[發明專利]包括具有一體制冷劑回路構件的框架型材的電池組

在審

• 申請號: 201980032821.4
• 申請日: 2019-03-08
• 公開（公告）號: CN112119534A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: R.溫舍;R.雷特;M.科克;T.赫爾曼;M.普徹;M.馬科維奇;V.馬特爾
• 申請（專利權）人: 三星SDI株式會社
• 主分類號: H01M10/6556
• 分類號: H01M10/6556;H01M10/6554;H01M10/6567;H01M10/625;H01M10/613;H01M2/10
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張波

本發明涉及一種電池組，其包括具有一體制冷劑回路構件的框架型材。該電池組包括：一個或更多個電池模塊，每個電池模塊包括多個可再充電電池單元；構架，包括布置為彼此面對的第一框架型材和第二框架型材；以及液體冷卻回路，包括與電池模塊熱接觸的一個或更多個冷卻板。

技術領域

本發明涉及用于車輛的電池組，更具體地，涉及包括具有一體冷卻劑回路元件的框架型材(frame profile)的電池組。本發明還涉及包括該電池組的車輛。

背景技術

近年來，已經開發了使用電力作為運動源的用于貨物和人員運輸的車輛。這樣的電動車輛是由電動馬達使用儲存在可再充電電池中的能量驅動的機動車。電動車輛可以僅由電池供電，或者可以是由例如汽油發電機供電的混合動力車輛的形式。此外，車輛可以包括電動馬達和常規內燃機的組合。一般，電動車輛電池(EVB)或牽引電池是用于為電池電動車輛(BEV)的推進提供動力的電池。電動車輛電池與啟動電池、照明電池和點火電池不同，因為它們被設計為在持續的時間段內供電。可再充電電池或二次電池與一次電池不同在于，其可以被反復地充電和放電，而后者僅提供化學能到電能的不可逆轉換。低容量可再充電電池用作諸如蜂窩電話、筆記本計算機和便攜式攝像機的小型電子設備的電源，而高容量可再充電電池用作混合動力車輛等的電源。

一般，可再充電電池包括：電極組件，包括正電極、負電極、以及插置在正電極與負電極之間的隔板；接收電極組件的殼體；以及電連接到電極組件的電極端子。電解質溶液被注入到殼體中，以便使電池能夠通過正電極、負電極和電解質溶液的電化學反應進行充電和放電。殼體的形狀，例如圓筒形或矩形，取決于電池的預期用途。因其在膝上型電腦和消費電子產品中的使用而廣為人知的鋰離子(和類似的鋰聚合物)電池在開發中的最新批的電動車輛中占主導地位。

可再充電電池可以用作由串聯和/或并聯聯接的多個單位電池單元形成的電池模塊，以提供高能量密度，特別是為混合動力車輛的馬達驅動提供高能量密度。即，通過取決于所需電力的量并且為了實現高功率可再充電電池而將多個單位電池單元的電極端子互連，形成電池模塊。

電池組是一組任意數量的(優選地，相同的)電池模塊。它們可以串聯、并聯或兩者混合配置，以提供期望的電壓、容量或功率密度。電池組的部件包括各個電池模塊以及提供其間的導電性的互連。電池管理系統(BMS)被提供用于諸如通過以下方式來管理電池組：保護電池免于在其安全操作范圍之外操作，監測其狀態，計算輔助數據，報告該數據，控制其環境，對其進行認證和/或使其均衡。

這樣的電池組的機械集成要求在(例如電池模塊的)各個部件之間以及在它們與車輛的支撐結構之間的適當的機械連接。在電池系統的平均使用壽命期間，這些連接必須保持起作用并且安全。此外，必須滿足安裝空間和可互換性要求，特別是在移動應用中。

電池模塊的機械集成可以通過提供載體構架以及通過將電池模塊放置在其上來實現。固定電池單元或電池模塊可以通過構架中的配合凹陷或通過諸如螺栓或螺釘的機械互連器來實現。備選地，通過將側板緊固到載體構架的側面來限制電池模塊。此外，蓋板可以固定在電池模塊之上和之下。

電池組的載體構架安裝到車輛的承載結構。在電池組應固定在車輛底部的情況下，可以通過例如穿過電池組的載體構架的螺栓從底側建立機械連接。構架通常由鋁或鋁合金制成，以降低結構的總重量。不管是任何模塊化結構，根據現有技術的電池系統通常包括電池殼體，該電池殼體用作密封電池系統以免于環境影響并提供對電池系統的部件的結構保護的外殼。被收容的電池系統通常整體地安裝到其應用環境(例如電動汽車)中。

為了提供對電池組的熱控制，需要熱管理系統以通過有效地散發、排出和/或消散從至少一個電池模塊的可再充電電池產生的熱而安全地使用所述至少一個電池模塊。如果沒有充分進行熱散發/熱排出/熱消散，則在相應電池單元之間發生溫度偏差，使得所述至少一個電池模塊不能產生期望的電量。此外，內部溫度的升高可能導致在其中發生異常反應，因此可再充電電池的充電和放電性能劣化并且可再充電電池的壽命縮短。因此，需要用于有效地從電池單元散發/釋放/消散熱的電池單元冷卻。