电池组和使用电池组作为电源的装置的制造方法
【专利说明】电池组和使用电池组作为电源的装置
[0001]分案申请
[0002]本申请是申请日为2013年2月6日、申请号为201380005275.8、发明名称为“新颖的空气冷却结构的电池组”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
[0003]本发明涉及一种具有新颖的空气冷却结构的电池组，并且更加具体地，涉及一种如下电池组，其包括安装在电池组壳体中的多个电池模块，所述多个电池模块中的每一个具有能够被充电和放电的电池单元或者单元模块(单元单体)，其中，两个或者更多个单元单体组成一个电池模块，两个或者更多个电池模块沿电池组的长度方向布置以组成一个电池模块组，两个电池模块组在电池模块组被彼此间隔开的状态下沿电池组的宽度方向布置使得冷却剂排出部被限定在电池模块组之间，在电池组壳体的位于与冷却剂排出部相对的位置处的区域处，与电池模块中的每个电池模块相对应地独立形成冷却剂入口，并且冷却剂出口被形成在电池组壳体的沿电池组的长度方向的前部或者后部处，使得通过各个冷却剂入口引入的冷却剂在穿过各个电池模块的同时冷却各个电池模块的单元单体，并且然后被排出到电池组壳体之外。
【背景技术】
[0004]近来，能够充电和放电的二次电池已广泛用作无线移动设备的能量源。另外，将二次电池作为电动车辆(EV)和混合动力电动车辆(HEV)的动力源已引起了非常大的关注，已经开发了上述车辆来解决由现有的使用化石燃料的汽油车辆和柴油车辆所引起的问题，例如空气污染。
[0005]小型移动设备为每个设备使用一个或数个电池单元。另一方面，由于中型或大型设备需要高输出和大容量，所以中型或大型设备诸如车辆使用具有被相互电连接的多个电池单元的中型或大型电池模块。
[0006]优选地，中型或大型电池模块被制造成具有尽可能小的尺寸和重量。因此，通常使用能够以高的集成度进行堆叠并具有小的重量容量比的棱形电池或袋状电池来作为中型或大型电池模块的电池单元。具体地，目前很多兴趣都集中在使用铝层压片作为护套构件的袋状电池，这是因为该袋状电池的重量轻，该袋状电池的制造成本低，并且能够容易改进该袋状电池的形状。
[0007]为了让中型或大型电池模块提供具体设备或者装置所要求的输出和容量，有必要将中型或大型电池模块构造成具有下述结构，即，多个电池单元被彼此串联地或者彼此串联地和并联地电连接，并且电池单元对外力是稳定的。
[0008]另外，组成中大型电池模块的电池单元可以是能够被充电和放电的二次电池。因此，在二次电池的充电和放电期间从这样的高输出、大容量的二次电池产生大量的热。如果从单元电池没有有效地去除在单元电池的充电和放电期间从单元电池产生的热，则热积聚在单元电池中，因此单元电池的劣化被加速。根据情况，单元电池可能着火或者爆炸。为此，作为高输出、大容量的电池的用于车辆的电池组需要冷却系统以冷却被安装在电池组中的电池单元。
[0009]同时，蓄电装置通常被构造成具有以抽屉式封装的方式将多个电池组安装在支架中的结构。抽屉式封装意指，在电池组被竖直地堆叠的状态下将一系列的电池组插入到一个支架中。在为被设置在蓄电装置中的电池组构造冷却系统的情况下，难以实现在流动通道被竖直地形成在每个电池模块中以冷却电池单元或者单元模块的状态下布置电池模块的结构中实现高冷却效率。
[0010]S卩，难以提供对于在每个电池组的上部和下部处形成流动通道所必需的空间，这是因为电池组被竖直地堆叠。为此，有必要在电池模块被安放的状态下布置电池模块使得电池组以抽屉式封装的方式安装以便于实现冷却同时提高空间效率。
[0011 ]另外，蓄电装置要求高能量密度和电池的均匀的寿命和性能。因此，即使当构造支架时并且当电池组被构造时也需要紧凑的设计。
[0012]例如，对于空间利用，电池模块可以被布置在电池组100中并且冷却剂流动通道可以被形成在如在图1中所示的电池组100中。然而，在形成冷却剂流动通道的方向中布置电池模块的情况下，外部空气被直接地引入到第一行电池模块中但是已经吸收来自于第一行电池模块的热的空气，即，被加热的空气，被引入到第二行电池模块中。结果，第二行电池模块的冷却效率比第一行电池模块的冷却效率低，从而组成电池模块的电池单元的寿命被缩短。
[0013]因此，存在对于根本地解决上述问题的技术的高度需求。
【发明内容】
[0014]技术问题
[0015]因此，为解决以上问题和尚待解决的其它技术问题已经完成本发明。
[0016]本发明的目的是为了提供一种电池组，该电池组被构造成具有下述结构，在该结构中，在电池模块组被彼此间隔开的状态下在电池组的宽度方向中布置两个电池模块组，使得在电池模块组之间限定冷却剂排出部，以最小化在不同行的电池模块或者单元单体之间引起的温度偏差和不同压力，从而限制在电池模块或者单元单体的性能的劣化并且通过冷却效率。
[0017]技术解决方案
[0018]本发明提供了一种包括安装在电池组壳体中的多个电池模块，所述多个电池模块中的每一个具有能够被充电和放电的电池单元或者单元模块，其中，
[0019]两个或者更多个单元单体组成一个电池模块，所述单元单体是所述电池单元或者所述单元模块，
[0020 ]两个或者更多个电池模块沿所述电池组的长度方向布置以组成一个电池模块组，
[0021]两个电池模块组在所述电池模块组彼此间隔开的状态下沿所述电池组的宽度方向布置，从而在所述电池模块组之间限定冷却剂排出部，
[0022]在所述电池组壳体的位于与所述冷却剂排出部相对的位置处的区域处，与所述电池模块中的每一个电池模块相对应地独立形成冷却剂入口，并且
[0023]在所述电池组壳体的沿所述电池组的长度方向的前部或者后部处形成冷却剂出口，使得通过各个冷却剂入口引入的冷却剂在穿过各个电池模块的同时冷却各个电池模块的单元单体，且然后被排出到所述电池组壳体之外，并且
[0024]其中，被引入到组成所述电池模块组的各个电池模块中的冷却剂的流速或者流量被设置为是均匀的，并且所述冷却剂穿过的所述电池模块的宽度被设置成使得远离所述冷却剂出口的电池模块的宽度小于邻近所述冷却剂出口的电池模块的宽度。
[0025]本发明还提供了一种使用根据上述电池组作为电源的装置，其中，所述装置是从电动车辆、混合动力电动车辆、插电式混合动力电动车辆以及蓄电装置中选择的任一种。
[0026]根据本发明的一个方面，通过提供一种电池组能够完成上面和其它的目的，该电池组包括多个电池模块，均具有能够被充电和放电，被安装在电池组壳体中的电池单元或者单元模块(单元单体)，其中，两个或者更多个单元单体组成一个电池模块，两个或者更多个电池模块被布置在电池组的长度方向中以组成一个电池模块组，在两个电池模块组被彼此间隔开的状态下所述两个电池模块组被布置在电池组的宽度方向中使得冷却剂排出部被限定在电池模块组之间，在电池组壳体的位于与冷却剂排出部相对的位置处的区域处，与电池模块中的每个电池模块相对应地独立形成冷却剂入口，并且冷却剂出口被形成在电池组壳体的在电池组的长度方向中的前部或者后部处使得通过各个冷却剂入口引入的冷却剂在穿过各个电池模块的同时冷却各个电池模块的单元单体并且然后该冷却剂被排出到电池组壳体之外。
[0027]如上所述，根据本发明的电池组被构造以具有下述结构，S卩，在电池模块组被彼此间隔开的状态下两个电池模块组被布置在电池组的宽度方向中使得冷却剂排出部被限定在电池模块组之间。因此，没有必要在电池组壳体的上端或者下端处形成冷却剂排出部，并且因此，能够构造电池组使得电池组在竖直方向中具有紧凑的结构。
[0028]另外，根据本发明的电池组被构造以具有如下结构:在电池组壳体的位于与冷却剂排出部相对的位置处的区域处，与每个电池模块相对应地独立形成冷却剂入口。因此，能够将冷却剂的流动长度和流速减半，并且因此，能够减少在电池模块中在冷却剂的流动方向中引起的温度偏差和压差。
[0029]在具体实例中，每个冷却剂入口可以被形成在电池组壳体处同时具有包括多个通孔或者狭缝的结构。在这样的情况下，没有必要提供附加的冷却剂引入空间。另外，能够从外侧通过具有在上述构造的冷却剂入口立即引入大量的冷却剂。
[0030]电池组壳体的结构没有被特别地限制，只要电池模块能够被容易地安装在电池组壳体中。例如，电池组壳体可以具有:下壳体，电池模块被安装在该下壳体中；和上壳体，该上壳体覆盖下壳体的顶部。
[0031]在另一具体实例中，电池模块可以与冷却剂入口所形成处的电池组壳体间隔开，使得冷却剂流动区段被限定在电池组壳体和电池模块之间，在该冷却剂流动区段中，通过冷却