[發明專利]具有間接空氣冷卻結構的電池模塊

有效

• 申請號: 201380035958.8
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號: CN104412439B
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 成準燁;崔容碩;姜達模
• 申請（專利權）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: H01M10/052
• 分類號: H01M10/052;B60L11/18;B60K11/00;H01M10/6555
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 高偉,陸弋

技術領域

本發明涉及一種包括間接空氣冷卻結構的電池模塊，并且更加特別地涉及一種如下電池模塊，該電池模塊包括：能夠充電和放電的兩個或者更多個堆疊電池單元；和盒夾(cartidge)，該盒夾用于固定各個電池單元以形成電池單元堆疊結構，其中盒夾中的每一個均設置有冷卻板，該冷卻板具有：作為導熱部的一個末端，該一個末端布置在各個電池單元之間；和作為散熱部的另一末端，該另一末端從盒夾中的每一個向外突出。

背景技術

近年來，能夠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。另外，作為電動車輛(EV)、混合動力電動車輛(HEV)以及插電式混合動力電動車輛(插電式HEV)的動力源，二次電池已經引起了相當大的關注，已經開發了上述這些車輛來解決現有的使用化石燃料的汽油車和柴油車引起的問題，例如空氣污染。

小型移動裝置中的每個裝置使用一個或數個電池單元。另一方面，因為諸如車輛等的中大型裝置需要高輸出和大容量，所以這些中大型裝置使用具有彼此電連接的多個電池單元的中大型電池模塊。

優選地，中大型電池模塊制造成具有盡可能小的尺寸和重量。因此，通常使用能夠以高的集成度進行堆疊并具有小的重量/容量比的棱形電池或袋狀電池來作為該中大型電池模塊的電池單元(單元電池)。特別地，較多關注點集中于使用鋁制層壓片作為包覆構件(sheathing member)的袋狀電池，這是因為袋狀電池的重量輕，袋狀電池的制造成本低，并且容易修改袋狀電池的形狀。

組成這樣的中大型電池模塊的電池單元可以是能夠被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這樣的高輸出的大容量的二次電池產生大量的熱。特別地，在電池模塊中廣泛使用的每個袋狀電池的層壓片的表面上涂覆有表現低導熱性的高分子材料，因此難以有效地降低電池單元的整體溫度。

如果從電池模塊沒有有效地去除在電池模塊的充電和放電期間從電池模塊產生的熱，則熱積累在電池模塊中，因此電池模塊的劣化加速。根據情形，電池模塊可能著火或者爆炸。為此，高輸出的大容量電池的電池組需要冷卻系統以冷卻被安裝在其中的電池單元。

通常通過以高集成度堆疊多個電池單元來制造被安裝在中大型電池組中的電池模塊。在該情況下，堆疊電池單元，其中電池單元以預定的間隔布置，使得在電池單元的充電和放電期間從電池單元產生的熱能夠被去除。例如，可以順序堆疊電池單元，其中電池單元以預定的間隔布置，而不使用附加的構件。可替選地，對于具有低機械強度的電池單元，一個或者更多個電池單元可以安裝在盒夾中，并且然后可以堆疊多個盒夾以組成電池模塊。冷卻劑通道被限定在堆疊電池單元之間或者在堆疊電池模塊之間，使得在堆疊電池單元之間或者在堆疊電池模塊之間積累的熱能夠被有效地去除。

然而，在該結構中，與多個電池單元相對應的多個冷卻劑通道是必須的，因此電池模塊的整體尺寸增加。

另外，當堆疊多個電池單元時，進一步包括與冷卻結構有關的多個部件，因此電池模塊的體積增加。此外，電池模塊的制造工藝是復雜的并且，因此，電池模塊的制造成本也大大地增加。

發明內容

技術問題

因此，本發明的一個目的是解決上述問題和其它尚未解決的技術問題。

具體地，本發明的目的是提供一種具有緊湊結構的電池模塊，該電池模塊能夠在沒有使用大量的構件的情況下有效地去除從電池單元產生的熱。

本發明的另一目的是提供一種電池模塊，該電池模塊表現優異的安全性和制造工藝性，同時提供高輸出的大容量功率。

技術解決方案

根據本發明的一個方面，能夠通過提供如下電池模塊來完成以上和其它的目的，該電池模塊包括：能夠充電和放電的兩個或者更多個堆疊的電池單元；和至少一個冷卻板，該至少一個冷卻板包括導熱部和連接到所述導熱部的至少一個散熱部，導熱部布置在一個或更多個相鄰電池單元之間，并且該至少一個散熱部延伸超過這些相鄰電池單元并且包括一個或更多個彎曲部。

即，根據本發明的電池模塊構造成具有下述結構，其中，從電池單元產生的熱被傳遞到被布置在相鄰的電池單元之間的導熱部，并且延伸超過所述相鄰的電池單元的散熱部將來自于導熱部的熱排放到外部以執行冷卻。

在傳統的電池模塊中，經由冷卻板將從電池單元產生的熱傳遞到冷卻片或者冷卻構件，該冷卻片或者冷卻構件具有被安裝在電池模塊的外部處的冷卻通道，使得冷卻片或者冷卻構件能夠以空氣或者水冷卻方式執行冷卻。