電池組和使用電池組作為電源的裝置的制造方法
【專利說明】電池組和使用電池組作為電源的裝置
[0001]分案申請
[0002]本申請是申請日為2013年2月6日、申請?zhí)枮?01380005275.8、發(fā)明名稱為“新穎的空氣冷卻結(jié)構(gòu)的電池組”的中國專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]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，并且更加具體地，涉及一種如下電池組，其包括安裝在電池組殼體中的多個電池模塊，所述多個電池模塊中的每一個具有能夠被充電和放電的電池單元或者單元模塊(單元單體)，其中，兩個或者更多個單元單體組成一個電池模塊，兩個或者更多個電池模塊沿電池組的長度方向布置以組成一個電池模塊組，兩個電池模塊組在電池模塊組被彼此間隔開的狀態(tài)下沿電池組的寬度方向布置使得冷卻劑排出部被限定在電池模塊組之間，在電池組殼體的位于與冷卻劑排出部相對的位置處的區(qū)域處，與電池模塊中的每個電池模塊相對應(yīng)地獨立形成冷卻劑入口，并且冷卻劑出口被形成在電池組殼體的沿電池組的長度方向的前部或者后部處，使得通過各個冷卻劑入口引入的冷卻劑在穿過各個電池模塊的同時冷卻各個電池模塊的單元單體，并且然后被排出到電池組殼體之外。
【背景技術(shù)】
[0004]近來，能夠充電和放電的二次電池已廣泛用作無線移動設(shè)備的能量源。另外，將二次電池作為電動車輛(EV)和混合動力電動車輛(HEV)的動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。
[0005]小型移動設(shè)備為每個設(shè)備使用一個或數(shù)個電池單元。另一方面，由于中型或大型設(shè)備需要高輸出和大容量，所以中型或大型設(shè)備諸如車輛使用具有被相互電連接的多個電池單元的中型或大型電池模塊。
[0006]優(yōu)選地，中型或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行堆疊并具有小的重量容量比的棱形電池或袋狀電池來作為中型或大型電池模塊的電池單元。具體地，目前很多興趣都集中在使用鋁層壓片作為護套構(gòu)件的袋狀電池，這是因為該袋狀電池的重量輕，該袋狀電池的制造成本低，并且能夠容易改進該袋狀電池的形狀。
[0007]為了讓中型或大型電池模塊提供具體設(shè)備或者裝置所要求的輸出和容量，有必要將中型或大型電池模塊構(gòu)造成具有下述結(jié)構(gòu)，即，多個電池單元被彼此串聯(lián)地或者彼此串聯(lián)地和并聯(lián)地電連接，并且電池單元對外力是穩(wěn)定的。
[0008]另外，組成中大型電池模塊的電池單元可以是能夠被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樣的高輸出、大容量的二次電池產(chǎn)生大量的熱。如果從單元電池沒有有效地去除在單元電池的充電和放電期間從單元電池產(chǎn)生的熱，則熱積聚在單元電池中，因此單元電池的劣化被加速。根據(jù)情況，單元電池可能著火或者爆炸。為此，作為高輸出、大容量的電池的用于車輛的電池組需要冷卻系統(tǒng)以冷卻被安裝在電池組中的電池單元。
[0009]同時，蓄電裝置通常被構(gòu)造成具有以抽屜式封裝的方式將多個電池組安裝在支架中的結(jié)構(gòu)。抽屜式封裝意指，在電池組被豎直地堆疊的狀態(tài)下將一系列的電池組插入到一個支架中。在為被設(shè)置在蓄電裝置中的電池組構(gòu)造冷卻系統(tǒng)的情況下，難以實現(xiàn)在流動通道被豎直地形成在每個電池模塊中以冷卻電池單元或者單元模塊的狀態(tài)下布置電池模塊的結(jié)構(gòu)中實現(xiàn)高冷卻效率。
[0010]S卩，難以提供對于在每個電池組的上部和下部處形成流動通道所必需的空間，這是因為電池組被豎直地堆疊。為此，有必要在電池模塊被安放的狀態(tài)下布置電池模塊使得電池組以抽屜式封裝的方式安裝以便于實現(xiàn)冷卻同時提高空間效率。
[0011 ]另外，蓄電裝置要求高能量密度和電池的均勻的壽命和性能。因此，即使當構(gòu)造支架時并且當電池組被構(gòu)造時也需要緊湊的設(shè)計。
[0012]例如，對于空間利用，電池模塊可以被布置在電池組100中并且冷卻劑流動通道可以被形成在如在圖1中所示的電池組100中。然而，在形成冷卻劑流動通道的方向中布置電池模塊的情況下，外部空氣被直接地引入到第一行電池模塊中但是已經(jīng)吸收來自于第一行電池模塊的熱的空氣，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比第一行電池模塊的冷卻效率低，從而組成電池模塊的電池單元的壽命被縮短。
[0013]因此，存在對于根本地解決上述問題的技術(shù)的高度需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]技術(shù)問題
[0015]因此，為解決以上問題和尚待解決的其它技術(shù)問題已經(jīng)完成本發(fā)明。
[0016]本發(fā)明的目的是為了提供一種電池組，該電池組被構(gòu)造成具有下述結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，在電池模塊組被彼此間隔開的狀態(tài)下在電池組的寬度方向中布置兩個電池模塊組，使得在電池模塊組之間限定冷卻劑排出部，以最小化在不同行的電池模塊或者單元單體之間引起的溫度偏差和不同壓力，從而限制在電池模塊或者單元單體的性能的劣化并且通過冷卻效率。
[0017]技術(shù)解決方案
[0018]本發(fā)明提供了一種包括安裝在電池組殼體中的多個電池模塊，所述多個電池模塊中的每一個具有能夠被充電和放電的電池單元或者單元模塊，其中，
[0019]兩個或者更多個單元單體組成一個電池模塊，所述單元單體是所述電池單元或者所述單元模塊，
[0020 ]兩個或者更多個電池模塊沿所述電池組的長度方向布置以組成一個電池模塊組，
[0021]兩個電池模塊組在所述電池模塊組彼此間隔開的狀態(tài)下沿所述電池組的寬度方向布置，從而在所述電池模塊組之間限定冷卻劑排出部，
[0022]在所述電池組殼體的位于與所述冷卻劑排出部相對的位置處的區(qū)域處，與所述電池模塊中的每一個電池模塊相對應(yīng)地獨立形成冷卻劑入口，并且
[0023]在所述電池組殼體的沿所述電池組的長度方向的前部或者后部處形成冷卻劑出口，使得通過各個冷卻劑入口引入的冷卻劑在穿過各個電池模塊的同時冷卻各個電池模塊的單元單體，且然后被排出到所述電池組殼體之外，并且
[0024]其中，被引入到組成所述電池模塊組的各個電池模塊中的冷卻劑的流速或者流量被設(shè)置為是均勻的，并且所述冷卻劑穿過的所述電池模塊的寬度被設(shè)置成使得遠離所述冷卻劑出口的電池模塊的寬度小于鄰近所述冷卻劑出口的電池模塊的寬度。
[0025]本發(fā)明還提供了一種使用根據(jù)上述電池組作為電源的裝置，其中，所述裝置是從電動車輛、混合動力電動車輛、插電式混合動力電動車輛以及蓄電裝置中選擇的任一種。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，通過提供一種電池組能夠完成上面和其它的目的，該電池組包括多個電池模塊，均具有能夠被充電和放電，被安裝在電池組殼體中的電池單元或者單元模塊(單元單體)，其中，兩個或者更多個單元單體組成一個電池模塊，兩個或者更多個電池模塊被布置在電池組的長度方向中以組成一個電池模塊組，在兩個電池模塊組被彼此間隔開的狀態(tài)下所述兩個電池模塊組被布置在電池組的寬度方向中使得冷卻劑排出部被限定在電池模塊組之間，在電池組殼體的位于與冷卻劑排出部相對的位置處的區(qū)域處，與電池模塊中的每個電池模塊相對應(yīng)地獨立形成冷卻劑入口，并且冷卻劑出口被形成在電池組殼體的在電池組的長度方向中的前部或者后部處使得通過各個冷卻劑入口引入的冷卻劑在穿過各個電池模塊的同時冷卻各個電池模塊的單元單體并且然后該冷卻劑被排出到電池組殼體之外。
[0027]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的電池組被構(gòu)造以具有下述結(jié)構(gòu)，S卩，在電池模塊組被彼此間隔開的狀態(tài)下兩個電池模塊組被布置在電池組的寬度方向中使得冷卻劑排出部被限定在電池模塊組之間。因此，沒有必要在電池組殼體的上端或者下端處形成冷卻劑排出部，并且因此，能夠構(gòu)造電池組使得電池組在豎直方向中具有緊湊的結(jié)構(gòu)。
[0028]另外，根據(jù)本發(fā)明的電池組被構(gòu)造以具有如下結(jié)構(gòu):在電池組殼體的位于與冷卻劑排出部相對的位置處的區(qū)域處，與每個電池模塊相對應(yīng)地獨立形成冷卻劑入口。因此，能夠?qū)⒗鋮s劑的流動長度和流速減半，并且因此，能夠減少在電池模塊中在冷卻劑的流動方向中引起的溫度偏差和壓差。
[0029]在具體實例中，每個冷卻劑入口可以被形成在電池組殼體處同時具有包括多個通孔或者狹縫的結(jié)構(gòu)。在這樣的情況下，沒有必要提供附加的冷卻劑引入空間。另外，能夠從外側(cè)通過具有在上述構(gòu)造的冷卻劑入口立即引入大量的冷卻劑。
[0030]電池組殼體的結(jié)構(gòu)沒有被特別地限制，只要電池模塊能夠被容易地安裝在電池組殼體中。例如，電池組殼體可以具有:下殼體，電池模塊被安裝在該下殼體中；和上殼體，該上殼體覆蓋下殼體的頂部。
[0031]在另一具體實例中，電池模塊可以與冷卻劑入口所形成處的電池組殼體間隔開，使得冷卻劑流動區(qū)段被限定在電池組殼體和電池模塊之間，在該冷卻劑流動區(qū)段中，通過冷卻