專利名稱：二次電池模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種二次電池模塊，特別涉及一種用于二次電池模塊的改進(jìn)的單元電池(unit batteries)排列結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
與原電池不同，二次電池可以再充電。小功率電池用在各種便攜式電子裝置例如蜂窩電話、膝上型計(jì)算機(jī)以及攝像放像機(jī)中。大容量按尺寸分組的電池(bulk size batteries)被用作例如燃油電子兩用車(chē)中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源。
根據(jù)外形可將二次電池分為不同種類，例如方形電池和圓柱形電池。若將它們用于如燃油電子兩用車(chē)之類的需要大功率電源的機(jī)械的電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，二次電池(以下簡(jiǎn)稱“單元電池”)可以形成大功率二次電池模塊。
當(dāng)二次電池模塊用作真空吸塵器、電動(dòng)摩托車(chē)或者車(chē)輛(電動(dòng)汽車(chē)或者燃油電子兩用車(chē))的電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，可將許多單元電池按多行排列。因此，當(dāng)組裝二次電池模塊時(shí)，排列單元電池以提高單元電池的冷卻效率是很重要的。
除了單元電池的冷卻效率外，當(dāng)組裝二次電池模塊時(shí)，不增大二次電池模塊的尺寸也是重要的。
詳細(xì)地說(shuō)，如果二次電池模塊具有多個(gè)電池行(multiple batteryrows)(電池行是指將多個(gè)單元電池按行排列的聚集結(jié)構(gòu))，每一電池行被疊置成多層或者在平面上并排排列。然而，多層結(jié)構(gòu)帶來(lái)的問(wèn)題是模塊的整體尺寸隨著二次電池模塊的高度增加而增加。
而如果每一電池行在平面上并排排列，可使模塊的尺寸最小化。但是，其存在的問(wèn)題是單元電池的冷卻效率降低，并且引起溫度差，從而導(dǎo)致冷卻不均勻。
這是因?yàn)槿绻麑㈦姵匦胁⑴排帕?，冷卻介質(zhì)沿一側(cè)電池行通過(guò)單元電池之后再沿另一側(cè)電池行通過(guò)單元電池。這使流入各電池行的冷卻介質(zhì)不同。
也就是說(shuō)，當(dāng)冷卻介質(zhì)通過(guò)一側(cè)電池行時(shí)，其溫度由于熱交換而提高。再用溫度已提高的所述冷卻介質(zhì)冷卻另一側(cè)電池行，因此，一側(cè)電池行的溫度和另一側(cè)電池行的溫度之間存在大的差異。
據(jù)此，如果將電池行并排排列，由于電池行中每一單元電池產(chǎn)生的熱量不能均勻發(fā)散，將使單元電池本身的性能降低，因此這種二次電池模塊不能用作需要大功率的電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種二次電池模塊，該模塊具有不僅能提高散熱效率而且還能使其尺寸最小化的高效排列的單元電池。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，二次電池模塊包括至少多于兩個(gè)電池聚集體和容納電池聚集體的外殼，所述電池聚集體具有多個(gè)連續(xù)排列的單元電池，其中，相對(duì)于單元電池的排列方向而言，每一電池聚集體的每一單元電池沿與單元電池的排列方向相傾斜的方向設(shè)置。
可將電池聚集體間隔設(shè)置。
可將電池聚集體設(shè)置成彼此對(duì)稱地成對(duì)形成。
外殼包括冷卻介質(zhì)的入口部分和出口部分，入口部分用于提供對(duì)電池聚集體之間的空間進(jìn)行溫度控制的冷卻介質(zhì)，出口部分用于排出流過(guò)電池聚集體的冷卻介質(zhì)。
電池聚集體具有設(shè)置在單元電池之間的電池隔板(cell barrier)，電池隔板可以包括至少一條供冷卻介質(zhì)流過(guò)的通路。
通路可以由使出口部分和電池聚集體之間的空間連通的通道構(gòu)成。
可使外殼具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得通過(guò)入口部分流向電池聚集體之間的空間的冷卻介質(zhì)的流動(dòng)方向與通過(guò)出口部分排出的冷卻介質(zhì)的流動(dòng)方向基本相同。
入口孔可以形成在外殼的一側(cè)處，出口孔可以形成在面對(duì)入口孔的外殼的另一側(cè)上。
外殼可以具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得通過(guò)入口部分流向電池聚集體之間的空間的冷卻介質(zhì)的流動(dòng)方向與通過(guò)出口部分排出的冷卻介質(zhì)的流動(dòng)方向基本相反。
入口孔可以形成在外殼的一側(cè)上，出口孔可以形成為與入口孔相鄰。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，二次電池模塊包括至少多于兩個(gè)電池聚集體和容納電池聚集體的外殼，所述電池聚集體具有連續(xù)排列的多個(gè)單元電池，它們彼此隔開(kāi)地對(duì)稱設(shè)置，外殼還用于使流過(guò)電池聚集體之間的空間、用于對(duì)單元電池之間的溫度進(jìn)行控制的冷卻介質(zhì)循環(huán)，其中，相對(duì)于單元電池的排列方向而言，每一電池聚集體的每一單元電池沿與排列方向傾斜的方向設(shè)置，每一電池聚集體包括與單元電池彼此緊密接觸以整體地支撐它們的支撐單元。
外殼包括容納電池聚集體的安裝部分、用于給電池聚集體之間的空間提供冷卻介質(zhì)的入口部分、以及用于排出流過(guò)電池聚集體的冷卻介質(zhì)的出口部分。
支撐單元包括分別與最外部單元電池緊密接觸的端板、與端板相連接的連接桿、以及至少一根為連接端板而設(shè)置的并沿單元電池的排列方向排列以支撐單元電池的支撐桿。
支撐單元還包括具有固定連接桿的固定孔的緊固部分，該緊固部分突出于端板。
支撐單元包括分別與最外部單元電池緊密接觸的端板、連接端板的連接桿、以及具有固定連接桿的固定孔的緊固部分，該緊固部分突出于端板并且與單元電池的排列方向垂直，以與連接桿形成直角。
緊固部分可以突出于彼此面對(duì)的端板的兩側(cè)端，并且其可被彎曲成與端板成預(yù)定角度。
端板的厚度可以等于或小于緊固部分的厚度。
設(shè)置于端板和緊固部分之間的連接部分可以具有弧形橫截面。


通過(guò)下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些和/或其它方面以及優(yōu)點(diǎn)將更加顯而易見(jiàn)和容易理解。附圖中圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式的二次電池模塊的示意性透視圖；圖2是圖1的橫截面平面圖；圖3是本發(fā)明第一實(shí)施方式的二次電池模塊的電池聚集體的透視圖；圖4是圖3的部分橫截面平面圖；
圖5是本發(fā)明第一實(shí)施方式的二次電池模塊的端板的側(cè)視圖；圖6是本發(fā)明第二實(shí)施方式的二次電池模塊的電池聚集體的透視圖；圖7是圖6的平面圖；圖8是本發(fā)明第三實(shí)施方式的二次電池模塊的示意性橫截面平面圖；圖9是本發(fā)明第四實(shí)施方式的二次電池模塊的示意性橫截面平面圖；圖10的示意性框圖示出了用本發(fā)明實(shí)施方式的二次電池模塊驅(qū)動(dòng)電機(jī)的情況。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考由附圖示出的實(shí)例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。下面通過(guò)參考附圖對(duì)實(shí)施方式的描述來(lái)解釋本發(fā)明。
圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式的二次電池模塊的示意性透視圖，圖2是圖1的橫截面平面圖。
參考這些附圖，二次電池模塊10包括具有以預(yù)定距離隔開(kāi)的連續(xù)排列的多個(gè)單元電池12的電池聚集體11以及容納電池聚集體11的外殼20。用于控制單元電池12的溫度的冷卻介質(zhì)在外殼20內(nèi)部循環(huán)，可采用冷卻空氣、冷卻水、其它冷卻流體等作為冷卻介質(zhì)。
在本實(shí)施方式中，使用可以通過(guò)如風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)之類的送風(fēng)裝置從自然界方便地獲得的空氣(下文中稱為“冷卻空氣”)作為冷卻介質(zhì)。
每一單元電池12包括具有正極、負(fù)極和隔板的電極組件，和容納電極組件的容器。在本實(shí)施方式中，單元電池為棱柱型。
電池聚集體11具有這樣的聚集體結(jié)構(gòu)，其具有多個(gè)單元電池12，這些單元電池以預(yù)定距離隔開(kāi)地連續(xù)排列，由此形成一行。
在電池聚集體11中，電池隔板13被設(shè)置在每一單元電池12之間。電池隔板13保持每一單元電池12之間的距離不變，并且使每一單元電池12之間的冷卻空氣循環(huán)，其還具有支撐每一單元電池12側(cè)面的功能。
為使冷卻空氣循環(huán)，在電池隔板上形成多條通路14，通路14可以具有沿單元電池12的長(zhǎng)側(cè)方向、即電池聚集體11的寬度方向通過(guò)電池隔板的內(nèi)側(cè)的溝道15的形狀。
在外殼20內(nèi)側(cè)至少可以安裝兩個(gè)電池聚集體11，如圖所示，在本實(shí)施方式中，在外殼20中安裝有一對(duì)電池聚集體。
此時(shí)，電池聚集體11和11’以預(yù)定距離彼此隔開(kāi)地被設(shè)置在同一平面上。也就是說(shuō)，每一電池聚集體11和11’具有它自己的電池隔板13和13’以及面向外殼20的中心的通路14和14’，它們被隔開(kāi)預(yù)定距離以保持它們彼此平行。
電池聚集體11和11’的這種排列使得二次電池模塊10的整個(gè)高度不增加，這可以有效地使二次電池模塊10的尺寸最小。
更明確地說(shuō)，電池聚集體11和11’相對(duì)于處于它們之間的空間中的假想中心線對(duì)稱地排列，從而使得它們的整體配置呈魚(yú)骨型(fishboneshape)。
也就是說(shuō)，每一電池聚集體11和11’具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得它們自己的單元電池12和12’以預(yù)定角度朝向外殼的中心傾斜。
此外，當(dāng)電池隔板13和13’與單元電池12和12’緊密接觸時(shí)，電池隔板13和13’對(duì)應(yīng)于單元電池12和12’傾斜排列。
單元電池12和12’及電池隔板13和13’的傾斜角度是考慮到流入外殼20的冷卻空氣可以順暢地通過(guò)電池隔板13和13’的通路14和14’而選定的，但是不局限于任何具體值。
同時(shí)，電池聚集體11和11’的單元電池12和12’可以通過(guò)支撐單元來(lái)固定，以形成整體。
參考圖3和圖4，支撐單元50包括分別設(shè)置在單元電池12的最外的兩側(cè)與單元電池12緊密接觸的端板70和70’，以及連接一對(duì)端板70和70’以固定端板70和70’的連接桿80和80’。
如上所述，一對(duì)電池聚集體11和11’彼此對(duì)稱形成，而圖3和圖4僅示出了一個(gè)電池聚集體11。
更明確地說(shuō)，支撐單元50的端板70和70’與單元電池12的側(cè)面緊密接觸。
連接桿80和80’具有類似于螺栓的形狀(bolt like shape)，它們的一端帶有螺栓頭，螺釘旋于它們的另一端。這些連接桿80和80’沿單元電池12的排列方向(圖中X方向)設(shè)置，并且通過(guò)螺母81和81’被固定在端板70和70’上。
為此，端板70和70’可以具有緊固部分90和90’，以容納和固定連接桿80和80’。在本實(shí)施方式中，這些緊固部分90和90’可以整體突出地形成在端板70和70’的短側(cè)上，而且它們具有可插入連接桿80和80’的固定孔91和91’。
在本實(shí)施方式中，緊固部分90和90’分別成對(duì)地形成于端板70和70’的兩端，并且沿與單元電池12的排列方向(X)垂直的方向(圖中Y方向)突出。也就是說(shuō)，如圖4所示，緊固部分90和90’以與端板70和70’相對(duì)于垂直方向傾斜的角度相同的角度從端板70和70’彎曲，而且它們被設(shè)置成垂直于單元電池12的排列方向(X)。
