CN109923731B - 设置有pcm单元的电池冷却热沉 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种应用PCM单元的电池冷却热沉以及包括所述热沉的电池模块，所述电池冷却热沉采用PCM来解决电池冷却热沉的如下问题：电池模块中流动的冷却流体的温度不恒定，从而均匀地调整了所述冷却流体的温度。本发明能够使得形成在所述电池模块中的所述热沉的冷却流体的温差最小化，并且防止排放所述冷却流体的出口侧的温度升高。

Description

设置有PCM单元的电池冷却热沉
技术领域
本发明涉及一种设置有相变材料(PCM)单元的电池冷却热沉。更具体地，本发明涉及一种如下的设置有PCM单元的电池冷却热沉，该热沉的优点在于：通过使用PCM，使得流过电池模块的冷却流体的温度均匀化，从而解决了利用传统的热沉而穿过电池模块的冷却液体的温度不均匀的问题，并且本发明还涉及包括所述热沉的电池模块。
背景技术
二次电池(也称为可充电电池)具有诸如高能量密度和易于适应各种产品的电气特性，其不仅广泛用于便携式装置，而且还广泛用于能量存储***以及由电能驱动的电动车辆(EV)和混合动力电动车辆(HEV)。二次电池作为新能源已广受关注，这是因为：二次电池的高能效、在使用过程中不产生有害副产物的环境友好性以及其显著减少化石燃料使用的主要优点。
安装在电动车辆(EV)中的电池组被构造为使用串联连接的多个单体组件(每个单体组件包括多个电池单体)，以获得高输出功率。每个单体都包括阳极集电器、阴极集电器、阳极活性材料、阴极活性材料、分隔件、电解质等，并且能够通过部件之间的电化学反应来重复执行充电和放电。最近，对于用于能量存储***的高容量电池组的需求增加。因此，对于多模块电池组的需求日益增长，所述多模块电池组中集成有多个电池模块，每个所述电池模块都包括多个串联或并联连接的二次电池。
包括在每个电池模块中的二次电池以各种形式被提供。例如，二次电池的形式的示例包括袋型、圆柱型和矩形棱柱型。因为袋型二次电池单体轻并且能够自由变形，所以袋型二次电池被积极地用于薄且重量轻的应用中。与被封装在厚金属壳体中的圆柱形二次电池和矩形棱柱电池不同，袋型二次电池的壳体由薄金属膜和层压在所述金属膜的两个主表面上的绝缘膜形成。因此，袋型二次电池具有柔性结构，并且设置有可以接纳电极组的内部空间。
使用袋型二次单体构造的高容量且高输出功率的二次电池组被形成为使得多个薄板形单体被集成为一个模块，并且多个模块根据所需规格被串联连接，并且被封装在一个封装中。在多个电池模块被串联连接的封装中，每个二次电池在充电或放电期间都产生热量，并且每个二次电池的温度都影响充电或放电性能。因此，每个二次电池都需要在如下条件下运行：电池组的内部温度被保持在例如25℃至40℃的适当的温度范围内。
控制电池组的内部温度的方法分类成使用空气作为冷却剂的空气冷却***和使用水作为冷却剂的水冷却***。所述空气冷却***的缺点在于冷却效率低，所述水冷却***的缺点在于结构复杂。就水冷却***而言，采用传统水冷却***的电池组包括：电池壳体构件，所述电池壳体构件具有至少一个凹部、布置在所述凹部附近的周缘部、以及从所述周缘部延伸到所述凹部的至少一部分的多个冷却剂通道；以及至少一个电池单体，所述至少一个电池单体被接纳在所述凹部中或各个凹部中。
在使用水冷却***的冷却技术的情况下，传统的电池模块被冷却为使得电池模块的表面由冷却装置冷却。特别地，间接冷却***已经被广泛使用，在所述间接冷却***中，液基热沉被附接到所述电池模块。为了保证电池单体的性能和寿命，当基于每个电池组来执行间接冷却时，需要能够抑制电池组中的电池模块之间的温度变化的设计。然而，当大量电池模块被封装在电池组中时，难以使得电池模块之间的温度变化最小化。
美国专利No.9312580(2016年4月12日)公开了一种***电池模块，所述***电池模块包括由多个单体组件组成的电池模块。所述单体组件包括第一平板和相变材料(PCM)层，所述第一平板在电池单体的运行期间放出热量，所述相变材料(PCM)层被设置在所述第一平板上。所述PCM层由相变材料制成，当吸收热量时，所述相变材料发生相变。所述PCM材料被布置在多个石墨层周围，并且形成为具有预定厚度。所述***电池模块包括多个石墨层，以促进通过所述PCM层的热传导。然而，该文献没有公开用于冷却流体的温度控制的PCM胶囊。
美国专利No.8109324(2012年2月7日)公开了一种微通道热交换器，所述微通道热交换器包括：浆料，所述浆料含有液体和/或固体微胶囊化颗粒相变材料，所述相变材料能够在冷却热生成部件所需的热量范围内熔化；热交换器，所述热交换器包括多个微通道，所述微通道是用于液体浆料的非线性通道，所述微通道具有5：1的高宽比和50μm至500μm的宽度，所述热交换器被布置在所述热生成部件上或者能够被布置在所述热生成部件上，所述浆料被包含在所述热交换器的微通道中，并且所述微胶囊化颗粒相变材料的直径相当于微通道宽度的5％至20％；以及泵，所述泵用于泵送液体浆料，使得所述液体浆料能够以预定的流速穿过所述热交换器来被输送，其中，所述微通道热交换器被用于冷却热负载为100W/cm2的热生成部件。然而，该文献没有公开如下构造，其包括用于温度控制的PCM胶囊，以在电池模块的整个区域上保持冷却流体的均匀温度。
日本专利申请公开No.2011-527740(2011年11月4日)公开了根据权利要求1的装置，该装置包括：(i)胶囊阵列，其被设置在壳体中，所述胶囊阵列包括：(a)至少一个第一阵列部，所述至少一个第一阵列部包括至少两个彼此面对的层片，所述至少两个彼此面对的层片至少在其一部分处彼此接触，并且限定了包含多个胶囊的第一胶囊框架，每个胶囊都包含热能储存材料(TESM)并具有预定的容积；以及(b)至少一个第二阵列部，所述至少一个第二阵列部包括至少两个彼此面对的层片，所述至少两个彼此面对的层片至少在其一部分处彼此接触，并且限定了包含多个胶囊的第二胶囊框架，每个胶囊都包含热能储能材料(TESM)并具有预定的容积；以及(ii)流体通道，该流体通道由所述第一阵列部件和第二阵列部件之间的容积限定，其中，所述第一阵列部件和第二阵列部件彼此分开，其间的间隙为20mm或更小，并且其中所述装置的每个流体通道都包括多个非平面通道。然而，该专利文献没有公开这样的构造：其包括用于对获得均匀温度的用于电池模块的冷却流体进行温度控制的PCM胶囊。
美国空军装备司令部柯克兰空军基地飞利浦实验室，空间和导弹技术理事会，NM87117-5776(1993年11月30日)公开了一种用于对安装在电动车辆中的镍氢电池进行温度控制的PCM应用技术。然而，没有公开用于控制用于电池模块的热沉的冷却流体的温度的PCM胶囊构造。
因此，到目前为止，还没有公开一种应用PCM胶囊的电池冷却的热沉，其特征在于通过使用PCM来将流过电池模块的冷却液体的温度控制为均匀，以便解决如下问题：用于构成高功率和高容量电池组的大面积电池模块的热沉的冷却液体的温度是不均匀的。此外，没有公开包括这种热沉的电池模块。
相关技术文献
(专利文献0001)美国专利No.9312580(2016年4月12日)
(专利文献0002)美国专利No.8109324(2012年2月7日)
(专利文献0003)日本专利申请公开No.2011-527740(2011年11月4日)
(非专利文献0001)美国空军装备司令部柯克兰空军基地飞利浦实验室，空间和导弹技术理事会，NM 87117-5776(1993年11月30日)
发明内容
技术问题
因此，本发明已经考虑到相关技术中出现的上述问题，并且本发明的目的是提供一种设置有PCM单元的电池冷却热沉以及提供一种包括所述热沉的电池模块，通过使用PCM单元，所述热沉能够在电池模块的整个区域上使得流过电池模块的冷却流体维持均匀的温度，从而解决了传统电池模块存在的、冷却流体的温度在电池模块的整个区域上不均匀的问题。
本发明的另一个目的是：在不改变设置在构成电池组的电池模块中的现有热沉的内部结构的情况下，通过简单地安装PCM单元来使得冷却流体的温度梯度最小化。
本发明的另一个目的是提供一种如下方法，该方法在不影响设置在构成电池组的电池模块中的现有热沉的冷却流体的引入的情况下改善冷却性能，并且确保其中安装有电池模块的电池组的性能和寿命。
技术方案
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电池模块，所述电池模块包括：电池单体堆，所述电池单体堆包括一个或多个单体；模块组件，所述电池单体堆被安装在所述模块组件中，所述模块组件包括热沉，所述热沉被构造成吸收和散发由所述电池单体堆产生的热量；以及相变材料(PCM)单元，所述相变材料(PCM)单元被设置在热沉上的预定位置处，并且控制冷却流体的温度。
所述热沉可包括流体通道和一个或多个开口，所述一个或多个开口用于引入和排出冷却流体。
所述PCM单元可以被安装在如下位置处：在该位置处，冷却流体的温度上升成等于或超过预定温度。
所述PCM单元可以被安装在通过以下等式计算的位置LP处，其中，LP在0到0.5的范围内：
LP＝((Lout-LPCM)/Lout)
(其中，Lout是用于冷却流体的出口，其是用于测量流体通道的长度的终点，LPCM是从作为用于测量所述流体通道的长度的起点的、用于冷却流体的入口开始的PCM单元的长度)。
被包括在所述PCM单元中的相变材料(PCM)可以由选自有机PCM、无机PCM和共晶PCM中的一种类型的PCM或两种或更多种类型的PCM组成。
