具有新型氣冷結(jié)構(gòu)的電池組的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種電池組，這種電池組包括能夠充電和放電的電池單元，也稱(chēng)單元模塊（單元電池），其中所述電池組被配置成如下結(jié)構(gòu)：多個(gè)單元電池構(gòu)成一個(gè)電池模塊；兩個(gè)或兩個(gè)以上的所述電池模塊從冷卻劑入口埠的冷卻劑進(jìn)入方向，沿著所述電池組的高度方向（垂直方向）垂直布置，從而構(gòu)成一對(duì)電池模塊組；在電池組殼體的中部設(shè)置流空間（“冷卻劑進(jìn)入部”），它從所述冷卻劑入口埠延伸到每一個(gè)電池模塊組，其中所述冷卻劑進(jìn)入部位于各個(gè)電池模塊組之間；在所述電池組殼體的上部和下部設(shè)置流空間（“冷卻劑排出部”），它們從各個(gè)電池模塊組延伸到冷卻劑出口埠；以及限定于所述冷卻劑進(jìn)入部與所述冷卻劑排出部之間的冷卻劑流道，所述冷卻劑流道被配置成如下結(jié)構(gòu)，通過(guò)所述冷卻劑進(jìn)入部進(jìn)入的冷卻劑經(jīng)過(guò)每一個(gè)單元電池周?chē)詫?duì)其冷卻，然后通過(guò)對(duì)應(yīng)的冷卻劑排出部排出。
【專(zhuān)利說(shuō)明】具有新型氣冷結(jié)構(gòu)的電池組
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電池組，這種電池組包括能夠被充電和放電的電池單元，也稱(chēng)單元模塊，其中所述電池組被配置成如下結(jié)構(gòu):多個(gè)所述單元電池構(gòu)成一個(gè)電池模塊；兩個(gè)或兩個(gè)以上的所述電池模塊從冷卻劑入口埠的冷卻劑進(jìn)入方向，沿著所述電池組的高度方向垂直布置，從而構(gòu)成一對(duì)電池模塊組；在電池組殼體的中部設(shè)置有一個(gè)冷卻劑進(jìn)入部，其從所述冷卻劑入口埠延伸到每一個(gè)電池模塊組，其中所述冷卻劑進(jìn)入部位于各個(gè)電池模塊組之間；在電池組殼體的上部和下部設(shè)置有冷卻劑排出部，其從各個(gè)電池模塊組延伸到冷卻劑出口埠；以及限定在所述冷卻劑進(jìn)入部與所述冷卻劑排出部之間的冷卻劑流道，所述冷卻劑流道被配置成如下結(jié)構(gòu)，通過(guò)所述冷卻劑進(jìn)入部進(jìn)入的冷卻劑經(jīng)過(guò)每一個(gè)單元電池周?chē)詫?duì)其冷卻，然后通過(guò)相應(yīng)的冷卻劑排出部排出。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，無(wú)線(xiàn)移動(dòng)設(shè)備中廣泛使用能夠充電和放電的二次電池作為電力來(lái)源。此夕卜，為了解決目前因汽油車(chē)以及柴油車(chē)使用化石燃料造成的空氣污染等問(wèn)題，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了電動(dòng)汽車(chē)(EV)和混合動(dòng)力汽車(chē)(HEV)，作為這類(lèi)汽車(chē)的電源，二次電池吸引了相當(dāng)大的關(guān)注。
[0003]小型移動(dòng)設(shè)備每設(shè)備使用一或若干個(gè)電池單元。另一方面，因?yàn)槠?chē)等大中型設(shè)備需要高功率和大容量，所以它們使用具有多個(gè)電池單元的大中型電池模塊，這種電池模塊具有多個(gè)彼此電連接的電池單元。
[0004]優(yōu)選地，在大中型電池模塊的制造中盡可能地減小模塊的尺寸和重量。為此，大中型電池模塊的電池單元通常使用的是方型電池或袋狀電池(pouch-shaped battery)這種可以高集中度堆疊并且重量與容量之比較小的類(lèi)型。特定地說(shuō)，目前關(guān)注點(diǎn)集中在使用鋁制層板作為護(hù)套部件的袋狀電池上，因?yàn)榇鼱铍姵刂亓枯p、制造成本低，同時(shí)袋狀電池的形狀易于改進(jìn)。
[0005]為了讓大中型電池模塊能夠提供特定裝置或設(shè)備所需的功率和容量，大中型電池模塊需要配置成如下結(jié)構(gòu)，多個(gè)電池單元彼此串聯(lián)電連接，或者是彼此之間串并聯(lián)連接，同時(shí)這些電池單元具有抗外力穩(wěn)定性。
[0006]同時(shí)，構(gòu)成大中型電池模塊的電池單元可以是可以充電和放電的二次電池。結(jié)果，在二次電池的充電和放電期間，這些高功率大容量的二次電池產(chǎn)生了大量的熱。如果單元電池在其充電和放電期間產(chǎn)生的熱沒(méi)有有效地去除，那么熱量便累積在單元電池中，導(dǎo)致其加速降級(jí)。單元電池可能會(huì)在不同的環(huán)境作用下著火或爆炸。為此，汽車(chē)用的電池組，這種高功率大容量的電池需要通過(guò)冷卻系統(tǒng)來(lái)冷卻安裝在所述電池組中的電池單元。
[0007]另一方面，在包括多個(gè)電池單元的大中型電池組中，某些電池單元的性能降級(jí)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電池組的性能降級(jí)。導(dǎo)致性能不均勻性的主要因素之一是電池單元之間的冷卻的不均勻性。為此，需要提供一種確保在冷卻劑流動(dòng)期間均勻冷卻的結(jié)構(gòu)。
