CN114375521A - 电池组和包括该电池组的装置 - Google Patents

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Abstract

根据本公开的一个实施例的电池组包括：多个电池模块；多个散热器，所述多个散热器被形成在所述多个电池模块中的每个电池模块的下方；第一流动路径，该第一流动路径用于向所述多个散热器中的每个散热器供应制冷剂；和第二流动路径，该第二流动路径用于排放在所述多个散热器中循环的制冷剂，其中，被供应到所述多个散热器中的每个散热器的制冷剂在形成于所述散热器和模块框架的下表面之间的空间中循环。

Description

电池组和包括该电池组的装置
技术领域
相关申请的交叉引用
该申请要求2020年4月14日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2020-0045308号的权益，其公开内容通过引用以其整体并入本文。
本公开涉及一种电池组和包括该电池组的装置，更特别地，本公开涉及一种具有集成冷却结构的电池组和包括该电池组的装置。
背景技术
作为诸如移动装置和电动车辆的各种产品中的能量源，二次电池已经吸引了大量关注。二次电池是能够替代使用化石燃料的现有产品的使用的有力的能量资源，并且因为二次电池不会由于能量使用而产生副产品，因此作为环境友好能源而备受瞩目。
近来，随着大容量二次电池结构、包括利用作为能量存储源的二次电池的必要性不断升高，对多模块结构的电池组的需求正在增长，该电池组是电池模块的组件，在该电池模块中，多个二次电池被串联/并联连接。
同时，当多个电池单体被串联/并联连接以构造电池组时，如下方法是常见的：构造由至少一个电池单体构成的电池模块，然后将其它部件添加到至少一个电池模块，以构造电池组。
电池组包括多个电池单体在其中堆叠的电池单体堆和多个电池模块，每个电池模块包括用于容纳电池单体堆的模块框架。
图1是示出传统的电池组的视图，多个电池模块被置放在该电池组中。
参考图1，传统的电池组包括如下结构：其中，制冷剂沿着流动路径20流动到被容纳在下外罩30中的多个电池模块10的下侧。在图1所示的电池组结构的情形中，电池模块的数目相对较大，因此，难以单独地控制每个电池模块的温度，并且该电池组结构被简单地构造成使得冷却剂流动到电池模块的下侧，由此在位于靠近制冷剂的流入部的电池模块和远离制冷剂的流入部的电池模块之间以及位于所述电池模块内部的电池单体之间可能发生温度偏差。当在所述电池模块之间和电池单体之间发生温度偏差时，可能导致二次电池的寿命缩短。
发明内容
技术问题
本公开的目的在于提供一种具有集成冷却结构的电池组和包括该电池组的装置。
本公开的目的不限于前述目的，并且根据以下详细描述，本领域技术人员应该清楚地理解本文中未描述的其它目的。
技术方案
根据本公开的一个实施例，提供一种电池组，包括：多个电池模块；多个散热器，所述多个散热器被形成在所述多个电池模块中的每个电池模块的下侧上；第一流动路径，该第一流动路径向所述多个散热器中的每个散热器供应制冷剂；和第二流动路径，该第二流动路径排放在所述多个散热器中循环的制冷剂，其中，被供应到每个散热器的制冷剂在分别地形成于所述散热器和模块框架的下表面之间的空间中循环。
所述第一流动路径可以包括：进口部，制冷剂通过该进口部流入；主供应流动路径部，该主供应流动路径部引导流入的制冷剂；和多个副供应流动路径部，所述多个副供应流动路径部分别地将已经通过所述主供应流动路径部的制冷剂供应到所述散热器，并且所述第二流动路径可以包括：出口部，制冷剂通过该出口部流出；主排放流动路径部，该主排放流动路径部将制冷剂引导到所述出口部；和副排放流动路径部，该副排放流动路径部将在所述散热器中循环的制冷剂排放到所述主排放流动路径部。
所述副供应流动路径部和副排放流动路径部可以被形成在所述散热器的下侧上，所述副供应流动路径部可以允许制冷剂被向上供应到位于所述散热器和模块框架的底部之间的空间，并且所述副排放流动路径部可以允许制冷剂从位于所述散热器和模块框架的底部之间的空间向下排放。
所述主供应流动路径部和主排放流动路径部可以被分别地置放在所述多个电池模块的外部，所述副供应流动路径部可以被形成为朝向所述主排放流动路径部延伸，并且所述副排放流动路径部可以被形成为朝向所述主供应流动路径部延伸。
所述副供应流动路径部可以被形成为以如下方式延伸：使得所述副供应流动路径部完全地穿过至少一个散热器，以供应制冷剂，并且所述副排放流动路径部可以被形成为以如下方式延伸：使得所述副排放流动路径部完全地穿过将制冷剂排放到所述副排放流动路径部的至少一个散热器。
所述第一流动路径和第二流动路径可以被置放成横跨所述电池模块堆的下中央部。
所述多个电池模块可以被置放成至少一行，并且所述副供应流动路径部和副排放流动路径部可以被置放在每行中。
所述多个电池模块可以被构造成使得：一个电池模块被置放在与形成有所述进口部和出口部的部分相邻的部分中，然后，所述多个电池模块可以沿着所述主供应流动路径部和主排放流动路径部置放成两行。
所述电池组可以进一步包括：下外罩，该下外罩容纳所述多个电池模块、第一流动路径和第二流动路径；和上外罩，该上外罩从上侧覆盖所述多个电池模块、第一流动路径和第二流动路径。
根据本公开的另一个实施例，提供一种包括上述电池组的装置。
有利效果
根据本公开的实施例，在包括具有增加数目的电池单体的大面积电池模块的电池组的结构中，制冷剂被供应到分开形成在每个电池模块中的散热器，由此能够使得电池模块之间的温度偏差最小化。
另外，通过对所述模块框架和散热器进行集成的冷却结构，能够简化冷却结构。
本公开的效果不限于上述效果，本领域技术人员将从所附权利要求的描述中清楚地理解上文未描述的另外的其它效果。
附图说明
图1是示出传统的电池组的视图，多个电池模块被置放在该电池组中；
图2是示出根据本公开实施例的电池模块以及被联接到该电池模块的散热器的分解立体图；
图3是示出根据本公开实施例的电池组的分解立体图；
图4是更详细地示出形成有图3的多个电池模块和置放在相应的电池模块的下侧上的散热器的结构的分解立体图；
图5是图4的部段A的放大视图；并且
图6是示出根据本公开修改实施例的电池组的分解立体图。
具体实施方式
应当理解，下文将描述的示例性实施例被示意性地描述，以帮助理解本公开，并且能够对本公开做出各种修改，以与本文中描述的示例性实施例不同地实施本公开。然而，在本公开的描述中，当确定公知功能或构成元件的具体描述和图示可能不必要地使本公开的主题模糊时，将省略该具体描述和图示。另外，为了帮助理解本公开，未基于实际比例示出附图，而是构成元件的一些部分可能在尺寸上被夸大。
如本文中所使用地，诸如第一、第二等的术语可以用于描述各种部件，并且这些部件不受这些术语限制。这些术语仅用于将一个部件与另一个部件进行区分。
此外，本文中使用的术语仅用于描述特定示例性实施例，而非旨在限制本公开的范围。单数表达包括复数表达，除非它们在上下文中具有明确相反的含义。应该理解，如本文中所使用地，术语“包括”、“包含”和“具有”旨在表示存在所阐述的特征、数目、步骤、移动、构成元件、零件或其组合，但是应该理解，这些术语不排除存在或添加一个或多个其它的特征、数目、步骤、移动、构成元件、零件或其组合的可能性。
以下，将参考图2和图3描述根据本公开的一个实施例的电池模块以及被联接到该电池模块的散热器、第一流动路径和第二流动路径的结构。
图2是示出根据本公开实施例的电池模块和被联接到该电池模块的散热器的分解立体图。图3是示出根据本公开实施例的电池组的分解立体图。图4是更详细地示出形成有图3的多个电池模块和置放在相应的电池模块的下侧上的散热器的结构的分解立体图。图5是图4的部段A的放大视图。
参考图2到图5，根据本公开的一个实施例的电池组包括：电池单体堆；电池模块100，多个电池单体被堆叠在该电池模块中；和多个散热器400，所述多个散热器400被形成在多个电池模块100中的每一个电池模块的下侧上。另外，所述电池组包括：第一流动路径200，该第一流动路径200向多个散热器400中的每个散热器供应制冷剂；和第二流动路径300，该第二流动路径300排放在多个散热器400中循环的制冷剂。被供应到每个散热器400的制冷剂在分别形成于所述散热器400和多个模块框架100的底部之间的空间中循环。
多个电池模块100可以分别包括：电池单体堆110，多个电池单体被堆叠在该电池单体堆110中；和模块框架120，该模块框架120用于容纳所述电池单体堆110。根据本公开实施例的电池单体是二次电池，并且可以被构造成袋型二次电池。这种电池单体可以由多个单体构成，并且多个电池单体可以被堆叠在一起从而彼此电连接，由此形成电池单体堆110。多个电池单体中的每个电池单体可以包括电极组件、单体外壳以及从电极组件突出的电极引线。
所述模块框架120能够容纳所述电池单体堆110。所述模块框架120可以包括：下框架121，该下框架用于覆盖所述电池单体堆110的下表面和两个侧表面；和上板122，该上板122用于覆盖所述电池单体堆100的上表面。然而，所述模块框架120的结构不限于此，并且可以是由除了所述电池单体堆110的前表面和后表面之外的四个表面围绕而成的单框架形状。
根据本公开实施例的电池模块100可以进一步包括端板130，该端板覆盖所述电池单体堆110的前表面和后表面。被容纳在内部的电池单体堆110能够通过上述模块框架120受到物理保护。
所述散热器400可以被形成在所述模块框架120的下部处。所述散热器400可以包括：下板410，该下板410形成所述散热器400的骨架，并且与所述模块框架120的底部接触；进口420，该进口420被形成在所述散热器400的一侧上，以从所述散热器400的外部向内部供应制冷剂；出口430，该出口430被形成在所述散热器的一侧上，使得在所述散热器的内部流动的制冷剂流动到所述散热器的外部；和流动路径部440，该流动路径部440连接所述进口420和出口430，并且允许制冷剂流动。
具体地，所述流动路径部440可以指这样的结构：其中，与所述下框架121的下表面(其对应于所述模块框架120的底部)相接触的下板410被形成为向下凹陷。所述流动路径部440的上侧敞开，以在所述流动路径部440和所述模块框架120的底部之间形成流动路径，并且制冷剂能够流动通过该流动路径。换言之，根据本公开实施例的电池模块100能够具有集成的冷却结构，在该结构中，所述模块框架120的底部用于对应于所述散热器400的上板。
传统上，在所述模块框架的下侧上单独地形成有制冷剂在其中流动的结构，从而所述模块框架无任何选择、只能间接地进行冷却。因此，降低了冷却效率，并且形成单独的制冷剂流动结构所造成的问题在于，这引起电池模块和其上安装有该电池模块的电池组上的空间利用率劣化。然而，根据本公开的一个实施例，通过采用所述散热器400与所述模块框架120的下部相集成的结构，制冷剂能够直接地在所述流动路径部440和模块框架120的底部之间流动，由此通过直接冷却而增加冷却效率，并且通过所述散热器400与模块框架120的底部相集成的结构，能够进一步提高所述电池模块和其上安装有该电池模块的电池组上的空间利用率。
所述下板410能够被形成为对应于所述模块框架120的底部。所述模块框架120的底部对应于所述下框架121的底部，所述下板410和下框架121的底部能够通过焊接而被联接，并且能够通过所述下板410而增强整个电池模块的强度。所述下板410和下框架121的底部通过焊接联接被密封，由此制冷剂能够在被形成于所述下板410的内部的流动路径部440中不发生泄漏的情况下进行流动。
参考图5，所述进口420和出口430均能够被形成在所述散热器400的一侧上。更具体地，所述进口420和出口430均可以被形成在所述散热器400的、设置有所述端板130的一侧上。所述进口420和出口430可以分别位于所述散热器400的一侧的两端处。制冷剂供应部和制冷剂排放部被形成在所述散热器400的下侧或上侧上，使得通过所述制冷剂供应部供应的制冷剂能够流入所述进口420中，并且通过所述出口430流出的制冷剂能够通过所述制冷剂排放部被排放到外部。
所述流动路径部440可以被形成为在弯曲的同时覆盖所述模块框架120的底部。所述流动路径部440被形成在除了所述下板410与所述模块框架120的底部形成接触的部分之外的、所述模块框架120的底部的大部分区域中，由此，被布置成占据所述模块框架120的底部的大部分区域的电池单体堆110的所有部分均能够被均匀地冷却。
所述流动路径部440的被弯曲的部分可以由弯曲表面形成。当成角度的边缘部被形成在所述流动路径部440中时，在所述成角度的边缘部处，制冷剂的流动将很可能停滞，因此增加了温度偏差和压降。在这方面，如果如本公开实施例那样利用弯曲表面来处理所述被弯曲的部分，则能够自然地进行制冷剂的流动。
根据本公开的一个实施例，多个散热器400可以被形成在多个电池模块100中的每一个电池模块的下侧上。所述第一流动路径200向多个散热器400中的每一个散热器供应制冷剂，并且所述第二流动路径300将在多个散热器400中循环的制冷剂排放到外部。
传统上，用于制冷剂流动的流动路径被分开地形成在多个电池模块的下侧上，并且分开形成的流动路径被置放成集中经过多个电池模块的下侧。然而，在传统情形中，存在难以控制电池模块各自温度的问题，并且在位置靠近制冷剂流入点的电池模块和电池单体与位置远离冷却剂流入点的电池模块和电池单体之间发生温度偏差，使得电池模块的寿命可能缩短。
相应地，根据本公开的一个实施例，采用如下结构，在该结构中，多个散热器400被一体地形成在多个电池模块100中的每个电池模块的下侧上，并且制冷剂通过所述第一流动路径200被供应到多个散热器400中的每一个散热器，由此能够使得电池模块和电池单体之间的温度偏差最小化，并且增加电池模块和电池组的寿命。
此外，如本公开的实施例中所述，在被堆叠的电池单体的数目大于图1的电池单体的数目(而不是具有比图1的电池模块大的尺寸)的大面积模块的情形中，与图1所示的电池模块的数目相比较，能够减小被插入到相同体积的电池组中的电池模块的数目，由此能够进一步简化供应到每一个电池模块的制冷剂供应结构。
以下，将参考图3到图5描述根据本公开的一个实施例的制冷剂供应和排放结构。
图4是更详细地示出形成有图3的多个电池模块和置放在相应的电池模块的下侧上的散热器的结构的分解立体图。图5是图4的部段A的放大视图。
参考图3到图5，根据本公开的一个实施例的第一流动路径200可以包括：进口部210，制冷剂通过该进口部210流入；主供应流动路径部220，该主供应流动路径部220引导流入的制冷剂；和多个副供应流动路径部230，所述多个副供应流动路径部230分别将已经通过所述主供应流动路径部220的制冷剂供应到所述散热器400。此外，根据本公开的一个实施例的第二流动路径300可以包括：出口部310，制冷剂通过该出口部310流出；主排放流动路径部320，该主排放流动路径部320将制冷剂引导到所述出口部310；和副排放流动路径部330，该副排放流动路径部330将在所述散热器400中循环的制冷剂排放到所述主排放流动路径部320。
此时，所述副供应流动路径部230和副排放流动路径部330可以被形成在所述散热器400的下侧上，所述副供应流动路径部230允许制冷剂被向上供应到位于所述散热器400和模块框架120的底部之间的空间，所述副排放流动路径部330可以允许从位于所述散热器400和模块框架的底部之间的空间向下排放制冷剂。
结果，已经通过所述进口部210流入的制冷剂顺次经过所述主供应流动路径部220和副供应流动路径部230，并且分别通过位于电池模块100下方的所述散热器400的进口420被供应。所供应的制冷剂通过被形成在每个散热器400中的流动路径440而在所述散热器400的内部循环，并且完成循环后的制冷剂通过所述散热器400的出口430顺次经过所述副排放流动路径部330和主排放流动路径部320，并且通过所述出口310被排放到电池组的外部。
根据本公开的一个实施例，所述主供应流动路径部220和主排放流动路径部320可以被分别地置放在多个电池模块100的外部，所述副供应流动路径部230可以被形成为朝向所述主排放流动路径部320延伸，并且所述副排放流动路径部330可以被形成为朝向所述主供应流动路径部220延伸。此时，所述副供应流动路径部230被延伸地形成，使得所述副供应流动路径部230完全穿过至少一个散热器400来用于供应制冷剂，并且所述副排放流动路径部330可以被延伸地形成，以完全穿过将制冷剂排放到所述副排放流动路径部330的至少一个散热器400。
所述副供应流动路径部230被延伸地形成，以穿过所述散热器400的进口420并且到达所述主排放流动路径部320所位于的部分，由此能够支撑至少一个散热器400和位于上侧上的电池模块100的载荷。
多个电池模块100可以被置放成至少一行，并且所述副供应流动路径部230和副排放流动路径部330可以被置放在每一行中。根据本公开的实施例，多个电池模块100可以被构造成使得一个电池模块100被置放在与形成有所述进口部210和出口部310的部分相邻的部分中，然后，多个电池模块可以沿着所述主供应流动路径部220和主排放流动路径部320置放成两行。
根据本公开的一个实施例，本公开的电池组可以进一步包括：下外罩500，该下外罩500容纳多个电池模块100、第一流动路径200和第二流动路径300；和上外罩600，该上外罩600从上侧覆盖多个电池模块100、所述第一流动路径200和第二流动路径300。
以下，将参考图6描述根据本公开修改实施例的电池组。
