用于电池单体的冷却装置、电池模块、电池组和车辆制造方法及图纸

公开了用于电池单体的冷却装置、电池模块、电池组和车辆。该用于电池单体的冷却装置包括带有中空结构的热沉，该热沉与电池单体组件的至少一侧相邻地布置并且在其中形成有冷却剂通过其流动的通道，该电池单体组件包括多个电池单体和冷却板，该冷却板构造成执行与电池单体的热交换，该冷却板包括热吸收部和热排放部，该热吸收部介于电池单体之间使得一个表面或者两个表面与电池单体形成接触，该热排放部从热吸收部延伸并且暴露于通道，其中热排放部包括与通道平行地布置的至少一个弯曲表面和冷却剂通过其中的至少一个通孔。该电池模块包括用于电池单体的冷却装置。该电池组包括该电池模块。该车辆包括该电池组。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求在韩国于2015年4月22日提交的韩国专利申请No.10-2015-0056841的优先权，其公开内容通过引用并入于此。
本公开涉及一种用于电池单体的冷却装置和一种包括该冷却装置的电池模块，并且更加具体地涉及一种改进电池单体的冷却效率的、用于电池单体的冷却装置和一种包括该冷却装置的电池模块。
技术介绍
由于它的能够容易应用于各种产品的特性和电学性质诸如高能量密度，二次电池不仅通常地应用于便携式装置，而且普遍地应用于利用电驱动源驱动的电动车辆(EV)或者混合动力电动车辆(HEV)和能量存储系统。由于它的显著地减少化石燃料的使用和并不从能量的使用产生副产品的主要优点，从而使其成为新的生态友好的并且能量有效的能源，所以这种二次电池正在获得关注。用于在电动车辆中使用的电池组具有由串联连接的多个单体组件组成的结构以获得高电力，每一个单体组件包括多个单元单体。而且，单元单体包括正电极集电器和负电极集电器、分隔物、活性材料、和电解质溶液，并且允许通过在构成元件之间的电化学反应而重复充电和放电。近来，随着对于像作为能量存储源使用一样的高容量结构的需要的增长，对于带有多模块结构的电池组的需求增加，在多模块结构中，组装了包括串联和/或并联连接的多个二次电池的多个电池模块。因为带有多模块结构的电池组被设计为包括在窄的空间中以高密度布置的多个二次电池，所以容易地排放从各个二次电池产生的热是重要的。因为如上所指出地通过电化学反应完成二次电池的充电和放电，所以除非有效地从电池模块去除在充电和放电期间产生的热，否则热积聚发生并且结果电池模块的劣化加速，并且在某些情形中，可能发生着火或者爆炸。因此，高输出高容量的电池模块和带有该模块的电池组必须需要用于冷却在其中嵌入的电池单体的冷却装置。通常，冷却装置典型地被分类成两个类型：空气冷却的冷却类型和水冷却的类型，并且由于二次电池的短路或者防水问题，比水冷却的类型更加广泛地使用了空气冷却的冷却类型。图1是根据现有技术的电池模块的示意性透视图。因为由一个二次电池单体产生的电量不高，所以在商业上可以获得的二次电池根据需要包括许多二次电池单体3的堆叠。而且，如在图1中所示，为了通过冷却在从二次电池的单元单体3产生电力期间产生的热而适当地维持二次电池的温度，散热片2被插入单体3之间。已经从每一个单元单体3吸收了热的散热片2向热沉1传递热，并且热沉1被冷却水或者冷却空气冷却。在此情形中，可以进一步在散热片2和热沉1之间添加用于减小热接触电阻的构件，诸如热界面材料(TIM)4。然而，由于与热沉1的接触电阻，根据现有技术的这个散热片2具有低的热导率，从而未能顺利地排出从二次电池单体产生的热。
技术实现思路
技术问题本公开被设计为解决以上问题，并且因此本公开针对提供可以增加电池单体的冷却性能的、用于电池单体的冷却装置。本公开进一步针对提供由于高的冷却性能而具有优良的寿命特性和安全性的、包括该冷却装置的电池模块。可以从以下详细说明而理解并且将从本公开的示例性实施例变得更加完全地显现本公开的这些和其它目的和优点。而且，将容易理解，可以通过在所附权利要求中示出的装置及其组合实现本公开的目的和优点。技术方案根据本公开的用于电池单体的冷却装置包括：带有中空结构的热沉，该热沉与电池单体组件的至少一侧相邻地布置并且在其中形成有冷却剂通过其流动的通道，该电池单体组件包括多个电池单体和冷却板，该冷却板被构造为执行与电池单体的热交换，该冷却板包括热吸收部和热排放部，该热吸收部介于电池单体之间使得一个表面或者两个表面与电池单体形成接触，该热排放部从热吸收部延伸并且暴露于通道，其中热排放部包括与通道平行地布置的至少一个弯曲表面和冷却剂通过其中的至少一个通孔。所述至少一个弯曲表面可以是多个，并且弯曲表面可以被以预定间隔彼此分开地布置，其中通孔被置于弯曲表面之间。所述多个弯曲表面可以包括：第一弯曲表面，该第一弯曲表面形成为使得冷却板的端部部分弯曲，和第二弯曲表面，该第二弯曲表面在第一弯曲表面下方以与第一弯曲表面平行的弯曲形状形成。第二弯曲表面可以形成为使得冷却板被部分地切割并且切割部被
