具有新穎的空氣冷卻式結(jié)構(gòu)的電池組的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電池組，在該電池組中，包括可充電/可放電的電池單體或單元模塊(“單元電池”)的多個(gè)電池模塊被內(nèi)置在電池組殼體中。至少兩個(gè)單元電池構(gòu)成一個(gè)電池模塊，并且至少兩個(gè)電池模塊沿電池組的縱向方向布置以構(gòu)成一個(gè)電池模塊組。另外，兩個(gè)電池模塊組在電池模塊組彼此間隔開的狀態(tài)下沿電池組的寬度方向布置，從而在這兩個(gè)電池模塊組之間提供一個(gè)冷卻劑排出部。此外，用于每個(gè)電池模塊的冷卻劑流入孔被彼此獨(dú)立地形成在電池組殼體的、與電池模塊的面向冷卻劑排出部的位置相對(duì)應(yīng)的部分中。一個(gè)冷卻劑排出孔還形成在電池組殼體的、在電池組的縱向方向上的前表面或后表面中，使得：通過冷卻劑流入孔引入的冷卻劑在經(jīng)過電池模塊的同時(shí)冷卻單元電池，然后冷卻劑被聚集并排出。
【專利說明】具有新穎的空氣冷卻式結(jié)構(gòu)的電池組

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種具有新穎的空氣冷卻結(jié)構(gòu)的電池組，更具體地，涉及一種如下電 池組，其包括安裝在電池組殼體中的多個(gè)電池模塊，每個(gè)電池模塊均具有能夠充電和放電 的電池單體或單元模塊（單元電池），其中，兩個(gè)或更多個(gè)單元電池構(gòu)成一個(gè)電池模塊，兩 個(gè)或更多個(gè)電池模塊沿著電池組的長(zhǎng)度方向布置以構(gòu)成一個(gè)電池模塊組，兩個(gè)電池模塊組 關(guān)于冷卻劑排出部對(duì)稱，冷卻劑入流端口獨(dú)立地形成在電池組殼體的、與每個(gè)電池模塊的 位于與冷卻劑排出部相反的位置上的部分相對(duì)應(yīng)的區(qū)域處，各個(gè)冷卻劑入流端口被形成為 使得通過各個(gè)冷卻劑入流端口引入的冷卻劑不彼此混合，每個(gè)冷卻劑入流端口均具有朝向 冷卻劑出流端口逐漸減小的寬度，并且該冷卻劑出流端口形成在電池組殼體的、在電池組 的長(zhǎng)度方向上的前表面或后表面處，使得：通過各個(gè)冷卻劑入流端口引入的冷卻劑在以每 單位時(shí)間相同的流量經(jīng)過各個(gè)電池模塊的同時(shí)冷卻各個(gè)電池模塊的單元電池，然后經(jīng)由冷 卻劑排出部排出到電池組殼體的外部。

【背景技術(shù)】
[0002] 近來(lái)，能夠充電和放電的二次電池已廣泛用作無(wú)線移動(dòng)設(shè)備的能量源。另外，將二 次電池作為電動(dòng)車輛（EV)和混合動(dòng)力車輛（HEV)的動(dòng)力源已引起了非常大的關(guān)注，已經(jīng)開 發(fā)了上述車輛來(lái)解決由現(xiàn)有的使用化石燃料的汽油車輛和柴油車輛所引起的問題，例如空 氣污染。
[0003] 小型移動(dòng)設(shè)備為每個(gè)設(shè)備使用一個(gè)或數(shù)個(gè)電池單體。另一方面，由于中大型設(shè)備 (例如車輛）需要高輸出和大容量，所以，中大型設(shè)備使用具有彼此電連接的多個(gè)電池單體 的中大型電池模塊。
[0004] 優(yōu)選地，中大型電池模塊被制造成具有盡可能小的尺寸和重量。因此，通常使用能 夠以高的集成度進(jìn)行堆疊并具有小的重量容量比的棱形電池或袋狀電池來(lái)作為中大型電 池模塊的電池單體。具體地，目前很多興趣都集中在使用鋁層壓片作為護(hù)套構(gòu)件的袋狀電 池，這是因?yàn)樵摯鼱铍姵氐闹亓枯p，該袋狀電池的制造成本低，并且能夠容易改進(jìn)該袋狀電 池的形狀。
[0005] 為了讓中大型電池模塊提供特定設(shè)備或裝置所需的輸出和容量，有必要將中大型 電池模塊構(gòu)造成具有下述結(jié)構(gòu)：即，多個(gè)電池單體彼此串聯(lián)或者彼此串聯(lián)和并聯(lián)地電連接， 并且電池單體對(duì)外力是穩(wěn)定的。
[0006] 另外，構(gòu)成中大型電池模塊的電池單體可以是能夠充電和放電的二次電池。因此， 在二次電池的充電和放電期間從這種高輸出大容量的二次電池產(chǎn)生大量的熱量。如果沒有 從單元電池中有效去除在單元電池的充電和放電期間由單元電池產(chǎn)生的熱量，則這些熱量 將積聚在單元電池中，結(jié)果，加速了單元電池的劣化。根據(jù)情形，單元電池可能著火或爆炸。 為此，作為高輸出大容量電池的車輛用電池組需要冷卻系統(tǒng)來(lái)冷卻該電池組中安裝的電池 單體。
