具有優良冷卻效率的電池組的製作方法
2023-10-05 11:16:34 3
專利名稱：具有優良冷卻效率的電池組的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種呈現高冷卻效率的電池組，並且，更加具體地，涉及一種電池組，該電池組包括分別被設置在電池組外殼的上部和下部處的冷卻劑入口和冷卻劑出口，和被形成在電池組外殼處的冷卻劑引入部和冷卻劑排出部，其中冷卻劑出口在相對於通過冷卻齊[J入口弓丨入的冷卻劑的流動方向成至少30度的角度的橫向方向上被彎曲。
背景技術：
近來，能夠充電和放電的二次電池已廣泛用作無線行動裝置的能量源。而且，將二次電池作為電動車輛(EV)、混合動力電動車輛(HEV)、以及外接插電式混合動力電動車輛(外接插電式ffiV)的動力源已引起了相當大的關注，已經開發了上述二次電池來解決由現有的使用化石燃料的汽油車和柴油車所引起的問題，例如空氣汙染。小型行動裝置為每個設備使用一個或數個電池單元。另一方面，由於中大型設備需要高功率和大容量，所以中大型設備諸如車輛使用具有被相互電連接的多個電池單元的電池組。優選地，電池組被製造成具有儘可能小的尺寸和重量。因此，通常使用能夠以高的集成度進行堆疊並具有小的重量容量比的稜形電池或袋狀電池來作為電池組的電池單元。具體地，目前很多興趣都集中在使用招層壓片作為包覆構件(sheathing member)的這樣的袋狀電池，因為該袋狀電池的重量輕，該袋狀電池的製造成本低，並且容易改變該袋狀電池的形狀。為了讓中大型電池模塊提供具體設備或者裝置所要求的功率和容量，有必要將中大型電池模塊構造成具有下述結構，即多個電池單元被彼此串聯地電連接，並且電池單元對外力是穩定的。另外，組成中大型電池模塊的電池單元是能夠充電和放電的二次電池。因此，在電池的充電和放電期間從高功率、大容量二次電池產生大量的熱。如果在單元電池的充電和放電期間從單元電池產生的熱沒有被有效地去除，則熱在各個單元電池中積累，導致單元電池的劣化被加速。根據情況，單元電池可能著火或者爆炸。為此，在用於車輛的作為高電力、大容量的電池的電池組中需要冷卻系統，以冷卻被安裝在電池組中的電池單元。另一方面，在包括多個電池單元的中大型電池組中，一些電池單元的性能的劣化導致整個電池組的性能的劣化。弓I起性能的不均勻性的主要因素之一是電池單元之間的冷卻的不均勻性。為此，有必要提供結構以優化流動通道的形狀，從而在冷卻劑的流動期間最小化溫度偏差。一些傳統的中大型電池組使用構成為具有如下結構的電池組外殼，在該結構中冷卻劑入口和冷卻劑出口分別位於電池組外殼的上部和下部處，使得冷卻劑入口和冷卻劑出口在相反方向上指向，並且從冷卻劑入口延伸到電池模塊的流動空間的頂部和底部彼此平行。然而，在此結構中，流動通道中在冷卻劑出口附近的冷卻劑流量被極大地減少，因此電池單元之間的溫度偏差高。
結合此情況，公開一種構造成具有如下結構的中大型電池組，在該結構中，導氣平面相對於電池組外殼的與電池單元相反的一側向下傾斜，使得隨著導氣平面和冷卻劑入口之間的距離增大，導氣平面變得更加靠近電池單元。具體地，導氣平面相對於電池組外殼的與電池單元相反的一側以預定角度，例如15至45度的角度傾斜，並且冷卻劑入口被並行地形成，從而抑制其中冷卻劑被過多地引入到與冷卻劑出口相鄰的流動通道中的現象的發生。然而，本申請的發明人已經發現不能夠通過上述結構實現所期待的冷卻均勻性，並且具體地，電池單元之間的溫度偏差取決於冷卻劑出口的位置而改變。
