CN104835980B - 电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池组，所述电池组包括至少一个电池模块和壳体。所述至少一个电池模块包括沿一个方向布置的多个电池单体和分别位于所述多个电池单体的邻近的电池单体之间的阻隔件，所述多个电池单体彼此电结合。壳体容纳所述至少一个电池模块于其中，壳体在电池模块的一端处具有在壳体的第一端的相对的边缘处的进口，壳体在电池模块的相对端处具有在壳体的第二端的下部处的出口。每个阻隔件包括面对邻近的一个电池单体的基体部分、在基体部分的至少一个顶角处的上隔离件和在基体部分的至少一个底角处的下隔离件。电池模块的侧部和底部与壳体分开。

Description

电池组
本申请要求于2014年2月10日在韩国知识产权局提交的第10-2014-0014800号韩国专利申请的优先权和权益，该申请的全部内容通过引用被包含于此。
技术领域
本发明的实施例的一方面涉及一种电池组。
背景技术
通常，电池单体用作移动装置、电动车辆、混合动力车辆等的能量源。电池单体的形状根据电池单体所应用到的外部装置的种类而不同地改变。
在消耗大量电力的电动车辆或混合动力车辆中需要长时间驾驶和高功率驱动，在这样的应用中，通过使多个电池单体彼此电结合来构造大容量的电池模块，以增大功率和容量。电池模块的输出电压或输出电流可以根据电池模块中包括的电池单体的数量而增大。另外，可通过使这样的电池模块电结合来构造电池组。
然而，高功率和大容量的电池组在其充电/放电过程中产生大量的热。因此，电池组应容易消散在每个电池单体中产生的热。为此，在高功率和高容量的电池组中形成冷却系统。在冷却系统中，诸如空气的制冷剂在电池组的一侧流入电池组然后在电池组的另一侧排出到电池组的外部，从而降低电池组内部的温度。
发明内容
本发明的实施例的多个方面提供了一种电池组，其中，当使用空气作为制冷剂来冷却电池组时，空气的流动可以改变或不同，使得空气沿电池单体的侧部流动，然后移动到电池单体的底部。
本发明的实施例的多个方面还提供了一种电池组，其中，当电池组包括沿两条线布置的电池模块(每两个电池单体平行放置)时，空气流动使得每个电池单体被分别冷却，从而提高电池组的冷却效率。
根据本发明的实施例，提供了一种电池组，所述电池组包括：至少一个电池模块，包括沿一个方向布置的多个电池单体和位于所述多个电池单体的邻近的电池单体之间的阻隔件，所述多个电池单体彼此电结合；以及壳体，在壳体中容纳所述至少一个电池模块，壳体在所述至少一个电池模块的一端处具有在壳体的第一端的相对的边缘处的进口，壳体在所述至少一个电池模块的相对端处具有在壳体的第二端的下部处的出口，其中，每个阻隔件包括面对邻近的一个电池单体的基体部分、在基体部分的至少一个顶角处的上隔离件和在基体部分的至少一个底角处的下隔离件，其中，所述至少一个电池模块的侧部和底部与壳体分开。
壳体和阻隔件可以被构造为容纳通过壳体的进口流入到壳体中、从每个电池单体的侧部流到每个电池单体的底部并通过壳体的出口排出到壳体的外部的制冷剂。
阻隔件的上隔离件和下隔离件可以具有厚度，使得上隔离件可以接触与相应的阻隔件邻近的两个电池单体的侧表面和顶表面，并且下隔离件接触与相应的阻隔件邻近的两个电池单体的侧表面和底表面。
电池组还可以包括第一端板和第二端板，第一端板和第二端板可以分别在所述至少一个电池模块的相对端处。
第一端板可以面对壳体的第一端，第一端板可以具有在分别与壳体的第一端中的进口对应的位置处的一对侧槽部分。
第二端板可以面对壳体的第二端，第二端板可以具有在与壳体的第二端中的出口对应的位置处的底槽部分。
阻隔件的基体部分可以包括从基体部分突出的至少一个肋。
所述至少一个肋可以从基体部分的一个边缘朝向基体部分的底部边缘弯曲。
所述至少一个肋可以包括多个肋，并且肋可以彼此以间隔分开。
随着肋接近基体部分的顶部，肋之间的间隔可以逐渐增大。
肋可以是圆点。
两个电池模块可以容纳于壳体中，第一电池模块的一个侧表面可以面对第二电池模块的侧表面，可以被构造为阻挡制冷剂在第一电池模块和第二电池模块之间移动的阻挡板位于第一电池模块和第二电池模块之间。
阻挡板可以包括分别在阻挡板的顶部和底部处的上支撑部分和下支撑部分。
根据本发明的实施例的多个方面，用于冷却电池组中的电池单体的空气的流动改变或变化，使得空气沿电池单体的侧部流动，然后移动到电池单体的底部，从而优化电池组的空间。
此外，即使使用相对少量的制冷剂，仍改善在相应的电池单体之间的温度差和压力差，从而能够减少冷却风扇的运行，从而提高冷却风扇和电池组的寿命。
附图说明
现在将在下文中参照附图更充分地描述示例实施例；然而，本发明可以以不同的形式实施，并且不应该被解释成局限于这里阐述的实施例。而是，提供这些实施例，使得本公开将是彻底的和完整的，并将把本公开的范围充分地传达给本领域技术人员。
在附图中，为了示出清楚起见，可以夸大尺寸。将理解的是，当元件被称作“在”两个元件“之间”时，它可以是这两个元件之间唯一的元件，或者也可以存在一个或更多个中间元件。同样的附图标记始终指示同样的元件。
图1是示出根据本发明的实施例的电池组的透视图。
图2是示出根据本发明的实施例的电池模块的透视图。
图3A是示出根据本发明的实施例的第一端板的视图。
图3B是示出根据本发明的实施例的第二端板的视图。
图4A是示出根据本发明的实施例的阻隔件的透视图。
图4B是示出根据本发明的另一实施例的阻隔件的透视图。
图4C是示出根据本发明的又一实施例的阻隔件的透视图。
图5是示出根据本发明的实施例的电池组中的制冷剂的流动的仰视图。
具体实施方式
在下面的详细描述中，已经仅通过举例说明的方式只示出并描述了本发明的特定示例实施例。如本领域技术人员将认识到的，在均不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以以各种不同的方式修改描述的实施例。因此，附图和描述将被视为本质上是举例说明性的，而非限制性的。另外，当元件被称作“在”另一元件“上”时，该元件可以直接在另一元件上，或者在其间设置有一个或更多个附加元件的情况下间接地在另一元件上。此外，当元件被称作“连接到”或“结合到”另一元件时，该元件可以直接连接到或结合到另一元件，或者在其间设置有一个或更多个附加元件的情况下间接地连接到或结合到另一元件。在下文中，同样的附图标记指示同样的元件。在附图中，为了清楚起见，夸大了层的厚度或尺寸，而未必按照比例绘制。此外，当描述本发明的实施例时使用“可以(可)”是指“本发明的一个或更多个实施例”。
图1是示出根据本发明的实施例的电池组的透视图。
参照图1，根据本发明的实施例的电池组900包括一个或更多个电池模块100和200以及构造为将电池模块100和200容纳于其中的壳体300。
在本实施例中，电池模块100和200中的每个包括沿一个方向布置以彼此电结合(例如，电连接)的多个电池单体110(见图2)和分别位于多个电池单体110之间(例如，分别位于多个电池单体110中的邻近的电池单体之间)的阻隔件810(见图4A)。另外，第一端板600和第二端板700(见图2)分别在电池模块的两端处被定位为邻近于电池单体110。
壳体300具有一对进口400和出口500，其中，一对进口400分别形成在壳体300的第一端320(例如，第一表面)的面对电池模块100和200的端部的两侧处(例如，进口400分别面对电池模块100和200的端部)，出口500形成在壳体300的第二端330(例如，第二表面)的面对电池模块100和200的另一端的下部处(例如，出口500面对电池模块100和200的相对的端部)。另外，其中容纳有包括例如电路等的电子组件的空间部分310可以形成在壳体300的形成有出口500的一侧内。
壳体300形成为壳体300的顶部打开的形状。可以通过在壳体300中容纳电池模块100和200以及包括电路等的电子组件并接着将顶盖结合(例如，固定)到打开的壳体300的顶部来制造电池组。在这种情况下，在壳体300内容纳有两个电池模块100和200。在一个实施例中，第一电池模块100和第二电池模块200以间隔位于壳体300中，使得第一电池模块100的一个表面与第二电池模块200的另一表面彼此面对(例如，电池模块100和200可以以间隔位于壳体300中，使得电池模块100和200中的每个电池模块的电池单体110彼此平行布置)。
分别位于电池单体110之间的每个阻隔件810包括与电池单体110相对(例如，面对电池单体110的侧表面)的基体部分816(见图4A)、从基体部分816的顶侧边缘突出的上隔离件811(见图4A)和从基体部分816的底侧边缘突出的下隔离件813(见图4A)。
因此，当相应的一个电池单体110和阻隔件810彼此结合时，第一电池模块100的一个侧部部分(例如，较长侧)、第二电池模块200的一个侧部部分(例如，较长侧)以及第一电池模块100和第二电池模块200的底部部分与壳体300以间隔分开。下面将参照图4A至图4C进一步详细描述阻隔件810。
通常，在容纳一个电池模块于其中的壳体中，空气在电池单体的一侧流入到壳体中并在壳体的与电池单体的所述一侧相对的另一侧排出，从而冷却电池单体(例如，空气沿从电池单体的一侧到电池单体的相对侧的方向流动)。
然而，根据本发明的实施例，当两个电池模块容纳于壳体中时，从电池模块的一侧到与电池模块的所述一侧相对的另一侧的长度延长(例如，从电池模块的一侧到电池模块的相对一侧的空气流动路径延长)。因此，电池组的冷却性能会降低，电池组内部的压力会增大。因此，当通过增加冷却风扇的运行来冷却电池组时，冷却风扇和电池组的寿命会缩短。当为解决这样的问题而竖直排列两个电池模块时，电池组的整体高度增大。
根据本发明的实施例，壳体300的进口400和出口500的位置改变，并且位于相应的电池单体110之间的阻隔件810形成为将电池单体110与壳体300的侧表面和下表面以间隔分开。在一个实施例中，阻隔件810的基体部分816(见图4A)可以包括从基体部分816突出的至少一个肋817(见图4A)，以使得电池单体110和阻隔件810彼此以间隔分开。
这样，通过分别形成在壳体300的第一端320的两侧处的一对进口400流入到壳体300中的制冷剂(例如，空气)沿相应的电池模块的外侧流入(或流经)电池模块100和200中的每个。然后，空气移动到电池模块100和200中的每个电池模块的下表面，从而通过形成在壳体300的第二端330的下部处的出口500排出到壳体300的外部。
根据本发明的一个实施例的电池组900可以用在车辆中，通过将空气用作制冷剂来控制电池单体110的温度以冷却电池组900。在一个实施例中，空气的流动方向改变，使得沿电池单体110的侧面流动的空气在电池单体110的底部排出，从而优化电池组900的空间。
图2是示出根据本发明的实施例的电池模块的透视图。图3A是示出根据本发明的实施例的第一端板的视图。图3B是示出根据本发明的实施例的第二端板的视图。
参照图2至图3B，布置第一电池模块100和第二电池模块200使得第一电池模块100和第二电池模块200的相应的侧彼此邻近(例如，电池模块100和200的电池单体110彼此对准)，包括第一端板600和第二端板700的一对端板在第一电池模块100和第二电池模块200的两个端部处。第一端板600和第二端板700被定位为分别与壳体300的第一端600和第二端700表面接触，使得可以通过紧固构件等向内按压多个电池单体110(即，压缩在一起)。
在一个实施例中，参照图1，第一端板600面对壳体300的第一端320，并且可以具有分别形成在与第一端320中形成的进口400对应的位置处的一对侧槽部分610。
第二端板700面对壳体300的第二端330，并且可以具有形成在与第二端330中形成的出口500对应的位置处的底槽部分710。在本实施例中，如图3B所示，底槽部分710可以构造有分别与第一电池模块100和第二电池模块200的侧面对应(例如，形成在第一电池模块100和第二电池模块200的侧面处)的槽部分。然而，将明显的是，底槽部分710可以构造有形成为对应于出口500的一个槽部分(例如，单个槽部分)。
这样，通过在第一端板600中形成的侧槽部分610和进口400流入到壳体300中的空气可以顺利地从电池单体110的侧部移动到电池单体110的底部，并通过在第二端板700中形成的底槽部分710从壳体300排出。
阻隔件810分别位于电池模块100和200的电池单体110之间(例如，阻隔件810分别位于电池单体110中的邻近的电池单体之间)。阻隔件810包括与电池单体110相对(例如，面对电池单体110)的基体部分816(见图4A)、向基体部分816的至少一个侧面的顶部部分突出的上隔离件811和从至少一个侧面的底部部分向基体部分816的下表面的一个区域突出的下隔离件813。
上隔离件811和下隔离件813具有相对于电池单体110的侧表面的厚度，以接触两个邻近的电池单体110的侧表面和下表面。即，上隔离件811和下隔离件813围绕电池单体110的至少一部分，第一电池模块100和第二电池模块200的一个侧部部分和底部部分与壳体300(见图1)以间隔分开。
在本实施例中，阻挡板818(见图4A)形成在阻隔件810中并位于第一电池模块100和第二电池模块200彼此相对的另一侧部部分之间(例如，阻挡板818位于接触相应的电池模块100和200的基体部分816之间)。另外，上支撑部分819和下支撑部分815分别形成在阻挡板818的顶部和底部处。因此，能够防止制冷剂在第一电池模块100和第二电池模块200之间移动。
在下文中，将通过以第一电池模块100作为示例来简要地描述电池模块。
第一电池模块100包括沿一个方向排列的多个电池单体110、阻隔件810以及第一端板600和第二端板700，其中，阻隔件810分别位于电池单体110之间，第一端板600和第二端板700分别位于多个电池单体110的两端(例如，相对的端)处(例如，第一端板600和第二端板700分别位于第一电池模块100的相对端处)。在本实施例中，平行排列电池单体110使得电池单体110的宽的前表面彼此相对(例如，面对)。另外，两个邻近的电池单体110的正极端子和负极端子可以通过汇流条彼此电结合(例如，电连接)。
可以通过在壳体中容纳电极组件和电解质并接着利用盖板密封壳体来制造每个电池单体110。盖板可以设置有正极端子、负极端子和形成在端子之间的通气孔。电极组件可以包括正电极板、负电极板以及置于正电极板和负电极板之间的隔板。在本实施例中，正电极板结合到(例如，连接到)正极端子，负电极板结合到负极端子，以将通过电极组件和电解质之间的电化学反应产生的能量传递到电池单体110的外部。通气孔用作产生在电池单体110内的过量气体排出到电池单体110的外部的路径。
图4A是示出根据本发明的实施例的阻隔件的透视图。
参照图4A，阻隔件810设置在电池单体110之间。阻隔件810包括与电池单体110相对的基体部分816、向基体部分816的至少一个侧面的顶部部分突出的上隔离件811和从至少一个侧面的底部部分突出到基体部分816的底表面下方的下隔离件813。上隔离件811和下隔离件813具有接触两个邻近的电池单体110的侧表面和底表面的厚度。
用于阻挡制冷剂在第一电池模块100和第二电池模块200之间移动的阻挡板818形成在阻隔件810的中部区域处(例如，阻隔件810位于第一电池模块100和第二电池模块200之间)。另外，上支撑部分819和下支撑部分815分别形成在阻挡板818的顶部和底部处。
侧空间部分812形成在上隔离件811和下隔离件813之间，下空间部分814形成在下隔离件813和下支撑部分815之间。换言之，因为上隔离件811、下隔离件813、上支撑部分819和下支撑部分815形成在阻隔件810中，所以第一电池模块和第二电池模块的侧部部分和底部部分与壳体300以间隔分开。因此，制冷剂通过进口400流入到壳体300中，沿第一电池模块100和第二电池模块200的侧面流过第一电池模块100和第二电池模块200，然后移动到第一电池模块100和第二电池模块200中的每个电池模块的底表面，以通过出口500排出到壳体300的外部。
制冷剂在第一电池模块100和第二电池模块200之间的移动被阻挡板818阻挡，使得制冷剂的移动路径可以被缩短，从而提高电池组的冷却效率。因此，能够使用较低规格的冷却风扇(例如，具有相对低的流速的冷却风扇)来容易地冷却电池组。
阻隔件810的基体部分816包括从基体部分816突出的至少一个肋817，通过使得电池单体110和阻隔件810彼此以间隔分开，使得制冷剂是可移动的。在本实施例中，至少一个肋817从基体部分816的一个侧部朝向基体部分816的下部弯曲(例如，曲线弯曲)，弯曲的部分形成为曲线。换言之，肋817形成为沿从分别形成在阻隔件810的两侧处的侧空间部分812朝向下空间部分814的曲线弯曲。在本实施例中，肋817可以形成为多个肋(例如，基体部分816可以包括多个肋817)，并彼此以间隔分开。
图4B是示出根据本发明的另一实施例的阻隔件的透视图。
参照图4B，阻隔件820的基体部分826包括从基体部分826突出的至少一个肋827，通过使得电池单体110和阻隔件810彼此以间隔分开，使得制冷剂是可移动的。
在本实施例中，至少一个肋827从基体部分826的一个侧部朝向基体部分826的下部弯曲(例如，曲线弯曲)，弯曲的部分形成为曲线。在本实施例中，肋827可以形成有多个肋(例如，基体部分826可以包括多个肋827)，随着肋接近基体部分826的顶部，肋之间的间隔逐渐变宽。即，肋之间的间隔可以形成为b1<b2<b3。因此，电池组中的制冷剂的整体流动可以是均匀的。
上隔离件821、侧空间部分822、下隔离件823、下空间部分824、下支撑部分825和阻挡板828与图4A的情形基本相同或等同，因此，可以省略它们的详细描述。
图4C是示出根据本发明的又一实施例的阻隔件的透视图。
参照图4C，阻隔件830的基体部分836包括从基体部分836突出的一个或更多个肋837，以使得电池单体110和阻隔件830彼此以间隔分开。在本实施例中，一个或更多个肋837形成为彼此以间隔分开的圆点形状(例如，肋837是彼此分开的圆点)。
这样，即使当肋837形成为圆点形状时，空气的流动仍改变，使得沿电池单体110的侧面流动的空气移动到电池单体110的底部，从而有效地冷却电池组。
上隔离件831、侧空间部分832、下隔离件833、下空间部分834、下支撑部分835和阻挡板838与图4A的情形基本相同或等同，因此，可以省略它们的详细描述。
图5是示出根据本发明的实施例的电池组中的制冷剂的流动的仰视图。
参照图5，根据本发明的实施例的电池组900包括沿一个方向排列的多个电池单体110，多个电池单体110彼此电结合，两个电池模块100和200构造为具有分别位于多个电池单体110之间的阻隔件810。根据本发明的实施例的电池组900还包括构造为容纳两个电池模块100和200于其中的壳体300。
进口400分别形成在壳体300的第一端320的面对电池模块100和200的相应的端部的两侧处，出口500形成在壳体300的第二端330的面对电池模块100和200的相对的相应的端部的下部处。
位于电池单体110之间的阻隔件810包括与电池单体110相对的基体部分816、向基体部分816的至少一个侧面的顶部部分突出的上隔离件811和从至少一个侧面的底部部分突出到基体部分816下方的下隔离件813。因此，位于电池模块100和200的外围的侧部和底部与壳体300以间隔分开。
换言之，在本发明的实施例中，使用空气控制电池单体110的温度以冷却电池组900。在这种情况下，空气的流动方向改变，使得空气沿电池单体110的侧面流动并且在电池单体110的底部处排出，从而优化电池组的空间。
空气的方向从壳体300的进口400朝向电池单体110的侧表面引导，然后向电池单体110的底部改变，同时沿每个电池单体110穿过。这样，空气沿每个电池单体110的底部通过，然后通过出口500排出到壳体300的外部，从而冷却电池单体110。
在本实施例中，多个肋817形成在位于电池单体110之间的阻隔件810的基体部分816上。肋817从基体部分816的一个侧部部分(例如，位于基体部分816的外围处的侧部)朝向基体部分816的下部分弯曲，弯曲的部分形成为曲线。另外，阻挡板818形成在第一电池模块100和第二电池模块200之间的阻隔件810中，以阻挡空气在第一电池模块100和第二电池模块200之间混合。
因此，能够使用于同时(或并发地)冷却沿两条线布置的电池单体的空间减小或最小化，以减小电池组900中的压力。在包括两个或更多个电池模块的对比的电池组中，当竖直地设置电池模块时，电池组的整体高度增大。在包括两个电池模块的未形成阻隔件的肋结构或阻挡板的对比的电池组中，阻隔件的宽度变宽，因此，难以冷却电池单体。
因此，在根据本发明的实施例的电池组900中，空气在电池单体110的一侧流入到壳体中，然后移动到电池单体110的底部，以排出到电池组的外部，从而能够提高电池组的冷却效率并优化电池组900的空间。
虽然在此已经就本发明的实施例描述了空气沿电池模块的侧部流动并接着在电池模块的底部处排出，但是将明显的是，空气可以沿电池模块的底部流动，然后在电池模块的侧部处排出。
在此已经公开了示例实施例，虽然采用了特定的术语，但是仅以一般的和描述性的含义来使用和解释它们，而不是为了限制的目的。在一些情况下，对于到提交本申请时为止的本领域普通技术人员而言将明显的是，结合具体实施例描述的特征、特性和/或元件可以单独使用，或者与结合其他实施例描述的特征、特性和/或元件组合使用，除非另有明确说明。因此，本领域技术人员将理解的是，在不脱离权利要求书和它们的等同物中阐述的本发明的精神和范围的情况下，可以做出形式上和细节上的各种改变。

Claims (12)

1.一种电池组，所述电池组包括：
第一电池模块和第二电池模块，均包括沿一个方向布置的多个电池单体和位于所述多个电池单体的邻近的电池单体之间的阻隔件，第一电池模块和第二电池模块中的每个中的所述多个电池单体彼此电结合；以及
壳体，在壳体中容纳第一电池模块和第二电池模块，壳体在第一电池模块和第二电池模块的一端处具有在壳体的第一端的相对的边缘处的进口，壳体在第一电池模块和第二电池模块的相对端处具有在壳体的第二端的下部处的出口，壳体的第一端和第二端在所述一个方向上彼此相对，第一电池模块和第二电池模块的所述一端和所述相对端在所述一个方向上彼此相对，
其中，每个阻隔件包括面对邻近的一个电池单体的基体部分、在基体部分的至少一个顶角处的上隔离件和在基体部分的至少一个底角处的下隔离件，
其中，第一电池模块和第二电池模块的侧部和底部与壳体分开，
其中，第一电池模块的一个侧表面面对第二电池模块的侧表面，构造为阻挡制冷剂在第一电池模块和第二电池模块之间移动的阻挡板位于第一电池模块和第二电池模块之间。
2.根据权利要求1所述的电池组，其中，壳体和阻隔件被构造为容纳通过壳体的进口流入到壳体中、从每个电池单体的侧部流到每个电池单体的底部并通过壳体的出口排出到壳体的外部的制冷剂。
3.根据权利要求1所述的电池组，其中，阻隔件的上隔离件和下隔离件具有厚度，从而上隔离件接触与相应的阻隔件邻近的两个电池单体的侧表面和顶表面，并且下隔离件接触与相应的阻隔件邻近的两个电池单体的侧表面和底表面。
4.根据权利要求1所述的电池组，其中，第一端板和第二端板分别在第一电池模块和第二电池模块的相对端处。
5.根据权利要求4所述的电池组，其中，第一端板面对壳体的第一端，第一端板具有在分别与壳体的第一端中的进口对应的位置处的一对侧槽部分。
6.根据权利要求4所述的电池组，其中，第二端板面对壳体的第二端，第二端板具有在与壳体的第二端中的出口对应的位置处的底槽部分。
7.根据权利要求1所述的电池组，其中，阻隔件的基体部分包括从基体部分突出的至少一个肋。
8.根据权利要求7所述的电池组，其中，所述至少一个肋从基体部分的一个边缘朝向基体部分的底部边缘弯曲。
9.根据权利要求8所述的电池组，其中，所述至少一个肋包括多个肋，并且肋彼此以间隔分开。
10.根据权利要求9所述的电池组，其中，随着肋接近基体部分的顶部，肋之间的间隔逐渐增大。
11.根据权利要求7所述的电池组，其中，肋是圆点。
12.根据权利要求1所述的电池组，其中，阻挡板包括分别在阻挡板的顶部和底部处的上支撑部分和下支撑部分。
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