[0007] 同時(shí)，電力儲(chǔ)存裝置通常構(gòu)造成具有以下結(jié)構(gòu)：S卩，多個(gè)電池組以抽屜式包裝 (drawer type packaging)的方式安裝在支架中。"抽屜式包裝"是指：在一系列電池組彼 此堅(jiān)直堆疊的狀態(tài)下將這些電池組插入到一個(gè)支架中。在冷卻系統(tǒng)被構(gòu)造用于設(shè)在電力儲(chǔ) 存裝置中的電池組的情況下，難以在以下結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)高的冷卻效率：在該結(jié)構(gòu)中，在每個(gè)電 池模塊中堅(jiān)直形成流動(dòng)通道以冷卻電池單體或單元模塊的狀態(tài)下布置多個(gè)電池模塊。
[0008] S卩，難以提供在每個(gè)電池組的上部和下部處形成流動(dòng)通道所需的空間，這是因?yàn)?這些電池組被堅(jiān)直堆疊。為此，需要在電池模塊被平放的狀態(tài)下布置電池模塊，使得電池組 以抽屜式包裝的方式安裝，以便實(shí)現(xiàn)冷卻，同時(shí)提高空間效率。
[0009] 另外，電力儲(chǔ)存裝置要求高的能量密度和電池的均一壽命和性能。因此，即使在構(gòu) 建所述支架以及電池組被構(gòu)造時(shí)，也需要緊湊的設(shè)計(jì)。
[0010] 例如，為了有效利用空間，電池模塊可以布置在電池組1〇〇中并且冷卻劑流動(dòng)通 道可以如圖1所示地形成在電池組100中。然而，在電池模塊沿著形成冷卻劑流動(dòng)通道的 方向布置的情況下，外部空氣被直接引入到第一行電池模塊中，但是，已經(jīng)從第一行電池模 塊吸收了熱量的空氣（即，被加熱的空氣）被引入到第二行電池模塊中。結(jié)果，第二行電池 模塊的冷卻效率低于第一行電池模塊的冷卻效率，從而，縮短了構(gòu)成電池模塊的電池單體 的壽命。
[0011] 為了解決上述問題，已經(jīng)提出了如圖2所示的、其中形成有單獨(dú)的冷卻劑入流端 口的電池組l〇〇a。然而，在冷卻劑入流端口如上所述地彼此分離并且在電池組中設(shè)有冷卻 劑流動(dòng)間隙的情況下，通過與冷卻劑出流端口鄰近的一個(gè)冷卻劑入流端口引入的冷卻劑被 分散并冷卻遠(yuǎn)離冷卻劑出流端口的電池模塊。結(jié)果，各個(gè)電池模塊處的冷卻劑的流動(dòng)分布 互不相同，這可能導(dǎo)致各個(gè)電池模塊中的非對(duì)稱的溫度分布形態(tài)和局部冷卻偏差。
[0012] 因此，對(duì)于根本上解決上述問題的技術(shù)，存在著高度需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 技術(shù)問題
[0014] 因此，為了解決上述問題及其他尚未解決的技術(shù)問題，已經(jīng)完成本發(fā)明。
[0015] 通過為了解決上述問題而進(jìn)行的各種廣泛深入的研究和實(shí)驗(yàn)，本申請(qǐng)的發(fā)明人已 經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如下文將描述的，在獨(dú)立地設(shè)有與每個(gè)電池模塊相對(duì)應(yīng)的冷卻劑入流端口并且各 個(gè)冷卻劑入流端口的寬度朝向冷卻劑出流端口逐漸減小、同時(shí)通過各個(gè)冷卻劑入流端口引 入的冷卻劑不彼此混合的情況下，能夠有效冷卻電池模塊并減小電池組的體積?；谏鲜?這些發(fā)現(xiàn)，已經(jīng)完成了本發(fā)明。
[0016] 技術(shù)解決方案
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，通過提供一種電池組能夠?qū)崿F(xiàn)上述及其它目的，該電池 組包括安裝在電池組殼體中的多個(gè)電池模塊，每個(gè)電池模塊均具有能夠充電和放電的電池 單體或單元模塊（單元電池），其中，兩個(gè)或更多個(gè)單元電池構(gòu)成一個(gè)電池模塊，兩個(gè)或更 多個(gè)電池模塊沿著電池組的長(zhǎng)度方向布置以構(gòu)成一個(gè)電池模塊組，兩個(gè)電池模塊組關(guān)于冷 卻劑排出部對(duì)稱，冷卻劑入流端口獨(dú)立地形成在電池組殼體的、與每個(gè)電池模塊的位于與 冷卻劑排出部相反的位置上的部分相對(duì)應(yīng)的區(qū)域處，各個(gè)冷卻劑入流端口被形成為使得通 過各個(gè)冷卻劑入流端口引入的冷卻劑不彼此混合，每個(gè)冷卻劑入流端口均具有朝向冷卻劑 出流端口逐漸減小的寬度，并且，冷卻劑出流端口形成在電池組殼體的、在電池組的長(zhǎng)度方 向上的前表面或后表面處，使得：通過各個(gè)冷卻劑入流端口引入的冷卻劑在以每單位時(shí)間 相同的流量經(jīng)過各個(gè)電池模塊的同時(shí)冷卻各個(gè)電池模塊的單元電池，然后經(jīng)由冷卻劑排出 部排出到電池組殼體的外部。
