CN220324589U - 具有冷却块的电池模块的下壳体 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及具有冷却块的电池模块的下壳体。一种电池模块的下壳体可以通过使用压制方法制造冷却块来降低成本，并且可以进一步加强由于冷却水的泄漏而引起的安全问题。提供了一种电池模块的下壳体，其包括：下壳体，电池安装在下壳体中；下面板，其组装到下壳体；冷却块，其附接到下面板并且被构造成在下面板与冷却块之间形成冷却通道；以及接头，其安装在下壳体中以将冷却水引入冷却通道中以及从冷却通道中抽出冷却水。

Description

具有冷却块的电池模块的下壳体
技术领域
本公开涉及一种安装有电池模块的下壳体，更具体地，涉及一种附接有具有冷却水流路径的冷却块的电池模块下壳体。
背景技术
在传统的水冷却电池模块中，散热器和散热器框架被单独制造并组合以制造单个电池托盘，电池设置在以这种方式制造的两个电池托盘之间，然后电池托盘用带夹结合。
为了以这种方式制造大容量的水冷却电池模块，由于必须针对每个电池重复地执行制造方法，因此存在非常麻烦并且花费时间长的问题。另外，由于电池模块中包括冷却块，因此当冷却水泄漏时，冷却水被引入电池模块中，这导致诸如短路之类的主要问题。
为了解决这些问题，本公开发明人已经申请了与如图1中所示的用于安装电池模块的下壳体相关的发明(在2018年3月12日提交的韩国专利申请No.10-2018-0028767)。图1示出了根据上述发明的水冷却电池模块，并且图2A和图2B示出了电池模块与其分离的下壳体。
在上述发明的水冷却电池模块100中，至少一个电池模块300安装在下壳体200中。下壳体200由下水平板220和竖直地站立在下水平板220的两侧上的侧板240构成，并且具有形成于其中的模块安装空间260，使得电池模块300可以容纳在模块安装空间260中。冷却通道222以规则的间隔形成在下水平板220中，以用冷却水冷却安装在模块安装空间260中的电池模块300。也就是说，下壳体200(尤其是下水平板220)用作电池模块300的水冷却的冷却块。当下壳体200通过挤压或铸造方法制造时，可以同时形成冷却通道222。
根据本公开发明人的上述发明的上述水冷却电池模块，由于冷却块(即，形成有冷却通道222的下水平板220)位于电池模块的外部，因此即使在冷却水泄漏的情况下也可以确保安全。
实用新型内容
本公开发明人提出了一种电池模块的下壳体，通过改进先前公开的水冷却电池模块并通过除挤压或铸造方法之外的压制方法制造冷却块以及进一步加强由于冷却水的泄漏引起的安全问题来降低成本。
根据本公开的用于解决上述问题的一个特征，提供了一种电池模块的下壳体，该电池模块的下壳体包括：下壳体，电池安装在该下壳体中；冷却块，其附接到下壳体并且构造成在下壳体和冷却块之间形成冷却通道；以及接头，其安装在下壳体中以将冷却水引入冷却通道中以及从冷却通道中抽出冷却水。
根据本公开的用于解决上述问题的另一特征，提供了一种电池模块的下壳体，该电池模块的下壳体包括：下壳体，电池安装在该下壳体中；下面板，其组装到下壳体；冷却块，其附接到下面板并且构造成在下面板和冷却块之间形成冷却通道；以及接头，其安装在下壳体中以将冷却水引入冷却通道中以及从冷却通道中抽出冷却水。
从下面参照附图详细描述的实施方式，本公开的上述配置和操作将变得更显而易见。
根据本公开，提供一种具有冷却块的电池模块的下壳体，所述具有冷却块的电池模块的下壳体包括：其中安装有电池的下壳体；冷却块，所述冷却块附接到所述下壳体并且被构造成限定在所述下壳体和所述冷却块之间延伸的冷却通道；以及接头，所述接头安装在所述下壳体中以将冷却水引入所述冷却通道以及从所述冷却通道抽出所述冷却水。
根据本公开，所述冷却块钎焊焊接或粘合剂结合至所述下壳体。
根据本公开，所述冷却块的外部线位于所述下壳体的外部线内。
根据本公开，所述冷却通道由形成在所述下壳体中的雕刻和形成在所述冷却块中的凹部限定。
根据本公开，所述下壳体包括滑动引导件，所述滑动引导件被构造成限制在所述冷却块附接到所述下壳体时的附接位置。
根据本公开，所述冷却块通过压制方法制造。
根据本公开，所述冷却块的材料是铝、钢或塑料中的一种。
根据本公开，所述具有冷却块的电池模块的下壳体还包括组装到所述下壳体的下面板，其中，所述冷却块在所述冷却块附接到所述下面板的状态下附接到所述下壳体，并且被构造成在所述下面板和所述冷却块之间形成所述冷却通道。
根据本公开，所述下面板包括滑动引导件，所述滑动引导件被构造成限制在所述冷却块附接到所述下面板时的附接位置。
根据本公开，所述冷却通道由形成在所述下面板中的雕刻和形成在所述冷却块中的凹部限定。
附图说明
通过参照附图详细描述本公开的示例性实施方式，本公开的上述和其它目的、特征和优点对于本领域普通技术人员而言将变得更加明显，在附图中：
图1是示出根据本公开发明人的先前发明的水冷却电池模块的立体图；
图2A和图2B是构成图1的水冷却电池模块的下壳体的立体图和截面图；
图3A是根据本公开的实施方式的电池模块的下壳体的上部立体图；
图3B是电池模块的下壳体的底部立体图；
图4是示出电池模块的下壳体的整体结构的分解图；
图5A是当从下壳体(10)的底表面观看时的冷却块(20)的立体图；
图5B是下壳体(10)的仰视图；
图5C是冷却块(20)的横截面图，其沿着在冷却块(20)附接到下面板(40)的状态下穿过冷却通道(21)的线截取；
图6A是从下壳体(10)的底表面观看时的冷却块(20)的组装方法的说明图；以及
图6B是如图6A所示组装的冷却块(20)的局部截面图。
具体实施方式
根据下面参照附图详细描述的实施方式，本公开的优点和特征以及用于实现它们的方法将变得清楚。然而，本公开可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式以使得本公开将是彻底的和完整的，并且将本公开的范围充分传达给本公开所属技术领域的普通技术人员。
此外，这里使用的术语是为了描述实施方式的目的，而不是为了限制本公开。如本文所使用的，单数形式也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。本文使用的术语“包括”或“包含”不排除除了所述元件、步骤、操作和/或装置之外的一个或更多个其它元件、步骤、操作和/或装置的存在或添加。
图3A是根据本公开的实施方式的电池模块的下壳体的上部立体图，并且图3B为下壳体的下部立体图。
下壳体10是用于通过将电池模块组装件(BMA)和电池系统组装件(BSA)的组件安装在其内部空间中来确保电池系统的机械稳健性的元件。尽管存在制造下壳体10的各种方法，但是在本实施方式中，下壳体10由铝材料或钢材料制成。
冷却块20附接到下壳体10的下部外表面。也就是说，冷却块20附接到下壳体10的下部外表面以与安装在下壳体10中的电池元件(BMA和BSA组件)隔离。冷却通道21形成在冷却块20中以使得冷却水循环穿过冷却通道。在本实施方式中，冷却块20通过压制方法制造(在图2A和图2B中的发明人的先前发明中，下壳体200通过挤压或铸造方法制造)。为了将压制制造的冷却块20附接到下壳体10的下部(精确地，附接到将在图4中描述的下面板40)，可以使用钎焊焊接或结构粘合剂。冷却块20通过模制由铝或钢/塑料制成。当冷却块20由铝制成时，其可以通过钎焊焊接附接，并且当冷却块20通过模制由钢/塑料制成时，其可以用结构粘合剂附接。
接头30用于入口和出口以用于将冷却水引入到附接到下壳体10下部的冷却块20的冷却通道21中以及从冷却块20的冷却通道21中抽出冷却水，并且接头30可以以与冷却块20相同的方式通过钎焊焊接或结构粘合剂附接到下壳体10。关于确保作为本公开的主要目的之一的电池系统的安全性，与接头被包括在下壳体中的传统电池系统不同，在本公开中，接头30安装在下壳体10的外部，即，安装在与电池系统隔离的位置处，以抑制由于接头连接部分或管道中的泄漏而导致的电池系统的安全性劣化。
图4示出了根据本公开的实施方式的电池模块的下壳体的整体结构。
下面板40组装到下壳体10的下部外表面，并且冷却块20附接到下面板40的下部。以这种方式，可以通过将冷却块20放置为与下壳体10中的BMA和BSA组件隔离来确保电池模块的安全性，从而解决当冷却水由于压力或碰撞而泄漏时由流入电池中的冷却水引起的现有问题。
下面板40是根据一个实施方式的组件，并且可以根据另一实施方式而被省略。也就是说，冷却块20可以直接附接到下壳体10的下表面。在以下描述中，尽管假设存在下面板40，但是通过以下描述可以容易地执行在省略下面板40的状态下将冷却块20直接附接到下壳体10。
接头30安装在下壳体10的侧壁的下部上，并且冷却水通道孔在与接头30的位置相同的位置处形成在下面板40中。因此，当下面板40组装在下壳体10的下部处时，接头30和冷却水通道孔彼此重合(密封件可以用于防水性)。
为了将下面板40组装到下壳体10，在本实施方式中使用衬板50和51。也就是说，将下面板40放置在下壳体10的下部，设置衬板50，然后紧固/>51以将下面板40的边缘固定到下壳体10的下边缘。然而，其它紧固方法也是可能的。例如，下面板40可以使用摩擦搅拌焊接(FSW)/金属惰性气体(MIG)焊接方法附接到下壳体10的下部。
当冷却块20如上所述由铝材料制成时，附接到下面板40的冷却块20可以通过钎焊焊接附接到下面板40，并且当冷却块20通过模制由钢/塑料制成时，冷却块20可以用结构粘合剂附接。
在通过常规挤压或铸造方法制造有这种结构的下壳体的情况下，当冷却系统损坏时必须更换下壳体本身，但是根据本公开，当冷却块20损坏时，仅需要更换冷却块20，并且可以重复使用下壳体10。
冷却块20可以通过压制方法制造。也就是说，可以使用压模在板基底材料上以冷却通道21的形状对凹部(或压印)进行压制处理。这里，从下面板40的位置观察冷却块20的视角呈现凹部，并且从观察冷却块20的底表面的视角呈现压印。凹部(或压印)通过将冷却块20附接到下面板40而与下面板40的表面一起形成冷却通道21。
如上所述，由于用于形成冷却通道和冷却块20的外部的凹部(或压印)通过压制方法制造，因此可以简化制造工艺并且可以降低制造成本。
图5A是当从下壳体10的底表面观看时的冷却块20的立体图，图5B是冷却块20的平面图(即，下壳体10的底视图)，并且图5C是冷却块20的截面图，其沿着在冷却块20附接到下面板40的状态下穿过冷却通道21的线截取。
从图5A可以看出，从冷却块20的底表面突出的冷却通道21被压机压印。
另外，在图5B中，可以看出，与接头30连通的冷却水入口和出口22形成在冷却通道21中。另外，可以看出，冷却块20的外部线23被压入小区域中以位于下面板40的外部线内。因此，即使当下面板40和冷却块20之间的附接状态被破坏并且冷却水泄漏出时，冷却水逸出到外部而不在下壳体10的侧表面上流动并渗透到内部空间中的可能性也进一步增加。
另外，在图5C的截面图中，可以看出，通过压入冷却块20的下部而凹入地形成的凹部24在下面板40和冷却块20之间形成空间，从而形成冷却通道21。然而，在该结构中，由于将下面板40附接到下壳体10的焊接以及确保用于固定刚性的厚度的需要，可能稍微降低冷却性能。为了解决这些问题并保持冷却性能，在下面板40的与冷却块20的凹部24形成冷却通道21的一部分中形成具有与通道形状相同或相似的形状的雕刻42。形成在下面板40中的雕刻42增加了冷却通道21的高度H，以减小冷却水循环期间的压力差，并且减小从冷却通道21通过下面板40到电池的热传递路径P，以提高冷却性能。
将描述冷却块20和用于在组装之后防止分离的结构的组装的容易性。
参照图6A，一对滑动引导件43安装在下壳体10上所组装的下面板40上，并且冷却块20从侧面装配到引导件43之间的空间中，然后滑动地插入。在插入之后，冷却块20使用如上所述的钎焊焊接或结构粘合剂附接到下面板40。图6B是装配到滑动引导件43的冷却块20的截面图。
由于这种滑动结构的应用，可以限制冷却块20的组装位置，通过促进组装来改善组装性能，并且可以在组装之后防止由于过大压力引起的分离，从而获得结构加强的效果。
根据本公开，可以获得以下效果。
-可以减小待冷却的单元(电池)与冷却水之间的热阻元件，使得通过将冷却块和冷却相关部件与下壳体集成来提高冷却效率。
-在作为水冷却电池的最大问题的不安全性方面，可以通过将冷却块放置在壳体外部并且因此阻止冷却水进入壳体并且在冷却水从冷却块侧泄漏时引起短接(短路)和火灾的可能性来提高电池的安全性。
-由于冷却块通过压制方法制造并且可以容易地组装在下壳体中，因此消除了与压制配合或铸造相关的过程，并且可以降低成本。
-由于通过压制方法制造的冷却块可以容易地从下壳体移除，因此当冷却块损坏时，可以保留下壳体本身，并且可以仅更换冷却块。
尽管上面已经参照示例性实施方式详细描述了本公开，但是本公开所属技术领域的普通技术人员应当能够理解，在不脱离本公开的技术精神或基本特征的情况下，可以进行各种修改和改变。因此，应当理解，所公开的实施方式在所有方面不是限制性的，而是说明性的。本公开的范围不是由以上描述而是由所附公开内容界定的，并且应理解的是，从所附公开内容的范围和等效物导出的所有改变或修改都落入本公开的范围内。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年8月20日提交的韩国专利申请No.10-2021-0110476的优先权和权益，该韩国专利申请的公开内容通过引用整体并入本文中。

Claims (9)

1.一种具有冷却块的电池模块的下壳体，其特征在于，所述具有冷却块的电池模块的下壳体包括：
其中安装有电池的下壳体；
冷却块，所述冷却块附接到所述下壳体并且被构造成限定在所述下壳体和所述冷却块之间延伸的冷却通道；以及
接头，所述接头安装在所述下壳体中以将冷却水引入所述冷却通道以及从所述冷却通道抽出所述冷却水。
2.根据权利要求1所述的具有冷却块的电池模块的下壳体，其特征在于，所述冷却块钎焊焊接或粘合剂结合至所述下壳体。
3.根据权利要求1所述的具有冷却块的电池模块的下壳体，其特征在于，所述冷却块的外部线位于所述下壳体的外部线内。
4.根据权利要求1所述的具有冷却块的电池模块的下壳体，其特征在于，所述冷却通道由形成在所述下壳体中的雕刻和形成在所述冷却块中的凹部限定。
5.根据权利要求1所述的具有冷却块的电池模块的下壳体，其特征在于，所述下壳体包括滑动引导件，所述滑动引导件被构造成限制在所述冷却块附接到所述下壳体时的附接位置。
6.根据权利要求1所述的具有冷却块的电池模块的下壳体，其特征在于，所述冷却块的材料是铝、钢或塑料中的一种。
7.根据权利要求1所述的具有冷却块的电池模块的下壳体，其特征在于，所述具有冷却块的电池模块的下壳体还包括组装到所述下壳体的下面板，
其中，所述冷却块在所述冷却块附接到所述下面板的状态下附接到所述下壳体，并且被构造成在所述下面板和所述冷却块之间形成所述冷却通道。
8.根据权利要求7所述的具有冷却块的电池模块的下壳体，其特征在于，所述下面板包括滑动引导件，所述滑动引导件被构造成限制在所述冷却块附接到所述下面板时的附接位置。
9.根据权利要求7所述的具有冷却块的电池模块的下壳体，其特征在于，所述冷却通道由形成在所述下面板中的雕刻和形成在所述冷却块中的凹部限定。
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