具有新颖的空气冷却式结构的电池组制造技术

本发明专利技术提供一种电池组，在该电池组中，包括可充电/可放电的电池单体或单元模块(“单元电池”)的多个电池模块被内置在电池组壳体中。至少两个单元电池构成一个电池模块，并且至少两个电池模块沿电池组的纵向方向布置以构成一个电池模块组。另外，两个电池模块组在电池模块组彼此间隔开的状态下沿电池组的宽度方向布置，从而在这两个电池模块组之间提供一个冷却剂排出部。此外，用于每个电池模块的冷却剂流入孔被彼此独立地形成在电池组壳体的、与电池模块的面向冷却剂排出部的位置相对应的部分中。一个冷却剂排出孔还形成在电池组壳体的、在电池组的纵向方向上的前表面或后表面中，使得：通过冷却剂流入孔引入的冷却剂在经过电池模块的同时冷却单元电池，然后冷却剂被聚集并排出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有新颖的空气冷却式结构的电池组
本专利技术涉及一种具有新颖的空气冷却结构的电池组，更具体地，涉及一种如下电池组，其包括安装在电池组壳体中的多个电池模块，每个电池模块均具有能够充电和放电的电池单体或单元模块(单元电池)，其中，两个或更多个单元电池构成一个电池模块，两个或更多个电池模块沿着电池组的长度方向布置以构成一个电池模块组，两个电池模块组关于冷却剂排出部对称，冷却剂入流端口独立地形成在电池组壳体的、与每个电池模块的位于与冷却剂排出部相反的位置上的部分相对应的区域处，各个冷却剂入流端口被形成为使得通过各个冷却剂入流端口引入的冷却剂不彼此混合，每个冷却剂入流端口均具有朝向冷却剂出流端口逐渐减小的宽度，并且该冷却剂出流端口形成在电池组壳体的、在电池组的长度方向上的前表面或后表面处，使得：通过各个冷却剂入流端口引入的冷却剂在以每单位时间相同的流量经过各个电池模块的同时冷却各个电池模块的单元电池，然后经由冷却剂排出部排出到电池组壳体的外部。
技术介绍
近来，能够充电和放电的二次电池已广泛用作无线移动设备的能量源。另外，将二次电池作为电动车辆(EV)和混合动力车辆(HEV)的动力源已引起了非常大的关注，已经开发了上述车辆来解决由现有的使用化石燃料的汽油车辆和柴油车辆所引起的问题，例如空气污染。小型移动设备为每个设备使用一个或数个电池单体。另一方面，由于中大型设备(例如车辆)需要高输出和大容量，所以，中大型设备使用具有彼此电连接的多个电池单体的中大型电池模块。优选地，中大型电池模块被制造成具有尽可能小的尺寸和重量。因此，通常使用能够以高的集成度进行堆叠并具有小的重量容量比的棱形电池或袋状电池来作为中大型电池模块的电池单体。具体地，目前很多兴趣都集中在使用铝层压片作为护套构件的袋状电池，这是因为该袋状电池的重量轻，该袋状电池的制造成本低，并且能够容易改进该袋状电池的形状。为了让中大型电池模块提供特定设备或装置所需的输出和容量，有必要将中大型电池模块构造成具有下述结构：即，多个电池单体彼此串联或者彼此串联和并联地电连接，并且电池单体对外力是稳定的。另外，构成中大型电池模块的电池单体可以是能够充电和放电的二次电池。因此，在二次电池的充电和放电期间从这种高输出大容量的二次电池产生大量的热量。如果没有从单元电池中有效去除在单元电池的充电和放电期间由单元电池产生的热量，则这些热量将积聚在单元电池中，结果，加速了单元电池的劣化。根据情形，单元电池可能着火或爆炸。为此，作为高输出大容量电池的车辆用电池组需要冷却系统来冷却该电池组中安装的电池单体。同时，电力储存装置通常构造成具有以下结构：即，多个电池组以抽屉式包装(drawertypepackaging)的方式安装在支架中。“抽屉式包装”是指：在一系列电池组彼此竖直堆叠的状态下将这些电池组插入到一个支架中。在冷却系统被构造用于设在电力储存装置中的电池组的情况下，难以在以下结构中实现高的冷却效率：在该结构中，在每个电池模块中竖直形成流动通道以冷却电池单体或单元模块的状态下布置多个电池模块。