CN107258027A - 电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电池组，该电池组包括电池模块，该电池模块具有下表面和上表面。电池模块包括从上表面到下表面经过电池模块的多个流动通道。电池组包括基部组件，该基部组件被构造成在其中保持电池模块。基部组件包括下壁以及第一端部和第二端部。电池模块的下表面被定位为在从基部组件的第一端部向第二端部延伸的第一方向上相对于基部组件的下壁成锐角。电池组包括盖组件，该盖组件具有基本平行于基部组件的下壁延伸的上壁，电池模块的上表面被定位为相对于盖组件的上壁成锐角。

Description

电池组
技术领域
本申请要求2015年7月30日在美国专利商标局提交的美国专利申请No.14/813,203的优先权，其全部内容通过引用被整体并入本文。
本发明涉及一种电池组。
背景技术
当传统的电池组包括多个电池模块时，电池组具有电池组的纵向长度增加并且电池模块不能在其操作期间均匀地冷却的问题。
发明人在此已经认识到对于如下电池组的需求，该电池组具有被减少的纵向长度并且在电池组的每个电池模块中具有通过多个流动通道的基本相等的空气流量。
发明内容
技术问题
因此，已经做出本发明以解决上述问题，和还未解决的其它技术问题。
作为各种广泛和集中的研究和试验的结果，本发明人开发一种电池组，其中电池模块被布置为相对于基部组件和盖组件成锐角，并且每个电池模块具有多个流动通道，并且发现电池模块能够被均匀的冷却。基于这些发现已经完成本发明。
技术解决方案
提供根据示例性实施例的电池组。电池组包括电池模块，该电池模块具有顶表面和底表面。电池模块进一步包括多个流动通道，所述多个流动通道从顶表面到底表面穿过电池模块延伸。电池组进一步包括基部组件，该基部组件适于在其中保持电池模块。基部组件具有底壁以及第一端和第二端。电池模块的底表面被布置为在从第一端朝着第二端延伸的第一方向上相对于基部组件的底壁成锐角。电池组进一步包括盖组件，该盖组件被联接到基部组件，使得电池模块被布置在通过盖组件和基部组件限定的内部区域内。盖组件具有基本平行于基部组件的底壁延伸的顶壁，电池模块的顶表面被布置为在与第一方向相反的第二方向上相对于盖组件的顶壁成锐角。第一流动路径被限定在电池模块的顶表面和盖组件的顶壁之间。第二流动路径被至少部分地限定在基部组件的底壁和电池模块的底表面之间。电池组进一步包括电扇组件，该电扇组件被布置在内部区域中并且与第二流动路径流体连通。电扇组件适于驱使空气流过盖组件的入口孔，并且流过第一流动路径、电池模块的多个流动通道以及第二流动路径流动，并且离开盖组件的出口孔。
附图说明
图1是根据示例性实施例的电池组的示意图；
图2是图1的电池组的一部分的示意图；
图3是图1的电池组的另一部分的示意图；
图4是图1的电池组的横截面示意图；
图5是图4的一部分的放大示意图；
图6是在图1的电池组中利用的基部组件的示意图；
图7是图6的基部组件的侧视图；
图8是图1的电池组的一部分的底视图；
图9是图1的电池组的另一部分的示意图；
图10是图1的电池组的另一部分的示意图；
图11是图1的电池组的一部分的底视图；
图12是图1的电池组中利用的流动歧管的示意图；
图13是图12的流动歧管的另一示意图；
图14是在图1的电池组中利用的电扇组件的示意图；
图15是图14的电扇组件的另一示意图；
图16是在图1的电池组中利用的电子组件的示意图；以及
图17是图16的电子组件的底视图。
具体实施方式
参考图1-4，提供根据示例性实施例的电池组10。电池组10包括基部组件20、盖组件22、电池模块26、28、30、流动歧管36、电扇组件38以及电子组件40。电池组10的优点是，电池组10利用如下电池模块26、28、30，电池模块26、28、30被布置为相对于基部组件20成锐角，这减少了电池组10的纵向长度。电池组10的另一优点是，电池组10在每个电池模块26、28、30中具有通过多个流动通道的每个流动通道的基本相等的空气流量，用于同等地冷却电池模块26、28、30。
参考图1、图2以及图4，电池组10在其中包括流动路径42和流动路径44。空气进入电池组10的入口孔142(在图1中未示出)，并且沿着流动路径42流动，并且然后在电池模块26、28、30中流过流动通道，并且然后沿着流动路径44流动，并且离开电池组10的出口孔144(在图2中示出)。在操作期间，流过电池组10的空气冷却电池模块26、20、30和电子组件40。
参考图3、图4和图6-8，基部组件20被设置以在其上保持盖组件22、电池模块26、28、30、流动歧管36、电扇组件38以及电子组件40。基部组件20包括片构件58，该片构件58具有底壁60、第一向上倾斜顶壁62和第二向上倾斜顶壁64、第一内侧壁68和第二内侧壁70、第一内端壁72和第二内端壁74、第一顶端壁75和第二顶端壁76、第一基本平坦顶壁80和第二基本平坦顶壁82、周缘外侧壁90、91、92、93以及周缘唇94、95、96、97。基部组件20进一步包括第一端100和第二端102。在示例性实施例中，基部组件20由铁或者铝构成。在可替选的实施例中，基部组件20由塑料构成。
第一向上倾斜顶壁62和第二向上倾斜顶壁64被布置为彼此分开并且在第一方向上延伸。第一方向从第一端100朝着第二端102延伸。第一向上倾斜顶壁62和第二向上倾斜顶壁64相对于底壁60成锐角地进一步延伸。
底壁60被布置在第一向上倾斜顶壁62和第二向上倾斜顶壁64之间并且在第一方向上延伸。
第一内侧壁68被联接到底壁60和第一向上倾斜顶壁62并且被联接在底壁60和第一向上倾斜顶壁62之间。第一内侧壁68进一步被联接到底壁60和第一基本平坦顶壁80并且被联接在底壁60和第一基本平坦顶壁80之间。
第二内侧壁70被联接到底壁60和第二向上倾斜顶壁64并且被联接在底壁60和第二向上倾斜顶壁64之间。第二内侧壁70进一步被联接到底壁60和第二基本平坦顶壁82并且被联接在底壁60和第二基本平坦顶壁82之间。
底壁60与第一内侧壁68和第二内侧壁70在它们之间限定流动路径44(在图4中示出)的一部分。
第一内端壁72以靠近第一端100的方式被联接到的第一内侧壁68和第二内侧壁70，并且以靠近第一端100的方式被布置第一内侧壁68和第二内侧壁70之间。第二内端壁74以靠近第二端102的方式被联接到第一内侧壁68和第二内侧壁70，并且以靠近第二端102的方式被布置在第一内侧壁68和第二内侧壁70。
第一顶端壁75以靠近第一端100的方式被联接到周缘外侧壁92和第一内端壁72，并且以靠近第一端100的方式被布置在周缘外侧壁92和第一内端壁72之间。第二顶端壁76以靠近第二端102的方式被联接到周缘外侧壁93和第二内端壁74，并且以靠近第二端102的方式被布置在周缘外侧壁93和第二内端壁74之间。
第一基本平坦顶壁80和第二基本平坦顶壁82基本上在第一方向上从第一向上倾斜顶壁62和第二向上倾斜顶壁64分别延伸。第一基本平坦顶壁80和第二基本平坦顶壁82基本上平行于底壁60。
周缘外侧壁80被联接到第一向上倾斜顶壁62和周缘唇94并且被布置在第一向上倾斜顶壁62和周缘唇94之间。周缘外侧壁90进一步被联接到第一基本平坦顶壁80和周缘唇94并且被布置在第一基本平坦顶壁80和周缘唇94之间。
周缘外侧壁91被联接到第二向上倾斜顶壁64和周缘唇95并且被布置在第二向上倾斜顶壁64和周缘唇95之间。周缘外侧壁91进一步被联接到第二基本平坦顶壁82和周缘唇95并且被布置在第二基本平坦顶壁82和周缘唇95之间。
周缘外侧壁92被联接到第一顶端壁75和周缘唇96并且被布置在第一顶端壁75和周缘唇96之间。周缘外侧壁93被联接到第二顶端壁76和周缘唇97并且被布置在第二顶端壁76和周缘唇97之间。
周缘唇94被联接到周缘外侧壁90并且被布置为基本上垂直于周缘外侧壁90。此外，周缘唇95被联接到周缘外侧壁91并且被布置为基本上垂直于周缘外侧壁91。而且，周缘唇96被联接到周缘外侧壁92并且被布置为基本上垂直于周缘外侧壁92。此外，周缘唇97被联接到周缘外侧壁93并且被布置为基本上垂直于周缘外侧壁93。
参考图1、图2以及图4，盖组件22被可移除地联接到基部组件20，使得内部区域128被限定在基部组件20和盖组件22之间。在示例性实施例中，盖组件22由铁或者铝构成。在可替选的实施例中，盖组件22由塑料构成。盖组件22包括侧壁130、132、134、136和顶壁142。侧壁130、132被布置为基本上彼此平行并且分别从顶壁142的第一端和第二端延伸。侧壁134、136被布置为基本上彼此平行并且分别从顶壁142的第三端和第四端延伸。顶壁142包括入口孔142，该入口孔142延伸通过顶壁142，用于允许外部空气进入电池组10的内部区域128。此外，侧壁132包括出口孔144，用于允许内部区域128内的空气离开电池组10。
参考图1、图2和图4至图6，电池模块26具有底表面260，该底表面260被布置在第一向上倾斜顶壁62和第二向上倾斜顶壁64上，使得底表面260被布置为在第一方向上相对于基部组件20的底壁60成锐角。第一方向从第一端100朝着第二端102延伸。此外，电池模块20中的多个流动通道与流动路径42和流动路径44流体连通。电池模块26包括框架构件170、172、174、176、178、180、182、184、电池单体210、212、214、216、220、222、224、226、228、230、232、234、236、238、240、242以及端板250、252。
参考图4和图5，框架构件170-184被设置成在其间保持电池单体212-240。而且，框架构件170和端板250被设置成在其间保持电池单体210。此外，框架构件184和端板252被设置成在其间保持电池单体242。框架构件170-184的结构彼此相同。
框架构件170具有基本矩形的环状外塑料框架280和热交换器282。热交换器282具有延伸穿过其中的流动通道或者流动孔，使得空气从流动路径42到流动路径44流过流动通道。热交换器282的第一侧直接地接触电池单体210，并且热交换器282的第二侧直接地接触电池单体212。
框架构件172具有基本矩形的环状外塑料框架284和热交换器286。热交换器286具有延伸穿过其中的流动通道或者流动孔，使得空气从流动路径42到流动路径44流过流动通道。热交换器286的第一侧直接地接触电池单体214，并且热交换器286的第二侧直接地接触电池单体216。
框架构件174具有基本矩形的环状外塑料框架288和热交换器290。热交换器290具有延伸穿过其中的流动通道或者流动孔，使得空气从流动路径42到流动路径44流过流动通道。热交换器290的第一侧直接地接触电池单体220，并且热交换器290的第二侧直接地接触电池单体222。
框架构件176具有基本矩形的环状外塑料框架292和热交换器294。热交换器294具有延伸穿过其中的流动通道或者流动孔，使得空气从流动路径42到流动路径44流过流动通道。热交换器294的第一侧直接地接触电池单体224，并且热交换器290的第二侧直接地接触电池单体226。
框架构件178具有基本矩形的环状外塑料框架296和热交换器298。热交换器298具有延伸穿过其中的流动通道或者流动孔，使得空气从流动路径42到流动路径44流过流动通道。热交换器298的第一侧直接地接触电池单体228，并且热交换器298的第二侧直接地接触电池单体230。
框架构件180具有基本矩形的环状外塑料框架300和热交换器302。热交换器302具有延伸穿过其中的流动通道或者流动孔，使得空气从流动路径42到流动路径44流过流动通道。热交换器302的第一侧直接地接触电池单体232，并且热交换器302的第二侧直接地接触电池单体234。
框架构件182具有基本矩形的环状外塑料框架304和热交换器306。热交换器306具有延伸穿过其中的流动通道或者流动孔，使得空气从流动路径42到流动路径44流过流动通道。热交换器306的第一侧直接地接触电池单体236，并且热交换器306的第二侧直接地接触电池单体238。
框架构件184具有基本矩形的环状外塑料框架308和热交换器310。热交换器310具有延伸穿过其中的流动通道或者流动孔，使得空气从流动路径42到流动路径44流过流动通道。热交换器310的第一侧直接地接触电池单体240，并且热交换器310的第二侧直接地接触电池单体242。
电池单体210-242每个均被构造成产生工作电压。在示例性实施例中，电池单体210-242是袋状锂离子电池单体，其具有基本矩形状本体部和一对电端子。在示例性实施例中，电池单体210-242被彼此串联地电联接。在示例性实施例中，电池单体210-242的结构彼此相同。
参考图4和图6，电池模块28和30的结构与电池模块26的结构相同。电池模块28具有底表面312，该底表面312被布置在第一向上倾斜顶壁62和第二向上倾斜顶壁64上，使得底表面312被布置成在第一方向上相对于基部组件20的底壁60成锐角。第一方向从第一端100朝着第二端102延伸。此外，电池模块28中的多个流动通道与流动路径42和流动路径44流体连通。
电池模块30具有底表面314，该底表面314被布置在第一向上倾斜顶壁62和第二向上倾斜顶壁64上，使得底表面314被布置成在第一方向上相对于基部组件20的底壁60成锐角。第一方向从第一端100朝着第二端102延伸。此外，电池模块30中的多个流动通道与流动路径42和流动路径44流体连通。
参考图3、图4、图6、图9、图10、图12以及图13，流动歧管36被设置成将空气从电池模块26、28、30输送到电扇组件38。流动歧管36被布置在电池模块30和电扇组件40之间基部组件20的第一基本平坦顶壁80和第二基本平坦顶壁82(在图6中示出)上，使得流动路径44的一部分在流动歧管36下方延伸。流动歧管36具有流动歧管入口390(在图4和图13中示出)和流动歧管出口孔392(在图12中示出)。流动歧管入口390与电池模块30流体连通。流动歧管出口孔392与电扇组件38流体连通。
参考图4、图12以及图13，流动歧管36包括基部壁340、顶壁部分350、352、354、356、侧壁360、362以及支架部分364。基部壁340包括延伸穿过其中的孔370、372、374、376，用于接收用于将流动歧管36联接到基部组件20的相应的螺栓。顶壁部分350、352、354、356在第一方向上从基部壁340向上延伸。顶壁部分352被联接在顶壁部分350、354之间并且相对于基部组件20的底壁60成锐角地延伸。顶壁部分354被联接在顶壁352、256之间并且相对于基部组件20的底壁60成锐角地延伸。侧壁360被布置在基部壁340和顶壁部分350、352、354、356的第一侧之间并且被联接到基部壁340和顶壁部分350、352、354、356的第一侧。而且，侧壁362被布置在基部壁340和顶壁部分350、352、354、356的第二侧之间并且被联接到基部壁340和顶壁部分350、352、354、356的第二侧。侧壁360、362和顶壁部分356限定流动歧管出口孔392。在示例性实施例中，流动歧管36由塑料构成。当然，在可替选的实施例中，流动歧管36能够由诸如例如铝、铁或者不锈钢的其它材料构成。
参考图9、图14和图15，电扇组件38被布置在基部组件20的第一基本平坦顶壁80和第二基本平坦顶壁82上的内部区域128(在图4中示出)中。电扇组件38进一步被布置在流动歧管36和电子组件40之间并且与流动路径44(在图4中示出)流体连通。电扇组件38被设置成驱使空气流过盖组件22的入口孔142(在图1中示出)并且进一步流过电池模块26、28、30中的多个流动通道和第二流动路径44，并且离开盖组件22的出口孔144(在图2中示出)。电扇组件38包括风扇壳体430和被布置在风扇壳体430中的电扇432、434。风扇壳体430具有风扇壳体入口孔440和风扇壳体出口孔442。风扇壳体430进一步包括延伸穿过其中的孔450、452、454、456，其适于接收用于将风扇壳体430联接到基部组件20的相应的螺栓。
参考图16和图17，电子组件40包括：电子组件壳体480；DC-DC电压转换器(未示出)，其被布置在壳体480中并被电联接到电池模块26、28、30的电池单体；以及冷却片482、484、486、488、490以及492。电子组件40以靠近基部组件20的第二端102的方式被布置在基部组件20的第一基本平坦顶壁80和第二基本平坦顶壁82(在图6中示出)上，使得流动路径44的一部分在电子组件40的下方延伸。冷却片482、484、486、488、490以及492从电子组件壳体480向外延伸。冷却片482、484、486、488、490以及492与流动路径44流体连通，使得流过流动路径44的空气从冷却片482-492提取热能以冷却电子组件40。电子组件壳体480具有入口孔520和出口孔522。入口孔520与电扇组件38流体连通。冷却片482-492将空气从入口孔520引导到出口孔522，然后该空气离开盖组件22的出口孔144(在图2中示出)。在示例性实施例中，电子组件壳体480由铝构成。当然，在可替选的实施例中，电子组件壳体480能够由例如铁或者其它金属合金的其它材料构成。
在此描述的电池组提供优于其它电池组的实质性的优点。特别地，电池组的优点在于，电池组利用电池模块，其被布置成相对于基部组件成锐角，这减少了电池组的纵向长度。电池组的又一优点是，电池组在每一个电池模块中具有通过多个流动通道的基本相等的空气流量，用于同等地冷却电池模块。
虽然仅结合有限数目的实施例详细描述了所要求保护的发明，应该很容易理解的是，本发明并不局限于这种公开的实施例。相反，可修改所要求保护的发明以涵盖至此未描述但符合本发明的精神和范围的任何数目的变型、改变、替换或等同布置。此外，虽然已经描述了所要求保护发明的各种实施例，但是需要理解的是，本发明的方面可能仅包括所述实施例中的一些。因此，所要求保护的发明并不视为受前述描述所限制。
工业实用性
如在上面所解释的，根据本发明的电池组能够通过将电池模块布置为相对于基部组件成锐角而具有减少的电池组的纵向长度，并且通过在电池组的每个电池模块中具有通过多个流动通道的基本相等的空气流量而均匀地冷却电池模块。

Claims (16)

1.一种电池组，包括：
电池模块，所述电池模块具有顶表面和底表面；所述电池模块进一步具有多个流动通道，所述多个流动通道从所述顶表面到所述底表面穿过所述电池模块延伸；
基部组件，所述基部组件适于在其中保持所述电池模块，所述基部组件具有底壁以及第一端和第二端；所述电池模块的所述底表面被布置为在从所述第一端朝着所述第二端延伸的第一方向上相对于所述基部组件的所述底壁成锐角；
盖组件，所述盖组件被联接到所述基部组件，使得所述电池模块被布置在由所述盖组件和所述基部组件限定的内部区域内，所述盖组件具有基本平行于所述基部组件的所述底壁延伸的顶壁，并且所述电池模块的顶表面被布置为在与所述第一方向相反的第二方向上相对于所述盖组件的所述顶壁成锐角；并且第一流动路径被限定在所述电池模块的所述顶表面和所述盖组件的所述顶壁之间，并且第二流动路径被至少部分地限定在所述基部组件的所述底壁和所述电池模块的所述底表面之间；以及
电扇组件，所述电扇组件被布置在所述内部区域中并且与所述第二流动路径流体连通，所述电扇组件适于驱使空气流过所述盖组件的入口孔，并且流过所述第一流动路径、所述电池模块的所述多个流动通道以及所述第二流动路径，并且离开所述盖组件的出口孔。
2.根据权利要求1所述的电池组，其中，流过所述多个流动通道的每个流动通道的空气量基本上彼此相等。
3.根据权利要求1所述的电池组，进一步包括电子组件，所述电子组件靠近所述基部组件的所述第二端地布置在所述基部组件上，使得所述第二流动路径的一部分在所述电子组件下方延伸。
