專利名稱：二次電池模塊的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種二次電池模塊，尤其是涉及一種以連接多個單元電池而構成的二次電池模塊的冷卻結構。
背景技術：
通常，和不可充電的一次電池不同，二次電池能夠充電和放電。由單個電池組成的小容量二次電池，一般作為各種便攜式小型電子裝置，如便攜式電話、筆記本電腦和便攜式攝像機的電源。由多塊電池相互連接在一個封裝結構中的大容量二次電池，一般作為混合電動車輛(HEV)的發(fā)動機驅動電源。
二次電池可制成各種形狀。通常，根據(jù)電池的外部形狀，可以將二次電池分為圓柱形電池或棱柱形電池，。
通過串聯(lián)這種二次電池所構成大容量的二次電池，一般作為驅動需要大功率的設備如電動車輛的發(fā)動機電源。
這樣，一個大容量的二次電池(以下在本文中簡稱“電池模塊”)由多個通常是串聯(lián)的二次電池(以下在本文中簡稱“單元電池”)構成每個單元電池包括一個具有正電極、負電極和插在它們之間之隔離器的電極組件，一個具有容納所述電極組件空間的箱體，一個與箱體結合并將其密封的頂蓋組件和從頂蓋組件向上伸出并與電極組件中的正集電極(collector)和負集電極電連接的正極和負極端子。
當將棱柱形電池作為單元電池時，為構成電池模塊，該單元電池通常都是交替布置的，且正極和負極端子按串聯(lián)的方式連接在一起，從而使從頂蓋組件向上伸出的正極、負極端子相對于與其相鄰的另一單元電池的正極和負極端子交替。
一個電池模塊包括多個單元電池。因此，使各單元電池所產生熱量能易于散發(fā)出去是一個十分重要的問題。尤其是，當所述二次電池是用于混合電動車輛時，重要的問題就是要首先滿足這些條件。
另外，如所述熱量不能有效散發(fā)出去，各單元電池所產生的熱量會引起整個二次電池模塊的溫度增高，這將引發(fā)使用二次電池模塊的裝置出現(xiàn)故障。
尤其是，在車輛上使用HEV(混合電動車輛)電池模塊時，電池模塊以大電流充電或放電。為此，取決于二次電池如何使用，熱量會通過二次電池的內部反應而產生，這會損壞電池的性能。
因此，通常在一個電池模塊包括多個二次電池時，尤其在電池模塊包括棱柱形二次電池時，往往在單元電池之間放置一個電池阻隔肋以保持單元電池之間的空隙。設置這種空隙的目的是使熱傳導介質能在單元電池之間流動。另外，這些單元電池處于一個殼體內側，由此在該殼體內設置控制單元電池溫度的熱傳導介質。因而，各單元電池所產生的熱量可以通過使熱傳導介質經電池阻隔肋流動而得以冷卻。
然而，在這種傳統(tǒng)的冷卻方法中，其熱傳導介質的流動量由于殼體內的熱傳導介質的入流結構而不能保持穩(wěn)定。這是由于電池模塊的驅動條件、熱傳導介質的流動條件和在各單元電池之間產生溫度變化的氣候條件而造成的。由于各單元電池所產生的熱量不能均勻地散發(fā)出去，繼而引起充電和放電效率的降低。
此外，在這種傳統(tǒng)的冷卻方法中，由于經各單元電池之間的阻隔肋循環(huán)的熱傳導介質流量不能保持恒定，故在各單元電池之間會產生溫度的變化。由于各單元電池之間所產生的熱量不能均勻地散發(fā)出去，從而引起充電和放電效率的降低。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的各種實施例都一直致力于解決上述問題，并提供一種具有能夠使恒定量的熱傳導介質在電池之間平穩(wěn)地循環(huán)的結構的二次電池模塊。
按本發(fā)明的一個方面，二次電池模塊包括一個具有多個單元電池的單元電池組，和一個其中設置所述單元電池組的殼體，所述多個單元電池彼此以預定的間隔設置。用于控制多個單元電池的溫度的熱傳導介質在殼體中流動。一個流量控制單元控制在相應電池之間循環(huán)的熱傳導介質的流量并設置在殼體內。