[0008]如圖1中所示，傳統(tǒng)的大中型電池組被配置成如下結(jié)構(gòu)，各單元電池按照電池組20的寬度方向W直立布置,從而構(gòu)成一層電池模塊10,例如,在電池組殼體15中安裝有電池模塊10，總共四層，其中，電池模塊10構(gòu)成的這些層沿著電池組20的高度方向堆疊。
[0009]這樣，從冷卻劑進(jìn)入部11進(jìn)入的冷卻劑首先經(jīng)過(guò)限定在垂直方向堆疊的各個(gè)單元電池之間的流道，以對(duì)單元電池進(jìn)行冷卻，然后經(jīng)過(guò)冷卻劑排出部12從電池組中排出，其中，冷卻劑進(jìn)入部11形成于電池組的上部，冷卻劑排出部12形成于電池組的下部。
[0010]但是，在上述這種結(jié)構(gòu)中，各電池模塊層之間會(huì)產(chǎn)生溫度偏差，同時(shí)，延長(zhǎng)的冷卻劑流道也會(huì)產(chǎn)生差壓。結(jié)果，電池單元之間要實(shí)現(xiàn)均勻冷卻比較困難。
[0011]因此，迫切需要一種技術(shù)來(lái)根本性地解決上述問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]技術(shù)問(wèn)題
[0013]因此，制造本發(fā)明來(lái)解決上述問(wèn)題以及有待解決的其他技術(shù)問(wèn)題。
[0014]本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種電池組，其能夠使電池模塊層的單元電池之間的溫度偏差和單元電池之間的差壓最小化，因此阻止單元電池的性能降低同時(shí)提高冷卻效率。
[0015]本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供一種電池組，所述電池組被配置成如下結(jié)構(gòu)，冷卻劑流道可以根據(jù)使用所述電池組的設(shè)備的結(jié)構(gòu)輕松加以改變，因此提高設(shè)計(jì)的靈活性。
[0016]解決方案
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，以上和其他目標(biāo)可以通過(guò)提供一種電池組來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種電池組包括可以充電和放電的電池單元,也稱(chēng)單元模塊(單元電池),其中所述電池組被配置成如下結(jié)構(gòu):
[0018]多個(gè)所述單元電池構(gòu)成一個(gè)電池模塊；
[0019]兩個(gè)或兩個(gè)以上的所述電池模塊從冷卻劑入口埠的冷卻劑進(jìn)入方向，沿著所述電池組的高度方向(垂直方向)垂直布置，從而構(gòu)成一對(duì)電池模塊組；
[0020]在電池組殼體的中部設(shè)置流空間(“冷卻劑進(jìn)入部”)，其從所述冷卻劑入口埠延伸到每一個(gè)電池模塊組，其中所述冷卻劑進(jìn)入部位于各個(gè)電池模塊組之間；
[0021 ] 在所述電池組殼體的上部和下部設(shè)置流空間(“冷卻劑排出部”)，其從各個(gè)電池模塊組延伸到冷卻劑出口埠；
[0022]以及限定于所述冷卻劑進(jìn)入部與所述冷卻劑排出部之間的冷卻劑流道，所述冷卻劑流道被配置成如下結(jié)構(gòu)，通過(guò)所述冷卻劑進(jìn)入部進(jìn)入的冷卻劑經(jīng)過(guò)每一個(gè)單元電池周?chē)岳鋮s它們，然后通過(guò)對(duì)應(yīng)的冷卻劑排出部排出。
[0023]因此，在根據(jù)本發(fā)明的電池組中，冷卻劑流道的長(zhǎng)度以及冷卻劑流道中冷卻劑的流速通過(guò)上述結(jié)構(gòu)大大減小。結(jié)果，單元電池中產(chǎn)生的熱可以被有效地去除，同時(shí)各個(gè)電池模塊組的單元電池之間的溫度偏差也大大降低。
[0024]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)例中，每一個(gè)電池模塊組可以進(jìn)一步包括沿電池組的寬度方向側(cè)向布置的一個(gè)或多個(gè)電池模塊，其中所述電池模塊根據(jù)需要安置成彼此相鄰。
[0025]同時(shí)，所述電池組可以配置成如下結(jié)構(gòu):每一個(gè)電池模塊組的頂部和底部分別與所述電池組殼體的頂部和底部間隔預(yù)定的寬度，從而在其間限定出所述冷卻劑流道。在這種情況中，從所述電池組殼體的一側(cè)進(jìn)入的冷卻劑可以在經(jīng)過(guò)這個(gè)空間的時(shí)候均勻地冷卻電池模塊使其溫度偏差處于預(yù)定范圍內(nèi)。[0026]在上述結(jié)構(gòu)中，限定在每一個(gè)電池模塊組的外部與所述電池組殼體的內(nèi)部之間的間隔寬度可以設(shè)置在一個(gè)合適的范圍內(nèi)，使得可以均勻地冷卻所述電池模塊使其溫度偏差處于預(yù)定范圍內(nèi)，此外還可以對(duì)電池組的整體尺寸進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。例如，所述間隔寬度可以等于每一個(gè)電池模塊的高度的O到100%。
