CN101499519B - 电池模块盒 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电池模块盒，包括：第一盒，其中以堆叠状态容纳多个第一电池芯，并且该第一盒包括形成有第一切口部的第一板，从该第一切口部露出第一电池芯中邻近第一板的一个电池芯的端部表面；以及第二盒，其中以堆叠状态容纳多个第二电池芯，并且包括与第一板面对的、并形成有第二切口部的第二板，从该第二切口部露出第二电池芯中邻近第二板的一个电池芯的端部表面。当第一板和第二板彼此相邻地布置时，第一切口部和第二切口部限定冷却流能够在第一板和第二板之间流动的通道。

Description

电池模块盒
技术领域
本发明涉及一种其中存储多个电池芯(battery cell)的电池模块盒。
背景技术
人们已经越来越多地考虑电动车以减少从车辆排放到环境中的废气。由于电动车从驱动电机获得其驱动力，所以组成电源的电池芯安装在车中。在电动车中，由于需要在有限的空间内安装大量的电池芯，所以堆叠多个电池芯来组成电池模块，并且将大量电池模块存储在布置于车辆的地板下方的电池盒中。将多个电池芯以堆叠状态存储在电池模块盒中。
通过将电池芯保持在预定的温度范围内，能够保持较长的电池芯寿命，同时保持较高的电池效率。另外，为了消除电池性能的任何改变，需要通过抑制多个电池芯之间产生的温度差来保持其温度的一致。因为这个原因，已经提出了各种用于均匀冷却电池芯的技术(例如，参照JP-A-2000-67934和JP-A-2004-311157)。
在JP-A-2000-67934中披露的相关技术是这样的技术：在电池模块的冷却流通道的引导部分处提供导向，以使得冷却流均匀地在整个流体通道中流过，从而实现电池模块的均匀散热。另外，在JP-A-2004-311157中披露的相关技术是这样的技术：其中，多个电池模块以使其端部彼此面对并且冷却流被划分以从彼此面对的端部处的冷却流通道流入电池模块的方式布置，从而均匀冷却多个电池模块。
根据该相关技术，能够基于电池模块接电池模块来均匀冷却堆叠在电池模块中的电池芯。然而，根据该相关技术，由于在电池模块中，多个电池芯存储在电池模块盒中，所以虽然多个电池模块能够均匀冷却，但是单个电池模块中堆叠的多个电池芯的冷却却产生了变化。
即，电池模块由在框架元件的两侧均具有面板的盒以及存储在该盒中的多个电池芯构成，并且该多个电池芯堆叠在面板之间。另外，在电池盒中布置多个与上述电池模块相似的电池模块，从而组成例如电动车的电源。由于这样，所以使得相邻电池模块的面板彼此面对，因此，使得在位于相邻电池模块的端部的电池芯之间设置有两块面板。由于这样，所以在位于电池模块的端部的电池芯之间不能形成足够的冷却流通道，因此，在端部处的电池芯只能在其一侧接收冷却流。因此，与电池模块中其它能够在其两侧接收冷却流的电池芯相比，位于端部的电池芯的冷却变得不充分。
因此，很难基于电池模块接电池模块来保持多个电池芯的高且均匀的电池效率，并且一个电池芯的劣化将会导致一个电池模块的劣化。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种电池模块盒，其能够以在电池模块接电池模块的基础上能够均匀冷却多个电池芯的方式存储多个电池芯。
为了实现此目的，根据本发明，提供了一种电池模块盒，包括：
第一盒，其中以堆叠状态容纳多个第一电池芯，并且该第一盒包括形成有第一切口部(cutout portion)的第一板，从第一切口部中露出第一电池芯中邻近第一板的一个电池芯的端部表面；以及
第二盒，其中以堆叠状态容纳多个第二电池芯，并包括与第一板面对、并形成有第二切口部的第二板，从第二切口部露出第二电池芯中邻近第二板的一个电池芯的端部表面，其中，
当第一板和第二板彼此相邻地布置时，第一切口部和第二切口部限定冷却流能够在第一板和第二板之间流动的通道。
第一盒可以包括形成有第三切口部的第三板，从第三切口露出第一电池芯中邻近第三板的一个电池芯的端部表面，以及第一盒在第一电池芯堆叠的堆叠方向上的两端包括第一板和第三板。
第一盒可以包括沿堆叠方向设置在第一盒的侧部上的矩形框架，以及矩形框架可以与第一板以及第三板相连接，并且该矩形框架可以通过薄板彼此连接。
矩形框架可以通过在第一切口部处的加强板彼此连接。
可以将第一电池芯和第二电池芯制成构成通过电动机获得驱动力的车辆的电源，并且多对第一盒和第二盒以使得第一板和第二板彼此面对的方式设置在车辆上。
附图说明
图1是电动车的外观图，其中电池芯存储在根据本发明实施例的电池模块盒中；
图2是其中存储电池模块盒的电池盒的爆炸透视图；
图3是根据本发明实施例的电池模块盒的外观图；
图4是根据本发明实施例的电池模块盒的截面图；
图5是图4中所示的沿V-V线剖开以及从附在V-V线上的箭头指示的方向观察的截面图；以及
图6是图4中所示的沿VI-VI线剖开以及从附在VI-VI线上的箭头指示的方向观察的截面图。
具体实施方式
如图1所示，电池盒2附到电动车1的下车架(省略对其的说明)上，并且电池盒2被地板10覆盖并组成地板构件。在地板10上支撑座位3，并且在前座3的坐垫4下方的地板10(电池盒2)中存储大量电池模块。通过电连接存储在电池模块中的多个电池芯来形成高压电路，并组成用于驱动车辆的电源。
如图2所示，通过分隔板6在电池盒2的底板5上形成大量的模块存储部7，并在每个这样形成的模块存储部7中存储例如两个电池模块盒，稍后将对这种两个电池模块盒的情况进行描述。应当注意，存在只存储一个电池模块盒的模块存储部7。在一个电池模块盒中可以存储四个电池芯以组成电池模块，尽管稍后会进行详细描述。因此，可以在两个电池模块中存储八个电池芯。因此，作为实例，在提供五行模块存储部7的盒中，总共存储40个电池芯。
冷却流从引入口(未示出)引入到电池盒2的内部，并且这样引入的冷却流流经电池模块盒的内部以冷却电池芯，从而抑制电池芯的温度增加。作为用于冷却电池盒2的冷却方法，例如，考虑这样的方法：其中，由于车辆被驱动而吸入车体的空气被引入电池盒2，并且使得响应于车辆的驱动而提供的冷却流流入电池模块的内部，以及其中，通过冷却系统的使用来促使冷却流流入电池模块的内部。
将基于图3至图6来描述电池模块盒的配置。图4中示出的截面图描述了其中在一个模块存储部7(参照图2)中存储两个电池模块的情况。
如图中所示，电池模块盒11包括框架元件13，在框架元件中以预定间隔堆叠多个电池芯12(在图中示出的实例中是四个电池芯)，并且框架元件13包括分别沿四个电池芯的堆叠方向提供在框架元件侧部的多个矩形框架14。该多个矩形框架14通过其两端的面板15在电池芯12的堆叠方向上连接在一起，并且面板15制成覆盖电池芯的板表面的一部分。
即，在电池模块盒11的一端侧(如图4中所示的左手侧)的面板15a的表面中形成一端切口部16以使最左侧的电池芯12的板表面的一端侧(上端侧)从该处露出，并在电池模块盒11的另一端侧(如图4中所示的右手侧)的面板15b的表面中形成另一端切口部17以使最右侧的电池芯12的板表面的另一端侧(下端侧)从该处露出。
如图4所示，当两个电池模块盒11布置为一行以使一个电池模块盒11的一端切口部16的面板15a与另一电池模块盒11的另一端切口部17的面板15b面对时，由面板15的面对部分在一个电池模块盒11的一端切口部16和另一电池模块盒11的另一端切口部17之间形成允许冷却流流过的通道。另外，多个矩形框架14通过在沿其上外围部和下外围部的合适位置上的薄板18连接在一起。另外，该多个矩形框架14还通过在每一个一端切口部16和另一端切口部17中的加强板19连接在一起。
