具有优良散热特性的电池模块和中型到大型电池组制造技术

技术编号:7170839 阅读:226 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
在这里公开了一种包括多个板形电池单元的电池模块,在其中板形电池单元被顺序地堆叠的状态下,板形电池单元被安装在模块壳体中,其中板形电池单元中的每一个均包括被安装在由包括树脂层和金属层的层压片形成的电池壳体中的、具有阴极/隔板/阳极结构的电极组件,并且多个散热部件被置于在各板形电池单元之间的两个或者更多界面中,从而利用通过散热部件的热传导移除在板形电池单元的充电和放电期间从板形电池单元产生的热量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请要求2009年4月1日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请 No. 2009-0027936的优先权和利益,其公开内容通过引用并入于此。本专利技术涉及一种具有优良散热能力的电池模块和一种包括该电池模块的中型或者大型电池组,并且更加具体地,涉及一种包括多个板形电池单元的电池模块,在其中板形电池单元被顺序地堆叠的状态下,板形电池单元被安装在模块壳体中,其中板形电池单元中的每一个均包括被安装在由包括树脂层和金属层的层压片形成的电池壳体中的阴极/ 隔板/阳极结构的电极组件,并且多个散热部件被布置于在各板形电池单元之间的两个或者更多个界面中从而通过经由散热部件的热传导移除在板形电池单元的充电和放电期间从板形电池单元产生的热量。
技术介绍
近来,能够被充电和放电的二次电池已经被广泛地用作用于无线移动装置的能量源。而且,作为用于电动车辆(EV)、混合电动车辆(HEV)和插电式混合电动车辆(Plug-in HEV)的电源,二次电池已经吸引了相当的关注,所述车辆已经得以研制以解决由使用化石燃料的现有汽油和柴油车辆引起的问题诸如空气污染。小型移动装置使用一个或者几个电池单元以用于每一个装置。另一方面,因为高功率和大容量对于中型或者大型装置而言是有必要的,所以中型或者大型装置例如车辆使用具有被相互电连接的多个电池单元的中型或者大型电池模块。优选地,中型或者大型电池模块被制造成具有尽可能小的尺寸和重量。因此,能够被以高集成度堆叠并且具有小的重量容量比率的方型电池或者袋形电池通常被用作中型或者大型电池模块的电池单元(单元电池)。特别地,很多的兴趣目前集中于使用铝制层压片作为护罩部件的袋形电池,这是因为,袋形电池的重量是较小的,袋形电池的制造成本是低的,并且易于修改袋形电池的形状。构成这种中型或者大型电池模块的电池单元是能够被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、大容量二次电池产生大量的热。特别地,在电池模块中广泛使用的每一个袋形电池的层压片具有在其表面上涂覆的、表现低导热率的聚合物材料,结果难以有效地降低电池单元的总体温度。如果在电池模块的充电和放电期间从电池模块产生的热量未被有效地移除,则热量在电池模块中积聚,结果电池模块的退化加速。根据情况,电池模块可能着火或者爆炸。 因此,在作为一种高功率、大容量电池的用于车辆的电池组中需要冷却系统,以冷却被安装在电池组中的电池单元。通常通过以高集成度堆叠多 个电池单元制造被安装在中型或者大型电池组中的每一个电池模块。在该情形中,电池单元在电池单元被以预定间隔布置的状态下堆叠,使得在电池单元的充电和放电期间产生的热量被移除。例如,在不使用另外的部件的情况下,可以在电池单元被以预定间隔布置的状态下顺序地堆叠电池单元。可替代地,在电池单元具有低的机械强度的情形中,一个或者多个电池单元被安装在盒中,并且多个盒被堆叠以构成电池模块。为了有效地移除在所堆叠的电池单元之间或者在所堆叠的电池模块之间积聚的热量,可以在所堆叠的电池单元之间或者在所堆叠的电池模块之间限定冷却剂通道。然而,在该结构中,有必要设置与电池单元的数目对应的多个冷却剂通道,结果电池模块的总体尺寸增加。而且,考虑到电池模块的尺寸,在其中多个电池单元被堆叠的情形中设置具有较小间隔的冷却剂通道。结果,冷却结构的设计是复杂的。即,如与冷却剂进口端口相比较, 冷却剂通道具有较小间隔,结果引起高的压损失。因此,非常难以设计冷却剂进口端口和冷却剂出口端口的形状和位置。而且,可以进一步设置风扇以防止这种压力损失。然而,在该情形中,设计可能在功耗、风扇噪声、空间等方面受到限制。 进而,由于在用于构造冷却结构的部件之间的热传导阻力,不可能获得预期的冷却效率。因此,这样一种电池模块是非常有必要的,该电池模块提供高功率和大容量,能够被以简单和紧凑的结构制造,并且提供优良的寿命和安全性。
技术实现思路
技术问题因此,已经做出本专利技术以解决以上问题和尚待解决的其它技术问题。本专利技术的一个目的在于提供一种电池模块,其中通过经由空气冷却型热传导移除热量,电池模块的总体温度被一致地维持,由此在约束电池模块的尺寸增加的同时减小电池模块的温度偏差。本专利技术的另一个目的在于提供一种电池模块,其中在用于构造电池模块的部件之间的热传导阻力被最小化,由此使得在所述结构中的冷却效率最大化。技术方案根据本专利技术的一方面,能够通过提供一种电池模块实现以上和其它目的,该电池模块包括多个板形电池单元,所述多个板形电池单元在板形电池单元被顺序地堆叠的状态下被安装在模块壳体中,其中板形电池单元中的每一个均包括被安装在由包括树脂层和金属层的层压片形成的电池壳体中的阴极/隔板/阳极结构的电极组件,并且多个散热部件被布置于在各板形电池单元之间的两个或者更多个界面中,从而通过经由散热部件的热传导移除在板形电池单元的充电和放电期间从板形电池单元产生的热量。通常,电池模块被构造成如下结构,其中电池单元在被以预定间隔布置的同时被堆叠以形成冷却剂通道,从而空气通过冷却剂通道流动(在空气冷却型中)以防止电池单元过热。然而,这种类型的电池模块并不提供足够的散热效果。在根据本专利技术的具有上述构造的电池模块中,另一方面,多个散热部件被布置于在电池单元之间的两个或者更多个界面中。因此,在不在各电池单元之间提供空间或者虽然在各电池单元之间提供了小的空间的情况下,能够以比传统冷却系统更高的冷却效率冷却电池单元堆,并且因此,能够增大电池模块的散热效率并且以高集成度堆叠电池单元。在一个优选实例中,电池模块可以被构造成如下结构,其中空气冷却型热交换部件被安装在电池单元堆的一侧处以将散热部件一体地相互连接,从而经由散热部件利用通过空气冷却型热交换部件的热传导移除在板形电池单元的充电和放电期间从板形电池单元产生的热量。 因此,在具有上述构造的电池模块中,多个散热部件被布置于在电池单元之间的两个或者更多个界面中,并且空气冷却型热交换部件被安装在电池单元堆的一侧处以将散热部件一体地相互连接。因此,能够通过热传导更加有效地移除从电池单元产生的热量。优选地,电池单元中的每一个均是包括被安装在由层压片形成的电池壳体中的电极组件的轻质袋形电池,该层压片包括可热焊接的内部树脂层、隔离金属层和表现优良耐久性的外部树脂层。优选地,电池单元中的每一个均被安装在被以框架结构构造的电池盒中。该结构优选地被应用于具有通过热焊接在电池的外周边处形成的密封部分的电池。在以上结构中,电池盒包括至少一对板形框架,该至少一对板形框架用于在其中在电池单元中的相应一个电池单元的至少一个主表面被暴露的状态下固定电池单元中的该相应一个电池单元的外周边,并且框架在其外侧处设置有弹性挤压部件,该弹性挤压部件用于以紧密接触方式将散热部件固定到电池单元中的该相应一个电池单元的暴露主表面。因此,在安装有电池单元的多个盒被堆叠并且散热部件被布置在各盒之间的情形中,被设置在框架的外侧处的弹性挤压部件增加了盒堆的结构稳定性并且使得散热部件能够被有效地固定到盒堆。因为盒中的每一个均包括至少一对板形框架,所以不仅一个电池单元,而且两个或者更多个电池单元也可以被安装在盒中的每一个之中。例如,在其中在盒中的每一个之中安装两个电池单元的结构中,中间框架被设置在电池单元之间从本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种电池模块,所述电池模块包括多个板形电池单元,所述多个板形电池单元在所述板形电池单元被顺序地堆叠的状态下被安装在模块壳体中,其中所述板形电池单元中的每一个均包括被安装在由包括树脂层和金属层的层压片形成的电池壳体中的阴极/隔板/阳极结构的电极组件,并且多个散热部件被布置于在各板形电池单元之间的两个或者更多个界面中,从而利用通过所述散热部件的热传导来移除在所述板形电池单元的充电和放电期间从所述板形电池单元产生的热量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:李珍圭尹熙琇李汎炫姜达模余在晟
申请(专利权)人:株式会社LG化学
类型:发明
国别省市:KR

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