电池组以及用于电池组的包封互连制造技术

本公开提供电池组以及用于电池组的包封互连。本发明专利技术涉及具有多个堆叠的电池模块层级(25、26)的电池组(100)，其中堆叠的电池模块层级(25、26)的冷却剂回路(60、61、70、71)通过冷却剂互联器(80)垂直地连接。冷却剂互联器(80)由包封元件(81)围绕，其中每个包封元件(81)与冷却剂互联器(80)的外表面限定位于所连接的电池模块层级(25、26)之间的一体积。本发明专利技术的另一个方面涉及用于电池组(100)的包封互连，该包封互连包括这样的冷却剂互联器(80)和这样的包封元件(81)。

Battery pack and encapsulation interconnect for battery pack

The present disclosure provides a battery pack and a encapsulation interconnect for a battery group. The invention relates to a battery pack (100) with a plurality of stacked battery module levels (25, 26), wherein the coolant loops (60, 61, 70 and 71) of stacked battery modules (25, 26) are vertically connected through the coolant interconnect (80). The coolant interconnect (80) is surrounded by the encapsulating element (81), wherein the outer surface of each encapsulating element (81) and the coolant interconnect (80) limit the volume between the connected battery module level (25, 26). Another aspect of the invention relates to the encapsulation interconnection for battery pack (100), which includes such coolant interconnects (80) and such encapsulating elements (81).

【技术实现步骤摘要】
电池组以及用于电池组的包封互连
本专利技术涉及具有堆叠的电池模块的冷却剂回路之间的改善的垂直连接的电池组以及涉及用于连接电池组的第一电池模块层级和第二电池模块层级的冷却剂回路的包封互连(encapsulatedinterconnection)。
技术介绍
可再充电电池与一次电池的不同在于，它可以被反复地充电和放电，而后者仅进行化学能到电能的不可逆转换。低容量可再充电电池用作小型电子装置(诸如蜂窝电话、笔记本计算机和便携式摄像机)的电源，而高容量可再充电电池用作混合动力汽车中的发动机等的电源。通常，可再充电电池包括：电极组件，包括正电极、负电极和插设在正电极和负电极之间的隔板；壳体，接收电极组件；以及电极端子，电连接到电极组件。取决于可再充电电池的预期用途和实际应用，壳体可以具有圆柱形或矩形形状。电解质溶液被注入到壳体中，用于可再充电电池的通过正电极、负电极和电解质溶液的电化学反应的充电和放电。可再充电电池可以用作由串联连接的多个电池单元形成的电池模块，从而用于向需要高能量密度的混合动力车辆的发动机供电。也就是，电池模块根据所需要的电力的量通过连接每个电池单元的电极端子而形成，从而可以实现高功率可再充电电池。为了安全地使用这些电池模块，由可再充电电池产生的热应当被有效地散发、排放和/或消散。如果没有足够的热散发/排放/消散，在各电池单元之间产生温度偏差，使得电池模块不能产生期望的电力。此外，当电池的内部温度由于由可再充电电池产生的热而升高时，其中发生异常反应，因此可再充电电池的充电和放电性能退化并且可再充电电池的寿命缩短。因此，用于通过有效散发/排放/消散由电池产生的热而冷却可再充电电池模块的冷却装置是本领域众所周知的。由于冷却装置必须与电池模块的表面热接触，所以其通常构造为单独的装置以附接到电池模块的表面或者集成在电池模块的外壳中。为了进一步提高电池系统的能量密度，例如为了提高电动汽车的驱动路程，多个电池模块可以被堆叠并电互连以形成电池组。为了保证从电池模块产生的热的充分散发/排放/消散，这样的多层级电池组可以包括用于电池组的每个层的冷却装置。用于分配冷却剂到多个电池模块的结构通常在机械稳定性和气密性上是弱点，无论是在正常的使用中还是在碰撞的情形中。根据二次电池的类型(例如锂离子电池)以及所使用的冷却剂的类型(例如水基冷却剂)，泄漏的冷却剂会严重地损坏电池模块，甚至周围的结构例如电动汽车。
技术实现思路
现有技术的一个或多个缺点可以通过本专利技术避免或至少减少。具体地，提供一种电池组，该电池组包括第一电池模块层级和第二电池模块层级，第一电池模块层级包括：第一热交换构件，具有包括冷却管的冷却区域；冷却剂分配管线，布置在第一热交换构件之外并配置用于向冷却管供应冷却剂；第一二次电池单元，与冷却区域热接触；冷却剂互联器，配置用于将冷却管或冷却剂分配管线流体地(fluidly)连接到第二电池模块层级；以及包封元件，围绕冷却剂互联器并与冷却剂互联器的外表面限定位于第一电池模块层级和第二电池模块层级之间的一体积。电池组包括第一电池模块层级，第一电池模块层级包括第一热交换构件，例如为刚性冷却板的形式。第一热交换构件可以由铸铝制成，并包括冷却剂通过其流动的冷却管，该冷却管例如由金属材料(例如，铁、铝或镁，优选地，钢)制成。在第一热交换构件的至少一个冷却区域中，冷却管布置为使得在第一热交换构件的表面附近实现足够的冷却效率。第一热交换构件的该至少一个冷却区域可以为其中设置多个冷却管或一个或多个冷却管的多个缠绕(winding)的区域。第一热交换构件还包括连接到冷却剂分配管线的冷却剂入口和冷却剂出口，即冷却剂供应管线和冷却剂返回管线。冷却剂入口和出口与冷却管流体连通。第一热交换构件还可以包括对应于冷却管在冷却剂端口(冷却剂入口和出口)和冷却区域之间的连接部分的区域。冷却剂分配管线位于冷却区域外面且在第一热交换构件外面，并被配置为通过冷却剂端口提供冷却剂到冷却管。至少一个第一二次电池单元与第一热交换构件的该至少一个冷却区域热接触。因此，冷却区域接触该至少一个第一二次电池单元的至少一个表面。此外，冷却剂分配管线设置为远离第一二次电池单元或可传输电力的其它部分。优选地，冷却管被模制在第一热交换构件内，例如它们被埋设在刚性冷却板的铝基体中。这进一步改善冷却剂和第一二次电池单元的分隔。电池组还包括冷却剂互联器，用于连接电池组的不同电池模块层级的冷却剂回路。不限于此实施方式，冷却剂互联器被描述为第一电池模块层级的提供到第二电池模块层级流体的流体连接的元件。然而，冷却剂互联器也可以看作第二电池模块层级的部分。优选地，冷却剂互联器将第一电池模块层级的冷却管或冷却剂分配管线流体地连接到第二电池模块层级，即第二电池模块层级的冷却剂回路。根据本专利技术，冷却剂互联器由包封元件围绕，其中所形成的包封关于电池组中使用的冷却剂是至少液体密封的(liquid-tight)。包封元件与冷却剂互联器的外表面一起限定一体积，该体积在连接的第一和第二电池模块层级之间。因此，包封元件与冷却剂互联器的外表面一起限定一体积。该体积可以仅由包封元件的外壁(和部分地由连接接头(connectionjoint)(例如从冷却剂互联器到冷却管或冷却剂分配管线)的外壁段)限制。可选地，该体积可以由包封元件的外壁与第一电池模块层级的面对第二电池模块层级的表面和/或第二电池模块层级的面对第一电池模块层级的表面一起限制一体积。所限制的体积相对于电池组中使用的冷却剂是至少液体密封的，并具有下面描述的限制。包封元件可以包括外壁，该外壁与冷却剂互联器的外壁以及(优选地)所连接的电池模块层级的表面限定该体积。包封元件可以为整体部件或由多个子部件构成。包封元件可以包括用于向第一和第二电池模块层级提供液体密封的连接接头。包封元件还可以包括子部件之间的液体密封连接接头。因此，通过包封元件，提供对于冷却剂互联器的额外保护。该额外保护可以涉及冷却剂互联器自身的结构和/或冷却剂互联器的连接接头。因此，在冷却剂互联器泄漏的情况下，例如由于冷却剂互联器的结构的故障或者互联器的连接接头的故障，泄漏的冷却剂被收集在由包封元件限定的体积中。因此，冷却剂和电池单元之间的接触风险被进一步降低。此外，包封元件配置为提供对冷却剂互联器的机械加强，因此可以防止其故障。在优选的实施方式中，第二电池模块层级包括第二热交换构件，第二热交换构件具有包括第二冷却管的冷却区域，第二冷却剂分配管线布置在第二热交换构件外面并配置用于向第二热交换构件的第二冷却管供应冷却剂，其中冷却剂互联器配置用于将第一电池模块层级的冷却管或冷却剂分配管线流体地连接到第二电池模块层级的第二冷却管或冷却剂分配管线。冷却剂互联器可以为整体部件，具有到所联接的冷却管和/或冷却剂分配管线的每个的连接接头。可选地，冷却剂互联器可以包括至少两个子部件，每个子部件与冷却管或冷却剂分配管线成整体或者熔接/焊接到冷却管或冷却剂分配管线，和/或每个子部件包括连接接头用于联接到另一个子部件。可选地，每个子部件包括用于冷却管或冷却剂分配管线的第一连接接头和用于另一个子部件的第二连接接头。冷却剂互联器还可以包括管子(tubing)，该管子流体地连接用于各电池模块层级的冷却剂互联器的连接接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池组，具有第一电池模块层级和第二电池模块层级，所述第一电池模块层级包括：第一热交换构件，具有包括第一冷却管的第一冷却区域；第一二次电池单元，与所述第一冷却区域热接触；第一冷却剂分配管线，布置在所述第一热交换构件外面并配置用于供应冷却剂到所述第一冷却管；冷却剂互联器，配置用于将所述第一冷却管或所述第一冷却剂分配管线流体地连接到所述第二电池模块层级；以及包封元件，围绕所述冷却剂互联器并与所述冷却剂互联器的外表面限定位于所述第一电池模块层级和所述第二电池模块层级之间的一体积。

