專利名稱：具有冷卻裝置的電池模塊和包含電池模塊的中型或大型電池組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括多個順序堆疊的板形電池單元和兩個或更多散熱構(gòu)件的電池模塊，且更具體而言，涉及被構(gòu)造成具有如下結(jié)構(gòu)的電池模塊，其中第一散熱構(gòu)件延伸使得第一散熱構(gòu)件的一側(cè)至少部分地覆蓋電池模塊的一個最外側(cè)的電池單元(a)、且使得第一散熱構(gòu)件的另一側(cè)插入在內(nèi)部電池單元之間；且第二散熱構(gòu)件延伸使得第二散熱構(gòu)件的一側(cè)至少部分地覆蓋最外側(cè)的電池單元(a)而第二散熱構(gòu)件不與第一散熱構(gòu)件重疊、且第二散熱構(gòu)件的另一側(cè)插入在內(nèi)部電池單元之間。
背景技術(shù)：
目前，可充電和放電的電池已廣泛用作無線移動裝置的能量源。此外，二次電池也已受到廣泛重視而作為用于電動車輛(EV)、混合動力電動車輛(HEV)和插電式混合動力電動車輛(Plug-in HEV)的電源，所述電池被開發(fā)以用于解決例如由于使用化石燃料的現(xiàn)有的汽油車輛和柴油車輛導(dǎo)致的空氣污染的問題。小型的移動裝置使用一個或多個電池單元用于每個裝置。另一方面，諸如車輛的中型或大型裝置使用具有相互電連接的多個電池單元的中型或大型電池模塊，因為對于中型或大型裝置需要高功率和大容量。優(yōu)選地，中型或大型電池模塊制造為如果可能則具有小的尺寸和重量。為此原因， 能夠以高集成度堆疊且具有小重量容量比的方形電池或袋形電池用作中型或大型電池模塊的電池單元(單元電池)。特別地，目前明顯地關(guān)注于袋形電池，所述袋形電池使用鋁層壓片作為鞘構(gòu)件，因為袋形電池的重量小，所以袋形電池的制造成本低，且容易修改袋形電池的形狀。構(gòu)成中型或大型電池模塊的電池單元是可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的二次電池生成大量的熱。如果在電池模塊的充電和放電期間從電池模塊生成的熱未有效地移除，則熱在電池模塊中聚積，其結(jié)果是加速了電池模塊的劣化。根據(jù)情形，電池模塊可能著火或爆炸。為此原因，在用于車輛的作為高功率大容量電池的電池組中需要冷卻系統(tǒng)，以冷卻安裝在電池組內(nèi)的電池單元。通常，安裝在中型或大型電池組內(nèi)的電池模塊通過將多個電池單元以高集成度堆疊來制造。電池單元被堆疊為使得相鄰的電池單元以預(yù)定距離相互間隔開，以移除在電池單元的充電和放電期間生成的熱。例如，電池組可以順序堆疊，使得相鄰的電池單元以預(yù)定距離相互間隔開，而不使用另外的構(gòu)件。另一方面，當(dāng)電池單元具有低機(jī)械強(qiáng)度時，一個或多個電池單元可以安裝在盒(cartridge)內(nèi)，且在每個盒內(nèi)都安裝有電池單元的多個盒可以堆疊以構(gòu)成電池模塊。冷卻劑通道可以限定在堆疊的電池單元之間或堆疊的電池模塊之間，以有效地移除在電池單元之間或電池模塊之間聚積的熱量。然而，在這樣的結(jié)構(gòu)中，需要提供對應(yīng)于多個電池單元的多個冷卻劑通道，結(jié)果， 電池模塊的總尺寸增加。
同樣，當(dāng)考慮到電池模塊的尺寸時，堆疊的電池單元越多，則冷卻劑通道的每個的寬度越窄。其結(jié)果是，會使設(shè)計冷卻結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。即，具有比冷卻劑的入口更窄的寬度的冷卻劑通道導(dǎo)致高的壓力損失，其結(jié)果是，很難設(shè)計冷卻劑入口和出口的形狀和位置。也可以進(jìn)一步安裝風(fēng)扇，以防止這樣的壓力損失。其結(jié)果是，存在例如在功率消耗、風(fēng)扇噪聲和空間方面的設(shè)計限制。此外，位于電池單元堆中間處的電池單元不能被滿意地冷卻，且會比最外側(cè)的電池單元更迅速地劣化。