發明內容
技術問題因此，為解決以上問題和尚待解決的其它技術問題而完成本發明。由於對電池組的各種廣泛和深入的研究和試驗，本申請的發明人已經發現，當冷卻劑出口在相對於通過冷卻劑入口引入的冷卻劑的流動方向成預定角度的橫向方向上被彎曲時，電池組的冷卻劑均勻性高。基於這些發現已經完成本發明。技術方案根據本發明的一個方面，能夠通過提供一種電池組完成以上和其它的目的，該電池組包括多個電池單元或者單元模塊，所述電池單元或者單元模塊被安裝在電池組外殼中使得電池單元或者單元模塊以豎立或者倒置的方式堆疊，每個單元模塊中均安裝兩個或者更多個電池單元，其中電池組外殼在其上部和下部處被設置有冷卻劑入口和冷卻劑出口，用以冷卻所述電池單元或者所述單元模塊，即單元電池的冷卻劑通過冷卻劑入口和冷卻劑出口在與單元電池的堆疊方向垂直的方向上從電池模塊的一側流到另一側，電池組外殼被進一步設置有從冷卻劑入口延伸到電池模塊的流動空間(「冷卻劑引入部」)和從電池模塊延伸到冷卻劑出口的另一流動空間(「冷卻劑排出部」)，並且冷卻劑出口在相對於通過冷卻齊[J入口引入的冷卻劑的流動方向成至少30度的角度的橫向方向上被彎曲。在其中冷卻劑入口和冷卻劑出口分別位於電池組外殼的上部和下部處使得如在傳統的電池組中一樣冷卻劑入口和冷卻劑出口在相反方向上指向的情況下，冷卻劑被過多地引入到在冷卻劑出口附近的電池單元或者單元模塊之間限定的流動通道中。具體地，在其中吹送風扇被安裝在冷卻劑入口的情況下，冷卻劑通過抽吸風扇被過多地驅趕到電池組外殼的與冷卻劑入口相反的端部，因此冷卻劑出口附近的電池單元或者單元模塊被過度冷卻。另一方面，在其中抽吸風扇被安裝在冷卻劑出口的情況下，冷卻劑出口附近的冷卻劑流動通道中的負壓增大。結果，冷卻劑被過多地驅趕到冷卻劑出口附近的冷卻劑流動通道中，因此冷卻劑出口附近的電池單元或者單元模塊被過度冷卻。結合該情況，本申請的發明人已經發現，在其中冷卻劑出口沒有位於電池組外殼的與冷卻劑入口相反的端部處而是位於電池組外殼的側面處的情況下，冷卻劑均勻地流到在各個電池單元或者單元模塊之間的冷卻劑流動通道中。S卩，在冷卻劑出口不位於電池組外殼的與冷卻劑入口相反的端部而是位於橫向方向上的預定角度處情況下，被引入到電池單元或者單元模塊的堆疊方向中的冷卻劑在橫向方向上排出，因此冷卻劑入口附近的電池單元或者在單元模塊和電池組外殼的與冷卻劑入口相反的端部附近的電池單元或者單元模塊之間的流動速率之差被極大地減小，因此溫度偏差被極大地降低。結合該情況，其中冷卻劑出口在相對於通過冷卻劑入口引入的冷卻劑的流動方向成小於30度的角度的橫向方向上被彎曲的結構並不明顯不同於其中冷卻劑出口位於電池組外殼的與冷卻劑入口相反的端部處的結構或者其中冷卻劑出口在與冷卻劑入口相同的方向上的結構，這不是優選的。在優選示例中，冷卻劑出口可以在相對於通過冷卻劑入口引入的冷卻劑的流動方向成70至110度的角度的橫向方向上被彎曲。如果冷卻劑出口以小於70度或者大於110度的角度被彎曲，則在冷卻劑出口和電池組外殼之間的角度小的部分處或者在冷卻劑出口和電池組外殼之間的角度大的部分處的冷卻劑排出效率可能彼此不同。