[0027]在每一個(gè)電池模塊組的外部與所述電池組殼體的內(nèi)部之間限定有間隔寬度，根據(jù)不同情況，所述間隔寬度等于每一個(gè)電池模塊組的高度的5%到30%。
[0028]同時(shí)，所述冷卻劑進(jìn)入部的高度可以等于每一個(gè)冷卻劑排出部的高度的20%到90%，使得進(jìn)入所述冷卻劑進(jìn)入部中的冷卻劑可以到達(dá)遠(yuǎn)離所述冷卻劑進(jìn)入部的電池單元。結(jié)果，在冷卻劑的流動(dòng)速率均勻的情況下，冷卻劑分布效果也顯得相對(duì)比較均勻。
[0029]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)例中，可以在所述電池組殼體的上部和下部形成冷卻劑排出部，并且所述冷卻劑進(jìn)入部可以位于所述電池模塊組之間。在這種情況中，從所述冷卻劑進(jìn)入部到所述冷卻劑排出部的冷卻劑流道的長(zhǎng)度被最小化，這種布置是優(yōu)選的。也就是說(shuō)，所述冷卻劑流道可以包括一對(duì)設(shè)置在所述電池組殼體中的U型冷卻劑流道。
[0030]根據(jù)不同情況，可以在所述冷卻劑入口埠和/或每一個(gè)冷卻劑出口埠中進(jìn)一步安裝用于對(duì)冷卻劑提供流體驅(qū)動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，使得從所述冷卻劑進(jìn)入部進(jìn)入的冷卻劑經(jīng)過(guò)所述電池模塊，快速平穩(wěn)地流到所述冷卻劑出口埠，然后通過(guò)所述冷卻劑出口埠從所述電池組中排出。
[0031]在另一優(yōu)選實(shí)例中，所述冷卻劑入口埠可以連接到汽車(chē)的空調(diào)系統(tǒng)，從而讓冷卻的空氣也就是低溫空氣進(jìn)入所述冷卻劑入口埠。結(jié)果，與使用室溫空氣的氣冷型冷卻結(jié)構(gòu)相比，使用低溫空氣可以更有效率地冷卻單元電池。
[0032]此外，根據(jù)本發(fā)明的電池組可以使用在尤其需要冷卻效率的結(jié)構(gòu)中，也就是說(shuō)，在這種結(jié)構(gòu)中，電池組的高度是電池組寬度的兩倍或兩倍以上，優(yōu)選是兩倍到六倍。
[0033]在根據(jù)本發(fā)明的電池組中，所述冷卻劑進(jìn)入部和所述冷卻劑排出部可以配置成具有各種結(jié)構(gòu)。其中一些優(yōu)選實(shí)例將在下文描述。
[0034]第一實(shí)例中，電池組的冷卻劑入口埠和冷卻劑出口埠可以位于電池組殼體的相同一側(cè)或相對(duì)的兩側(cè)上。在這種結(jié)構(gòu)中，所述冷卻劑入口埠和所述冷卻劑出口埠的若干部分可以根據(jù)使用所述電池組的設(shè)備的結(jié)構(gòu)輕松加以改變，因此提高設(shè)計(jì)的靈活性。
[0035]此外，所述電池組可以配置成相對(duì)于冷卻劑進(jìn)入部垂直對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)冷卻劑的均勻流動(dòng)。結(jié)果，與傳統(tǒng)的冷卻劑流道相比，所述冷卻劑流道的長(zhǎng)度可以大大減小。
[0036]在第二實(shí)例中，所述電池組殼體可以配置成如下結(jié)構(gòu)，電池組殼體的頂部和/或底部包括兩個(gè)或兩個(gè)以上的連續(xù)傾斜表面，從而提高冷卻劑排出的效率。
[0037]在第三實(shí)例中，所述電池模塊組(上部電池模塊組和下部電池模塊組)可以分別布置在所述冷卻劑進(jìn)入部的上側(cè)和下側(cè)，并且所述冷卻劑流道可以在所述冷卻劑進(jìn)入部中沿著所述電池組的寬度方向分岔，這樣使冷卻劑進(jìn)入所述上部電池模塊組和下部電池模塊組中。
[0038]具體地說(shuō)，在所述冷卻劑進(jìn)入部中可以安裝有分岔部件，所述分岔部件被配置成具有下述結(jié)構(gòu)，距所述冷卻劑進(jìn)入部中與所述冷卻劑入口埠相對(duì)的一端越近，距每一個(gè)電池模塊組的距離越短。在這種情況中，盡管冷卻劑的流速是逐漸增加的，但是冷卻劑的流量是逐漸降低的，結(jié)果導(dǎo)致等量的冷卻劑進(jìn)入到各個(gè)電池模塊組中。[0039]S卩，所述冷卻劑進(jìn)入部被所述分岔部件分岔開(kāi)。因此，在冷卻劑進(jìn)入部的垂直截面寬度減小的情況中，單元電池之間的溫度偏差可以減小，因此進(jìn)一步提高了單元電池的性倉(cāng)泛。
[0040]此外，根據(jù)本發(fā)明，所述分岔部件與各個(gè)所述電池模塊組之間的距離可以調(diào)整為相對(duì)于上部冷卻劑排出部的高度與下部冷卻劑排出部的高度之間的比值的反比例關(guān)系，其中所述上部冷卻劑排出部形成于所述電池組殼體的上部，所述下部冷卻劑排出部形成于所述電池組殼體的下部。
