[发明专利]具有改进的冷却剂流量分布均一性的中型或大型电池组盒

说明书

本申请是2009年2月13日提交的名称为“具有改进的冷却剂流量分布均一性的中型或大型电池组盒”的200910006941.5发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及具有改进的冷却剂流量分布均一性的中型或大型电池组盒，并且更具体而言，涉及其中安装有具有多个堆叠的单元电池的电池模块的中型或大型电池组盒，所述单元电池可以进行充电和放电，其中所述电池组盒的上部和下部分别具有一个冷却剂入口和一个冷却剂出口，它们指向相反方向，所述电池组盒还具有一个冷却剂引入部分和一个冷却剂排出部分，并且面向电池堆顶部的冷却剂引入部分的上端内侧被构建成这样一种结构：其中始于冷却剂入口相对一端的斜面具有朝着冷却剂入口方向增大的相对于电池堆顶部的倾角。

背景技术

近来可进行充电和放电的二次电池已被广泛用作无线移动设备的能源。此外，二次电池作为电动车辆（EV）和混合型电动车辆（HEV）的能源已引起广泛关注，对其进行研发的目的在于解决例如由目前使用化石燃料的汽油和柴油车辆引起的空气污染问题。

小型移动设备每个设备只需使用一个或几个电池单元。另一方面，中型或大型设备，例如车辆，需使用具有多个相互电连接的电池单元的中型或大型电池模块，因为中型或大型设备需要高功率和大容量。

如果可能，优选制造具有小的尺寸和重量的中型或大型电池模块。为此，可高整体性地堆叠并具有小的重量/容量比的棱柱形电池或袋形电池通常被用作中型或大型电池模块的电池单元。尤其是，目前使用铝层压板作为包覆部件（sheathing member）的袋形电池引起了广泛关注，因为该袋形电池的重量轻，生产成本低，并且袋形电池的形状易于改变。

为了使中型或大型电池模块提供预定设备或装置所需的功率和容量，需将中型或大型电池模块构建成其中多个电池单元相互串联电连接并且电池单元相对外力稳定的结构。

此外，构成中型或大型电池模块的电池单元为可进行充电和放电的二次电池。因而，高功率、大容量的二次电池在其充电和放电过程中会产生大量的热量。如果单元电池在其充电和放电过程中产生的热量不能有效地移出，则在各单元电池中累积热量，加速单元电池的变差。根据情形，单元电池可能会着火或爆炸。为此，在用于车辆的高功率、大容量的电池组中需要一个冷却系统，来冷却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型或大型电池组中，一些电池单元性能变差会导致整个电池组性能变差。造成性能不均一的主要因素之一是电池单元之间冷却的不均一性。为此，需要提供一种结构来确保冷却剂流动过程中冷却的均一性。

一些常规的中型或大型电池组使用被构建成这样结构的电池组盒：其中一个冷却剂入口和一个冷却剂出口位于所述电池组盒的上部和下部，使冷却剂入口和冷却剂出口指向相反方向，并且从冷却剂入口延伸至电池模块的流动空间的顶部和底部相互平行。但是，在该结构中，相对较大的冷却剂流量被引入邻近冷却剂出口的电池单元之间的流动通道中，而相对较小的冷却剂流量被引入邻近冷却剂入口的电池单元之间的流动通道中，使得难于实现电池单元的均一冷却。

关于该问题，韩国专利申请公开文本No.2006-0037600、No.2006-0037601和No.2006-0037627公开了一种被构建成以下结构的中型或大型电池组：其中一个空气引导平面向下倾斜至电池单元的对侧，以使空气引导平面随着空气引导平面和冷却剂入口之间距离的增加而更接近所述电池单元。具体而言，所述空气引导平面以15-45度角向所述电池单元的对侧倾斜，从而抑制冷却剂流量被过量引入邻近冷却剂出口的电池单元之间的流动通道中的现象的发生。

但是，本申请的发明人发现，即使在上述结构中，电池单元之间的温度偏差也很大，从而不可能实现所需水平的温度均一性。

因此,非常需要一项技术来从根本上解决上述问题。

发明内容

因此，进行了本发明以解决上述问题及待解决的其他技术问题。

通过对中型或大型电池组盒的大量广泛和深入的研究及实验，本申请的发明人发现，当中型或大型电池组盒被构建成这样的结构，即其中冷却剂引入部分的上端内侧被构建成使始于冷却剂入口相对端的斜面具有朝着冷却剂入口方向增大的相对于电池堆顶部的倾角的结构时，可以均匀分布流经电池单元之间的流动通道的冷却剂流量，从而有效移出电池单元之间累积的热量，从而极大地改进电池单元的性能和寿命。本发明基于这些发现而完成。