即，在冷卻劑出口和電池組外殼之間的角度小的部分處，冷卻劑的流動方向以大於110度的角度被折射，而在冷卻劑出口和電池組外殼之間的角度大的部分處，冷卻劑的流動方向以小於70度的角度被折射。結果，冷卻劑排出效率可能彼此不同。這影響在電池模塊的相應區域處在冷卻劑流動通道中流動的冷卻劑的流動速率，因此降低了電池單元或者單元模塊的冷卻均勻性。基於上述原因，冷卻劑出口可以在相對於通過冷卻劑入口引入的冷卻劑的流動方向成90度的角度的橫向方向上形成。冷卻劑引入部的上端內部可以具有相對於電池單元堆的頂部傾斜的傾斜平面，使得冷卻劑引入部從電池組外殼的與冷卻劑入口相反的端部到冷卻劑入口被擴寬。在其中冷卻劑引入部的上端內部平行於電池單元堆或者單元模塊堆的頂部的情況下，在冷卻劑入口附近的流動通道中的冷卻劑的流動速率被極大地減少，因此電池單元或者單元模塊之間的溫度偏差增大。另一方面，在其中冷卻劑引入部的上端內部具有傾斜平面的情況下，可以減少電池單元或者單元模塊之間的溫度偏差，從而防止電池組的性能的降低。在優選示例中，傾斜引入部可以具有3至8度的傾角。如果傾斜引入部具有小於3度的傾角，則因為此結構與其中傾斜引入部是平行的結構沒有很大不同，所以不可能有效地減少電池單元或者單元模塊之間的溫度偏差。另一方面，如果傾斜引入部具有大於8度的傾角，則冷卻劑入口的高度被增加，從而不可能製造緊湊的電池組。另外，隨著冷卻劑入口的截面面積被增加，冷卻劑的速率可能減少，因此冷卻劑入口附近的流動通道中的冷卻劑的流動速率可能被增加，這不是優選的。而且，在其中冷卻劑入口以比冷卻劑引入部的上端內部的傾角大的傾角傾斜的情況下，可以進一步減少電池單元或者單元模塊之間的溫度偏差。冷卻劑入口可以具有20至80度的傾角。冷卻劑入口的寬度極大地影響單元電池之間的溫度偏差，除了其中冷卻劑引入部的上端內部被構造成具有如先前所描述的特定傾斜結構的情況。因此，當冷卻劑入口的寬度等於與單元電池堆的長度相對應的電池組外殼的長度的5%至25%時，可以更有效地減少取決於裝置安裝條件引起的冷卻劑的溫度偏差。優選地，冷卻劑入口的寬度等於與單元電池堆的長度相對應的電池組外殼的長度的10%至20%。電池組外殼的與冷卻劑入口相反的端部可以與單元電池堆的頂部分開如下高度，該高度等於單元電池堆的高度的10%或者更小。此結構適當地限制到達電池組外殼的與冷卻劑入口相反的端部的冷卻劑的量，從而進一步提高冷卻劑到單元電池的均勻分布。在這樣的情況下，電池組外殼的與冷卻劑入口相對的端部可以與單元電池堆的頂部分開I至IOmm的高度。同時，根據本發明的電池組被優選地應用於具有臨界冷卻效率的結構，S卩，其中電池組外殼的在單元電池的堆疊方向上的長度相對大於電池組外殼的在每個單元電池的橫向方向上的長度。冷卻劑排出部可以相對於單元電池堆的底部具有相同的高度。即，冷卻劑排出部的與單元電池堆的底部面對的底部可以具有與單元電池堆的底部相同的高度。可替選地，冷卻劑排出部的結構可以被局部改變，以提高冷卻劑排出效率。在優選示例中，冷卻劑入口或者冷卻劑出口中可以安裝有風扇，以在通過冷卻劑A口引入的冷卻劑經過電池模塊之後將該冷卻劑驅趕到冷卻劑出口。具體地，風扇可以是被安裝在冷卻劑入口中以將冷卻劑吹送到電池模塊的吹送風扇或者是被安裝在冷卻劑出口中以從電池模塊抽吸冷卻劑的抽吸風扇。