与第一弯曲表面平行地弯曲，并且通孔可以限定为通过弯曲切割部形成的空间。第二弯曲表面可以包括多个单元第二弯曲表面，并且单元第二弯曲表面可以沿着冷却板的宽度方向以预定间隔形成。所述至少一个弯曲表面可以是一个，并且弯曲表面可以形成为使得冷却板的端部部分被以字母“T”的形状弯曲。弯曲表面可以包括：第一弯曲表面，该第一弯曲表面形成为使得冷却板的端部部分被在一个方向上弯曲；和第二弯曲表面，第二弯曲表面形成为使得冷却板被部分地切割并且切割部被在与第一弯曲表面相反的方向并且与第一弯曲表面平行地弯曲。第一弯曲表面和第二弯曲表面可以设置在同一平面上，并且通孔可以限定为通过弯曲切割部而形成的空间。第二弯曲表面可以包括多个单元第二弯曲表面，并且单元第二弯曲表面可以沿着冷却板的宽度方向以预定间隔形成。冷却板可以是热传导金属板。冷却剂可以是气体或者液体。根据本公开的另一个实施例，提供包括用于电池单体的上述冷却装置的电池模块。根据本公开的又一个实施例，提供包括上述电池模块的电池组。根据本公开的进一步的另一个实施例，提供包括上述电池组的车
辆。该车辆可以包括电动车辆、混合动力电动车辆、和插电式混合动力电动车辆。有利的效果根据本公开的一个方面，冷却板的热排放部被布置在热沉通道内侧并且可以消除根据现有技术在冷却板和热沉之间的热接触电阻。而且，形成热排放部的至少一个弯曲表面被与冷却剂的流动方向平行地布置，由此增加对流热传递面积并且改进电池单体的冷却效率。根据本公开的另一个方面，冷却剂流过热排放部的通孔，从而导致冷却剂的顺利的流动和在冷却剂供给风扇上的减小的负荷。根据本公开的又一个方面，提供包括用于电池单体的上述冷却装置的电池模块，该电池模块由于高的冷却性能而具有优良的寿命特性和安全性。附图说明图1是根据现有技术的电池模块的示意性横截面视图。图2是根据本公开的第一实施例的电池模块的示意性透视图。图3是示出图2的电池单体和冷却板中的某些的透视图。图4是图3的横截面视图。图5是用于根据本公开的第一实施例的冷却板的参考图。图6是根据本公开的第二实施例的电池模块的示意性透视图。图7是示出图6的电池单体和冷却板中的某些的透视图。图8是示出根据本公开的第三实施例的电池模块的部分的透视图。图9是图8的横截面视图。图10是用于根据本公开的第三实施例的冷却板的参考图。图11是示出根据本公开的第四实施例的电池模块的部分的透视图。具体实施方式在下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施例。在描述之前，应该理解在说明书和所附权利要求中使用的单词或者术语不应该被解释为限制于通常的和字典的含义，而是基于允许本专利技术人为了最佳地解释而适当地定义术语的原则基于与本公开的技术方面对应的含义和概念解释。因此，在这里描述的实例和在绘图中的元件只是本公开的最优选的实例而非代表本公开的所有的技术特征，从而应该理解，能够在本公开的提交时间实现用于替代它们的各种等价和修改。而且，在本公开的说明中，当认为相关众所周知的特征或者功能的某些详细说明可能使得本公开的实质模糊时，在这里省本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电池单体的冷却装置，包括：带有中空结构的热沉，所述热沉与电池单体组件的至少一侧相邻地布置并且在所述热沉中形成有冷却剂通过其流动的通道，所述电池单体组件包括多个电池单体；和冷却板，所述冷却板被构造成执行与所述电池单体的热交换，所述冷却板包括热吸收部和热排放部，所述热吸收部介于所述电池单体之间使得一个表面或者两个表面与所述电池单体形成接触，所述热排放部从所述热吸收部延伸并且暴露于所述通道，其中，所述热排放部包括与所述通道平行地布置的至少一个弯曲表面和冷却剂通过其中的至少一个通孔。

【技术特征摘要】
2015.04.22 KR 10-2015-00568411.一种用于电池单体的冷却装置，包括：带有中空结构的热沉，所述热沉与电池单体组件的至少一侧相邻地布置并且在所述热沉中形成有冷却剂通过其流动的通道，所述电池单体组件包括多个电池单体；和冷却板，所述冷却板被构造成执行与所述电池单体的热交换，所述冷却板包括热吸收部和热排放部，所述热吸收部介于所述电池单体之间使得一个表面或者两个表面与所述电池单体形成接触，所述热排放部从所述热吸收部延伸并且暴露于所述通道，其中，所述热排放部包括与所述通道平行地布置的至少一个弯曲表面和冷却剂通过其中的至少一个通孔。2.根据权利要求1所述的用于电池单体的冷却装置，其中，所述至少一个弯曲表面是多个弯曲表面，并且所述弯曲表面被以预定间隔彼此分开地布置，其中通孔被置于所述弯曲表面之间。3.根据权利要求2所述的用于电池单体的冷却装置，其中，所述多个弯曲表面包括：第一弯曲表面，所述第一弯曲表面形成为使得所述冷却板的端部部分被弯曲；和第二弯曲表面，所述第二弯曲表面在所述第一弯曲表面下方以与所述第一弯曲表面平行的弯曲形状形成。4.根据权利要求3所述的用于电池单体的冷却装置，其中，所述第二弯曲表面形成为使得所述冷却板被部分地切割并且被切割部与所述第一弯曲表面平行地弯曲，并且所述通孔被限定为通过弯曲所述被切割部而形成的空间。5.根据权利要求4所述的用于电池单体的冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：南镇武，沈玄锡，崔容硕，裴奎宗，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR