專利名稱：電池模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可再充電的電池模塊，尤其涉及一種具有多個(gè)單元電池以及設(shè)置在相鄰單元電池之間的阻擋件的電池模塊。
背景技術(shù)：
由于通常將幾個(gè)至十幾個(gè)單元電池(unit batteries)彼此連接而形成一個(gè)可再充電的電池模塊，因此需要有效地散發(fā)由每一單元電池產(chǎn)生的熱量。尤其將電池模塊應(yīng)用于燃油電力兩用車(HEV)時(shí)，有效散熱更為重要。
如果不能適當(dāng)散發(fā)電池模塊中的熱量，由于每一單元電池產(chǎn)生的熱量可能引起電池模塊的溫度急劇上升，由此不僅可使電池模塊發(fā)生故障，而且使裝有該電池模塊的機(jī)械發(fā)生故障。在棱柱形電池的情況下，這個(gè)問題將變得更加嚴(yán)重。
因此，當(dāng)形成電池模塊時(shí)，在單元電池之間設(shè)置有阻擋件(barriers)，由單元電池之間的阻擋件形成的空間不僅用于冷卻單元電池，而且還用于防止由于單元電池的熱膨脹引起的損壞。
為了實(shí)現(xiàn)這些功能，要求阻擋件具有足夠的強(qiáng)度以及有效的散熱結(jié)構(gòu)。
可是，傳統(tǒng)的電池模塊中的阻擋件不能同時(shí)滿足上述兩個(gè)條件，從而難于制造出符合消費(fèi)者期望質(zhì)量的電池模塊。
也就是說，如果確保阻擋件具有足夠強(qiáng)度，其制造成本必定增加，并且在設(shè)計(jì)冷卻空氣通道時(shí)受到限制?；蛘?，如果形成高冷卻效率的阻擋件，它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上又將呈現(xiàn)出弱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能克服所述缺陷的電池模塊。
本發(fā)明所提供的電池模塊包括彼此相隔開的單元電池和設(shè)置在相鄰單元電池之間的阻擋件。所述阻擋件包括形成于阻擋件的前表面、后表面、或前后表面兩者上用于形成空氣流動(dòng)部分的一些突起以及形成在阻擋件上的強(qiáng)度加強(qiáng)部分，每一強(qiáng)度加強(qiáng)部分沿一方向延伸并具有通道。
在一實(shí)施方式中，這些強(qiáng)度加強(qiáng)部分可以形成在阻擋件的相對(duì)側(cè)邊緣上，所述突起被形成于強(qiáng)度加強(qiáng)部分之間。
可將每一突起形成為截錐形。在另一實(shí)施方式中，所述突起被設(shè)置成彼此具有預(yù)定間隔，且彼此基本上沿相同方向突出。
可使強(qiáng)度加強(qiáng)部分的面積為阻擋件總面積的約10％-30％。
在一實(shí)施方式中，所述通道被形成于阻擋件的前表面和后表面上。在另一實(shí)施方式中，強(qiáng)度加強(qiáng)部分包括設(shè)置在阻擋件前表面、后表面、或前后表面兩者上的肋，這些肋沿所述方向延伸，并在這些肋之間形成通道。
肋可沿與突起突出的方向相同的方向突出。每一肋的寬度可與每一突起的最大直徑基本相等。
所述阻擋件可以是第一阻擋件，電池模塊還可包括與第一阻擋件結(jié)構(gòu)基本相同的第二阻擋件。第一阻擋件和第二阻擋件可彼此面對(duì)，使得第一阻擋件的突起和強(qiáng)度加強(qiáng)部分分別與第二阻擋件的突起以及強(qiáng)度加強(qiáng)部分接觸。第一阻擋件和第二阻擋件可通過焊接彼此固定結(jié)合。
在另一實(shí)施方式中，至少一個(gè)附加阻擋件具有形成強(qiáng)度加強(qiáng)部分的區(qū)域，而且被設(shè)置在越向所述電池模塊中心靠近的各阻擋件形成所述阻擋件的強(qiáng)度加強(qiáng)部分的區(qū)域逐漸減小。在另一實(shí)施方式中，至少一個(gè)附加阻擋件具有空氣流動(dòng)部分，而且被設(shè)置在越向所述電池模塊中心靠近的各阻擋件的阻擋件空氣流動(dòng)部分逐漸加大。
所述強(qiáng)度加強(qiáng)部分的延伸方向可以基本上是電池模塊的縱向或橫向。
所述強(qiáng)度加強(qiáng)部分和空氣流動(dòng)部分可跨越阻擋件的整個(gè)表面。
所述阻擋件可與相鄰的單元電池接觸。在一實(shí)施方式中，所述突起與至少一個(gè)相鄰的單元電池接觸。在另一實(shí)施方式中，所述通道與至少一個(gè)相鄰單元電池接觸。


圖1是本發(fā)明一示例性實(shí)施方式的電池模塊的示意性透視圖；圖2是圖1所示的阻擋件的透視圖；圖3是本發(fā)明另一示例性實(shí)施方式的阻擋件的透視圖；圖4是本發(fā)明另一示例性實(shí)施方式的阻擋件的側(cè)視圖；
圖5是本發(fā)明又一示例性實(shí)施方式的阻擋件的側(cè)視圖；圖6是本發(fā)明再一示例性實(shí)施方式的阻擋件的側(cè)視圖；圖7是本發(fā)明另一示例性實(shí)施方式的阻擋件的側(cè)視圖；圖8是本發(fā)明又一示例性實(shí)施方式的阻擋件的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參考示出了本發(fā)明的一些示例性實(shí)施方式的附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。當(dāng)然，本發(fā)明可以有多種不同形式的實(shí)施方式，而不限于此處所披露的實(shí)施方式。更明確地說，提供這些實(shí)施方式是為了使公開的內(nèi)容更充分完整，并向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分表述本發(fā)明的構(gòu)思。
圖1示出了本發(fā)明一示例性實(shí)施方式的電池模塊。
參考圖1，電池模塊10包括多個(gè)以預(yù)定間隔彼此隔開設(shè)置的單元電池11。
該實(shí)施方式中的每一單元電池11是棱柱形可再充電電池，其包括電極組件和容納該電極組件的棱柱形外殼，電極組件具有正電極、負(fù)電極以及處于正和負(fù)電極之間的隔板。
阻擋件20被設(shè)置于單元電池11之間，以保持單元電池11之間的間隙，并使冷卻劑(例如，本實(shí)施方式中的空氣)在單元電池11之間流動(dòng)。
也就是說，單元電池11通過阻擋件20相互間隔開以形成電池組合體。
單元電池11和阻擋件20可以通過固定器相互緊密接觸，即，通過設(shè)置在電池組合體兩個(gè)最外側(cè)上的端板13以及通過螺母31與端板13組合在一起的限制桿30使單元電池11和阻擋件20相互緊密接觸，由此形成被容納于殼體12中的組件。
外殼12設(shè)置有空氣入口14以及空氣出口15，冷卻劑{本實(shí)施方式中的溫度控制空氣(temperature control air)}通過空氣入口被引入，引入的空氣流經(jīng)單元電池11而通過空氣出口被排出。
也就是說，溫度控制空氣通過空氣入口14被引入外殼12中，并流過設(shè)置在單元電池11之間的阻擋件20，在該過程中，溫度控制空氣與單元電池11進(jìn)行熱交換。然后，經(jīng)熱交換的空氣通過空氣出口15被排出外殼12。
具有空氣入口和出口14和15的外殼12的這種結(jié)構(gòu)以及單元電池11和阻擋件20的這種設(shè)置僅僅是本發(fā)明可以采用的電池模塊的一些實(shí)施方式的一些實(shí)例，本發(fā)明并不限于這種結(jié)構(gòu)和設(shè)置，只要可以實(shí)現(xiàn)上面所述的空氣流動(dòng)即可。
參考圖2，阻擋件20可由與單元電池11的側(cè)表面尺寸相同的板21構(gòu)成。在板21的第一表面上可形成多個(gè)突起23以形成空氣流動(dòng)部分22。突起23相互隔開預(yù)定距離。具有多個(gè)通道25的強(qiáng)度加強(qiáng)部分24形成在板21的兩個(gè)縱向側(cè)邊緣上。
在該實(shí)施方式中，通過彎曲板21使得沿阻擋件20的縱向軸線(如附圖中示出的X軸線)形成條狀，這些條在阻擋件20的第一和第二表面上限定出通道25。
參見圖1和2，將阻擋件20設(shè)置在單元電池11之間時(shí)，突起23的外端、強(qiáng)度加強(qiáng)部分24的一些表面、與第一表面對(duì)置的阻擋件20的第二表面與相鄰單元電池11的那些表面接觸，由此支撐相鄰單元電池11并保持相鄰單元電池之間的間隔。在這種狀態(tài)下，空氣有效地流過限定于這些突起23之間的空氣流動(dòng)部分22。
每一突起23被形成為截錐形，它們的直徑朝向板21逐漸增大。由于相鄰單元電池11之間的間隔受突起23的高度影響，因此可以根據(jù)電池模塊的設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)卦O(shè)定突起23的高度。
如上所述，當(dāng)將阻擋件20設(shè)置在相鄰單元電池11之間時(shí)，阻擋件20的突起23支撐單元電池11，從而可防止單元電池11變形。
另外，強(qiáng)度加強(qiáng)部分24也支撐相鄰單元電池11，使空氣有效地流過通道25，由此有效地發(fā)散單元電池11產(chǎn)生的熱量。
與只具有突起或只具有肋的傳統(tǒng)阻擋件相比，采用如上所述的阻擋件20的結(jié)構(gòu)，不僅可提高阻擋件20的強(qiáng)度，而且可提高單元電池11的冷卻效率。
圖3是本發(fā)明另一示例性實(shí)施方式的阻擋件的透視圖。
參考圖3，阻擋件120由和單元電池的側(cè)表面尺寸相同的板121構(gòu)成。在板121的第一表面上形成有多個(gè)突起123。突起123相互隔開預(yù)定距離，從而在它們之間形成空氣流動(dòng)部分。
每一具有肋126的強(qiáng)度加強(qiáng)部分124被形成于板121的第一表面的縱向側(cè)邊緣上，并沿縱向軸線(附圖中X軸線)延伸。通道125被形成于肋126之間。
肋126不限于某一特定結(jié)構(gòu)。例如，肋的寬度可等于突起123的最大直徑。當(dāng)然，這些肋的寬度也可以彼此不同。
另外，肋126之間的距離彼此可以相同或不同。
當(dāng)將阻擋件120設(shè)置在相鄰單元電池之間時(shí)，肋126和突起123的上表面與單元電池的相向表面接觸，以支撐單元電池。在這種狀態(tài)下，空氣可以有效地流過通道125和空氣流動(dòng)部分122，由此可有效地發(fā)散由單元電池產(chǎn)生的熱量。
就此而言，鑒于單元電池被充電和放電時(shí)在單元電池中心部分上產(chǎn)生的熱量多于單元電池邊緣部分產(chǎn)生的熱量，因此可將阻擋件120設(shè)計(jì)成使得流過空氣流動(dòng)部分122的空氣量大于流過通道125的空氣量。
可是，由于在阻擋件120縱向側(cè)邊緣上形成的強(qiáng)度加強(qiáng)部分124在彎曲應(yīng)力方面大于突起123所形成的空氣流動(dòng)部分122，因此可以防止由將限制桿固定在端板上的螺母的限制力在端板上局部生成的應(yīng)力集中所引起的阻擋件120的變形。
在該實(shí)施方式中，形成突起123的面積大約是阻擋件120的第一表面的總面積的70％-90％，而形成肋124的縱向側(cè)邊緣的面積大約是阻擋件120的第一表面的總面積的10％-30％。
若形成突起123的面積大于第一表面總面積的90％，阻擋件120的整體強(qiáng)度可能惡化。若縱向側(cè)邊緣的面積大于阻擋件120的第一表面總面積的30％，阻擋件120的整體冷卻效率可能惡化。
與只設(shè)有突起或只設(shè)有肋的傳統(tǒng)阻擋件相比，采用上面所述結(jié)構(gòu)的阻擋件120不僅可提高阻擋件120的強(qiáng)度，而且還可提高單元電池的冷卻效率。
圖4和5示出了本發(fā)明其它示例性實(shí)施方式的阻擋件。
在這些實(shí)施方式中，兩個(gè)子阻擋件的每一個(gè)都具有上面圖2和圖3所示的實(shí)施方式所描述的空氣流動(dòng)部分和強(qiáng)度加強(qiáng)部分，這兩個(gè)子阻擋件對(duì)稱設(shè)置并且相互接觸從而形成阻擋件。
在這些實(shí)施方式中，相向的子阻擋件在流動(dòng)部分和強(qiáng)度加強(qiáng)部分的結(jié)構(gòu)方面彼此相同。
也就是說，圖4示出一示例性實(shí)施方式，其中的阻擋件220包括兩個(gè)子阻擋件230，每個(gè)子阻擋件230都與圖2所示的阻擋件相同。子阻擋件230對(duì)稱地彼此面對(duì)，使得其中一個(gè)子阻擋件230的強(qiáng)度加強(qiáng)部分240和突起250分別與另一個(gè)子阻擋件230的強(qiáng)度加強(qiáng)部分240和突起250相接觸。
圖5示出一示例性實(shí)施方式，其中的阻擋件320包括兩個(gè)子阻擋件330，每個(gè)子阻擋件330都與圖3的阻擋件相同。子阻擋件330對(duì)稱地彼此面對(duì)，使得其中一個(gè)子阻擋件330的強(qiáng)度加強(qiáng)部分340和突起350分別與另一個(gè)子阻擋件330的強(qiáng)度加強(qiáng)部分340和突起350接觸。
子阻擋件230(330)通過激光焊接彼此固定結(jié)合。
根據(jù)圖4和圖5的這些實(shí)施方式，空氣流動(dòng)通路被增大，因此能更有效地發(fā)散單元電池產(chǎn)生的熱量。
圖6示出了本發(fā)明另一實(shí)施方式的電池模塊。
參考圖6，該實(shí)施方式的電池模塊400基本上與圖1所示的電池模塊相同?？墒?，在該實(shí)施方式中，形成阻擋件402的強(qiáng)度加強(qiáng)部分404的縱向側(cè)邊緣的面積從電池模塊400的兩側(cè)朝電池模塊400的中心逐漸減小，同時(shí)，形成阻擋件402的空氣流動(dòng)部分的突起406的面積朝電池模塊400的中心逐漸增加。
也就是說，由于由螺母408施加給端板410的應(yīng)力朝著電池模塊400的中心逐漸減小，形成強(qiáng)度加強(qiáng)部分404的縱向側(cè)邊緣的面積朝電池模塊400的兩側(cè)逐漸增加，從而防止阻擋件402變形。
此外，由于由單元電池412產(chǎn)生的熱量朝電池模塊400中心逐漸增加，因此形成空氣流動(dòng)部分的突起406的面積朝電池模塊400的中心逐漸增加。這樣就可以均勻地冷卻電池模塊400的單元電池412。
如圖7和8所示，可以不將強(qiáng)度加強(qiáng)部分500和502形成于縱向側(cè)邊緣上，而使它們沿橫向(附圖中Y軸線)形成于阻擋件504和506的橫向側(cè)邊緣上。
根據(jù)本發(fā)明上面所描述的這些實(shí)施方式，通過改進(jìn)阻擋件的結(jié)構(gòu)，可以提高阻擋件的強(qiáng)度，從而可防止單元電池變形，并且可以提高電池模塊的散熱效率。
本發(fā)明這些實(shí)施方式所述的電池模塊可用作如燃油電力兩用車、電動(dòng)機(jī)車、無線真空吸塵器、電動(dòng)自行車或小型摩托車之類的電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的電源。
盡管已示出并描述了本發(fā)明的一些示例性實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在不超出本發(fā)明的原理和構(gòu)思的前提下，可對(duì)本發(fā)明作出一些改型，因此，本發(fā)明的范圍被限定于權(quán)利要求所請(qǐng)求保護(hù)的范圍及其等同范圍中。
權(quán)利要求
1.一種電池模塊，包括相互隔開的單元電池；設(shè)置在相鄰單元電池之間的阻擋件，其中，所述阻擋件包括形成在所述阻擋件的前表面、后表面、或兩者上的突起，以形成空氣流動(dòng)部分；以及形成在所述阻擋件上的強(qiáng)度加強(qiáng)部分，每一強(qiáng)度加強(qiáng)部分沿一方向延伸并具有通道。
2.如權(quán)利要求1所述的電池模塊，其中，所述強(qiáng)度加強(qiáng)部分形成在所述阻擋件的相對(duì)側(cè)邊緣上，所述突起形成在所述強(qiáng)度加強(qiáng)部分之間。
3.如權(quán)利要求1所述的電池模塊，其中，所述突起被設(shè)置成彼此隔開預(yù)定間隔。
4.如權(quán)利要求1所述的電池模塊，其中，形成所述強(qiáng)度加強(qiáng)部分的面積大約是所述阻擋件總面積的10％-30％。
5.如權(quán)利要求1所述的電池模塊，其中，所述突起彼此朝相同方向突出。
6.如權(quán)利要求1所述的電池模塊，其中，每一突起都呈截錐形。
7.如權(quán)利要求1所述的電池模塊，其中，在所述阻擋件的前表面和后表面上形成所述通道。
8.如權(quán)利要求1所述的電池模塊，其中，所述強(qiáng)度加強(qiáng)部分包括設(shè)置在所述阻擋件的前表面、后表面、或兩者上的肋，所述肋沿所述方向延伸，其中在這些肋之間形成所述通道。
9.如權(quán)利要求8所述的電池模塊，其中，所述肋以與所述突起的突出方向相同的方向突出。
10.如權(quán)利要求9所述的電池模塊，其中，每一所述肋的寬度與每一所述突起的最大直徑相等。
11.如權(quán)利要求1所述的電池模塊，其中，所述阻擋件是第一阻擋件，所述電池模塊還包括與所述第一阻擋件結(jié)構(gòu)相同的第二阻擋件，所述第一阻擋件和所述第二阻擋件彼此面對(duì)，使得所述第一阻擋件的突起和強(qiáng)度加強(qiáng)部分分別與所述第二阻擋件的突起和強(qiáng)度加強(qiáng)部分接觸。
12.如權(quán)利要求11所述的電池模塊，其中，所述第一阻擋件和所述第二阻擋件通過焊接彼此固定結(jié)合。
13.如權(quán)利要求1所述的電池模塊，其中，還包括至少一個(gè)具有形成強(qiáng)度加強(qiáng)部分的區(qū)域的附加阻擋件，其中被設(shè)置在越向所述電池模塊中心靠近的各阻擋件形成所述阻擋件的強(qiáng)度加強(qiáng)部分的區(qū)域逐漸減小。
14.如權(quán)利要求1所述的電池模塊，其中，還包括至少一個(gè)具有形成空氣流動(dòng)部分的附加阻擋件，其中被設(shè)置在越向所述電池模塊中心靠近的各阻擋件的阻擋件空氣流動(dòng)部分的尺寸逐漸加大。
15.如權(quán)利要求1所述的電池模塊，其中，所述強(qiáng)度加強(qiáng)部分沿所述電池模塊的縱向延伸。
16.如權(quán)利要求1所述的電池模塊，其中，所述強(qiáng)度加強(qiáng)部分沿所述電池模塊的橫向延伸。
17.如權(quán)利要求1所述的電池模塊，其中，所述強(qiáng)度加強(qiáng)部分和空氣流動(dòng)部分跨越所述阻擋件的整個(gè)表面。
18.如權(quán)利要求1所述的電池模塊，其中，所述阻擋件與相鄰的所述單元電池接觸。
19.如權(quán)利要求18所述的電池模塊，其中，所述突起與所述單元電池的相鄰電池的至少之一接觸。
20.如權(quán)利要求18所述的電池模塊，其中，所述通道與所述單元電池的相鄰電池的至少之一接觸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電池模塊，其包括彼此隔開的單元電池和設(shè)置在相鄰單元電池之間的阻擋件。阻擋件包括形成于阻擋件前表面、后表面、或兩者上以形成空氣流動(dòng)部分的多個(gè)突起以及形成于阻擋件上的強(qiáng)度加強(qiáng)部分，每一強(qiáng)度加強(qiáng)部分沿一方向延伸并且具有通道。通過改進(jìn)阻擋件的結(jié)構(gòu)，可以提高阻擋件的強(qiáng)度，從而可防止單元電池變形，并且可以提高電池模塊的散熱效率。
文檔編號(hào)H01M10/50GK1877883SQ20061010604
公開日2006年12月13日 申請(qǐng)日期2006年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月26日
發(fā)明者金泰容, 全倫哲, 李建求 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社