【技术特征摘要】
2016.09.01 EP 16186797.31.一种电池组，具有第一电池模块层级和第二电池模块层级，所述第一电池模块层级包括：第一热交换构件，具有包括第一冷却管的第一冷却区域；第一二次电池单元，与所述第一冷却区域热接触；第一冷却剂分配管线，布置在所述第一热交换构件外面并配置用于供应冷却剂到所述第一冷却管；冷却剂互联器，配置用于将所述第一冷却管或所述第一冷却剂分配管线流体地连接到所述第二电池模块层级；以及包封元件，围绕所述冷却剂互联器并与所述冷却剂互联器的外表面限定位于所述第一电池模块层级和所述第二电池模块层级之间的一体积。2.根据权利要求1所述的电池组，其中所述第二电池模块层级包括：第二热交换构件，具有包括第二冷却管的第二冷却区域；以及第二冷却剂分配管线，布置在所述第二热交换构件外面并配置用于供应冷却剂到所述第二热交换构件的所述第二冷却管；其中所述冷却剂互联器配置用于将所述第一电池模块层级的所述第一冷却管或所述第一冷却剂分配管线流体地连接到所述第二电池模块层级的所述第二冷却管或所述第二冷却剂分配管线。3.根据权利要求2所述的电池组，其中所述第一电池模块层级包括具有至少一个第一冷却区域的所述第一热交换构件以及多个第一二次电池单元，每个第一二次电池单元与所述第一热交换构件的至少一个第一冷却区域接触，和/或所述第二电池模块层级包括具有至少一个第二冷却区域的所述第二热交换构件以及多个第二二次电池单元，每个第二二次电池单元与所述第二热交换构件的至少一个第二冷却区域接触。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：R温谢，O斯托扬诺维奇，H克里格，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR