具有优良冷却效率的电池组制造技术

技术编号:8806063 阅读:165 留言:0更新日期:2013-06-13 23:24
本发明专利技术涉及一种电池组,在该电池组中冷却剂入口和冷却剂出口被形成在组外壳的上部分和下部分处,并且冷却剂入口单元和冷却剂出口单元被形成在组外壳中。冷却剂入口单元包括:(a)平行入口部,该平行入口部接触冷却剂入口并且平行于单元电池堆的上表面;和(b)倾斜入口部,该倾斜入口部被连接到平行入口部使得离单元电池堆的上表面的间距从冷却剂入口到面向冷却剂入口的相对端变窄。平行入口部和倾斜入口部相互接触的拐点位于冷却剂入口的方向上的第一单元电池(“第一单元”)和面向第一单元的外壳之间的冷却剂流动通道(“第一冷却剂流动通道”)的区域中。

【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呈现高冷却效率的电池组,并且,更加具体地,涉及一种电池组,该电池组被构造成具有其中电池组外壳在其上部和下部处分别设有冷却剂入口和冷却剂出口的结构,电池组外壳设有冷却剂引入部和冷却剂排出部,冷却剂引入部包括平行引入部和倾斜引入部,并且彼此连接平行引入部和倾斜引入部的倾斜拐点位于特定区域处。
技术介绍
近来,能够充电和放电的二次电池已广泛用作无线移动设备的能量源。而且,作为电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)、以及外接插电式混合动力电动车辆(Plug-1nHEV)的动力源,二次电池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和柴油车所引起的问题,例如空气污染。小型移动设备为每个设备使用一个或数个电池单元。另一方面,由于中型或大型设备需要高功率和大容量,所以诸如车辆等的中型或大型设备使用电池组,该电池组具有被相互电连接的多个电池单元。优选地,电池组被制造成具有尽可能小的尺寸和重量。因此,通常使用能够以高的集成度进行堆叠并具有小的重量/容量比的棱形电池或袋状电池来作为该电池组的电池单元。特别地,目前很多兴趣都集中在袋状电池,该袋状电池使用铝层压片作为包覆构件(sheathing member),因为袋状电池的重量轻,袋状电池的制造成本低,并且容易改变袋状电池的形状。为了让中型或大型电池模块提供由特定设备或者装置所要求的电力和容量,有必要将中型或大型电池模块构造成具有下述结构,即,多个电池单元被彼此串联地连接,并且电池单元对外力是稳定的。而且,组成中型或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电力、大容量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从单元电池产生的热没有被有效地去除,则热积累在各自的单元电池中,因此加速单元电池的劣化。根据情形,单元电池能够着火或者爆炸。为此,在高电力、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。在包括多个电池单元的中型或大型电池组中,另一方面,一些电池单元的性能的劣化导致整个电池组的性能的劣化。弓I起性能的不均匀性的主要因素之一是电池单元之间的冷却的不均匀性。为此,必须提供一种结构以优化流动通道的形状,从而最小化冷却剂在流动期间的温度偏差。一些传统的中型或大型电池组使用电池组外壳,该电池组外壳被构造成具有下述结构,即,其中冷却剂入口和冷却剂出口分别位于电池组外壳的上部和下部处,使得在相对的方向中指弓I冷却剂入口和冷却剂出口,并且从冷却剂入口延伸到电池模块的流动空间的顶部和底部彼此平行。然而,在该结构中,与冷却剂出口相邻的流动通道中的冷却剂流量被大大地减少,因此电池单元之间的温度偏差高。与这样的情况相结合,公开一种中型或大型电池组,该中型或大型电池组被构造成具有下述结构,即,其中空气导向平面被向下倾斜到电池组外壳的与电池单元相对的侧面使得随着空气导向平面与冷却剂入口之间的距离的增加空气导向平面变得比较靠近电池单元。具体地,空气导向平面以预定的角度,例如15至45度的角度被倾斜到电池组外壳的与电池单元相对的侧面,并且冷却剂入口被形成在水平方向中,从而抑制其中冷却剂被过多地引入到与冷却剂出口相邻的流动通道的现象的发生。然而,本申请的专利技术人已经发现,不能够通过上述结构实现最佳的冷却均匀性,并且,特别地,取决于与冷却剂入口相邻的冷却剂入口部的结构改变电池单元之间的温度偏差。
技术实现思路
