[发明专利]用于储能装置的冷却布置

说明书

一种蓄电池组，包括能够被冷却或者加热的导热板以及电化学电池阵列。所述电池包括电极板的堆叠或者卷绕布置以及设置在所述蓄电池的电池中的集流器，所述集流器与所述电极板形成电连接并且提供热传导路径以用于将热量从所述电极板传导至所述导热板。

技术领域

本发明涉及一种蓄电池的电池（或为“蓄电池单元”，battery cell），该蓄电池的电池包括电极板的堆叠或者卷绕布置和设置在蓄电池的电池中的集流器，该集流器与电极板形成电连接并且提供热传导路径以用于将热量从电极板传导至外部冷却板。

背景技术

蓄电池组（battery pack）为范围从便携式电子设备到可再生动力系统和环境友好型车辆的各种技术提供动力。例如，混合动力电动车辆（HEV）使用蓄电池组和电动马达连同燃烧发动机来增加燃料效率。蓄电池组由多个蓄电池模块形成，其中，每个蓄电池模块包括数个电化学电池（electrochemical cell）。这些电池被布置为二维或者三维阵列并且串联地或者并联地电连接。同样，蓄电池组内的蓄电池模块串联地或者并联地电连接。

电化学电池的性能、寿命和安全性全都受到该电池的操作温度的影响。一些常规电池通过将一个或数个电池表面放置为与诸如液冷板或者空气质量流量的冷却介质接触来在操作期间被冷却。这些冷却方法可能存在问题，这包括但不限于：a）增加的蓄电池组成本，这是因为由于与将流体驱动通过系统相关联的成本所以液体冷却系统较昂贵；b）减小的蓄电池组效率，这是因为在电动车辆应用中，来自电池的能量用于冷却电池，这又可能生成需要被去除的更多热量；以及c）电池热性能可能限制外部冷却的有效性，这是因为由于至电池的外部的低效热路径所以电池可能在内部具有高热梯度。此外，一些电池当在非常冷的条件下操作时可能具有降级的性能，诸如能够发生在北方气候中的冬季期间。存在对一种具有用于控制电池温度的有效的、高效的且低成本的特征的电池的需要。

发明内容

在一些方面中，一种电化学电池包括由柔性层压材料形成的多面体电池壳体。该电池壳体包括第一端、与第一端相对的第二端以及在第一端与第二端之间延伸的多侧侧壁。电池包括设置在电池壳体中的电极组件。该电极组件包括正电极板、负电极板和分离件。正电极板与负电极板堆叠，并且分离件设置在正电极板与负电极板之间。电极组件包括平行于正电极板、负电极板和分离件的堆叠方向延伸的堆叠轴线，并且该堆叠轴线垂直于电池壳体的第一端和第二端延伸。电池包括设置在电池壳体中的集流器。该集流器包括设置在电极组件与多侧侧壁中的一侧之间的收集部，该收集部平行于该一侧延伸并且电连接和热连接至正电极板和负电极板中的一个。此外，集流器包括：鳍片部，该鳍片部电连接和热连接至收集部并且在平行于第二端的方向上延伸；以及设置在电池壳体的外侧上以便位于所述一侧上面的端子，该端子电连接和热连接至收集部。

电池可以包括如下特征中的一个或多个：鳍片部设置在电池壳体的外侧并且位于第二端上面。端子的第一端连接至收集部并且端子的第二端连接至鳍片部，并且第二端与第一端相对。鳍片部设置在电池壳体的内侧且处于电极组件与第二端之间。端子连接至收集部的第二端并且鳍片部连接至收集部的第一端，并且第二端与第一端相对。端子经由所述一侧中的开口连接至收集部。集流器是正极集流器并且电连接和热连接至正电极板，并且电池包括设置在电池壳体中的负极集流器。负极集流器包括设置在电极组件与侧壁之间的收集部，该收集部平行于侧壁延伸并且电连接和热连接至负电极板。此外，负极集流器包括鳍片部，该鳍片部电连接和热连接至收集部并且在平行于第二端的方向上延伸。正极集流器和负极集流器每一个均在第一端处离开电池壳体。集流器在横向于堆叠轴线且平行于所述一侧的方向上具有尺寸，并且该尺寸在所述一侧的对应尺寸的30%至98%的范围内。集流器在正电极板和负电极板中的一个与电池壳体的外部之间提供两条热传导路径。