CN102800828B - 提供改进的冷却剂通量分配均匀性的中型或大型电池组壳 - Google Patents

提供改进的冷却剂通量分配均匀性的中型或大型电池组壳 Download PDF

Info

Publication number
CN102800828B
CN102800828B CN201210274594.6A CN201210274594A CN102800828B CN 102800828 B CN102800828 B CN 102800828B CN 201210274594 A CN201210274594 A CN 201210274594A CN 102800828 B CN102800828 B CN 102800828B
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery pack
battery
pack case
sized
fin
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.)
Active
Application number
CN201210274594.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102800828A (zh
Inventor
林艺勋
崔头成
安宰成
姜达模
韩相弼
尹种文
梁熙国
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.)
Lg Energy Solution
Original Assignee
LG Chemical Co Ltd
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 LG Chemical Co Ltd filed Critical LG Chemical Co Ltd
Publication of CN102800828A publication Critical patent/CN102800828A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102800828B publication Critical patent/CN102800828B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/617—Types of temperature control for achieving uniformity or desired distribution of temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/651—Means 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/651—Means 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
    • H01M10/652—Means 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561—Gases
    • H01M10/6563—Gases with forced flow, e.g. by blowers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561—Gases
    • H01M10/6566—Means within the gas flow to guide the flow around one or more cells, e.g. manifolds, baffles or other barriers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; 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
    • H01M50/24—Mountings; 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; 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
    • H01M50/242—Mountings; 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 against vibrations, collision impact or swelling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/34—Gastight accumulators
    • H01M10/345—Gastight metal hydride accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H01M10/6557—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange arranged between the cells
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

本说明书公开了一种中型或大型电池组壳，在该电池组壳中安装有具有多个堆叠的电池组电池的电池模块，该电池组电池可被充电和放电，其中该电池组壳设有冷却剂入口和冷却剂出口，该冷却剂入口和冷却剂出口被布置为使得用于冷却电池组电池的冷却剂可以在与电池组电池的堆叠方向相垂直的方向上从电池模块的一侧流到另一侧，并且该电池组壳进一步设有以凹凸形状形成的凸肋，用于提高电池组壳抵抗外力的结构稳定性，该凸肋构造为向外突出的结构，以允许在冷却剂入口和电池模块之间限定的流动空间（“入口管道”）内在流体的前进方向上，从冷却剂入口将冷却剂均匀地引入到电池模块。

