[发明专利]利用直接水冷却方式的蓄电池模块及其冷却方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用直接水冷却方式的蓄电池(二次电池)模块及其冷却方法。更具体地说，把蓄电池浸渍到制冷剂，通过直接水冷却方式，使制冷剂与蓄电池直接接触而实现冷却的利用直接水冷却方式的蓄电池模块及其冷却方法。

背景技术

电池可区分为原电池(一次电池)和蓄电池(二次电池)。原电池是指，利用非可逆性反应产生电，使用一次之后无法重复使用的电池，通常使用较多的干电池、汞电池、伏打电池等属于此类。蓄电池是指，利用可逆性反应产生电，使用后可进行充电而重复使用的电池，铅蓄电池、锂离子电池、镉镍(Ni-Cd)电池等属于此类。

最近，可充放电的蓄电池被广泛使用为无线移动设备的能量源。并且，蓄电池可作为使用石化燃料的传统的汽油车、柴油车等造成的大气污染的解决方案—电子车、混合动力车等的能量源。因此，使用蓄电池的应用程序的种类因蓄电池的优点而变得多样化，日后蓄电池将适用到更多领域和产品中。

通常，蓄电池单品的构成包括负极、正极、电解质及电线，需要高输出、大容量的电子车使用连接多个蓄电池而形成的蓄电池组。即，蓄电池组的内部包括如前所述的相互电气性连接的多个单位蓄电池(单位电池)。并且，所述由多个蓄电池连接的蓄电池组，为了免受外部冲击及组装的便利性而被收容到盒内。

另外，所述蓄电池在充电/放电过程中，产生大量气体的同时，产生热。这时，产生的气体使单位蓄电池的体积膨胀而导致所述盒膨胀，产生的热使蓄电池热化而减少蓄电池的电化学性能，因此所述被加热的蓄电池需要迅速冷却。

这种蓄电池的冷却方法分为两个大类，水冷却式冷却法及气冷式冷却法。所述水冷却式冷却法是利用冷却水等热交换媒介(制冷剂)进行冷却的技术，安装具有像电热褥的线圈形状的制冷剂导管，可与蓄电池外部进行热传导，使制冷剂流入所述制冷剂导管，利用热传导而间接地冷却蓄电池的技术。例如，韩国授权专利第1112442号中，公开了电池模块组件，具有多数个单位电池或单位模块串联并被内置于模块盒中的结构的多数个电池模块相互电气性连接的状态下，以侧面方向相邻的形式排列，为了液状制冷剂的流动，包括制冷剂导管的冷却部件被安装在所述电池模块的外面。

另外，气冷式冷却法是利用外部的空气冷却蓄电池的技术，使用与蓄电池接触的冷却风扇(cooling fan)等送风，通过强制对流，间接地冷却蓄电池所产生的热的方法。

所述的水冷却式冷却法虽然冷却效率优秀，但设计复杂，需要冷水机(chiller)、加热器(heater)/冷却器(cooler)及冷却流路板等，具有电池模块整体大小过度增大的问题点。并且所述气冷式冷却法相比所述水冷却式冷却法，结构比较简单，但其冷却效率低，因蓄电池充放电次数的增加而发热量增加时，不仅冷却得不充分，而且防止外部短路时蓄电池的起火及由此引发的爆炸的灭火功能甚微，具有稳定性低的问题点。并且，气冷式冷却法因鼓风机及风管等周边装置的构成，存在设计自由度的制约。

因此，目前需要开发能够弥补所述水冷却式及气冷式冷却的缺点的冷却方法。

对此，本发明人不断进行研究，研究出蓄电池被浸渍到制冷剂而通过直接水冷却方式实现冷却，能够提高冷却效率、设计自由度并改善效率性的冷却方法。

发明内容

本发明的一个观点涉及利用直接水冷却方式的蓄电池模块。一具体例中利用所述直接水冷却方式的蓄电池模块包括：蓄电池；及外壳，收容所述蓄电池并装有制冷剂；且所述蓄电池可与所述制冷剂直接接触。

一具体例中所述蓄电池为至少两个以上。

一具体例中包括所述蓄电池以一定距离相互隔离。

一具体例中所述外壳包括导电片，可与所述蓄电池的电极端子电气性连接。

一具体例的特征在于，所述制冷剂在1kHz下具有0.5至2的介电常数(诱电常数，k)。

一具体例的特征在于，所述制冷剂的击穿电压(绝缘破坏电压)为40kV至70kV。

一具体例中所述蓄电池为收容到盒内的形状，收容到所述外壳的盒可接触制冷剂。

本发明的另一观点涉及利用所述直接水冷却方式的蓄电池模块的冷却方法。一具体例中，所述冷却方法包括：把蓄电池装入外壳，往所述外壳填充制冷剂的步骤，所述蓄电池可直接接触所述制冷剂。

一具体例中，所述蓄电池为至少两个以上。

一具体例中，包括所述蓄电池以一定距离相互隔离。

一具体例中，所述外壳包括导电片，可与所述蓄电池的电极端子电气性连接。

一具体例的特征在于，所述制冷剂在1kHz下具有0.5至2的介电常数(k)。