[發明專利]具有改善的冷卻劑流量分布均勻性的中大型電池組殼體

有效

• 申請號: 201080009794.8
• 申請日: 2010-02-25
• 公開（公告）號: CN102334227A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: 鄭在皓;林藝勛;姜達模;尹種文
• 申請（專利權）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: H01M10/50
• 分類號: H01M10/50;H01M2/10
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 陸弋;王偉

技術領域

本發明涉及一種提供了改善的冷卻劑流量分布均勻性的中大型電池組殼體，更具體地，涉及這樣一種中大型電池組殼體：該電池組殼體中安裝有電池模塊，該電池模塊具有多個堆疊的電池單元或單元模塊(“單元電池”)，這些電池單元或單元模塊能被充電和放電，其中，該電池組殼體在其上部和下部分別設置有冷卻劑入口和冷卻劑出口，該冷卻劑入口和冷卻劑出口指向相反的方向，從而，用于冷卻這些單元電池的冷卻劑能夠沿著與這些單元電池的堆疊方向垂直的方向從該電池模塊的一側流動到另一側，該電池組殼體還設置有從冷卻劑入口延伸到電池模塊的一個流動空間(“冷卻劑引入部”)以及從電池模塊延伸到冷卻劑出口的另一個流動空間(“冷卻劑排放部”)，所述冷卻劑引入部的與電池模塊的頂部相面對的上端內側被構造成：使得冷卻劑引入部的上端內側與電池模塊的頂部之間的距離朝向電池組殼體的與冷卻劑入口相反的端部減小，并且，在所述冷卻劑引入部的上端內側形成有用于將冷卻劑引導到電池模塊的向下突出部，使得其凹凸不平部分從電池組殼體的與冷卻劑入口相反的端部延伸一段預定距離。

背景技術

近來，能被充電和放電的二次電池已廣泛用作無線移動裝置的能量源。而且，二次電池作為電動車輛(EV)和混合動力車輛(HEV)的電源已吸引了相當多的注意力，其是為了解決如下問題而開發的：例如，由現有的使用化石燃料的汽油車和柴油車引起的空氣污染。

在小型移動裝置中，每個裝置均使用了一個或多個電池單元。另一方面，諸如車輛等的中大型裝置使用了具有彼此電連接的多個電池單元的中大型電池模塊，因為這些中大型裝置需要高功率和大容量。

優選地，中大型電池模塊被制造成具有盡可能小的尺寸和重量。因此，通常使用能以高集成度進行堆疊且具有小的重量/容量比的方型電池或袋狀電池作為中大型電池模塊的電池單元。特別地，目前對使用鋁層壓板作為護套構件的袋狀電池產生了很大興趣，因為這種袋狀電池重量輕，該袋狀電池的制造成本低，且易于改變該袋狀電池的形狀。

為了使中大型電池模塊能夠提供預定的設備或裝置所需的功率和容量，需要將中大型電池模塊構造成具有如下結構：在該結構中，多個電池單元彼此串聯地電連接，并且這些電池單元相對于外力是穩定的。

而且，構成該中大型電池模塊的多個電池單元是能被充電和放電的二次電池。因此，在高功率、大容量二次電池的充電和放電過程中，這些電池產生了大量的熱量。如果沒有有效除去在單元電池的充電和放電過程中由這些單元電池產生的熱量，則該熱量會積聚在各個單元電池中，結果，加速了這些單元電池的劣化。根據不同情形，這些單元電池可能著火或爆炸。因此，在作為高功率、大容量電池的車輛用電池組中，需要冷卻系統來冷卻安裝在該電池組中的電池單元。

另一方面，在包括多個電池單元的中大型電池組中，某些電池單元的性能劣化會引起整個電池組的性能劣化。導致性能不一致的主要因素之一是各個電池單元之間的冷卻不均勻性。因此，需要提供一種用于確保冷卻劑流動期間的冷卻均勻性的結構。

一些常規的中大型電池組使用了構造成具有如下結構的電池組殼體：在該結構中，冷卻劑入口和冷卻劑出口位于電池組殼體的上部和下部，使得該冷卻劑入口和冷卻劑出口指向相反的方向，并且，從冷卻劑入口延伸到電池模塊的流動空間的頂部和底部彼此平行。然而，在該結構中，較高流量的冷卻劑被引入到在靠近冷卻劑出口的電池單元之間限定的流動通道內，而較低流量的冷卻劑被引入到在靠近冷卻劑入口的電池單元之間限定的流動通道內，結果，難以實現電池單元的均勻冷卻。

關于該內容，韓國專利申請公布No.2006-0037600、No.2006-0037601和No.2006-0037627公開了一種被構造成具有如下結構的中大型電池組：在該結構中，空氣引導平面向下傾斜到電池組殼體的與電池單元相反的一側，從而，隨著空氣引導平面和冷卻劑入口之間的距離增加，該空氣引導平面變得更靠近電池單元。具體地，該空氣引導平面以預定角度、例如以15度至45度的角度傾斜至電池組殼體的與電池單元相反的一側，由此抑制如下現象的發生：即，冷卻劑被過量引入到在靠近冷卻劑出口的電池單元之間限定的流動通道內。

然而，本申請的發明人已經發現，即使在上述結構中，各個電池單元之間的溫度偏差也很高，結果，不可能實現期望水平的溫度均勻性。

此外，在該結構中，空氣引導平面的與電池單元鄰近的區域可能在電池組振動期間與電池單元或電池模塊接觸，結果，電池組可能產生噪音或者電池組可能損壞。因此，不可能將電池組殼體的與冷卻劑入口相反的端部降低到低于預定高度，結果，不可能設計出具有最優溫度偏差的電池組。