在根據(jù)本發(fā)明這個方面的電池模塊中，單元電池組包括將相應的單元電池彼此分隔開的電池阻隔肋，和為通過熱傳導介質而在所述阻隔肋中形成的循環(huán)路徑。
根據(jù)本發(fā)明這個方面的電池模塊包括一個流量控制單元，該流量控制單元由板件制成，并具有噴注孔，其中噴注孔的尺寸沿著從殼體中心向殼體周邊的方向是逐漸增大的。
此外，在根據(jù)本發(fā)明這個方面的電池模塊中，可以借助調整噴注孔的尺寸，使恒定量的熱傳導介質供入各單元電池之間的循環(huán)路徑中。
此外，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，二次電池模塊包括一個具有以預定間隔排列的多個單元電池的單元電池組，和一個在其內設置單元電池組的殼體。用于控制相應單元電池的溫度的熱傳導介質在殼體內循環(huán)。第一分配板固定地安放于所述殼體中以與單元電池組相鄰，并且該第一分配板將熱傳導介質在相應的單元電池之間分配?？苫瑒拥匕惭b在第一分配板上的第二分配板將熱傳導介質在相應的單元電池之間分配。
所述殼體進一步包括一個入流部分，它使熱傳導介質沿流入方向流進單元電池組；和一個出流部分，用于沿排出方向將通過相應單元電池的熱傳導介質排出。所述熱傳導介質的流入方向與熱傳導介質的排出方向一致。
在本發(fā)明的另一方面中，所述入流部分形成為使得熱傳導介質流的截面積朝向所述單元電池組逐漸增大。流過入流部分的所述熱傳導介質的流動速度在從單元電池組的中心部分向單元電池組周邊的方向上逐漸減小。
此外，在根據(jù)本發(fā)明一個方面的電池模塊中，每個所述單元電池形成為棱柱形，而所述第一和第二分配板形成為矩形。在該實施例中，所述第二分配板疊置于所述第一分配板上，使之可在第一分配板上沿第一分配板的寬度或長度方向來回滑動。
所述殼體具有導向件，用于導引所述第二分配板的運動。
所述第一和第二分配板可設置有多個噴注孔，用于使從所述入流部分流過的所述熱傳導介質通過。噴注孔的尺寸從所述熱傳導介質流的中心向所述熱傳導介質流的周邊是逐漸增大的。各噴注孔的尺寸從單元電池組的中心部分向著所述單元電池組的周邊的方向逐漸增大。
相應噴注孔的尺寸是可以根據(jù)所述第二分配板的運動而變化的。
每一單元電池可以形成為圓柱形。在一個實施例中，所述單元電池組包括用于封裝單元電池的圓形封裝件。所述第一和第二分配板形成為與所述封裝件的形狀相對應的圓形，而所述第二分配板疊置于所述第一分配板上，使其可以在第一分配板上沿第一分配板的圓周方向滑動。


本發(fā)明實施例的這些和/或其它方面和特征將從下面結合附圖的詳細描述中變得更為明顯。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例中電池模塊的外觀透視圖；圖2是示意性示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的電池模塊的結構的側剖面圖；圖3A是圖2所示根據(jù)本實施例的流量控制單元的平面示意圖；圖3B是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的流量控制單元的平面示意圖；圖3C是圖3B所示的流量控制單元和根據(jù)本發(fā)明一個實施例的導向件的示意透視圖；圖4是示意性示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的電池模塊的單元電池組結構的側剖面圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的電池模塊的平面示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實施例電池模塊的流量控制單元平面圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電池模塊示意性剖面圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的電池模塊的流量控制單元的平面圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明又一實施例電池模塊流量控制單元的平面圖；和圖10是示意性示出作為用于驅動馬達的電源的二次電池的方塊圖。
具體實施例方式
下面，將參照附圖對本發(fā)明的實施例做詳細說明，以便于本領域的普通技術人員均可實施。但是，本發(fā)明不受這些實施例的限制，可以進行多種修改。
參看圖1和圖2，電池模塊100是一種大容量電池模塊，它包括多個以預定間隔排列的單元電池11。
每一單元電池11具有一個電極組件，該電極組件有一個正電極、一個負電極和一個插在正電極和負電極之間的隔離器。在本實施例中，單元電池11具有大致矩形形狀(在本實施例中具有一對長邊和一對短邊)。
在各單元電池11之間設置了電池阻隔肋15，以支撐住各單元電池11的側面，從而保持單元電池之間的間距。
各電池阻隔肋15中形成有循環(huán)路徑17，使熱傳導介質可以在這些相應單元電池11之間流動。
因此，在根據(jù)本實施例的電池模塊100中，多個單元電池11由設置于它們之間的電池阻隔肋15將它們彼此分開，形成單元電池組13。
電池模塊100包括一個內部裝有單元電池11和電池阻隔肋15的殼體30。此外，殼體30還起到冷卻系統(tǒng)的作用，其借助于在單元電池11之間的循環(huán)路徑17中循環(huán)的熱傳導介質冷卻單元電池11產生的熱。
支撐單元電池11的安裝件32形成于殼體30中，用以固定單元電池11的位置。
殼體30還作為熱傳導介質經其循環(huán)的通道，它包括一個熱傳導介質流入的入流部分34和熱傳導介質排出的出流部分35。
入流部分34包括一個熱傳導介質流入的入口34a，并構造成入口流動面積沿著入口34a向殼體30內部的方向是逐漸增大的。
出流部分35包括一個出口35a，使得通過各單元電池11之間的循環(huán)路徑17的熱傳導介質沿著與熱傳導介質流入方向相同的方向排出。
如圖4所示，電池模塊100′的入流部分34′可以向一個方向彎曲，而如圖2所示出流部分35可以在與循環(huán)路徑相同的方向上形成。
因此，由于熱傳導介質隨著流動面積增大而擴散，通過入口34a流入入流部分34′的熱傳導介質流動緩慢。此外，當熱傳導介質擴散時，熱傳導介質的密度隨著熱傳導介質從殼體的中心向其邊緣流動而減小。這樣，熱傳導介質越向邊緣移動，熱傳導介質的流速越慢。
在根據(jù)圖2的電池模塊100中，循環(huán)路徑17的橫截面積是恒定的，而通過入口34a流入入流部分34的熱傳導介質的流速隨著熱傳導介質從單元電池組的中心向外側流動而逐漸減小。因此，隨著熱傳導介質從單元電池組13的中心向外側流動，通過相應單元電池11之間的循環(huán)路徑17的熱傳導介質的流量逐漸變小。
因此，相對于單元電池組13，通過相應單元電池11之間的循環(huán)路徑17的熱傳導介質的流量不能保持恒定，這樣就阻止了單元電池組13的溫度在單元電池組13的整個區(qū)域上均勻一致。
本發(fā)明的電池模塊100提供了一個設置于殼體30內部用以控制在相應單元電池11之間的循環(huán)路徑17中循環(huán)的熱傳導介質流量的流量控制單元40。
流量控制單元40包括多個孔(后面也稱為噴注孔)，熱傳導介質流經這些孔。這些孔的尺寸在流量控制單元40中是變化的，使得在相應單元電池11之間的循環(huán)路徑17中可以循環(huán)恒定量的熱傳導介質。在本實施例中的流量控制單元40包括設置于入流部分34的第一和第二分配板41和42。
