具有新型气冷结构的电池组制造技术

本发明专利技术公开一种电池组，这种电池组包括能够充电和放电的电池单元，也称单元模块（单元电池），其中所述电池组被配置成如下结构：多个单元电池构成一个电池模块；两个或两个以上的所述电池模块从冷却剂入口埠的冷却剂进入方向，沿着所述电池组的高度方向（垂直方向）垂直布置，从而构成一对电池模块组；在电池组壳体的中部设置流空间（“冷却剂进入部”），它从所述冷却剂入口埠延伸到每一个电池模块组，其中所述冷却剂进入部位于各个电池模块组之间；在所述电池组壳体的上部和下部设置流空间（“冷却剂排出部”），它们从各个电池模块组延伸到冷却剂出口埠；以及限定于所述冷却剂进入部与所述冷却剂排出部之间的冷却剂流道，所述冷却剂流道被配置成如下结构，通过所述冷却剂进入部进入的冷却剂经过每一个单元电池周围以对其冷却，然后通过对应的冷却剂排出部排出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有新型气冷结构的电池组
本专利技术涉及一种电池组，这种电池组包括能够被充电和放电的电池单元，也称单元模块，其中所述电池组被配置成如下结构:多个所述单元电池构成一个电池模块；两个或两个以上的所述电池模块从冷却剂入口埠的冷却剂进入方向，沿着所述电池组的高度方向垂直布置，从而构成一对电池模块组；在电池组壳体的中部设置有一个冷却剂进入部，其从所述冷却剂入口埠延伸到每一个电池模块组，其中所述冷却剂进入部位于各个电池模块组之间；在电池组壳体的上部和下部设置有冷却剂排出部，其从各个电池模块组延伸到冷却剂出口埠；以及限定在所述冷却剂进入部与所述冷却剂排出部之间的冷却剂流道，所述冷却剂流道被配置成如下结构，通过所述冷却剂进入部进入的冷却剂经过每一个单元电池周围以对其冷却，然后通过相应的冷却剂排出部排出。
技术介绍
近年来，无线移动设备中广泛使用能够充电和放电的二次电池作为电力来源。此夕卜，为了解决目前因汽油车以及柴油车使用化石燃料造成的空气污染等问题，已经开发了电动汽车(EV)和混合动力汽车(HEV)，作为这类汽车的电源，二次电池吸引了相当大的关注。小型移动设备每设备使用一或若干个电池单元。另一方面，因为汽车等大中型设备需要高功率和大容量，所以它们使用具有多个电池单元的大中型电池模块，这种电池模块具有多个彼此电连接的电池单元。优选地，在大中型电池模块的制造中尽可能地减小模块的尺寸和重量。为此，大中型电池模块的电池单元通常使用的是方型电池或袋状电池(pouch-shaped battery)这种可以高集中度堆叠并且重量与容量之比较小的类型。特定地说，目前关注点集中在使用铝制层板作为护套部件的袋状电池上，因为袋状电池重量轻、制造成本低，同时袋状电池的形状易于改进。为了让大中型电池模块能够提供特定装置或设备所需的功率和容量，大中型电池模块需要配置成如下结构，多个电池单元彼此串联电连接，或者是彼此之间串并联连接，同时这些电池单元具有抗外力稳定性。同时，构成大中型电池模块的电池单元可以是可以充电和放电的二次电池。结果，在二次电池的充电和放电期间，这些高功率大容量的二次电池产生了大量的热。如果单元电池在其充电和放电期间产生的热没有有效地去除，那么热量便累积在单元电池中，导致其加速降级。单元电池可能会在不同的环境作用下着火或爆炸。为此，汽车用的电池组，这种高功率大容量的电池需要通过冷却系统来冷却安装在所述电池组中的电池单元。另一方面，在包括多个电池单元的大中型电池组中，某些电池单元的性能降级会导致整个电池组的性能降级。导致性能不均匀性的主要因素之一是电池单元之间的冷却的不均匀性。为此，需要提供一种确保在冷却剂流动期间均匀冷却的结构。如图1中所示，传统的大中型电池组被配置成如下结构，各单元电池按照电池组20的宽度方向W直立布置,从而构成一层电池模块10,例如,在电池组壳体15中安装有电池模块10，总共四层，其中，电池模块10构成的这些层沿着电池组20的高度方向堆叠。这样，从冷却剂进入部11进入的冷却剂首先经过限定在垂直方向堆叠的各个单元电池之间的流道，以对单元电池进行冷却，然后经过冷却剂排出部12从电池组中排出，其中，冷却剂进入部11形成于电池组的上部，冷却剂排出部12形成于电池组的下部。但是，在上述这种结构中，各电池模块层之间会产生温度偏差，同时，延长的冷却剂流道也会产生差压。结果，电池单元之间要实现均匀冷却比较困难。因此，迫切需要一种技术来根本性地解决上述问题。
