[发明专利]具有用于防止冷却剂与排出气体混合的结构的电池模块

说明书

技术领域

本发明涉及具有用于防止冷却剂与排出气体混合的结构的电池模块，并且更特别地，涉及如下电池模块，其包括以堆叠状态布置的两个或更多个电池单体和用于固定电池单体以构成电池单体堆的盒(cartridge)，电池单体能够被充电和放电，其中，盒中的每一个包括接触电池单体的冷却片和用于固定冷却片的盒框架，冷却片包括两个冷却板，冷却板以彼此间隔开的状态安装到盒框架以限定冷却剂流动通道，盒框架设置有开口，开口与在冷却板之间限定的冷却剂流动通道连通，并且电池单体中的每一个的一侧或相反两侧通过在电池单体中的一个和冷却剂流动通道之间的界面上的密封构件密封，以防止电池单体中产生的气体被引入到冷却剂流动通道中。

背景技术

近年来，能够被充电和放电的二次电池已经被广泛用作无线移动设备的能源。此外，作为用于电动车辆、混合动力电动车辆(HEV)和插电式混合动力电动车辆(插电式HEV)的电源，二次电池已经吸引了相当多的关注，其已经被开发以解决由使用化石燃料的现有汽油和柴油车辆引发的问题，诸如空气污染。

小型移动设备对于每个设备使用一个或数个电池单体。另一方面，中型或大型设备诸如车辆使用具有彼此电连接的多个电池单体的电池模块，因为对于中型或大型设备，高输出和大容量是必需的。

优选地，电池模块被制造成具有尽可能小的尺寸和重量。为此，能够以高集成度堆叠并且具有小的重量容量比的棱柱状电池或袋状电池通过被用作电池模块的电池单体(单元电池)。特别地，很多注意力目前集中在使用铝层压片作为护套构件的袋状电池，因为袋状电池是轻质的，袋状电池的制造成本低，并且容易修改袋状电池的形状。

构成这种电池模块的电池单体是能够充电和放电的二次电池。因此，在二次电池的充电和放电期间，从高输出、大容量的二次电池生成大量的热。特别地，在电池模块中广泛使用的每个袋状电池的层压片具有涂覆在其表面上的、呈现低热导率的聚合物材料，使得难以有效降低电池单体的总体温度。

如果在电池模块的充电和放电期间从电池模块生成的热没有从电池模块有效移除，则加剧了电池模块中的热累积导致的电池模块的退化。根据情况，电池模块可能着火或爆炸。为此，高输出、大容量的电池模块需要冷却系统用于冷却在电池模块中安装的电池单体。

冷却系统一般被构造成使冷却剂在电池模块中强制循环，以从构成电池模块的电池单体移除热。即，冷却系统被构造成通过冷却剂和电池单体或单元模块的表面之间的接触来冷却构成电池模块的单元模块或电池单体。气体诸如空气被用作冷却剂。因此，冷却系统可以是基于接触的空气冷却式冷却系统。

然而，电池模块的冷却系统需要被构造成使得冷却剂均匀地到达构成电池模块的各个电池单体。因此，在其中使用能够提高冷却效率的多个构件制造电池模块的情况下，电池模块的尺寸以及电池模块的制造成本增加。此外，难以将具有大尺寸的电池系统诸如电池模块安装在有限的空间诸如电动车辆(EV)或混合动力电动车辆(HEV)中。为此，对于冷却系统非常必要的是能够在构造成具有紧凑结构的同时呈现高的冷却效率。

此外，由于电池单体暴露于高温环境或电池单体的故障，在电池单体中发生短路，电解质在电池单体的阳极电极界面上分解，使得生成大量气体，从而增大电池单体的内部压力。根据情况，电池壳体可能破裂，并且气体可能排出电池单体之外。一般，电池单体的内部气体包括对人有害的有毒成分，诸如一氧化碳。在其中从电池单体排出的气体与电池模块中的冷却剂相互混合的情况下，冷却效率降低，并且同时，电池模块的安全性降低。例如，在其中电池模块被安装在车辆中的情况下，在电池单体中产生的气体可能在冷却剂循环期间被引入到驾驶员或乘客空间中，使得人遭受有害健康的影响。

因此，对于电池模块非常必要的是被构造成具有如下结构，即：在具有紧凑结构并呈现卓越的冷却效率的同时，能够防止单元电池中产生的气体与沿冷却剂流动通道流动的冷却剂混合。

发明内容

技术问题

因此，已经作出本发明来解决以上问题和尚未解决的其它技术问题。

具体地，本发明的目的是提供一种构造为具有能够防止电池模块中生成的气体与沿冷却剂流动通道流动的冷却剂混合的结构的电池模块，从而延长电池模块的寿命，并且提高电池模块的安全性。

技术方案