Description

提供改进的冷却剂通量分配均匀性的中型或大型电池组壳
本申请是申请日为2008年6月12日、发明名称为“提供改进的冷却剂通量分配均匀性的中型或大型电池组壳”的第200880019794.9号（国际申请号PCT/KR2008/003286）专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种中型或大型电池组壳，更具体地涉及这样一种中型或大型电池组壳，在该电池组壳中安装有具有多个堆叠的电池组电池的电池模块，该电池组电池可被充电和放电，其中该电池组壳设有冷却剂入口和冷却剂出口，该冷却剂入口和冷却剂出口被布置为使得用于冷却电池组电池的冷却剂可以在与电池组电池的堆叠方向相垂直的方向上从电池模块的一侧流到另一侧，并且该电池组壳进一步设有以凹凸形状形成的凸肋（bead），用于提高电池组壳抵抗外力的结构稳定性，该凸肋构造为向外突出的结构，以允许在冷却剂入口和电池模块之间限定的流动空间（“入口管道”（inlet duct））内在流体的前进方向上，从冷却剂入口将冷却剂均匀地引入到电池模块。
背景技术
近来，可被充电和放电的二次电池已广泛用做无线移动设备的能量来源。此外，二次电池作为电动车辆（EV）和混合电动车辆（HEV）的电源，已吸引了相当大的关注，该电动车辆（EV）和混合电动车辆（HEV）已被开发用于解决诸如由使用化石燃料的现有的汽油和柴油车辆引起的空气污染等问题。
小型移动设备对于每个设备使用一个或若干个电池组电池。另一方面，诸如车辆等中型或大型设备使用具有多个相互电连接的电池组电池的中型或大型电池模块，因为高输出和大容量对于中型或大型设备是必要的。
优选地，如果可能的话，中型或大型电池模块被制造得具有小的尺寸和重量。因此，可以高集成度地堆叠且具有小重量-容量比的棱柱形电池或袋形电池通常用作中型或大型电池模块的电池组电池。尤其是，当前对使用铝层压板作为保护构件（sheathing member）的袋形电池产生了许多兴趣，因为该种袋形电池的重量轻，该种袋形电池的制造成本低，并且该种袋形电池的形状易于改变。
对于提供预定装置或设备所需的功率和容量的中型或大型电池模块来说，中型或大型电池模块需要被构造为这样的结构，在该结构中多个电池组电池相互串联地电连接，并且这些电池组电池在抵抗外力方面是稳定的。
此外，构成中型或大型电池模块的电池组电池是可被充电和放电的二次电池。因此，在电池组电池的充电和放电过程中从高功率、大容量的二次电池中产生了大量的热。如果不有效地去除在单元电池的充电和放电过程中从单元电池产生的热量，热量在各个单元电池内积聚，因此加速了单元电池的退化。根据情况，单元电池会着火或者***。为此，在用于车辆的高功率、大容量的电池组中需要冷却***。
图1中示出了电池组冷却***的一个实例。
参照图1，电池组冷却***包括电池模块20和电池组壳10，该电池模块20被构造为其中多个电池组电池21互相电连接的结构，以及电池模块20安装在该电池组壳10内。在电池组壳10形成有冷却剂入口和冷却剂出口，该冷却剂入口和冷却剂出口被布置为冷却剂可以在与电池组电池21的堆叠方向相垂直的方向上从电池模块20的一侧流到另一侧。在电池组壳10也形成有向内突出的凸肋11，所述凸肋布置为凹凸结构并且向入口管道12内侧突出，使得电池组壳10表现出抵抗诸如扭曲或震动之类的外力的优秀耐用性或结构稳定性。在图2清晰地示出了向内突出的凸肋11的外部形状，该图2是图示了电池组壳10的外貌的局部立体图。
如图2所示，向内突出的凸肋11构造为具有大长度（L）宽度（W）比的凹凸结构。所述向内突出的凸肋11互相平行布置。
再次参照图1，在电池模块20的各自的电池组电池21之间限定了小流动通道22，使得冷却剂可以流过该流动通道22。因此，通过冷却剂入口2引入的冷却剂流过该流动通道22。同时，从电池组电池21产生的热量被冷却剂去除。在此之后，冷却剂通过冷却剂出口4排出。
但是，通过冷却剂入口2引入的冷却剂的流动通常被邻近冷却剂入口2在电池组壳10形成的向内突出的凸肋11扰动，结果使得该流动难以实现到电池组电池21的均匀冷却剂通量分配。特别地，上部的管道12的宽度在向内突出的凸肋11所在的位置处暂时减小。因此，穿过在位于向内突出的凸肋11之下的电池组电池21之间限定的流动通道流动的冷却剂的通量被显著减小，因此，冷却剂被驱至向内突出的凸肋11之前。
图3是图解了以如图1所示的结构构造的中型或大型电池组的电池组电池之间的冷却剂通量分配的测量结果的图表。从该图表可见，在电池组壳10的向内突出的凸肋11所在的位置b1、b2、b3、b4和b5处，电池组电池之间的冷却剂的质量流率X随着到冷却剂入口的距离增加而明显减小。
