CN109088014B - 用于电池组的冷却壳体和包括冷却壳体的电池组模块 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例提供一种用于电池组的冷却壳体，其包括第一壳体和第二壳体以及容纳一个或多个电池组电池的空间，第一壳体包括：第一联接部，其被构造成与第二壳体联接；以及第一开口部，其在第一壳体中开口，使得容纳在冷却壳体中的电池组电池的一侧暴露于外部，以便通过冷却构件冷却电池组电池。

Description

用于电池组的冷却壳体和包括冷却壳体的电池组模块
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年6月13日提交的申请号为10-2017-0074234以及于2018年4月10日提交的申请号为10-2018-0041658的韩国专利申请的优先权和权益，其公开内容通过引用全部并入本文。
技术领域
本发明涉及一种用于电池组的冷却壳体和包括该冷却壳体的电池组模块。
背景技术
通常，袋式电池具有薄板状结构，并且通过将多个电池组合成一个单元而作为模块使用。模块彼此串联连接以形成封装。当对具有串联连接的模块的电池组模块封装充电或放电时，存在电池组电池发热的现象。每个电池组电池的温度根据冷却特性对于每个单元电池可能有所不同，并且充电和放电功率也可能根据电池组电池的温度而变化。然而，电池组电池应当在适当的操作温度下，例如在25至40度的范围内进行操作。在电池组包中，只有更靠近冷却装置一侧的电池组电池的温度分布成接近上述范围的最小温度，而远离冷却装置的电池组电池的温度分布成超出上述范围，从而导致冷却效率降低。特别地，在冷却装置为风扇的情况下，这种趋势可能变得更为严重。
为了改进这个问题，通常分别在进气管的迎角和顶盖处应用温度梯度，从而在整个电池组电池上实现均匀的冷却流分布。然而，如果在上述方法中增加电池组电池的数量或改变进气口的位置，则可能进一步增大温度偏差，使得存在应当重新考虑电池组电池的初始设计的问题。
例如，虽然韩国专利特许公开第10-2013-0011370号公开了一种用于电池包的冷却壳体，但是仍然未改进电池组电池的温度分布。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种用于电池组的冷却壳体，其通过暴露堆叠的电池组电池的一个或多个侧面而通过对流或传导实现热交换。
另外，本发明的另一目的在于提供一种包括用于电池组的冷却壳体的电池组模块，其通过暴露堆叠的电池组电池的一个或多个侧面而通过对流或传导实现热交换。
此外，本发明的另一目的在于提供一种用于电池组的冷却壳体，其中堆叠的电池组电池与冷却构件相对应，使得电池组电池暴露于外部的区域可被布置成与冷却构件接触或与冷却构件间隔开预定的间隔。
此外，本发明的另一目的在于提供一种包括用于电池组的冷却壳体的电池组模块，其中堆叠的电池组电池与冷却构件相对应，使得电池组电池暴露于外部的区域可被布置成与冷却构件接触或与冷却构件间隔开预定的间隔。
此外，本发明的另一目的在于提供一种用于电池组的冷却壳体，其中安装电池组电池的壳体的表面的高度由容纳在其中的电池组电池确定，这样可以确定产生热的电池组电池和冷却构件之间的距离。
此外，本发明的另一目的在于提供一种包括用于电池组的冷却壳体的电池组模块，其中安装电池组电池的壳体的表面的高度由容纳在其中的电池组电池确定，这样可以确定产生热的电池组电池和冷却构件之间的距离。
为实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种用于电池组的冷却壳体，其包括第一壳体和第二壳体以及容纳一个或多个电池组电池的空间，第一壳体包括：第一联接部，其被构造成与第二壳体联接；以及第一开口部，其在第一壳体中开口，使得容纳在冷却壳体中的电池组电池的一侧暴露于外部，以便通过冷却构件冷却电池组电池。
另外，第二壳体可包括：第二联接部，其被构造成与第一壳体联接；以及第二开口部，其在第二壳体中开口，使得容纳在冷却壳体中的电池组电池的一侧暴露于外部，以便通过冷却构件冷却电池组电池。