[0041]在一個(gè)實(shí)例中，在形成于所述電池組殼體的上部的所述上部冷卻劑排出部的高度小于形成于所述電池組殼體的下部的所述下部冷卻劑排出部的高度的情況中，施加到形成于所述電池組殼體的上部的所述上部冷卻劑排出部上的壓力會(huì)增大。因此，可以對(duì)所述分岔部件的位置進(jìn)行調(diào)整，使得所述分岔部件與所述上部電池模塊組之間的距離增大，因此有相對(duì)較大量的冷卻劑通過(guò)冷卻劑進(jìn)入部進(jìn)入，流向所述上部電池模塊組。
[0042]結(jié)果，冷卻劑可以通過(guò)分岔部件均勻地流到上部電池模塊組和下部電池模塊組，從而提高了電池組的冷卻效率。
[0043]所述分岔部件可以被配置成如下結(jié)構(gòu)，分岔部件中面向各個(gè)電池模塊組的部分可以包括兩個(gè)或兩個(gè)以上的連續(xù)傾斜表面。也就是說(shuō)，傾斜表面可以形成于分岔部件上，其中傾斜表面的傾斜度從冷卻劑入口埤的一端向著冷卻劑入口埤的相對(duì)端增加。
[0044]結(jié)果，通過(guò)冷卻劑進(jìn)入部進(jìn)入的冷卻劑到達(dá)冷卻劑進(jìn)入部的相對(duì)端，與此同時(shí)，隨著冷卻劑沿著所述連續(xù)傾斜表面流動(dòng)，冷卻劑的流速逐漸增加。結(jié)果，所有的單元電池也就是冷卻劑進(jìn)入部附近的單元電池以及遠(yuǎn)離冷卻劑進(jìn)入部的單元電池都可以得到均勻地冷卻。
[0045]此外，所述分岔部件可以在其與所述冷卻劑入口埠的相對(duì)端相對(duì)應(yīng)的表面上設(shè)有不平整紋。也就是說(shuō)，在分岔部件的與所述冷卻劑入口埠的相對(duì)端相對(duì)應(yīng)的表面上可以形成用于產(chǎn)生冷卻劑渦流的不平整紋，結(jié)果導(dǎo)致在限定于單元電池之間的冷卻劑流道中流動(dòng)的冷卻劑的流量變得均勻。結(jié)果，在電池單元的充電和放電的過(guò)程中所產(chǎn)生的熱量可以因?yàn)槔鋮s劑的均勻流動(dòng)而有效地去除。這樣便可以提高單元電池的冷卻效率，并因此改進(jìn)單元電池的運(yùn)作性能。
[0046]同時(shí)，電池模塊可以采用連續(xù)垂直的布置方式，其中各個(gè)電池模塊的冷卻劑流道彼此連通。
[0047]構(gòu)成每一個(gè)電池模塊的單元電池的數(shù)量可以根據(jù)車(chē)輛需要的驅(qū)動(dòng)輸出和車(chē)輛的高度限制進(jìn)行改變。例如，每一個(gè)電池模塊可以包括8到24個(gè)單元電池。
[0048]為方便參考，說(shuō)明書(shū)中使用的術(shù)語(yǔ)“電池模塊”是指包括性的，表示一種電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，其中兩個(gè)或兩個(gè)以上的可充電和可放電的電池單元或單元模塊機(jī)械地連接在一起，同時(shí)彼此之間進(jìn)行電連接以提供高功率和大容量。因此，電池模塊本身可以構(gòu)成整件裝置，也可以是大型裝置的一部分。例如，大量的小型電池模塊可以彼此連接從而構(gòu)成一個(gè)大型的電池模塊?；蛘撸倭康碾姵貑卧梢员舜诉B接從而構(gòu)成一個(gè)單元模塊，而多個(gè)單元模塊可以彼此連接。
[0049]所述單元電池可以彼此間隔開(kāi)，間距等于每一個(gè)單元電池的厚度的5%到50%，這樣，冷卻劑在通過(guò)單元電池之間時(shí)便會(huì)對(duì)單元電池進(jìn)行有效地冷卻。[0050]例如，如果單元電池之間的距離小于每一個(gè)單元電池的厚度的5%，那么要實(shí)現(xiàn)所需的冷卻劑冷卻效果比較困難，因此不是優(yōu)選情況。另一方面，如果單元電池之間的距離大于每一個(gè)單元電池的厚度的50%，那么由這多個(gè)單元電池構(gòu)成的電池模塊的總體尺寸便會(huì)增加，因此也不是優(yōu)選情況。
[0051]同時(shí)，每一個(gè)單元模塊被配置成如下結(jié)構(gòu)，可以將板狀電池單元彼此串聯(lián)連接，板狀電池單元中的每一個(gè)的上端和下端都形成有電極端子。例如，每一個(gè)單元模塊可以包括兩個(gè)或兩個(gè)以上的電池單元，其電極端子彼此串聯(lián)連接，同時(shí)一對(duì)高強(qiáng)度的電池蓋經(jīng)耦合以封蓋所述電池單元的外部，但是不封蓋所述電池單元的所述電極端子。
[0052]板狀電池單元中的每一個(gè)都是厚度小、寬度和長(zhǎng)度相對(duì)較大的電池單元類(lèi)型，因此在將所述電池單元堆疊在一起構(gòu)成一個(gè)電池模塊的情況下，所述電池模塊的總體尺寸被最小化。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)例中，電池單元中的每一個(gè)可以是二次電池，所述二次電池被配置成如下結(jié)構(gòu)，電極組件安裝在由層板形成的電池殼體中，所述層板包括樹(shù)脂層和金屬層；并且電極端子從電池殼體的上端和下端突出。具體地說(shuō)，所述電極組件可以安裝在由鋁制層板形成的袋狀殼體中。采用上述結(jié)構(gòu)的二次電池也可以稱(chēng)作袋狀電池單元。
[0053]電池單元中的每一個(gè)可以是二次電池，例如，鎳金屬氫化物二次電池或鋰二次電池。鋰二次電池尤其是優(yōu)選的，因?yàn)殇嚩坞姵氐哪芰棵芏却螅烹婋妷焊摺?br> [0054]同時(shí)，冷卻劑可以是空氣。但是，冷卻劑當(dāng)然不限于此。
[0055]單元電池可以沿所述電池組的寬度方向(水平方向)直立布置,其中，所述單元電池彼此間隔開(kāi)使得冷卻劑在所述單元電池之間流動(dòng)，從而構(gòu)成一個(gè)電池模塊。
[0056]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種使用具有上述構(gòu)造的電池組作為電源的電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)或電力儲(chǔ)存設(shè)備。
[0057]特定地說(shuō)，在電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)或插電式混合動(dòng)力汽車(chē)使用電池組作為電源的情況中，所述電池組可以安裝在車(chē)輛的后備箱中。
[0058]在本發(fā)明所屬的【技術(shù)領(lǐng)域】中，使用所述電池組作為電源的電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)以及電力儲(chǔ)存設(shè)備是熟知的，因此不再進(jìn)行詳細(xì)地描述。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0059]圖1是示出了傳統(tǒng)的大中型電池組的平面代表圖；
[0060]圖2到圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的電池組的各實(shí)施例的多幅視圖；
[0061]圖5是示出了袋狀電池單元的透視圖；以及
[0062]圖6是示出了電池蓋的透視圖，其中將安裝圖5的電池組以構(gòu)成一個(gè)單元模塊?！揪唧w實(shí)施方式】
[0063]現(xiàn)在，結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。但是，應(yīng)注意，本發(fā)明的范圍不受所說(shuō)明的實(shí)施例的限制。
[0064]圖2是典型地示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性電池組的平面圖。
[0065]參看圖2，電池組200被配置成如下結(jié)構(gòu)，各單元電池101沿電池組200的寬度方向直立布置，其中單元電池101彼此間隔開(kāi)使得冷卻劑在單元電池101之間流動(dòng)，從而構(gòu)成電池模塊100 ;同時(shí)兩個(gè)電池模塊100從冷卻劑入口埠120的冷卻劑進(jìn)入方向，沿著電池組200的高度方向垂直布置，從而構(gòu)成一對(duì)電池模塊組110。
[0066]在電池組殼體150的中部設(shè)置有冷卻劑進(jìn)入部121，其從冷卻劑入口埠120延伸到每一個(gè)電池模塊組110，其中所述冷卻劑進(jìn)入部121位于各個(gè)電池模塊組110之間。在電池組殼體的上部和下部設(shè)置有冷卻劑排出部131，其從各個(gè)電池模塊組110延伸到冷卻劑出口埠130。結(jié)果，在電池組殼體150中限定出一對(duì)U型冷卻劑流道。
[0067]冷卻劑進(jìn)入部121的高度h等于各冷卻劑排出部131的高度H的約80%。根據(jù)不同的情況，每一個(gè)電池模塊組的底部與電池組殼體的底部之間限定的間隔寬度W等于各電池模塊的高度d的約40% ;另外，每一個(gè)電池模塊組110的外部與電池組殼體150的內(nèi)部之間限定的間隔寬度t等于各電池模塊的高度d的約10%。
[0068]當(dāng)然，間隔寬度的尺寸可以改變，根據(jù)需要，范圍為從每一個(gè)電池模塊的高度d的約O到100% O
[0069]結(jié)果，通過(guò)冷卻劑進(jìn)入部121進(jìn)入的冷卻劑垂直經(jīng)過(guò)各個(gè)電池模塊組110。同時(shí)，冷卻劑中有一些穿過(guò)限定在各電池模塊組110的外部與電池組殼體150的內(nèi)部之間的空間。隨后，冷卻劑積累在各電池模塊組110之間，然后通過(guò)冷卻劑出口埠130從電池組排出。
[0070]此外，冷卻劑入口埠120可以連接到汽車(chē)的空調(diào)系統(tǒng)(未圖示)，從而讓冷卻的空氣也就是低溫空氣進(jìn)入冷卻劑入口埠120、垂直經(jīng)過(guò)電池模塊組110然后通過(guò)冷卻劑出口埠130排出。結(jié)果，與使用室溫空氣進(jìn)行冷卻的氣冷型冷卻系統(tǒng)相比，電池模塊100的冷卻效率可以得到大大改進(jìn)。
[0071]同時(shí)，在冷卻劑進(jìn)入部121中安裝有分岔部件300，分岔部件300被配置成如下結(jié)構(gòu)，距冷卻劑進(jìn)入部121中與冷卻劑入口埠120相對(duì)的一端越近，與每個(gè)電池模塊組110的
距離越短。
[0072]在這種情況下，分岔部件300安裝在電池模塊組110中的一個(gè)之上，使得另一個(gè)電池模塊組Iio的兩個(gè)電池模塊100堆疊在所述分岔部件300上方。因此，分岔部件300可以支撐安裝在電池模塊100中的電池單元。
[0073]結(jié)果，冷卻劑流道被分成兩個(gè)部分，這樣便可以使冷卻劑進(jìn)入各個(gè)電池模塊組中。結(jié)果，等量的冷卻劑進(jìn)入各個(gè)電池模塊組中。
[0074]本發(fā)明采用了具有上述結(jié)構(gòu)的分岔部件300，根據(jù)本發(fā)明，電池單元之間的溫度偏差和差壓減小為傳統(tǒng)電池組的偏差和差壓的約1/4。
[0075]圖3是典型地示出根據(jù)本發(fā)明的另一示例性電池組的平面圖。
[0076]參看圖3和圖2，電池組200a的冷卻劑入口埠120和冷卻劑出口埠130a位于電池組殼體150a的相反兩側(cè)上。電池組殼體150a的頂部和底部包括傾斜表面。
[0077]此外，分岔部件300a被配置成如下結(jié)構(gòu)，分岔部件300a的面向電池模塊組110的各部分包括兩個(gè)連續(xù)傾斜表面。在分岔部件300a的與冷卻劑入口埠120的相對(duì)端相對(duì)應(yīng)的表面處形成用于產(chǎn)生冷卻劑渦流的不平整紋。電池組的其他構(gòu)造與結(jié)合圖2所述的電池組的那些構(gòu)造相同，因此不再具體描述。
[0078]圖4是典型地示出根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)示例性電池組的平面圖。
[0079]參看圖4和圖2，每一個(gè)電池模塊組110還包括沿電池組200b的寬度方向側(cè)向布置的四個(gè)電池模塊100，其中，這些電池模塊100彼此相鄰。電池組的其他構(gòu)造與結(jié)合圖2所述的電池組的那些構(gòu)造相同，因此不再具體描述。[0080]圖5是典型地示出袋狀電池單元的透視圖。
[0081 ] 參看圖5，袋狀電池單元50被配置成如下結(jié)構(gòu)，兩個(gè)電極引線(xiàn)51和52分別從電池單元主體53的上端和下端突出，其中電極引線(xiàn)51和52彼此相對(duì)。護(hù)套部件54包括護(hù)套上部和護(hù)套下部。也就是說(shuō)，護(hù)套部件54是一個(gè)兩單元的部件。如果在護(hù)套部件54的護(hù)套上部和護(hù)套下部之間限定有一個(gè)收納部并且所述收納部中安裝有電極組件(未圖示)，那么相對(duì)側(cè)55、上端56以及下端57，也就是護(hù)套部件54的護(hù)套上部和護(hù)套下部的接觸區(qū)域是彼此結(jié)合的，因此制得電池單元50。
[0082]護(hù)套部件54被配置成如下結(jié)構(gòu)，樹(shù)脂層/金屬膜層/樹(shù)脂層這樣的層疊結(jié)構(gòu)。結(jié)果，護(hù)套部件54的護(hù)套上部和護(hù)套下部的相對(duì)側(cè)55、上端56以及下端57，這些彼此接觸的區(qū)域可以通過(guò)對(duì)護(hù)套部件54的護(hù)套上部和護(hù)套下部的相對(duì)側(cè)55、上端56以及下端57施加熱和壓力而彼此結(jié)合在一起，從而將其樹(shù)脂層彼此焊接到一起。根據(jù)不同的情況，護(hù)套部件54的護(hù)套上部和護(hù)套下部的相對(duì)側(cè)55、上端56以及下端57可以通過(guò)結(jié)合劑彼此結(jié)合。關(guān)于護(hù)套部件54的相對(duì)側(cè)55，護(hù)套部件54的護(hù)套上部和護(hù)套下部的相同的樹(shù)脂層彼此間直接接觸，從而通過(guò)焊接完成了護(hù)套部件54相對(duì)側(cè)55的均勻密封。另一方面，對(duì)于護(hù)套部件54的上端56和下端57，電極引線(xiàn)51和52分別從護(hù)套部件54的上端56和下端57突出。因此，護(hù)套部件54的護(hù)套上部和護(hù)套下部的上端56以及下端57通過(guò)熱焊接彼此結(jié)合，其中，考慮到電極引線(xiàn)51和52的厚度，以及電極引線(xiàn)51和52與護(hù)套部件54之間材料的差異，在電極端子51和52與護(hù)套部件54之間插入有膜型密封部件58，從而增加了護(hù)套部件54的密封性。
[0083]圖6是示出了電池蓋的透視圖，其中將安裝兩個(gè)電池單元以構(gòu)成一個(gè)單元模塊，圖5所示為這兩個(gè)電池單元中的一個(gè)。
[0084]參看圖6，電池蓋500中安裝有兩個(gè)袋狀電池單元(未圖示)，其中一個(gè)如圖5所示。電池蓋500不僅用來(lái)增強(qiáng)電池單元的機(jī)械強(qiáng)度，而且還可以用來(lái)將電池單元輕松地安裝到模塊殼體(未圖示)中。這兩個(gè)電池單元安裝在電池蓋500中，其中所述電池單元的一側(cè)電極端子彼此串聯(lián)連接并且彎折成緊密接觸的狀態(tài)。
[0085]電池蓋500包括一對(duì)部件510和520，它們被配置成彼此耦合。電池蓋500由高強(qiáng)度的金屬薄板制成。在電池蓋500的左側(cè)邊緣和右側(cè)邊緣形成有階梯530，用于輕松實(shí)現(xiàn)模塊的安裝；同時(shí)在電池蓋500的上端和下端形成有同樣功能的階梯540。此外，在電池蓋500的上端和下端形成有固定部550，使固定部550沿著電池蓋500的寬度方向延伸。結(jié)果，電池蓋500可以輕松地安裝到模塊殼體(未圖不)。
[0086]從上述實(shí)施例可以看出，電池組可以配置成如下結(jié)構(gòu)，形成有冷卻劑入口埠和冷卻劑出口埠，以便與使用所述電池組的設(shè)備的結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)。此外，所述電池組包括:設(shè)置在電池組殼體中部的冷卻劑進(jìn)入部，所述冷卻劑進(jìn)入部位于電池模塊組之間；設(shè)置在電池組殼體上部和下部的冷卻劑排出部；以及安裝在所述冷卻劑進(jìn)入部中的分岔部件。結(jié)果，單元電池中產(chǎn)生的熱可以被有效地去除，同時(shí)單元電池之間的溫度偏差也大大降低。
[0087]盡管為進(jìn)行說(shuō)明公開(kāi)了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，在不脫離如所附權(quán)利要求書(shū)所公開(kāi)的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以進(jìn)行各種修改、添加和替代。
[0088]工業(yè)應(yīng)用[0089]從上文描述中易于看出，根據(jù)本發(fā)明的電池組包括設(shè)置在電池組殼體中部的冷卻劑進(jìn)入部、設(shè)置在電池組殼體上部和下部的冷卻劑排出部，以及優(yōu)選地，安裝在冷卻劑進(jìn)入部中的分岔部件。結(jié)果，可以向每一個(gè)單元電池均勻地供應(yīng)冷卻劑并且在此類(lèi)冷卻過(guò)程中使單元電池之間的溫度差和差壓最小化。
[0090]此外，根據(jù)本發(fā)明的電池組被配置成如下結(jié)構(gòu)，冷卻劑流道可以根據(jù)使用所述電池組的設(shè)備的結(jié)構(gòu)輕松加以改變，提高了設(shè)計(jì)的靈活性。
【權(quán)利要求】
1.一種電池組,包括能夠充電和放電的電池單元,也稱(chēng)單元模塊(單元電池),其中所述電池組被配置成如下結(jié)構(gòu): 多個(gè)所述單元電池構(gòu)成一個(gè)電池模塊； 兩個(gè)或兩個(gè)以上的所述電池模塊從冷卻劑入口埠的冷卻劑進(jìn)入方向，沿著所述電池組的高度方向(垂直方向)垂直布置，從而構(gòu)成一對(duì)電池模塊組； 在電池組殼體的中部設(shè)置流空間(“冷卻劑進(jìn)入部”)，所述冷卻劑進(jìn)入部從所述冷卻劑入口埠延伸到每一個(gè)電池模塊組，其中所述冷卻劑進(jìn)入部位于各個(gè)所述電池模塊組之間； 在所述電池組殼體的上部和下部設(shè)置流空間(“冷卻劑排出部”)，所述冷卻劑排出部從各個(gè)所述電池模塊組延伸到冷卻劑出口埠；以及 限定于所述冷卻劑進(jìn)入部與所述冷卻劑排出部之間的冷卻劑流道，所述冷卻劑流道被配置成如下結(jié)構(gòu)，通過(guò)所述冷卻劑進(jìn)入部進(jìn)入的冷卻劑經(jīng)過(guò)每一個(gè)單元電池周?chē)詫?duì)其冷卻，然后通過(guò)對(duì)應(yīng)的所述冷卻劑排出部排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中每一個(gè)電池模塊組進(jìn)一步包括沿所述電池組的寬度方向側(cè)向布置的一個(gè)或多個(gè)電池模塊，其中所述電池模塊安置成彼此相鄰。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中每一個(gè)電池模塊組的頂部和底部分別與所述電池組殼體的頂部和底部間隔預(yù)定的寬度，從而在其間限定所述冷卻劑流道。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池組，其中所述間隔寬度等于每一個(gè)電池模塊的高度的5%到 50%ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中所述冷卻劑進(jìn)入部的高度等于每一個(gè)冷卻劑排出部的高度的20%到90%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中所述冷卻劑流道包括設(shè)置在所述電池組殼體中的一對(duì)U型冷卻劑流道。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中用于對(duì)冷卻劑提供流體驅(qū)動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇進(jìn)一步安裝在所述冷卻劑入口埠和/或每一個(gè)冷卻劑出口埠中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中所述冷卻劑入口埠連接到汽車(chē)的空調(diào)系統(tǒng)，從而使得冷卻的空氣也就是低溫空氣進(jìn)入所述冷卻劑入口埠。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中所述電池組被配置成如下結(jié)構(gòu)，所述電池組的高度是所述電池組寬度的兩倍或兩倍以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中所述冷卻劑入口埠以及所述冷卻劑出口埠位于所述電池組殼體的相同一側(cè)或相反兩側(cè)上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中所述電池組被配置成如下結(jié)構(gòu):在垂直方向上相對(duì)于所述冷卻劑進(jìn)入部對(duì)稱(chēng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中所述電池組殼體被配置成如下結(jié)構(gòu)，所述電池組殼體的頂部和/或底部包括兩個(gè)或兩個(gè)以上的連續(xù)傾斜表面。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中所述電池模塊組(上部電池模塊組和下部電池模塊組)分別布置在所述冷卻劑進(jìn)入部的上側(cè)和下側(cè)，并且所述冷卻劑流道在所述冷卻劑進(jìn)入部中沿著所述電池組的寬度方向被分岔，使得冷卻劑進(jìn)入所述上部電池模塊組和下部電池模塊組中。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電池組，其中在所述冷卻劑進(jìn)入部中安裝有分岔部件，所述分岔部件被配置成如下結(jié)構(gòu)，距所述冷卻劑進(jìn)入部中與所述冷卻劑入口埠相對(duì)的一端越近，與每一個(gè)電池模塊組的距離越短。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電池組，其中所述分岔部件與各個(gè)所述電池模塊組之間的距離被調(diào)整成相對(duì)于上部冷卻劑排出部的高度與下部冷卻劑排出部的高度之比的反比例關(guān)系，其中所述上部冷卻劑排出部形成于所述電池組殼體的上部，所述下部冷卻劑排出部形成于所述電池組殼體的下部。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電池組，其中所述分岔部件被配置成如下結(jié)構(gòu):所述分岔部件的面向各個(gè)所述電池模塊組的各部分包括兩個(gè)或兩個(gè)以上的連續(xù)傾斜表面。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電池組，其中所述分岔部件在其與所述冷卻劑入口埠的相對(duì)端相對(duì)應(yīng)的表面上設(shè)有不平整紋。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中所述電池模塊連續(xù)垂直地布置，其中各個(gè)所述電池模塊的冷卻劑流道彼此連通。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組,其中每一個(gè)電池模塊包括8到24個(gè)單元電池。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中所述單元電池彼此間隔開(kāi)的間距等于每一個(gè)單元電池的厚度的5%到50%。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中每一個(gè)單元模塊包括:兩個(gè)或兩個(gè)以上的電池單元以及一對(duì)電池蓋，所述電池單元的電極端子彼此串聯(lián)連接，所述一對(duì)電池蓋被耦合以封蓋所述電池單元的外部，但是不封蓋所述電池單元的所述電極端子。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中每一個(gè)電池單元被配置成如下結(jié)構(gòu)，在袋狀殼體中安裝有電極組件，所述袋狀殼體包括樹(shù)脂層和金屬層。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電`池組，其中每一個(gè)電池單元是鋰二次電池。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中所述冷卻劑是空氣。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中所述單元電池沿所述電池組的寬度方向(水平方向)直立布置，其中，所述單元電池彼此間隔開(kāi)使得冷卻劑在所述單元電池之間流動(dòng)，從而構(gòu)成一個(gè)電池模塊。
26.一種使用根據(jù)權(quán)利要求1到25中任一項(xiàng)所述的電池組作為電源的電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)或電力儲(chǔ)存設(shè)備。
【文檔編號(hào)】H01M10/6557GK103597653SQ201280028353
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2012年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月21日
【發(fā)明者】鄭在皓, 崔知榮, 揚(yáng)在勛, 鄭尚胤, 樸元燦, 崔容碩, 李暎浩 申請(qǐng)人:Lg化學(xué)株式會(huì)社