這樣的電池單元的不均勻劣化會降低電池模塊的使用壽命，這在安全性方面是不利的。因此，強(qiáng)烈需要以簡單和緊湊結(jié)構(gòu)制造的且具有良好的使用壽命和安全特征的、 提供高功率、大容量電力的電池模塊。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題因此，完成了本發(fā)明以解決以上問題和其他尚待解決的技術(shù)問題。本發(fā)明的目的是提供被構(gòu)造為具有如下結(jié)構(gòu)的電池模塊，其中多個順序堆疊的電池單元被可彎曲的散熱構(gòu)件覆蓋使得通過傳導(dǎo)實現(xiàn)散熱，因此均勻地維持電池模塊的總溫度且降低溫度偏差。本發(fā)明的另一個目的是提供中型或大型電池組，所述電池組具有簡單的結(jié)構(gòu)，其中使用具有以上所述的構(gòu)造的多個電池模塊對冷卻劑通道作出各種不同的調(diào)整。技術(shù)解決方案根據(jù)本發(fā)明的一個方面，以上的和其他的目的可以通過提供包括多個順序堆疊的板形電池單元和兩個或更多散熱構(gòu)件的電池模塊來實現(xiàn)，其中第一散熱構(gòu)件延伸使得第一散熱構(gòu)件的一側(cè)至少部分地覆蓋電池模塊的一個最外側(cè)的電池單元、且使得第一散熱構(gòu)件的另一側(cè)插入在內(nèi)部電池單元之間；而第二散熱構(gòu)件延伸使得第二散熱構(gòu)件的一側(cè)至少部分地覆蓋最外側(cè)的電池單元而第二散熱構(gòu)件不與第一散熱構(gòu)件重疊、且第二散熱構(gòu)件的另一側(cè)插入在內(nèi)部電池單元之間。S卩，根據(jù)本發(fā)明的電池模塊被構(gòu)造為具有如下結(jié)構(gòu)，其中兩個或更多散熱構(gòu)件被設(shè)置為與板形電池單元中的每個的至少一個表面接觸使得散熱構(gòu)件不相互重疊，以覆蓋電池單元，且兩個或更多散熱構(gòu)件從最外側(cè)的電池單元至少部分地向外暴露，因此有效地通過使用散熱構(gòu)件的傳導(dǎo)將從電池單元生成的熱排放到電池模塊之外。此外，電池單元的相對表面可以與散熱構(gòu)件一起相互緊密接觸或相互相鄰，由此容易地實現(xiàn)熱傳遞，因此更有效地降低溫度偏差。此外，可以限制包括電池單元和散熱構(gòu)件的電池模塊的尺寸增加，且以比使用常規(guī)冷卻系統(tǒng)的電池單元更高的集成度將電池單元堆疊。在上文中，表達(dá)“第二散熱構(gòu)件安裝在電池模塊處而第二散熱構(gòu)件不與第一散熱構(gòu)件重疊”意味著散熱構(gòu)件安裝在電池模塊處，使得散熱構(gòu)件不相互重疊的同時滿足前述各條件。因此，第一散熱構(gòu)件和第二散熱構(gòu)件安裝在電池模塊處，使得第一散熱構(gòu)件和第二散熱構(gòu)件一般地彼此相對。并不特別限制散熱構(gòu)件，只要散熱構(gòu)件具有以上所述的安裝結(jié)構(gòu)且由導(dǎo)熱材料形成即可。例如，散熱構(gòu)件可以由具有高熱傳導(dǎo)性和可彎曲性的片狀材料形成。這樣的散熱構(gòu)件可以基于電池單元的形狀和電池單元的堆疊厚度來彎曲。因此， 可以將散熱構(gòu)件的安裝結(jié)構(gòu)靈活地形成為期望的形狀。此外，當(dāng)散熱構(gòu)件由具有高熱傳導(dǎo)性的材料形成時，也可以使散熱構(gòu)件容易地通過傳導(dǎo)將從電池單元生成的熱排放到電池模塊之外，因此有效地實現(xiàn)了從電池單元的散熱。典型地，散熱構(gòu)件可以由金屬片形成。在示例中，第一散熱構(gòu)件的一側(cè)可以覆蓋最外側(cè)的電池單元(a)的外表面的大約 1/3至大約1/2，且第二散熱構(gòu)件的一側(cè)可以覆蓋最外側(cè)的電池單元(a)的外表面的大約 1/3至大約1/2而第二散熱構(gòu)件的一側(cè)與第一散熱構(gòu)件的一側(cè)相對。因此，彼此相對的第一散熱構(gòu)件的一側(cè)和第二散熱構(gòu)件的一側(cè)覆蓋最外側(cè)的電池單元的外表面的全部或2/3。當(dāng)最外側(cè)的電池單元的由第一散熱構(gòu)件和第二散熱構(gòu)件覆蓋的外表面小于最外側(cè)的電池單元的整個外表面的2/3時，通過安裝第一散熱構(gòu)件和第二散熱構(gòu)件獲得的散熱效果可以很小。為此原因，優(yōu)選地使第一散熱構(gòu)件的一側(cè)和第二散熱構(gòu)件的一側(cè)覆蓋最外側(cè)的電池單元的外表面的至少2/3。在此方面，更優(yōu)選的是使第一散熱構(gòu)件的一側(cè)覆蓋最外側(cè)的電池單元(a)的外表面的大約1/2，且使第二散熱構(gòu)件的一側(cè)覆蓋最外側(cè)的電池單元(a)的外表面的大約1/2。 可替選地，可以使得第一散熱構(gòu)件的一側(cè)覆蓋最外側(cè)的電池單元(a)的外表面的大約2/3， 且使第二散熱構(gòu)件的一側(cè)覆蓋最外側(cè)的電池單元(a)的外表面的大約1/3。同時，第一和第二散熱構(gòu)件的、插入在電池單元之間的另一側(cè)延伸超過相應(yīng)的電池單元之間的整個界面。即，第一和第二散熱構(gòu)件的另一側(cè)都覆蓋堆疊的電池單元之間的整個界面，因此通過傳導(dǎo)將從電池單元生成的熱有效地移除。在示例中，散熱構(gòu)件可以安裝在電池模塊處，使得散熱構(gòu)件中的每個的另一側(cè)都位于相應(yīng)的板形電池單元的僅一個表面處。雖然散熱構(gòu)件中的每個都位于相應(yīng)的板形電池單元的僅一個表面處，但可以通過傳導(dǎo)實現(xiàn)期望的散熱，因此容易地移除從電池單元生成的熱。具體地，假定以最外側(cè)的電池單元(a)開始堆疊的電池單元被限定為第一電池單元、第二電池單元、第三電池單元…第P電池單元，則第一散熱構(gòu)件的另一側(cè)可以位于第一電池單元和第二電池單元之間，且第二散熱構(gòu)件的另一側(cè)可以位于第三電池單元和第四電池單元之間。因此，雖然第一和第二散熱構(gòu)件的另一側(cè)不位于第二電池單元和第三電池單元之間，但第二電池單元的一個表面被設(shè)置為與插入在第一電池單元和第二電池單元之間的第一散熱構(gòu)件接觸，且第三電池單元的一個表面被設(shè)置為與插入在第三電池單元和第四電池單元之間的第二散熱構(gòu)件接觸，因此實現(xiàn)了散熱。根據(jù)情形，考慮到從位于電池模塊的中心處的電池單元生成的相對大量的熱，第二散熱構(gòu)件的另一側(cè)可以位于第二電池單元和第三電池單元之間。在此情況中，第二電池單元的一個表面與第一散熱構(gòu)件接觸，且第二電池單元的另一個表面與第二散熱構(gòu)件接觸。因此，可以通過兩個散熱構(gòu)件來實現(xiàn)高的散熱效果。在示例中，電池模塊可以進(jìn)一步包括安裝在電池模塊的其他最外側(cè)的電池單元 (b)處的第三散熱構(gòu)件和第四散熱構(gòu)件。第三散熱構(gòu)件可以延伸使得第三散熱構(gòu)件的一側(cè)至少部分地覆蓋電池模塊的最外側(cè)的電池單元(b)、且使得第三散熱構(gòu)件的另一側(cè)插入在內(nèi)部電池單元之間；且第四散熱構(gòu)件可以延伸使得第四散熱構(gòu)件的一側(cè)至少部分地覆蓋最外側(cè)的電池單元(b)而第四散熱構(gòu)件不與第三散熱構(gòu)件重疊、且所述第四散熱構(gòu)件的另一側(cè)被插入在內(nèi)部電池單元之間。在上文中，最外側(cè)的電池單元(b)意味著與構(gòu)造為具有其中堆疊多個電池單元的電池模塊的最外側(cè)的電池單元(a)相對的電池單元。即，最外側(cè)的電池單元(a)和最外側(cè)的電池單元(b)位于電池模塊的相對側(cè)處。因此，類似于第一和第二散熱構(gòu)件安裝在最外側(cè)的電池單元(a)處，第三和第四散熱構(gòu)件可以安裝在最外側(cè)的電池單元(b)處。