CN108232358A - 具有冷却结构的电池模块 - Google Patents

具有冷却结构的电池模块 Download PDF

Info

Publication number
CN108232358A
CN108232358A CN201710685065.8A CN201710685065A CN108232358A CN 108232358 A CN108232358 A CN 108232358A CN 201710685065 A CN201710685065 A CN 201710685065A CN 108232358 A CN108232358 A CN 108232358A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery pack
side plate
connecting portion
foreboard
plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710685065.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108232358B (zh
Inventor
徐正勋
崔埈硕
李容真
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hyundai Motor Co
Kia Corp
Original Assignee
Hyundai Motor Co
Kia Motors Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hyundai Motor Co, Kia Motors Corp filed Critical Hyundai Motor Co
Publication of CN108232358A publication Critical patent/CN108232358A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108232358B publication Critical patent/CN108232358B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554Rods or plates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/613Cooling or keeping cold
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625Vehicles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/651Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by parameters specified by a numeric value or mathematical formula, e.g. ratios, sizes or concentrations
    • H01M10/652Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by parameters specified by a numeric value or mathematical formula, e.g. ratios, sizes or concentrations characterised by gradients
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6551Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554Rods or plates
    • H01M10/6555Rods or plates arranged between the cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H01M10/6557Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange arranged between the cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/258Modular batteries; Casings provided with means for assembling
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/271Lids or covers for the racks or secondary casings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

提供了一种具有尺寸最小化同时冷却效率高的冷却结构的电池模块。电池模块包括:前板和后板,分别布置在堆叠有多个单电池的电池组的前侧和后侧;散热构件,布置在电池组的下方,并且吸收由电池组产生的热量;以及侧板,布置在前板和后板的两侧端,布置成与散热构件的相应侧端接触,并且包括冷却剂循环通过的冷却通道以便冷却电池组。

Description

具有冷却结构的电池模块
技术领域
本发明涉及电池模块,且更具体地,涉及一种具有尺寸减小且冷却效率高的冷却结构的电池模块。
背景技术
最近,由于环境问题和高油价,对于环保车辆的兴趣有所增加。因此,已经开发出使用电能作为能量源的电动车辆或混合动力车辆。对于电动车辆或混合动力车辆中使用的电池模块,通常使用由封闭在袋中的单电池构成的袋状单电池。堆叠多个袋状单电池,并将袋状单电池堆容纳在壳体内。电池模块的单电池的数量根据所需的能量容量而变化。
单电池在供应电能时产生热量。因此,在单电池工作期间,必须使单电池产生的热量散发。因此,在常规电池模块中,为了冷却单电池,在单电池之间形成通道间隙,并且冷却剂通过通道间隙循环。然而,该结构的缺点在于使电池模块的总体尺寸增加。
前述内容仅旨在帮助理解本发明的背景,并非旨在意味着本发明落入本领域技术人员已知的现有技术的范围内。
发明内容
因此,本发明提供一种具有尺寸最小化且冷却效率高的冷却结构的电池模块,因此,电池模块可组装成更小的封装而不降低冷却性能。
根据一个方面,具有冷却结构的电池模块可包括:前板和后板,分别布置在堆叠有多个单电池的电池组的前侧和后侧;散热构件,布置在电池组的下方并且吸收由电池组产生的热量;以及侧板,布置在前板和后板的两侧端,布置成与散热构件的相应侧端接触,并且具有冷却剂循环通过的冷却通道以便冷却电池组。
电池组的单电池可堆叠成面向侧板,并且前板和后板可布置在侧板的两侧端。通过结合构件在电池组的侧向贯穿侧板并穿入前板中、并且第二结合构件在电池组的侧向贯穿侧板并穿入后板中的方式,使侧板与前板和后板结合。
电池组的单电池可堆叠成面向前板和后板,并且前板和后板可布置在侧板的两侧端。通过结合构件从前板的上端至下端穿过前板并在其下端连接至侧板的下端部、并且结合构件从后板的上端至下端穿过后板并在其下端连接至侧板的下端部的方式,使侧板与前板和后板结合。
可在电池组与散热构件之间设置传热材料。各侧板可包括:侧面热交换部,布置在前板和后板的两侧端,并可包括冷却通道以便与电池组进行热交换;以及支承部,从侧面热交换部的下端部弯曲并延伸至前板或后板的下侧以便与散热构件接触。
可从前板和后板的下端向下突出地形成结合部,并且结合部可贯穿侧板的支承部。侧板的冷却通道可在前后方向延伸,并且包括在上下方向布置的多个通道。冷却通道的通道尺寸变化,并可从通道中的最下侧通道至通道中的最上侧通道逐渐尺寸增大。
电池模块还可包括设置在电池组的顶面上以及侧板之间并可覆盖电池组的顶面的上板。电池组可包括在上下方向堆叠并且各自以彼此相同的方式与前板、后板、侧板和散热构件组装的第一电池组和第二电池组,其中,设置于第一电池组的第一侧板可包括位于其下端的第一连接部,设置于第二电池组的第二侧板可包括位于其上端的第二连接部,并且第一连接部和第二连接部可彼此连接。
第一连接部可包括从第一侧板的下端向下突出并以规则间隔在第一侧板的纵长方向设置的多个突起。第二连接部可包括从第二侧板的上端凹入并以与第一连接部的突起相同的间隔在第二侧板的纵长方向设置的多个凹陷,并且第二连接部可与第一连接部啮合。第一连接部可包括在电池模块的前后方向延伸的第一孔,第二连接部可包括在电池模块的前后方向延伸的第二孔,并且当第一连接部与第二连接部彼此啮合时,第一侧板与第二侧板可通过穿过第一孔和第二孔插入的固定构件彼此结合。
第一连接部可以是在第一侧板的纵长方向延伸并从第一侧板的下端突出的突起,并可包括位于突起的端部的接合突部。第二连接部是在第二侧板的纵长方向延伸并在第二侧板的上端凹入的凹陷,并且包括接合突部插入的引导凹部。
电池组可包括并排布置并且各自以彼此相同的方式与前板、后板和散热构件组装的第三电池组和第四电池组。第三侧板可布置在第三电池组的外侧面上,第四侧板可布置在第四电池组的外侧面上,并且中心板可置于第三电池组与第四电池组之间。
中心板可包括:中心热交换部,具有中心冷却通道以便与第三和第四电池组进行热交换;以及中心支承部,从中心热交换部的下部延伸成与设置于第三电池组的散热构件和设置于第四电池组的散热构件接触。根据本发明的具有冷却结构的电池模块,冷却结构具有减小的尺寸,同时提供高冷却效率。因此,电池模块可组装成更紧凑的封装,而不会降低冷却性能。
附图说明
从以下结合附图进行的详细说明中,将更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和优点,在附图中:
图1是示出根据本发明的一个示例性实施例的具有冷却结构的电池模块的透视图;
图2至图4是用于说明根据本发明的一个示例性实施例的图1的电池模块的透视图;
图5是示出根据本发明的第一示例性实施例的具有冷却结构的电池模块的连接结构的详细透视图;
图6至图8是示出根据本发明的第二示例性实施例的具有冷却结构的电池模块的连接结构的视图;并且
图9是用于说明根据本发明的一个示例性实施例的图1的电池模块的透视图。
具体实施方式
应当理解的是,本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或者其它类似术语包括一般的机动车辆,例如包括运动型多用途车(SUV)公共汽车、卡车、各种商用车辆在内的载客车辆,包括各种艇和船在内的水运工具,以及航空器等等,并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合电动车辆、氢动力车辆和其它替代燃料车辆(例如,从石油以外的资源取得的燃料)。如本文所提及的,混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆,例如具有汽油动力和电动力两者的车辆。
本文所使用的专业术语仅用于说明特定实施例的目的,并非旨在限制本发明。如本文所使用的,单数形式“一个”、“一种”和“该”旨在也包括复数形式,除非上下文另外明确指明。将进一步理解的是,当在本说明书中使用时,词语“包含”和/或“包括”指定所述特征、整数、步骤、操作、要素和/或成分的存在,但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、要素、成分和/或其群组的存在或添加。如本文所使用的,词语“和/或”包括一个或多个相关列出项目的任何和所有组合。
除非特别陈述或从上下文中显而易见,如本文所使用的,词语“约”应理解为在本领域的正常容差范围内,例如在平均值的2倍标准差内。“约”可理解为在所述值的10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%或0.01%内。除非从上下文中另外明确,本文提供的所有数值均由词语“约”修饰。
现在应当参照附图,其中在不同的附图中使用相同的附图标记表示相同或相似的部件。以下,将参照附图详细说明配备冷却结构的电池模块的示例性实施例。
图1是示出根据本发明的一个示例性实施例的具有冷却结构的电池模块的透视图;图2至图4是用于说明图1的电池模块的透视图;图5是示出根据本发明的第一示例性实施例的具有冷却结构的电池模块的连接结构的详细透视图;图6至图8是示出根据本发明的第二示例性实施例的具有冷却结构的电池模块的连接结构的视图;并且图9是用于说明图1的电池模块的透视图。
根据本发明,如图1中所示,具有冷却结构的电池模块可包括:前板100a和后板100b,分别布置在堆叠有多个单电池的电池组10的前侧和后侧;散热构件200,布置在电池组10的下方并且构造成吸收由电池组10的单电池产生的热量;以及侧板300,布置在前板100a和后板100b的两侧端并且与散热构件200接触,各侧板300包括冷却通道320,冷却剂循环通过冷却通道320从而冷却电池组10。
换言之,电池组10可被前板100a、后板100b和侧板300包围;吸收然后辐射热量的散热构件200可设置于电池组10的底面,以散发由电池组10产生的热量;并且在侧板300中可形成冷却剂循环通过的冷却通道320。因此,可通过在电池组10与冷却剂(例如,冷却介质)之间进行的热交换来冷却电池组10。
此外,可设置多个侧板300并可对称地布置成结合至前板100a和后板100b的两侧端。冷却剂可为水或空气,根据冷却方式(水冷型或空冷型)决定。可通过借助散热构件200和循环通过侧板300中形成的冷却通道的冷却剂的直接和间接冷却来冷却电池组10,因而可调整电池组10的温度。尽管对电池组10设置冷却结构,但是电池组的总体尺寸未增加。
以下,将对本发明进行更详细的说明。如图2中所示,电池组10的单电池可堆叠成面向侧板300。当前板100a和后板100b布置在两侧板300的两侧端时,可从电池组10的一侧旋入结合构件20以使结合构件20在厚度方向贯穿一个侧板300,然后穿入前板100a或后板100b中。
当单电池产生电能时,单电池通常发生膨胀。因此,必须将单电池置于足够的表面接触压力之下。根据本发明,当电池组10的单电池堆叠成面向侧板300时,前板100a和后板100b设置在两侧板300的端部之间,旋拧结合构件20以贯穿侧板300并穿入前板100a中或者贯穿侧板300并穿入后板100b中。结合构件20的示例可为螺栓。结合构件20可在厚度方向(即,电池组10的侧向)旋拧通过侧板300,以穿入前板100a或后板100b中。因此,可在堆叠单电池的方向上对单电池施加表面接触压力。在该电池模块结构中,可在前板100a或后板100b上安装各种电连接器和传感器。
替代地,如图3中所示,单电池可堆叠成面向前板100a和后板100b。特别地,当前板100a和后板100b布置在侧板300的两侧端时,结合构件20可从前板100a和后板100b的上端旋入前板100a和后板100b中。各结合构件20可在竖直方向延伸穿过前板100a或后板100b,并可连接至侧板300的下端部。
换言之,当电池组10的单电池堆叠成面向前板100a和后板100b时,当前板100a和后板100b布置在侧板300的两侧端时,可旋拧结合构件20从上端至下端延伸穿过前板100a或后板100b,并且结合构件20的下端部可连接至侧板300的下端部。结合构件20可为能够延伸穿过板的长螺栓。对于侧板300,其下端部可朝向电池组10延伸成与布置在电池组10下方的散热构件200接触。结合构件20可在竖直方向从上端至下端穿过前板100a或后板100b,并且结合构件20的下端可连接至侧板300的下端部。
因此,可对布置在前板100a与后板100b之间的单电池施加足够的表面接触压力。特别地,各种电连接器和传感器可安装在侧板300上。然而,由于侧板300可包括冷却剂循环通过的冷却通道320,所以电连接器和传感器可安装在布置于电池组10的顶面的上板400上。换言之,电池组10的顶面可包括布置在侧板300之间并安装成覆盖电池组10的顶面的上板400。当电连接器和传感器安装在上板400上时,与其它组成部件产生最小的干扰。
另外,可在电池组10与散热构件200之间设置传热材料30。参照图5和图7,可将传热材料30涂敷于电池组10和散热构件200的接触面,以促进电池组10与散热构件200之间的热交换。传热材料30可为硅、油脂、陶瓷等。
同时,如图3至图4中所示,各侧板300可包括:侧面热交换部340,邻接前板100a的侧端和后板100b的侧端,并可包括冷却通道320,以便与电池组10进行热交换;以及支承部360,从侧面热交换部340的下端朝向散热构件200弯曲,以便与散热构件200接触。
如上所述,侧板300可包括侧面热交换部340和支承部360。侧面热交换部340的内部空间可包括冷却通道320。侧面热交换部340可邻接前板100a和后板100b的侧端并与电池组10进行热交换。支承部360可从侧面热交换部340的下端朝向散热构件200延伸,使得支承部360与散热构件200接触。
另外,侧面热交换部340可连接至前板100a的侧端和后板100b的侧端,以便能够对电池组10的单电池施加足够的表面接触压力。支承部360与散热构件200紧密压接,即,支承部360抵接散热构件200。因此,所有组成部件彼此牢固且稳定地结合。前板100a和后板100b的下端可包括向下突出的结合部120,并且结合部120贯穿侧板300的支承部360。
如图3中所示,侧板300可与前板100a和后板100b结合,使得从前板100a和后板100b的底面向下延伸或突出的结合部120贯穿形成在侧板300的支承部360中的孔。换言之,侧板300可主要通过结合构件(螺栓)与前板100a和后板100b结合,并且由于结合部120而牢固地保持结合结构。散热构件200可包括翼部220,并且翼部220可置于前板100a的下端与侧板300的支承部360之间以及后板100b的下端与侧板300的支承部360之间。因此,当前板100a和后板100b与侧板300结合时,结合部120可贯穿散热构件200的翼部220,然后穿入支承部360中。因此,散热构件200可与前板100a和后板100b以及侧板300组装。
此外,如图4中所示,冷却通道320可包括在竖直方向上布置的多个通道,并且各通道可在水平方向(前后方向)上延伸。冷却通道320的通道尺寸(横截面积)可从最下侧通道至最上侧通道逐渐增加。换言之,冷却通道320可包括在前后方向延伸的多个通道,并且冷却剂可沿各通道流动。
特别地,由于散热构件200设置在电池组10的下方,所以电池组10的下部可被充分冷却。然而,由于电池组10的上部仅由循环通过侧板300的冷却通道320的冷却剂冷却,所以与电池组10的下部相比,电池组10的上部的冷却效率可能降低。因此,冷却通道320的通道尺寸可从侧板300的下端朝向上端增加。换言之,更靠近侧板上端的通道中的冷却剂的流量大于更靠近侧板下端的通道中的冷却剂的流量。这种结构为电池组提供了更高的冷却效率。
根据本发明,即使在将多个电池组组装成电池模块时,也可将电池模块组装成紧凑的封装,同时具有高冷却性能。在组装有多个电池组的电池模块中,可在竖直方向堆叠多个电池组(例如,图5的第一电池组12和第二电池组14)。替代地,在电池模块中,可并排布置多个电池组(例如,图9的第三电池组16和第四电池组18)。
如图5中所示,电池模块可包括第一电池组12和第二电池组14,其中第一电池组12和第二电池组14中的每一者可以与以上参照电池组10所述相同的方式与前板100a、后板100b和散热构件200组装。第一电池组12可堆叠在第二电池组14上。在竖直方向堆叠形成电池模块的电池组的数量不限于两个,而是可以多于两个。第一电池组12和第二电池组14中的每一者可以相同的方式与前板100a、后板100b、散热构件200和侧板300组装。第一电池组12和第二电池组14可使用侧板300彼此结合。
与第一电池组12组装的侧板以下称为第一侧板300a。各第一侧板300a的下端可包括第一连接部310a。与第二电池组14组装的侧板以下称为第二侧板300b。各第二侧板300b的上端可包括第二连接部310b。第一连接部310a和第二连接部310b具有彼此啮合的互补结构。当第一电池组12堆叠在第二电池组14上时,第一侧板300a的第一连接部310a和第二侧板300b的第二连接部310b可彼此啮合,以便将上侧电池组与下侧电池组彼此结合。
具体地,图5示出用于将第一连接部310a连接至第二连接部310b的连接结构的第一示例。第一连接部310a可包括在第一侧板300a的纵长方向以规则间隔布置的多个突起,并且第二连接部310b可包括在第二侧板300b的纵长方向以与突起相同的间隔布置的多个凹陷。因此,第一连接部310a和第二连接部310b可彼此啮合。换言之,第一连接部310a的突起可从第一侧板300a的下端向下突出,并且第二连接部310b的凹陷可从第二侧板300b的上端凹入。因此,第一连接部310a和第二连接部310b可彼此啮合。
另外,第一连接部310a可包括在前后方向延伸穿过第一连接部310a的第一孔312a,并且第二连接部310b可包括在前后方向延伸穿过第二连接部310b的第二孔312b。当第一连接部310a和第二连接部310b彼此啮合时,固定构件40可顺序穿过第一孔312a和第二孔312b插入。因此,第一侧板300a和第二侧板300b可通过固定构件40彼此连接。
当第一连接部310a和第二连接部310b彼此啮合时,形成在第一连接部310a中的第一孔312a和形成在第二连接部310b中的第二孔312b可布置成一线(例如,孔被排列成彼此对应),从而形成直的连续通道。然后形成为棒或杆的固定构件40可插入由第一孔312a和第二孔312b形成的通道中。因此,第一连接部310a和第二连接部310b可彼此连接。
图6示出用于将第一连接部310a连接至第二连接部310b的连接结构的第二示例。如图6中所示,第一连接部310a是沿第一侧板300a的纵长方向延伸并从第一侧板300a的下端向下突出的突起,并可包括位于其端部的接合突部314a。此外,第二连接部310b是沿第二侧板300b的纵长方向延伸并在第二侧板300b的上端凹入的凹陷,并可包括第一连接部310a的接合突部314a可插入的引导凹部314b。
换言之,第一连接部310a和第二连接部310b可像轨道一样彼此接合。如图8中所示,由于第一连接部310a可包括位于其端部的接合突部314a,并且第二连接部310b可包括第一连接部310a的接合突部314a可插入的引导凹部314b,所以第一连接部310a的接合突部314a可在第二连接部310b的引导凹部314b中滑动。因此,如图7中所示,可按照第一侧板300a的第一连接部310a首先插入第二侧板300b的第二连接部310b中,然后第一侧板300a在前后方向移动的方式,使第一侧板300a和第二侧板300b彼此连接。因此,第一连接部310a的接合突部314a沿第二连接部310b的引导凹部314b滑动,从而完成第一侧板300a与第二侧板300b的组装。
如上所述,第一侧板300a和第二侧板300b可利用第一示例性连接结构或第二示例性连接结构彼此连接。第一电池组12可与前板100a、后板100b和散热构件200组装,从而形成第一电池组组装件。第二电池组14同样可与前板100a、后板100b和散热构件200组装,从而形成第二电池组组装件。第一电池组组装件和第二电池组组装件以相同的方式组装。与第一电池组12组装的散热构件200和第一侧板300a堆叠在与第二电池组14组装的上板400和第二侧板300b上。因此,第一电池组12和第二电池组14可以堆叠方式彼此组装。
替代地,如图9中所示,电池模块可包括并排布置的第三电池组16和第四电池组18,其中第三电池组16和第四电池组18中的每一者以与以上参照电池组10所述相同的方式与前板100a、后板100b和散热构件200组装。换言之,电池组10可以是布置在左侧的第三电池组16与布置在右侧的第四电池组18的组装件。并排布置的电池组的数量不限于两个,而是可以多于两个。对于第三电池组16和第四电池组18,以相同的方式组装前板100a、后板100b、散热构件200和侧板300。特别地,第三电池组16和第四电池组18可使用设置在第三电池组16与第四电池组18之间的侧板300彼此组装。
具体地,如图9中所示,第三侧板300c可布置在第三电池组16的外侧面上,并且第四侧板300d可布置在第四电池组18的外侧面上。中心板300e可置于第三电池组16与第四电池组18之间。换言之,参照图9,第三电池组16的左侧面可包括第三侧板300c,第四电池组18的右侧面可包括第四侧板300d,并且第三电池组16和第四电池组18可通过置于第三电池组16与第四电池组18之间的一个中心板300e彼此组装。第三侧板300c和第四侧板300d同样可包括冷却通道320。
此外,中心板300e可包括:中心热交换部340e,具有中心冷却通道320e以便与第三电池组16和第四电池组18进行热交换;以及中心支承部360e,布置在中心热交换部340e的下方,并且延伸成与布置在第三电池组16下方的散热构件200和布置在第四电池组18下方的散热构件200接触。换言之,中心板300e可包括中心热交换部340e和中心支承部360e;中心热交换部340e的内部空间可包括中心冷却通道320e,使得中心热交换部340e可与第三电池组16和第四电池组18进行热交换;并且中心支承部360e可支承布置在第三电池组16下方的散热构件200和布置在第四电池组18下方的散热构件200以及中心热交换部340e,并可将散热构件200压靠在电池组16、18上。
通过使用第一和第二电池组12、14彼此连接的连接方式以及第三和第四电池组16、18彼此连接的连接方式两者,能够提供一种如图1中所示电池组布置成两行和两列的矩阵的电池模块。电池模块中的电池组的数量可根据所需的能量容量而变化。具有上述冷却结构的电池模块具有减小的尺寸,同时提供高冷却效率。因此,根据本发明的电池模块可组装成比常规模块更小的封装。
虽然已为了说明的目的公开了本发明的示例性实施例,但是本领域技术人员将合理解,在不脱离如所附权利要求中记载的本发明的范围和思想的情况下,可进行各种变形、添加和替换。

Claims (15)

1.一种具有冷却结构的电池模块,包括:
前板和后板,分别布置在堆叠有多个单电池的电池组的前侧和后侧;
散热构件,布置在所述电池组的下方,并且构造成吸收由所述电池组产生的热量;以及
侧板,布置在所述前板和所述后板的两侧端,布置成与所述散热构件的相应侧端接触,并且具有冷却剂循环通过的冷却通道以便冷却所述电池组。
2.根据权利要求1所述的电池模块,其中,所述电池组的单电池堆叠成面向所述侧板,所述前板和所述后板布置在所述侧板的两侧端,并且通过结合构件在所述电池组的侧向贯穿所述侧板并穿入所述前板中、并且第二结合构件在所述电池组的侧向贯穿所述侧板并穿入所述后板中的方式,使所述侧板与所述前板和所述后板结合。
3.根据权利要求1所述的电池模块,其中,所述电池组的单电池堆叠成面向所述前板和所述后板,所述前板和所述后板布置在所述侧板的两侧端,并且通过结合构件从所述前板的上端至下端穿过所述前板并在结合构件的下端连接至所述侧板的下端部、并且结合构件从所述后板的上端至下端穿过所述后板并在结合构件的下端连接至所述侧板的下端部的方式,使所述侧板与所述前板和所述后板结合。
4.根据权利要求1所述的电池模块,其中,在所述电池组与所述散热构件之间设置传热材料。
5.根据权利要求1所述的电池模块,其中,所述侧板中的每一者包括:
侧面热交换部,布置在所述前板和所述后板的两侧端,并且具有冷却通道以便与所述电池组进行热交换;以及
支承部,从所述侧面热交换部的下端部弯曲并延伸至所述前板或所述后板的下侧以便与所述散热构件接触。
6.根据权利要求5所述的电池模块,其中,从所述前板和所述后板的下端向下突出地形成结合部,并且所述结合部贯穿所述侧板的所述支承部。
7.根据权利要求1所述的电池模块,其中,所述侧板的冷却通道在前后方向延伸,并且包括在上下方向布置的多个通道。
8.根据权利要求7所述的电池模块,其中,所述冷却通道的通道尺寸从所述通道中的最下侧通道至所述通道中的最上侧通道逐渐增加。
9.根据权利要求1所述的电池模块,还包括:
上板,布置在所述电池组的顶面上以及所述侧板之间,以便覆盖所述电池组的顶面。
10.根据权利要求1所述的电池模块,
其中,所述电池组包括在上下方向堆叠并且各自与前板、后板、侧板和散热构件组装的第一电池组和第二电池组,并且
其中,设置于所述第一电池组的第一侧板包括位于下端的第一连接部,设置于所述第二电池组的第二侧板包括位于上端的第二连接部,并且所述第一连接部与所述第二连接部彼此连接。
11.根据权利要求10所述的电池模块,
其中,所述第一连接部包括从所述第一侧板的下端向下延伸并且以规则间隔在所述第一侧板的纵长方向布置的多个突起,并且
其中,所述第二连接部包括从所述第二侧板的上端凹入并且以与所述第一连接部的突起相同的间隔在所述第二侧板的纵长方向布置的多个凹陷,所述第二连接部与所述第一连接部啮合。
12.根据权利要求11所述的电池模块,
其中,所述第一连接部包括在所述电池模块的前后方向延伸的第一孔,
其中,所述第二连接部包括在所述电池模块的前后方向延伸的第二孔,并且
其中,当所述第一连接部与所述第二连接部彼此啮合时,所述第一侧板与所述第二侧板通过穿过所述第一孔和所述第二孔插入的固定构件彼此结合。
13.根据权利要求10所述的电池模块,
其中,所述第一连接部是在所述第一侧板的纵长方向延伸并从所述第一侧板的下端向下突出的突起,并且包括位于所述突起的端部的接合突部,并且
其中,所述第二连接部是在所述第二侧板的纵长方向延伸并在所述第二侧板的上端凹入的凹陷,并且包括所述接合突部插入的引导凹部。
14.根据权利要求1所述的电池模块,
其中,所述电池组包括并排布置并且各自与前板、后板和散热构件组装的第三电池组和第四电池组,并且
其中,第三侧板布置在所述第三电池组的外侧面上,第四侧板布置在所述第四电池组的外侧面上,并且中心板置于所述第三电池组与所述第四电池组之间。
15.根据权利要求14所述的电池模块,其中,所述中心板包括:
中心热交换部,具有中心冷却通道以便与所述第三电池组和所述第四电池组进行热交换;以及
中心支承部,从所述中心热交换部的下部延伸成与设置于所述第三电池组的散热构件和设置于所述第四电池组的散热构件接触。
CN201710685065.8A 2016-12-15 2017-08-11 具有冷却结构的电池模块 Active CN108232358B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2016-0172006 2016-12-15
KR1020160172006A KR20180069989A (ko) 2016-12-15 2016-12-15 냉각 구조가 구비된 배터리 모듈