據(jù)此，緊固部分90和90’以及連接桿80和80’穿過(guò)緊固部分90和90’的固定孔91和91’，以固定在這些彼此以直角相交的緊固部分90和90’上，因此，即使單元電池12與端板70和70’傾斜，它們也能增加固定強(qiáng)度，以使連接桿80和80’保持穩(wěn)定的固定狀態(tài)。
如圖5所示，根據(jù)本實(shí)施方式，端板70和70’以及緊固部分90和90’具有使緊固部分90和90’的厚度(D)等于或大于端板70和70’的厚度(d)的結(jié)構(gòu)。
這是因?yàn)槿绻麑⑦B接桿80和80’固定到緊固部分90和90’的固定孔91和91’，連接桿80和80’將在緊固部分90和90’中產(chǎn)生應(yīng)力。因此，使緊固部分90和90’的厚度(D)等于或大于端板70和70’的厚度(d)以確保具有抗應(yīng)力的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。而且，使端板70和70’的厚度(d)小于緊固部分90和90’的厚度(D)可使電池聚集體11和11’的重量最輕。
因此，本實(shí)施方式的二次電池模塊10可以提供增加了單元電池12和12’之間的固定強(qiáng)度并可使重量減輕的電池聚集體11和11’。
此外，形成在端板70和70’以及緊固部分90和90’之間的連接部分93和93’具有凹向端板70和70’內(nèi)部的弧形橫截面。
在厚度不同的端板70和70’以及緊固部分90和90’之間設(shè)置這種連接部分93和93’可使端板70和70’與緊固部分90和90’平整地連接，這樣可分散端板70和70’與緊固部分90和90’之間產(chǎn)生的應(yīng)力，從而可防止應(yīng)力的集中，避免端板70和70’與緊固部分90和90’的連接區(qū)域斷裂。
在這種二次電池模塊10中，外殼20不但具有容納電池聚集體11和11’的功能，還具有可使流過(guò)電池聚集體11和11’的每一電池隔板13和13’的通路14和14’的冷卻空氣循環(huán)的功能。
根據(jù)本發(fā)明的此實(shí)施方式，外殼20可以具有包括以下元件的外殼形狀。
外殼20包括具有內(nèi)部空間、以安裝電池聚集體11和11’的安裝部分21。安裝部分21具有在其一側(cè)、用于為內(nèi)部空間提供冷卻空氣的入口部分23，和在其另一側(cè)、用于排放通過(guò)每一電池隔板13和13’的通路14后的冷卻空氣的出口部分25。
如上所述，安裝部分21容納一對(duì)電池聚集體11和11’，以在其內(nèi)部空間固定電池聚集體11和11’。為了固定這些電池聚集體11和11’，可以設(shè)置圖中沒(méi)有示出的各種零部件、例如支架、塊件、蓋、套環(huán)等，以連接安裝部分21與電池聚集體11和11’。
安裝部分21可以由多于兩個(gè)部件構(gòu)成，并將它們分別固定以容納電池聚集體11和11’。
入口部分23用于為電池聚集體11和11’之間的間隔空間注入冷卻空氣，其還具有連通間隔空間的入口孔23a?？紤]到一對(duì)電池聚集體11和11’在安裝部分21中被間隔開(kāi)，可將入口孔23a的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為在安裝部分21的一側(cè)形成單一的一個(gè)孔。
出口部分25用于排出從電池聚集體12和12’之間的間隔空間流過(guò)電池隔板13和13’的通路14和14’的冷卻空氣。
出口部分25具有使安裝部分21的內(nèi)部空間和安裝部分21的外側(cè)連通的出口孔25a。在本實(shí)施方式中，出口部分25可以設(shè)置在安裝部分21的兩端，以在安裝部分21的中心設(shè)置入口部分23(圖1和圖2)。
根據(jù)入口部分23和出口部分25的這種結(jié)構(gòu)，流經(jīng)安裝部分21內(nèi)側(cè)的冷卻空氣的流程可以具有從一點(diǎn)(電池聚集體間隔空間的中心)將其分為兩個(gè)方向的分枝型式。
本發(fā)明第一實(shí)施方式的具有上述結(jié)構(gòu)的二次電池模塊10的裝配過(guò)程在于，將多個(gè)單元電池12和12’及設(shè)置在這些單元電池12和12’之間的電池隔板13和13’對(duì)齊成直線，并將端板70和70’設(shè)置在最外側(cè)單元電池12和12’處。
然后，插入連接桿80和80’并將其固定于緊固部分90和90’的固定孔91和91’，螺母81和81’被緊固在穿過(guò)固定孔91和91’伸出的連接桿80和80’的前端而形成傾斜形狀的電池聚集體11和11’，使得多個(gè)單元電池12和12’以及電池隔板13和13’相對(duì)于它們的排列方向(X)傾斜。
也就是說(shuō)，在裝配過(guò)程中，緊固部分90和90’與端板70和70’以預(yù)定角度傾斜(附圖示出的是緊固部分與端板垂直的情況)，因此，連接桿80和80’垂直通過(guò)緊固部分90和90’，以彼此緊固成直角。
據(jù)此，端板70和70’保持自然的傾斜狀態(tài)，并且在對(duì)應(yīng)于端板70和70’呈傾斜狀態(tài)的同時(shí)也可將設(shè)置于端板70和70’之間的單元電池12和12’以及電池隔板13和13’裝配在一起。
同時(shí)，在裝配過(guò)程中，緊固部分90和90’通過(guò)連接桿80和80’朝向電池聚集體11和11’的內(nèi)側(cè)固定，這可能導(dǎo)致在端板70和70’和緊固部分90和90’之間的連接部分93和93’處產(chǎn)生應(yīng)力。
然而，此應(yīng)力被均勻分布在具有弧形橫截面的連接部分93和93’的整個(gè)區(qū)域上，使得應(yīng)力不會(huì)集中在任何一點(diǎn)上。
在完成電池聚集體11和11’的裝配后，作為一對(duì)電池聚集體11和11’，可將這些電池聚集體11和11’安裝在外殼20的安裝部分21的內(nèi)側(cè)，同時(shí)彼此間隔開(kāi)，由此構(gòu)成本實(shí)施方式的二次電池模塊10。
當(dāng)這種二次電池模塊10工作時(shí)，冷卻空氣通過(guò)入口部分23流入外殼20的內(nèi)部空間，即，電池聚集體11和11’之間的間隔空間。
在此過(guò)程中，由于電池聚集體11和11’的單元電池12和12’以及電池隔板13和13’被設(shè)置成相對(duì)于排列方向(X)沿它們的傾斜方向傾斜，冷卻空氣在電池聚集體11和11’之間的間隔空間中沿著排列方向(X)流動(dòng)，以均勻地流入電池隔板13和13’的通路14和14’。
也就是說(shuō)，當(dāng)流入電池聚集體11和11’之間的間隔空間的冷卻空氣分布于所述間隔空間時(shí)，其一部分流入電池隔板13和13’的通路14和14’。
當(dāng)這股冷卻空氣流過(guò)通路14和14’時(shí)，其可導(dǎo)出由每一單元電池12和12’產(chǎn)生的熱量，然后這股空氣通過(guò)出口部分25流到外殼20的外部。
接著，冷卻空氣沿著與流入電池聚集體11之間的間隔空間流動(dòng)方向基本相同的方向流動(dòng)，其通過(guò)出口孔25a(圖2所示的箭頭方向)流出。
本發(fā)明此實(shí)施方式的二次電池模塊10在外殼20內(nèi)部平行設(shè)置了多個(gè)電池聚集體11，以使模塊的高度最小，這樣，不但可防止模塊尺寸增加，而且還可使冷卻空氣平穩(wěn)地循環(huán)至電池隔板13的通路14。
因此，本實(shí)施方式的二次電池模塊10可局部地冷卻單元電池覆蓋的全部區(qū)域，以防止電池聚集體的熱量不平衡，從而可使冷卻單元電池的效率最高。
圖6是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的二次電池模塊的電池聚集體的透視圖，圖7是圖6的平面圖。
參考這些附圖，第二實(shí)施方式的二次電池模塊的電池聚集體111具有緊密接觸單元電池112并且整體支撐它們的支撐單元150。支撐單元150包括分別與配置在最外側(cè)的單元電池112緊密接觸的端板170和170’、連接一對(duì)端板170和170’的連接桿180和180’、用于緊固端板170和170’及連接桿180和180’的緊固部分190和190’、以及支撐單元電池112的支撐桿195和195’。
端板170和170’的尺寸與單元電池112對(duì)應(yīng)，它們被傾斜成分別與單元電池112的傾斜角對(duì)應(yīng)，以便與設(shè)置在電池聚集體111最外側(cè)的單元電池112緊密接觸。
連接桿180和180’具有其一端為螺栓頭而另一端為螺紋的螺栓形狀。這些連接桿180和180’沿單元電池112的排列方向設(shè)置，并且通過(guò)螺母181和181’被緊固在端板170上。
緊固部分190和190’在每一端板170和170’的兩端即附圖中的端板170和端板170’的長(zhǎng)側(cè)整體地突出。
更詳細(xì)地說(shuō)，緊固部分190和190’具有緊固連接桿180的固定孔191和191’，所述緊固部分沿著與單元電池112的排列方向垂直的方向設(shè)置，且從兩端突出至端板170和端板170’長(zhǎng)側(cè)的外部。
支撐桿195和195’被設(shè)置成沿著單元電池112的排列方向平行于連接桿180和180’，所述支撐桿具有將它們的一端連接至每一端板170和170’的固定端。
然后，通過(guò)焊接將支撐桿195和195’連接至端板170和170’的角部邊緣。本第二實(shí)施方式的支撐桿195和195’被固定在端板170和170’上部的短側(cè)，以支撐單元電池112和電池隔板113的短側(cè)，而另一端是自由端。
如上所述，在第二實(shí)施方式中，支撐桿195和195’被設(shè)置成沿單元電池112的排列方向與每一端板170和170’呈預(yù)定角度，以支撐單元電池112的短側(cè)。因此，端板170和170’自然地保持傾斜狀態(tài)，設(shè)置在端板170和170’之間的單元電池112和電池隔板113可以穩(wěn)定地保持傾斜狀態(tài)，同時(shí)通過(guò)端板170和170’以及支撐桿195和195’來(lái)支撐。
圖8是本發(fā)明第三實(shí)施方式的二次電池模塊的示意性橫截面平面圖。
參考此附圖，本發(fā)明第三實(shí)施方式的二次電池模塊210具有與如上所述的第一實(shí)施方式的整體結(jié)構(gòu)基本類似的結(jié)構(gòu)，但是出口部分225具有的形狀可使出口孔225a的橫截面隨著其距離入口部分223越遠(yuǎn)而逐漸增寬。
出口部分225的這種形狀可以通過(guò)將出口部分225的外壁和外殼220的安裝部分221的外壁設(shè)置成相對(duì)于沿單元電池212的排列方向定位的假想中心線傾斜來(lái)實(shí)現(xiàn)。
由于第三實(shí)施方式的二次電池模塊210具有以預(yù)定角度傾斜而不平行于單元電池212排列方向的出口部分225，當(dāng)冷卻空氣通過(guò)設(shè)置在單元電池212之間的電池隔板213和213’的通路214和214’后，冷卻空氣可以更順暢地排出，并且通過(guò)出口部分225排到外殼220的外部。
圖9是本發(fā)明第四實(shí)施方式的二次電池模塊的示意性橫截面平面圖。
參考此附圖，第四實(shí)施方式的二次電池模塊310具有的外殼320的結(jié)構(gòu)可使流入電池聚集體311和311’之間的間隔空間的冷卻空氣的流動(dòng)方向與通過(guò)電池聚集體311和311’的每一單元電池312和312’之間的空間排出的冷卻空氣的流動(dòng)方向相反。
外殼320包括容納電池聚集體311和311’的安裝部分321、與電池聚集體311和311’之間的間隔空間相通的入口部分323、以及與電池聚集體311和311’之間的空間及安裝部分321相連通的出口部分325。
此時(shí)，可將出口部分325設(shè)置成平行于單元電池312的排列方向，或者如同圖中虛線所示，可將其設(shè)置成與相對(duì)于單元電池312和312’的排列方向設(shè)置的假想中心線傾斜。
入口部分323可以具有設(shè)置在其一側(cè)面上的單一入口孔323a，出口部分325可以具有與相對(duì)于入口孔323a在其兩側(cè)設(shè)置的與入口孔323a相鄰的出口孔325a。
可以通過(guò)在安裝部分321內(nèi)部垂直排列單元電池312和312’、固定它們的面向安裝部分321中心的一側(cè)、并使它們朝一個(gè)方向改變形狀(圖中的右手側(cè))來(lái)形成第四實(shí)施方式的電池聚集體311和311’。
在這種二次電池模塊310中，通過(guò)入口孔323a流入電池聚集體311和311’之間的間隔空間的冷卻空氣通過(guò)流過(guò)電池聚集體311和311’的電池隔板313和313’的通路314和314’可導(dǎo)出由每一單元電池312和312’產(chǎn)生的熱量。
此時(shí)，熱交換后的冷卻空氣沿與流入電池聚集體311和311’之間的間隔空間的流動(dòng)方向相反的方向流動(dòng)，以通過(guò)出口部分325的出口孔325a排到外殼320外部(圖9所示的箭頭方向)。
如上所述，本發(fā)明的實(shí)施方式改進(jìn)了設(shè)置在外殼內(nèi)部的單元電池的排列結(jié)構(gòu)，因此可使二次電池模塊的體積最小，并且還可以防止電池聚集體中的由于部分地冷卻單元電池而引起的熱量不平衡。
所以，本發(fā)明可使冷卻單元電池的效率最高，據(jù)此，可使單元電池的充電和放電效率進(jìn)一步提高。
本發(fā)明的二次電池模塊可以用作需要大功率性能的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電源，例如用作燃油電力兩用車(chē)、電動(dòng)機(jī)車(chē)、無(wú)線真空吸塵器、電動(dòng)自行車(chē)或小型摩托車(chē)的電源。
圖10是用如圖1、圖8和圖9所示的二次電池模塊10、210和310驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)400的示意性框圖。
盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不超出所附權(quán)利要求及其等同方案所限定的本發(fā)明的原理和思的前提下可以對(duì)這些實(shí)施方式進(jìn)行各種變換。
權(quán)利要求
1.一種二次電池模塊，包括至少多于兩個(gè)電池聚集體，所述電池聚集體具有多個(gè)連續(xù)排列的單元電池；及容納所述電池聚集體的外殼；其中，相對(duì)于所述單元電池的排列方向，每一所述電池聚集體的每一所述單元電池被設(shè)置成與所述單元電池的排列方向傾斜。
2.如權(quán)利要求1所述的二次電池模塊，其中，所述電池聚集體被間隔設(shè)置。
3.如權(quán)利要求2所述的二次電池模塊，其中，所述電池聚集體成對(duì)地形成，以便彼此對(duì)稱設(shè)置。
4.如權(quán)利要求2所述的二次電池模塊，其中，所述外殼包括用于給所述電池聚集體之間的空間提供用于溫度控制的冷卻介質(zhì)的入口部分；及用于排出流過(guò)所述電池聚集體的冷卻介質(zhì)的出口部分。
5.如權(quán)利要求4所述的二次電池模塊，其中，所述電池聚集體具有設(shè)置在所述單元電池之間的電池隔板，該電池隔板包括使冷卻介質(zhì)流過(guò)的至少一條通路。
6.如權(quán)利要求5所述的二次電池模塊，其中，所述通路由連通所述出口部分和所述電池聚集體之間的所述空間的通道構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求4所述的二次電池模塊，其中，所述外殼具有這樣的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)使通過(guò)所述入口部分流向所述電池聚集體之間的所述空間的冷卻介質(zhì)的流動(dòng)方向與通過(guò)所述出口部分排出的冷卻介質(zhì)的流動(dòng)方向基本相同。
8.如權(quán)利要求7所述的二次電池模塊，其中，在所述外殼的一側(cè)形成入口孔，在面對(duì)該入口孔的所述外殼另一側(cè)形成出口孔。
9.如權(quán)利要求4所述的二次電池模塊，其中，所述外殼具有這樣的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)使通過(guò)所述入口部分流向所述電池聚集體之間的所述空間的冷卻介質(zhì)的流動(dòng)方向與通過(guò)所述出口部分排出的冷卻介質(zhì)的流動(dòng)方向基本相反。
10.如權(quán)利要求9所述的二次電池模塊，其中，在所述外殼的一側(cè)形成入口孔，在與該入口孔相鄰之處形成出口孔。
11.一種二次電池模塊，包括至少多于兩個(gè)電池聚集體，所述電池聚集體具有多個(gè)連續(xù)排列的單元電池，該電池聚集體被設(shè)置成彼此間隔地對(duì)稱；及外殼，其容納所述電池聚集體，并使流過(guò)所述電池聚集體之間的所述空間、用于對(duì)所述單元電池之間的溫度進(jìn)行控制的冷卻介質(zhì)循環(huán)；其中，相對(duì)于所述單元電池的排列方向，每一所述電池聚集體的每一所述單元電池沿與排列方向傾斜的方向設(shè)置，每一所述電池聚集體包括使所述單元電池彼此緊密接觸以整體地支撐它們的支撐單元。
12.如權(quán)利要求11所述的二次電池模塊，其中，所述電池聚集體具有設(shè)置在所述單元電池之間的電池隔板。
13.如權(quán)利要求12所述的二次電池模塊，其中，所述電池隔板包括至少一條使冷卻介質(zhì)流過(guò)的通路。
14.如權(quán)利要求11所述的二次電池模塊，其中，所述外殼包括容納所述電池聚集體的安裝部分、用于給所述電池聚集體之間的所述空間提供冷卻介質(zhì)的入口部分、以及用于排出流過(guò)所述電池聚集體的冷卻介質(zhì)的出口部分。
15.如權(quán)利要求14所述的二次電池模塊，其中，所述出口部分被形成為與所述單元電池的排列方向平行。
16.如權(quán)利要求14所述的二次電池模塊，其中，所述出口部分被形成為與所述單元電池的排列方向傾斜。
17.如權(quán)利要求11所述的二次電池模塊，其中，所述支撐單元包括分別與最外部單元電池緊密接觸的端板；與所述端板相連接的連接桿；及被設(shè)置成與所述端板相連并沿所述單元電池的排列方向排列以支撐所述單元電池的至少一根支撐桿。
18.如權(quán)利要求17所述的二次電池模塊，其中，所述支撐單元還包括具有固定所述連接桿的固定孔的緊固部分，該緊固部分突出于所述端板。
19.如權(quán)利要求11所述的二次電池模塊，其中，所述支撐單元包括分別與所述最外部單元電池緊密接觸的端板；連接所述端板的連接桿；及具有固定所述連接桿的固定孔的緊固部分，該緊固部分突出于所述端板并與所述單元電池的排列方向垂直，以與所述連接桿形成直角。
20.如權(quán)利要求19所述的二次電池模塊，其中，所述緊固部分突出于彼此面對(duì)的所述端板的兩側(cè)端，并且其被彎曲成與所述端板成預(yù)定角度。
21.如權(quán)利要求19所述的二次電池模塊，其中，所述端板的厚度等于或小于所述固定部分的厚度。
22.如權(quán)利要求19所述的二次電池模塊，其中，被設(shè)置于所述端板和所述緊固部分之間的連接部分具有弧形橫截面。
23.如權(quán)利要求11所述的二次電池模塊，其中，所述單元電池是棱柱形電池。
24.如權(quán)利要求11所述的二次電池模塊，其中，所述二次電池模塊用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種二次電池模塊，其包括至少多于兩個(gè)電池聚集體以及容納電池聚集體的外殼，所述電池聚集體具有多個(gè)連續(xù)排列的單元電池，其中，相對(duì)于單元電池的排列方向，每一電池聚集體的每一單元電池沿著與單元電池排列方向傾斜的方向設(shè)置。由于本發(fā)明改進(jìn)了設(shè)置在外殼內(nèi)部的單元電池的排列結(jié)構(gòu)，因此可使二次電池模塊的體積最小，并且還可以防止電池聚集體中由于部分地冷卻單元電池而引起的熱量不平衡。所以，本發(fā)明可使冷卻單元電池的效率最高，從而可進(jìn)一步提高單元電池的充電和放電效率。
文檔編號(hào)H01M10/50GK1805202SQ200510119170
公開(kāi)日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2005年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月30日
發(fā)明者李建求, 金泰容, 全倫哲 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社