提供一種帶有改善的冷卻效率的電池模塊。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可再充電電池模塊包括多個單元電池和引導(dǎo)冷卻劑的單元電池外殼。該外殼具有接觸冷卻劑的內(nèi)部凸出物。該凸出物以預(yù)定圖案形成為向單元電池凸出。凸出物可以形成為圓柱體或半球體。
本發(fā)明的另一個實(shí)施例提供了包括多個單元電池和引導(dǎo)冷卻劑的單元電池外殼的可再充電電池模塊。外殼包括至少一個內(nèi)部的波紋狀模壁。波紋狀模壁可以形成為圓弧或三角形。
本發(fā)明的又一實(shí)施例提供了包括多個單元電池和用于引導(dǎo)冷卻劑的單元電池外殼的可再充電電池模塊。帶有凸出物的支持平板接觸冷卻劑并設(shè)置在外殼的內(nèi)部表面上。
提供了改善在可再充電電池模塊中的單元電池的冷卻效率的方法，包括提供適用于安放單元電池并引導(dǎo)冷卻劑的單元電池外殼，并在單元電池外殼的內(nèi)部表面上設(shè)置多個凸出物。多個凸出物被用于在通過單元電池外殼引導(dǎo)的冷卻劑中產(chǎn)生湍流。
另外，提供了改善在可再充電電池模塊中的單元電池的冷卻效率的方法，包括提供適用于安放單元電池并引導(dǎo)冷卻劑的單元電池外殼，并形成一個或多個具有冷卻劑偏向擾動的單元外殼的內(nèi)模壁。冷卻劑偏向擾動(coolant deflecting perturbation)可以是圓柱型或半球型。


圖1是示意性地圖示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可再充電電池模塊的結(jié)構(gòu)的平面橫截面圖；圖2是示意性地圖示出根據(jù)圖1的實(shí)施例的可再充電電池模塊的外殼的透視圖；圖3、4和5是示意性地圖示出根據(jù)本發(fā)明其它實(shí)施例的可再充電電池模塊的外殼的局部透視圖；圖6是示意性地圖示出根據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例的可再充電電池模塊的平面橫截面圖；圖7、8和9是圖示出根據(jù)本發(fā)明再其它實(shí)施例的支持平板的透視圖；圖10是示意性地圖示出根據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例的可再充電電池模塊的平面橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，使用空氣為冷卻劑描述了電池模塊。然而，本發(fā)明不限于此并可以包括冷水或其它液體作為冷卻劑。
參考圖1，可再充電電池模塊10包括多個具有包括正電極和負(fù)電極及插入在它們之間的分隔件的電極裝置(electrode assembly)并發(fā)電的單元電池11，和單元電池外殼12，作為冷卻劑的空氣通過該外殼在內(nèi)部流動。
單元電池11可以形成為圓柱體并以預(yù)定的間隔設(shè)置在外殼12內(nèi)部。然而，單元電池不限于此并可以是其它形狀，諸如棱柱體。單元電池示意性地示為獨(dú)立的圓柱體，但在實(shí)踐中可以被連接以提供所需的電量(electricity production)。
外殼12具有入口(未示出)，用于控制單元電池11的溫度的空氣13可以通過入口流動，和與入口相對的出口(未示出)，通過出口可以釋放通過單元電池的空氣。
外殼12的結(jié)構(gòu)、入口和出口的位置和單元電池11在外殼12中的設(shè)置不限于此處所描述的。
當(dāng)空氣進(jìn)入外殼12，經(jīng)過外殼2和單元電池11之間并流出外殼12時(shí)，單元電池12產(chǎn)生的熱可以傳送到空氣并隨著空氣釋放出外殼12。
外殼12可以在其內(nèi)部表面上具有多個凸出物20。當(dāng)空氣進(jìn)入外殼12并通過單元電池11時(shí)，凸出物20用于在空氣流中產(chǎn)生湍流，使空氣易于均勻地?cái)U(kuò)散進(jìn)單元電池11中。所以，凸出物20可以防止可能出現(xiàn)在電池模塊10中的熱不穩(wěn)定性(imbalance)。
凸出物20可以形成在外殼的任何內(nèi)部表面上，諸如側(cè)面，底部或頂部。換言之，只要凸出物20接觸冷卻劑空氣，它可以形成在外殼的任何側(cè)面上。
現(xiàn)參考圖2，凸出物20可以形成在外殼12的一個側(cè)面上。凸出物20具有圓柱型。然而，它們不限于此，也可以是例如半球體(圖3)、圓錐體、四邊形的棱柱、多棱錐或帶有上寬下窄的切去頂點(diǎn)區(qū)域(cutaway apex area)的圓錐型。另外，根據(jù)可再充電電池模塊10的設(shè)計(jì)諸如單元電池的數(shù)量、尺寸和位置，凸出物20具有可以調(diào)節(jié)的高度。
圖4是圖示了根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例的可再充電電池模塊的外殼12’的示意圖，其中外殼由帶有波紋狀部分30的平板形成。波紋狀部分30也可以成形為例如弧形或三角形(圖5)。此外，沒有特別限制形成在外殼12’或它們的(規(guī)則的或不規(guī)則的)圖案的一個側(cè)面上的波紋狀部分30的數(shù)量。
當(dāng)可再充電電池模塊包括具有波紋狀部分30的外殼12’時(shí)，波紋狀部分30在進(jìn)入并通過外殼的冷卻劑空氣中產(chǎn)生湍流。從而，冷卻劑空氣可以在單元電池中均勻地?cái)U(kuò)散，改善單元電池的整體冷卻效率。在一個具體實(shí)施例中，波紋狀部分30(Y方向)與空氣流(X方向)垂直設(shè)置。
圖6是圖示了根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例的可再充電電池模塊10’的示意圖。通過在外殼50中以非常類似圖1中的預(yù)定圖案設(shè)置多個單元電池52而形成可再充電電池模塊10’。此外，具有以預(yù)定間隔形成的凸出物41的支持平板40附著于外殼50的內(nèi)部。支持平板40可以由與外殼50相同的材料形成并可以附著于外殼50的任何內(nèi)部表面。在一個示范性實(shí)施例中，支持平板40附著于接觸冷卻劑空氣的外殼50的每一個側(cè)面，且支持平板通過類似焊接、鉚接、螺釘和螺母的組合等附著方法附著于側(cè)面。
圖7是特別圖示了帶有凸出物41的支持平板40的透視圖。凸出物可以形成為多種形狀，包括例如圓柱體。
凸出物41的高度可以適應(yīng)于可再充電電池模塊10’的設(shè)計(jì)以最大化冷卻效率。
圖8和9是圖示了根據(jù)本發(fā)明其它實(shí)施例的具體的支持平板40’、40”的透視圖。如上所述，支持平板附著于外殼的內(nèi)部表面。
參考圖8和9，支持平板40’、40”形成為與圖4和5中的外殼相同的形狀，并具有形成為例如弧形和三角形的波紋狀部分42’、42”。
換言之，如上所述，支持平板40、40’和40”具有與外殼相同的結(jié)構(gòu)和功能，但形成為與外殼50分開并附著到那里。
圖10示出了可以插入在單元電池62之間的波紋板60。
根據(jù)本發(fā)明，通過調(diào)整外殼的結(jié)構(gòu)以改變通過可再充電電池的冷卻劑的流動，可再充電電池在單元電池中具有改善的冷卻效率。
另外，當(dāng)冷卻劑在單元電池中擴(kuò)散時(shí)，可再充電電池模塊可以具有熱平衡。
可再充電電池模塊可以有效地應(yīng)用到通過要求高功率特性的馬達(dá)驅(qū)動的電機(jī)，諸如混合電動車(HEV)、電動車(EV)、無繩清潔器(cordlesscleaner)、摩托車和電動速可達(dá)(electric scooter)。雖然已經(jīng)結(jié)合具體實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是將會理解的是，本發(fā)明不限于公開的實(shí)施例，而是旨在覆蓋包括在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種變體和等效的設(shè)置。
權(quán)利要求
1.一種可再充電電池模塊，包括多個單元電池；和單元電池外殼(housing)，用于安放所述多個單元電池并引導(dǎo)(channel)冷卻劑；其中用于接觸所述冷卻劑的凸出物(protrusion)形成在所述外殼的內(nèi)部表面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池模塊，其中所述凸出物以預(yù)定的圖案向所述多個單元電池凸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池模塊，其中所述凸出物具有圓柱或半球形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池模塊，其中所述冷卻劑是空氣。
5.一種可再充電電池模塊包括多個單元電池；和單元電池外殼，用于安放所述多個單元電池并引導(dǎo)冷卻劑；其中所述外殼包括至少一個內(nèi)部的波紋狀模壁(corrugated wall)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可再充電電池模塊，其中所述至少一個內(nèi)部的波紋狀模壁形成為弧形波紋或三角波紋。
7.一種可再充電電池模塊包括多個單元電池；和單元電池外殼，并用于引導(dǎo)冷卻劑；其中具有適用于接觸該冷卻劑的凸出物的支持平板(supportive plate)設(shè)置在該外殼的內(nèi)部表面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可再充電電池模塊，其中所述凸出物以預(yù)定的圖案向所述多個單元電池凸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可再充電電池模塊，其中所述凸出物是圓柱體的。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可再充電電池模塊，其中帶有波紋狀部分的支持平板位于所述多個單元電池之間。
11.一種可再充電電池模塊包括多個單元電池；和單元電池外殼，用于安放該多個單元電池并引導(dǎo)冷卻劑；其中帶有波紋狀部分的支持平板設(shè)置在該外殼的內(nèi)部表面上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的可再充電電池模塊，其中所述波紋狀部分形成為弧形或三角形。
13.一種改善在可再充電電池模塊中的單元電池的冷卻效率的方法，包括提供用于安放該單元電池并引導(dǎo)冷卻劑的單元電池外殼；和在該單元電池外殼的內(nèi)部表面上設(shè)置多個凸出物，該多個凸出物用于在通過該單元電池外殼引導(dǎo)的冷卻劑中產(chǎn)生湍流(turbulence)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述多個凸出物具有圓柱或半球形狀。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述冷卻劑是空氣。
16.一種改善在可再充電電池模塊中的單元電池的冷卻效率的方法，包括提供用于安放該單元電池并引導(dǎo)冷卻劑的單元電池外殼；和形成一個或多個具有冷卻劑偏向擾動(coolant deflecting perturbation)的該單元外殼的內(nèi)壁；其中該冷卻劑偏向擾動是圓柱或半球形。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中通過設(shè)置在所述單元電池外殼內(nèi)部表面上的波紋狀平板形成所述冷卻劑偏向擾動。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述冷卻劑是空氣。
全文摘要
一種可再充電電池模塊包括多個單元電池和適用于引導(dǎo)冷卻劑的單元電池外殼。該外殼在內(nèi)部表面上具有適用于在該冷卻劑流中產(chǎn)生湍流的凸出物。
文檔編號H01M10/50GK1848519SQ20061006798
公開日2006年10月18日 申請日期2006年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月25日
發(fā)明者曹圭雄 申請人:三星Sdi株式會社