吹送風扇和抽吸風扇可以同時使用。每個單元模塊可被構造成具有這樣的結構，該結構包括:兩個或者更多個電池單元，所述電池單元的電極端子被彼此串聯地連接；和一對模塊殼，所述一對模塊殼被聯接以覆蓋電池單元的除電池單元的電極端子之外的外部。模塊殼在電池單元的充電和放電期間抑制電池單元的重複膨脹和收縮變化，同時保護具有低的機械強度的電池單元，從而防止電池單元的被密封區域之間的分離。模塊殼的結構沒有具體的限制，只要電池單元被安裝在模塊殼中。在未受限制的示例中，模塊殼可以具有與電池單元堆的外部形狀相對應的內部結構。具體地，模塊殼可以通過組裝式緊固方式彼此相聯，而不用額外的緊固構件。在優選示例中，每個單元模塊可以被構造成其中兩個電池單元被安裝在由金屬材料製成的模塊殼中的結構。電池單元是具有厚度小並且寬度和長度相對大的二次電池，使得當二次電池被堆疊以構造電池模塊時二次電池的總尺寸被最小化。在優選示例中，每個電池單元可以是被構造成具有如下結構的二次電池，在該結構中電極組件被安裝在由包括樹脂層和金屬層的層壓片製成的電池外殼中，並且電極端子從電池外殼的上端和下端突出。具體地，每個電池單元可以被構造成具有如下結構，在該結構中，電極組件被安裝在由鋁層壓片製成的袋狀電池外殼中。具有上述構造的二次電池可以被稱為袋狀電池單元。袋狀電池單元的單元外殼可以被構造成具有各種結構。例如，袋狀電池單元的外殼可以被構造成具有其中電極組件被容納在被形成在雙單元構造的內上表面和/或內下表面處的容納部中並且上和下接觸區域被密封的結構。在以本專利申請的申請人的名義提交的PCT國際申請N0.PCT/KR2004/003312中公開了具有上述構造的袋狀電池單元。上述專利申請的全部內容通過引用合併於此，如本文充分闡述的那樣。電極組件包括陰極和陽極，通過該陰極和陽極電池的充電和放電是可能的。電池組件可以被構造成具有其中陰極和陽極被堆疊同時隔板分別被布置在陰極和陽極之間的結構。例如，電極組件可以被構造成具有果凍卷型的結構、堆疊型的結構、或者堆疊/摺疊型結構。電極組件的陰極和陽極可以被構造成使得陰極的電極突片和陽極的電極突片從電池直接地向外突出。可替選地，電極組件的陰極和陽極可以被構造成使得陰極的電極突片和陽極的電極突片被連接到另外的引線，並且所述引線從電池向外突出。在一個電池模塊中，電池單元可以被彼此串聯和/或並聯地連接，或者電池模塊的電池單元可以被串聯和/或並聯地連接在另一個電池模塊的電池單元中。在優選的示例中，多個電池模塊可如下製成:在電池單元沿縱向方向被串聯地布置使得電池單元的電極端子連續地彼此相鄰的狀態下，將電池單元的電極端子彼此相聯；彎曲兩個或者更多個電池單元，使得電池單元被堆疊；並且使用模塊殼覆蓋預定數目的被堆疊的電池單元。電極端子之間的聯接可以通過各種方式實現，諸如熔焊、釺焊以及機械聯接。優選地，通過焊接來實現電極端子之間的聯接。在電池單元的外邊緣密封部分中，側面密封部分可以被彎曲以與模塊殼的內部形狀近似一致。結果，空間利用率被提高，因此可以製造緊湊的電池模塊。在如上所述其中電極端子從電池單元的上端和下端向外突出的結構中，如果奇數數目的電池單元被彼此串聯連接，則在每個單元模塊中，電極端子位於電池單元的相反端部處，導致不能容易地執行後續工藝。為此，優選的是，偶數數目的電池單元被彼此串聯連接。另外，模塊殼可以在其外邊緣處設有突出以在模塊殼被堆疊時提供流動通道。當單元模塊被堆疊時，突出彼此接觸以在突出之間形成流動通道，冷卻劑通過該流動通道流動。在另一優選示例中，模塊殼的與電池單元的從此處電極向外突出的部分相對應的部分可能低於模塊殼的剩餘部分，以固定電池單元的從此處電極向外突出的部分。電池單元並無具體限制，只要電池單元是能夠充電和放電的二次電池。優選地，電池單元是鋰二次電池，每個該鋰二次電池具有大的功率或者容量重量比。根據本發明的另一方面，提供一種車輛，該車輛使用具有上述構造的電池組作為電源，具有有限的安裝空間，並且被暴露於頻繁的振動和強的衝擊。在優選示例中，車輛可以是要求高功率和大容量的電動車輛、混合動力電動車輛、或者外接插電式混合動力電動車輛。當然，可以基於所期待的功率和容量來組合和製造用作車輛的電源的電池組。在這樣的情況下，車輛可以是電動車輛、混合動力電動車輛或者外接插電式混合動力電動車輛，其中電池組被安裝在車輛的行李箱的下端中或安裝在車輛的後座和行李箱之間。對於本發明所屬技術領域來說，使用電池組作為其電源的電動車輛、混合動力電動車輛、外接插電式混合動力電動車輛是眾所周知的，因此將略去其詳細描述。
與附圖相結合，根據以下詳細說明，將更加清楚地理解本發明的以上和其它目的、特徵和其它優點，其中:圖1是示出被構造成具有其中冷卻劑引入部的上端被傾斜的結構的傳統電池組的豎向截面圖2是根據本發明的實施例的電池組的透視圖；圖3是示出被構造成具有其中冷卻劑引入部是平行的結構的傳統電池組的典型透視圖；圖4是示出根據本發明的另一實施例的電池組的典型透視圖；圖5是示出圖3和圖4的電池組中的單元模塊之間的溫度偏差的測量結果的圖；圖6是示出被構造成具有其中冷卻劑引入部的上端被傾斜的結構的傳統電池組的典型透視圖；圖7是示出根據本發明的又一實施例的電池組的典型透視圖；並且圖8是示出圖6和圖7的電池組中的單元模塊之間的溫度偏差的測量結果的圖。
具體實施例方式現在，將參考附圖詳細地描述本發明的優選實施例。然而，應注意的是，所圖示的實施例不限制本發明的範圍。圖1是典型地示出被構造成具有其中冷卻劑引入部的上端被傾斜的結構的傳統電池組的豎向截面圖。參考圖1，電池組100包括:電池模塊132，該電池模塊132被構造成具有其中多個單元模塊130被堆疊使得單元模塊130被彼此電連接的結構；電池組外殼170，電池模塊132被安裝在該電池組外殼170中；冷卻劑引入部140，該冷卻劑引入部140是從冷卻劑入口 110延伸到電池模塊132的流動空間；以及冷卻劑排出部150，該冷卻劑排出部150是從電池模塊132延伸到冷卻劑出口 120的流動空間。通過冷卻劑入口 110引入的冷卻劑通過冷卻劑引入部140和在各個單元模塊130之間限定的流動通道160流動。這時，冷卻劑冷卻單元模塊130。然後，冷卻劑流過冷卻劑排出部150，然後通過冷卻劑出口 120從電池組外殼排出。冷卻劑入口 110和冷卻劑出口 120沿相反方向分別被形成在電池組170的上部和下部處，使得冷卻劑在與單元模塊130的堆疊方向垂直的方向上從電池模塊132的一側流到另一側。冷卻劑引入部140的上端142被傾斜。在上述結構中，與其中冷卻劑引入部140的上端是平行的結構相比，改進了冷卻劑分布。然而，較大量的冷卻劑被引入到冷卻劑出口 120附近的單元模塊之間的流動通道中，從而較少量的冷卻劑被引入到冷卻劑入口 110附近的單元模塊之間的流動通道中。結果，單元模塊130沒有被均勻地冷卻，因此在冷卻劑出口 120附近的單元模塊和冷卻劑入口110附近的單元模塊之間產生溫度偏差。圖2是典型地示出根據本發明的實施例的電池組的透視圖。參考圖2，電池組200包括電池模塊232，該電池模塊232被構造成具有其中多個單元模塊(未示出)被堆疊使得單元模塊被彼此電連接的結構；電池組外殼270，電池模塊232被安裝在該電池組外殼270中；冷卻劑引入部240，該冷卻劑引入部240是從冷卻劑入口 210延伸到電池模塊232的流動空間；以及冷卻劑排出部250，該冷卻劑排出部250是從電池模塊232延伸到冷卻劑出口 220的流動空間。冷卻劑引入部240的上端被傾斜。冷卻劑出口 220在相對於通過冷卻劑入口 210引入的冷卻劑的流動方向成90度的角度的橫向方向上形成。
在上述結構中，冷卻劑出口位於電池模塊232的在單元模塊的堆疊方向上的中間處。因此，可以減少取決於被限定在電池組外殼270中的各個單元模塊(未示出)之間的流動通道(未示出)的位置的冷卻劑的流動速率之差。具體地，在其中抽吸風扇(未示出)被安裝在冷卻劑出口 220中以從電池模塊232抽吸冷卻劑的情況下，此現象更為有效。當通過抽吸風扇抽吸冷卻劑時，上述結構中在各個單元模塊之間的流動通道中的負壓的偏差幾乎沒有，因此降低了各個流動通道之間的流動速率的偏差。圖3是典型地示出被構造成具有其中冷卻劑引入部的上端是平行的結構的傳統電池組的透視圖，圖4是典型地示出根據本發明另一實施例的電池組的透視圖，並且圖5是示出在電池組中的單元模塊之間的溫度偏差的測量結果的圖。參考圖3，電池組300包括:冷卻劑引入部340，該冷卻劑引入部340是從冷卻劑入口 310延伸到電池模塊332的流動空間；和冷卻劑排出部350，該冷卻劑排出部350是從電池模塊332延伸到冷卻劑出口 320的流動空間。冷卻劑引入部340的上端平行於電池模塊332的上端。冷卻劑入口 310和冷卻劑出口 320在相反方向上分別形成在電池組外殼(未示出)的上部和下部處。參考圖4，電池組400包括:冷卻劑引入部440，該冷卻劑引入部440是從冷卻劑入口 410延伸到電池模塊432的流動空間；和冷卻劑排出部450，該冷卻劑排出部450是從電池模塊432延伸到冷卻劑出口 420的流動空間。冷卻劑引入部440的上端平行於電池模塊432的上端。冷卻劑出口 420在相對於通過冷卻劑入口 410引入的冷卻劑的流動方向成90度的角度的橫向方向上形成。參考圖3和圖4以及圖5，示出從冷卻劑入口 310和410附近的單元模塊到冷卻劑出口 320和420附近的單元模塊的在圖3和圖4的電池組300和400的電池組外殼(未示出)中堆疊的單元模塊的溫度的測量結果。即，單元模塊標記I指示每個冷卻劑入口 310和410附近的單元模塊，單元模塊標記24指示每個冷卻劑出口 320和420附近的單元模塊。在如下狀態下進行溫度測量試驗:預定的負載被施加到電池單元，並且外部溫度被保持在室內溫度下。試驗結果顯示電池組300的單元模塊之間的溫度偏差大約是9°C。另一方面，根據本發明的實施例的電池組400的單元模塊之間的溫度偏差大約是3°C。