被包括在PCM单元中的PCM可以具有浸渍形式、包封形式或形状稳定的形式。可替代地，在PCM单元中混合两种或更多种形式的PCM。
在设置于所述电池模块中的所述单体之间可以布置一个或多个能够吸收由所述单体产生的热量的PCM层。
此外，在设置于所述电池模块内的单体之间可以布置一个或多个隔热层，以防止由所述单体的至少一个单体所产生的热量被传递到所述单体的相邻单体。
包括在PCM单元中的PCM的量可以被确定为满足如下条件，即：流过所述热沉的冷却流体的温度在所述冷却流体的平均温度的±2℃的范围内变化。
提供了一种配备有以上公开的任何电池模块的电子装置。
提供了一种配备有以上公开的任何电池模块的电动车辆。
提供了一种配备有以上公开的任何电池模块的混合动力车辆。
提供了一种配备有以上公开的任何电池模块的能量存储***。
附图说明
图1是示出了根据比较例的电池模块的热沉中的热传导的分析的示意图；
图2是示出了根据比较例的电池模块中的冷却液体的温度梯度的视图；
图3是示出了根据另一比较例的电池模块的冷却通道的每个区段中的冷却流体的温度梯度的视图；
图4是示出了根据本发明的一个实施例的、应用相变材料(PCM)单元的电池模块的热沉的示意图；
图5是示出了根据本发明的一个实施例的、应用PCM单元的电池模块的热沉的温度梯度所示视图；以及
图6是示出了根据本发明的一个实施例的、应用PCM单元的电池模块的热沉的出口处的温度变化的曲线图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图描述本发明的实施例，使得本领域技术人员能够容易地实施本发明。在描述本发明的实施例时，当确定公知的功能或构造可能造成本公开的主旨不清楚时，将不详细描述这些功能或构造。
此外，在整个附图中，具有相同或大致相同功能的构件或元件由相同的附图标记表示。在整个说明书中，当部件被描述为与另一部件“连接”、“组合”或“联接”时，应当理解，所述部件可以直接连接或联接到另一部件，或者可以在其它部件介于所述部件和另一部件的情况下连接或联接到另一部件。还应进一步理解的是，当部件“包含”或“具有”另一部件时，这意味着，所述部件还可以包括其它部件，除非另有说明，否则不排除其它部件。
下面，将参考附图在下文中描述本发明的实施例。
电池单体堆是其中堆叠有多个电池单体的结构。优选地，所述电池单体是板形电池单体，以为预定空间提供高集成率。在所述电池单体堆中，所述电池单体以面对面的方式布置。
虽然未在附图中示出，但是所述电池单体堆还可以包括用于堆叠所述电池单体的堆叠框架。所述堆叠框架是用于堆叠所述电池单体的元件。所述堆叠框架将堆叠的电池单体保持为不会倒塌，所述堆叠框架具有使得多个电池单体能够堆叠的结构，并且所述堆叠框架用于引导所述电池单体的堆叠。所述堆叠框架也可以用其它术语指代，诸如盒。所述堆叠框架具有其内部中空的矩形形状(框架形状)。在这种情况下，电池单体的外周被布置在所述堆叠框架的四侧上。
每个电池单体都包括：电极组件，所述电极组件包括阳极板、分隔件以及阴极板；多个阳极突片，所述多个阳极突片从所述阳极板突出；多个阴极突片，所述多个阴极突片从所述阴极板突出；以及阳极引线和阴极引线，所述阳极引线和阴极引线被连接到所述阳极突片和阴极突片。这里使用的电池单体可以是袋型电池单体。所述袋型电池单体可以通过以下方法制备：将电极组件放置在外部壳体的内侧，并且在外部壳体的外表面上进行热板结合(heat plate bonding)以用于密封，所述外部壳体是由树脂层和金属层构成的层压物。
一种用于电池组的冷却***包括：多个电池模块；冷却管，所述冷却管被安装在所述电池模块上，并且被构造成吸收由所述电池模块产生的热量；冷却流体泵，所述冷却流体泵泵送冷却流体以通过入口被引入到所述冷却管中；冷却流体箱，所述冷却流体箱被连接到所述冷却流体泵，并存储所述冷却流体；以及散热器，所述散热器用于冷却在穿过所述冷却管时被加热的冷却流体，并且将冷却的冷却流体输送到冷却流体箱。
在上述构造的电池模块封装中，由于在单体的充电或放电操作期间由电池单体产生的热量，温度升高，并且升高的温度使得电池的整体操作性能劣化。因此，用于维持电池的适当温度的热量管理是电池的重要管理因素。
为了防止电池性能劣化并且提高电池的耐久性，需要使得多个电池单体保持均匀的温度。当电池单体之间存在温度变化时，最劣化的电池单体会影响整个电池的整体性能。然而，利用传统的电池冷却***难以使得所述多个电池单体保持均匀的温度。为解决该问题，本发明提供一种新的电池模块。所述电池模块包括：电池单体堆，所述电池单体堆包括一个或多个单体；以及模块组件，所述电池单体堆被安装在所述模块组件中。所述模块组件包括：热沉，所述热沉用于吸收和散发从所述电池单体堆所放出的热量；以及PCM单元，所述PCM单元安装在所述热沉上的预定位置处，以控制冷却流体的温度。