即，难以提供在每个电池组的上部和下部处形成流动通道所需的空间，这是因为这些电池组被竖直堆叠。为此，需要在电池模块被平放的状态下布置电池模块，使得电池组以抽屉式包装的方式安装，以便实现冷却，同时提高空间效率。另外，电力储存装置要求高的能量密度和电池的均一寿命和性能。因此，即使在构建所述支架以及电池组被构造时，也需要紧凑的设计。例如，为了有效利用空间，电池模块可以布置在电池组100中并且冷却剂流动通道可以如图1所示地形成在电池组100中。然而，在电池模块沿着形成冷却剂流动通道的方向布置的情况下，外部空气被直接引入到第一行电池模块中，但是，已经从第一行电池模块吸收了热量的空气(即，被加热的空气)被引入到第二行电池模块中。结果，第二行电池模块的冷却效率低于第一行电池模块的冷却效率，从而，缩短了构成电池模块的电池单体的寿命。为了解决上述问题，已经提出了如图2所示的、其中形成有单独的冷却剂入流端口的电池组100a。然而，在冷却剂入流端口如上所述地彼此分离并且在电池组中设有冷却剂流动间隙的情况下，通过与冷却剂出流端口邻近的一个冷却剂入流端口引入的冷却剂被分散并冷却远离冷却剂出流端口的电池模块。结果，各个电池模块处的冷却剂的流动分布互不相同，这可能导致各个电池模块中的非对称的温度分布形态和局部冷却偏差。因此，对于根本上解决上述问题的技术，存在着高度需求。
技术实现思路
技术问题因此，为了解决上述问题及其他尚未解决的技术问题，已经完成本专利技术。通过为了解决上述问题而进行的各种广泛深入的研究和实验，本申请的专利技术人已经发现，如下文将描述的，在独立地设有与每个电池模块相对应的冷却剂入流端口并且各个冷却剂入流端口的宽度朝向冷却剂出流端口逐渐减小、同时通过各个冷却剂入流端口引入的冷却剂不彼此混合的情况下，能够有效冷却电池模块并减小电池组的体积。基于上述这些发现，已经完成了本专利技术。技术解决方案根据本专利技术的一个方面，通过提供一种电池组能够实现上述及其它目的，该电池组包括安装在电池组壳体中的多个电池模块，每个电池模块均具有能够充电和放电的电池单体或单元模块(单元电池)，其中，两个或更多个单元电池构成一个电池模块，两个或更多个电池模块沿着电池组的长度方向布置以构成一个电池模块组，两个电池模块组关于冷却剂排出部对称，冷却剂入流端口独立地形成在电池组壳体的、与每个电池模块的位于与冷却剂排出部相反的位置上的部分相对应的区域处，各个冷却剂入流端口被形成为使得通过各个冷却剂入流端口引入的冷却剂不彼此混合，每个冷却剂入流端口均具有朝向冷却剂出流端口逐渐减小的宽度，并且，冷却剂出流端口形成在电池组壳体的、在电池组的长度方向上的前表面或后表面处，使得：通过各个冷却剂入流端口引入的冷却剂在以每单位时间相同的流量经过各个电池模块的同时冷却各个电池模块的单元电池，然后经由冷却剂排出部排出到电池组壳体的外部。在根据本专利技术的电池组中，如上所述，被引入到邻近冷却剂出流端口的电池模块中的冷却剂和被引入到远离冷却剂出流端口的电池模块中的冷却剂以每单位时间相同的流量经过各个电池模块。因此，能够防止局部冷却偏差现象并均匀地维持各个电池模块的温度。在常规的电池组中，通过各个冷却剂入流端口引入的冷却剂可能彼此混合。另一方面，在根据本专利技术的电池组中，能够通过调节各个冷却剂入流端口的尺寸来控制冷却剂的流动。另外，每个冷却剂入流端口均独立地形成在电池组壳体的、与相应一个电池模块的位于与冷却剂排出部相反的位置上的部分相对应的区域处。因此，能够使冷却剂的流动长度和流动速度减半，因此，能够减少电池模块中沿着冷却剂的流动方向引起的温度偏差和压差。在一优选实例中，每个冷却剂入流端口可以形成在电池组壳体处，同时具有包括多个通孔或狭缝的结构。在此结构中，不必提供额外的冷却剂引入空间。另外，能够从外侧通过具有在上述构造的冷却剂入流端口一次引入大量的冷却剂。电池组壳体的结构不受特别限制，只要电池模块能够容易地安装在电池组壳体中即可。例如，电池组壳体可以具有：下壳体，电池模块安装在该下壳体中；和上壳体，该上壳体覆盖下壳体的顶部。同时，可以提供各种结构来均匀冷却各个电池模块。例如，构成电池模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池组，所述电池组包括安装在电池组壳体中的多个电池模块，每个电池模块均具有能够充电和放电的电池单体或单元模块(单元电池)，其中两个或更多个单元电池构成一个电池模块，两个或更多个电池模块沿所述电池组的长度方向布置以构成一个电池模块组，两个电池模块组关于冷却剂排出部对称，在所述电池组壳体的、与每个电池模块的位于与所述冷却剂排出部相反的位置上的部分相对应的区域处，独立地形成有冷却剂入流端口，各个冷却剂入流端口被形成为使得：通过各个冷却剂入流端口引入的冷却剂不彼此混合；每个所述冷却剂入流端口均具有朝向冷却剂出流端口逐渐减小的宽度，并且所述冷却剂出流端口形成在所述电池组壳体的、在所述电池组的长度方向上的前表面或后表面处，使得：通过各个冷却剂入流端口引入的冷却剂在以每单位时间相同的流量经过各个电池模块的同时冷却各个电池模块的单元电池，然后经由所述冷却剂排出部排出到所述电池组壳体的外部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.08 KR 10-2012-00237551.一种电池组，所述电池组包括安装在电池组壳体中的多个电池模块，每个电池模块均具有能够充电和放电的电池单体或单元电池，其中两个或更多个单元电池构成一个电池模块，两个或更多个电池模块沿所述电池组的长度方向布置以构成一个电池模块组，两个电池模块组关于冷却剂排出部对称，在所述电池组壳体的、与每个电池模块的位于与所述冷却剂排出部相反的位置上的部分相对应的区域处，独立地形成有冷却剂入流端口，各个冷却剂入流端口被形成为使得：通过各个冷却剂入流端口引入的冷却剂不彼此混合；每个所述冷却剂入流端口均具有朝向冷却剂出流端口逐渐减小的宽度，并且所述冷却剂出流端口形成在所述电池组壳体的、在所述电池组的长度方向上的前表面或后表面处，使得：通过各个冷却剂入流端口引入的冷却剂在以每单位时间相同的流量经过各个电池模块的同时冷却各个电池模块的单元电池，然后经由所述冷却剂排出部排出到所述电池组壳体的外部，并且其中，以所述电池模块中的相应一个电池模块的水平轴线为基准，每个冷却剂入流端口均在所述电池组壳体处形成在所述冷却剂出流端口的相反侧。2.根据权利要求1所述的电池组，其中，每个所述冷却剂入流端口均形成在所述电池组壳体处，同时具有包括多个通孔或狭缝的结构。3.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述电池组壳体包括：下壳体，所述电池模块安装在所述下壳体中；和上壳体，所述上壳体覆盖所述下壳体的顶部。4.根据权利要求1所述的电池组，其中，构成每个所述电池模块组的各个电池模块具有相同的宽度。5.根据权利要求1所述的电池组，其中，每个所述电池模块组均包括两个电池模块。6.根据权利要求5所述的电池组，其中，远离所述冷却剂出流端口的冷却剂入流端口与邻近所述冷却剂出流端口的冷却剂入流端口的面积之比为1.5:1至3.5:1。7.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述冷却剂入流端口形成在所述电池组壳体的、与各个电池模块的位于所述冷却剂出流端口的相反侧上的外边缘相对应的区域处。8.根据权利要求1所述的电池组，其中，在所述电池模块和面向所述电池模...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔知荣，朴寿赞，李汎炫，姜达模，崔容硕，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR