具有冷卻通道的電池組的製作方法

2023-05-30 17:45:16 2

專利名稱：具有冷卻通道的電池組的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種包括多個具有電池單元的電池模塊的電池組，尤其涉及電池模塊之間存在冷卻通道的電池組。
背景技術：
日本專利申請公開第2009-277471號中描述了電池組的示例。在該電池組中，堆疊並以串聯方式電連接多個電池單元。在堆疊的電池單元之間設置有電池座。每個端板關於堆疊方向被設置在電池單元堆的端部。通過捆綁帶連接端板。捆綁帶在沿著堆疊方向的方向上向電池座施加捆綁力，以固定堆疊的電池單元。此外，在電池單元的與堆疊方向垂直的表面和電池座的關於堆疊方向與電池單元的表面相對的表面之間形成有空氣通道。特別地，電池座的表面具有朝向電池單元的表面突出的多個肋板。每個肋板沿水平方向延伸，並且這些肋板沿豎直方向設置。此外，每個肋板的端部表面與電池單元的表面接觸。因此，在豎直方向上形成了多個空氣空間，每個空氣空間在水平方向上延伸。空氣通道由多個空氣空間提供。在電池單元工作期間，通過空氣通道中流動的空氣來對電池單元進行冷卻。在這樣的空氣通道中，由於在豎直方向上設置多個窄的水平空氣空間，所以如果未均勻地向空氣空間中供給空氣，則難以均勻地冷卻電池單元的表面。此外，由於空氣空間窄且長，所以在電池單元的表面與電池座的表面之間的氣流中將形成邊界層。因此，將會減小空氣與電池單元之間的熱傳遞係數，從而降低冷卻性能。

發明內容
鑑於前述原因做出本發明，本發明的目的是提供一種具有增強的冷卻結構的電池組。根據一個方面的電池組包括多個電池模塊，每個電池模塊具有電池單元和其內容納所述電池單元的電池盒。這些電池模塊彼此電連接並沿堆疊方向堆疊，使得在相鄰的電池盒的相對表面之間限定用於允許冷卻介質流動的冷卻通道。相對表面中的一個表面具有第一肋板，第一肋板朝向相對表面中的另一個表面突出並沿著相對表面中的該一個表面彼此平行地延伸。相對表面中的另一個表面具有第二肋板，第二肋板朝向相對表面中的該一個表面突出並沿著相對表面中的該另一個表面相互平行地延伸。在所述冷卻通道中，第一肋板與第二肋板相互交叉，並且第一肋板的端部與所述第二肋板的端部相對於所述堆疊方向相互接觸。由於第一肋板與第二肋板相互交叉，所以當沿著堆疊方向觀察堆疊的電池模塊時，冷卻通道由於相互交叉的第一肋板和第二肋板而形成為網狀。冷卻通道包括限定在相鄰的第一肋板之間的第一肋板通道部和限定在相鄰的第二肋板之間的第二肋板通道部。此外，第一肋板通道部與第二肋板通道部通過第一肋板通道部與第二肋板通道部相互交叉的交叉區域相互聯通。從而，第一肋板通道部通過第二肋板通道部相互聯通。同樣地，第二肋板通道部通過第一肋板通道部相互聯通。即，冷卻通道形成為連續的網狀。因此，冷卻介質在第一肋板通道部和第二肋板通道部中流動。在這種情況下，在第一肋板通道部中流動的冷卻介質流入相鄰的第一肋板通道部，同時通過交叉部擴散，而在第二肋板通道部中流動的冷卻介質流入相鄰的第二肋板通道部，同時通過交叉部擴散。這樣，冷卻介質以交織方式流動。因此，冷卻介質可以流動，同時在整個冷卻通道上擴散。因此，電池得到了被有效地且均勻地冷卻。另外，由於第一肋板和第二肋板的端部的邊緣位於交叉區域中，所以可能產生冷卻介質的湍流效應(turbulence effect) 0因此，在冷卻通道中減小了冷卻介質的邊界層， 從而提高了冷卻介質的熱傳遞係數。因此，改善了電池的冷卻效果。


根據以下參照附圖給出的詳細描述，本發明的其它目的、特徵和優點將變得更加明顯，其中類似的部件用類似的附圖標號標記，其中圖1是根據本發明第一實施例的電池組的電池模塊的橫截面圖；圖2是根據第一實施例的電池模塊的電池盒的平面圖；圖3是沿著圖2中的線III-III的電池盒的盒部件的橫截面圖；圖4是根據第一實施例的電池組的橫截面圖；圖5是示出根據第一實施例的電池模塊的冷卻通道結構的示意圖；圖6是沿著圖5中的線VI-VI的橫截面圖；圖7是用於示出根據第一實施例的第一變形的肋板的電池盒平面圖；圖8是用於示出根據第一實施例的第二變形的肋板的電池盒平面圖；圖9是用於示出根據第一實施例的第三變形的肋板的電池盒平面圖；圖10是用於示出根據第一實施例的第四變形的肋板的電池盒平面圖；圖11是用於示出根據第一實施例的第五變形的肋板的電池盒平面圖；圖12是用於示出根據第一實施例的第五變形的對應肋板的電池盒平面圖；圖13是示出根據第一實施例的第五變形的冷卻通道結構的示意圖；圖14是根據本發明第二實施例的電池組的電池盒的平面圖；圖15是沿著圖14中的線XV-XV的橫截面圖；圖16是用於示出根據本發明第三實施例的肋板的電池組的電池盒平面圖；圖17是根據本發明第四實施例的電池組的電池盒的肋板的橫截面圖；圖18是根據本發明第五實施例的具有壁部的電池組的電池盒的壁部平面圖；圖19是沿著圖18中的線XIX-XIX的橫截面圖；圖20是根據本發明第六實施例的電池組的橫截面圖；以及圖21是根據第六實施例的電池組的電池盒的橫截面圖。
具體實施例方式下面參照附圖對示例性實施例進行描述。在所有示例性實施例中，類似的部件用類似的附圖標號標記，並且將不對這些類似的部件進行重複描述。(第一實施例)
下面參照圖1至圖6對第一實施例進行描述。根據本實施例的電池組100例如用作用於使混合動力車或電動車輛運行的電機的電池、家用蓄電池等。參照圖4，電池組100是由一堆電池模塊130(例如至少兩個電池模塊)構成。每個電池模塊130包括電池盒120和容納於電池盒120內的電池單元110。電池模塊130以串聯方式電連接。在相鄰的電池模塊130之間形成有冷卻通道140。在下文中，將堆疊電池模塊130的方向(諸如圖4中的左右方向)稱為堆疊方向。電池單元110是輪廓為矩形的板狀(例如平板狀)充電-放電電池。電池單元 110例如是鎳氫二次電池、鋰離子二次電池、有機高效電池(Organic Radical Battery)等。 例如，電池單元110具有軋制層結構。該結構具有三個層，這三個層包括具有活性材料的正面金屬箔、具有活性材料的反面金屬箔、以及正面金屬箔與反面金屬箔之間的隔離物，並且這三個層被輾軋並形成為平坦狀。該軋制層結構置於金屬殼體、層壓薄膜等中。為了確保電池單元110中的預定的電池屬性，必須保持層的厚度在沿著軋制形狀的軸線的整個方向上具有均勻的厚度。在形成電池組100時，根據使用中所需的冷卻程度來確定容納於一個電池盒120 中的電池單元Iio的數量。例如，如果所需冷卻程度很高，則減少容納於一個電池盒120中的電池單元110的數量(例如為至少一個)。相反，如果所需冷卻程度不高，則增加容納於一個電池盒120中的電池單元110的數量。例如，在圖1和圖4所示的示例中，一個電池盒120中容納有四個電池單元110。 在電池盒120內部，這四個電池單元110沿著每個電池單元110的厚度方向堆疊。即，在每個電池盒120內部，電池單元110沿著電池模塊130的堆疊方向堆疊。例如，定向電池組 100，使得使用時電池單元110的堆疊方向與水平方向對應。如圖1所示，每個電池單元110具有不具有突起或凹槽的平坦主表面111。電池單元110被堆疊成使得主表面111相互接觸。電池盒120的與電池單元110的主表面111相對的內表面121C是不具有突起或凹槽的平坦表面。位於堆疊的電池單元110的端部處的端部電池單元Iio的主表面111與電池盒120的內表面121C相接觸。電池單元110的主表面111垂直於堆疊方向。電池盒120的內表面121C也垂直於堆疊方向。電池盒120包括第一盒部件120A和第二盒部件120B。第一盒部件120A與第二盒部件120B具有相同的形狀。第一盒部件120A和第二盒部件120B中的每個是在其一側上具有開口的薄長方體容器。第一盒部件120A與第二盒部件120B耦合，以使得其開口相對並相互結合。因此，在結合的第一盒部件120A和第二盒部件120B的內部形成用於包圍電池單元110的盒內空間。即，通過連結具有相同形狀的兩個盒部件來構造電池盒120。第一盒部件120A和第二盒部件120B由諸如聚丙烯的樹脂材料製成。第一盒部件 120A和第二盒部件120B中的每個具有與容器的底壁相對應的基壁121和從基壁121的外端部延伸並形成開口的外周壁122。為了清楚起見，第一盒部件120A的基壁121被稱為第一基壁121A，而第二盒部件120B的基壁121被稱為第二基壁121B。第一基壁121A和第二基壁121B具有矩形輪廓。第一基壁121A和第二基壁121B 具有朝向電池盒120的外部突出的多個肋板。在圖2和圖5中，為了清楚起見，肋板標有陰影。每個肋板具有長且窄的形狀。相互平行地設置這些肋板。為了清楚起見，第一基壁 121A的肋板被稱為第一肋板123A，而第二基壁121B的肋板被稱為第二肋板12!3B。
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第一肋板123A與第二肋板12 在第一盒部件120A和第二盒部件120B之間具有相同的形狀。第一肋板123A位於具有矩形輪廓的第一基壁121A的內部區域中。同樣地， 第二肋板12 位於具有矩形輪廓的第二基壁121B的內部區域中。第一肋板123A和第二肋板12 中的每個肋板在垂直於每個肋板的縱向限定的橫截平面內具有矩形橫截面。此外，每個肋板123A、12!3B在相對於豎直方向傾斜的方向上延伸。如圖2所示，例如，肋板123A、123B向右上方傾斜延伸。第一肋板123A的端部1123a 具有不具有突起和凹槽的平坦的端部表面。同樣，第二肋板12 的端部112 也具有不具有突起和凹槽的平坦的端部表面。如上文中所述，每個電池模塊130由電池盒120和容納於電池盒120中的電池單元110構成。電池模塊130沿著堆疊方向堆疊，該堆疊方向例如為與電池盒120內的電池單元110的堆疊方向相對應的水平方向。如圖4中的箭頭所示，通過從堆疊的電池模塊130 的關於堆疊方向的相對端施加預定的捆綁力(負載)，來使堆疊的電池模塊130相互固定。 電池組100由通過捆綁力固定的堆疊的電池模塊130構成。以使得電池單元110串聯電連接的方式連接電池模塊130。在相鄰的電池模塊130之間形成冷卻通道140，以允許冷卻介質流動。在本實施例中，冷卻通道140具有下述結構。例如，在電池模塊130堆中，任意電池模塊130(例如第一電池模塊130)的第一肋板123A從第一基壁121A朝向相鄰電池模塊130(例如第二電池模塊130)的第二基壁121B 突出，而第二電池模塊130的第二肋板12 朝向第一電池模塊130的第一基壁121A突出。S卩，在相鄰的電池盒120的相對表面之間形成冷卻通道140。一個相對表面具有朝向另一相對表面突出的第一肋板123A。同樣地，該另一相對表面具有朝向該一個相對表面突出的第二肋板12!3B。由相鄰的電池盒120的相對的第一基壁121A和第二基壁121B提供相對表面。第一電池模塊130的第一肋板123A和第二電池模塊130的第二肋板12 關於堆疊方向彼此相對。由於沿堆疊方向對堆疊的電池模塊130施加以預定的捆綁力，所以第一肋板123A的端部1123a和第二肋板12 的端部112 相互接觸。即，在相鄰的電池盒120 中，端部1123a和端部112 之間的接觸部接收預定的捆綁力。第一盒部件120A與第二盒部件120B具有相同的形狀。因此，第一肋板123A和第二肋板12 具有同樣傾斜延伸的形狀。當第一盒部件120A與第二盒部件120B相耦合時， 其中一個盒部件相對於另一盒部件轉動或旋轉180度。因此，在相鄰的第一電池模塊130 和第二電池模塊130之間，第二電池模塊130的第二肋板12 右下傾斜(即與第一電池模塊130的第一肋板123A成180度)地延伸，而當沿著堆疊方向觀察時，第一電池模塊130 的第一肋板123A右上傾斜地延伸。因此，如圖5所示，第一肋板123A和第二肋板12 被布置為相互交叉的對角網狀。此外，端部1123a和端部112 在交叉處相互接觸。在第一電池模塊130的第一基壁121A中，在相鄰的第一肋板123A之間(即沿著第一肋板123A)形成有多個第一肋板通道141。在第二電池模塊130的第二基壁121B中， 在相鄰的第二肋板12 之間(即沿著第二肋板123B)形成有多個第二肋板通道142。在相鄰的電池模塊130之間，冷卻通道140由第一肋板通道141和第二肋板通道142提供。在第一肋板通道141與第二肋板通道142相互交叉的交叉區域140a中，第一肋板通道141與第二肋板通道142相聯通。因此，第一肋板通道141可以通過第二肋板通道142 與另一第一肋板通道141聯通。同樣地，第二肋板通道142可以通過第一肋板通道141與另一第二肋板通道142聯通。這樣，當整體觀察時，冷卻通道140被配置作為網狀連續通道。例如，空氣作為冷卻介質在冷卻通道140中流動。空氣可以被自然地導入冷卻通道140中。如圖4所示，空氣從電池組100的底端流入冷卻通道140中，並且在流經冷卻通道140後從電池組100的上端流出。例如，如圖5中的箭頭所示，空氣沿著大致向上的方向流經冷卻通道140。空氣不必總是自然地導入冷卻通道140中。可替代地，可以使用鼓風機將空氣強制地供給到冷卻通道140中。接下來，將描述電池組100的操作。例如，使用電池組100作為用於向對象(諸如用於使車輛、電氣裝置等運行的電機)提供電力的電源。當作為供電的結果使得電池組100自身的電荷量減少時，可以對電池組100進行外部再充電。因此，電池組100可以繼續提供電力。在電池組100的操作期間，通過穿過冷卻通道140的空氣來冷卻電池單元110產生的熱。如上所述，由於冷卻通道140是網狀連續通道，空氣以比如穿過網交織的交織方式流動。因而，空氣可以以廣泛擴散的方式在整個冷卻通道140中流動。因此，可以在電池單元110的上方均勻且全面地提供空氣。因此，可以有效地冷卻電池單元110。第一肋板123A的端部1123a的邊緣和第二肋板12 的端部1123b的邊緣位於第一肋板通道141與第二肋板通道142相互交叉的交叉區域140a內。因此，氣流可以分布在第一肋板123A和第二肋板12 的邊緣處。即，邊緣可以產生湍流效應。減少了邊界層的形成，並且可以提供空氣的熱傳遞係數。因此，改善了電池單元110的冷卻效率。第一肋板123A和第二肋板12 相對於空氣進入冷卻通道140的流入方向(例如豎直方向)傾斜。因此，在冷卻通道140內部，空氣移動，同時由於傾斜的第一肋板123A和第二肋板12 而相對於流入方向改變方向。S卩，空氣在冷卻通道140中以迂迴方式流動。 因此，空氣遍及整個冷卻通道140。在固定電池模塊130時，沿堆疊方向對電池模塊130堆的相對端施加預定的捆綁力。在相對的第一肋板123A的端部1123a與第二肋板12 的端部112 之間的接觸部處接收到捆綁力。端部1123a、112 之間的接觸部均勻地分布在第一基壁121A和第二基壁 121B上。因此，可以在整個第一基壁121A和第二基壁121B均勻地接收到預定的捆綁力。 此外，捆綁力被均勻地施加在電池單元110上。因此，電池單元110在堆疊方向上的尺寸不均勻的可能性不大。從而，改善了電池單元110的電池屬性。電池盒120由關於堆疊方向相互連結的第一盒部件120A和第二盒部件120B構成。因此，可以降低電池組100的製造成本。如果肋板的端部直接與電池單元接觸，則電池單元110容易部分變形。在本實施例中，另一方面，電池單元Iio的主表面111與電池盒120的內表面121C相接觸。S卩，電池單元110被均勻地或完全地壓在一起。因此，改善了電池單元110的尺寸關於堆疊方向的均勻性。從而，改善了電池單元110的電池屬性。可以以各種其它方式更改第一肋板123A和第二肋板12 的形狀。圖7至圖13示出了第一肋板123A和第二肋板12 的第一變形至第五變形。並且，與上述示例性實施例相似地，在第一變形至第四變形中，第一盒部件120A與第二盒部件120B具有相同的形狀。
圖7是用於示出第一肋板123A和第二肋板12 的第一變形的電池盒120平面圖。 並且，在圖7至圖13中，為了清楚起見，肋板123A、12!3B標有陰影。如圖7所示，第一肋板 123A和第二肋板12 在其縱向(延伸方向)上不連續地形成。S卩，第一肋板123A和第二肋板12 中的每個關於縱向形成多個斷裂部124。在這種構造中，每個肋板123A、123B的用於限定斷裂部124的邊緣1123c位於冷卻通道140中。除以上所述的端部1123a、1123b的邊緣以外，還可以通過肋板123A、12!3B 的邊緣1123c進一步改善擾動效果(disturbance effect) 0因此，可以進一步提高冷卻介質的熱傳遞係數，並且可以進一步改善電池單元110的冷卻效率。圖8是用於示出第一肋板123A和第二肋板12 的第二變形的電池盒120平面圖。 如圖8所示，第一盒部件120具有多個肋板組123A1至123A4，其中每個肋板組包括一行第一肋板123A。同樣地，第二盒部件120B具有多個肋板組，其中每個肋板組包括一行第二肋板12!3B。每個第一肋板123A的長度短於圖5所示示例的第一肋板123A的長度。同樣地， 每個第二肋板12 的長度短於圖5所示示例的第二肋板12 的長度。沿豎直方向布置多個肋板組123A1至123A4。例如，在肋板組123A1至123A4的每個肋板組中，第一肋板123A 在水平方向上排列成一行。同樣地，在每個肋板組中，第二肋板12 排列成水平行。在第一肋板組123A1中，與圖2的示例中所示的肋板123A類似地，第一肋板123A 被布置為右上傾斜。在第三肋板組123A3中，與第一肋板組123A1的肋板123A類似地，第一肋板123A被布置為右上傾斜。第二肋板組123A2的第一肋板123A和第四肋板組123A4 的第一肋板123A被布置為右下傾斜，即，與第一肋板組123A1和第三肋板組123A3的肋板 123A相反地傾斜。S卩，在多個肋板組123A1至123A4中，至少一個肋板組的第一肋板123A被布置在與另一個肋板組的第一肋板123A的方向相反的傾斜方向上。在圖8的示例中，從第一肋板組123A1到第四肋板組123A4，第一肋板123A沿相反的方向交替地傾斜。在第二盒部件 120B中，以與第一盒部件120A的第一肋板123A相似的方式形成第二肋板12!3B。在第二變形中，在多個肋板組123A1至123A4中，肋板123A、12 被布置在與空氣進入冷卻通道140的流入方向不同的傾斜方向上。在這樣的構造中，增加了用於改變冷卻空氣的流動方向的區域。因此，空氣的流動更加複雜，並且空氣可以廣泛地分布在整個冷卻通道140中。因此，進一步改善了電池單元110的冷卻效率。圖9是用於示出第一肋板123A和第二肋板12 的第三變形的電池盒120平面圖。 在第三變形中，與第二變形相似地，第一盒部件120A具有多個肋板組123A1至123A4，其中每個肋板組包括第一肋板123A的水平行，然而，第一肋板123A的傾斜方向與第二變形中第一肋板123A的傾斜方向不同。即，第一肋板組123A1的第一肋板123A與第四肋板組123A4 的第一肋板123A沿同一方向傾斜。例如，第一肋板組123A1的第一肋板123A和第四肋板組 123A4的第一肋板123A被布置為右下傾斜。另一方面，第二肋板組123A2的第一肋板123A 與第三肋板組123A3的第一肋板123A沿同一方向傾斜，但該方向與第一肋板組123A1的第一肋板123A和第四肋板組123A4的第一肋板123A的傾斜方向相反。可以以與圖9所示的第一肋板123A的方式類似的方式布置第二盒部件120B的第二肋板12!3B。以此方式，可以在肋板組123A1至123A4之間隨機地改變第一肋板123A和第二肋板12 的傾斜方向。在這種情況下，還可以獲得類似的有益效果。
圖10是用於示出第一肋板123A和第二肋板12 的第四變形的電池盒120平面圖。如圖10所示，第一肋板123A和第二肋板12 中的每個具有鋸齒形狀。在這種構造中，與第二變形和第三變形類似地，可以增加用於改變空氣流動方向的區域。因此，空氣的流動更加複雜，並且空氣可以廣泛地分布在整個冷卻通道140中。從而，進一步改善了電池單元110的冷卻效率。如果肋板僅沿著一個方向傾斜，則可能產生硬度差異。即，在一個方向上硬度高， 而在另一個方向上硬度低。在第二變形至第四變形中，第一肋板123A和第二肋板12 被布置為沿至少兩個不同的方向延伸。即，第一肋板123A和第二肋板12 中的每個沒有被布置為僅沿一個方向延伸。因此，減小了硬度差異，從而可以減小第一盒120A和第二盒120B 的扭曲。圖11是用於示出第五變形的第一肋板123A的第一盒部件120A的平面圖。圖12 是用於示出第五變形的第二肋板12 的第二盒部件120B的平面圖。圖13是第五變形的冷卻通道結構的平面圖。在第五變形中，第一盒部件120A與第二盒部件120B具有不同的形狀。如圖11所示，在第一盒部件120A中，第一肋板123A沿空氣進入冷卻通道140的流入方向延伸，即，沿豎直方向延伸。如圖12所示，在第二盒部件120B中，第二肋板12 沿與空氣進入冷卻通道140的流入方向垂直的方向延伸，即，沿水平方向延伸。因此，當任意電池模塊130(例如第一電池模塊)的第一盒部件120A與相鄰電池模塊130(例如第二電池模塊)的第二盒部件120B相對時，第一肋板123A與第二肋板12 以網狀方式相互接觸。即，如圖13所示，網狀冷卻通道140由豎直第一肋板通道部141和水平第二通道142 構成。在這種構造中，空氣在冷卻通道140中流動，同時通過豎直的第一肋板123A和水平的第二肋板12 沿至少兩個不同的方向改變流動方向。因此，空氣可以在整個冷卻通道 140上廣泛地擴散。(第二實施例)下面將參照圖14和圖15對第二實施例進行描述。如圖14和15所示，具有相同形狀的第一盒部件120A和第二盒部件120B除第一實施例的結構之外還具有用於固定的公咬合部125和母咬合部126。公咬合部125是能夠與母咬合部1 咬合的突起。公咬合部125位於第一盒部件 120A和第二盒部件120B中的每個盒部件的外周壁122的四個側中的一個側上。即，公咬合部125位於矩形外周壁122的第一側上。例如，兩個公咬合部125被布置在外周壁122的第一側上。兩個公咬合部125關於外周壁122的第一側的縱向(諸如圖14中的左右方向) 彼此隔開。母咬合部126是能夠與公咬合部125咬合的凹型部。母咬合部1 位於外周壁 122的四個側中的另一個側上。即，母咬合部1 位於矩形外周壁122的第二側上，其中，第二側與公咬合部125所位於的第一側相對。例如，兩個母咬合部1 被如下布置在外周壁 122的第二側上兩個母咬合部1 關於外周壁122的第二側的縱向彼此分開預定的距離。第一盒部件120A與第二盒部件120B具有相同的形狀。當第一盒部件120A與第二盒部件120B彼此連接時，第一盒部件120A和第二盒部件120B中的一個部件相對於另一部件轉動。因此，公咬合部125和母咬合部1 被布置於關於該一個部件的轉動軸線(旋轉軸線)A彼此對稱的位置處。在固定電池模塊130時，將電池單元110放置在第一盒部件120A中，然後將第二盒部件120B連結到第一盒部件120A，使得第二盒部件120B的開口面向第一盒部件120A的開口。在這種情況下，第一盒部件120A和第二盒部件120B的公咬合部125與母咬合部1 彼此相對。即，第一盒部件120A的公咬合部125與第二盒部件120B的母咬合部1 咬合， 並且第二盒部件120B的公咬合部125與第一盒部件120A的母咬合部1 咬合。以此方式構成電池模塊130。在本實施例中，電池盒120由具有相同形狀的第一盒部件120A和第二盒部件120B 構成。即，使用兩個相同的盒部件構成電池盒120。因此，降低了電池組100的製造成本。 在將電池單元110放置於第一盒部件120A中之後，將第二盒部件120B鄰接到第一盒部件 120A,並且第一盒部件120A和第二盒部件120B的公咬合部125與母咬合部1 相互咬合。 因此，容易地構成電池模塊130。(第三實施例)下面將參照圖16對第三實施例進行描述。如圖16所示，以相等的節距(間隔)P 相互平行地布置第一盒部件120A的第一肋板123A。同樣地，以相等的節距(間隔)P相互平行地布置第二盒部件120B的第二肋板12!3B。與第一實施例類似地，第一盒部件120A與第二盒部件120B具有相同的形狀。在這種情況下，第一肋板通道141在第一基壁121A上具有相等的寬度。同樣地，第二肋板通道142在第二基壁121B上具有相等的寬度。因此，在整個網狀冷卻通道140中， 交叉區域140的大小均相等。因此，空氣可以在整個冷卻通道140中均勻地擴散，從而可以改善電池單元110的冷卻效率。由於以相等的節距P布置第一肋板123A和第二肋板123B，因此第一肋板123A的端部1123a與第二肋板12 的端部112 之間的接觸部均等地遍布第一基壁121A和第二基壁121B。因此，在整個第一基壁121A和第二基壁121B上可以均等地接收到裝配電池模塊130a時施加的捆綁力。此外，捆綁力被均等地施加在電池單元110上。因此，減少了堆疊方向上的電池單元110的尺寸的不均勻，並改善了電池單元110的電池屬性。(第四實施例)下面將參照圖17對第四實施例進行描述。如圖17所示，根據第一實施例的第一肋板123A和第二肋板12 的橫截面形狀對第一肋板123A和第二肋板12 的橫截面形狀進行修改。在垂直於肋板123A、123B的縱向上限定的橫截面中，第一肋板123A和第二肋板 12 中每一個具有梯形。即，每個肋板123A、12 的寬度從其連接到相應的基壁121A、121B 的基部向端部1123a、1123b減小。在這種構造中，當通過第一肋板123A和第二肋板12 的端部1123a、112 之間的接觸部將預定的捆綁力施加到肋板123A、123B的基部作為反作用力時，該捆綁力可以被傳送到第一基壁121A和第二基壁121B，同時根據第一肋板123A和第二肋板12 的寬度的擴展朝向基部擴展。因此，負載可以在第一基壁121A和第二基壁121B上均勻地擴散。由於第一肋板123A和第二肋板12 被構成為具有梯形橫截面形狀，因此在利用樹脂材料模製第一盒部件120A和第二盒部件120B之後，很容易將第一盒部件120A和第二盒部件120B與模製模具分離。因此，提高了產率。(第五實施例)下面將參照圖18和圖19對第五實施例進行描述。如圖18和圖19所示，在本實施例中，具有相同形狀的第一盒部件120A和第二盒部件120B另外還具有壁部127。壁部127位於第一盒部件120A和第二盒部件120B的關於與空氣進入冷卻通道 140的流入方向垂直的方向相對的端。與第一肋板123A和第二肋板12 類似，壁部127從第一基壁121A和第二基壁121B的端部向外突出，即，朝向相對的盒部件120A、120B突出。 壁部127沿著第一盒部件120A和第二盒部件120B的端部徑直延伸。當堆疊電池模塊130(即沿堆疊方向堆疊電池盒120)時，任意電池模塊130(例如第一電池模塊)的第一盒部件120A的壁部127與相鄰電池模塊130(例如第二電池模塊) 的第二盒部件120B的壁部127相對。在這種情況下，進一步地，第一盒部件120A的壁部 127的端部與第二盒部件120B的壁部127的端部相互接觸，或彼此相鄰。因此，冷卻通道 140的端部覆蓋有壁部127。關於堆疊方向，壁部127距離第一基壁121A和第二基壁121B的尺寸等於或稍小於第一肋板123A和第二肋板12 距離第一基壁121A和第二基壁121B的尺寸。在壁部 127的尺寸等於第一肋板123A和第二肋板12 的尺寸的情況下，當沿堆疊方向施加預定的捆綁力以固定電池模塊130時，相鄰的電池盒120的第一肋板123A和第二肋板12 將相互接觸，並且將使得相鄰的電池盒120的壁部127相互接觸。因此，在這種情況下，與第一肋板123A和第二肋板12 類似，壁部127接收到捆綁力。可替代地，在壁部127的尺寸稍小於第一肋板123A和第二肋板12 的尺寸的情況下，當沿堆疊方向施加預定的捆綁力以固定電池模塊130時，相鄰電池盒120的第一肋板123A與第二肋板12 將相互接觸，而壁部127接收不到捆綁力。在以上所述的構造中，如圖18中的虛線箭頭所示，壁部127限制空氣從冷卻通道 140洩漏。因此，改善了電池單元110的冷卻效率。(第六實施例)下面將參照圖20和圖21對第六實施例進行描述。如圖20和圖21所示，具有相同形狀的第一盒部件120A和第二盒部件120B另外還具有耦合部128。耦合部1 被布置在適當的位置，並且當堆疊電池模塊130時耦合電池模塊130。耦合部1 設置有圓柱銷128a和圓孔12汕。銷128a位於第一盒部件120A和第二盒部件120B的上拐角處，沿堆疊方向突出。孔128b位於第一盒部件120A和第二盒部件 120B的下拐角處。銷128a的外部尺寸(例如直徑)稍小於孔128b的內部尺寸(例如直徑)。當第一盒部件120A被耦合到第二盒部件120B以形成電池模塊130時，第一盒部件120A和第二盒部件120B的一個(例如第二盒部件120B)相對於另一個轉動或旋轉。因此，在第一盒部件120A中，銷128a位於第一盒部件120A的上拐角處，孔128b位於第一盒部件120A的下拐角處。相反，在經過旋轉的第二盒部件120B中，孔128b位於第二盒部件 120B的上拐角處，銷128a位於第二盒部件120B的下拐角處。因此，當堆疊電池模塊130時，第一電池模塊130的銷128a與相鄰電池模塊130的孔128b相對。同樣地，第一電池模塊130的孔128b與相鄰電池模塊130的銷128a相對。銷128a容納於相對的孔128b中。因此，當堆疊電池模塊130時，調整電池模塊130的位置，且電池模塊130相互耦合。此外，沿著堆疊方向從堆疊的電池模塊130的相對端施加預定的捆綁力。因此，固定了電池模塊130。在本實施例中，在通過耦合部1 調整電池模塊130的位置的同時，堆疊電池模塊 130。因此，改善了可裝配性。可以按下述方式更改耦合部128。同樣，在下述情況下，可以獲得類似的有益效果。例如，銷128a的外部尺寸可能稍大於孔128b的內部尺寸。在這種情況下，當在調整電池模塊130的位置的同時相互耦合電池模塊130時，以按壓的方式將銷128a裝入孔 U8b。作為另一示例，銷128a的端部的外部尺寸可能稍大於孔128b的內部尺寸。在這種情況下，當將銷128a插入孔128b時，銷128a的端部(即銷128a的較大尺寸部)產生彈性形變。此外，當銷128a被插入孔128b中與第一盒部件120A和第二盒部件120B的厚度相應的深度時，彈性形變的部分在孔128b的內部恢復。以此方式，銷128a可以與孔128b 咬合。作為又一實施例，耦合部1 可以由咬合突起和咬合凹槽來構成。咬合突起和咬合凹槽可以在咬合之後相互配合。上文中描述了本發明的各種示例性實施例。然而，本發明並不限於以上所述的示例性實施例，在不背離本發明的精神的情況下，可以用其它各種方式實現本發明。此外，可以通過以各種方式對以上所描述的示例性實施例的全部或部分結構進行組合來實現本發明。在以上所述的實施例中，例如如圖5所示，所有第一肋板123A與所有第二肋板 12 相互交叉。然而，不必使所有第一肋板123A與所有第二肋板12 相互交叉。例如，某些第一肋板123A和/或某些第二肋板12 可以不相互交叉。例如，在冷卻通道140的入口區域和出口區域處，第一肋板123A和第二肋板12 可以被形成為沿空氣的流入方向延伸，以使得第一肋板通道141與第二肋板通道142沿同一方向延伸。在這種情況下，可以降低冷卻通道140的入口區域和出口區域處的壓力損耗。在以上所述的實施例中，空氣沿總體向上的方向流經冷卻通道140，因此流入方向與豎直向上方向相對應。然而，空氣的流動方向並不限於總體向上的方向。例如，空氣可以沿總體水平的方向在冷卻通道140內流動。在這種情況下，第五實施例的壁部127被設置在第一盒部件120A和第二盒部件120B的上端處和下端處，以沿水平方向徑直延伸。冷卻介質並不限於空氣，也可以是冷卻液體等。在這種情況下，電池組100被裝入殼體中，在殼體內的電池模塊130之間形成冷卻通道140。在以上所述的某些實施例中，通過耦合具有相同形狀的兩個盒部件120A、120B構成電池盒120。然而，電池盒120並不總是需要通過耦合具有相同形狀的兩個盒部件來構造，只要通過相鄰的電池盒120的相對表面之間的肋板構成網狀連續冷卻通道140即可。本領域的普通技術人員將容易想到其它的優點和變形。因此，本發明廣義而言並不限於所描述及所示出的具體細節、代表性設備和說明性示例。
權利要求
1.一種包含多個電池模塊(130)的電池組，所述電池模塊(130)中的每一個包括電池單元(110)和其內容納所述電池單元(110)的電池盒(120)，所述多個電池模塊(130)相互電連接並被沿堆疊方向堆疊，使得在相鄰的電池盒(120)的相對表面(121A、121B)之間限定用於允許冷卻介質流動的冷卻通道(140)，其中，所述相對表面(121A、121B)中的一個表面具有多個第一肋板(123A)，所述多個第一肋板(123A)朝向所述相對表面(121A、121B)中的另一個表面突出，並且沿著所述相對表面 (121AU21B)中的所述一個表面彼此平行地延伸，所述相對表面(121A、121B)中的所述另一個表面具有多個第二肋板(12 )，所述多個第二肋板(123B)朝向所述相對表面(121A、121B)中的所述一個表面突出並且沿著所述相對表面(121A、121B)中的所述另一個表面彼此平行地延伸，以及在所述冷卻通道(140)中，所述第一肋板(123A)與所述第二肋板(123B)相互交叉，並且所述第一肋板(123A)的端部(1123a)與所述第二肋板(123B)的端部(1123b)關於所述堆疊方向相互接觸。
2.根據權利要求1所述的電池組，其中，所述第一肋板(123A)沿著相對於冷卻介質進入所述冷卻通道(140)的流入方向傾斜的方向延伸，以及所述第二肋板(123B)沿著相對於冷卻介質的所述流入方向傾斜的方向延伸。
3.根據權利要求1所述的電池組，其中，所述第一肋板(123A)被分為多個第一肋板組(123A1、123A2、123A3、123A4)，所述第二肋板(123B)被分為多個第二肋板組，一個第一肋板組(123A1、123A2、123A3、123A4)的第一肋板(123A)沿著相對於冷卻介質進入所述冷卻通道(140)的流入方向傾斜的第一方向延伸，並且另一第一肋板組的第一肋板(123A)沿著相對於冷卻介質的所述流入方向傾斜且與所述第一方向不同的第二方向延伸，以及一個第二肋板組的第二肋板(123B)沿著相對於冷卻介質的所述流入方向傾斜的第三方向延伸，並且另一第二肋板組的第二肋板(123B)沿著相對於冷卻介質的所述流入方向傾斜且與所述第三方向不同的第四方向延伸。
4.根據權利要求1所述的電池組，其中，所述第一肋板(123A)和所述第二肋板(123B)中的每一個沿著所述相對表面(121A、 121B)具有鋸齒形狀。
5.根據權利要求1所述的電池組，其中，所述第一肋板(123A)沿著與冷卻介質進入所述冷卻通道(140)的流入方向平行的方向延伸，以及所述第二肋板(123B)沿著與冷卻介質的所述流入方向垂直的方向延伸。
6.根據權利要求1、2和5中任一項權利要求所述的電池組，其中所述第一肋板(123A)和所述第二肋板(123B)沿著所述相對表面(121A、121B)不連續地延伸。
7.根據權利要求1至5中任一項權利要求所述的電池組，其中，通過沿所述堆疊方向施加預定的負載來相互固定所述多個電池模塊(130)，在相鄰的電池盒(120)之間，在所述第一肋板(123A)的端部(1123a)與所述第二肋板 (123B)的端部(1123b)之間的接觸部處接收到所述預定負載。
8.根據權利要求1至5中任一項權利要求所述的電池組，其中，所述電池盒(120)包括具有相同形狀的第一盒部件(120A)和第二盒部件(120B)，所述第一盒部件(120A)與所述第二盒部件(120B)在所述堆疊方向上相互耦合，所述第一盒部件(120A)和所述第二盒部件(120B)中的每一個具有公咬合部(125)和母咬合部(1 )，其中，所述公咬合部(125)位於相應盒部件(120A、120B)的外周部的第一側上，所述母咬合部(126)位於所述相應盒部件(120A、120B)的外周部的第二側上，所述第二側與所述第一側相對，所述第一盒部件(120A)與所述第二盒部件(120B)相互耦合，使得所述第一盒部件 (120A)的公咬合部(125)與所述第二盒部件(120B)的母咬合部(126)咬合，並且所述第一盒部件(120A)的母咬合部(126)與所述第二盒部件(120B)的公咬合部(125)咬合。
9.根據權利要求1至5中任一項權利要求所述的電池組，其中，以相等的節距(P)布置所述第一肋板(123A)和所述第二肋板(123B)。
10.根據權利要求1至5中任一項權利要求所述的電池組，其中所述第一肋板(123A)中的每一個具有梯形橫截面，其中，在垂直於所述第一肋板 (123A)的縱向而限定的橫截面內，寬度根據與所述相對表面(121A、121B)中的所述一個表面的距離而減小，以及所述第二肋板(123B)中的每一個具有梯形橫截面，其中，在垂直於所述第二肋板 (123B)的縱向而限定的橫截面內，寬度根據與所述相對表面(121A、121B)中的所述另一個表面的距離而減小。
11.根據權利要求1至5中任一項權利要求所述的電池組，其中， 相鄰的電池盒(120)在所述相對表面(121A、121B)的、關於與冷卻介質進入所述冷卻通道(140)的流入方向垂直的方向的相對端部處具有壁部(127)，並且所述壁部(127)覆蓋所述相鄰的電池盒(120)之間的所述冷卻通道(140)的端部。
12.根據權利要求1至5中任一項權利要求所述的電池組，其中，所述電池盒(120)具有耦合部(1 )，所述耦合部用於彼此相對地定位所述電池模塊 (130)，並在堆疊所述電池模塊(130)時耦合所述電池模塊(130)。
13.根據權利要求1至5中任一項權利要求所述的電池組，其中，通過沿所述堆疊方向施加預定的負載來相互固定所述電池模塊(130)，以及所述電池單元(110)的表面與所述電池盒(120)的內表面(121C)相接觸，所述電池單元(110)的所述表面和所述電池盒(120)的所述內表面(121C)垂直於所述堆疊方向。
全文摘要
本發明提供一種電池組。該電池組包括電池模塊(130)，每個電池模塊具有電池單元(110)和其內容納電池單元的電池盒(120)。沿堆疊方向堆疊電池模塊(130)，使得在相鄰的電池盒(120)的相對表面(121A、121B)之間限定用於允許冷卻介質流動的冷卻通道(140)。相對表面中的一個表面具有第一肋板(123A)，第一肋板(123A)朝向相對表面中的另一表面突出並沿著所述一個表面彼此平行地延伸。相對表面中的另一表面具有第二肋板(123B)，第二肋板(123B)朝向相對表面中的一個表面突出並沿著另一表面彼此平行地延伸。在冷卻通道中，第一肋板(123A)與第二肋板(123B)相互交叉，且第一肋板(123A)的端部(1123a)與第二肋板(123B)的端部(1123b)在堆疊方向上相互接觸。
文檔編號H01M10/50GK102412429SQ201110289878
公開日2012年4月11日 申請日期2011年9月20日 優先權日2010年9月21日
發明者井上美光, 山田學, 左右木高廣, 板垣勝樹, 清水伸二郎, 畑直也, 龜岡輝彥 申請人:株式會社電裝