技术实现思路
技术问题因此，制造本专利技术来解决上述问题以及有待解决的其他技术问题。本专利技术的目标是提供一种电池组，其能够使电池模块层的单元电池之间的温度偏差和单元电池之间的差压最小化，因此阻止单元电池的性能降低同时提高冷却效率。本专利技术的另一目标是提供一种电池组，所述电池组被配置成如下结构，冷却剂流道可以根据使用所述电池组的设备的结构轻松加以改变，因此提高设计的灵活性。解决方案根据本专利技术的一个方面，以上和其他目标可以通过提供一种电池组来实现，这种电池组包括可以充电和放电的电池单元,也称单元模块(单元电池),其中所述电池组被配置成如下结构:多个所述单元电池构成一个电池模块；两个或两个以上的所述电池模块从冷却剂入口埠的冷却剂进入方向，沿着所述电池组的高度方向(垂直方向)垂直布置，从而构成一对电池模块组；在电池组壳体的中部设置流空间(“冷却剂进入部”)，其从所述冷却剂入口埠延伸到每一个电池模块组，其中所述冷却剂进入部位于各个电池模块组之间；[0021 ] 在所述电池组壳体的上部和下部设置流空间(“冷却剂排出部”)，其从各个电池模块组延伸到冷却剂出口埠；以及限定于所述冷却剂进入部与所述冷却剂排出部之间的冷却剂流道，所述冷却剂流道被配置成如下结构，通过所述冷却剂进入部进入的冷却剂经过每一个单元电池周围以冷却它们，然后通过对应的冷却剂排出部排出。因此，在根据本专利技术的电池组中，冷却剂流道的长度以及冷却剂流道中冷却剂的流速通过上述结构大大减小。结果，单元电池中产生的热可以被有效地去除，同时各个电池模块组的单元电池之间的温度偏差也大大降低。在一个优选实例中，每一个电池模块组可以进一步包括沿电池组的宽度方向侧向布置的一个或多个电池模块，其中所述电池模块根据需要安置成彼此相邻。同时，所述电池组可以配置成如下结构:每一个电池模块组的顶部和底部分别与所述电池组壳体的顶部和底部间隔预定的宽度，从而在其间限定出所述冷却剂流道。在这种情况中，从所述电池组壳体的一侧进入的冷却剂可以在经过这个空间的时候均匀地冷却电池模块使其温度偏差处于预定范围内。在上述结构中，限定在每一个电池模块组的外部与所述电池组壳体的内部之间的间隔宽度可以设置在一个合适的范围内，使得可以均匀地冷却所述电池模块使其温度偏差处于预定范围内，此外还可以对电池组的整体尺寸进行适当调整。例如，所述间隔宽度可以等于每一个电池模块的高度的O到100%。在每一个电池模块组的外部与所述电池组壳体的内部之间限定有间隔宽度，根据不同情况，所述间隔宽度等于每一个电池模块组的高度的5%到30%。同时，所述冷却剂进入部的高度可以等于每一个冷却剂排出部的高度的20%到90%，使得进入所述冷却剂进入部中的冷却剂可以到达远离所述冷却剂进入部的电池单元。结果，在冷却剂的流动速率均匀的情况下，冷却剂分布效果也显得相对比较均匀。在一个优选实例中，可以在所述电池组壳体的上部和下部形成冷却剂排出部，并且所述冷却剂进入部可以位于所述电池模块组之间。在这种情况中，从所述冷却剂进入部到所述冷却剂排出部的冷却剂流道的长度被最小化，这种布置是优选的。也就是说，所述冷却剂流道可以包括一对设置在所述电池组壳体中的U型冷却剂流道。根据不同情况，可以在所述冷却剂入口埠和/或每一个冷却剂出口埠中进一步安装用于对冷却剂提供流体驱动力的驱动风扇，使得从所述冷却剂进入部进入的冷却剂经过所述电池模块，快速平稳地流到所述冷却剂出口埠，然后通过所述冷却剂出口埠从所述电池组中排出。