最终，冷却剂没有被均匀地供应至各个电池组电池21，因此电池组电池21之间的温度差大大增加。这样的大温度差是电池组的整体性能大大降低的其中一个主要原因。
作为一种用于解决冷却剂的不均匀分配所引起的问题的技术，一种用于通过安装在冷却剂通道内的多个整流板来改变冷却剂的流动方向的技术公开于日本专利申请公布No.2005-116342。但是，这一技术具有的问题在于在常规制造过程中增加了安装整流板的过程，因此增加了制造成本。此外，该所公开的技术具有的另一问题在于在电池组中的冷却剂的流动被整流板干扰，因此，通过冷却剂入口引入的冷却剂通过冷却剂出口排出所使用的平均剩余时间增大，由此降低了冷却效率。
因此，非常需要一种技术来从根本上解决上述问题。
发明内容
因此，做出了本发明来解决上述问题以及其他仍未解决的技术问题。
作为对于中型或大型电池组壳进行的各种广泛深入研究和试验的结果，本申请的发明人发现，当在电池组壳形成的凸肋被构造为向外突出的结构时，提高了冷却剂通量的分配均匀性，同时其抵抗外力的结构稳定性的降低被最小化，从而使得在电池组电池之间积聚的热量被有效地去除，因此大大提高了电池组电池的性能和使用寿命。本发明基于这些发现完成。
根据本发明的一个方面，可通过提供如下一种中型或大型电池组壳来实现上述和其他目的，在该电池组壳中安装有具有多个堆叠的电池组电池的电池模块，该电池组电池可被充电和放电，其中该电池组壳设有冷却剂入口和冷却剂出口，该冷却剂入口和冷却剂出口被布置为使得用于冷却电池组电池的冷却剂可以在与电池组电池的堆叠方向相垂直的方向上从电池模块的一侧流到另一侧，并且该电池组壳进一步设有以凹凸形状形成的凸肋，用于提高电池组壳抵抗外力的结构稳定性，该凸肋构造为向外突出的结构，以允许在冷却剂入口和电池模块之间限定的流动空间（“入口管道”）内在流体的前进方向上，从冷却剂入口将冷却剂均匀地引入到电池模块。
当向外突出结构的凹凸形状的凸肋被形成在入口通道的外侧时，冷却剂可以在向外突出的凸肋处以漩涡流动，从而在管道内的冷却剂的流动可以被部分干扰。然而，已经确认的是，由于漩涡引起的冷却剂的部分干扰远小于由如图1所示的向内突出的凸肋所引起的冷却剂分配不均匀性；相反地，抑制了冷却剂在邻近冷却剂入口的电池组电池处的集中。
因此，根据本发明的中型或大型电池组电池通过凸肋的向外突出的结构，在有效地保持电池组壳的机械强度的同时，能够允许在冷却剂的前进方向上通过冷却剂入口将冷却剂均匀地引入电池模块，由此通过冷却剂的均匀流动而有效地去除在电池组电池的充电和放电过程中产生的热量，因此提高电池的冷却效率和性能。
安装在根据本发明的中型或大型电池组壳的电池模块通常通过将多个电池组电池高集成度地堆叠的方法制造。此时，相邻的电池组电池以预定间隔堆叠，使得可以有效地去除在电池组电池的充电和放电过程中产生的热量。例如，电池组电池可以顺序地堆叠，以使得电池组电池以预定间隔互相间隔开而不使用附加构件。另一方面，当电池组电池具有低机械强度时，一个或若干个电池组电池被安装在盒内，将多个盒堆叠以构成电池模块。因此，在各个电池组电池之间限定有冷却剂流动通道以使得在堆叠的电池组电池之间积聚的热量被有效地去除。
凸肋形成在电池组壳，以使得凸肋表现出抵抗诸如扭曲或震动之类的外力的优秀耐用性或结构稳定性。在一个优选实施方案中，凸肋被构造为具有大长度宽度比的凹凸结构，并且凸肋互相平行地布置。
优选地，凸肋具有的向外高度是2至5mm或者等于冷却剂入口的竖直截面高度的10%-30%，使得所述凸肋在确保耐用性和结构稳定性的同时对与冷却剂流动的干扰不大。更优选地，凸肋具有的向外高度是3至4mm或者等于冷却剂入口的竖直截面高度的15-25%。如果凸肋的向外高度太小，则抵抗诸如扭曲和震动之类的外力的耐用性和结构稳定性的大大降低。另一方面，如果凸肋的向外高度太大，则凸肋干扰冷却剂的流动，从而电池组的冷却效率降低。
本发明的发明人所进行的实验表明，当入口管道被构造为其中入口管道的竖直高度等于出口管道的竖直高度的55-80%的结构时，通过在电池组电池之间限定的流动通道流动的冷却剂通量被更均匀地分配。也就是说，当入口管道和出口管道具有相同宽度时，在入口管道内的冷却剂流动速度随着入口管道的高度降低而相对增加，由此防止在靠近冷却剂入口的电池组电池之间的冷却剂集中。
在一个与不干扰冷却剂流动的凸肋结构相关的优选实施方案中，电池组壳被构造为以下结构：其中在电池组电池的堆叠方向上的电池组壳的长度大于在电池组电池的横向上的电池组壳的长度，凸肋平行于电池组电池的横向布置，并且凸肋未形成在入口管道的一个邻近冷却剂入口的预定区域。
上述凸肋结构是一种其中凸肋基本不形成在入口管道的一个邻近冷却剂入口的区域的结构。凸肋对于冷却剂流动的影响在入口管道的邻近冷却剂入口的区域处是最大的。因此，当凸肋在远离入口导管的一个与冷却剂入口间隔预定距离的区域形成时，凸肋对于冷却剂流动的影响被最小化。
优选地，未形成凸肋的区域具有的长度等于入口管道的长度的10-30%。如果未形成凸肋的区域的长度太小，则凸肋对于冷却剂流动的影响增大，因此难以获得所需效果。另一方面，如果未形成凸肋的区域的长度太大，则整个电池组壳的耐用性和结构稳定性降低。
在另一优选的实施方案中，电池组壳被构造为其中在电池组电池的堆叠方向上的电池组壳的长度大于在电池组电池的横向上的电池组壳的长度的结构，凸肋形成在电池组壳上，使得凸肋平行于电池组电池的横向布置，并且在入口管道的邻近冷却剂入口的预定区域处的凸肋的向外的高度朝向冷却剂入口逐渐降低。
此结构包括这样的结构，在该种结构中在冷却剂入口侧的凸肋的向外的高度相对降低，以及凸肋的向外的高度随着凸肋变得越来越远离冷却剂入口而逐渐增大，或者凸肋的向外的高度逐渐增加到一预定值，然后凸肋的最初的向外的高度自一个特定的凸肋开始被保持，以使得电池组壳的结构稳定性的降低最小化，同时提高电池组电池之间的冷却剂通量的分配均匀性。在此情况下，向外的高度变化的凸肋的数目可以根据电池组壳由于凸肋的高度调整而引起的的结构强度的降低程度来决定。
优选地，凸肋的向外高度逐渐降低的区域具有的长度等于入口管道的长度的15-50%。如果凸肋的向外高度逐渐降低的区域具有的长度的太小，则凸肋的高度在窄的空间内随着相对大的宽度而增大，因此难以获得所需的效果。另一方面，如果凸肋的向外高度逐渐降低的区域具有的长度太大，则凸肋的向外高度逐渐降低的区域的耐用性和结构稳定性在大的范围内被降低。
优选地，电池组壳被构造为这样的结构，在该结构中一抽吸扇被安装在冷却剂出口，用于将通过冷却剂入口引入的冷却剂快速和平稳地移动至冷却剂出口，使得在冷却剂流过电池模块之后将冷却剂排出电池组。
由于中型或大型电池组的特征在于电池组常常暴露于诸如车辆之类的外部冲击下，为了确保电池组的特定结构强度，可以将以下的结构考虑作为在入口通道上形成凸肋的同时用于将凸肋对于冷却剂流动的影响最小化的另一实施方案。
具体地，本发明提供了一种其中安装有具有多个堆叠的电池组电池的电池模块的中型或大型电池组壳，该电池组电池可被充电和放电，其中该电池组壳设有冷却剂入口和冷却剂出口，该冷却剂入口和冷却剂出口被布置为使得用于冷却电池组电池的冷却剂可以在与电池组电池的堆叠方向相垂直的方向上从电池模块的一侧流到另一侧，并且该电池组壳进一步设有以凹凸形状形成的凸肋，用于提高电池组壳抵抗外力的结构稳定性，该凸肋结构的内部填充有填充构件或者板形构件安装在凸肋的下端，以使得在入口管道中冷却剂流动不被凸肋干扰。
因此，借助于填充构件或者板形构件，该凸肋区域在其底部是平坦的，因此冷却剂的流动不受凸肋影响。
根据本发明的另一方面，提供了一种被构造为以下结构的中型或大型电池组，在该结构中电池模块安装在具有上文所述构造的中型或大型电池组壳内。
在本说明书中使用的术语“电池模块”包含地指这样的电池***的结构，该电池***被构造为其中两个或更多个可充电和可放电的电池组电池互相被机械地连接并且同时被电连接以提供高功率、大容量的电力的结构。因此，电池模块自身可以构成单个设备或者大型设备的一部分。例如，多个小型电池模块互相连接以构造大型电池模块。
因此，电池模块可以包括多个可被充电和放电的板形电池组电池。在本说明书中，术语“板形”是指具有相对大的长度宽度比的形状，例如矩形平行六面体形状。
电池组电池可以是二次电池，例如镍金属氢化物二次电池或者锂二次电池。在这些二次电池中，优选地使用锂二次电池，因为锂二次电池具有高能量密度和高释放电压。基于其形状，棱柱形电池或袋形电池优选地用作构造电池模块的可充电和可放电单元电池。更优选地，袋形电池用作电池模块的单元电池，因为袋形电池以低制造成本制造并且重量轻。
根据本发明的中型或大型二次电池优选地用作电动车辆或混合电动车辆的电源，该电源的安全性会由于在电池组电池的充电和放电过程中从被组合起来提供高功率和大容量的多个电池组电池中产生的高温热量而严重退化。
附图说明
通过接下来结合附图的详细说明，可更加清晰地理解本发明的上述和其他目的、特征和其他优点，在附图中：
图1是典型地图解了一种被构造为其中电池模块安装在具有凸肋的常规电池组壳中的结构的中型或大型电池组的截面图；
图2是图解了如图1所示的中型或大型电池组的电池组壳的外貌的立体图；