此外，第二壳体可与第一壳体成对称以便彼此联接。
此外，电池组电池可通过冷却构件按以下冷却方法中的任何一种进行冷却：电池组电池与冷却构件间隔开通过对流进行冷却；电池组电池与冷却构件接触通过传导进行冷却。
此外，包括第一开口部和第二开口部的开口部可位于包括第一联接部和第二联接部的多个联接部之间。
此外，在其上电池组电池被安装在壳体中的安装表面分别位于联接部内部，并且被形成为使得电池组电池在突出长度或更短的区域暴露于外部，其中联接部从主体突出。
根据本发明的另一方面，提供了一种电池组模块，包括：电池组电池中的至少一个；以及冷却壳体，其容纳电池组电池并且包括第一壳体和第二壳体，其中第一壳体包括：第一联接部，其被构造成与第二壳体联接；以及第一开口部，其在第一壳体中开口，使得电池组电池的一侧从壳体的外部露出，以便通过冷却构件冷却电池组电池。
另外，第二壳体可包括：第二联接部，其被构造成与第一壳体联接；以及第二开口部，其在第二壳体中开口，使得电池组电池的一侧从壳体的外部露出，以便通过冷却构件冷却电池组电池。
此外，电池组电池可包括通过外部材料形成在电池组电池外周的密封部和粘合部，密封部可形成在电池组电池的四个外周的三个侧面上，并且粘合部可形成在电池组电池剩余的一个侧面上。
此外，粘合部可通过包括第一开口部和第二开口部的开口部而暴露于壳体外部。
根据本发明的实施例，可以提供一种用于电池组的冷却壳体，其通过暴露堆叠的电池组电池的一个或多个侧面而通过对流或传导实现热交换。
另外，根据本发明的实施例，可以提供一种包括用于电池组的冷却壳体的电池组模块，其通过暴露堆叠的电池组电池的一个或多个侧面而通过对流或传导实现热交换。
此外，根据本发明的实施例，可以提供一种用于电池组的冷却壳体，其中堆叠的电池组电池与冷却构件相对应，使得电池组电池暴露于外部的区域可被布置成与冷却构件接触或与冷却构件间隔开预定的间隔。
此外，根据本发明的实施例，可以提供一种包括用于电池组的冷却壳体的电池组模块，其中堆叠的电池组电池与冷却构件相对应，使得电池组电池暴露于外部的区域可被布置成与冷却构件接触或与冷却构件间隔开预定的间隔。
此外，根据本发明的实施例，可以提供一种用于电池组的冷却壳体，其中安装电池组电池的壳体的表面的高度由容纳在其中的电池组电池确定，这样可以确定产生热的电池组电池和冷却构件之间的距离。
此外，根据本发明的实施例，可以提供一种包括用于电池组的冷却壳体的电池组模块，其中安装电池组电池的壳体的表面的高度由容纳在其中的电池组电池确定，这样可以确定产生热的电池组电池和冷却构件之间的距离。
附图说明
从结合附图的下面的详细描述中将更清楚地理解本发明上述的和其它的目的、特征和其它优点，其中：
图1是根据本发明的实施例的电池组模块的分解透视图；
图2是根据本发明的实施例的电池组模块的组装透视图；
图3是说明根据本发明的实施例的电池组模块安装在冷却构件上的状态的透视图；
图4A是说明根据本发明的实施例的在壳体上形成的第一步距和电池组电池的安装位置的示图，图4B是示出根据本发明的实施例的与电池组模块相对应的冷却构件的示图；并且
图5A是说明根据本发明的实施例的包括在电池组模块中的电池组电池的具体形状的视图，并且图5B是沿图5A的线A-A'截取的横截面图。
附图标记
10：电池组模块
20：冷却构件
21：突出部
22：支撑表面
100：冷却壳体
110：第一壳体
111：第一联接部
112：第一开口部
113：第一主体
115：安装表面
120：第二壳体
121：第二联接部
122：第二开口部
123：第二主体
125：安装表面
200：电池组电池
210：第一电池组电池
220：第二电池组电池
230：外部材料
231：密封部
232：粘合部
240：电极组件
a1：电池组电池的长度方向
C：暴露表面
d1：第一步距
d2：第二步距
A1：第一安装位置
A2：第二安装位置
A3：第三安装位置
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本发明的优选实施例，这些附图示出了本发明的优选实施例，但未对本发明进行特别限制。
在对本发明的描述中，将不会详细描述被判断为能够使本发明的目的被不必要地模糊的公知功能和配置。另外，在说明书和权利要求中使用的术语或词语不应被解释为受限于词汇含义，并且应当被理解为发明人基于他/她能够定义术语以便以其他人能够看到的最佳方式来描述其发明时所理解的适当的概念。
然而，本领域技术人员将认识到的是，提供这些实施例用于说明的目的，并不限制如在详细描述和所附权利要求中所公开的待保护的主题。因此，对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以在本发明的范围和实质内对实施例进行各种改变和修改，并且被适当地包括在由所附权利要求限定的范围内。
图1是根据本发明的实施例的电池组模块10的分解透视图。
参照图1，电池组模块10可包括：壳体110和120(在下文中，也统称为“冷却壳体100”或者分别称为“壳体100(110和120)”)；以及第一电池组电池210和第二电池组电池220(在下文中，也统称为“电池组电池200”或者分别称为“电池组电池200(210和220)”)。
冷却壳体100可包括第一壳体110和第二壳体120。此处，如图1所示，第一壳体110和第二壳体120可以彼此对称的形式形成，但只要它们可以容纳电池组电池200(210和220)，无论具体形式是否彼此相同，这些壳体可以任何的形式形成。然而，这对应于每个壳体100(110或120)包括图2的联接部111和121以及图2的开口部112和122的情况，这将在下面进行描述。另外，为解释本发明，以下将描述壳体100(110和120)彼此对称的示例。
在图1所示的示例中，壳体100(110和120)可具有形成在每个壳体(110或120)中的四个联接部111和121，以及第一开口部112和第二开口部122，其在电池组电池200(210和220)的一侧上形成在壳体中以将电极片和电池组电池200(210和220)的侧面暴露到外部。因此，当各个联接部111和121彼此联接时，在各个开口部112和122彼此面对的同时，冷却壳体100的内部暴露于外部。换言之，容纳在冷却壳体100中的电池组电池200可由于开口部112和122而暴露于外部。具体地，上述壳体100(110和120)可包括：第一壳体110，其具有第一主体113和从第一主体113突出的多个第一联接部111；第二壳体120，其具有第二主体123和从第二主体123突出的多个第二联接部121。
图2是根据本发明的实施例的电池组模块10的组装透视图；
参照图2，组装的电池组模块10可具有通过将位于壳体100(110和120)中的电池组电池200(210和220)暴露于外部而限定的暴露表面C。为防止电池组电池200因其中产生的热量而膨胀或爆炸，暴露表面C被限定在能够通过对流或传导直接冷却电池组电池200的区域中，这可降低电池组电池200的温度。
例如，电池组电池200(210和220)可通过直接接触冷却构件20(图3)来冷却或由风扇(未示出)通过空气冷却来冷却，这将参照图3进行详细描述。
图3是说明根据本发明的实施例的电池组模块10安装在冷却构件20上的状态的透视图。
参照图3，电池组模块10可通过由形成在其中的开口部112和122限定的暴露表面C直接接触冷却构件20，从而受到冷却。冷却构件20的形式不限于图3所示的示例，但也可以是其中冷却构件与电池组模块10的壳体100(110和120)相对应的形式。
根据本实施例，冷却构件20可包括突出部21和支撑表面22。此处，突出部21可与形成在壳体100(110和120)中的开口部112和122相对应。例如，在其中开口部112和122形成在联接部111和121的内部的多端类型的情况下，突出部21的突出长度可被确定为对应于多个端的高度差。当然，突出部21可具有对应于形成在壳体110和120中的开口部112和122的长度(在下文中，也称为“成形长度”)的宽度，但可形成为开口部112和122的成形长度或更短。
例如，当冷却构件20的突出部21具有小于开口部112和122的长度的宽度时，电池组电池200与冷却构件20的突出部21接触的部分可通过由突出部21的整个长度上的开口部112和122限定的暴露表面C通过传导来冷却，而电池组电池200与冷却构件20的突出部21未接触的其它部分可通过暴露表面C由空气冷却来冷却。因此，可根据开口部112和122的条件来选择冷却构件20的类型和形状。
图4是说明根据本发明的实施例的电池组模块10和冷却构件20的安装表面的示图，图4(a)是说明根据本发明的实施例的形成在壳体100(110和120)中的第一步距d1和电池组电池200的第一至第三安装位置A1、A2和A3的示图，并且图4B是说明根据本发明的实施例的与电池组模块10相对应的冷却构件20的简图。
参照图4A和图4B，第一步距d1可形成在联接部111和121与壳体100(110和120)中的开口部112和122之间，这是它们之间的距离差。电池组模块10可在安装时通过由第一步距d1提供的空间接触冷却构件20。第一步距d1也可用作在联接电池组模块10期间增加与冷却构件20之间的联接力的结构。
当然，如上所述，可形成开口部112和122用于冷却，以便降低产生热的电池组电池200的温度，并且在这种情况下，有利的是，冷却构件20的突出部21和电池组电池200的暴露表面C彼此更为靠近。例如，电池组电池200可通过暴露表面C接触突出部21以通过传导促进其间的热交换，从而降低电池组电池200的温度。
然而，当突出部21和暴露表面C彼此间隔开恒定距离时，电池组电池200可通过提供风扇等经由对流来冷却。当电池组电池200不包括冷却构件20时，可采用与上述相同的冷却方法。
同时，壳体100(110和120)可具有安装表面115和125，其用于安装形成在其联接部111和121内部的电池组电池200。可选择性地确定安装表面115和125的形成位置(高度)。例如，形成安装表面115和125的安装位置可以是基于开口部112和122分别位于冷却壳体100的外部或内部的第一安装位置A1和第三安装位置A3，并且也可以是位于与开口部112和122相同的线的高度处的第二安装位置A2。
此处，当在壳体100(110和120)中形成第一安装位置A1时，电池组电池200不能接触冷却构件20的突出部21。由此，为通过传导来冷却电池组电池200，冷却构件20可具有其突出部21插入到开口部112和122中以与暴露表面C接触的形式。
另外，当在壳体100(110和120)中形成第二安装位置A2时，电池组电池200可接触冷却构件20的突出部21，从而通过传导来冷却。
此外，当在壳体100(110和120)中形成第三安装位置A3时，电池组电池200可接触冷却构件20的突出部21。然而，在这种情况下，当第二步距d2，即支撑表面22与形成在冷却构件20中的突出部21之间的高度差小于第一步距d1时电池组电池200可能无法实现与冷却构件20的突出部21之间的直接接触。因此，为了在将第三安装位置A3确定为安装位置时通过传导来冷却电池组电池200，可能需要其中第二步距d2形成在联接部111和121与第三安装位置A3之间的垂直距离中或更大距离中的条件。
图5A是说明根据本发明的实施例的包括在电池组模块10中的电池组电池200的具体形状的视图，并且图5B是沿图5A的线A-A'截取的横截面图。
参照图5A和图5B，根据本发明的实施例的容纳在电池组模块10中的电池组电池200的一侧，即除通过将外部材料230沿长度方向a1粘合到电池组单元200的外周而形成的三个侧面上的密封部231以外的一侧，可以是通过将外部材料230粘合到电极组件240而形成的粘合部232。
具体地，上述电池组电池200的一侧可形成为在外部材料230未被密封的状态下与电极组件240接触的粘合部232，并且电池组电池200的粘合部232侧可通过壳体100(110和120)的开口部112和122而暴露于外部以限定暴露表面C。
因此，当电池组电池200的粘合部232接触冷却构件20的突出部21时，这些部分以平面接触的方式彼此接触，这样可以增大冷却构件20和电池组电池200之间的接触区域，从而显著提高传热效率。
虽然已经详细描述了本发明的代表性实施例，但具有本发明所属技术领域常识的人员将会理解，可在不脱离本发明的范围的情况下对其进行各种修改和变化。因此，本发明的范围不应限于上述实施例，而应由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种用于电池组的冷却壳体，其包括：
第一壳体，其包括第一主体和从所述第一主体突出的多个第一联接部；以及
第二壳体，其通过所述第一联接部与所述第一壳体联接，并且包括第二主体和从所述第二主体突出并位于与所述第一联接部相对应的位置处的多个第二联接部，
其中电池组电池容纳在通过将所述第一壳体和所述第二壳体彼此联接而形成的所述冷却壳体中，
其中所述第一主体从一端延伸到另一端并且包括在所述第一主体的两端之间的侧面，
其中每个电池组电池的两个电极片分别位于所述第一主体的两端，
其中所述第二主体从一端延伸到另一端并且包括在所述第二主体的两端之间的侧面，
其中每个电池组电池的两个电极片分别位于所述第二主体的两端，
其中所述第一联接部包括位于所述第一主体的侧面并分别连接到所述第一主体的两端的一对第一联接部，
其中所述第二联接部包括位于所述第二主体的侧面并且分别连接到所述第二主体的两端的一对第二联接部，所述一对第二联接部联接到所述一对第一联接部，
其中所述第一壳体包括位于所述一对第一联接部之间的第一开口部，所述第一开口部形成在所述第一主体的侧面上，
其中所述第二壳体包括位于所述一对第二联接部之间的第二开口部，所述第二开口部形成在所述第二主体的侧面上，
其中所述第一主体的侧面朝向所述第二主体的侧面，
其中所述第一开口部与所述第二开口部连通。
2.根据权利要求1所述的用于电池组的冷却壳体，其中所述第二壳体和所述第一壳体成彼此对称。
3.根据权利要求1所述的用于电池组的冷却壳体，其中所述电池组电池通过冷却构件按以下冷却方法中的任何一种进行冷却：所述电池组电池与所述冷却构件间隔开通过对流进行冷却；所述电池组电池与所述冷却构件接触通过传导进行冷却。
4.根据权利要求1所述的用于电池组的冷却壳体，其中所述第一开口部和所述第二开口部形成暴露表面，并且其中所述电池组电池通过所述暴露表面暴露至外部。
5.根据权利要求4所述的用于电池组的冷却壳体，其中所述电池组电池被安装在所述壳体中的安装表面分别位于所述联接部内部，并且被形成为使得所述电池组电池在突出长度的区域或更短的区域暴露于外部，其中所述联接部从所述主体突出。
6.一种电池组模块，其包括：
至少一个电池组电池；以及
第一壳体，其包括第一主体和从所述第一主体突出的多个第一联接部；
第二壳体，其通过所述第一联接部与所述第一壳体联接，并且包括第二主体和从所述第二主体突出并位于与所述第一联接部相对应的位置处的多个第二联接部，
其中所述电池组电池容纳在通过将所述第一壳体和所述第二壳体彼此联接而形成的冷却壳体中，
其中所述第一主体从一端延伸到另一端并且包括在所述第一主体的两端之间的侧面，
其中每个电池组电池的两个电极片分别位于所述第一主体的两端，
其中所述第二主体从一端延伸到另一端并且包括在所述第二主体的两端之间的侧面，
其中每个电池组电池的两个电极片分别位于所述第二主体的两端，
其中所述第一联接部包括位于所述第一主体的侧面并分别连接到所述第一主体的两端的一对第一联接部，
其中所述第二联接部包括位于所述第二主体的侧面并且分别连接到所述第二主体的两端的一对第二联接部，所述一对第二联接部联接到所述一对第一联接部，
其中所述第一壳体包括位于所述一对第一联接部之间的第一开口部，所述第一开口部形成在所述第一主体的侧面上，
其中所述第二壳体包括位于所述一对第二联接部之间的第二开口部，所述第二开口部形成在所述第二主体的侧面上，
其中所述第一主体的侧面朝向所述第二主体的侧面，
其中所述第一开口部与所述第二开口部连通。
7.根据权利要求6所述的电池组模块，其中所述电池组电池包括通过外部材料在所述电池组电池外周形成的密封部和粘合部，
所述密封部形成在所述电池组电池的四个外周的三个侧面上，并且所述粘合部形成在所述电池组电池的剩余的一个侧面上。
8.根据权利要求7所述的电池组模块，其中所述粘合部通过所述第一开口部和所述第二开口部暴露于所述壳体的外部。
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