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108232358A true CN108232358A (zh) 2018-06-29
CN108232358B CN108232358B (zh) 2023-10-20

Family

ID=62562832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710685065.8A Active CN108232358B (zh) 2016-12-15 2017-08-11 具有冷却结构的电池模块

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10629967B2 (zh)
KR (1) KR20180069989A (zh)
CN (1) CN108232358B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110571495A (zh) * 2019-08-29 2019-12-13 广汽新能源汽车有限公司 电池包冷却结构、电池壳及电池系统
CN110854320A (zh) * 2018-08-21 2020-02-28 Sk新技术株式会社 电池模块和包括该电池模块的电池包
CN111937180A (zh) * 2019-01-10 2020-11-13 株式会社Lg化学 包括内部板的电池模块
CN112018290A (zh) * 2020-09-04 2020-12-01 四川长虹电源有限责任公司 电池组安装架结构
CN112997353A (zh) * 2018-11-13 2021-06-18 瑞伟安知识产权控股有限公司 具有双金属端子汇流条和适应性连接器接口的电池模块
CN114097134A (zh) * 2019-05-31 2022-02-25 西门子交通有限公司 储能装置和交通工具

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017206185B4 (de) * 2017-04-11 2018-11-08 Audi Ag Batterie für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug
CN108878699B (zh) * 2017-05-15 2021-03-09 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池模组
CN110959224A (zh) * 2017-07-31 2020-04-03 松下知识产权经营株式会社 电池模块、电池组以及合并电池组
DE102017213554A1 (de) * 2017-08-04 2019-02-07 Mahle International Gmbh Batteriekasten für eine Traktionsbatterie
DE102018202120A1 (de) 2018-02-12 2019-08-14 Airbus Defence and Space GmbH Batterieanordnung zur strukturellen Integration von Batterien in ein Fahrzeug
DE102018202114A1 (de) * 2018-02-12 2019-08-14 Airbus Defence and Space GmbH Batterieanordnung zur strukturellen Integration von Batterien in ein Fahrzeug
DE102018204420A1 (de) 2018-03-22 2019-09-26 Airbus Defence and Space GmbH Batterieanordnung zur lasttragenden strukturellen Integration von Batterien in ein Fahrzeug
KR102640328B1 (ko) 2018-10-19 2024-02-22 삼성에스디아이 주식회사 배터리의 대형 모듈
KR102646854B1 (ko) * 2018-10-19 2024-03-11 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
KR20200044582A (ko) 2018-10-19 2020-04-29 삼성에스디아이 주식회사 배터리의 대형 모듈
KR102640329B1 (ko) * 2018-10-19 2024-02-22 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
KR102646853B1 (ko) 2018-10-19 2024-03-11 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
KR102640327B1 (ko) 2018-10-19 2024-02-22 삼성에스디아이 주식회사 배터리의 대형 모듈
FR3087946B1 (fr) * 2018-10-31 2022-01-28 Valeo Systemes Thermiques Module de stockage d’energie electrique
EP3884540A4 (en) * 2018-11-22 2023-03-08 Corvus Energy Inc. BATTERY MODULE AND BATTERY MODULE STACK
FR3084525B1 (fr) * 2019-02-14 2020-12-25 Hutchinson Structure de gestion thermique de batterie electrique
FR3097376B1 (fr) * 2019-06-11 2021-06-11 Commissariat Energie Atomique Entretoise pour pack-batterie, destinée à séparer deux accumulateurs adjacents du pack et à permettre une circulation d’un fluide caloporteur avec contact direct avec les accumulateurs pour leur refroidissement optimal
KR20200143976A (ko) * 2019-06-17 2020-12-28 주식회사 엘지화학 냉각부재를 구비한 배터리 모듈 및 배터리 팩 및 전력 저장장치
KR20210012160A (ko) * 2019-07-24 2021-02-03 현대자동차주식회사 차량용 배터리 냉각장치 및 그 제조방법
KR20210043990A (ko) * 2019-10-14 2021-04-22 주식회사 엘지화학 전지팩 및 그 제조 방법
US11964535B2 (en) 2019-11-18 2024-04-23 Bollinger Motors, Inc. Electric automotive vehicle
US11804630B2 (en) 2020-09-28 2023-10-31 Hamilton Sundstrand Corporation (HSC) Battery system with thermal control loop
US11916211B2 (en) 2020-09-28 2024-02-27 Hamilton Sundstrand Corporation Extinguishing battery thermal runaway
US11936007B2 (en) 2020-09-28 2024-03-19 Hamilton Sundstrand Corporation Battery system with optical connections
US11936014B2 (en) 2020-09-28 2024-03-19 Hamilton Sundstrand Corporation Battery cell with sensors
DE102022203625A1 (de) * 2022-04-11 2023-10-12 Siemens Mobility GmbH Energiespeichermodul, Energiespeicheranordnung und Fahrzeug mit Energiespeicheranordnung sowie Verfahren zum Austausch eines Energiespeichermoduls einer Energiespeicheranordnung eines Fahrzeugs
US11848433B1 (en) 2022-05-24 2023-12-19 Beta Air, Llc Systems and methods for a double-sided battery pack cooling assembly
WO2024015392A1 (en) * 2022-07-12 2024-01-18 Paccar Inc Battery pack enclosures for modular and scalable battery packs

