[發明專利]具有優良冷卻效率和緊湊結構的電池模塊以及中型或大型電池組

有效

• 申請號: 201080054917.X
• 申請日: 2010-11-23
• 公開（公告）號: CN102648549A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 李珍圭;尹熙琇;李汎炫;姜達模;金玟廷
• 申請（專利權）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: H01M10/50
• 分類號: H01M10/50
• 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

本發明涉及具有優良冷卻效率和緊湊結構的電池模塊以及包括該電池模塊的中型或大型電池組，更具體來說涉及一種電池模塊，其包括以堆疊狀態安裝在模塊盒中的多個電池單元，其中冷卻構件安裝在電池單元之間的界面處，所述模塊盒被構造成下述結構，在所述結構中，模塊盒的兩個相反側敞開，使得電池單元堆的相應部分通過模塊盒的兩個敞開的相反側向外暴露，所述冷卻構件通過模塊盒的兩個敞開的相反側部分地向外暴露，并且冷卻劑沿著模塊盒的兩個敞開的相反側流動，同時與冷卻構件的向外暴露的部分相接觸。

背景技術

近來，可以充電和放電的二次電池已被廣泛用作無線移動裝置的能源。此外，二次電池作為電動車輛（EV）、混合動力電動車輛（HEV）和插電式混合動力電動車輛（插電式HEV）的電源已吸引了相當多的注意，這些車輛的開發是為了解決由現有的使用化石燃料的汽油和柴油車輛所引起的例如空氣污染的問題。

小型移動裝置的每個裝置使用一個或幾個電池單元。另一方面，中型或大型裝置例如車輛使用具有彼此電連接的多個電池單元的中型或大型電池模塊，這是由于中型或大型裝置需要高功率和大容量。

優選地，中型或大型電池模塊被制造成具有盡可能小的尺寸和重量。因此，可以以高集成度堆疊并具有小的重量容量比的棱柱形電池或袋狀電池通常被用作中型或大型電池模塊的電池單元（單元電池）。具體來說，目前大量關注聚焦于使用鋁層壓片作為包覆構件的袋狀電池，這是因為袋狀電池重量輕，袋狀電池的制造成本低，并且袋狀電池的形狀容易改變。

構成這種中型或大型電池模塊的電池單元是可以充電和放電的二次電池。因此，在二次電池的充電和放電期間從高功率大容量的二次電池產生大量熱量。具體來說，在電池模塊中廣泛使用的每個袋狀電池的層壓片在其表面上涂覆表現低導熱性的聚合物材料，結果難以有效降低電池單元的總體溫度。

即，如果在電池模塊充電和放電期間從電池模塊產生的熱量不能被從電池模塊有效移除，則熱量在電池模塊中積累，結果是加速了電池模塊的退化。根據環境，電池模塊可能著火或爆炸。因此，在高功率大容量電池組中需要冷卻系統來冷卻安裝在電池組中的電池單元。

安裝在中型或大型電池組堆中的每個電池模塊，一般通過將多個電池單元以高集成度進行堆疊來制造。在這種情況下，電池單元被堆疊成其中將電池單元以預定間隔排列的狀態，以便移除在電池單元充電和放電期間產生的熱量。例如，電池單元可以被順序地堆疊成其中不使用其它構件而將電池單元以預定間隔排列的狀態。可替代地，在電池單元具有低機械強度的情況下，將一個或多個電池單元安裝在電池護套中，并將多個電池護套堆疊以構成電池模塊。在堆疊的電池單元之間或堆疊的電池模塊之間可以限定冷卻劑通道，以便在堆疊的電池單元之間或堆疊的電池模塊之間積累的熱量被有效移除。

然而，在這種結構中，需要提供與電池單元的數量相對應的多個冷卻劑通道，結果增加了電池模塊的總體尺寸。

此外，在將多個電池單元堆疊的情況下，考慮到電池模塊的尺寸，冷卻劑通道的間隔相對狹窄。結果使冷卻結構的設計復雜化。即，由于冷卻劑通道以比冷卻劑入口端口更窄的間隔排列而導致高的壓力損失，結果難以設計冷卻劑入口端口和冷卻劑出口端口的形狀和位置。此外，也可以提供風扇來防止這種壓力損失，因此設計可能由于功率損耗、風扇噪音、空間等而受到限制。

因此，對于提供高功率和大容量、可以以簡單和緊湊的結構制造并且基于高冷卻效率而表現優良使用壽命和安全性的電池模塊，存在高度需求。

發明內容

技術問題

因此，做出了本發明以解決上述問題以及尚未得到解決的其它問題。

具體來說，本發明的目的是提供一種電池模塊，其被構造成其中模塊盒的兩個主要表面敞開的結構，并且通過冷卻構件的特殊結構實現高導熱性，從而最大化冷卻效率，同時將電池模塊的總體積降至最小。

技術解決方案

根據本發明的一個方面，上述和其它目的可以通過提供下述電池模塊來實現，所述電池模塊包括以堆疊狀態安裝在模塊盒中的多個電池單元，其中冷卻構件安裝在電池單元之間的界面處，模塊盒被構造成下述結構，在所述結構中，模塊盒的兩個相反側敞開，使得電池單元堆的相應部分通過模塊盒的兩個敞開的相反側向外暴露，所述冷卻構件通過模塊盒的兩個敞開的相反側部分地向外暴露，并且冷卻劑沿著模塊盒的兩個敞開的相反側流動，同時與冷卻構件的向外暴露的部分相接觸。