[发明专利]具有新颖结构的冷却构件和包括该冷却构件的电池模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有新颖结构的冷却构件和包括该冷却构件的电池模块，更具体地，涉及如下一种冷却构件和包括该冷却构件的电池模块，该冷却构件安装在电池单体之间，以去除在电池单体的充放电期间由这些电池单体产生的热量，其中，该冷却构件包括：板状冷却片，该板状冷却片被构造成具有如下结构：在该结构中，沿水平方向（横向方向）连续形成有两个电池单体接触部，在所述冷却片布置在各个电池单体之间的状态下，所述两个电池单体接触部布置成与所述电池单体的外表面紧密接触；以及冷却剂导管，该冷却剂导管被构造成具有中空结构，冷却剂在该中空结构内流动，该冷却剂导管与所述冷却片导热接触，当所述冷却片布置在电池单体之间时，该冷却剂导管位于每个电池单体的电极组件容纳部的外侧。

背景技术

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。而且，作为电动车辆（EV）、混合动力电动车辆（HEV）、以及外接插电式混合动力电动车辆（Plug-in HEV）的动力源，二次电池已引起了相当大的关注，已经开发了上述这些车辆来解决由现有的、使用化石燃料的汽油车和柴油车所引起的问题，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，由于诸如车辆等的中大型设备需要高功率和大容量，所以这些中大型设备使用中大型电池模块，该中大型电池模块具有彼此电连接的多个电池单体。

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该中大型电池模块的电池单体。特别地，目前很多兴趣都集中在使用铝层压片作为包覆构件（sheathing member）的袋状电池，这是因为：袋状电池的重量轻，袋状电池的制造成本低，并且容易改变袋状电池的形状。

构成这种中大型电池模块的各个电池单体是能够充电和放电的二次电池。因此，在高功率、大容量二次电池的充放电期间，这些电池会产生大量的热量。特别地，在上述电池模块中广泛使用的各个袋状电池的层压片在其表面上涂覆有呈现低导热性的聚合物材料，结果，难以有效降低电池单体的总体温度。

如果不能从电池模块中有效去除在电池模块的充放电期间由该电池模块产生的热量，则热量将积聚在该电池模块中，结果，加速了该电池模块的退化。根据情形，该电池模块可能着火或爆炸。为此，在车辆用的中大型电池组（它是包括多个中大型电池模块的高功率、大容量电池）中，需要冷却系统来冷却该电池组中安装的电池单体。

通常，通过以高的集成度堆叠多个电池单体来制造要安装在中大型电池组中的各个电池模块。在这种情况下，电池单体在这些电池单体彼此以预定间隔布置的状态下进行堆叠，以便去除在电池单体的充放电期间产生的热量。例如，在不使用额外构件的情况下，可以在电池单体彼此以预定间隔布置的状态下依次堆叠这些电池单体。替代地，在这些电池单体具有低机械强度的情况下，也可以将一个或多个电池单体安装在电池盒中以构成一个单元模块，并将多个单元模块堆叠起来以构成一个电池模块。该电池盒提高了电池单体的机械强度，然而，该电池盒也增大了电池模块的总体尺寸。

而且，在所堆叠的电池单体之间或所堆叠的电池模块之间限定有冷却剂通道，以便有效去除在所堆叠的电池单体之间或所堆叠的电池模块之间积聚的热量。

特别地，在该冷却结构基于水冷式冷却系统的情况下，在电池单体之间或电池模块之间限定有多个冷却剂通道，结果，该冷却结构的设计非常复杂。另外，如果在电池组的特定区域安装冷却构件或导热构件以构成该冷却结构，则会增大该电池组的总体尺寸。

关于这种情况，具有如图1所示的结构的冷却构件10可以认为是布置在电池模块的电池单体之间的水冷式冷却构件。具体地，图1中的冷却构件10包括一对金属片20。在金属片20的内部连续形成有冷却剂通道25的状态下，金属片20的外边缘30被密封。

然而，从结构上来看，冷却构件10的机械强度不高，因此，当电池单体的厚度沿这些电池单体的堆叠方向增加时，与电池单体紧密接触地形成的冷却剂通道25可能会堵塞，或者，该冷却构件10的密封部分可能彼此分离。因此，降低了冷却剂紧密（coolant tightness）和冷却效率。

此外，对于冷却构件10整体来说，有必要具有耐腐蚀性，结果，增加了冷却构件10的制造成本。另外，布置在各个电池单体之间的冷却构件中包括的冷却剂通道25具有冷却剂入流端口和冷却剂出流端口，结果，使冷却构件10的结构复杂化。