技术问题因此,本专利技术已经被实现用于解决以上问题和尚待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试验,本申请的专利技术人已经发现,当彼此连接水平截面和倾斜截面的拐点位于电池组的特定区域处时,电池组的冷却均匀性高。基于这些发现已经完成本专利技术。技术方案根据本专利技术的一个方面,通过提供如下电池组能够完成以上和其它的目的,在该电池组中多个电池单元或者单元模块被安装在电池组外壳中使得以竖直或者倒置的方式堆叠电池单元或者单元模块,所述单元模块中的每一个均具有被安装在其中的两个或者更多个电池单元,其中电池组外壳在其上部和下部处分别设有在相反的方向上指向的冷却剂入口和冷却剂出口,使得用于冷却电池单元或者单元模块,即单元电池,的冷却剂在与单元电池的堆叠方向垂直的方向上从电池模块的一侧流向另一侧,电池组外壳进一步设有流动空间(“冷却剂引入部”),该流动空间从冷却剂入口延伸到电池模块;和另一个流动空间(“冷却剂排出部”),该另一个流动空间从电池模块延伸到冷却剂出口,该冷却剂引入部包括:(a)平行引入部,该平行引入部与冷却剂入口相邻,该平行引入部平行于单元电池堆的顶部延伸;和6)倾斜引入部,该倾斜引入部被连接到平行引入部,倾斜引入部从冷却剂入口延伸到电池组外壳的与冷却剂入口相对的端部,使得倾斜引入部和单元电池堆的顶部之间的距离逐渐地减小,并且平行引入部和倾斜引入部彼此连接的倾斜拐点位于从冷却剂入口开始的第一单元电池(“第一单元”)与面向第一单元的电池组外壳之间的冷却剂流动通道(“第一冷却剂流动通道”)处。在下文中,电池单元或者单元电池将会被称为“单元电池”。在电池组中,通常需要管被连接到冷却剂入口的区域。液体的冷却剂通过冷却剂入口被引入到平行引入部并且然后被引入到倾斜引入部。此时,冷却剂的上游在倾斜拐点处碰撞倾斜引入部,平行引入部和倾斜引入部在该倾斜拐点处彼此连接,结果冷却剂向下流到电池模块。另一方面,冷却剂的下游流动而冷却剂的流动方向没有被改变。结果,在冷却剂中产生漩涡。这样的漩涡扰乱冷却剂的最佳流动。为此,通过简单地提供倾斜引入部难以实现电池单元之间的所期望的冷却均匀性。与这样的情况相结合,本申请的专利技术人已经发现,当拐点位于在从冷却剂入口开始的第一单元电池(“第一单元”)和面向第一单元的电池组外壳之间的冷却剂流动通道(“第一冷却剂流动通道”)处时,由于这样的漩涡,增加了被引入到第一冷却剂流动通道的冷却剂流量,因此提高了电池单元之间的冷却均匀性,从而减小电池单元之间的温度偏差并且从而提高电池单元之间的冷却效率。即,大大地减少了与冷却剂入口相邻的电池单元相比与电池组外壳的与冷却剂入口相对的侧面相邻的电池单元被更多地冷却的现象。在本专利技术中,“第一冷却剂通道”被解释为包括第一冷却剂流动通道及其外围。因此,倾斜拐点可以位于第一冷却剂流动通道或者第一冷却剂流动通道的外围上。然而,第一冷却剂流动通道的外围不包括第二冷却剂流动通道。这是因为,当倾斜拐点位于第二冷却剂流动通道上时,电池单元或者单元模块当中的温度偏差增加,如从在下文中将会描述的图2和图4的比较结果能够看到的。在优选示例中,基于第一冷却剂流动通道的中心轴线,倾斜拐点可以位于与第一单元的宽度Wb相对应的偏离范围内。如果基于第一冷却剂流动通道的中心轴线,倾斜拐点朝着冷却剂入口位于与第一单元的宽度Wb相对应的偏离范围外,则可能需要附加的设计或者修改以将管连接到冷却剂入口,并且可能需要用于管连接的预定长度的平行截面。在这样的情况下,突出可以形成在电池组处,结果降低了空间效率。另一方面,如果基于第一冷却剂流动通道的中心轴线,倾斜拐点朝着电池组外壳的与冷却剂入口相对的端部位于与第一单元的宽度Wb相对应的偏离范围外,如先前所描述的,本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.20 KR 10-2010-01022291.一种电池组,在所述电池组中,多个电池单元或者单元模块被安装在电池组外壳中使得所述电池单元或者所述单元模块以竖立或者倒置的方式堆叠,所述单元模块中的每一个均具有被安装在其中的两个或者更多个电池单元,其中 在所述电池组外壳的上部和下部处分别设有在相反的方向上指向的冷却剂入口和冷却剂出口,使得用于冷却所述电池单元或者所述单元模块,即单元电池,的冷却剂在与所述单元电池的堆叠方向垂直的方向上从所述电池模块的一侧流向另一侧, 所述电池组外壳进一步设有从所述冷却剂入口延伸到所述电池模块的流动空间(“冷却剂引入部”)和从所述电池模块延伸到所述冷却剂出口的另一流动空间(“冷却剂排出部”), 所述冷却剂引入部包括: (a)平行引入部,所述平行引入部与所述冷却剂入口相邻,所述平行引入部平行于单元电池堆的顶部地延伸;和 (b)倾斜引入部,所述倾斜引入部被连接到所述平行引入部,所述倾斜引入部从所述冷却剂入口延伸到所述电池组外壳的与所述冷却剂入口相对的端部,使得所述单元电池堆的顶部与所述倾斜弓I入部之间的距离逐渐地减小,并且 所述平行引入部和所述倾斜引入部彼此连接的倾斜拐点位于从所述冷却剂入口开始的第一单元电池(“第一单元”)与面向所述第一单元的所述电池组外壳之间的冷却剂流动通道(“第一冷却剂流动通道”)处。2.根据权利要求1所述的电池组,其中,基于所述第一冷却剂流动通道的中心轴线,所述倾斜拐点位于与所述第一单元的宽度(Wb)相对应的偏离范围内。3.根据权利要求1所述的电池组,其中,所述第一冷却剂流动通道的宽度(W。)等于所述第一单元的宽度(Wb)的10%至100%。4.根据权利要求1所述的电池组,其中,所述倾斜拐点位于所述第一冷却剂...

【专利技术属性】
技术研发人员:金玟廷郑在皓郑尚胤崔晙硕尹种文姜达模
申请(专利权)人:株式会社LG化学
类型:
国别省市:

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