4.根据权利要求3所述的电池组，其中，所述电扇组件被布置在所述电池模块和所述电子组件之间。
5.根据权利要求4所述的电池组，其中，所述电子组件包括电子组件壳体和从所述电子组件壳体向外延伸的多个冷却片，所述多个冷却片与所述第二流动路径流体连通，使得流过所述第二流动路径的空气从所述多个冷却片提取热能以冷却所述电子组件。
6.根据权利要求5所述的电池组，其中，所述电子组件壳体具有入口孔和出口孔，所述电子组件壳体的所述入口孔与所述电扇组件流体连通，所述多个冷却片将空气从所述电子组件壳体的所述入口孔引导到所述电子组件壳体的所述出口孔。
7.根据权利要求6所述的电池组，其中，所述盖组件具有盖组件入口孔和盖组件出口孔，所述盖组件入口孔与所述第一流动路径直接流体连通，所述盖组件出口孔与所述电子组件壳体的所述出口孔直接流体连通。
8.根据权利要求5所述的电池组，其中，所述电扇组件包括电扇壳体和被布置在所述电扇壳体中的第一电扇，所述电扇壳体具有电扇壳体入口孔和电扇壳体出口孔。
9.根据权利要求8所述的电池组，其中，所述电扇组件进一步包括第二电扇，所述第二电扇被布置在所述电扇壳体中。
10.根据权利要求8所述的电池组，其中，所述电扇壳体出口孔与所述电子组件的所述多个冷却片流体连通。
11.根据权利要求3所述的电池组，进一步包括流动歧管，所述流动歧管在所述基部组件上布置在所述电池模块和所述电扇组件之间，使得所述第二流动路径的一部分在所述流动歧管下方延伸，所述流动歧管具有流动歧管入口和流动歧管出口孔，所述流动歧管入口与所述电池模块流体连通，所述流动歧管出口孔与所述电扇组件流体连通。
12.根据权利要求3所述的电池组，其中，所述基部组件包括片构件，所述片构件具有第一向上倾斜顶壁、第二向上倾斜顶壁、所述底壁以及第一内侧壁和第二内侧壁；
所述第一向上倾斜顶壁和所述第二向上倾斜顶壁被布置为彼此分开并且在所述第一方向上延伸；所述第一向上倾斜顶壁和所述第二向上倾斜顶壁进一步相对于所述底壁成锐角延伸；
所述底壁被布置在所述第一向上倾斜顶壁和所述第二向上倾斜顶壁之间并且在所述第一方向上延伸；
所述第一内侧壁被联接到所述底壁和所述第一向上倾斜顶壁并且被联接在所述底壁和所述第一向上倾斜顶壁之间；
所述第二内侧壁被联接到所述底壁和所述第二向上倾斜顶壁并且被联接在所述底壁和所述第二向上倾斜顶壁之间；
在所述底壁与所述第一内侧壁和所述第二内侧壁之间限定所述第二流动路径的一部分。
13.根据权利要求12所述的电池组，其中，所述电池模块的所述底表面被布置在所述第一向上倾斜顶壁和所述第二向上倾斜顶壁上，使得所述电池模块的所述底表面被布置为相对于所述基部组件的所述底壁成锐角，并且所述电池模块中的所述多个流动通道与所述第二流动路径流体连通。
14.根据权利要求12所述的电池组，其中，所述基部组件的所述片构件进一步包括第一基本平坦顶壁和第二基本平坦顶壁，所述第一基本平坦顶壁和所述第二基本平坦顶壁基本在所述第一方向上分别从所述第一向上倾斜顶壁和所述第二向上倾斜顶壁延伸；所述第一基本平坦顶壁和所述第二基本平坦顶壁与所述底壁基本平行；
所述第一内侧壁进一步被联接到所述底壁和所述第一基本平坦顶壁并且被联接在所述底壁和所述第一基本平坦顶壁之间；
所述第二内侧壁进一步被联接到所述底壁和所述第二基本平坦顶壁并且被联接在所述底壁和所述第二基本平坦顶壁之间；并且
所述电子组件被布置在所述基部组件的所述第一基本平坦顶壁和所述第二基本平坦顶壁上。
15.根据权利要求14所述的电池组，其中，所述电扇组件被布置在所述基部组件的所述第一基本平坦顶壁和所述第二基本平坦顶壁上。
16.根据权利要求15所述的电池组，其中，所述电扇组件被布置在所述基部组件的所述第一基本平坦顶壁和所述第二基本平坦顶壁上。
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