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103296302A (zh) * 2012-02-28 2013-09-11 世邦电池株式会社 具备连接装置的锂电池
CN103988333A (zh) * 2011-12-07 2014-08-13 戴姆勒股份公司 蓄电池和用于蓄电池的单电池组
CN204348862U (zh) * 2014-12-12 2015-05-20 数源移动通信设备有限公司 一种电动汽车带散热装置的电池装置
JP2016015328A (ja) * 2011-01-07 2016-01-28 株式会社Gsユアサ 蓄電装置
CN205376690U (zh) * 2016-03-07 2016-07-06 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池组热管理系统

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101216012B1 (ko) 2010-09-17 2012-12-27 충북대학교 산학협력단 배터리팩 냉각장치
JP5804323B2 (ja) * 2011-01-07 2015-11-04 株式会社Gsユアサ 蓄電素子及び蓄電装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016015328A (ja) * 2011-01-07 2016-01-28 株式会社Gsユアサ 蓄電装置
CN103988333A (zh) * 2011-12-07 2014-08-13 戴姆勒股份公司 蓄电池和用于蓄电池的单电池组
CN103296302A (zh) * 2012-02-28 2013-09-11 世邦电池株式会社 具备连接装置的锂电池
CN204348862U (zh) * 2014-12-12 2015-05-20 数源移动通信设备有限公司 一种电动汽车带散热装置的电池装置
CN205376690U (zh) * 2016-03-07 2016-07-06 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池组热管理系统

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110854320A (zh) * 2018-08-21 2020-02-28 Sk新技术株式会社 电池模块和包括该电池模块的电池包
US11749855B2 (en) 2018-08-21 2023-09-05 Sk On Co., Ltd. Battery module and battery pack including the same
CN110854320B (zh) * 2018-08-21 2024-02-09 Sk新能源株式会社 电池模块和包括该电池模块的电池包
CN112997353A (zh) * 2018-11-13 2021-06-18 瑞伟安知识产权控股有限公司 具有双金属端子汇流条和适应性连接器接口的电池模块
CN112997353B (zh) * 2018-11-13 2023-09-12 瑞伟安知识产权控股有限公司 具有双金属端子汇流条和适应性连接器接口的电池模块
CN111937180A (zh) * 2019-01-10 2020-11-13 株式会社Lg化学 包括内部板的电池模块
CN111937180B (zh) * 2019-01-10 2024-01-02 株式会社Lg新能源 包括内部板的电池模块、包括该电池模块的电池组及车辆
CN114097134A (zh) * 2019-05-31 2022-02-25 西门子交通有限公司 储能装置和交通工具
CN110571495A (zh) * 2019-08-29 2019-12-13 广汽新能源汽车有限公司 电池包冷却结构、电池壳及电池系统
CN112018290A (zh) * 2020-09-04 2020-12-01 四川长虹电源有限责任公司 电池组安装架结构

Also Published As

Publication number Publication date
US20180175466A1 (en) 2018-06-21
US10629967B2 (en) 2020-04-21
CN108232358B (zh) 2023-10-20
KR20180069989A (ko) 2018-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108232358A (zh) 具有冷却结构的电池模块
US20180191041A1 (en) Water-cooled battery module of electric vehicle
KR101840417B1 (ko) 냉매 유로의 절곡이 최소화된 냉각 구조를 포함하는 전지모듈
US7666543B2 (en) Battery
CN102934277B (zh) 带有冷却装置的用于供电的设备
US20160064783A1 (en) Traction battery thermal management apparatus and method
CN104471783A (zh) 车辆电池组、用于冷却电池组的系统以及在该系统中使用的冷却板
CN105609675B (zh) 具有热装置的牵引电池组件
CN106030231A (zh) 具有热管热管理的能量存储系统
CN110521019A (zh) 用于机动车的电池和机动车
CN105390771A (zh) 具有热装置的牵引电池组件
US20150263397A1 (en) Side mounted traction battery thermal plate
US20140170462A1 (en) Electrical energy store
JP6019009B2 (ja) 電気車両
US20200152931A1 (en) Battery module
US10431803B2 (en) Traction battery assembly having multipiece busbar module
KR20140042850A (ko) 재충전 가능한 전지
CN110224093A (zh) 电池箱、动力电池系统和车辆
US10396411B2 (en) Traction battery thermal plate with transverse channel configuration
CN106067529A (zh) 牵引电池总成
CN204179174U (zh) 电池及其热管理装置、以及具有该电池的uav
JP2012216328A (ja) 車両用電池パック
CN107871913B (zh) 用于电池的水冷却系统
KR101588774B1 (ko) 하이브리드 전기차량용 발열 부품 냉각장치
CN204761925U (zh) 可弯折之水冷装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant