電池模塊、電池組和包括該電池組的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種包括水冷卻型冷卻結(jié)構(gòu)的電池模塊，以及涉及使用該電池模塊制造的電池組和包括該電池組的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，能夠充電和放電的二次電池已經(jīng)廣泛地用作無線移動裝置的能源。另外，作為用于已經(jīng)研制以解決由使用化石燃料的現(xiàn)有汽油和柴油車輛引起的問題諸如空氣污染的電動車輛(EV)、混合動力電動車輛(HEV)和插電式混合動力電動車輛(Plug-1n HEV)的電源，二次電池已經(jīng)吸引了相當(dāng)大的關(guān)注。
[0003]對于每一個裝置，小型移動裝置使用一個或者幾個電池單體。另一方面，因為對于中型或者大型裝置而言高輸出和大容量是必要的，所以中型或者大型裝置諸如車輛使用具有彼此電連接的多個電池單體的中型或者大型電池模塊。
[0004]優(yōu)選地，中型或者大型電池模塊制造為具有盡可能小的尺寸和重量。因此，能夠以高集成度堆疊并且具有小的重量/容量比的棱形電池或者袋狀電池通常被用作中型或者大型電池模塊的電池單體。特別地，很多的興趣當(dāng)前集中于使用鋁層壓片作為包覆構(gòu)件的袋狀電池，因為袋狀電池是輕質(zhì)的，袋狀電池的制造成本是低的，并且易于修改袋狀電池的形狀。
[0005]構(gòu)成中型或者大型電池模塊的電池單體可以是能夠充電和放電的二次電池。因此，在二次電池的充電和放電期間從這種高輸出、大容量二次電池產(chǎn)生較多的熱量。特別地，廣泛地在電池模塊中使用的每一個袋狀電池的層壓片具有在其表面上涂覆的、呈現(xiàn)低導(dǎo)熱率的聚合物材料，結(jié)果難以有效地降低電池單體的總體溫度。
[0006]如果不有效地從電池模塊移除在電池模塊的充電和放電期間從電池模塊產(chǎn)生的熱，則熱在電池模塊中積聚，結(jié)果電池模塊的劣化加速。根據(jù)情況，電池模塊可能著火或者爆炸。因此，用于車輛的中型或者大型電池組(這些電池組是包括多個中型或者大型電池模塊的高輸出、大容量電池)需要冷卻系統(tǒng)以冷卻在其中安裝的電池單體。
[0007]通常通過以高集成度堆疊多個電池單體來制造被安裝在中型或者大型電池組中的每一個電池模塊。在此情形中，在其中電池單體以預(yù)定間隔布置的狀態(tài)中堆疊電池單體，從而能夠移除在電池單體的充電和放電期間從電池單體產(chǎn)生的熱。例如，可以在其中電池單體以預(yù)定間隔布置而不使用另外的構(gòu)件的狀態(tài)中順序地堆疊電池單體?？商娲?，在其中電池單體具有低機(jī)械強(qiáng)度的情形中，一個或者多個電池單體可以安裝在盒(cartridge)中以構(gòu)成單元模塊，并且然后多個單元模塊可以堆疊以構(gòu)成電池模塊。在其中使用盒的情形中，電池單體的機(jī)械強(qiáng)度提高；然而，電池模塊的總體尺寸增大。
[0008]另外，在堆疊的電池單體之間或者在堆疊的電池模塊之間限定了冷卻劑通道，從而在堆疊的電池單體之間或者在堆疊的電池模塊之間積聚的熱能夠被有效地移除。
[0009]特別地，在其中冷卻結(jié)構(gòu)是水冷卻型冷卻結(jié)構(gòu)的情形中，在電池單體之間或者在電池模塊之間限定了多個冷卻劑通道，結(jié)果非常難以設(shè)計冷卻結(jié)構(gòu)。另外，在其中冷卻構(gòu)件或者熱傳導(dǎo)構(gòu)件安裝在電池組的特殊區(qū)域處以構(gòu)造冷卻結(jié)構(gòu)的情形中，電池組的總體尺寸增大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]技術(shù)問題
[0011]因此，已經(jīng)提出本發(fā)明以解決以上問題和尚待解決的其它技術(shù)問題。
[0012]本發(fā)明的目的在于提供一種電池模塊，通過有效地構(gòu)造電池模塊的冷卻結(jié)構(gòu)和其它部件，該電池模塊的體積減小，該電池模塊的冷卻性能提高，并且該電池模塊的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性提尚°
[0013]技術(shù)方案
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，能夠通過提供一種電池模塊實現(xiàn)以上和其它目的，該電池模塊包括:電池單體組件，該電池單體組件具有兩個或者更多個電池單體，所述兩個或更多個電池單體橫向地布置成使得電池單體彼此緊密地接觸或者彼此相鄰；前板和后板，該前板和后板固定到電池單體組件的最外面的電池單體，從而前板和后板包圍電池單體組件的最外面的電池單體；電絕緣的蓋構(gòu)件，該蓋構(gòu)件安裝在電池單體組件的上端處，該蓋構(gòu)件設(shè)置有通孔，電池單體的電極端子延伸穿過該通孔；導(dǎo)電連接部，導(dǎo)電連接部被布置于導(dǎo)電連接部安裝在蓋構(gòu)件處的狀態(tài)下，導(dǎo)電連接部連接到電池單體的電極端子以在實現(xiàn)在電池單體之間的電連接的同時檢測電池單體的電壓；冷卻構(gòu)件，該冷卻構(gòu)件介于電池單體之間，這些冷卻構(gòu)件中的每一個冷卻構(gòu)件設(shè)置有中空結(jié)構(gòu)的冷卻劑流動部，冷卻劑在該冷卻劑流動部中流動；和歧管，該歧管連接到冷卻構(gòu)件以使冷卻劑在冷卻劑流動部中流動。
[0015]S卩，如上所述有效地構(gòu)造了根據(jù)本發(fā)明的電池模塊的冷卻結(jié)構(gòu)和其它部件，由此電池模塊具有緊湊的結(jié)構(gòu)，電池模塊的冷卻性能提高，并且電池模塊的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性提高。
[0016]這些電池單體中的每一個電池單體可以是板狀電池單體，板狀電池單體具有小的厚度和相對大的寬度和長度，從而當(dāng)電池單體被堆疊以構(gòu)成電池模塊時電池模塊的總尺寸最小化。這種電池單體的一個示例可以是構(gòu)造成具有如下結(jié)構(gòu)的電池單體，其中正電極/分隔物/負(fù)電極結(jié)構(gòu)的電極組件安裝在電池接收單元中，并且通過熱焊接來密封由包括樹脂層和金屬層的層壓片制成的電池殼體從而在電池殼體的外邊緣處形成密封部分。具有上述構(gòu)造的電池單體可以稱作袋狀電池單體。
[0017]電池單體組件可以構(gòu)造成具有如下結(jié)構(gòu)，其中，在橫向布置盒的同時堆疊這些盒，這些電池單體中的相對應(yīng)的一個電池單體固定到這些盒中的每一個盒。
[0018]此時，這些盒中的每一個盒可以設(shè)置有緊固孔，用于固定電池單體組件的緊固構(gòu)件插入穿過該緊固孔。緊固孔可以在這些盒中的每一個盒的邊緣處形成。緊固構(gòu)件可以插入穿過緊固孔以固定其中在橫向地布置這些盒的同時堆疊這些盒的結(jié)構(gòu)。
[0019]另外，例如，這些盒中的每一個盒可以包括框架，用于固定電池單體的位于其相反側(cè)處的外邊緣密封部分。
[0020]電池單體組件可以構(gòu)造成具有如下結(jié)構(gòu)，其中電池單體布置成使得電池單體的正電極端子和負(fù)電極端子向上突出。當(dāng)在橫向地布置電池單體的同時堆疊電池單體時，電池單體的電極端子可以在堆疊電池單體的方向上布置。
[0021]可以在其中導(dǎo)電連接部被布置成對應(yīng)于蓋構(gòu)件的通孔的狀態(tài)下將導(dǎo)電連接部聯(lián)接到蓋構(gòu)件。因此，導(dǎo)電連接部可以連接到穿過通孔向外突出的電池單體的電極端子。導(dǎo)電連接部可以通過焊接或者機(jī)械聯(lián)接而電連接到電池單體的電極端子。
[0022]蓋構(gòu)件可以在其邊緣處設(shè)置有兩個或者更多個固定部，固定部向下延伸以包圍被安裝到電池單體組件的最外電池單體的前板和后板的上部，從而蓋構(gòu)件穩(wěn)定地固定到電池單體組件的上端。
[0023]同時，根據(jù)本發(fā)明的電池模塊可以進(jìn)一步包括用于控制電池模塊的運行的電池管理系統(tǒng)(BMS)。BMS可以安裝在蓋構(gòu)件的頂部處。
[0024]用于這些冷卻構(gòu)件中的每一個冷卻構(gòu)件的材料不受特別限制，只要這些冷卻構(gòu)件中的每一個冷卻構(gòu)件由呈現(xiàn)導(dǎo)熱性的材料制成。例如，這些冷卻構(gòu)件中的每一個冷卻構(gòu)件可以由金屬材料制成。
[0025]這些冷卻構(gòu)件中的每一個冷卻構(gòu)件可以構(gòu)造成具有如下結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括:板狀散熱部，在其中散熱部的相反主表面與電池單體緊密接觸的狀態(tài)下，散