[发明专利]具有改进的冷却效率的中型或大型电池组

说明书

技术领域

本发明涉及具有改进的冷却效率的中型或大型电池组，更具体来说，涉及一种中型或大型电池组，该电池组被构造成具有其中两个或更多个电池模块被安装在电池组壳体和底板之间所限定的空间中的结构，每个所述电池模块包括多个能够充电和放电的电池单元或单元模块（单元电池），其中冷却构件被安装在所述单元电池之间的界面处，每个所述冷却构件包括被设置成与相应的所述单元电池的外侧相接触的散热片以及与所述散热片的下端连接以允许冷却剂沿着其流动的冷却剂导管，位于所述电池模块下方的所述底板被构造成形成冷却剂流动通道，该冷却剂流动通道具有与所述冷却剂导管中的冷却剂流动方向对应的冷却剂流动方向，并且在所述电池模块被安装在所述底板上的状态下所述电池组壳体与所述底板联接。

背景技术

近来，能够充电和放电的二次电池已被广泛用作无线移动装置的能源。此外，二次电池作为电动车辆（EV）、混合动力电动车辆（HEV）和插电式混合动力电动车辆（插电式HEV）的电源也已经吸引了相当多的注意，这些车辆的开发是为了解决由使用化石燃料的现有汽油和柴油车辆所引起的问题，例如空气污染。

小型移动装置每个装置使用一个或若干个电池单元。另一方面，中型或大型装置例如车辆使用具有彼此电连接的多个电池单元的中型或大型电池模块，由于中型或大型装置需要高功率和大容量。

优选地，中型或大型电池模块被制造成具有尽可能小的尺寸和重量。因此，能够以高集成度堆叠并具有小的重量容量比的棱柱形电池或袋状电池，通常被用作中型或大型电池模块的电池单元（单元电池）。具体来说，目前大量兴趣聚焦于使用铝层压片作为包覆构件的袋状电池，因为袋状电池重量轻，袋状电池组的制造成本低，并且袋状电池组的形状容易修改。

构成这种中型或大型电池模块的电池单元是能够充电和放电的二次电池。因此，在电池的充电和放电期间从高功率大容量的二次电池产生大量热量。具体来说，在电池模块中广泛使用的每个袋状电池的层压片在其表面上涂有表现出低导热性的高分子材料，结果难以有效降低电池单元的总体温度。

如果在电池模块充电和放电期间从电池模块产生的热量不能从电池模块有效移除，则热量在电池模块中积累，结果是电池模块的退化加速。取决于环境，电池模块可能着火或爆炸。因此，在用于车辆的中型或大型电池组中需要冷却系统来冷却安装在电池组中的电池单元，所述电池组是包括多个中型或大型电池模块的高功率大容量电池。

一般通过将多个电池单元以高集成度进行堆叠来制造安装在中型或大型电池组中的每个电池模块。在该情况下，在电池单元以预定间隔布置的状态下电池单元被堆叠，从而移除在电池单元充电和放电期间产生的热量。例如，可以在不使用其他构件而将电池单元以预定间隔布置的状态下相继堆叠电池单元。可替代地，在电池单元具有低机械强度的情况下，将一个或更多个电池单元安装在电池套管中，并将多个电池套管堆叠以构成电池模块。在堆叠的电池单元之间或堆叠的电池模块之间可以限定冷却剂通道，从而有效移除在堆叠的电池单元之间或堆叠的电池模块之间积累的热量。

然而，在该结构中，需要提供与电池单元的数量相应的多个冷却剂通道，结果增加了电池模块的总体尺寸。

具体来说，在冷却结构基于水冷却型冷却系统的情形中，在电池单元之间或电池模块之间限定多个冷却剂通道，结果冷却结构的设计非常困难。此外，如果冷却构件被安装在电池组的特定区域以构成冷却结构，则电池组的总体尺寸增加。

此外，在冷却结构基于空气冷却型冷却系统的情形中，考虑到电池组的尺寸，当多个电池单元或电池模块堆叠时，冷却剂通道的间隔相对狭窄。结果，冷却结构的设计被复杂化。也就是说，由于冷却剂通道的布置间隔比冷却剂入口端口窄而引起高的压力损失，结果难以设计冷却剂入口端口和冷却剂出口端口的形状和位置。此外，可能还要提供风扇以阻止这种压力损失，因此由于功率消耗、风扇噪音、空间等而可能使设计受限。

此外，在冷却结构基于空气冷却型冷却系统的情形中，将冷却剂通道设置在电池组的上部和下部处以构成冷却剂引入部分和冷却剂排出部分，从而将冷却剂从冷却剂引入部分引入以冷却各个电池模块，然后排出到冷却剂排出部分，结果使电池组的总体尺寸增加。

因此，对于提供高功率和大容量电力、能够制造成简单和紧凑的结构并表现出出色冷却效率和安全性的电池组存在高度需求。

发明内容

技术问题

因此，做出本发明以解决上述问题以及尚未得到解决的其他技术问题。