[发明专利]具有高效冷却结构的电池模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池模块，该电池模块包括：可充电和放电的电池单元，其在堆叠状态下被顺序地布置；盒夹(cartridges)，其固定相应的电池单元的边缘以形成电池单元的堆叠结构；和传热构件，其被安装在各个电池单元之间，该传热构件的边缘被部分地或者整体地固定到各自的盒夹。

背景技术

近来，能够充电和放电的二次电池已广泛用作无线移动设备的能量源。另外，作为电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)以及插电式混合动力电动车辆(插电式HEV)的动力源，二次电池已经引起了相当大的关注，已经开发了上述这些车辆来解决现有的使用化石燃料的汽油车和柴油车引起的问题，例如空气污染。

小型移动设备中的每个设备使用一个或数个电池单元。另一方面，因为诸如车辆等的中大型设备需要高输出和大容量，所以这些中大型设备使用具有彼此电连接的多个电池单元的中大型电池模块。

优选地，中大型电池模块被制造成具有尽可能小的尺寸和重量。因此，通常使用能够以高的集成度进行堆叠并具有小的重量/容量比的棱形电池或袋状电池来作为该中大型电池模块的电池单元(单元模块)。特别地，较多关注点集中于使用铝制层压片作为包覆构件(sheathing member)的袋状电池，因为袋状电池的重量轻，袋状电池的制造成本低，并且容易修改袋状电池的形状。

组成这样的中大型电池模块的电池单元可以是能够被充电和放电的二次电池。因此，在电池的充电和放电期间从这样的高输出、大容量的二次电池产生大量的热。特别地，在电池模块中广泛使用的各个袋状电池的层压片的表面上被涂覆有呈现低导热性的高分子材料，因此难以有效地降低电池单元的整体温度。

如果从电池模块没有有效地去除在电池模块的充电和放电期间从电池模块产生的热，则热积累在电池模块中，因此电池模块的劣化被加速。根据情形，电池模块可能着火或者爆炸。为此，高输出、大容量的电池组需要冷却系统以冷却被安装在其中的电池单元。

通常通过以高集成度堆叠多个电池单元来制造被安装在中大型电池组中的各个电池模块。在这样的情况下，电池单元被以如下状态堆叠，其中电池单元以预定的间隔被布置，以使在电池单元的充电和放电期间产生的热能够被去除。例如，电池单元可以如下状态被顺序地堆叠，其中电池单元以预定的间隔被布置，而不使用附加的构件。可替选地，在其中电池单元具有低机械强度的情况下，一个或者多个电池单元可以被安装在盒夹中，并且多个盒夹可以被堆叠以组成电池模块。冷却剂通道被限定在被堆叠的电池单元之间或者在被堆叠的电池模块之间，使得在被堆叠的电池单元之间或者在被堆叠的电池模块之间积累的热被有效地去除。

然而，在此结构中，有必要提供与多个电池单元相对应的多个冷却剂通道，因此电池模块的整体尺寸被增加。

另外，考虑到电池模块的尺寸，冷却剂通道之间的间隔因多个电池单元被堆叠而相对变窄。结果，冷却结构的设计被复杂化。即，以比冷却剂入口窄的间隔布置的冷却剂通道引起高的压力损耗，因此难以设计冷却剂入口和冷却剂出口的形状和位置。此外，风扇可以进一步被设置以防止这样的压力损耗。然而，在这样的情况下，设计可能由于功率消耗、风扇噪声、空间等等而受到限制。

因此，存在对于如下电池模块的高度需求，该电池模块能够被制造成具有简单和紧凑的结构，同时基于高的冷却效率提供高输出、大容量电力并且呈现优异的寿命特性和稳定性。

发明内容

技术问题

因此，已经提出了本发明，以解决上述问题和其它尚未解决的技术问题。

本发明的目的是提供一种电池模块，通过最小化用以冷却电池模块的组件的增加来提高该电池模块的制造效率，并且该电池模块被构造成具有紧凑结构且该紧凑结构具有结构稳定性。另外，本发明的另一目的是提供一种包括传热构件的电池模块，该传热构件被构造成具有有效地从电池单元去除热的结构。

技术解决方案

根据本发明的一个方面，通过如下电池模块的供应能够完成以上和其它目的，该电池模块包括：可充电和可放电的电池单元，该可充电和可放电的电池单元在堆叠状态下被顺序地布置；盒夹，该盒夹固定相应的电池单元的边缘以形成电池单元的堆叠结构；和传热构件，该传热构件被安装在各个电池单元之间，该传热构件的边缘被部分地或者整体地固定到相应的盒夹。

通常，在其中冷却结构被包括在电池模块的情况下，多个组件被添加并且制造工艺被复杂化。结果，电池模块的体积和生产成本被大大地增加。