CN102214809B - 二次电池模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种二次电池模块，其包括多个二次电池单元，每个二次电池单元具有可测量的温度，并且每个二次电池单元与单元中的相邻一个隔开，以在它们之间限定冷却通道。所述多个单元包括具有可测量的第一温度的第一个单元和具有可测量的末端温度的末端一个单元，所述末端一个单元与所述第一个单元由所述单元中的至少另一个单元隔开。所述模块包括流体，所述流体在每个冷却通道内能够流动，并与每个单元处于热能量交换关系。所述模块包括壳体，所述壳体具有限定入口通道的表面，所述入口通道与每个冷却通道流体流连通，并被构造为将所述流体流引导到每个冷却通道。所述表面具有由样条限定的形状。

Description

二次电池模块
技术领域
本发明总体涉及二次电池模块、更具体地涉及包括具有由样条限定的形状的表面的二次电池模块。
背景技术
电池用于将化学能转换为电能，并可以被描述为一次电池或二次电池。一次电池通常是不可再充电的，而二次电池是容易地可再充电的，并可以在使用之后恢复至完全荷电。这样，二次电池可以用于诸如为电子装置、器具、机器和车辆之类提供功率的应用。例如，用于车辆应用的二次电池可以通过插入式电插座在车辆外部进行再充电，或者可以通过再生事件在车辆上进行再充电。
还被称为二次电池组的二次电池可以包括一个或多个二次电池模块。类似地，二次电池模块可以包括设置为彼此相邻例如堆叠的一个或多个二次电池单元。当对这样的二次电池进行充电或放电时，在二次电池模块内产生热。如果不进行控制，则这样的热会对二次电池模块和单个二次电池单元的寿命和性能产生不利影响。具体地说，热会导致二次电池单元失配，即，一个二次电池单元与其它二次电池单元相比健康状况变差。
发明内容
一种二次电池模块包括多个二次电池单元，每个二次电池单元具有可测量的温度，并且每个二次电池单元与所述二次电池单元中的相邻一个隔开，以在它们之间限定冷却通道。所述多个二次电池单元包括具有可测量的第一温度的第一个二次电池单元和具有可测量的末端温度的末端一个二次电池单元，所述末端一个二次电池单元与所述第一个二次电池单元由所述二次电池单元中的至少另一个二次电池单元隔开。所述二次电池模块还包括流体，所述流体在所述冷却通道中的每个冷却通道内能够流动，并与所述二次电池单元中的每个二次电池单元处于热能量交换关系。另外，所述二次电池模块包括壳体，所述壳体具有限定了入口通道的表面，所述入口通道与所述冷却通道中的每个冷却通道流体流连通，并被构造为将所述流体流引导到所述冷却通道中的每个冷却通道。所述表面具有由样条限定的形状。
在另一变形中，所述表面具有根据等式                                                
Figure 103883DEST_PATH_IMAGE001
由n阶Bézier曲线限定的形状，其中，0 ≤ t ≤ 1，并且P0、P1、…、Pn是位于所述表面上的控制点。
在又一变形中，所述表面具有根据等式
Figure 439049DEST_PATH_IMAGE002
由三次Bézier曲线限定的形状，其中，0 ≤ t ≤ 1，并且P0、P1、P2和P3是位于所述表面上的控制点。
所述二次电池模块为二次电池提供了优异的温度控制。即，跨冷却通道的流体流基本上是均匀的，因此，所述二次电池模块具有跨所述二次电池模块的长度的基本上均匀的温度分布。具体地说，限定入口通道的表面通过在操作期间沿着所述二次电池模块提供跨冷却通道的基本上均匀的流分布来使得所述二次电池模块的不均匀冷却最小化。此外，基本上均匀的温度分布在操作期间使得单个二次电池单元之间的单元失配最小化。另外，所述二次电池模块在没有使用流控制挡板和/或导向叶片的情况下提供了优异的冷却，因表面的形状而需要相对小的封装体积，并因此对于生产来说是经济的。最后，因为所述二次电池模块允许空气冷却，所以所述二次电池模块是通用的，并对于需要使质量和重量最小化的应用是有用的。所述二次电池模块具有优异的性能和寿命。
根据结合附图从用于实施本发明的最佳方式的以下详细描述，本发明的以上特征和优点及其它特征和优点更加明显。
本发明还包括如下方案：
1、一种二次电池模块，其包括：
多个二次电池单元，每个二次电池单元具有可测量的温度，并且每个二次电池单元与所述二次电池单元中的相邻一个隔开，以在它们之间限定冷却通道，其中，所述多个二次电池单元包括所述二次电池单元中的具有可测量的第一温度的第一个二次电池单元和所述二次电池单元中的具有可测量的末端温度的末端一个二次电池单元，所述末端一个二次电池单元与所述二次电池单元的所述第一个二次电池单元由所述二次电池单元中的至少另一个二次电池单元隔开；
流体，所述流体在所述冷却通道中的每个冷却通道内能够流动，并与所述二次电池单元中的每个二次电池单元处于热能量交换关系；以及
壳体，所述壳体具有限定入口通道的表面，所述入口通道设置为与所述冷却通道中的每个冷却通道流体流连通，并被构造为将所述流体流引导到所述冷却通道中的每个冷却通道，其中，所述表面具有由样条限定的形状。
2、根据方案1所述的二次电池模块，其中，在所述二次电池模块的操作期间，所述可测量的末端温度与所述可测量的第一温度不同，并且所述可测量的第一温度与所述可测量的末端温度之差小于或等于大约5℃。
3、根据方案1所述的二次电池模块，其中，在所述二次电池模块的操作期间，所述流体跨所述二次电池单元中的所述第一个二次电池单元的流速与所述流体跨所述二次电池单元中的所述末端一个二次电池单元的流速基本上相等。
4、根据方案1所述的二次电池模块，其中，所述表面与所述二次电池单元中的每个二次电池单元相对隔开并分离。
5、根据方案1所述的二次电池模块，其中，所述壳体还限定出口通道，所述出口通道与所述冷却通道中的每个冷却通道流体流连通，并被构造为引导所述流体流离开所述冷却通道中的每个冷却通道。
6、根据方案5所述的二次电池模块，其中，所述二次电池单元中的每个二次电池单元设置在所述出口通道和所述入口通道的所述表面之间。
7、根据方案1所述的二次电池模块，其中，所述二次电池单元中的所述第一个二次电池单元和所述二次电池单元中的所述末端一个二次电池单元之间的距离为从大约0.5m至大约2m。
8、根据方案7所述的二次电池模块，其中，在所述二次电池模块的操作期间，所述可测量的末端温度与所述可测量的第一温度不同，并且所述可测量的第一温度与所述可测量的末端温度之差小于或等于大约5℃。
9、根据方案1所述的二次电池模块，其中，在所述二次电池模块的操作期间，所述二次电池单元中的每个二次电池单元的所述可测量的温度为从大约25℃至大约40℃。
10、根据方案1所述的二次电池模块，其中，所述冷却通道中的每个冷却通道具有小于或等于大约0.15的表面摩擦系数Cf。
11、根据方案1所述的二次电池模块，其中，所述冷却通道中的每个冷却通道具有从大约0.5mm至大约1.5mm的宽度。
12、根据方案1所述的二次电池模块，其中，所述样条为三次样条。
13、一种二次电池模块，其包括：
多个二次电池单元，每个二次电池单元具有可测量的温度，并且每个二次电池单元与所述二次电池单元中的相邻一个隔开，以在它们之间限定冷却通道，其中，所述多个二次电池单元包括所述二次电池单元中的具有可测量的第一温度的第一个二次电池单元和所述二次电池单元中的具有可测量的末端温度的末端一个二次电池单元，所述末端一个二次电池单元与所述二次电池单元中的所述第一个二次电池单元由所述二次电池单元中的至少另一个二次电池单元隔开；
流体，所述流体在所述冷却通道中的每个冷却通道内能够流动，并与所述二次电池单元中的每个二次电池单元处于热能量交换关系；以及
壳体，所述壳体具有限定入口通道的表面，所述入口通道设置为与所述冷却通道中的每个冷却通道流体流连通，并被构造为将所述流体流引导到所述冷却通道中的每个冷却通道，其中，所述表面具有根据等式
Figure 470766DEST_PATH_IMAGE003
由n阶Bézier曲线限定的形状，其中，0 ≤ t ≤ 1，并且P0、P1、…、Pn是位于所述表面上的控制点。
14、根据方案13所述的二次电池模块，其中，在所述二次电池模块的操作期间，所述可测量的末端温度与所述可测量的第一温度不同，并且所述可测量的第一温度与所述可测量的末端温度之差小于或等于大约5℃。
15、根据方案14所述的二次电池模块，其中，在所述二次电池模块的操作期间，所述流体跨所述二次电池单元中的所述第一个二次电池单元的流速与所述流体跨所述二次电池单元中的所述末端一个二次电池单元的流速基本上相等。
16、根据方案13所述的二次电池模块，其中，在所述二次电池模块的操作期间，所述流体跨所述二次电池单元中的所述第一个二次电池单元的流速与所述流体跨所述二次电池单元中的所述末端一个二次电池单元的流速基本上相等。
17、一种二次电池模块，其包括：
多个二次电池单元，每个二次电池单元具有可测量的温度，并且每个二次电池单元与所述二次电池单元中的相邻一个隔开，以在它们之间限定冷却通道，其中，所述多个二次电池单元包括所述二次电池单元中的具有可测量的第一温度的第一个二次电池单元和所述二次电池单元中的具有可测量的末端温度的末端一个二次电池单元，所述末端一个二次电池单元与所述二次电池单元中的所述第一个二次电池单元由所述二次电池单元中的至少另一个二次电池单元隔开；
流体，所述流体在所述冷却通道中的每个冷却通道内能够流动，并与所述二次电池单元中的每个二次电池单元处于热能量交换关系；以及
壳体，所述壳体具有限定入口通道的表面，所述入口通道设置为与所述冷却通道中的每个冷却通道流体流连通，并被构造为将所述流体流引导到所述冷却通道中的每个冷却通道，其中，所述表面具有根据等式
Figure 549581DEST_PATH_IMAGE002
由三次Bézier曲线限定的形状，其中，0 ≤ t ≤ 1，并且P0、P1、P2和P3是位于所述表面上的控制点。
18、根据方案17所述的二次电池模块，其中，在所述二次电池模块的操作期间，所述可测量的末端温度与所述可测量的第一温度不同，并且所述可测量的第一温度与所述可测量的末端温度之差小于或等于大约5℃。
19、根据方案18所述的二次电池模块，其中，在所述二次电池模块的操作期间，所述流体跨所述二次电池单元中的所述第一个二次电池单元的流速与所述流体跨所述二次电池单元中的所述末端一个二次电池单元的流速基本上相等。
20、根据方案17所述的二次电池模块，其中，在所述二次电池模块的操作期间，所述流体跨所述二次电池单元中的所述第一个二次电池单元的流速与所述流体跨所述二次电池单元中的所述末端一个二次电池单元的流速基本上相等。
附图说明
图1是二次电池及其组件的示意性分解透视图，包括多个二次电池单元和多个二次电池模块；
图2是图1的二次电池模块的示意性透视图；以及
图3是图2的二次电池模块沿剖视线3-3的示意性剖视图。
具体实施方式
参照附图，其中相同的附图标记表示相同的元件，在图1中用10总体示出二次电池模块。二次电池模块10可以用于需要可再充电电池功率的各种应用，例如但不限于电子装置、器具、机器和车辆。例如，二次电池模块10可以用于电动车辆和混合电动车辆。然而，应当明白，二次电池模块10还可以用于非汽车应用，例如但不限于家用和工业电动器具和电子装置。
参照图1，二次电池模块10可以用于插入式混合电动车辆（PHEV）（未示出）。例如，二次电池模块10可以是锂离子二次电池模块10。再参照图1，多个电池模块10可以被组合以形成二次电池12，即，二次电池组。通过举例方式，根据需要的应用，可以使二次电池模块10的尺寸充分地设计以提供用于为混合电动车辆（HEV）、电动车辆（EV）、插入式电动车辆（PHEV）等供以功率的必要电压，例如大约300伏至400伏或更大。
再参照图1，二次电池模块10包括设置为彼此相邻的多个二次电池单元14。二次电池单元14可以是任何适当的电化学电池单元。例如，二次电池单元14可以是锂离子、锂离子聚合物、磷酸铁锂、锂五氧化二钒、锂氯化铜、锂二氧化锰、锂硫、钛酸锂、镍金属氢化物、镍镉、镍氢、镍铁、钠硫、钒氧化还原、铅酸和它们的组合。
现在参照图1和图2，每个二次电池单元14可以具有包括正极单元接线片18和负极单元接线片20的第一端16。二次电池单元14可以适合于堆叠。即，二次电池单元14可以由可热密封的柔性箔形成，柔性箔被密封以将阴极、阳极和隔件（未示出）封住。因此，任何数量的二次电池单元14可以被堆叠，或以其它方式设置为彼此相邻，以形成单元堆，即，二次电池模块10。此外，虽然未示出，但是还可以在单个二次电池单元14之间的空间中设置额外层，例如但不限于框和/或冷却层。可以料想二次电池单元14的实际数量随着每个二次电池模块10的所需电压输出而改变。同样，互连的二次电池模块10的数量可以改变，以产生用于特定应用的必要总输出电压。
在操作期间，化学氧化还原反应可以将电子从相对负电位的区域传递到相对正电位的区域，由此使二次电池单元14和二次电池模块10进行循环，即，充电和放电，从而将电压提供到需要二次电池12的功率应用。
参照图2，在二次电池模块10的操作期间，每个二次电池单元14具有可测量的温度T。更具体地，多个二次电池单元14包括具有可测量的第一温度T1的第一个二次电池单元141和具有可测量的末端温度Tn的末端一个二次电池单元14n。末端一个二次电池单元14n与第一个二次电池单元141由至少另一个二次电池单元142间隔。即，二次电池模块10包括至少三个二次电池单元14。然而，二次电池模块10可以包括任何适当数量的二次电池单元14，例如从大约3个至大约100个二次电池单元14。
此外，二次电池单元14可以串联连接，从而提供二次电池模块10和/或二次电池12（图1）的期望电压。第一个二次电池单元141和末端一个二次电池单元14n之间的距离d可以为从大约0.5m至大约2m。
另外，再参照图2，每个二次电池单元14与相邻的一个二次电池单元14间隔开，从而在它们之间限定冷却通道22。即，一个冷却通道22可以夹在两个相邻的二次电池单元141、142之间。此外，每个冷却通道22的宽度w可以为从大约0.5mm至大约1.5mm。
参照图2，二次电池模块10还包括在每个冷却通道22内可以流动的流体（由图2中的流体流箭头FF指示）。例如，流体流（箭头FF）可以由冷却通道22容纳，并具有用于流经冷却通道22的足够粘度。流体流（箭头FF）与每个二次电池单元14处于热能量交换关系。换言之，流体流（箭头FF）能够交换每个二次电池单元14的可测量的温度T。即，在操作期间，流体流（箭头FF）的温度可以低于各个二次电池单元14的可测量的温度T，以冷却二次电池单元14，如下面更详细地阐述。流体流（箭头FF）可以是诸如空气的气体、诸如烃致冷剂的液体或它们的组合，例如充有碳酸气的液体。空气是二次电池模块10的合适的流体（箭头FF）。
现在参照图2和图3，每个二次电池模块10还包括具有限定入口通道24的表面E的壳体26，入口通道24设置为与每个冷却通道22流体流连通，并构造为将流体流（箭头FF）引导到每个冷却通道22。即，入口通道24可以将来自流体源的流体流（箭头FF）例如围绕二次电池模块10的周围空气传送到每个冷却通道22。这样，入口通道24可以起到入口歧管的作用。
参照图2和图3，表面E具有由样条限定的形状。如这里使用的，术语“样条”是指分段多项式函数。即，样条可以通过多个多项式来分段限定。例如，样条可以包括曲线，例如但不限于Bézier曲线。样条可以是任何适当的样条，样条可以是多变量的或单变量的。此外，样条可以是均匀的或非均匀的。例如，样条可以选自于包括但不限于Bézier样条、三次样条、Hermite样条、基样条、Catmull-Rom样条、Kochanek-Bartels样条、B-样条、非均匀有理B-样条（NURBS）和它们的组合组成的组。另外，样条可以包括由任何适当的阶n的多项式限定的曲线，例如由三次多项式即n = 3、以及四次多项式+即n = 4限定的曲线。例如，表面E可以具有由三次样条限定的形状。
通过非限制示例的方式，次数n的样条可以通常根据用于扩展节点向量t的等式(1)来定义：
 
Figure 694571DEST_PATH_IMAGE005
其中，
ti为邻域，其中i = 1，…，k-1，并且重复ji次，
ji = n – ri，并且
r是等于(r1, … , rk-1)的平滑向量，使得样条在邻域ti处至少具有平滑度Cri，如下面更加详细地阐述。
即，样条是根据关系(2)具有从区间[a,b]映射到实数R的值的函数S：
                         
Figure 590032DEST_PATH_IMAGE007
S可以是分段定义的，从而区间[a,b]由k阶分离子区间[ti, ti+1]覆盖，其中，i = 0, … , k-1，从而：
Figure 942516DEST_PATH_IMAGE008
Figure 196649DEST_PATH_IMAGE009
并且，
Figure 696900DEST_PATH_IMAGE011
根据关系(5)在[a,b]的k个子区间的每个上定义多项式Xi：
Figure DEST_PATH_IMAGE013
因此，在[a,b]的第i子区间上，样条S根据关系(6)–(8)由Xi来定义：
Figure 930567DEST_PATH_IMAGE014
其中，点ti为节点，并且样条的节点向量由关系(9)来定义：
Figure 465453DEST_PATH_IMAGE015
                                         
在一个变形中，表面E具有根据等式(10)通过次数n的Bézier曲线限定的形状：
Figure 818647DEST_PATH_IMAGE001
      
Figure 105272DEST_PATH_IMAGE017
其中，0 ≤ t ≤ 1，P0、P1、…、Pn是表面E上的控制点。即，给定控制点P0、P1、…、Pn，Bézier曲线开始于控制点P0，结束于控制点Pn，并且是由等式(10)指定的函数B(t)绘出的路径。
在另一变形中，表面E具有根据等式(11)通过三次Bézier曲线限定的形状：
Figure 166769DEST_PATH_IMAGE018
                    
Figure 264169DEST_PATH_IMAGE019
其中，0 ≤ t ≤ 1，P0、P1、P2和P3是表面E上的控制点。即，在该变形中，Bézier曲线开始于控制点P0，继续朝向控制点P1，并且从控制点P2到达控制点P3。
在另一变形中，表面E具有根据等式(12)通过二次Bézier曲线限定的形状：
Figure 676696DEST_PATH_IMAGE020
                            
Figure 767012DEST_PATH_IMAGE021
其中，0 ≤ t ≤ 1，P0、P1、P2是表面E上的控制点。在该变形中，给定控制点P0、P1和P2，Bézier曲线是由等式(12)指定的函数B(t)绘出的路径。
如图3所示，具有由样条例如三次样条和/或Bézier曲线限定的形状的表面E可以与二次电池单元14中每个相对隔开并分离开。例如，入口通道24可以沿每个单独的二次电池单元14的第一侧32设置，使得不接触每个第一侧32，并引导流体流（箭头FF）沿图3中的箭头A的方向跨过每个第一侧32。
再参照图2和图3，二次电池模块10的壳体26可以进一步限定出口通道28，出口通道28与冷却通道22中每个流体流连通，并构造为引导流体流（箭头FF）离开冷却通道22中每个。即，出口通道28可以起到出口歧管的作用。出口通道28可以传送来自冷却通道22中每个的流体流（箭头FF），从而将流体流（箭头FF）从二次电池模块10排出，和/或使流体流（箭头FF）再循环通过二次电池模块10。此外，出口通道28可以与入口通道24相对隔开并与入口通道24分离开。
壳体26还可以具有限定出口通道28的其它表面E2，其中，其它表面E2也具有由样条例如三次样条或Bézier曲线限定的形状。即，虽然在图2和图3中未示出，但出口通道28可以与入口通道24具有相同的或不同的形状。
如图2和图3所示，二次电池单元14中每个可以设置在出口通道28和限定入口通道24的表面E之间。例如，与可以设置在二次电池单元14中每个的第一侧32处的入口通道24相比，出口通道28可以设置在与二次电池单元14中每个的第一侧32相对隔开的第二侧34处（图3）。因此，多个二次电池单元14可以设置在入口通道24和出口通道28之间，使得冷却通道22与入口通道24和出口通道28都流体流连通。
因此，在操作中并参照图3所述，入口通道24将流体流（箭头FF）引导到设置在各个二次电池单元14之间的每个冷却通道22。流体流（箭头FF）可以被动地或主动地流通到入口通道24中。例如，流体流（箭头FF）可以流动到入口通道24中，或者可以通过风机被吹入到入口通道24中。
再参照图2，限定入口通道24并具有由样条例如三次样条和/或Bézier曲线限定的形状的表面E确保了流体流（箭头FF）分配到每个冷却通道22，使得：在二次电池模块10的操作期间，流体（箭头FF）跨第一个二次电池单元141的流速基本上等于流体（箭头FF）跨末端一个二次电池单元14n的流速。即，在操作期间，具有由样条限定的形状的表面E提供受控的流动路径，使得流体（箭头FF）的流速沿着二次电池模块10的长度在第一个二次电池单元141和末端一个二次电池单元14n之间不显著减小。除了受控的流动路径之外，具有由样条限定的形状的表面E还提供了跨二次电池模块10的基本上均匀的流体流分布，使得每个冷却通道22经历基本上相等的流体流速。
换言之，每个冷却通道22的表面摩擦系数Cf小于或等于大约0.15。并且，因为在二次电池模块10的操作期间流体（箭头FF）跨第一个二次电池单元141的流速基本上等于跨末端一个二次电池单元14n的流速，所以每个冷却通道22具有基本上相等的表面摩擦系数Cf。如这里使用的，术语“表面摩擦系数”定义为由流体流（箭头FF）在流体流（箭头FF）流动的冷却通道22的表面上施加的剪应力。即，表面摩擦系数Cf是指流体流（箭头FF）相对于冷却通道22的“表面”即流体/冷却通道界面的摩擦的无量纲的测量值。表面摩擦由流体流（箭头FF）和冷却通道22的表面之间的相互作用引起，并与冷却通道22与流体流（箭头FF）接触的面积有关。
因此，在操作中，并继续参照图2和图3，随着流体流（箭头FF）流经每个冷却通道22，流体流（箭头FF）与二次电池模块10的每个二次电池单元14处于热能量交换关系。即，在每个二次电池单元14的充电和/或放电期间产生的热能量即热可以被传递到流体流（箭头FF），由此消散来自每个二次电池单元14的热能量。因此，随着流体流（箭头FF）在二次电池模块10的操作期间流经入口通道24并撞击具有由样条例如三次样条和/或Bézier曲线限定的形状的表面E，流体流（箭头FF）以基本上相等的流速引导通过每个冷却通道22，从而流体流（箭头FF）可以消散来自每个二次电池单元14的热能量，由此冷却每个二次电池单元14。对于包括限定出口通道28的壳体26的其它表面（未示出）的变形，这些表面具有由样条限定的形状，流体流（箭头FF）离开每个冷却通道22，从而不干扰基本上相等的流速。
末端一个二次电池单元14n的可测量的末端温度Tn可以与第一个二次电池单元141的可测量的第一温度T1不同。然而，在操作期间，第一个二次电池单元141的可测量的第一温度T1和末端一个二次电池单元14n的可测量的末端温度Tn之差ΔT1-n在二次电池模块10的操作期间可小于或等于大约5℃。换言之，二次电池模块10在二次电池单元14之间具有基本上均匀的可测量的温度T。此外，在二次电池模块10的操作期间，每个二次电池单元14的可测量的温度T可以为从大约25℃至大约40℃，例如为从大约25℃至大约35℃。即，跨二次电池单元14的可测量的温度T的变化可不大于大约2℃，从而包括多个二次电池单元14的二次电池12（图1）在操作期间可以从大约25℃至大约40℃的温度范围内操作。因此，限定入口通道24并具有由样条例如三次样条和/或Bézier曲线限定的形状的表面E提供了优异的冷却和跨二次电池单元14的基本上均匀的温度分布，并从而使得二次电池模块10内的不均匀的温度分布最小化。
二次电池模块10为二次电池12提供了优异的温度控制。即，跨冷却通道22的流体流（箭头FF）基本上是均匀的，因此，二次电池模块10具有跨二次电池模块10的长度的基本上均匀的温度分布。具体地说，限定入口通道24的表面E通过在操作期间沿着二次电池模块10提供跨冷却通道22的基本上均匀的流分布来使得二次电池模块10的不均匀冷却最小化。此外，基本上均匀的温度分布在操作期间使得单个二次电池单元14之间的单元失配最小化。由于每个二次电池单元14可以串联连接到其它二次电池单元14，所以二次电池模块10的性能被最大化，因为当在操作期间从二次电池模块10提取功率时没有一个二次电池单元141弱于任何其它二次电池单元14n。因此，二次电池模块10具有优异的性能和寿命。另外，二次电池模块10在没有使用流控制挡板和/或导向叶片的情况下提供了优异的冷却，因表面E的形状而需要相对小的封装体积，并因此对于生产来说是经济的。最后，因为二次电池模块10允许空气冷却，所以二次电池模块10是通用的，并对于需要使质量和重量最小化的应用是有用的。
虽然已经详细描述了用于实施本发明的最佳方式，但本发明所属领域的普通技术人员应当认识到处于所附权利要求书的范围内的用于实施本发明的各种替代设计和实施例。

Claims (15)

1.一种二次电池模块，其包括：
多个二次电池单元，每个二次电池单元具有可测量的温度，并且每个二次电池单元与所述二次电池单元中的相邻一个隔开，以在它们之间限定冷却通道，其中，所述多个二次电池单元包括所述二次电池单元中的具有可测量的第一温度的第一个二次电池单元和所述二次电池单元中的具有可测量的末端温度的末端一个二次电池单元，所述末端一个二次电池单元与所述二次电池单元的所述第一个二次电池单元由所述二次电池单元中的至少另一个二次电池单元隔开；
流体，所述流体在所述冷却通道中的每个冷却通道内能够流动，并与所述二次电池单元中的每个二次电池单元处于热能量交换关系；以及
壳体，所述壳体具有限定入口通道的表面，所述入口通道设置为与所述冷却通道中的每个冷却通道流体流连通，并被构造为将所述流体流引导到所述冷却通道中的每个冷却通道，其中，所述表面具有由样条限定的形状，使得所述流体跨所述二次电池单元中的所述第一个二次电池单元的流速与所述流体跨所述二次电池单元中的所述末端一个二次电池单元的流速基本上相等。
2.根据权利要求1所述的二次电池模块，其中，在所述二次电池模块的操作期间，所述可测量的末端温度与所述可测量的第一温度不同，并且所述可测量的第一温度与所述可测量的末端温度之差小于或等于5℃。
3.根据权利要求1所述的二次电池模块，其中，所述表面与所述二次电池单元中的每个二次电池单元相对隔开并分离。
4.根据权利要求1所述的二次电池模块，其中，所述壳体还限定出口通道，所述出口通道与所述冷却通道中的每个冷却通道流体流连通，并被构造为引导所述流体流离开所述冷却通道中的每个冷却通道。
5.根据权利要求4所述的二次电池模块，其中，所述二次电池单元中的每个二次电池单元设置在所述出口通道和所述入口通道的所述表面之间。
6.根据权利要求1所述的二次电池模块，其中，所述二次电池单元中的所述第一个二次电池单元和所述二次电池单元中的所述末端一个二次电池单元之间的距离为从0.5m至2m。
7.根据权利要求6所述的二次电池模块，其中，在所述二次电池模块的操作期间，所述可测量的末端温度与所述可测量的第一温度不同，并且所述可测量的第一温度与所述可测量的末端温度之差小于或等于5℃。
8.根据权利要求1所述的二次电池模块，其中，在所述二次电池模块的操作期间，所述二次电池单元中的每个二次电池单元的所述可测量的温度为从25℃至40℃。
9.根据权利要求1所述的二次电池模块，其中，所述冷却通道中的每个冷却通道具有小于或等于0.15的表面摩擦系数Cf。
10.根据权利要求1所述的二次电池模块，其中，所述冷却通道中的每个冷却通道具有从0.5mm至1.5mm的宽度。
11.根据权利要求1所述的二次电池模块，其中，所述样条为三次样条。
12.一种二次电池模块，其包括：
多个二次电池单元，每个二次电池单元具有可测量的温度，并且每个二次电池单元与所述二次电池单元中的相邻一个隔开，以在它们之间限定冷却通道，其中，所述多个二次电池单元包括所述二次电池单元中的具有可测量的第一温度的第一个二次电池单元和所述二次电池单元中的具有可测量的末端温度的末端一个二次电池单元，所述末端一个二次电池单元与所述二次电池单元中的所述第一个二次电池单元由所述二次电池单元中的至少另一个二次电池单元隔开；
流体，所述流体在所述冷却通道中的每个冷却通道内能够流动，并与所述二次电池单元中的每个二次电池单元处于热能量交换关系；以及
壳体，所述壳体具有限定入口通道的表面，所述入口通道设置为与所述冷却通道中的每个冷却通道流体流连通，并被构造为将所述流体流引导到所述冷却通道中的每个冷却通道，其中，所述表面具有根据等式                                                
Figure 2011100818844100001DEST_PATH_IMAGE001
由n阶Bézier曲线限定的形状，其中，0 ≤ t ≤ 1，并且P0、P1、…、Pn是位于所述表面上的控制点，使得所述流体跨所述二次电池单元中的所述第一个二次电池单元的流速与所述流体跨所述二次电池单元中的所述末端一个二次电池单元的流速基本上相等。
13.根据权利要求12所述的二次电池模块，其中，在所述二次电池模块的操作期间，所述可测量的末端温度与所述可测量的第一温度不同，并且所述可测量的第一温度与所述可测量的末端温度之差小于或等于5℃。
14.一种二次电池模块，其包括：
多个二次电池单元，每个二次电池单元具有可测量的温度，并且每个二次电池单元与所述二次电池单元中的相邻一个隔开，以在它们之间限定冷却通道，其中，所述多个二次电池单元包括所述二次电池单元中的具有可测量的第一温度的第一个二次电池单元和所述二次电池单元中的具有可测量的末端温度的末端一个二次电池单元，所述末端一个二次电池单元与所述二次电池单元中的所述第一个二次电池单元由所述二次电池单元中的至少另一个二次电池单元隔开；
流体，所述流体在所述冷却通道中的每个冷却通道内能够流动，并与所述二次电池单元中的每个二次电池单元处于热能量交换关系；以及
壳体，所述壳体具有限定入口通道的表面，所述入口通道设置为与所述冷却通道中的每个冷却通道流体流连通，并被构造为将所述流体流引导到所述冷却通道中的每个冷却通道，其中，所述表面具有根据等式
Figure 2011100818844100001DEST_PATH_IMAGE002
由三次Bézier曲线限定的形状，其中，0 ≤ t ≤ 1，并且P0、P1、P2和P3是位于所述表面上的控制点，使得所述流体跨所述二次电池单元中的所述第一个二次电池单元的流速与所述流体跨所述二次电池单元中的所述末端一个二次电池单元的流速基本上相等。
15.根据权利要求14所述的二次电池模块，其中，在所述二次电池模块的操作期间，所述可测量的末端温度与所述可测量的第一温度不同，并且所述可测量的第一温度与所述可测量的末端温度之差小于或等于5℃。
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