参考图6，根据本公开修改实施例的电池组可以被置放成使得第一流动路径200和第二流动路径300横跨电池模块组件的下中央部。能够以此方式实现具有以各种形式修改的第一流动路径200和第二流动路径300的布置结构的电池组。
根据本公开的实施例的电池组可以具有一个或多个根据该实施例的电池模块被聚集并且与控制和管理电池的温度、电压等的电池管理系统(BMS)和冷却装置封装在一起的结构。
所述电池组能够应用于各种装置。这样的装置可以被应用于车辆装置，诸如电动自行车、电动车辆或者混合动力车辆，但是本公开不限于此，并且可应用于能够使用电池模块的各种装置，这也属于本公开的范围。
虽然参考优选实施例已经示出并描述了本发明，但是本公开的范围不限于此，并且本领域技术人员能够设计将落入在所附权利要求中描述的本发明的精神和范围内的许多其它修改和实施例。此外，不应与本公开的技术精神或观点分开地理解这些修改实施例。
附图标记说明
100：电池模块
110：电池单体堆
120：模块框架
121：下框架
122：上板
130：端板
200：第一流动路径
210：进口部
220：主供应流动路径部
230：副供应流动路径部
300：第二流动路径
310：出口部
320：主排放流动路径部
330：副排放流动路径部
400：散热器
500：下外罩
600：上外罩

Claims (10)

1.一种电池组，包括：
多个电池模块；
多个散热器，所述多个散热器被形成在所述多个电池模块中的每个电池模块的下侧上；
第一流动路径，所述第一流动路径向所述多个散热器中的每个散热器供应制冷剂；和
第二流动路径，所述第二流动路径排放在所述多个散热器中循环的制冷剂，
其中，被供应到所述散热器中的每个散热器的制冷剂在分别形成于所述散热器和所述模块框架的下表面之间的空间中循环。
2.根据权利要求1所述的电池组，其中，
所述第一流动路径包括：
进口部，所述制冷剂通过所述进口部流入；
主供应流动路径部，所述主供应流动路径部引导流入的所述制冷剂；和
多个副供应流动路径部，所述多个副供应流动路径部分别地将已经通过所述主供应流动路径部的制冷剂供应到所述散热器，并且
所述第二流动路径包括：
出口部，所述制冷剂通过所述出口部流出；
主排放流动路径部，所述主排放流动路径部将所述制冷剂引导到所述出口部；和
副排放流动路径部，所述副排放流动路径部将在所述散热器中循环的制冷剂排放到所述主排放流动路径部。
3.根据权利要求2所述的电池组，其中，
所述副供应流动路径部和所述副排放流动路径部被形成在所述散热器的下侧上，
所述副供应流动路径部允许所述制冷剂被向上供应到位于所述散热器和所述模块框架的底部之间的空间，并且
所述副排放流动路径部允许所述制冷剂从位于所述散热器和所述模块框架的所述底部之间的所述空间向下排放。
4.根据权利要求2所述的电池组，其中，
所述主供应流动路径部和所述主排放流动路径部被分别置放在所述多个电池模块的外部，
所述副供应流动路径部被形成为朝向所述主排放流动路径部延伸，并且所述副排放流动路径部被形成为朝向所述主供应流动路径部延伸。
5.根据权利要求4所述的电池组，其中，
所述副供应流动路径部被形成为以如下方式延伸：使得所述副供应流动路径部完全地穿过至少一个散热器，以供应制冷剂，并且
所述副排放流动路径部被形成为以如下方式延伸：使得所述副排放流动路径部完全地穿过将所述制冷剂排放到所述副排放流动路径部的至少一个散热器。
6.根据权利要求2所述的电池组，其中，
所述第一流动路径和所述第二流动路径被置放成横跨所述电池模块堆的下中央部。
7.根据权利要求2所述的电池组，其中，
所述多个电池模块被置放成至少一行，并且所述副供应流动路径部和所述副排放流动路径部被置放在每行中。
8.根据权利要求7所述的电池组，其中：
所述多个电池模块被构造成使得：一个电池模块被置放在与形成有所述进口部和所述出口部的部分相邻的部分中，然后，所述多个电池模块沿着所述主供应流动路径部和所述主排放流动路径部被置放成两行。
9.根据权利要求1所述的电池组，进一步包括：
下外罩，所述下外罩容纳所述多个电池模块、所述第一流动路径和所述第二流动路径；和
上外罩，所述上外罩从上侧覆盖所述多个电池模块、所述第一流动路径和所述第二流动路径。
10.一种装置，包括根据权利要求1所述的电池组。
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