本發(fā)明涉及包括多個(gè)棱柱形二次電池單元的電池模塊。具體地，提供包括集成冷卻的改進(jìn)的殼體底板(housingfloor)。此外，本發(fā)明還涉及包括該電池模塊的車輛。

背景技術(shù)：

可再充電電池與一次電池的不同在于，其能夠被反復(fù)地充電和放電，而后者僅進(jìn)行化學(xué)能到電能的不可逆轉(zhuǎn)變。低容量的可再充電電池用作用于小型電子設(shè)備諸如移動(dòng)電話、筆記本電腦和錄像攝像機(jī)的電源，而大容量可再充電電池用作用于驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力車輛等中的電機(jī)的電源。

通常，可再充電電池包括：電極組件，包括正電極、負(fù)電極和插設(shè)在正電極和負(fù)電極之間的隔板；殼，接收電極組件；以及電極端子，電連接到電極組件。取決于可再充電電池的使用目的和用法，殼可以具有圓柱形或矩形形狀，電解液被注入到殼中用于通過正電極、負(fù)電極和電解液的電化學(xué)反應(yīng)而對(duì)可再充電電池充電和放電。

可再充電的電池可以用作由串聯(lián)聯(lián)接的多個(gè)單元電池形成的電池模塊從而用于需要高能量密度的混合動(dòng)力車輛的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。也就是，取決于電機(jī)驅(qū)動(dòng)所需要的功率量，電池模塊通過連接所述多個(gè)單元電池的每個(gè)的電極端子而形成，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高功率的可再充電電池。

為了安全地使用電池模塊，從可再充電電池產(chǎn)生的熱應(yīng)被有效地散發(fā)、釋放和/或消散。如果熱散發(fā)/釋放/消散沒有被充分地進(jìn)行，則溫度偏差發(fā)生在相應(yīng)的單元電池之間，使得電池模塊不能產(chǎn)生用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)的期望功率量。此外，當(dāng)電池的內(nèi)部溫度由于從可再充電電池產(chǎn)生的熱而升高時(shí)，在其中發(fā)生異常反應(yīng)，因此可再充電電池的充電和放電性能惡化并且可再充電電池的壽命縮短。因此，需要能夠通過有效地散發(fā)/釋放/消散從電池產(chǎn)生的熱而冷卻可再充電電池的冷卻裝置。

用于冷卻車輛電池的裝置例如從us2011/132580a1得知。該裝置包括冷卻板，該冷卻板具有用于流體流動(dòng)經(jīng)過的管道。電池與冷卻板熱接觸，并且熱能夠從電池傳遞到流體。包括所述管道的冷卻裝置被實(shí)施為至少一個(gè)擠壓輪廓(profile)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)或多個(gè)缺點(diǎn)可以通過本發(fā)明的手段而避免或至少減少。具體地，提供一種電池模塊，該電池模塊包括：

多個(gè)棱柱形的二次電池單元，每個(gè)電池單元具有底表面；和

殼體，用于容納電池單元，包括殼體底板，該殼體底板包括用于冷卻劑通過的一體的冷卻劑通道，一體的冷卻劑通道與所述多個(gè)電池單元的底表面熱接觸。

換句話說，電池模塊的殼體包括剛性的殼體底板，該殼體底板包含用作冷卻劑通道的集成孔洞。剛性的殼體底板的上表面用作冷卻構(gòu)件，即，棱柱形的(或矩形的)二次電池單元布置在殼體底板的頂部上并熱連接到殼體底板。熱接觸可以通過粘合接合或熱襯墊來加強(qiáng)。殼體底板的下表面使集成孔洞(integratedhollow)終止，也就是，集成孔洞與殼體底板的下表面間隔開，并提供對(duì)殼體底板的機(jī)械負(fù)載的改善的機(jī)械穩(wěn)定性。因此，殼體底板包括常規(guī)熱交換構(gòu)件的部件，即冷卻板和冷卻通道。這兩個(gè)部件和常規(guī)支撐板形成殼體的公共(即，一體的或整體的)元件，即，本發(fā)明的殼體底板。因此，冷卻通道例如與殼體底板是不可分離的。本發(fā)明的殼體底板提供突出的堅(jiān)固性，而不增大電池模塊的總重量。此外，由于組成部件的數(shù)目減少，所以制造工藝簡(jiǎn)化。

優(yōu)選地，集成的殼體底板由擠壓鋁(護(hù)套)制成，其表現(xiàn)出足夠的熱傳導(dǎo)性和機(jī)械特性。此外，鋁是低重量的材料并且制造成本低。

根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，配置用于分別連接冷卻通道與冷卻劑的供給管路或回流管路的連接接頭位于殼體底板的外表面處。換句話說，冷卻劑通道連接到冷卻劑分配管路，其中連接接頭遠(yuǎn)離電池單元或可傳輸電的其它部件定位。優(yōu)選地，提供用于連接接頭的額外的(或單獨(dú)的)機(jī)械保護(hù)件。

此外，全部或許多棱柱形的二次電池單元可以被捆成一行，至少兩個(gè)冷卻劑通道可以位于該行下面，使得所述電池單元的每個(gè)底表面與所述至少兩個(gè)冷卻劑通道熱接觸。這些冷卻劑通道中的至少一個(gè)可以與用于冷卻劑的供給管路連接，并且所述冷卻劑通道中的至少一個(gè)可以與用于冷卻劑的回流管路連接。冷卻劑通道的這樣的布置確保了每個(gè)電池單元的足夠的且均勻的冷卻。

此外，關(guān)于機(jī)械負(fù)載的輔助保護(hù)件可以附接到殼體底板的外表面。輔助保護(hù)件可以例如由金屬或纖維復(fù)合材料制成。

此外，熱絕緣件，例如由芳族聚酸胺纖維制成，可以設(shè)置在殼體底板的外表面處，優(yōu)選地在輔助保護(hù)件和殼體底板之間。熱絕緣件防止從電池模塊外部加熱冷卻劑。在芳族聚酸胺纖維的情況下，熱絕緣件將進(jìn)一步改善對(duì)破裂的機(jī)械穩(wěn)定性。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供包括如上限定的電池模塊的車輛。

本發(fā)明的另一些方面能夠從權(quán)利要求書或以下的描述而了解。

附圖說明

通過參照附圖詳細(xì)描述示范性實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，特征將變得明顯，附圖中：

圖1示出常規(guī)電池模塊的透視圖。

圖2示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的電池模塊的局部截面圖。

圖3示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的電池模塊的局部截面圖。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1，常規(guī)電池模塊100的示范性實(shí)施方式包括在一個(gè)方向上排列的多個(gè)電池單元10和鄰近于所述多個(gè)電池單元10的底表面設(shè)置的熱交換構(gòu)件110。一對(duì)端板18被設(shè)置為在電池單元10的外部面對(duì)電池單元10的寬的表面，連接板19配置為將該對(duì)端板18彼此連接從而將所述多個(gè)電池單元10固定在一起。在電池模塊100的兩側(cè)的緊固部分18a通過螺栓40被緊固到支撐板31。支撐板31是殼體30的部分。

這里，每個(gè)電池單元10是棱柱形(或矩形)單元，所述單元的寬的平坦表面堆疊在一起以形成電池模塊。此外，每個(gè)電池單元10包括配置用于容納電極組件和電解質(zhì)的電池殼。電池殼通過蓋組件14被氣密地密封。蓋組件14設(shè)置有具有不同極性的正電極端子11和負(fù)電極端子12以及排氣孔13。排氣孔13是電池單元10的安全裝置，其用作電池單元10中產(chǎn)生的氣體通過其排出到電池單元10的外面的通道。相鄰電池單元10的正電極端子11和負(fù)電極端子12通過匯流條15電連接，匯流條15可以通過螺母16等固定。因此，電池模塊100可以通過將所述多個(gè)電池單元10電連接為一捆而用作電源單元。

通常，電池單元10在被充電/放電時(shí)產(chǎn)生大量的熱。產(chǎn)生的熱在電池單元10中積聚，從而加快電池單元10的惡化。因此，電池模塊100還包括熱交換構(gòu)件110，該熱交換構(gòu)件110鄰近于電池單元10的底表面提供從而冷卻電池單元10。此外，由橡膠或其它彈性材料制成的彈性構(gòu)件120可以插設(shè)在支撐板31和熱交換構(gòu)件110之間。

熱交換構(gòu)件110可以包括被提供為具有對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)電池單元10的底表面的尺寸的冷卻板，例如冷卻板可以完全地交疊電池模塊100中的所有電池單元10的整個(gè)底表面。也就是說，冷卻板通常包括冷卻劑能夠移動(dòng)通過的通道。冷卻劑在熱交換構(gòu)件110內(nèi)部(即，冷卻板內(nèi)部)循環(huán)時(shí)進(jìn)行與電池單元10的熱交換。

圖2示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的電池模塊100的局部截面圖。類似于圖1中示出的常規(guī)實(shí)施方式，電池模塊100包括布置成多行的多個(gè)電池單元10，使得它們的寬的平坦表面彼此面對(duì)。每個(gè)電池單元10的底表面17放置于殼體底板50上，殼體底板50自身是殼體30的部分。底表面17和殼體底板50之間的熱接觸通過熱襯墊42而改善。殼體30還包括蓋34和側(cè)壁36。這里，殼體底板50由擠壓鋁護(hù)套(sheath)組成。

因此，電池模塊100的殼體30包括剛性的殼體底板50，其包含用作冷卻劑通道52的集成孔洞。剛性的殼體底板50的上表面用作冷卻板，即棱柱形二次電池單元10布置在殼體底板50的頂部上并熱連接到殼體底板50的上表面。殼體底板50的下表面使集成孔洞終止并提供對(duì)機(jī)械負(fù)載的改善的機(jī)械穩(wěn)定性，因此用作常規(guī)的支撐板?？傊瑲んw底板50于是包括常規(guī)熱交換構(gòu)件的部件，即冷卻板和冷卻通道。熱交換構(gòu)件的這兩個(gè)部件和常規(guī)支撐板形成殼體30的公共(即，整體的或一體的)元件，即本發(fā)明的殼體底板50。

因此，在本發(fā)明的第一實(shí)施方式中，大量的棱柱形二次電池單元10被捆成一行，兩個(gè)冷卻劑通道52位于該行下面使得所述電池單元10的每個(gè)底表面17與所述兩個(gè)冷卻劑通道52熱接觸。冷卻劑通道52中的一個(gè)可以與用于冷卻劑的供給管路連接，另一個(gè)冷卻劑通道52可以與用于冷卻劑的回流管路連接。

對(duì)機(jī)械負(fù)載的輔助保護(hù)件60(或底部保護(hù))附接到殼體底板50的外表面。輔助保護(hù)件60可以由金屬或纖維復(fù)合材料制成。此外，熱絕緣件70，例如由芳族聚酸胺纖維制成，設(shè)置在輔助保護(hù)件60和殼體底板50之間。

圖3示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的電池模塊的局部截面圖。基本上，第二實(shí)施方式的電池模塊100類似于圖2中示出的第一實(shí)施方式的電池模塊100，除了配置用于連接冷卻通道52與用于冷卻劑的供給管路90或回流管路92的連接接頭80、82分別位于殼體底板50的外表面處。這里，提供用于連接接頭80、82、供給管路90和回流管路92的單獨(dú)的機(jī)械保護(hù)件96。