也就是說，根據本發明的實施例的電池組400的冷卻均勻性比傳統的電池組300的冷卻均勻性高大約三倍。圖6是示出被構造成具有其中冷卻劑引入部的上端被傾斜的結構的傳統電池組的典型的透視圖，圖7是示出根據本發明的又一實施例的電池組的典型透視圖，並且圖8是示出電池中的單元模塊之間的溫度偏差的測量結果的圖。參考圖6，電池組500包括:冷卻劑引入部540，該冷卻劑引入部540是從冷卻劑入口 510延伸到電池模塊532的流動空間；和冷卻劑排出部550，該冷卻劑排出部550是從電池模塊532延伸到冷卻劑出口 520的流動空間。冷卻劑引入部540的上端被傾斜。冷卻劑入口 510和冷卻劑出口 520在相反方向上分別被形成在電池組外殼(未示出)的上部和下部處。參考圖7，電池組600包括:冷卻劑引入部640，該冷卻劑引入部640是從冷卻劑入口 610延伸到電池模塊632的流動空間；和冷卻劑排出部650，該冷卻劑排出部650是從電池模塊632延伸到冷卻劑出口 620的流動空間。冷卻劑引入部640的上端被傾斜。冷卻劑出口 620在相對於通過冷卻劑入口 610引入的冷卻劑的流動方向成90度的角度的橫向方向上形成。參考圖6和圖1以及圖8，示出從冷卻劑入口 510和610附近的單元模塊到冷卻劑出口 520和620附近的單元模塊的在圖6和圖7的電池組500和600的電池組外殼(未示出)中堆疊的單元模塊的溫度的測量結果。即，單元模塊標記I指示在每個冷卻劑入口 510和610附近的單元模塊，單元模塊標記24指示在每個冷卻劑出口 520和620附近的單元模塊。在如下條件下執行測試測量試驗:預定的負載被施加到電池單元，並且外部溫度被保持在室內溫度下。試驗結果顯示電池組500的單元模塊之間的溫度偏差是大約3°C，這標明電池組500呈現比圖3的電池組300的冷卻效率高的冷卻效率。另一方面，根據本發明實施例的電池組600的單元模塊之間的溫度偏差是大約rc。也就是說，根據本發明的實施例的電池組600的冷卻均勻性比傳統的電池組500的冷卻均勻性高大約三倍。儘管為了闡述性目的已經公開了本發明的優選實施例，但是本領域的技術人員應理解，在不偏離如所附權利要求中公開的本發明的範圍和精神的情況下，可以進行各種修改、添加和替代。[工業實用性]如從上文的描述顯而易見的，根據本發明的電池組具有如下效果:減小電池單元之間的冷卻偏差，從而提高電池單元之間的冷卻均勻性並且由此增強電池組的性能。
權利要求
1.一種電池組，所述電池組包括多個電池單元或者單元模塊，所述電池單元或者單元模塊被安裝在電池組外殼中使得所述電池單元或者所述單元模塊以豎立或者倒置的方式堆疊，每個單元模塊中均安裝有兩個或者更多個電池單元，其中: 在所述電池組外殼的上部和下部處設置有冷卻劑入口和冷卻劑出口，通過所述冷卻劑入口和所述冷卻劑出口，用於冷卻所述電池單元或者所述單元模塊，即單元電池，的冷卻劑在與所述單元電池的堆疊方向垂直的方向上從所述電池模塊的一側流到另一側， 所述電池組外殼被進一步設置有從所述冷卻劑入口延伸到所述電池模塊的流動空間(「冷卻劑引入部」)和從所述電池模塊延伸到所述冷卻劑出口的另一流動空間(「冷卻劑排出部」)，並且 所述冷卻劑出口在相對於通過所述冷卻劑入口引入的冷卻劑的流動方向成至少30度的角度的橫向方向上被彎曲。
2.根據權利要求1所述的電池組，其中，所述冷卻劑出口在相對於通過所述冷卻劑入口引入的冷卻劑的流動方向成70度至110度的角度的橫向方向上被彎曲。
3.根據權利要求1所述的電池組，其中，所述冷卻劑出口在相對於通過所述冷卻劑入口引入的冷卻劑的流動方向成90度的角度的橫向方向上形成。
4.根據權利要求1所述的電池組，其中，所述冷卻劑引入部的上端內部具有相對於所述電池單元堆的頂部傾斜的傾斜平面，使得所述冷卻劑引入部從所述電池組外殼的與所述冷卻劑入口相反的端部到所述冷卻劑入口被擴寬。
5.根據權利要求4所述的電池組，其中，所述傾斜平面具有3度至8度的傾角。
6.根據權利要求1所述的電池組，其中，所述冷卻劑入口的寬度等於與所述單元電池堆的長度相對應的所述電 池組外殼的長度的5%至25%。
7.根據權利要求4所述的電池組，其中，所述電池組外殼的與所述冷卻劑入口相反的端部從所述單元電池堆的頂部隔開如下高度，該高度等於所述單元電池堆的高度的10%或者更小。
8.根據權利要求7所述的電池組，其中，所述電池組外殼的與所述冷卻劑入口相反的端部從所述單元電池堆的頂部隔開Imm至IOmm的高度。
9.根據權利要求1所述的電池組，其中，所述電池組外殼被構造成使得所述電池組外殼的在所述單元電池的堆疊方向上的長度大於所述電池組外殼的在每個所述單元電池的橫向方向上的長度，所述橫向方向與所述單元電池的堆疊方向垂直。
10.根據權利要求1所述的電池組，其中，所述冷卻劑排出部相對於所述單元電池堆的底部具有均勻的高度。
11.根據權利要求1所述的電池組，其中，所述冷卻劑入口和所述冷卻劑出口中安裝有風扇，以在通過所述冷卻劑入口引入的冷卻劑經過所述電池模塊之後將所述冷卻劑驅趕到所述冷卻劑出口。
12.根據權利要求1所述的電池組，其中，每個所述單元模塊被構造成具有如下結構，所述結構包括:兩個或者更多個電池單元，所述電池單元的電極端子被彼此串聯連接；和一對包覆構件，所述一對包覆構件被聯接以覆蓋所述電池單元的除所述電池單元的電極端子之外的外部。
13.根據權利要求11所述的電池組，其中，每個所述單元模塊被構造成具有如下結構，在該結構中兩個電池單元被安裝在由金屬材料製成的包覆構件中。
14.一種車輛，包括作為電源的根據權利要求1所述的電池組。
15.根據權利要求14所述的車輛，其中，所述車輛是電動車輛、混合動力電動車輛、或者外接插電式混合動 力電動車輛。
全文摘要
提供一種電池組，該電池組包括兩行或者更多行電池模塊，電池模塊包括以豎直或水平方式堆疊的電池單元或者多個單元模塊，該單元模塊中嵌入有兩個或者更多個電池單元；冷卻劑入口和冷卻劑出口，其被分別設置在電池組外殼的上部和下部處，使得用於冷卻作為單元模塊的電池單元或者單元電池的冷卻劑能夠在與單元電池的堆疊方向垂直的方向上從電池模塊的一側流到另一側；從冷卻劑入口到電池模塊橫跨的流動空間(「冷卻劑入口部」)；以及從電池模塊到被設置在電池組外殼中的每一個上的冷卻劑出口橫跨的流動空間(「冷卻劑出口部」)，其中冷卻劑出口在側向方向上相對於從冷卻劑入口流入的冷卻劑的流動方向以至少30度彎曲。
文檔編號H01M10/50GK103190030SQ201180052508
公開日2013年7月3日 申請日期2011年11月2日 優先權日2010年11月18日
發明者鄭尚胤, 鄭在皓, 尹種文 申請人:株式會社Lg 化學