电池设备的制作方法

本发明涉及一种电池，更特别地，涉及一种具有进一步改进的冷却性能的电池，其配置为在具有简化结构的同时使在多个包含于其中的单元中产生的热量有效地消散。

背景技术：

由于近些年来严重的全球变暖和环境污染的原因，已经积极地研发了生态友好车辆，以大幅减小环境污染，因此在车辆工业的领域中具有日益增长的市场。

生态友好车辆共同指的是电动车辆、混合动力车辆、插电式混合动力车辆、燃料电池车辆，等等，其包括配置为使用电能产生驱动力的电动机(电机)，而不是用传统的配置为通过燃烧矿物燃料来产生驱动力的发动机，或者与该传统的发动机一起。

这种生态友好车辆可包括作为用于储存供应至电机的电能的部件的电池，因为其使用将电能转换成动能的电机来产生驱动力。

包含在车辆中的电池具有这样的典型结构，其中，使多个电池单元串联以输出高电压，并且当使这些单元充电和放电时产生的热量对电池的性能具有强烈的影响，因此必须使热量有效地消散。

为了消散热量，这样配置传统的电池，使得将多个袋状结构的单元堆叠在一起，将由具有高导热性的金属材料制成的散热片设置在彼此面对的单元之间，使得将在单元中产生的热量从堆叠的单元向下转移通过散热片，并且在单元下方，散热片通过热界面材料(tim)与冷却剂在其中流动的冷却通道接触。

然而，由于传统的电池具有通过转移在一个单元和另一单元的面对表面之间产生的热量的间接冷却方法来冷却的结构，所以需要单独的散热片。出于本原因，由于电池尺寸的增加而减小能量密度与体积/重量的比例，并且通过散热片的热转移性能根据面对单元之间的表面压力差而变化。因此，温度变化可出现在电池中。

包含在本发明的此背景技术部分中的信息仅是为了增强本发明的一般背景的理解，不作为此信息形成本领域技术人员已知的现有技术的承认或者任何形式的建议。

技术实现要素：

本发明的各种方面涉及提供一种配置为在具有简化结构的同时使在多个包含于其中的单元中产生的热量有效地消散的电池。

根据本发明的一个方面，电池可包括：单元堆叠结构，其包括在其水平方向上堆叠的多个单元；第一板，其覆盖单元堆叠结构的垂直的上端部和下端部中的至少一个；和导热粘合剂，其位于第一板和由第一板覆盖的单元堆叠结构的垂直的上端部或者下端部之间。

可堆叠该多个单元以彼此直接接触。

单元堆叠结构可进一步包括设置为与堆叠单元的最外侧表面接触的一对单元盖以及通过每个单元的一些部分固定到单元盖的多个固定销。

每个单元可以是袋型单元，并且单元的固定销通过的一些部分可以是袋型单元的密封件。

电池可进一步包括第二板，其设置在该对单元盖的每个单元盖的外部并固定到第一板。

导热粘合剂可与单元的上部或者下部直接接触，并与第一板的下表面或者上表面直接接触。

第一板可具有与制冷剂在其中流动的冷却通道接触的露出表面。

根据本发明的另一方面，电池可包括配置为与制冷剂在其中流动的冷却通道接触的板以及通过其之间的导热粘合剂附接到板的多个单元。

可将该多个单元水平地堆叠以彼此直接接触。

可使板固定到水平堆叠的单元的垂直的上部或者下部。

每个单元可以是袋型单元，并可通过穿过袋型单元的密封件的固定销而将单元固定到一对单元盖，单元盖设置为与堆叠的单元的最外侧表面接触。

从以上描述中显而易见的，可能减小电池的体积或者重量，因为不需要单独的散热片来转移在每个单元中产生的热量。而且，由于将在单元中产生的热量通过单元和冷却通道之间的最近路径转移到冷却通道，所以可以通过缩短热转移路径来增强冷却性能。

本发明的方法和设备具有其他从包含于其中的附图和以下详细描述中将显而易见的或者在该附图和以下详细描述中更详细地阐述的特征和优点，附图和以下详细描述一起用来说明本发明的某些原理。

附图说明

图1是举例说明了根据本发明的代表性实施例的电池的立体图；

图2是图1中举例说明的电池的分解立体图；

图3是沿着图1的线x-x'得到的电池的剖视图；

图4是举例说明了应用于根据本发明的代表性实施例的电池的袋状单元的主视图和侧视图；

图5是举例说明了具有设置于图1的电池的附加部件的电池的立体图；并且

图6是用于说明根据本发明的代表性实施例的电池的散热效果的展开剖视图。

可理解，附图并非必须是按比例绘制的，提供表示本发明的基本原理的各种特征的稍微简化的图示。本发明的具体设计特征包含于其中，包括，例如，具体的尺寸、方向、位置和形状将部分地由特殊目的的应用和使用环境决定。

参考标号指的是贯穿附图的若干张图的本发明的相同的或者等价的零件。

具体实施方式

现在将更具体地参考本发明的各种实施例，在附图中举例说明了其实例并在下面进行描述。虽然将结合本发明的代表性实施例描述本发明，但是将理解，本描述并非旨在将本发明限制于那些代表性实施例。另一方面，本发明旨在不仅覆盖本发明的代表性实施例，而且覆盖各种替代、修改、等价物和其他实施例，这些可包含在如由所附权利要求定义的本发明的实质和范围内。

下面将参考附图描述根据本发明的代表性实施例的电池。

图1是举例说明了根据本发明的代表性实施例的电池的立体图。图2是图1中举例说明的电池的分解立体图。图3是沿着图1的线x-x'得到的电池的剖视图。

参考图1、图2和图3，根据本发明的代表性实施例的电池可包括：单元堆叠结构100，其具有多个单元10；上板21和下板22，其分别设置在单元堆叠结构100的上方和下方；和导热粘合剂23，其位于单元堆叠结构100和上板21及下板22中的每个之间。

在本发明的代表性实施例中，将基于在附图中举例说明的方向来描述结构的位置或者方向。例如，将多个单元10描述为堆叠在其水平方向上，并且可在与其水平方向垂直的垂直方向上设置上板21和下板22。将理解，诸如“水平方向或者垂直方向”的术语“具体方向”本身并不限制本发明，而是相对于其他部件的位置或者方向的概念。

单元堆叠结构100可包括多个堆叠在其水平方向上的单元10。该多个单元10各自可以是袋型单元，并可堆叠成彼此直接接触的形式。在相关技术中，另外在单元10之间提供板形散热片，但是，在本发明的一个代表性实施例中，将单元10堆叠成彼此直接接触的形式，而没有任何散热片。

而且，除了该多个单元10以外，单元堆叠结构100可进一步包括：一对单元盖13，其设置为与堆叠单元10中的最外侧单元的外表面接触；和多个固定销11，其通过每个单元10的一些部分固定到单元盖。

在图4中更具体地举例说明了包含在单元堆叠结构100中的一个单元的结构。图4是举例说明了应用于根据本发明的代表性实施例的电池的袋状单元的主视图和侧视图。

如图4中举例说明的，应用于根据本发明的代表性实施例的电池的袋状单元10可包括绝缘体101，其通过化学作用封闭并密封储存电力的单元组成物质。引线102从绝缘体101的两个端部露出，以用作用于供应电能的端子。为了使绝缘体101密封单元组成物质，通过在其周围结合上绝缘体101和下绝缘体101来形成密封件a。

在单元堆叠结构100中，以这样的状态堆叠一个袋状单元100和其相邻的袋状单元，即，由袋状单元10的每个绝缘体101形成的表面与由相邻袋状单元的相关绝缘体形成的表面接触，并且可使袋状单元10的每个引线102通过连接装置12(例如，通过诸如焊接的技术)电连接到相邻袋状单元的相关引线。

而且，包含在单元堆叠结构100中的所有袋状单元10的密封件可具有在相同位置形成的通孔h。固定销11可通过通孔h以对准堆叠的袋状单元10。而且，当在对堆叠的袋状单元10应用一定压力的状态中将每个固定销11的两个端部固定到单元盖13时，可将表面压力应用于堆叠的袋状单元10。

上板21和下板22可在与堆叠单元10的水平方向垂直的垂直方向上覆盖单元堆叠结构100。在装配过程中，可将导热粘合剂23在上板21的下表面和下板22的上表面上提前应用一定的厚度，并且可将上板21和下板22设置在单元堆叠结构100的上方和下方，并附接于其，使得导热粘合剂23与单元10直接接触。

也就是说，在本发明的代表性实施例中，可使电池的组成电池单元10直接附接到上板21和下板22，作为外部盖而提供，不使用除了导热粘合剂23以外的介质。换句话说，导热粘合剂23可与单元10的上部和上板21的下表面直接接触，并与单元10的下部和下板22的上表面直接接触。

为了通过上板21或者下板22和制冷剂在其中流动的冷却通道之间的接触而简单地消散热量，上板21和下板22中的每个也可由金属制成，例如带有高导热性的铝，或者由导热塑料制成。

导热粘合剂23是一种在具有高导热性的同时具有非常好的电绝缘特性的粘合剂，并且可包括任何各种已知的满足所需的电绝缘和散热规格的材料。

图5是举例说明了具有设置于图1的电池的附加部件的电池的立体图。

图5中举例说明的电池可包括前板25和后板27，其中，前板25附接到上板21和下板22的前部，后板27附接到上板21和下板22的后部。

图5中举例说明的电池可进一步包括安装到前板25的控制器30和侧板40，它们另外设置于图1中举例说明的电池上。

控制器30是横向设置于单元10的堆叠方向以响应于通过检测单元的电压和温度所获得的值而执行电池所需的预定控制操作的部件。虽然未在图5中示出，可将用于检测单元10的温度、电压、电流等的传感器制造为单个组件，并且将其设置在控制器30和单元堆叠结构100之间。

而且，侧板40可包括一对设置于单元堆叠结构100的单元盖13外部且附接到其以面向单元10的堆叠表面的侧板。可将侧板40固定到上板21和下板22，并且当由于膨胀而使单元10变形或者对电池施加外力时，侧板40可保护电池并保证电池的坚固性。

在目前所保护的发明的代表性实施例中，单元10的上边缘110和下边缘120是“l”的形状，并且嵌在导热粘合剂23中。

根据本发明的代表性实施例，参考图1、图2、图3、图4和图5描述的电池仅仅作为实例，该电池可包括设置于单元堆叠结构的相应的上端部和下端部上的上板和下板。当必要时，可将板设置在单元堆叠结构的上端部和下端部中的一个上，或者可使用插入其之间的导热粘合剂将单元堆叠结构的上端部和下端部中的一个粘结到其临近的板。

与传统电池的结构相比，具有根据本发明的代表性实施例的上述构造的电池可实现进一步改进的散热效果。

图6是用于说明根据本发明的代表性实施例的电池的散热效果的展开剖视图。虽然图6是仅举例说明了下板附近的一部分的展开图，但是相同的效果也可应用于上板附近的一部分。

如图6中举例说明的，根据本发明的各种方面中的代表性实施例的电池，电池的每个组成单元10的下部通过导热粘合剂23与下板22直接接触。下板22的下表面可与制冷剂在其中流动的冷却通道60接触。热界面材料(tim)50也可位于下板22和冷却通道60之间。

也就是说，如图6中的虚线箭头所指示的，根据本发明的各种方面中的代表性实施例的电池，不通过任何其他诸如散热片的介质而将在单元10中产生的热量转移到远处的冷却通道，而是通过与单元10的最接近冷却通道60的一些部分接触的导热粘合剂23和下板22将其直接转移到冷却通道60。

因此，根据本发明的代表性实施例，可能减小电池的体积或者重量，因为不需要单独的散热片来转移在每个单元中产生的热量。而且，由于将在单元中产生的热量通过单元和冷却通道之间的最近路径转移到冷却通道，所以可以通过缩短热转移路径来增强冷却性能。

为了在所附权利要求中方便说明并精确定义，术语“上面的”、“下面的”、“内部的”、“外部的”、“向上的”、“向下的”、“向上地”、“向下地”、“前面的”、“后面的”、“背面的”、“内侧的”、“外侧的”、“向内地”、“向外地”、“内部的”、“外部的”、“外面的”、“向前地”和“向后地”用来参考如在图中显示的代表性实施例的特征的位置而描述这种特征。

已经为了举例说明和描述的目的而提供了本发明的具体的代表性实施例的以上描述。其并非旨在是彻底的或者将本发明限制于精确的所公开的形式，明显地，按照以上教导，许多修改和变化都是可能的。选择并描述代表性实施例以说明本发明的某些原理及其实际应用，以使得本领域技术人员能够制造并利用本发明的各种代表性实施例，以及其各种替代和修改。目的是本发明的范围由附于此的权利要求及其等价内容定义。