[0018] 在根據(jù)本發(fā)明的電池組中，如上所述，被引入到鄰近冷卻劑出流端口的電池模塊 中的冷卻劑和被引入到遠(yuǎn)離冷卻劑出流端口的電池模塊中的冷卻劑以每單位時(shí)間相同的 流量經(jīng)過各個(gè)電池模塊。因此，能夠防止局部冷卻偏差現(xiàn)象并均勻地維持各個(gè)電池模塊的 溫度。
[0019] 在常規(guī)的電池組中，通過各個(gè)冷卻劑入流端口引入的冷卻劑可能彼此混合。另一 方面，在根據(jù)本發(fā)明的電池組中，能夠通過調(diào)節(jié)各個(gè)冷卻劑入流端口的尺寸來(lái)控制冷卻劑 的流動(dòng)。
[0020] 另外，每個(gè)冷卻劑入流端口均獨(dú)立地形成在電池組殼體的、與相應(yīng)一個(gè)電池模塊 的位于與冷卻劑排出部相反的位置上的部分相對(duì)應(yīng)的區(qū)域處。因此，能夠使冷卻劑的流動(dòng) 長(zhǎng)度和流動(dòng)速度減半，因此，能夠減少電池模塊中沿著冷卻劑的流動(dòng)方向引起的溫度偏差 和壓差。
[0021] 在一優(yōu)選實(shí)例中，每個(gè)冷卻劑入流端口可以形成在電池組殼體處，同時(shí)具有包括 多個(gè)通孔或狹縫的結(jié)構(gòu)。在此結(jié)構(gòu)中，不必提供額外的冷卻劑引入空間。另外，能夠從外側(cè) 通過具有在上述構(gòu)造的冷卻劑入流端口一次引入大量的冷卻劑。
[0022] 電池組殼體的結(jié)構(gòu)不受特別限制，只要電池模塊能夠容易地安裝在電池組殼體中 即可。例如，電池組殼體可以具有：下殼體，電池模塊安裝在該下殼體中；和上殼體，該上殼 體覆蓋下殼體的頂部。
[0023] 同時(shí)，可以提供各種結(jié)構(gòu)來(lái)均勻冷卻各個(gè)電池模塊。
[0024] 例如，構(gòu)成電池模塊組的各個(gè)電池模塊可以具有相同的寬度，并且每個(gè)電池模塊 組可以包括兩個(gè)電池模塊。
[0025] 在如上所述地使用分開的冷卻劑入流端口的情況下，通過各個(gè)冷卻劑入流端口引 入的冷卻劑由于各個(gè)冷卻劑入流端口和冷卻劑出流端口之間的距離差而具有不同的流動(dòng) 速度或不同的流量。具體地，假定各個(gè)冷卻劑入流端口的尺寸相同，那么，通過鄰近冷卻劑 出流端口的冷卻劑入流端口引入的冷卻劑的流動(dòng)速度或流量高于通過遠(yuǎn)離冷卻劑出流端 口的冷卻劑入流端口引入的冷卻劑的流動(dòng)速度或流量。
[0026] 為此，優(yōu)選地，遠(yuǎn)離冷卻劑出流端口的冷卻劑入流端口的面積大于鄰近冷卻劑出 流端口的冷卻劑入流端口的面積，使得：通過各個(gè)冷卻劑入流端口引入的冷卻劑以每單位 時(shí)間相同的流量經(jīng)過各個(gè)電池模塊。
[0027] 在一優(yōu)選實(shí)例中，遠(yuǎn)離冷卻劑出流端口的冷卻劑入流端口與鄰近冷卻劑出流端口 的冷卻劑入流端口的面積之比可以為1.5:1至3. 5:1。
[0028] 優(yōu)選地，以所述電池模塊中的相應(yīng)一個(gè)電池模塊的水平軸線為基準(zhǔn)，每個(gè)冷卻劑 入流端口均在電池組殼體處形成在冷卻劑出流端口的相反側(cè)。更優(yōu)選地，冷卻劑入流端口 形成在電池組殼體的、與各個(gè)電池模塊的位于冷卻劑出流端口的相反側(cè)上的外邊緣相對(duì)應(yīng) 的區(qū)域處。
[0029] 在一優(yōu)選實(shí)例中，每個(gè)冷卻劑入流端口的寬度可以相當(dāng)于每個(gè)電池模塊的長(zhǎng)度的 5至50%。在每個(gè)冷卻劑入流端口被構(gòu)造成具有包括如上所述的多個(gè)通孔或狹縫的結(jié)構(gòu)的 情況下，每個(gè)冷卻劑入流端口的寬度可以是所述通孔或狹縫的寬度的總和。如果每個(gè)冷卻 劑入流端口的寬度小于每個(gè)電池模塊的長(zhǎng)度的5%，則不能通過各個(gè)冷卻劑入流端口引入 足量的冷卻劑來(lái)冷卻各個(gè)電池模塊，這不是優(yōu)選的。另一方面，如果每個(gè)冷卻劑入流端口的 寬度大于每個(gè)電池模塊的長(zhǎng)度的50 %，則電池組不能被均勻冷卻，這也不是優(yōu)選的。
[0030] 同時(shí)，在一優(yōu)選實(shí)例中，在電池模塊和面向電池模塊的電池組殼體之間可以不設(shè) 有冷卻劑流動(dòng)間隙，從而，通過各個(gè)冷卻劑入流端口引入的冷卻劑不彼此混合。在未設(shè)有冷 卻劑流動(dòng)間隙的情況下，減小了電池組的總體體積。
[0031] 在另一優(yōu)選實(shí)例中，在電池模塊和面向電池模塊的電池組殼體之間可以設(shè)有冷卻 劑流動(dòng)間隙，并且在電池模塊之間可以設(shè)有分隔壁以防止通過各個(gè)冷卻劑入流端口引入的 冷卻劑在電池模塊之間流動(dòng)，從而，冷卻劑不彼此混合。
