[发明专利]具有良好冷却效率的中型或大型电池组

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有高冷却效率的中型或大型电池组(battery pack)，并且更具体而言，涉及的一种中型或大型电池组包括：电池 模块，该电池模块包括多个单元模块，这些单元模块在每个单元模块 在一侧上竖直地竖立的同时水平堆叠，该电池模块固定在外壳构件的 密封空间中，其中该外壳构件在其一侧的上端或下端设有冷却剂入口 端口并且在其相对侧的上端或下端设有冷却剂出口端口，该电池模块 固定在该外壳构件中以使得该电池模块的上端表面或下端表面以一预 定角度向该冷却剂入口端口倾斜，藉此使得通过与该电池模块平行的 该冷却剂入口端口所引入的冷却剂竖直地经过该单元模块并且然后排 出到该相对侧；以及间隙(竖直流动通道)，该间隙在该电池模块的 倾斜的上端表面或下端表面处限定在单元模块之间，并被布置得平行 于引入冷却剂的方向，从而在该电池组具有紧凑结构的同时，该电池 组的冷却效率和冷却均匀性得到改善。

背景技术

由使用诸如汽油和柴油的石化燃料的车辆所引起的最大问题之一 就是产生了空气污染。使用可以充电和放电的二次电池作为车辆的动 力来源的技术，作为解决上述问题的一种方法已吸引了大量关注。因 此，已开发了仅使用电池来运行的电动车辆(EV)以及联合使用电池 和常规发动机的混合电动车辆(HEV)。如今在市场上正在使用其中一 些电动车辆和混合电动车辆。镍-金属氢化物(Ni-MH)二次电池已主 要用作电动车辆(EV)和混合电动车辆(HEV)的动力来源。然而，近 年来，已尝试使用锂离子二次电池。

对于此类用作电动车辆(EV)和混合电动车辆(HEV)的动力来源 的二次电池来说，需要高输出和大容量。为此目的，多个小型二次电 池(单元电池)相互串联或并联连接以组成电池模块，以及多个电池 模块相互串联或并联连接以组成电池组。

然而，在此类高输出、大容量的二次电池中，在单元电池的充电 和放电期间从单元电池产生大量的热量。当没有有效移除在单元电池 的充电和放电期间从单元电池产生的热量时，热量会积聚在单元电池 中，结果损坏了单元电池。因此，必须提供用于冷却车辆电池组的冷 却系统，该车辆电池组是高输出、大容量的二次电池。

在安装冷却系统时应充分考虑的一点是，将由于冷却系统而使电 池组体积的增加最小化。通常，冷却剂流动通道被形成为使得冷却剂 沿电池模块的外表面流动并且还流过电池模块的内部，以改善冷却系 统的冷却效率。然而，冷却剂流动通道的结构非常复杂并且是增加电 池组体积的因素。因此，在电池模块的一部分处形成倾斜的流动通道， 以使得可以以图1所示的倾斜方式导向冷却剂的流动。

参见图1，电池组冷却系统1包括由多个电池组成的电池模块2， 以倾斜方式固定在电池模块2的下端的冷却剂入口端口3，以及以倾 斜方式固定在电池模块2的上端的冷却剂出口端口4。电池模块2包 括多个单元模块5，该单元模块相互电连接以使得该单元模块5在每 个单元模块5在一侧上竖直竖立的同时水平堆叠。每个单元模块5包 括多个相互电连接的二次电池6。在每个单元模块5的各个二次电池6 之间形成有小间隙，冷却剂通过该间隙流动。因此，通过冷却剂入口 端口3引入的冷却剂沿该流动通道流动以移除从各个二次电池6产生 的热量，并且然后通过固定在电池模块2的上端的冷却剂出口端口4 排出。

然而，如图1所示而构成的电池组冷却系统1存在以下问题。

首先，由于冷却剂入口端口3和冷却剂出口端口4以管道的形式 分别固定在电池模块2的下端和上端，因此电池组的高度会增加出管 道的尺寸。特别地，其宽度从冷却剂入口端口3逐渐减小的下管道固 定在电池模块2的矩形下部，以及其宽度朝冷却剂出口端口4逐渐增 大的上管道固定在电池模块2的矩形上部。因此，需要用于固定上管 道和下管道的额外空间。当电池模块2(其包括横向堆叠的单元模块5， 每个单元模块5竖向上在一侧上竖直)安装在车辆的有限内部空间时， 电池组冷却系统所增加的高度充当了严重的障碍因素。

因此，多种技术已研发出来，用于构成一个冷却系统以使得冷却 剂通道被形成如图1所示，同时最大化利用用来固定电池模块和围绕 物的空间。