所述热沉可以包括一个或多个用于引入和排出冷却流体的开口以及用于循环所述冷却流体的流体通道。
用于引入和排出所述冷却流体的开口的数目不受限制。
用于引入和排出所述冷却流体的开口可以由一个入口和一个出口组成。
用于引入和排出所述冷却流体的开口可以由一个入口和两个或更多个出口组成。可替代地，用于引入和排出冷却流体的开口由一个出口和两个或更多个入口组成。
所述入口的数目和出口的数目可以不具体限于特定数目。所述入口和出口的数目可以被设定为根据所述模块组件相对于发热量的吸热率来使得所述冷却流体具有均匀的温度。
所述PCM单元可以被安装在所述冷却流体的温度上升到等于或超过预定温度的位置处。
所述PCM单元可以被安装在通过以下等式所计算的位置LP处，其中，L在0到0.5的范围内：
LP＝((Lout-LPCM)/Lout)
(其中，Lout是所述冷却流体的出口，其是用于测量所述流体通道长度的终点，并且LPCM是从作为用于测量所述流体通道的长度的起点的、用于冷却流体的入口开始的PCM单元的长度)。
在配备有所述PCM单元的热沉中的冷却流体的温度可以在20℃到80℃的范围内。优选地，所述冷却流体的温度可以在40℃到60℃的范围内。更优选地，所述冷却流体的温度可以在45℃到55℃的范围内。
当所述热沉的冷却流体的温度超出所述范围时，由于所述电池单体之间的温度分布不均匀或者过热，所以所述电池模块中的电池单体不能正常操作。
当冷却流体入口Lin被设定为用于测量所述流体通道的长度的起点时，所述冷却流体出口Lout被设定为用于测量所述流体通道的长度的终点，并且LPCM是从所述入口开始的PCM单元的长度，所述PCM单元的位置LP可以通过等式“LP＝((Lout-LPCM)/Lout)”获得，并且所述PCM单元的位置LP可以在0到0.5的范围内。优选地，LP可以在0至0.3的范围内。更优选地，LP可以在0至0.1的范围内。
当LP在所述优选范围之外时，难以获得使得所述热沉中的冷却流体的温度均匀化的效果。
所述PCM单元可以位于靠近所述热沉的出口的位置，并且所述PCM单元可以被布置在形成所述热沉的焊缝的位置处。
显而易见的是，所述PCM单元的位置没有特别限制，并且所述PCM单元的位置可以被设定成位于能够使得所述热沉中的冷却流体的温度均匀化的任何位置处，从而使得所述电池模块的冷却效果最大化。
所述PCM单元中所包括的相变材料(PCM)可以由选自有机PCM、无机PCM和共晶PCM中的一种类型的PCM或者两种或更多种类型的PCM组成。
有机PCM可包括选自石蜡C16-C18、聚乙二醇E600、固体石蜡、石蜡C16-C28、石蜡C20-C33、石蜡C13-C24、1-十二烷醇、1-十四烷醇、石蜡C18以及硬脂酸乙烯酯中的一种或多种类型。
无机PCM可包括选自CaCl2·6H2O、Zn(NO3)2·6H2O、KF·4H2O、Na2S2O3·5H2O、Na2SO4·10H2O、Mn(NO3)2·6H2O、LiNO3·3H2O以及Na(CH3COO)·3H2O中的一种或多种类型。
共晶PCM可以包括选自47％Ca(NO3)2·4H2O+33％Mg(NO3)2·6H2O、37.5％尿素+63.5％乙酰胺、48％CaCl2n+4.3％NaCl+0.4％KCl+47.3％H2O、66.6％CaCl2·6H2O+33.3％MgCl2·6H2O，60％Na(CH3COO)·3H2O+40％CO(NH2)、61.5％Mg(NO3)2·6H2O+38.5％NH4NO3、58.7％Mg(NO3)·6H2O+41.3％MgCl2·6H2O、67.1％萘+32.9％苯甲酸中的一种或多种类型。
所述PCM单元中的PCM具有浸渍、包封或形状稳定的形式。可替代地，可以在所述PCM单元中混合两种或更多种形式的PCM。
设置在所述PCM单元中的浸渍PCM是通过将选自上述示例的任何PCM注入PCM单元的材料(支撑材料)的孔或孔隙中而获得。
所述PCM单元的支撑材料没有特别限制。设置有孔或孔隙的任何材料都可被用作PCM单元的支撑材料。优选地，所述材料可以是具有微孔或孔隙的金属或树脂体。更优选地，所述材料可以是多孔陶瓷体。
可以通过从如下方法中选择的任何一种方法形成PCM单元的包封PCM，即：使用明胶和***树胶的凝聚反应形成的包封、使用可可脂肪酸和PCM形成的包封、使用正十六烷和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)形成的包封、具有丙烯酸聚合物的聚乙二醇形成的包封、以及使用聚乙酸乙烯酯和十四烷的包封。
可以通过混合液体PCM和支撑材料来形成形状稳定的PCM(SSPCM)。形状稳定的PCM也称为微胶囊化。可以通过以下方法获得形状稳定的PCM：将50重量份的十八烷和50重量份的高密度聚乙烯(HDPE)混合；用铬酸处理所得的混合物；将添加剂加入到处理过的所述混合物；并且对所得混合物进行热处理。
可以在所述电池模块内所设置的电池单体之间布置一个或多个PCM层，以吸收由构成电池模块的一个或多个电池单体产生的热量。
此外，可以在所述电池模块内所设置的电池单体之间布置一个或多个隔热层，以防止由至少一个电池单体产生的热量传递到相邻的电池单体。
所述PCM层具有2mm或更小的厚度，或者具有与所述电池单体相同的厚度。
所述隔热层的材料可以是无机隔热材料，诸如玻璃、矿石或碳。所述隔热层的材料可以是有机隔热材料，诸如泡沫聚苯乙烯、泡沫聚氨酯或泡沫氯乙烯。
可以确定所述PCM单元中的PCM的含量，以满足所述冷却流体的热量被吸收到如下程度的条件，即：穿过所述热沉的冷却流体的温度在流过所述热沉的冷却流体的平均温度的±2℃的范围内变化。
(实施例示例)
为了评估根据一个实施例示例的用于电池模块的应用有PCM单元的热沉的冷却效果，对热沉的温度变化进行比较，所述热沉中的一个热沉配备有PCM单元，所述热沉中的另一个热沉未配备PCM单元。在实施例示例和比较例中，使用具有相同尺寸和容量的电池模块。实施例示例和比较例之间的唯一区别在于不存在和存在应用于电池模块的热沉的PCM单元。通过所述热沉的入口引入的冷却流体的温度被设定成20±5℃。对根据实施例示例和比较例的所述热沉的出口处的温度进行比较，并且对根据实施例示例和比较例的电池模块的温度梯度进行比较。
(比较例1)
图1是示出了根据比较例1的电池模块的热沉中的热传导的分析的示意图。
电池组包括多个电池模块和设置有流体通道的热沉，冷却流体沿着所述流体通道流动，以与设置在每个电池模块中的多个电池单体进行热交换，从而冷却所述电池模块。
图2是示出了根据比较例1的电池模块中的冷却液体的温度梯度的视图。
对于所述热沉未设置PCM单元的情况而言，下面将描述所述电池模块的温度梯度。随着冷却流体变得更靠近所述热沉的出口，由于所述冷却流体从所述电池模块吸收更多的热量，所以所述冷却流体的温度随着与所述热沉的出口的距离的减小而增加。因此，在设置于电池组内的所述电池模块之间发生温度变化，这劣化了构成所述电池模块的电池单体的性能，并且缩短了构成所述电池模块的电池单体的寿命。
(比较例2)
图3是示出了根据比较例2的电池模块的冷却通道的每个区段中的冷却流体的温度梯度的视图。
该比较例被构造成使得：PCM单元未被设置在热沉上，并且流体通道被分割成多个区段。为了减小具有简单普通流体通道的热沉的入口和出口之间的温差，对被分割的流体通道进行分析。与比较例1相比，所述热沉的入口和出口之间的温差减小。然而，可以确认的是，被分割的冷却通道的设计使得所述热沉中的冷却流体产生了压差。因此，在该情况下，需要克服冷却水压差和电池温度差的问题的措施。
(实施例)
图4是示出了根据本发明的一个实施例的、应用相变材料(PCM)单元的电池模块的热沉的示意图。
具有根据温度而发生相变性质的PCM单元被应用于设置在电池模块中的热沉、热界面材料(TIM)和热沉中。PCM单元被应用于被布置在所述热沉(电池模块)的出口附近的电池模块，以减小所述电池模块之间的温度变化的影响。使用相变温度在30℃至40℃范围内的的PCM，所述相变温度是用于所述电池模块的合适温度范围。
图5是示出了根据本发明的一个实施例的、设置有PCM单元的电池模块的温度梯度的视图。
对设置PCM单元的情况和没有设置PCM单元的情况之间的电池模块的温度梯度进行比较，可以看出，当所述PCM单元被设置在所述热沉上时，所述热沉的入口和出口之间的温度差显著减小。布置在所述热沉的出口处的PCM单元和冷却流体的温度变得均匀。因此，通过使用该技术，可以在由多个电池模块组成的电池组的整个区域上获得均匀的温度。
图6是示出了根据存在和不存在根据本发明的一个实施例所述的PCM单元而在用于电池模块的热沉的出口处的温度变化的曲线图。
为了确认该实施例的效果，对构成电池组的每个电池模块的热沉中的冷却流体的温度进行测量。X轴上的数字代表从所述热沉的出口按顺序布置的各个电池模块的电池模块编号。蓝线表示均设置没有PCM单元的热沉的电池模块的温度变化，并且红线表示均设置有具有PCM单元的热沉的电池模块的温度变化。随着电池模块编号从1增加到10，所述电池模块的温度增加。对于编号为1至5的电池模块，所述热沉的入口侧和出口侧之间没有温差。然而，在编号为5到10的电池模块情况下，当不存在PCM单元时，发生了与37℃的适当工作温度偏离13℃的温度偏差，但是当设置所述PCM单元时，温度偏差减小到4℃。
尽管已经参考实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不脱离上述本发明的技术精神的情况下，可以进行各种替换、添加和改变。因此，应该理解，这些替换、添加和改变也落入由所附权利要求书所限定的本发明的保护范围内。
工业适用性
根据本发明，设置有PCM单元的电池冷却的热沉和包括所述热沉的电池模块具有使得所述热沉中的冷却流体的温度差最小化的效果。
此外，本发明具有防止在出口侧的冷却流体的温度升高的效果。
此外，本发明具有这样的效果：在不改变被设置在电池模块中的已有热沉的内部结构的情况下，使得冷却流体的温度梯度最小化，从而降低了电池模块的设计成本和制造成本。
此外，本发明具有如下优点：通过在电池模块的充电或放电期间使得所述电池模块之间的温度变化最小化，从而改善了所述电池单体的性能和寿命。
(附图标记说明)
100 电池模块
200 热沉
210 冷却流体入口
220 冷却流体出口
230 冷却流体通道
300 TIM(热界面材料)

Claims (12)

1.一种电池模块，包括：
电池单体堆，所述电池单体堆包括一个或多个电池单体；
模块组件，所述电池单体堆被安装在所述模块组件中，所述模块组件包括热沉，所述热沉被构造成吸收和散发由所述电池单体堆产生的热量；以及
相变材料(PCM)单元，所述相变材料单元被设置在所述热沉上的预定位置处，并且控制冷却流体的温度，
其中，所述PCM单元的位置LP被确定为使得以下等式中的LP在0到0.5的范围内：
LP＝((Lout-LPCM)/Lout)
其中，Lout是用于所述冷却流体的出口，其是用于测量流体通道的长度的终点，并且LPCM是从作为用于测量所述流体通道的长度的起点的、用于冷却流体的入口开始的所述PCM单元的长度。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述热沉包括流体通道和一个或多个开口，所述一个或多个开口用于引入和排出所述冷却流体。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述PCM单元被布置在如下位置处：在该位置处，流过所述热沉的所述冷却流体的温度上升成等于或超过预定温度。
4.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述PCM单元包含选自有机PCM、无机PCM和共晶PCM中的至少一种类型的PCM或两种或更多种类型的PCM。
5.根据权利要求4所述的电池模块，其中，包括在所述PCM单元中的所述PCM采用选自浸渍PCM、封装PCM和形状稳定的PCM中的一种或多种形式的PCM。
6.根据权利要求1所述的电池模块，还包括一个或多个PCM层，所述一个或多个PCM层被构造成吸收由构成所述电池模块的一个或多个电池单体产生的热量。
7.根据权利要求1所述的电池模块，还包括一个或多个隔热层，所述一个或多个隔热层被构造成防止由构成所述电池模块的一个或多个电池单体产生的热量被传递到所述电池单体的相邻电池单体。
8.根据权利要求4所述的电池模块，其中，包括在所述PCM单元中的所述PCM的量被确定为满足如下条件：流过所述热沉的所述冷却流体的温度在所述冷却流体的平均温度的±2℃的范围内变化。
9.一种电子装置，所述电子装置配备有根据权利要求1至8中的任一项所述的电池模块。
10.一种电动车辆，所述电动车辆配备有根据权利要求1至8中的任一项所述的电池模块。
11.一种混合动力车辆，所述混合动力车辆配备有根据权利要求1至8中的任一项所述的电池模块。
12.一种能量存储装置，所述能量存储装置配备有根据权利要求1至9中的任一项所述的电池模块。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102329343B1 (ko) * 2018-09-11 2021-11-18 주식회사 엘지에너지솔루션 냉각 효율이 향상된 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
US10679923B1 (en) 2019-01-09 2020-06-09 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Encapsulated phase change porous layer
KR102263291B1 (ko) * 2019-03-19 2021-06-10 주식회사 성우하이텍 전기자동차용 배터리 모듈 조립체
US11355796B2 (en) * 2019-04-22 2022-06-07 Shahriyar Hekmat Thermal management system for battery module
KR20200123642A (ko) 2019-04-22 2020-10-30 전북대학교산학협력단 배터리팩 온도 조절장치
KR20210124828A (ko) 2020-04-07 2021-10-15 현대자동차주식회사 상변화물질과 열전모듈을 이용한 배터리팩 냉각 시스템과 냉각 방법
KR102201327B1 (ko) * 2020-06-01 2021-01-11 주식회사 가이아에너지 저 전력 소모 에너지 저장 장치
US11750021B2 (en) * 2020-11-13 2023-09-05 Raytheon Company Modular electrical power subsystem architecture
CN112510292B (zh) * 2020-11-30 2021-12-03 华霆（合肥）动力技术有限公司 高温抑制装置、电池包和电动汽车
KR102274741B1 (ko) * 2021-03-09 2021-07-08 주식회사 가이아에너지 유동 흐름 최적화 에너지 저장 장치
CN113212101B (zh) * 2021-06-02 2022-08-26 合肥工业大学 基于相变胶囊的增程式电动汽车集成式热管理***及方法
US20230110020A1 (en) * 2021-10-08 2023-04-13 Simmonds Precision Products, Inc. Heatsinks
KR102655719B1 (ko) 2023-01-16 2024-04-08 한국전자기술연구원 상변화물질을 이용한 이차전지용 냉각재 조성물, 이를 포함하는 냉각재, 및 이의 제조방법

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010192333A (ja) * 2009-02-19 2010-09-02 Toyota Motor Corp 電池パック
CN102738536A (zh) * 2011-04-07 2012-10-17 通用汽车环球科技运作有限责任公司 具有用于增强热交换属性的微胶囊相变材料的电池热界面
CN102856609A (zh) * 2011-07-01 2013-01-02 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于汽车蓄电池的具有微囊封装的相变材料的液体冷却剂
CN203950871U (zh) * 2011-08-15 2014-11-19 格拉弗技术国际控股有限公司 电池组组件
CN205004375U (zh) * 2015-08-13 2016-01-27 上海航天电源技术有限责任公司 一种内部热隔离设计的锂离子电池
JP2016040770A (ja) * 2014-08-11 2016-03-24 ヴァレオ システム テルミク バッテリーパックの温度管理用熱交換プレート
CN110854463A (zh) * 2018-08-21 2020-02-28 现代自动车株式会社 用于车辆的电池冷却装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5731568A (en) * 1995-10-13 1998-03-24 Arctic Fox, Inc. Battery heating device and method
JP4913333B2 (ja) 2003-06-13 2012-04-11 古河電気工業株式会社 ヒートシンクおよび均一な冷却方法
US8109324B2 (en) 2005-04-14 2012-02-07 Illinois Institute Of Technology Microchannel heat exchanger with micro-encapsulated phase change material for high flux cooling
EP2257760A2 (en) 2008-02-22 2010-12-08 Dow Global Technologies Inc. Heat storage devices
KR101058102B1 (ko) 2009-12-18 2011-08-24 에스비리모티브 주식회사 배터리 팩
KR101097226B1 (ko) 2010-02-01 2011-12-21 에스비리모티브 주식회사 배터리 팩
KR101261925B1 (ko) 2011-09-29 2013-05-08 현대자동차주식회사 상전이 물질을 충진한 배터리 패키지 및 이를 이용한 배터리
KR102023921B1 (ko) * 2012-09-11 2019-09-23 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈
FR3003938A1 (fr) * 2013-03-29 2014-10-03 Valeo Systemes Thermiques Plaque d'echange thermique pour gestion thermique de batterie et procede de fabrication associe.
US9312580B2 (en) 2013-07-30 2016-04-12 Johnson Controls Technology Company Battery module with phase change material
JP5942943B2 (ja) 2013-08-20 2016-06-29 トヨタ自動車株式会社 電池温度調節装置
KR101658517B1 (ko) 2013-09-30 2016-09-21 주식회사 엘지화학 냉각 부재를 활용한 전지모듈
KR101601142B1 (ko) * 2013-10-18 2016-03-08 주식회사 엘지화학 단열재를 포함하여 2이상의 분리된 유로를 가진 히트싱크
US20160006088A1 (en) * 2014-07-01 2016-01-07 Embry-Riddle Aeronautical University, Inc. Battery thermal management for hybrid electric vehicles using a phase-change material cold plate
KR20160059166A (ko) * 2014-11-18 2016-05-26 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
US10003053B2 (en) * 2015-02-04 2018-06-19 Global Web Horizons, Llc Systems, structures and materials for electrochemical device thermal management
KR20160112435A (ko) 2015-03-19 2016-09-28 삼성에스디아이 주식회사 전지 팩
KR101777335B1 (ko) 2015-04-01 2017-09-11 주식회사 엘지화학 전지 모듈
KR102053963B1 (ko) * 2015-07-07 2019-12-09 주식회사 엘지화학 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차
KR102259414B1 (ko) * 2015-11-20 2021-06-01 주식회사 엘지에너지솔루션 히트싱크 및 이를 포함하는 배터리 모듈

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010192333A (ja) * 2009-02-19 2010-09-02 Toyota Motor Corp 電池パック
CN102738536A (zh) * 2011-04-07 2012-10-17 通用汽车环球科技运作有限责任公司 具有用于增强热交换属性的微胶囊相变材料的电池热界面
CN102856609A (zh) * 2011-07-01 2013-01-02 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于汽车蓄电池的具有微囊封装的相变材料的液体冷却剂
CN203950871U (zh) * 2011-08-15 2014-11-19 格拉弗技术国际控股有限公司 电池组组件
JP2016040770A (ja) * 2014-08-11 2016-03-24 ヴァレオ システム テルミク バッテリーパックの温度管理用熱交換プレート
CN205004375U (zh) * 2015-08-13 2016-01-27 上海航天电源技术有限责任公司 一种内部热隔离设计的锂离子电池
CN110854463A (zh) * 2018-08-21 2020-02-28 现代自动车株式会社 用于车辆的电池冷却装置

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