四个电池芯12以堆叠状态存储在如上所述配置的电池模块盒11中以构成电池模块。然后，两个电池模块盒11存储在一个图2所示的模块存储部7中，并且，以这种方式布置两个电池模块盒11：一侧(如图4中所示的左手侧)的电池模块盒11的面板15b和另一侧(如图4中所示的右手侧)的电池盒11的面板15a彼此面对。
即，一侧(如图4中所示的左手侧)的电池模块盒11的面板15b的位置与另一侧(如图4中所示的右手侧)的电池模块盒11的一端切口部16相对应或面对，而另一侧(如图4中所示的右手侧)的电池模块盒11的面板15a与一侧(如图4中所示的左手侧)的电池模块盒11的另一端切口部17相对应或面对。
因此，在两个电池模块盒11的面对侧之间形成冷却流通道，以使得从另一端切口部17通到一端切口部16，从而将冷却流提供到设置在电池模块盒11的面对端部处的电池芯12外表面(与面板15面对的表面)，该电池模块盒在模块存储部7中布置为一行。
例如，在图4中，当冷却流从模块存储部7的右下部引入并在其中向左侧流动时，冷却流可以通过在多个电池芯12之间形成的间隙向上流动以向左侧流动。冷却流可以流入由放置在电池模块盒11中部的多个电池芯12之间的间隙限定的流动通道中，以沿如此布置的电池芯12的板表面继续向上(如图4的箭头A所示)流动，从而从其两侧来冷却电池芯12以抑制其中的热量的产生。
对于在模块存储部7中成一行布置的电池模块盒11的面对端部处设置的电池芯12，允许冷却流流入由在每个电池芯12一侧的间隙限定的流动通路以沿电池芯12的一个板表面继续向上(如图中的箭头A所示)流动。另外，冷却流从另一端切口部17流到一端切口部16，以沿与电池模块盒11的面板15面对的电池芯12的相应板表面继续向上(如图中的箭头B所示)流动。
因此，当以一个电池模块盒11的一端切口部16的面板15a和另一电池模块盒11的另一端切口部17的面板15b彼此面对的方式成一行放置电池模块盒11时，在面板15的一端切口部16和另一端切口部17之间形成冷却流通道以允许冷却流流过如此形成的冷却流通道。
因此，冷却流不仅在设置在电池模块盒11中部的电池芯12的两个板表面上流动，而且还可以在设置在电池模块盒11的相应端部的电池芯12的两个板表面上流动，从而不管电池芯12位于电池模块盒中的哪个位置，冷却流均能够流到电池芯12的两个板表面，从而实现电池芯12的均匀冷却。因此，此前描述的电池模块盒11能够以均匀冷却存储在其中的四个电池芯12的方式将电池芯12存储在其中，即，基于电池模块接电池模块来均匀冷却电池芯12。
另外，由于在电池模块盒11的一端侧和另一端侧的相反侧的面板15中形成切口部，所以可以保持电池模块盒11的强度。另外，由于通过薄板18和加强板19将多个矩形框架14连接在一起，所以可以充分保持框架元件13的强度，同时确保流体流动通路和通道。
在上述实施例中，尽管已经描述了在提供电池芯12的方向上在框架元件13的两端提供面板15，同时分别形成一端切口部16和另一端切口部17，并在框架元件13的端部布置的面板15中配置的实施例，但切口部也可以提供在相邻的电池模块盒11的侧部。即，可以将面板15提供在框架元件13的任一侧(位置)，并因此，面板可以设置在与相邻模块存储部7中的电池模块盒11面对的位置。通过采用这种配置，可以确保冷却流不仅在电池芯12的堆叠方向上流动，也可以在与相邻模块存储部7中的电池模块盒11面对的方向上流动，从而能够均匀冷却相邻电池模块盒11中的电池芯12。
