提供改进的冷却剂分布均匀性的电池组制造技术

本发明专利技术涉及一种电池组，该电池组包括被彼此电连接的多个电池单元或者单元模块（“单元电池”）。在此，单元电池沿电池组的宽度方向（横向方向）被竖直地布置，且单元电池被彼此间隔开以便形成冷却剂通道，从而形成一个电池模块层。其中两个或者更多个电池模块层被布置在电池组的高度方向（纵向方向）上的堆叠结构被构建到电池组外壳中。电池组包括：冷却剂流入部，其中，冷却剂被同时馈送到两个或者更多个电池模块层；和冷却剂排出部，通过该冷却剂排出部使经过单元电池的冷却剂被排出，使得单元电池的一部分或者所有的单元电池被布置在两个或者更多个电池模块层中。

【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电池组，该电池组提供改进的冷却剂分布均匀性，并且，更加具体地，涉及如下电池组，该电池组具有多个电池单元或者单元电池，其中，在单元电池被相互间隔开以形成冷却剂流动通道的状态下将单元电池沿着电池组的宽度方向以竖立的方式布置，从而组成电池模块层，并且两个或者更多个电池模块层被安装在电池组外壳中使得电池模块层沿着电池组的高度方向被堆叠，并且其中，该电池组包括:冷却剂引入部，通过该冷却剂引入部，冷却剂被引入到两个或者更多个电池模块层中以同时冷却两个或者更多个电池模块层中的一些或者所有单元电池；和冷却剂排出部，通过该冷却剂排出部，经过单元电池的冷却剂被排出。
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，将二次电池作为电动车辆(EV)和混合动力电动车辆(HEV)的动力源已引起了相当大的关注，已经开发了上述二次电池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，由于中大型设备需要高功率和大容量，所以中大型设备诸如车辆等使用具有被相互电连接的多个电池单元的中大型电池模块。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中大型电池模块的电池单元。特别地，目前很多兴趣都集中在使用铝层压片作为包覆构件(sheathingmember)的袋状电池，因为所述袋状电池的重量轻，所述袋状电池的制造成本低，并且容易改变所述袋状电池的形状。为了让中大型电池模块提供由预定的设备或者装置所要求的电力和容量，有必要将中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电连接或者串联和并联地电连接，并且电池单元对外力是稳定的。而且，组成中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，则热积累在各个单元电池中，因此单元电池的劣化被加速。根据情况，单元电池可能着火或者爆炸。为此，在用于车辆的作为高电力、大容量的电池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。另一方面，在包括多个电池单元的中大型电池组中，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，要求提供结构以确保在冷却剂的流动期间冷却的均匀性。如在图1中所示，传统的中大型电池组20被构造成具有如下结构，在所述结构中，单元电池在电池组20的宽度方向上以直立的方式被布置以组成电池模块层10，并且两个或者更多个电池模块层10被安装在电池组外壳15中，使得电池模块层10在电池组20的高度方向上被堆叠。在此结构中，通过被形成在电池组外壳的顶部处的冷却剂引入部11而引入的冷却剂，顺序地经过被限定在布置于竖直方向上的单元电池之间的流动通道以冷却单元电池，并且然后通过被形成在电池组外壳的底部处的冷却剂排出部而从电池组外壳排出。然而，在此结构中，产生电池模块层之间的温度偏差，并且增加了冷却剂流动通道，因此产生了单元电池之间的压力差，从而很难均匀地冷却电池单元。因此，对根本地解决上述问题的技术存在高度需求。
技术实现思路
技术问题因此，为解决以上问题和尚待解决的其它技术问题而完成本专利技术。本专利技术的目的是为了提供一种电池组，该电池组能够均匀地供应冷却剂以有效地去除从单元电池产生的热，最小化单元电池之间的压力差，以抑制单元电池的性能的降低，从而提高电池组的冷却效率。本专利技术的另一目的是为了提供一种电池组，在该电池组中，基于应用该电池组的设备的结构而容易地改变电池组的冷却剂流动通道，从而实现电池组的灵活设计。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，该电池组具有被彼此电连接的多个电池单元或者单元模块(“单元电池”)，其中，在单元电池被相互间隔开以形成冷却剂流动通道的状态下，单元电池沿着电池组的宽度方向(“横向方向”)以竖立的方式被布置，从而组成电池模块层，并且两个或者更多个电池模块层被安装在电池组外壳中，使得电池模块层沿着电池组的高度方向(“竖直方向”)上堆叠，并且其中，电池组包括:冷却剂引入部，通过该冷却剂引入部，冷却剂被引入到两个或者更多个电池模块层中以同时冷却两个或者更多个电池模块层中的一些或者所有的单元电池；和冷却剂排出部，通过该冷却剂排出部，已经经过单元电池的冷却剂被排出。S卩，根据本专利技术的电池组包括新颖结构的冷却剂引入部，通过该冷却剂引入部，冷却剂被同时引入到被包括在沿竖直方向堆叠的电池模块层中的单元电池中，从而有效地去除来自于单元电池的热并且大大地减小电池模块层的单元电池之间的温度偏差。在根据本专利技术的电池组中，电池模块层可以被彼此间隔开以防止电池模块层之间的冷却剂的流动。因此，能够独立地冷却电池模块层并且安全地实现被引入的冷却剂和被排出的冷却剂之间的划分，从而进一步提高冷却效率。可以通过仅在电池模块层处形成冷却剂流动通道来实现防止电池模块层之间的冷却剂的流动的上述结构。在根据本专利技术的电池组中，冷却剂引入部分和冷却剂排出部可以被构造成具有多种结构，通过该冷却剂引入部，冷却剂被同时引入到电池模块层中。在下文中将描述本专利技术的电池组的一些优选示例。作为第一示例，冷却剂引入部可以被构造成具有如下结构，在所述结构中，冷却剂被引入到所有的电池模块层中和每个电池模块层的所有单元电池中。在此情况的具体示例中，冷却剂排出部可以被形成在电池组外壳的与冷却剂引入部相对的侧面处，通过该冷却剂排出部，已经经过电池模块层的冷却剂被排出，并且冷却剂排出部中的冷却剂的流动方向与冷却剂引入部中的冷却剂的流动方向相反。因此，在每个电池模块层的所有单元电池中，冷却剂在一个方向上流动但是不循环。在此结构中，冷却剂引入部可以被构造成具有如下结构，在所述结构中，冷却剂引入部的截面宽度与距冷却剂入口管的距离成比例地减小。表述“截面宽度被减小”意指冷却剂引入部被倾斜到电池组外壳的与冷却剂入口管相对的端部。当通过冷却剂入口管引入的冷却剂沿着冷却剂引入部流动时，由于冷却剂引入部的截面宽度如在上文限定地与距冷却剂入口管的距离成比例地减小，所以冷却剂的流动截面面积被逐渐地较小。结果，冷却剂的流动速度被逐渐地增加但是冷却剂的流动速率被减小。因此，冷却剂被均匀地引入到各个电池模块层中，不管离冷却剂入口管的距离如何。即，在冷却剂引入部的截面宽度被减小的情况下，单元电池之间的温度偏差被减小，从而进一步提闻电池组的性能。作为第二示例，在电池组的竖直方向上，冷却剂引入部和/或冷却剂排出部可以被划分为两个或者更多个分支。在此情况的具体示例中，冷却剂引入部可以包括:第一分支引入部，通过该第一分支引入部，冷却剂被同时引入到至少一个电池模块层(A)的所有单元电池(a)中和除所述至少一个电池模块层(A)之外的其它的电池模块层(B)的一些单元电池(bl)中；和第二分支引入部，通过该第二分支引入部，冷却剂被同时引入到所述其它的电池模块层(B)的其它的单元电池(b2)中。即，相对于至少一个电池模块层(A)和其它的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.11.17 KR 10-2010-01142301.一种电池组，所述电池组具有彼此电连接的多个电池单元或者单元模块(“单元电池”)，其中 在所述单元电池被相互间隔开以形成冷却剂流动通道的状态下，所述单元电池沿着所述电池组的宽度方向(“横向方向”)以竖立的方式布置，从而组成电池模块层，并且两个或者更多个电池模块层被安装在电池组外壳中，使得所述电池模块层被沿着所述电池组的高度方向(“竖直方向”)堆叠，并且其中 所述电池组包括:冷却剂引入部，通过所述冷却剂引入部，冷却剂被引入到所述两个或者更多个电池模块层中以同时地冷却在所述两个或者更多个电池模块层中的一些或者所有的单元电池；和冷却剂排出部，通过所述冷却剂排出部，已经经过所述单元电池的所述冷却剂被排出。2.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述电池模块层被彼此间隔开以防止所述冷却剂在所述电池模块层之间流动。3.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述冷却剂引入部被构造成具有如下结构，即:所述冷却剂被引入到所有的电池模块层中和每个所述电池模块层的所有的单元电池中。4.根据权利要求3所述的电池组，其中，已经经过所述电池模块层的冷却剂通过其被排出的所述冷却剂排出部被形成在所述电池组外壳的与所述冷却剂引入部相对的侧面处，并且在所述冷却剂排出部中的所述冷却剂的流动方向与在所述冷却剂引入部中的所述冷却剂的流动方向相反。5.根据权利要求3所述的电池组，其中，冷却剂引入部被构造成具有如下结构，即:所述冷却剂引入部的截面宽度与距冷却剂入口管的距离成比例地减小。6.根据权利要求1 所述的电池组，其中，所述冷却剂引入部和/或所述冷却剂排出部沿着所述电池组的竖直方向被划分为两个或者更多个分支。7.根据权利要求6所述的电池组，其中，所述冷却剂引入部包括:第一分支引入部，通过所述第一分支引入部，所述冷却剂被同时引入到至少一个电池模块层(A)的所有单元电池(a)中和除了所述至少一个电池模块层(A)之外的其它的电池模块层(B)的一些单元电池(bl)中；和第二分支引入部，通过所述第二分支引入部，所述冷却剂被同时引入到所述其它的电池模块层(B)的其它的单元电池(b2)中。8.根据权利要求7所述的电池组，其中，所述至少一个电池模块层(A)和所述其它的电池模块层(B)均包括一个或者更多个电池模块层。9.根据权利要求7所述的电池组，其中，在所述电池组外壳的与所述冷却剂引入部相对的侧面处形成所述冷却剂排出部，通过所述冷却剂排出部，已经通过所述第一分支引入部和所述第二分支引入部引入并且已经经过所述单元电池的冷却剂被收集并且然后被排出。10.根据权利要求7所述的电池组，其中，流动通道改变部位于所述电池组外壳的与所述冷却剂引入部相对的侧面处，已经通过所述第一分支引入部和所述第二分支引入部引入并且已经经过所述单元电池的冷却剂被收集在所述流动通道改变部中，所述冷却剂排出部位于所述第一分支引入部和所述第二分支引入部之间，并且来自于所述流动通道改变部的冷却剂流动通过在所述至少一个电池模块层(A)和所述其它的电池模块层(B)之间限定的空间并且然后通过所述冷却剂排出部被排出。11.根据权利要求6所述的电池组，其中 所述冷却剂引入部包括:第一分支引入部，通过所述第一分支引入部，所述冷却剂被引入到所述两个或者更多个电池模块层...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑在皓，林艺勋，朴元灿，姜达模，崔容硕，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：
国别省市：