图3是图解了以如图1所示的结构构造的中型或大型电池组的电池组电池之间的冷却剂通量分配的测量结果的图表；
图4是典型地图解了一种被构造为其中电池模块安装在根据本发明的一个优选实施方案的电池组壳内的结构的中型或大型电池组的截面图；
图5是图解了在以如4所示的结构构造的中型或大型电池组的电池组电池之间的冷却剂通量分配的测量结果的图表；
图6至8是典型地图解了被构造为其中电池模块安装在根据本发明的其他优选实施方案的电池组壳内的结构的中型或大型电池组的截面图；以及
图9和10是典型地图解了被构造为其中电池模块安装在根据本发明的改型的电池组壳中的结构的中型或大型电池组的截面图。
具体实施方式
现在，将参照附图详细描述本发明的优选实施方案。然而，应注意到，本发明的范围并不限于所说明的实施方案。
图4是典型地图解了一种被构造为其中电池模块安装在根据本发明的一个优选实施方案的电池组壳内的结构的中型或大型电池组的截面图。
参照图4，中型或大型电池组包括电池模块20’和电池组壳10’，该电池模块20’被构造为其中多个板形电池组电池21’互相电连接和机械连接的结构，以及该电池模块20’安装在该电池组壳10’中。
电池组壳10’被构造为这样的结构，在该结构中电池组壳10’在电池组电池21’的堆叠方向a上的长度大于电池组壳10’在电池组电池21’的横向b上的长度。此外，电池组壳10’具有冷却剂入口2’和冷却剂出口4’，该冷却剂入口和冷却剂出口被布置为使得冷却剂可以在与电池组电池21’的堆叠方向a相垂直的方向上从电池模块20’的一侧流到另一侧。
在电池模块20’的各个电池组电池21’之间限定了小流动通道22’，使得冷却剂可以流过该流动通道22’。因此，通过冷却剂入口2’引入的冷却剂通过该流动通道22’。同时，从电池组电池21’产生的热量被冷却剂去除。在此之后，冷却剂通过冷却剂出口4’排出。
根据此实施方案的电池组壳10’与如1所示的电池组壳10的不同之处在于，在入口管道12’所在的位置处在电池组壳10’的外侧形成向外突出的凸肋11’。由于该向外突出的凸肋11’位于入口管道12’的外侧，与图1的向内突出的凸肋11相比，进一步提高了冷却剂通量的分配均匀性。
在此方面，图5是图解了被构造为如4所示的结构的中型或大型电池组的电池组电池之间的冷却剂通量分配的测量结果的图表。具体地，在图5中示出了在图1的中型或大型电池组内的冷却剂通量分配的测量结果X和在图4的中型和大型电池组内的冷却剂通量分配的测量结果Y。
当将Y的冷却剂通量差异y与X的冷却剂通量差异x进行比较时，在邻近冷却剂入口的电池组电池处的冷却剂的流动不受向外突出的凸肋的干扰，由此Y的冷却剂通量差异y小于X的冷却剂通量差异x，因此提高了冷却剂通量的分配均匀性。
图6至8是典型地图解了被构造为其中电池模块安装在根据本发明的其他优选实施方案的电池组壳内的结构的中型或大型电池组的截面图。
首先参照图6，入口管道12’具有的竖直高度等于出口管道4’的竖直高度的65%，由此通过在电池组电池21’之间限定的流动通道22’流动的冷却剂通量分配是非常均匀的。
然后参照图7，向外突出的凸肋11’未形成在一预定区域s，该预定区域在入口管道的长度D的大约25%内邻近冷却剂入口。因此，通过在对应于该区域s的电池组电池之间限定的流动通道流动的冷却剂通量的分配不受向外突出的凸肋11’的影响。
最后参照图8，电池组壳10’被构造为其中在电池组电池的堆叠方向上的电池组壳10’的长度大于在电池组电池的横向b上的电池组壳10’的长度的结构，向外突出的凸肋11’形成在电池组壳10’上使得向外突出的凸肋11’平行于电池组电池的横向b布置，并且，在入口管道12’的邻近冷却剂入口2’的预定区域的向外突出的凸肋11’的向外突出高度朝向冷却剂入口2’逐渐降低（h1<h2<h3）。此凸肋结构进一步提高了冷却剂通量的分配均匀性。
图9和10是典型地图解了被构造为其中电池模块安装在根据本发明的改型的电池组壳中的结构的中型或大型电池组的截面图。
参照这些附图，如图9所示向外突出的凸肋11’的内部被填充有填充件16，以及如图10所示板形构件18安装在向外突出的凸肋11’的下端。因此，冷却剂的的流动不受该向外突出的凸肋11’的影响。
尽管出于说明性目的已经公开了本发明的优选实施方案，但本技术领域普通技术人员应理解，在不偏离附属的权利要求书所公开的本发明范围和精神下，可做出各种改型、添加和替换。
工业实用性
如从以上描述明显可见，根据本发明的中型或大型电池组能够提高冷却剂通量的分配均匀性，同时确保其抵抗外力的结构稳定性。因此，根据本发明的中型或大型电池组壳具有有效地去除在电池组电池之间积聚的热量的效果，因此大大提高了电池组电池的性能和使用寿命。

Claims (11)

1.一种中型或大型电池组壳，在该电池组壳中安装有具有多个堆叠的电池组电池的电池模块，该电池组电池能够被充电和放电，其中
该电池组壳设有冷却剂入口和冷却剂出口，该冷却剂入口和冷却剂出口被布置为使得用于冷却电池组电池的冷却剂能够在与电池组电池的堆叠方向相垂直的方向上从电池模块的一侧流到另一侧，并且
该电池组壳进一步设有以凹凸形状形成的凸肋，用于提高电池组壳抵抗外力的结构稳定性，该凸肋构造为向外突出的结构，以允许在冷却剂入口和电池模块之间限定的流动空间，即入口管道内，在流体的前进方向上，从冷却剂入口将冷却剂均匀地引入到电池模块；
入口管道的竖直高度等于出口管道的竖直高度的55-80％；以及
其中该电池组壳被构造为以下结构：其中在电池组电池的堆叠方向上的电池组壳的长度大于在电池组电池的横向上的电池组壳的长度，凸肋平行于电池组电池的横向布置，并且凸肋未形成在所述入口管道的一个邻近冷却剂入口的预定区域。
2.根据权利要求1所述的中型或大型电池组壳，其中未形成凸肋的区域具有的长度等于入口管道的长度的10-30％。
3.根据权利要求1所述的中型或大型电池组壳，其中该电池组壳被构造为其中在电池组电池的堆叠方向上的电池组壳的长度大于在电池组电池的横向上的电池组壳的长度的结构，凸肋形成在电池组壳上，使得凸肋平行于电池组电池的横向布置，并且在入口管道的邻近冷却剂入口的预定区域处的凸肋的向外高度朝向冷却剂入口逐渐降低。
4.根据权利要求3所述的中型或大型电池组壳，其中凸肋的向外高度逐渐降低的区域具有的长度等于入口管道的长度的15-50％。
5.一种中型或大型电池组壳，在该电池组壳中安装有具有多个堆叠的电池组电池的电池模块，该电池组电池能够被充电和放电，其中
该电池组壳设有冷却剂入口和冷却剂出口，该冷却剂入口和冷却剂出口被布置为使得用于冷却电池组电池的冷却剂能够在与电池组电池的堆叠方向相垂直的方向上从电池模块的一侧流到另一侧，并且
该电池组壳进一步设有以凹凸形状形成的凸肋，用于提高电池组壳抵抗外力的结构稳定性，该凸肋构造为向外突出的结构，以允许在冷却剂入口和电池模块之间限定的流动空间，即入口管道内，在流体的前进方向上，从冷却剂入口将冷却剂均匀地引入到电池模块；
入口管道的竖直高度等于出口管道的竖直高度的55-80％；以及
其中该电池组壳被构造为其中在电池组电池的堆叠方向上的电池组壳的长度大于在电池组电池的横向上的电池组壳的长度的结构，所述凸肋形成在电池组壳上，使得凸肋平行于电池组电池的横向布置，并且在入口管道的邻近冷却剂入口的预定区域处的凸肋的向外高度朝向冷却剂入口逐渐降低。
6.根据权利要求5所述的中型或大型电池组壳，其中凸肋的向外高度逐渐降低的区域具有的长度等于入口管道的长度的15-50％。
7.一种中型或大型电池组壳，在该电池组壳中安装有具有多个堆叠的电池组电池的电池模块，该电池组电池能够被充电和放电，其中
该电池组壳设有冷却剂入口和冷却剂出口，该冷却剂入口和冷却剂出口被布置为使得用于冷却电池组电池的冷却剂能够在与电池组电池的堆叠方向相垂直的方向上从电池模块的一侧流到另一侧，并且
该电池组壳进一步设有以凹凸形状形成的凸肋，用于提高电池组壳抵抗外力的结构稳定性，该凸肋结构的内部填充有填充构件或者板形构件安装在凸肋的下端，以使得在入口管道中冷却剂流动不被凸肋干扰；以及
其中该电池组壳被构造为以下结构：其中在电池组电池的堆叠方向上的电池组壳的长度大于在电池组电池的横向上的电池组壳的长度，凸肋平行于电池组电池的横向布置，并且凸肋未形成在所述入口管道的一个邻近冷却剂入口的预定区域。
8.一种构造为以下结构的中型或大型电池组，在该结构中电池模块安装在具有根据权利要求1至7中任一项所述的中型或大型电池组壳内。
9.根据权利要求8所述的中型或大型电池组，其中该电池模块包括多个能够被充电和放电的板形电池组电池。
10.根据权利要求9所述的中型或大型电池组，其中电池组电池是锂二次电池。
11.根据权利要求9所述的中型或大型电池组，其中该电池组用作电动车辆或混合电动车辆的电源。
CN201210274594.6A 2007-06-14 2008-06-12 提供改进的冷却剂通量分配均匀性的中型或大型电池组壳 Active CN102800828B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2007-0058078 2007-06-14
KR1020070058078A KR100951324B1 (ko) 2007-06-14 2007-06-14 냉매 유량의 분배 균일성이 향상된 중대형 전지팩 케이스

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008800197949A Division CN101682003B (zh) 2007-06-14 2008-06-12 提供改进的冷却剂通量分配均匀性的中型或大型电池组壳

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102800828A CN102800828A (zh) 2012-11-28
CN102800828B true CN102800828B (zh) 2015-04-15

Family

ID=40130314

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210274594.6A Active CN102800828B (zh) 2007-06-14 2008-06-12 提供改进的冷却剂通量分配均匀性的中型或大型电池组壳
CN2008800197949A Active CN101682003B (zh) 2007-06-14 2008-06-12 提供改进的冷却剂通量分配均匀性的中型或大型电池组壳

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008800197949A Active CN101682003B (zh) 2007-06-14 2008-06-12 提供改进的冷却剂通量分配均匀性的中型或大型电池组壳

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8420245B2 (zh)
EP (1) EP2156484B1 (zh)
JP (1) JP5671721B2 (zh)
KR (1) KR100951324B1 (zh)
CN (2) CN102800828B (zh)
WO (1) WO2008153328A2 (zh)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101191664B1 (ko) 2010-06-24 2012-10-17 에스비리모티브 주식회사 전지 모듈
DE102011107075B4 (de) 2010-08-30 2019-11-28 Samsung Sdi Co., Ltd. Batteriemodul
JP5843003B2 (ja) * 2012-04-20 2016-01-13 トヨタ自動車株式会社 車両
EP2693522A1 (de) 2012-08-03 2014-02-05 Magna E-Car Systems GmbH & Co OG Batteriemodul
KR101936962B1 (ko) * 2013-06-28 2019-01-09 현대자동차주식회사 차량의 배터리 냉각 시스템
US9446681B2 (en) * 2014-01-29 2016-09-20 GM Global Technology Operations LLC Flow uniformity of air-cooled battery packs
US20160149433A1 (en) * 2014-11-24 2016-05-26 International Business Machines Corporation Wireless charging receptacle
US10632857B2 (en) 2016-08-17 2020-04-28 Shape Corp. Battery support and protection structure for a vehicle
JP2018032545A (ja) * 2016-08-25 2018-03-01 トヨタ自動車株式会社 電池冷却装置
US10581125B2 (en) * 2016-11-02 2020-03-03 Lg Chem, Ltd. Battery system having a metallic end plate with thermally conductive adhesive portions thereon
US11214137B2 (en) 2017-01-04 2022-01-04 Shape Corp. Vehicle battery tray structure with nodal modularity
CN110495016B (zh) 2017-01-27 2023-03-28 Cps科技控股有限公司 电池壳体
WO2018213306A1 (en) 2017-05-16 2018-11-22 Shape Corp. Vehicle battery tray having tub-based component
US10483510B2 (en) 2017-05-16 2019-11-19 Shape Corp. Polarized battery tray for a vehicle
WO2018213383A1 (en) 2017-05-16 2018-11-22 Shape Corp. Vehicle battery tray with integrated battery retention and support features
US11936032B2 (en) 2017-06-09 2024-03-19 Cps Technology Holdings Llc Absorbent glass mat battery
MX2019014765A (es) 2017-06-09 2020-07-22 Cps Tech Holdings Llc Bateria con estera de vidrio absorbente.
WO2019055658A2 (en) 2017-09-13 2019-03-21 Shape Corp. VEHICLE BATTERY TRAY WITH TUBULAR PERIPHERAL WALL
WO2019071013A1 (en) 2017-10-04 2019-04-11 Shape Corp. BATTERY SUPPORT BOTTOM ASSEMBLY FOR ELECTRIC VEHICLES
DE102017128529B4 (de) * 2017-12-01 2023-03-23 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Kraftfahrzeugbatterie
DE102018201660A1 (de) * 2018-02-05 2019-08-08 Volkswagen Aktiengesellschaft Batteriemodul mit einem Stapel von Batterie-Einzelzellen
WO2019169080A1 (en) 2018-03-01 2019-09-06 Shape Corp. Cooling system integrated with vehicle battery tray
US11688910B2 (en) 2018-03-15 2023-06-27 Shape Corp. Vehicle battery tray having tub-based component
JP7033730B2 (ja) * 2018-07-11 2022-03-11 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 冷却装置、電池温度調整システム及び車両
DE102020103144A1 (de) * 2020-02-07 2021-08-12 Hoppecke Batterien Gmbh & Co. Kg Akkumulatorzelle und Traktionsbatterie
KR20210118527A (ko) * 2020-03-23 2021-10-01 주식회사 엘지에너지솔루션 서로 다른 방향으로 돌출된 요철 패턴이 형성된 전지 모듈 커버재, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전지 모듈

