具有新型结构的电池组制造技术

本发明专利技术涉及一种能够调节温度的电池组，其包括：一个或两个或更多个电池模块，该电池模块包括能够被充电/放电的多个电池单元或者单元模块（“单元电池”）；流体通道，该流体通道被形成为使得用于冷却或者加热电池模块的流体经过电池模块；流动变换单元，该流动变换单元位于流体通道上并且根据电池模块的温度状态来变换流体的流动方向；以及操作控制单元，该操作控制单元基于与电池模块的温度相关的信息来控制流动变换单元的操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有新型结构的电池组，并且，更加具体地，涉及一种电池组，其温度是可控制的，该电池组包括至少一个电池模块，所述至少一个电池模块包括能够被充电和放电的多个电池单元或者单元模块(“单元电池”)；流体通道，该流体通道被形成为使得用于冷却或者加热电池模块的流体经过电池模块；流动改变单元，该流动改变单元位于流体通道上以基于电池模块的温度状态来改变流体的流动方向；以及操作控制器，该操作控制器基于与电池模块的温度相关的信息来控制流动改变单元的操作。
技术介绍
近来，能够被充电或者放电的二次电池已经被广泛地用作无线移动装置的能源。而且，二次电池作为电动车辆(EV)、以及混合电动车辆(HEV)的电源，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辆和柴油车辆引起的问题，诸如空气污染。 小型移动装置为每个装置使用一个或若干个电池单元。另一方面，因为中型或大型装置需要高功率和大容量，所以中型或大型装置，诸如车辆，使用具有彼此电连接的多个电池单元的中型或大型电池模块。优选地，中型或大型电池模块被制造成具有尽可能小的尺寸和重量。为此，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柱状电池或袋状电池作为中型或大型电池模块的电池单元。特别地，当前很多兴趣都集中在使用铝制层压片作为防护构件的袋状电池上，因为袋状电池的重量轻，袋状电池的制造成本低，并且容易修改袋装电池的形状。为了使中型或者大型电池模块提供预定的设备或者装置所要求的功率和容量，中型或者大型电池模块有必要被构造成具有下述结构，其中多个电池单元被彼此串联地电连接，并且电池单元针对外力是稳定的。而且，组成这样的中型或者大型电池模块的电池单元是能够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、大容量的二次电池产生大量的热。如果在单元电池的充电和放电期间没有从电池模块有效地去除从单元电池产生的热，则热在电池模块中积累，因此单元电池的劣化被加速。根据情况，电池模块可能着火或者爆炸。为此，在是高功率、大容量的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。同时，在其中包括板状电池单元的电池模块或者电池组被用作用于诸如混合电动车辆(HEV)、插电式混合电动车辆(PHEV)以及电动车辆(EV)的车辆的电池的情况下，有必要保证电池单元的长寿命，该板状电池单元中的每个均具有被安装在电池壳体中的阴极/隔板/阳极结构的电极组件，该电池壳体由包括树脂层和金属层的层压片形成。为此，提供将电池单元保持在特定的温度或更低的温度的冷却系统。而且，有必要将电池单元之间的温度偏差保持在特定的范围或者更小，从而减少电池单元之间的劣化偏差并且从而防止电池组的性能的突然下降。在使用诸如空气的气体的冷却模式中，冷却通道被延长，并且因此，在冷却期间增加空气的温度,导致位于电池组的前部处的电池单元和位于电池组的后部处的电池单元之间的大的温度差。特别地，最近，基于外部装置的安装条件已经要求各种形状的电池组。对于通过堆叠两个或更多个电池模块而构造的电池组，如果与常规的电池组中相同的冷却通道被使用，则在电池单元之间的温度差被大大地增加。而且，在其中沿着冷却通道堆叠电池单元的情况下，随着冷却通道的长度被增加引入电池组的空气逐渐地上升同时冷却电池单元的表面，导致在位于电池组的前部处的电池单元和位于电池组的后部处的电池单元之间的大的温度差。即，由于电池单元之间的温度差引起在电池单元之间的内部电阻偏差和在电池单元之间的劣化偏差，因此电池组的整体性能被大大地影响。而且，电池组的整体性能取决于最劣化电池单元的性能。因此，对使用冷却系统被构造成具有特定结构的电池组存在高度需求，该冷却系统根据需要能够实现流体的均匀流动并且减少温度偏差。该温度控制不仅对于去除热的冷却系统是必要的，而且对于供应热以解决过冷却的加热系统也是必要的。
技术实现思路
技术问题因此，已经提出本专利技术以解决上述问题和还没有解决的其它技术问题。由于对电池组的各种广泛和深入的研究和实验，本申请的专利技术人已经发现，在其中基于电池模块的温度改变流体的流动方向的流动改变单元位于流体通道上的情况下，能够在电池组的结构中没有 大的变化的情况下仅使用流动改变单元均匀地保持电池组的温度，从而大大地提高电池组的性能和寿命。基于这些发现已经完成本专利技术。技术解决方案根据本专利技术的一个方面，能够通过提供一种电池组完成以上和其它的目的，该电池组的温度是可控制的，该电池组包括至少一个电池模块，所述至少一个电池模块包括能够被充电和放电的多个电池单元或者单元模块(“单元电池”)；流体通道，该流体通道被形成为使得用于冷却或者加热电池模块的流体经过电池模块；流动改变单元，该流动改变单元位于流体通道上以基于电池模块的温度状态改变流体的流动方向；以及操作控制器，该操作控制器基于与电池模块的温度相关的信息来控制流动改变单元的操作。S卩，在根据本专利技术的电池组中，流动改变单元位于流体通道上以基于电池模块的温度状态来改变流体的流动方向，并且因此，能够在电池组的结构中没有大的变化的情况下仅使用流动改变单元均匀地保持电池组的温度。具体地，在没有改变最终入口和最终出口的情况下通过添加流动改变单元可以构造用于改变电池组中的冷却流动方向的电池组冷却系统,从而减少电池单元之间的温度偏差。而且，基于位于电池模块的前部处的电池单元和位于电池模块的后部处的电池单元之间的温度差可以灵活地改变冷却方向，从而高精确度地保持电池单元之间的所期待的温度偏差。此外，通常依照机械稳定的系统构造和可靠的冷却系统构造限制在电池组的设计中堆叠电池模块的方法。根据本专利技术的电池组可以与电池模块的堆叠结构无关地构造可靠的冷却系统，从而容易地确保在设计电池组中的灵活性。 同时，通过以高集成度堆叠多个单元电池来制造组成根据本专利技术的电池组的电池模块中的每个。以预定的间隔堆叠单元电池使得在单元电池的充电和放电期间产生的热能够被去除和/或过冷却的电池模块能够被适当地加热。例如，电池单元可以顺序地堆叠同时在没有使用附加的构件的情况下以预定的间隔布置。对于表现低的机械强度的电池单元，一个或更多个电池单元的组合被安装在预定的安装构件中，并且多个安装构件被堆叠以组成电池模块。在后述情况下，电池模块被称为“单元模块”。在其中多个单元模块被堆叠以组成电池模块的情况下，流体通道被形成在电池单元和/或单元模块之间使得在被堆叠的电池单元之间积累的热能够被有效地去除并且/或者电池模块的过冷却状态能够被解决。在优选示例中，流体通道可以被构造成具有下述结构，该结构包括第一通道，来自于外部的流体通过该第一通道被引入流动改变单元；第二通道，来自于流动改变单元的流体通过该第二通道被排放到外部；第三通道，来自于流动改变单元的流体通过该第三通道被引入电池模块；以及第四通道，来自于电池模块的流体通过该第四通道被排放到流动改变单元。在上述结构中，第三通道和第四通道关于电池模块彼此相对。因此，通过第三通道引入的流体可以冷却或者加热电池模块同时经过电池模块并且然后可以通过第四通道被排放。可替代地，通过第四通道引入的流体可以冷却或者加热电池模块同时经过电池模块并且然后可以通过第三通道被排放。流动改变单元可以选择连接模式(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.09 KR 10-2010-00761871.一种温度可控制的电池组，所述电池组包括 至少一个电池模块，所述至少一个电池模块包括能够被充电和放电的多个电池单元或者单元模块(“单元电池”); 流体通道，所述流体通道被形成为使得用于冷却或者加热所述电池模块的流体经过所述电池模块； 流动改变单元，所述流动改变单元位于所述流体通道上以基于所述电池模块的温度状态来改变所述流体的流动方向；以及 操作控制器，所述操作控制器基于与所述电池模块的温度相关的信息来控制所述流动改变单元的操作。2.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述流体通道包括第一通道，通过所述第一通道将流体从外部引入所述流动改变单元；第二通道，通过所述第二通道将所述流体从所述流动改变单元排放到外部；第三通道，通过所述第三通道将所述流体从所述流动改变单元弓I入所述电池模块；以及第四通道，通过所述第四通道将所述流体从所述电池模块排放到所述流动改变单元。3.根据权利要求2所述的电池组，其中，所述第三通道和所述第四通道关于所述电池模块彼此相对。4.根据权利要求2所述的电池组，其中，所述流动改变单元选择连接模式(a)或者连接模式(b)以决定所述流体的流动方向，所述连接模式(a)用于在所述第一通道和所述第三通道之间的连接和在所述第二通道和所述第四通道之间的连接，所述连接模式(b)用于在所述第一通道和所述第四通道之间的连接和在所述第二通道和所述第三通道之间的连接。5.根据权利要求4所述的电池组，其中，所述流动改变单元包括 固定部，所述固定部包括被连接到所述第一通道的外部入口、被连接到所述第二通道的外部出口、被连接到所述第三通道的内部入口、以及被连接到所述第四通道的内部出口 ；和 旋转部，所述旋转部被以可旋转方式安装在所述固定部中，所述旋转部包括第一连通口，所述第一连通口能够与所述固定部的所述外部入口和所述内部入口连通；第二连通口，所述第二连通口能够与所述固定部的所述外部出口和所述内部出口连通；第三连通口，所述第三连通口能够与所述固定部的所述外部入口和所述内部出口连通；以及第四连通口，所述第四连通口能够与所述固定部的所述外部出口和所述内部出口连通，所述旋转部被构造成具有下述结构，即其中在所述连接模式(a)中仅所述第一连通口和所述第二连通口与所述入口和所述出口连通，并且在所述连接模式(b)中仅所述第三连通口和所述第四连通口与所述入口和所述出口连通。6.根据权利要求5所述的电池组，其中，所述旋转部被构造成具有圆柱形结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：李珍圭，李汎炫，姜达模，郑尚胤，张珉哲，尹种文，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：
国别省市：