在以上所述的結(jié)構(gòu)中，第三散熱構(gòu)件和第四散熱構(gòu)件可以安裝在電池模塊處，使得第三散熱構(gòu)件和第四散熱構(gòu)件各自都不與第一散熱構(gòu)件和第二散熱構(gòu)件重疊。假定以最外側(cè)的電池單元(b)開始堆疊的電池單元被限定為第η電池單元、第n-1 電池單元、第n-2電池單元…第ρ電池單元，則例如第三散熱構(gòu)件的另一側(cè)可以位于第η電池單元和第n-1電池單元之間，且第四散熱構(gòu)件的另一側(cè)可以位于第n-2電池單元和第n-3 電池單元之間。因此，可以通過將期望數(shù)目的電池模塊堆疊使得電池模塊由多個散熱構(gòu)件覆蓋而散熱構(gòu)件不相互重疊，來制造不具有冷卻劑通道的高功率、大容量電池模塊。同時，散熱構(gòu)件可以安裝在電池模塊處，同時散熱構(gòu)件被彎曲以覆蓋電池單元的側(cè)面。例如，散熱構(gòu)件可以彎曲為“I=”的形狀。根據(jù)情況，絕緣構(gòu)件可以安裝在最外側(cè)的電池單元(a)的外表面和散熱構(gòu)件之間，用于防止最外側(cè)的電池單元(a)被過度冷卻。當(dāng)然，絕緣構(gòu)件可以安裝在最外側(cè)的電池單元(b)的外表面和散熱構(gòu)件之間。最外側(cè)的電池單元(a)和最外側(cè)的電池單元(b)是經(jīng)由散熱構(gòu)件而直接暴露于外部環(huán)境的電池單元。因此，最外側(cè)的電池單元(a)和最外側(cè)的電池單元(b)具有比最外側(cè)的電池單元(a)和最外側(cè)的電池單元(b)之間的電池單元更高的冷卻率。從最外側(cè)的電池單元中的每個電池單元散發(fā)的熱量通過相應(yīng)的絕緣構(gòu)件來降低，因此降低了電池單元之間的溫度偏差。不特別限制電池模塊，只要電池模塊被構(gòu)造為具有其中多個電池單元被堆疊且散熱構(gòu)件插入在相應(yīng)的電池單元之間的結(jié)構(gòu)即可。例如，電池模塊可以包括六個到十二個電池單元。雖然多個電池單元被堆疊，但冷卻劑通道可以構(gòu)造為沿散熱構(gòu)件延伸，并且因此， 可以相當(dāng)多地降低冷卻劑通道的數(shù)目。例如，冷卻劑通道可以提供為僅沿最外側(cè)的電池單元上的散熱構(gòu)件延伸。可替選地，冷卻劑通道可以被提供為沿最外側(cè)的電池模塊上的散熱構(gòu)件和電池單元的頂部和/或底部處的散熱構(gòu)件延伸。因此，根據(jù)本發(fā)明的散熱構(gòu)件具有熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，與常規(guī)電池模塊相比具有相對小數(shù)目的冷卻通道。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了包括兩個或更多電池模塊的中型或大型電池組。電池模塊可以以預(yù)定間隙相互間隔開，所述間隙用作冷卻劑通道以允許冷卻劑在其間流過。即使在此結(jié)構(gòu)中，與使用常規(guī)冷卻劑系統(tǒng)的中型或大型電池組相比，也可以相當(dāng)多地降低冷卻劑通道的數(shù)目。冷卻劑通道的尺寸可以基于從電池模塊生成的熱的量而合適地決定。限定在電池模塊之間以提供冷卻劑通道的間隙可以是電池模塊中的每個的厚度的10%至30%。如果限定在電池模塊之間的間隙與電池模塊中的每個的厚度相比太小，則冷卻劑通道比冷卻劑入口窄得多，因此增加了壓力，其結(jié)果是，會難以提供滿意的冷卻效果。另一方面，如果限定在電池模塊之間的間隙過大，則中型或大型電池組的總尺寸過分地增加，這不是優(yōu)選的。只要不導(dǎo)致以上所述的問題，因此必然的結(jié)果是間隙的寬度可以在以上所指定的范圍之外。對冷卻劑不作特別限制，只要冷卻劑通過傳導(dǎo)從電池單元散熱，同時沿冷卻劑通道無困難地流動。例如，冷卻劑可以是空氣或水。優(yōu)選地，冷卻劑是空氣。根據(jù)本發(fā)明的電池組包括多個電池單元以實現(xiàn)高功率和大容量。因此，電池組優(yōu)選地用作電動車輛、混合動力電動車輛或插電式混合動力電動車輛的電源，其中在電池單元的充電和放電期間生成的高溫的熱是嚴(yán)重的安全問題。


根據(jù)結(jié)合附圖的如下詳細(xì)描述，本發(fā)明的以上和其他的目的、特征和其他優(yōu)點將被更清晰地理解，其中圖1是圖示了根據(jù)本發(fā)明實施例的電池模塊的部分正視圖；圖2是圖示了圖1的散熱構(gòu)件的透視圖；圖3是圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的電池模塊的正視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的電池模塊的透視圖；以及圖5是圖示了包括兩個電池模塊的中型或大型電池組的透視圖，所述電池模塊之一在圖3和圖4中示出。
具體實施例方式現(xiàn)在，將參考附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的典型實施例。然而，應(yīng)注意的是，本發(fā)明的范圍不通過圖示的實施例來限制。圖1是典型地圖示了根據(jù)本發(fā)明實施例的電池模塊的部分正視圖。為描述方便， 示意性地示出了電池單元，而構(gòu)成電池模塊的諸如電極端子和連接構(gòu)件的其他構(gòu)件被省略。參考圖1，電池模塊100被構(gòu)造為具有如下結(jié)構(gòu)，即其中四個板形電池單元10、20、 30和40被堆疊同時彼此相鄰，且兩個散熱構(gòu)件200和210安裝在預(yù)定位置處。第一散熱構(gòu)件200具有一側(cè)以覆蓋第一電池單元10的外表面的大約一半W。第二散熱構(gòu)件210具有一側(cè)以覆蓋第一電池單元10的外表面的大約另一半W’。第二散熱構(gòu)件210的一側(cè)與第一散熱構(gòu)件200的一側(cè)相對。因此，作為最外側(cè)的電池單元之一的第一電池單元10的整個外表面被第一散熱構(gòu)件200和第二散熱構(gòu)件210覆蓋。第一散熱構(gòu)件200被彎曲，使得第一散熱構(gòu)件200的另一側(cè)位于第一電池單元10 和第二電池單元20之間。第二散熱構(gòu)件210被彎曲，使得第二散熱構(gòu)件210的另一側(cè)位于第三電池單元30和第四電池單元40之間。第二散熱構(gòu)件210的另一側(cè)延伸超過第三電池單元30和第四電池單元40之間的整個界面。因此，第一散熱構(gòu)件200和第二散熱構(gòu)件210安裝在電池模塊100處，使得第一散熱構(gòu)件200和第二散熱構(gòu)件210相互不重疊。此外，絕緣構(gòu)件101安裝在第一電池單元10的外表面和第一和第二散熱構(gòu)件200 和210之間，用于防止第一電池單元10被過度冷卻。
圖2是典型地圖示了圖1的散熱構(gòu)件的透視圖。為進(jìn)行更簡單的比較，散熱構(gòu)件示出為處于如下狀態(tài)，即其中散熱構(gòu)件不具有安裝在圖1的電池模塊處的布置結(jié)構(gòu)而具有相同的取向。參考圖2，散熱構(gòu)件200和210由具有高熱傳導(dǎo)性和可彎曲性的金屬片形成。散熱構(gòu)件200和210彎曲為“1=”的形狀，以覆蓋相應(yīng)的電池單元(未示出)的側(cè)面。具體地，散熱構(gòu)件200和210中的每個的一側(cè)具有相對小的長度h，以部分地覆蓋最外側(cè)的電池單元(未示出)的外表面。散熱構(gòu)件200和210中的每個的另一側(cè)具有相對大的長度H，以設(shè)置在電池單元之間的整個界面處。同時，第二散熱構(gòu)件210具有的彎曲寬度D大于第一散熱構(gòu)件200的彎曲寬度d。 這是因為第一散熱構(gòu)件200的另一側(cè)插入在第一電池單元10和第二電池單元20之間，如在圖1中示出，且因此第一散熱構(gòu)件200的彎曲寬度d對應(yīng)于絕緣構(gòu)件101和第一電池單元10的厚度之和，而第二散熱構(gòu)件210的另一側(cè)插入在第三電池單元30和第四電池單元 40之間，如在圖1中示出，且因此第二散熱構(gòu)件210的彎曲寬度D對應(yīng)于絕緣構(gòu)件101、第一電池單元10、第二電池單元20和第三電池單元30的厚度之和。圖3是圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的電池模塊的正視圖，且圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的電池模塊的透視圖。參考這些附圖，電池模塊300被構(gòu)造為具有如下結(jié)構(gòu)，即其中堆疊了八個板形電池單元，同時相互緊密接觸而無空氣間隙，且四個散熱構(gòu)件安裝在預(yù)定位置處。在第一散熱構(gòu)件240和第二散熱構(gòu)件250中的每個的一側(cè)處，第一散熱構(gòu)件240 覆蓋第一電池單元10的外表面的大約一半，且第二散熱構(gòu)件250覆蓋第一電池單元10的外表面的大約另一半，所述第一電池單元10是最外側(cè)的電池單元之一。在第三散熱構(gòu)件 260和第四散熱構(gòu)件270中的每個的一側(cè)處，第三散熱構(gòu)件260覆蓋了第八電池單元80的外表面的大約一半，且第四散熱構(gòu)件270覆蓋第八電池單元80的外表面的大約另一半，所述第八電池單元80是另一個最外側(cè)的電池單元。第一散熱構(gòu)件240被彎曲，使得第一散熱構(gòu)件240的另一側(cè)插入在第三電池單元 30和第四電池單元40之間，且第二散熱構(gòu)件250被彎曲，使得第二散熱構(gòu)件250的另一側(cè)插入在第二電池單元20和第三電池單元30之間。此外，第三散熱構(gòu)件260被彎曲，使得第三散熱構(gòu)件260的另一側(cè)插入在第五電池單元50和第六電池單元60之間，且第四散熱構(gòu)件270被彎曲，使得第四散熱構(gòu)件270的另一側(cè)插入在第六電池單元60和第七電池單元70 之間。電池單元10、20、40、50、70和80在電池單元10、20、40、50、70和80中的每個一個
表面處與相應(yīng)的散熱構(gòu)件240、250、260和270直接或間接接觸。電池單元30和60在電池單元30和60中的每個的相對表面處與相應(yīng)的散熱構(gòu)件240、250、260和270接觸。然而， 其他的不同的布置也是可以的。根據(jù)情形，可以經(jīng)受嚴(yán)重的熱聚積的中間電池單元在所述中間電池單元中的每個的相對表面處可以與相應(yīng)的散熱構(gòu)件接觸。此外，絕緣構(gòu)件102、103也分別安裝在第一電池單元10和第一散熱構(gòu)件240之間以及第八電池單元80和第四散熱構(gòu)件270之間，用于防止電池單元被過度冷卻。因此，可以從電池單元均勻地散熱，因此降低了總的溫度偏差。圖5是典型地圖示了中型或大型電池組的透視圖，所述電池組包括兩個電池模塊，所述兩個電池模塊之一在圖3和圖4中示出。參考圖5，中型或大型電池組400包括兩個電池模塊310和320。電池模塊310和 320以間隙L相互間隔開，所述間隙L等于電池模塊中的每個電池模塊的厚度的大約20%。 間隙用作冷卻劑通道以用于空氣流動。冷卻劑通道也可以提供在與電池模塊310的左側(cè)外表面相對應(yīng)的區(qū)域處以及與電池模塊320的右側(cè)外表面相對應(yīng)的區(qū)域處。根據(jù)情形，冷卻劑通道也可以提供在與電池模塊310和320的頂部和/或底部相對應(yīng)的區(qū)域處。在以上所述的結(jié)構(gòu)中，從電池模塊的電池單元生成的熱被傳導(dǎo)到散熱構(gòu)件311、
312、313、321、323和324。傳導(dǎo)的熱在通過冷卻劑通道的冷卻劑接觸散熱構(gòu)件311、312、
313、321、323和324時被散出。因此，雖然在各個電池單元之間不提供冷卻劑通道，但可以獲得有效的散熱。工業(yè)應(yīng)用性如從以上描述中顯見的，根據(jù)本發(fā)明的電池模塊被構(gòu)造為具有如下結(jié)構(gòu)，其中多個順序堆疊的電池單元被具有特定形式的散熱構(gòu)件覆蓋，使得通過傳導(dǎo)來實現(xiàn)熱傳遞。因此，雖然電池模塊被構(gòu)造為具有緊湊的結(jié)構(gòu)，但是可以均勻地維持電池模塊的總溫度，因此明顯地改進(jìn)了電池模塊的使用壽命和可靠性。此外，可以使用以上所述的構(gòu)造來不同地調(diào)整多個電池模塊之間的間隙，因此容易地構(gòu)造用于中型或大型電池組的冷卻系統(tǒng)。雖然為了說明的目的而公開了本發(fā)明的各典型實施例，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識到各種修改、添加和替代是可以的，而不偏離在所附權(quán)利要求中公開的本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種電池模塊，包括多個順序堆疊的板形電池單元和兩個或更多散熱構(gòu)件，其中第一散熱構(gòu)件延伸使得所述第一散熱構(gòu)件的一側(cè)至少部分地覆蓋所述電池模塊的一個最外側(cè)的電池單元(a)、且使得所述第一散熱構(gòu)件的另一側(cè)插入在內(nèi)部電池單元之間，且第二散熱構(gòu)件延伸使得所述第二散熱構(gòu)件的一側(cè)至少部分地覆蓋所述最外側(cè)的電池單元(a)而所述第二散熱構(gòu)件不與所述第一散熱構(gòu)件重疊、且所述第二散熱構(gòu)件的另一側(cè)插入在內(nèi)部電池單元之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模塊，其中，所述散熱構(gòu)件由具有高熱傳導(dǎo)性和可彎曲性的片狀材料形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池模塊，其中，所述散熱構(gòu)件都由金屬片形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模塊，其中，所述第一散熱構(gòu)件的所述一側(cè)覆蓋所述最外側(cè)的電池單元(a)的外表面的大約1/3至大約1/2，且所述第二散熱構(gòu)件的所述一側(cè)覆蓋所述最外側(cè)的電池單元(a)的外表面的大約1/3至大約1/2而所述第二散熱構(gòu)件的所述一側(cè)與所述第一散熱構(gòu)件的所述一側(cè)相對。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模塊，其中，所述第一散熱構(gòu)件和所述第二散熱構(gòu)件的、 插入在電池單元之間的所述另一側(cè)都延伸超過相應(yīng)的電池單元之間的整個界面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模塊，其中，所述散熱構(gòu)件安裝在電池模塊處，使得所述散熱構(gòu)件中的每個的所述另一側(cè)都位于相應(yīng)的板形電池單元的僅一個表面處。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模塊，其中，假定以所述最外側(cè)的電池單元(a)開始堆疊的各電池單元被限定為第一電池單元、第二電池單元、第三電池單元…第P電池單元，則所述第一散熱構(gòu)件的所述另一側(cè)位于所述第一電池單元和所述第二電池單元之間，且所述第二散熱構(gòu)件的所述另一側(cè)位于所述第三電池單元和所述第四電池單元之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模塊，進(jìn)一步包括安裝在另一個最外側(cè)的電池單元(b) 處的第三散熱構(gòu)件和第四散熱構(gòu)件，其中所述第三散熱構(gòu)件延伸使得所述第三散熱構(gòu)件的一側(cè)至少部分地覆蓋所述電池模塊的所述最外側(cè)的電池單元(b)、且使得所述第三散熱構(gòu)件的另一側(cè)插入在內(nèi)部電池單元之間，且所述第四散熱構(gòu)件延伸使得所述第四散熱構(gòu)件的一側(cè)至少部分地覆蓋所述最外側(cè)的電池單元(b)而所述第四散熱構(gòu)件不與所述第三散熱構(gòu)件重疊、且所述第四散熱構(gòu)件的所述另一側(cè)插入在內(nèi)部電池單元之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池模塊，其中，所述第三散熱構(gòu)件和所述第四散熱構(gòu)件安裝在電池模塊處，使得所述第三散熱構(gòu)件和所述第四散熱構(gòu)件各自都不與所述第一散熱構(gòu)件和所述第二散熱構(gòu)件重疊。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池模塊，其中，假定以所述最外側(cè)的電池單元(b)開始堆疊的各電池單元被限定為第η電池單元、第n-1電池單元、第n-2電池單元…第ρ電池單元， 則所述第三散熱構(gòu)件的所述另一側(cè)位于第η電池單元和第η-1電池單元之間，且所述第四散熱構(gòu)件的所述另一側(cè)位于第n-2電池單元和第n-3電池單元之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模塊，其中，所述散熱構(gòu)件都安裝在所述電池模塊處， 同時所述散熱構(gòu)件都被彎曲以覆蓋各所述電池單元的側(cè)面。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模塊，進(jìn)一步包括安裝在所述最外側(cè)的電池單元(a)的外表面和所述散熱構(gòu)件之間的絕緣構(gòu)件，用于防止所述最外側(cè)的電池單元(a)被過度冷卻。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模塊，其中，所述電池模塊包括六個至十二個電池單元。
14.一種中型或大型電池組，所述電池組包括兩個或更多根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項所述的電池模塊。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的中型或大型電池組，其中，所述電池模塊以預(yù)定間隙相互間隔開，所述間隙用作冷卻劑通道以允許冷卻劑從其間流過。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的中型或大型電池組，其中，所述冷卻劑包括空氣。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的中型或大型電池組，其中，所述電池組用作電動車輛、混合動力電動車輛或插電式混合動力電動車輛的電源。
全文摘要
在此公開了一種包括多個順序堆疊的板形電池單元和兩個或更多散熱構(gòu)件的電池模塊，其中第一散熱構(gòu)件延伸使得第一散熱構(gòu)件的一側(cè)至少部分地覆蓋電池模塊的一個最外側(cè)的電池單元(a)，且使得第一散熱構(gòu)件的另一側(cè)插入在內(nèi)部電池單元之間，且第二散熱構(gòu)件延伸使得第二散熱構(gòu)件的一側(cè)至少部分地覆蓋最外側(cè)的電池單元(a)而第二散熱構(gòu)件不與第一散熱構(gòu)件重疊，且第二散熱構(gòu)件的另一側(cè)插入在內(nèi)部電池單元之間。
文檔編號H01M10/50GK102257653SQ200980151241
公開日2011年11月23日 申請日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月17日
發(fā)明者姜達(dá)模, 尹熙琇, 尹種文, 張珉哲, 李汎炫, 李珍圭 申請人:株式會社Lg化學(xué)