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5278002A (en) * 1992-09-22 1994-01-11 Lydall, Inc. Battery cover
KR100449983B1 (ko) * 1997-01-13 2004-09-22 오보닉 배터리 컴퍼니, 아이엔씨. 차량 구동 시스템용 유체 냉각 배터리 팩
JP2000041303A (ja) * 1998-07-21 2000-02-08 Honda Motor Co Ltd 電気自動車のバッテリボックスのエアダクト構造
KR100320507B1 (ko) * 1999-10-11 2002-01-12 이계안 전기자동차의 배터리 냉각장치
JP4921629B2 (ja) 2000-03-31 2012-04-25 パナソニック株式会社 流体冷却式電池パックシステム
JP4192945B2 (ja) * 2000-04-13 2008-12-10 トヨタ自動車株式会社 車両用電源装置
JP3777981B2 (ja) * 2000-04-13 2006-05-24 トヨタ自動車株式会社 車両用電源装置
JP3660296B2 (ja) * 2001-11-15 2005-06-15 本田技研工業株式会社 高圧電装ボックスの車載構造
JP2003283937A (ja) * 2002-03-22 2003-10-03 Casio Comput Co Ltd デジタルテレビ放送受信装置、及び映像番組表示方法
JP4498659B2 (ja) * 2002-04-12 2010-07-07 本田技研工業株式会社 バッテリーボックス
JP4362321B2 (ja) * 2003-06-13 2009-11-11 パナソニック株式会社 組電池
JP4742515B2 (ja) * 2004-04-20 2011-08-10 トヨタ自動車株式会社 電池パックおよびその筐体
JP4742514B2 (ja) * 2004-04-14 2011-08-10 トヨタ自動車株式会社 電池パックおよびその筐体
US20060093901A1 (en) * 2004-10-28 2006-05-04 Gun-Goo Lee Secondary battery module and cooling apparatus for secondary battery module
JP2006127921A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Sanyo Electric Co Ltd 電源装置
KR100637468B1 (ko) 2004-11-30 2006-10-23 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 모듈
JP2006185788A (ja) 2004-12-28 2006-07-13 Toyota Motor Corp バッテリ冷却装置
KR20060102852A (ko) * 2005-03-25 2006-09-28 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 모듈
JP2006324041A (ja) * 2005-05-17 2006-11-30 Toyota Motor Corp 電池パックおよび車両
JP2007123147A (ja) * 2005-10-31 2007-05-17 Sanyo Electric Co Ltd 電源装置
KR100938626B1 (ko) * 2006-12-30 2010-01-22 주식회사 엘지화학 냉매 유량의 분배 균일성이 향상된 중대형 전지팩 케이스
KR100942985B1 (ko) * 2007-03-21 2010-02-17 주식회사 엘지화학 냉매 유량의 분배 균일성이 향상된 중대형 전지팩 케이스

Also Published As

Publication number Publication date
JP5671721B2 (ja) 2015-02-18
CN101682003A (zh) 2010-03-24
WO2008153328A3 (en) 2009-02-26
US20110171512A1 (en) 2011-07-14
JP2010529636A (ja) 2010-08-26
EP2156484A2 (en) 2010-02-24
WO2008153328A2 (en) 2008-12-18
CN102800828A (zh) 2012-11-28
EP2156484B1 (en) 2014-11-12
CN101682003B (zh) 2013-03-27
EP2156484A4 (en) 2013-08-28
US8420245B2 (en) 2013-04-16
KR100951324B1 (ko) 2010-04-08
KR20080109951A (ko) 2008-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102800828B (zh) 提供改进的冷却剂通量分配均匀性的中型或大型电池组壳
CN101682005B (zh) 提供改进的冷却剂通量分配均匀性的中型或大型电池组壳
JP5550912B2 (ja) 冷却剤流の配分一様性を改良した中型または大型バッテリーパックケース
CN101573808B (zh) 使冷却剂流量的分配均匀性改进的中型或大型电池组壳
JP5492995B2 (ja) 新規な冷却構造を有しているバッテリパック
CN103168388B (zh) 提供改进的冷却剂分布均匀性的电池组
CN103022591B (zh) 具有改进的冷却剂流量分布均一性的中型或大型电池组盒
KR101084972B1 (ko) 냉매 유량의 분배 균일성이 향상된 중대형 전지팩 케이스
CN103582975B (zh) 提供改善的冷却剂分布均匀性的电池组
US9281546B2 (en) Battery pack case having novel structure

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20211229

Address after: Seoul, South Kerean

Patentee after: LG Energy Solution

Address before: Seoul, South Kerean

Patentee before: LG CHEM, Ltd.

TR01 Transfer of patent right