另外，在上述实施例中，虽然实施例描述为在电池模块盒11中存储四个电池芯12，但是在电池模块盒11中也可以存储不是四个的多个电池芯，例如二个、三个、五个或更多个。另外，在上述实施例中，虽然实施例描述为在电动车中安装电池芯12，但是本发明也可以应用于混合动力车或燃料电池车中的电池芯的安装。
根据本发明的一个方面，当以彼此紧密面对的方式设置一个电池模块盒的一端切口部的面板和另一电池模块盒的另一端切口部的面板时，由如此设置的面板的面对部在一端切口部和另一端切口部之间形成允许冷却流流过的通道，这导致一种状态，在这种状态中，在彼此相邻设置的电池模块盒的相应端部处的电池芯的外板表面之间形成冷却流通道，从而允许冷却流在所有电池芯的两个板表面上流动，而与电池芯在电池模块盒内的位置无关。另外，由于面板中的切口部以相反的形式提供在电池模块盒的一侧和另一侧上，所以可以保持电池模块盒的强度。
因此，可以基于电池模块接电池模块来均匀冷却电池芯的方式在电池模块盒中存储多个电池芯。另外，由于切口部以位于框架元件的对角线上的方式形成在面板中，所以通过使用这样的框架元件能够提供具有良好的冷却效率的电池模块。
由于在沿电池芯堆叠的方向成一行来布置电池模块，所以其框架元件彼此接触处的位置在散热方面变得不利。
根据本发明的一个方面，通过在位于电池模块盒的电池芯的堆叠方向上的两端的表面中设置切口部，可以改善不利位置处的散热。
根据本发明的一个方面，多个矩形框架通过薄板连接在一起，从而可以保持框架元件的强度。
根据本发明的一个方面，在切口部设置加强板，从而可以保持框架元件的强度。
根据本发明的一个方面，多个电池模块盒，象该电池模块盒一样，在多个电池模块盒的每个中堆叠电池芯的状态下，以其面板彼此紧密面对的方式设置在车辆上，从而使得大量的电池模块允许冷却流在所有电池芯的两侧上流动，而与电池芯在电池模块盒中的位置无关。
根据本发明的电池模块盒，可以基于电池模块接电池模块来均匀冷却电池芯的方式来存储多个电池芯。
本发明可以应用于多个电池芯存储在电池模块盒中的工业领域。

Claims (5)

1.一种电池模块盒，包括：
第一盒，其中以堆叠状态容纳多个第一电池芯，并且所述第一盒包括形成有第一切口部的第一板，从所述第一切口部露出所述第一电池芯中邻近所述第一板的一个电池芯的上端部侧表面；以及
第二盒，其中以堆叠状态容纳多个第二电池芯，并且所述第二盒包括与所述第一板面对、并形成有第二切口部的第二板，从所述第二切口部露出所述第二电池芯中邻近所述第二板的一个电池芯的下端部侧表面，其中，
当所述第一板和所述第二板彼此相邻地布置时，所述第一切口部和所述第二切口部限定冷却流能够在所述第一板和所述第二板之间流动的通道。
2.根据权利要求1所述的电池模块盒，其中
所述第一盒包括形成有第三切口部的第三板，从所述第三切口部露出所述第一电池芯中与所述第三板相邻的一个第一电池芯的下端部侧表面，以及
所述第一盒在所述第一电池芯堆叠的堆叠方向上的两端包括所述第一板和所述第三板。
3.根据权利要求2所述的电池模块盒，其中
所述第一盒包括沿所述堆叠方向设置在所述第一盒的侧部上的矩形框架，以及
所述矩形框架与所述第一板以及所述第三板相连接，并且所述矩形框架通过薄板彼此连接。
4.根据权利要求3所述的电池模块盒，其中
所述矩形框架通过所述第一切口部处的加强板彼此连接。
5.根据权利要求1所述的电池模块盒，其中
所述第一电池芯和所述第二电池芯构成通过电动机获得驱动力的车辆的电源，以及
多对所述第一盒和所述第二盒以使得所述第一板和所述第二板彼此面对的方式设置在所述车辆上。
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