參看圖2和圖3A至3C，分配板41形成為覆蓋單元電池組13的矩形板。分配板41整體設置于殼體30的入流部分34中或與入流部分34相連接并固定于其中，使之與殼體30中的單元電池組13相鄰。
第一分配板41作用為所謂的擴散器，它使熱傳導介質分散到相應單元電池11之間的循環(huán)路徑17中去，熱傳導介質的流量取決于相應單元電池11的位置而有所變化。
換句話說，第一分配板41作用為分散及分配熱傳導介質的第一熱傳導介質導引裝置。這種分配可以控制通過入口34a流入入流部分34的流量，以最終將恒定量的熱傳導介質供入相應單元電池11之間的循環(huán)路徑17內。
第一分配板41具有多個第一噴注孔43，用于使經由入口34a流入入流部分34的熱傳導介質通過第一噴注孔43。
在本實施例中，噴注孔43的尺寸沿著從熱傳導介質的入流中心向其外側方向逐漸增大。噴注孔43可以形成為圓形、橢圓形或多邊形。在圖3A-3C所示的實施例中，噴注孔43形成為圓形。
此外，第一分配板41設置為阻擋熱傳導介質通過入口34a流入入流部分34，而噴注孔43的尺寸沿著從單元電池組13的中心部分向外側的方向是逐漸增大的。
這里，第一噴注孔43大部分是設置于與相應循環(huán)路徑17對應的位置，而且可以以預定的間隔連續(xù)設置或也可以不規(guī)則地設置。此外，取代第一噴注孔，可以在與相應循環(huán)路徑17對應的位置設置單孔。
根據(jù)本實施例的第二分配板42形成為與第一分配板41相對應的矩形，并疊置于第一分配板41上，以便在第一分配板41上滑動。如圖3A所示，第二分配板42可以沿第一分配板41的長度方向A滑動。為此，第二分配板42的寬度與第一分配板41相同，而其長度小于第一分配板41的長度。
如圖2中的點劃線所示，基本上導引第二分配板42滑動的導向件36設置于殼體30的入流部分34中。導向件36包括從入流部分34突出以在滑動方向上，如沿第一分配板41的長度方向(圖3A中的A)滑動導引第二分配板41的突起。因此，如圖3A所示，由于在其與第一分配板41的頂面接觸的狀態(tài)下而第二分配板42的外周部分被導向件36導引，第二分配板42在第一分配板41上沿長度方向A前后滑動。
如圖3B所示，流量控制單元40′的第二分配板42′可以以另一種方式在第一分配板41′上沿寬度方向B滑動。為此，第二分配板42′的長度與第一分配板41′的長度相同，而寬度小于第一分配板41′的寬度。
在本實施例中，流量控制單元40可以進一步包括使第二分配板42′動作的致動件47。本實施例的致動件47是一個電動致動器，但本發(fā)明不限于此，可以用各種致動單元作為所述致動件。
如上述及圖3C中所指出，基本上導引第二分配板42′滑動的導向件36′設置于殼體30的入流部分34處。導向件36′由突起36a′構成，突起36a′從入流部分34突出以沿滑動方向導引第二分配板42′，即沿第一分配板41′的寬度方向導引第二分配板42′。因此，第二分配板42′在與第一分配板41′的頂面接觸的狀態(tài)下，沿著導向件36′在第一分配板41′上沿寬度方向B滑動。
如圖2和圖3A至3C所示，與第一分配板41、41′一樣，具有上述結構的第二分配板42、42′起到一個將熱傳導介質分散到相應單元電池11之間的循環(huán)路徑17中去的散流器的作用，而熱傳導介質的量取決于相應單元電池11的位置而有所變化。
換句話說，第二分配板42、42′起到第二熱傳導介質引導裝置的作用，它將通過入口34a流入入流部分34的用于控制溫度的熱傳導介質分散開，最終將恒定量的熱傳導介質供入相應單元電池11之間的循環(huán)路徑17中。
第二分配板42、42′具有第二噴注孔44，用于使通過入口34a流入入流部分34的熱傳導介質流過。在上述的實施例中，第二噴注孔44的尺寸向著入流的周邊逐漸增大。
第二噴注孔44可以是圓形、橢圓形或多邊形的。
此外，在第二分配板42、42′中，第二噴注孔44的尺寸沿著從單元電池組13的中心部分向外側的方向是逐漸增大的。換句話說，第二噴注孔44的尺寸沿著從與位于單元電池組13的最外部分的電池阻隔肋15的循環(huán)路徑17相對應的部分向與位于單元電池組13中心部分的電池阻隔肋15的循環(huán)路徑17相對應的部分的方向變小。如圖所示，第二噴注孔44大部分設置于與相應循環(huán)路徑17相對應的位置，而第二噴注孔44的數(shù)量和尺寸與第一噴注孔43的數(shù)量和尺寸相對應。
第二嘖注孔44可以以預定的間距設置，或者也可以以不規(guī)則的方式設置。另外，也可以在與相應循環(huán)路徑17對應的位置設置單孔。從第二分配板42的外側向其中心的噴注孔44之間的差異可以是變化的。在一個實施例中，噴注孔44的橫截面積與流速成反比，該流速沿著從單元電池組13的中心部分向外側部分的方向是逐漸減小的，這樣，考慮流體動力學的連續(xù)方程，可以使通過第二嘖注孔44的熱傳導介質流量恒定。
因此，由于流入單元電池組13中心部分的熱傳導介質的流動速度一般說來是比較大的，所以可以調整與單元電池組13的中心部分相對應的第一和第二噴注孔43和44的截面積。熱傳導介質越向單元電池組13的外側流動，熱傳導介質的流速就變得越慢。因此，可以調整與單元電池組13的外側部分相對應的第一和第二噴注孔43和44的截面積，使其逐漸增大，從而使第一和第二噴注孔43和44的截面積與通過第一和第二噴注孔43和44的熱傳導介質的流速成反比。
除了上述入流部分34的結構之外，第一和第二噴注孔43和44的尺寸還可以根據(jù)電池模塊100的工作條件、用于控制溫度的熱傳導介質的流動條件和氣候條件進行調整。
在本發(fā)明的上述實施例中，第二分配板42、42′是一個可以在第一分配板41、41′上滑動的單板，但其結構不僅限于此。第二分配板42、42′可以是二塊或多塊板。
再參看圖2，將熱傳導介質供入殼體的熱傳導介質供給部分38設置于殼體30的入口34a處，從而可借助預定的旋轉力吸進熱傳導介質。此外，熱傳導介質供給部分38包括一個具有典型結構的風扇(未示出)，該風扇將熱傳導介質通過入口34a噴入殼體30。
但是，上述熱傳導介質供給部分38不限于具有這種風扇。熱傳導介質供給部分38還可以包括泵或鼓風機，由它們吹動熱傳導介質。
在圖2所示的電池模塊100中，用于控制溫度的熱傳導介質借助熱傳導介質供給部分38通過入口34a沿相應單元電池11的高度方向流入殼體30。
由于熱傳導介質具有管道形狀，其中入流部分34的截面積從入口34a向單元電池組13的方向是逐漸增加，所以熱傳導介質的流速沿著從單元電池組13的中心部分向外側部分的方向上逐漸變小。
當熱傳導介質流動時，熱傳導介質通過第一和第二噴注孔43和44循環(huán)入循環(huán)路徑17。隨著第二分配板42在第一分配板41上滑動，第一和第二分配板41和42設置成使第一和第二噴注孔43和44彼此相對應。
因為第一和第二分配板41和42上的第一和第二噴注孔43和44的尺寸沿著從單元電池組13的中心部分向外側部分的方向逐漸增大，所以第一和第二噴注孔43和44的截面積與熱傳導介質的流動速度變化成反比。由此，恒定量的熱傳導介質流過第一和第二噴注孔43和44。
因此，這種電池模塊100可以使恒定量的熱傳導介質通過與第一和第二噴注孔43和44相對應的單元電池11之間的循環(huán)路徑17。當熱傳導介質流動時，相應單元電池11內產生的熱量與熱傳導介質進行熱交換，進行熱交換過的熱傳導介質離開循環(huán)路徑17并通過出口35a排出。
在由于電池模塊100的工作條件、控制溫度的熱傳導介質的流動條件和氣候條件，而使通過第一和第二噴注孔43和44的熱傳導介質的流量不能保持恒定時，第二分配板42沿長度或寬度方向在第一分配板41上滑動。這樣，在第二分配板42與第一分配板41的頂面接觸的情況下，第二分配板42由導向件36導引，沿第一分配板41的寬度或長度方向在第一分配板41上滑動。
因此，第一和第二分配板41和42上的第一和第二噴注孔43和44的截面積隨第二分配板42的移動而變化，由此可以使恒定量的熱傳導介質通過第一和第二噴注孔43和44。
在本實施例中，可以使恒定量的熱傳導介質通過與第一和第二噴注孔43和44相對應的單元電池11之間的循環(huán)路徑17。所以，在各單元電池11中所產生的熱量可以均勻地分配而被冷卻，從而可以在單元電池組13的整個區(qū)域上保持恒定溫度。
參看圖5，電池模塊200具有這樣的結構，其中各單元電池21形成為圓柱形，且恒定量的熱傳導介質循環(huán)入各單元電池21之間的循環(huán)路徑27。
因此，單元電池21由封裝件24連續(xù)或不規(guī)則地彼此分隔設置，從而使單元電池組23形成有一個圓形的外形，下面將進一步加以描述。
封裝件24是一個將單元電池21整體封裝的圓形外殼，并由具有絕緣特性和相對較高的導熱性的材料構成。
插入孔24a形成于封裝件24中，各單元電池21可以插入這些孔中并被基本固定。在各單元電池21的周圍形成用于循環(huán)控制溫度的熱傳導介質的循環(huán)路徑27。
根據(jù)本實施例的電池模塊200包括一個內部裝有單元電池組23的圓柱形殼體50。因為殼體50的結構與上述實施例中的殼體基本相同，所以不再詳述。
圖6是圖5所述電池模塊的流量控制單元的平面示意圖。
參看圖5和圖6，具有上述結構的電池模塊200包括一個流量控制單元60，用于將恒定量的熱傳導介質供入各單元電池21之間的循環(huán)路徑27。
根據(jù)本實施例，流量控制單元60包括第一和第二分配板61和62，第一和第二分配板形成為圓板，其尺寸與單元電池組23的尺寸相對應。
第一分配板61固定地設置于殼體50中，使之與單元電池組23相鄰。第一分配板61具有多個第一噴注孔63，用于使流入殼體50的熱傳導介質流向單元電池組23。第一噴注孔63的截面積沿著從單元電池組23的中心部分向外側方向上是逐漸增大的。
第二分配板62在與第一分配板61接觸的狀態(tài)下沿第一分配板61的圓周方向C可滑動地設置。因為第二分配板62的外周部分受導向件56(圖中點劃線所示)的導引，所以第二分配板62可以沿圓周方向C轉動，該導向件沿圓周方向從殼體50突出。在第二分配板62中形成多個用于通過熱傳導介質的第二噴注孔64。
第二噴注孔64的截面積沿著從單元電池組23的中心部分向外側的方向是逐漸增大的。這樣，第一和第二分配板61和62上的第一和第二噴注孔63和64的截面積隨第二分配板62的轉動是變化的。
因此，根據(jù)這個實施例的電池模塊200具有這樣的結構，其中雖然熱傳導介質的流動速度從單元電池組23的中心部分向外側的方向上是逐漸減小的，但第一和第二噴注孔63和64的截面積沿著從單元電池組23的中心部分向外側的方向是逐漸增大的。因此，通過第一和第二噴注孔63和64可以將恒定量的熱傳導介質供入單元電池21之間的循環(huán)路徑27中。
在由于電池模塊200的工作條件、控制溫度的熱傳導介質的流動條件和氣候條件而使通過第一和第二噴注孔63和64的熱傳導介質流量不恒定時，則第二分配板62沿第一分配板61的圓周方向C轉動。
于是，隨著第一和第二分配板61和62上的第一和第二噴注孔63和64的截面積根據(jù)第二分配板62的轉動而改變時，第一和第二噴注孔63和64的截面積與熱傳導介質的流速變化成反比。因此，恒定量的熱傳導介質可以通過第一和第二噴注孔63和64。
因為本實施例電池模塊200的工作情況基本上與前一實施例相同，所以不再進行詳述。
圖7是示意性示出本發(fā)明另一實施例的電池模塊的單元電池組的側剖面示意圖。
參看圖7和圖8，電池模塊100″包括由一個板件構成的流量控制單元70。流量控制單元70由與單元電池組13的尺寸相對應的矩形平板構成。
流量控制單元70具有一個分配件71，其整體設置于殼體30的入流部分34中，或與入流部分34相結合并固定其中，使之靠近殼體30中的單元電池組13。
熱傳導介質分配件71具有多個噴注孔73，用于穿過經入口34a流入入流部分34的熱傳導介質。噴注孔73的尺寸沿著從與熱傳導介質的入流中心相對應的部分向外側的方向是逐漸增大的。
噴注孔73可以形成為圓形、橢圓形或多邊形的。但是，圖中所示的噴注孔73形成為圓形的。
因此，雖然流入入流部分34的熱傳導介質由于截面積的增大而不均勻地分布到外側，但分配件71可以強制分配熱傳導介質，使其能均勻地冷卻單元電池。
參看圖9，根據(jù)本發(fā)明另一實施例的流量控制單元80可以應用于圖5所示的電池模塊中，與圖5中所示的流量控制單元不同，它是由一個板件構成的。
根據(jù)本實施例的流量控制單元80包括一個形成為圓板形的熱傳導介質分配件81，其尺寸與單元電池組23相對應。這種熱傳導介質分配件81具有多個噴注孔83，用于使流入殼體50的熱傳導介質流向單元電池組23，而噴注孔83的截面積沿著從單元電池組23的中心部分向外側的方向是逐漸增大的。
當熱傳導介質流入時，入流部分34的截面積是增大的。因此，雖然熱傳導介質不能被均勻地分配到外側，但分配件81可以強制分配熱傳導介質使之均勻地冷卻單元電池。
圖10是圖2、5、和7所示的電池模塊100與馬達110相連接的示意方框圖。
根據(jù)本發(fā)明的各種實施例，提供了流量控制單元，其能夠選擇性地控制在單元電池之間的循環(huán)路徑中循環(huán)的冷卻熱傳導介質。因此，雖然在殼體中熱傳導介質的入流結構、電池模塊的驅動條件、熱傳導介質的流動條件和氣候條件有變化，但通過在單元電池之間的循環(huán)路徑中平穩(wěn)地循環(huán)恒定量的熱傳導介質，使整個單元電池組上的溫度可以十分均勻。
因此，具有優(yōu)化整個單元電池上的冷卻效率并改善電池模塊的充電和放電效率的效果。
這里，上述的二次電池(或電池模塊)可以作為驅動設備馬達，如混合電動車(HEV)、電動車(EV)、無線清潔器、電動自行車、電動滑板車或類似設備的動力源。
雖然上面對本發(fā)明的多種實施例進行了詳細介紹，但本發(fā)明不受這些實施例的限制。很明顯，對于本領域技術人員來說，在不背離所附權利要求和其等同物所要求的本發(fā)明精髓和范圍的情況下，可以對其做出多種改進和變化。
權利要求
1.一種二次電池模塊，包括具有多個單元電池的單元電池組，所述多個單元電池彼此以預定的間隔排列；其中設置所述單元電池組的殼體以及用于控制多個單元電池溫度而在殼體中循環(huán)的熱傳導介質；和設置于殼體內并控制在所述多個單元電池之間循環(huán)的熱傳導介質流量的流量控制單元。
2.如權利要求1所述的二次電池模塊，其中，所述流量控制單元包括分配件，該分配件適于根據(jù)所述多個單元電池中的每個的位置在多個單元電池之間多樣地分配熱傳導介質。
3.如權利要求1所述的二次電池模塊，其中，所述流量控制單元包括設置于殼體中與單元電池組相鄰的熱傳導介質分配件；在熱傳導介質分配件上的噴注孔，用于通過熱傳導介質流；其中，所述相應噴注孔的尺寸沿著從所述熱傳導介質流的中心向熱傳導介質流周邊的方向是逐漸增加的。
4.如權利要求1所述的二次電池模塊，其中，所述流量控制單元包括具有噴注孔的板件，其中，相應噴注孔的尺寸沿著從殼體中心向殼體周邊的方向是逐漸增大的。
5.如權利要求1所述的二次電池模塊，其中，單元電池組還包括將多個單元電池彼此分隔開的電池阻隔肋；和在所述阻隔肋中形成的用于通過熱傳導介質的循環(huán)路徑。
6.如權利要求5所述的二次電池模塊，其中，所述流量控制單元包括用于通過所述熱傳導介質的孔，使得借助于調整各個孔尺寸的方法將基本上恒定量的熱傳導介質供入各單元電池之間的循環(huán)路徑。
7.一種二次電池模塊，包括具有以預定間隔布置的多個單元電池的單元電池組；在其內設置有單元電池組的殼體以及用于控制多個單元電池的溫度而在殼體內循環(huán)的熱傳導介質；固定設置于所述殼體中與單元電池組相鄰的第一分配板，所述第一分配板適于將熱傳導介質分配于多個單元電池之間；和可滑動地設置在第一分配板上的第二分配板，該第二分配板適于將熱傳導介質分配于多個單元電池之間。
8.如權利要求7所述的二次電池模塊，其中，所述殼體還包括入流部分，用于使熱傳導介質沿流入方向流進單元電池組；和出流部分，用于將通過所述多個單元電池的熱傳導介質沿排出方向排出，其中，熱傳導介質的流入方向與熱傳導介質的排出方向一致。
9.如權利要求8所述的二次電池模塊，其中，所述入流部分形成為使得熱傳導介質流的截面積朝向所述單元電池組逐漸增大。
10.如權利要求8所述的二次電池模塊，其中，流過入流部分的所述熱傳導介質的流動速度朝向單元電池組周邊逐漸減小。
11.如權利要求8所述的二次電池模塊，其中，入流部分具有這樣的結構，該結構適于使熱傳導介質流的流速從介質流的中心向周邊逐漸減小。
12.如權利要求7所述的二次電池模塊，其中，所述多個單元電池中的每一個呈棱柱形。
13.如權利要求12所述的二次電池模塊，其中，所述第一和第二分配板呈矩形。
14.如權利要求13所述的二次電池模塊，其中，所述第二分配板疊置于所述第一分配板上，以便在第一分配板上沿其寬度或長度方向滑動。
15.如權利要求7所述的二次電池模塊，其中，所述殼體還包括導向件，用于導引所述第二分配板的運動。
16.如權利要求8所述的二次電池模塊，其中，所述第一和第二分配板設置有噴注孔，用于穿過從入流部分流過的所述熱傳導介質。
17.如權利要求16所述的二次電池模塊，其中，相應噴注孔的尺寸從所述熱傳導介質流的中心向所述熱傳導介質流的周邊逐漸增大。
18.如權利要求16所述的二次電池模塊，其中，相應噴注孔的尺寸向著所述單元電池組的周邊逐漸增大。
19.如權利要求16所述的二次電池模塊，其中，相應噴注孔的尺寸根據(jù)所述第二分配板的位置而變化的。
20.如權利要求7所述的二次電池模塊，其中，所述多個單元電池中的每一個呈圓柱形。
21.如權利要求20所述的二次電池模塊，其中，所述單元電池組包括用于封裝單元電池的圓形封裝件。
22.如權利要求21所述的二次電池模塊，其中，所述第一和第二分配板形成為與所述封裝件相對應的圓形。
23.如權利要求22所述的二次電池模塊，其中，所述第二分配板疊置于所述第一分配板上，以便在第一分配板上沿第一分配板的圓周方向滑動。
24.一種控制熱傳導介質流通過二次電池模塊中多個單元電池之間通路的流量控制單元，所述流量控制單元包括具有多個孔的第一板件，各個孔的尺寸向著第一板件周邊增大，其中，第一板件適于靠近二次電池模塊設置，使得所述熱傳導介質流通過所述多個孔并進入各個單元電池之間的通路中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種二次電池模塊，包括一個具有多個單元電池的單元電池組和一個內部裝有所述單元電池組的殼體，所述多個單元電池彼此以預定的間隔排列。用于控制多個單元電池溫度的熱傳導介質在殼體中循環(huán)。第一分配板固定地設置于所述殼體中與單元電池組相鄰，并將熱傳導介質分配于多個單元電池之間。第二分配板可滑動地設置在第一分配板上，以便將熱傳導介質分配于多個單元電池之間。
文檔編號H01M2/10GK1783576SQ200510126820
公開日2006年6月7日 申請日期2005年11月22日 優(yōu)先權日2004年11月29日
發(fā)明者李建求, 全倫哲, 金泰容 申請人:三星Sdi株式會社