在另一优选实例中，所述冷却剂入口埠可以连接到汽车的空调系统，从而让冷却的空气也就是低温空气进入所述冷却剂入口埠。结果，与使用室温空气的气冷型冷却结构相比，使用低温空气可以更有效率地冷却单元电池。此外，根据本专利技术的电池组可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池组，包括能够充电和放电的电池单元，也称单元模块（单元电池），其中所述电池组被配置成如下结构：多个所述单元电池构成一个电池模块；两个或两个以上的所述电池模块从冷却剂入口埠的冷却剂进入方向，沿着所述电池组的高度方向（垂直方向）垂直布置，从而构成一对电池模块组；在电池组壳体的中部设置流空间（“冷却剂进入部”），所述冷却剂进入部从所述冷却剂入口埠延伸到每一个电池模块组，其中所述冷却剂进入部位于各个所述电池模块组之间；在所述电池组壳体的上部和下部设置流空间（“冷却剂排出部”），所述冷却剂排出部从各个所述电池模块组延伸到冷却剂出口埠；以及限定于所述冷却剂进入部与所述冷却剂排出部之间的冷却剂流道，所述冷却剂流道被配置成如下结构，通过所述冷却剂进入部进入的冷却剂经过每一个单元电池周围以对其冷却，然后通过对应的所述冷却剂排出部排出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.21 KR 10-2011-00598921.一种电池组,包括能够充电和放电的电池单元,也称单元模块(单元电池),其中所述电池组被配置成如下结构: 多个所述单元电池构成一个电池模块； 两个或两个以上的所述电池模块从冷却剂入口埠的冷却剂进入方向，沿着所述电池组的高度方向(垂直方向)垂直布置，从而构成一对电池模块组； 在电池组壳体的中部设置流空间(“冷却剂进入部”)，所述冷却剂进入部从所述冷却剂入口埠延伸到每一个电池模块组，其中所述冷却剂进入部位于各个所述电池模块组之间； 在所述电池组壳体的上部和下部设置流空间(“冷却剂排出部”)，所述冷却剂排出部从各个所述电池模块组延伸到冷却剂出口埠；以及 限定于所述冷却剂进入部与所述冷却剂排出部之间的冷却剂流道，所述冷却剂流道被配置成如下结构，通过所述冷却剂进入部进入的冷却剂经过每一个单元电池周围以对其冷却，然后通过对应的所述冷却剂排出部排出。2.根据权利要求1所述的电池组，其中每一个电池模块组进一步包括沿所述电池组的宽度方向侧向布置的一个或多个电池模块，其中所述电池模块安置成彼此相邻。3.根据权利要求1所述的电池组，其中每一个电池模块组的顶部和底部分别与所述电池组壳体的顶部和底部间隔预定的宽度，从而在其间限定所述冷却剂流道。4.根据权利要求3所述的电池组，其中所述间隔宽度等于每一个电池模块的高度的5%到 50%ο5.根据权利要求1所述的电池组，其中所述冷却剂进入部的高度等于每一个冷却剂排出部的高度的20%到90%。6.根据权利要求1所述的电池组，其中所述冷却剂流道包括设置在所述电池组壳体中的一对U型冷却剂流道。7.根据权利要求1所述的电池组，其中用于对冷却剂提供流体驱动力的驱动风扇进一步安装在所述冷却剂入口埠和/或每一个冷却剂出口埠中。8.根据权利要求1所述的电池组，其中所述冷却剂入口埠连接到汽车的空调系统，从而使得冷却的空气也就是低温空气进入所述冷却剂入口埠。9.根据权利要求1所述的电池组，其中所述电池组被配置成如下结构，所述电池组的高度是所述电池组宽度的两倍或两倍以上。10.根据权利要求1所述的电池组，其中所述冷却剂入口埠以及所述冷却剂出口埠位于所述电池组壳体的相同一侧或相反两侧上。11.根据权利要求1所述的电池组，其中所述电池组被配置成如下结构:在垂直方向上相对于所述冷却剂进入部对称。12.根据权利要求1所述的电池组，其中所述电池组壳体...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑在皓，崔知荣，扬在勋，郑尚胤，朴元燦，崔容硕，李暎浩，
申请(专利权)人：LG化学株式会社，
类型：
国别省市：