[0032] 在上述結(jié)構(gòu)中，冷卻劑流動(dòng)間隙的尺寸可以相當(dāng)于每個(gè)電池模塊的寬度的0%至 20%，優(yōu)選為1%至20%。
[0033] 冷卻劑排出部的寬度可以相當(dāng)于電池組的寬度的5%至50%。
[0034] 具體地，如果冷卻劑排出部的寬度小于電池組的寬度的5 %，則難以實(shí)現(xiàn)所期望的 冷卻劑均勻性，這不是優(yōu)選的。另一方面，如果冷卻劑排出部的寬度大于電池組的寬度的 50%，則增大了電池組的整體尺寸，這也不是優(yōu)選的。
[0035] 同時(shí)，每個(gè)電池模塊均可包括大致以"η "形狀延伸到冷卻劑出流端口的冷卻劑流 動(dòng)通道。
[0036] 根據(jù)情況，還可以在每個(gè)冷卻劑入流端口和/或冷卻劑出流端口中安裝有用于向 冷卻劑提供流動(dòng)驅(qū)動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，使得：通過每個(gè)冷卻劑入流端口引入的冷卻劑經(jīng)過電 池模塊，快速流暢地移動(dòng)到冷卻劑出流端口并排出到電池組的外部。
[0037] 在另一優(yōu)選實(shí)例中，冷卻劑入流端口和/或冷卻劑出流端口可以連接到空調(diào)系 統(tǒng)。
[0038] 具體地，冷卻劑入流端口可以連接到車輛的空調(diào)系統(tǒng)，使得：被冷卻的空氣（即， 低溫空氣）通過冷卻劑入流端口被引入。因此，與使用室溫空氣的空氣冷卻式冷卻結(jié)構(gòu)中 相比，能夠使用低溫空氣來(lái)更有效地冷卻單元電池。
[0039] 另外，根據(jù)本發(fā)明的電池組的冷卻劑出流端口的尺寸小于常規(guī)電池組的冷卻劑出 流端口的尺寸。因此，在根據(jù)本發(fā)明的電池組連接到空調(diào)系統(tǒng)的情況下，能夠在空調(diào)系統(tǒng)的 構(gòu)造方面實(shí)現(xiàn)材料節(jié)約的效果。
[0040] 同時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的電池組優(yōu)選用在冷卻效率特別重要的結(jié)構(gòu)中，即，電池組的長(zhǎng) 度是電池組的寬度的1. 1倍或更多的結(jié)構(gòu)中，更優(yōu)選地，用在電池組的長(zhǎng)度是電池組的寬 度的1. 2倍至6倍的結(jié)構(gòu)中。
[0041] 所述電池組可以關(guān)于冷卻劑排出部對(duì)稱，以實(shí)現(xiàn)冷卻劑的均勻流動(dòng)。因此，與常規(guī) 的冷卻劑流動(dòng)通道相比，能夠大大減少冷卻劑流動(dòng)通道的長(zhǎng)度。
[0042] 例如，每個(gè)電池模塊均可以包括8至24個(gè)單元電池。
[0043] 為了參考，說明書中使用的術(shù)語(yǔ)"電池模塊"本身是指被構(gòu)造成具有下述結(jié)構(gòu)的電 池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：即，一個(gè)或多個(gè)能夠充電和放電的電池單體或單元模塊被機(jī)械地緊固，同時(shí) 彼此電連接以提供高輸出和大容量。因此，電池模塊自身可以構(gòu)成單個(gè)設(shè)備或大型設(shè)備的 一部分。例如，大量的小型電池模塊可以彼此連接以構(gòu)成一個(gè)大型電池模塊。替代地，少量 的電池單體可以彼此連接以構(gòu)成一個(gè)單元模塊，并且多個(gè)單元模塊可以彼此連接。
[0044] 所述單元電池可以彼此分開一定尺寸，該尺寸相當(dāng)于每個(gè)單元電池的厚度的5% 至50%，使得冷卻劑在單元電池之間經(jīng)過的同時(shí)有效冷卻各個(gè)單元電池。
[0045] 例如，如果單元電池之間的距離小于每個(gè)單元電池的厚度的5 %，則難以實(shí)現(xiàn)所期 望的冷卻劑冷卻效果，這不是優(yōu)選的。另一方面，如果單元電池之間的距離大于每個(gè)單元電 池的厚度的50%，則增大了由單元電池構(gòu)成的電池模塊的整體尺寸，這也不是優(yōu)選的。
[0046] 同時(shí)，每個(gè)單元模塊均可構(gòu)造成具有板狀電池單體彼此串聯(lián)或并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)， 每個(gè)板狀電池單體均具有形成在其上端和下端處的電極端子。例如，每個(gè)單元模塊均可以 包括：兩個(gè)或更多個(gè)電池單體，所述兩個(gè)或更多個(gè)電池單體的電極端子彼此串聯(lián)或并聯(lián)連 接；和一對(duì)高強(qiáng)度的電池蓋，所述一對(duì)高強(qiáng)度的電池蓋相互聯(lián)接以覆蓋電池單體的外表面 的、除了電池單體的電極端子以外的部分。
[0047] 每個(gè)電池單體均是具有小厚度以及較大寬度和長(zhǎng)度的板狀電池單體，以便在電池 單體相互堆疊以構(gòu)成電池模塊時(shí)最小化該電池模塊的總體尺寸。在一優(yōu)選實(shí)例中，每個(gè)電 池單體均可以是構(gòu)造成具有下述結(jié)構(gòu)的二次電池，g卩，電極組件安裝在由包括樹脂層和金 屬層的層壓片形成的電池殼體中并且電極端子從電池殼體的上端和下端突出。具體地，電 極組件可以安裝在由鋁層壓片形成的袋狀殼體中。具有上述結(jié)構(gòu)的二次電池也可稱為袋狀 電池單體。
[0048] 每個(gè)電池單體均可以是二次電池，例如鎳金屬氫化物二次電池或鋰二次電池。鋰 二次電池是特別優(yōu)選的，因?yàn)殇嚩坞姵鼐哂懈叩哪芰棵芏群头烹婋妷骸?br> [0049] 同時(shí)，冷卻劑優(yōu)選是空氣。然而，本發(fā)明不限于此。
[0050] 優(yōu)選地，電池組能夠以抽屜式包裝的方式安裝在電力儲(chǔ)存裝置的支架中。
[0051] 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裝 置，例如電動(dòng)車輛、混合動(dòng)力車輛、外接插電式混合動(dòng)力車輛、或電力儲(chǔ)存裝置。
[0052] 特別地，在電池組在電動(dòng)車輛、混合動(dòng)力車輛或外接插電式混合動(dòng)力車輛中作為 電源的情況下，該電池組可以安裝在車輛的行李箱中。
[0053] 使用電池組作為電源的電動(dòng)車輛、混合動(dòng)力車輛、外接插電式混合動(dòng)力車輛和電 力儲(chǔ)存裝置在本發(fā)明所屬的領(lǐng)域中是公知的，因此，將省略其詳細(xì)描述。
[0054] 本發(fā)明的有益效果
[0055] 從上文的描述中顯然可見，根據(jù)本發(fā)明的電池組被構(gòu)造成使得通過各個(gè)冷卻劑入 流端口引入的冷卻劑不彼此混合且各個(gè)冷卻劑入流端口的寬度朝向冷卻劑出流端口逐漸 減小。結(jié)果，通過鄰近冷卻劑出流端口的冷卻劑入流端口引入的冷卻劑和通過遠(yuǎn)離冷卻劑 出流端口的冷卻劑入流端口引入的冷卻劑以每單位時(shí)間相同的流量經(jīng)過各個(gè)電池模塊。因 此，能夠防止各個(gè)電池模塊之間的局部冷卻偏差并能夠均勻地維持各個(gè)電池模塊的溫度。 另外，每個(gè)冷卻劑入流端口均獨(dú)立地形成在電池組殼體的、與相應(yīng)一個(gè)電池模塊的位于與 冷卻劑排出部相反的位置上的部分相對(duì)應(yīng)的區(qū)域處。因此，能夠使冷卻劑的流動(dòng)長(zhǎng)度和流 動(dòng)速度減半，因此，能夠減小電池模塊中沿著冷卻劑的流動(dòng)方向引起的溫度偏差和壓差。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0056] 圖1是示出了一種常規(guī)電池組的平面圖；
[0057] 圖2是示出根據(jù)另一常規(guī)電池組的平面圖；
[0058] 圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池組的平面圖；
[0059] 圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的電池組的平面圖；
[0060] 圖5是圖3所示的電池組的透視圖；
[0061] 圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的電池組的透視圖；
[0062] 圖7是示出了袋狀電池單體的透視圖；并且
[0063] 圖8是示出了電池蓋的透視圖，圖7的電池單體將安裝在該電池蓋中以構(gòu)成單元 模塊。

【具體實(shí)施方式】
[0064] 現(xiàn)在，將參考附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明的范 圍并不限于所圖示的實(shí)施例。
[0065] 圖3是典型示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池組的平面圖，圖5是典型示出了 圖3的電池組的透視圖。
[0066] 參考這些附圖，電池組100b被構(gòu)造成具有兩個(gè)電池模塊組110和120安裝在電池 組殼體150中的結(jié)構(gòu)，這兩個(gè)電池模塊組110和120中的每一個(gè)均包括沿電池組100b的長(zhǎng) 度方向L布置的兩個(gè)電池模塊。例如，電池模塊組110被構(gòu)造成具有以下結(jié)構(gòu)：其中，兩個(gè) 電池模塊101和102沿電池組100b的長(zhǎng)度方向L布置。
[0067] 另外，冷卻劑入流端口 160和162分開地形成在電池組殼體150的、與各個(gè)電池模 塊的位于與冷卻劑排出部140相反的位置上的部分相對(duì)應(yīng)的區(qū)域處。在該電池組中未設(shè)有 冷卻劑流動(dòng)間隙。因此，通過各個(gè)冷卻劑入流端口 160和162引入的冷卻劑直接進(jìn)入電池 模塊101和102,使得冷卻劑不彼此混合。
[0068] 此外，冷卻劑出流端口 130形成在電池組殼體150的、在電池組100b的長(zhǎng)度方向 L上的前表面處，使得：通過各個(gè)冷卻劑入流端口 160和162引入的冷卻劑在經(jīng)過各個(gè)電池 模塊101和102的同時(shí)冷卻各個(gè)電池模塊101和102的單元電池，然后排出到電池組殼體 150的外部。
[0069] 每個(gè)冷卻劑入流端口 160和162均構(gòu)造成具有包括多個(gè)通孔的結(jié)構(gòu)。遠(yuǎn)離冷卻劑 出流端口 130的冷卻劑入流端口 160的面積大于鄰近冷卻劑出流端口 130的冷卻劑入流端 口 162的面積。
[0070] 另外，以電池模塊101的水平軸線為基準(zhǔn)，冷卻劑入流端口 160在電池組殼體150 處形成在冷卻劑出流端口 130的相反側(cè)。
[0071] 各個(gè)電池模塊均包括冷卻劑流動(dòng)通道142和144。冷卻劑流動(dòng)通道142和144以 "1 "形狀延伸到冷卻劑出流端口 130。電池組100b的長(zhǎng)度L相當(dāng)于電池組100b的寬度W 的約1. 3倍。
[0072] 同時(shí)，電池模塊組110和120關(guān)于冷卻劑排出部140對(duì)稱。
[0073] 冷卻劑排出部140的寬度w相當(dāng)于電池組100b的寬度W的約20%。
[0074] 圖4是典型示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的電池組的平面圖。
[0075] 參考圖4,電池組100e具有在電池組殼體150和電池模塊101和102之間限定的 間隙A，并且，在間隙A中設(shè)有分隔壁B，以防止通過冷卻劑入流端口 160和162引入的冷卻 劑彼此混合。
[0076] 圖6是典型示出了根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的電池組的透視圖。
[0077] 圖6的電池組在結(jié)構(gòu)上與圖3的電池組相同，不同之處在于圖6的電池組包括：下 殼體150,電池模塊安裝在該下殼體150中；和上殼體170,該上殼體170覆蓋下殼體150的 頂部，因此，將省略其詳細(xì)描述。
[0078] 圖7是典型示出了袋狀電池單體的透視圖。
[0079] 參考圖7,袋狀電池單體50被構(gòu)造成具有下述結(jié)構(gòu)：在該結(jié)構(gòu)中，兩根電極引線 51和52分別從電池單體本體53的上端和下端突出，使得電極引線51和52彼此相對(duì)。護(hù) 套構(gòu)件54包括上護(hù)套部和下護(hù)套部。即，護(hù)套構(gòu)件54是兩件式構(gòu)件。在電極組件（未示 出）安裝在限定于護(hù)套構(gòu)件54的上護(hù)套部和下護(hù)套部之間的接收部中的狀態(tài)下，兩個(gè)相反 側(cè)55、上端56以及下端57 (它們是護(hù)套構(gòu)件54的上護(hù)套部和下護(hù)套部的接觸區(qū)域）的彼 此結(jié)合，從而制造電池單體50。
[0080] 護(hù)套構(gòu)件54構(gòu)造成具有由樹脂層/金屬薄膜層/樹脂層構(gòu)成的層壓結(jié)構(gòu)。因此， 通過將熱量和壓力施加到護(hù)套構(gòu)件54的上護(hù)套部和下護(hù)套部的兩個(gè)相反側(cè)55、上端56以 及下端57,能夠使護(hù)套構(gòu)件54的上護(hù)套部和下護(hù)套部的彼此接觸的兩個(gè)相反側(cè)55、上端 56以及下端57彼此結(jié)合，使得將其樹脂層彼此焊接。根據(jù)情形，通過使用結(jié)合劑，護(hù)套構(gòu) 件54的上護(hù)套部和下護(hù)套部的兩個(gè)相反側(cè)55、上端56以及下端57可以彼此結(jié)合。對(duì)于 護(hù)套構(gòu)件54的兩個(gè)相反側(cè)55,護(hù)套構(gòu)件54的上護(hù)套部和下護(hù)套部的相同樹脂層彼此直接 接觸，從而通過焊接來(lái)完成護(hù)套構(gòu)件54的兩個(gè)相反側(cè)55處的均勻密封。另一方面，對(duì)于護(hù) 套構(gòu)件54的上端56和下端57,電極引線51和52分別從護(hù)套構(gòu)件54的上端56和下端57 突出。為此，在膜式密封構(gòu)件58介于護(hù)套構(gòu)件54與電極端子51、52之間的狀態(tài)下，考慮到 電極引線51、52的厚度以及電極引線51、52與護(hù)套構(gòu)件54之間的材料的差異，護(hù)套構(gòu)件54 的上護(hù)套部和下護(hù)套部的上端56和下端57彼此熱結(jié)合，從而增加護(hù)套構(gòu)件54的密封性。
[0081] 圖8是典型示出了電池蓋的透視圖，電池單體將安裝在該電池蓋中以構(gòu)成單元模 塊，圖7中示出了該電池單體中的一個(gè)。
[0082] 參考圖8,電池蓋500具有安裝在電池蓋500中的兩個(gè)袋狀電池單體（未示出）， 兩個(gè)袋狀電池單體之一在圖5中示出。電池蓋500不僅用于增加電池單體的機(jī)械強(qiáng)度，而 且能夠使電池單體容易安裝到模塊殼體（未示出）。在電池單體的一側(cè)電極端子彼此串聯(lián) 連接且然后緊密接觸的狀態(tài)下，兩個(gè)電池單體安裝在電池蓋500中。
[0083] 電池蓋500包括被構(gòu)造成彼此聯(lián)接的一對(duì)構(gòu)件510和520。電池蓋500由高強(qiáng)度 的金屬片制成。使模塊能夠容易固定的階狀部530形成在電池蓋500的左側(cè)邊緣和右側(cè)邊 緣處，并且，具有相同功能的階狀部540也形成在電池蓋500的上端和下端處。另外，固定 部550形成在電池蓋500的上端和下端處，使得固定部550在電池蓋500的寬度方向上延 伸。因此，電池蓋500容易安裝到模塊殼體（未示出）。
[0084] 盡管為了闡述性目的已經(jīng)公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng) 理解，在不脫離本發(fā)明的如所附權(quán)利要求中公開的范圍和精神的情況下，可以進(jìn)行各種變 型、添加和替代。
【權(quán)利要求】
1. 一種電池組，所述電池組包括安裝在電池組殼體中的多個(gè)電池模塊，每個(gè)電池模塊 均具有能夠充電和放電的電池單體或單元模塊（單元電池），其中 兩個(gè)或更多個(gè)單元電池構(gòu)成一個(gè)電池模塊， 兩個(gè)或更多個(gè)電池模塊沿所述電池組的長(zhǎng)度方向布置以構(gòu)成一個(gè)電池模塊組， 兩個(gè)電池模塊組關(guān)于冷卻劑排出部對(duì)稱， 在所述電池組殼體的、與每個(gè)電池模塊的位于與所述冷卻劑排出部相反的位置上的部 分相對(duì)應(yīng)的區(qū)域處，獨(dú)立地形成有冷卻劑入流端口， 各個(gè)冷卻劑入流端口被形成為使得：通過各個(gè)冷卻劑入流端口引入的冷卻劑不彼此混 合；每個(gè)所述冷卻劑入流端口均具有朝向冷卻劑出流端口逐漸減小的寬度，并且 所述冷卻劑出流端口形成在所述電池組殼體的、在所述電池組的長(zhǎng)度方向上的前表面 或后表面處，使得：通過各個(gè)冷卻劑入流端口引入的冷卻劑在以每單位時(shí)間相同的流量經(jīng) 過各個(gè)電池模塊的同時(shí)冷卻各個(gè)電池模塊的單元電池，然后經(jīng)由所述冷卻劑排出部排出到 所述電池組殼體的外部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中，每個(gè)所述冷卻劑入流端口均形成在所述電池 組殼體處，同時(shí)具有包括多個(gè)通孔或狹縫的結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中，所述電池組殼體包括：下殼體，所述電池模塊 安裝在所述下殼體中；和上殼體，所述上殼體覆蓋所述下殼體的頂部。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中，構(gòu)成每個(gè)所述電池模塊組的各個(gè)電池模塊具 有相同的寬度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中，每個(gè)所述電池模塊組均包括兩個(gè)電池模塊。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池組，其中，遠(yuǎn)離所述冷卻劑出流端口的冷卻劑入流端口 與鄰近所述冷卻劑出流端口的冷卻劑入流端口的面積之比為1. 5:1至3. 5:1。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中，以所述電池模塊中的相應(yīng)一個(gè)電池模塊的水 平軸線為基準(zhǔn)，每個(gè)冷卻劑入流端口均在所述電池組殼體處形成在所述冷卻劑出流端口的 相反側(cè)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池組，其中，所述冷卻劑入流端口形成在所述電池組殼體 的、與各個(gè)電池模塊的位于所述冷卻劑出流端口的相反側(cè)上的外邊緣相對(duì)應(yīng)的區(qū)域處。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中，在所述電池模塊和面向所述電池模塊的所述 電池組殼體之間未設(shè)有冷卻劑流動(dòng)間隙。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中，在所述電池模塊和面向所述電池模塊的所述 電池組殼體之間設(shè)有冷卻劑流動(dòng)間隙，并且，在所述電池模塊之間設(shè)有分隔壁以防止通過 各個(gè)冷卻劑入流端口引入的冷卻劑在所述電池模塊之間流動(dòng)，從而，所述冷卻劑不彼此混 合。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電池組，其中，所述間隙的尺寸相當(dāng)于每個(gè)所述電池模塊 的寬度的1 %至20%。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中，所述冷卻劑排出部的寬度相當(dāng)于所述電池組 的寬度的5%至50%。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中，每個(gè)所述電池模塊均包括以"η "形狀延伸到 所述冷卻劑出流端口的冷卻劑流動(dòng)通道。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中，在所述冷卻劑出流端口中安裝有用于向所述 冷卻劑提供流動(dòng)驅(qū)動(dòng)力的抽吸風(fēng)扇。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中，所述冷卻劑入流端口和/或所述冷卻劑出流 端口連接到空調(diào)系統(tǒng)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中，所述電池組的長(zhǎng)度相當(dāng)于所述電池組的寬度 的1. 1倍或更多。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中，每個(gè)所述電池模塊均構(gòu)造成具有8至24個(gè)單 元電池彼此堅(jiān)直堆疊的結(jié)構(gòu)。
18. 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一定尺寸，該尺寸 相當(dāng)于每個(gè)單元電池的厚度的5%至50%。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中，每個(gè)所述單元模塊均包括：兩個(gè)或更多個(gè)電 池單體，所述兩個(gè)或更多個(gè)電池單體的電極端子彼此串聯(lián)連接；和一對(duì)電池蓋，所述一對(duì)電 池蓋相互聯(lián)接，以覆蓋所述電池單體的外表面的、除了所述電池單體的電極端子以外的部 分。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中，每個(gè)所述電池單體均構(gòu)造成具有以下結(jié)構(gòu)： 電極組件安裝在包括樹脂層和金屬層的袋狀電池殼體中。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中，每個(gè)所述電池單體均是鋰二次電池。
22. 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。
23. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中，所述電池組以抽屜式包裝的方式安裝在電力 儲(chǔ)存裝置的支架中。
24. -種使用根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組作為電源的電動(dòng)車輛、混合動(dòng)力車輛、外接 插電式混合動(dòng)力車輛、或電力儲(chǔ)存裝置。
【文檔編號(hào)】H01M10/6551GK104160547SQ201380008330
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月8日
【發(fā)明者】崔知榮, 樸壽贊, 李汎炫, 姜達(dá)模, 崔容碩 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Lg化學(xué)