[发明专利]具有改善的冷却剂流量分布均匀性的中大型电池组壳体

说明书

技术领域

本发明涉及一种提供了改善的冷却剂流量分布均匀性的中大型电池组壳体，更具体地，涉及这样一种中大型电池组壳体：该电池组壳体中安装有电池模块，该电池模块具有多个堆叠的电池单元或单元模块(“单元电池”)，这些电池单元或单元模块能被充电和放电，其中，该电池组壳体在其上部和下部分别设置有冷却剂入口和冷却剂出口，该冷却剂入口和冷却剂出口指向相反的方向，从而，用于冷却这些单元电池的冷却剂能够沿着与这些单元电池的堆叠方向垂直的方向从该电池模块的一侧流动到另一侧，该电池组壳体还设置有从冷却剂入口延伸到电池模块的一个流动空间(“冷却剂引入部”)以及从电池模块延伸到冷却剂出口的另一个流动空间(“冷却剂排放部”)，所述冷却剂引入部的与电池模块的顶部相面对的上端内侧被构造成：使得冷却剂引入部的上端内侧与电池模块的顶部之间的距离朝向电池组壳体的与冷却剂入口相反的端部减小，并且，在所述冷却剂引入部的上端内侧形成有用于将冷却剂引导到电池模块的向下突出部，使得其凹凸不平部分从电池组壳体的与冷却剂入口相反的端部延伸一段预定距离。

背景技术

近来，能被充电和放电的二次电池已广泛用作无线移动装置的能量源。而且，二次电池作为电动车辆(EV)和混合动力车辆(HEV)的电源已吸引了相当多的注意力，其是为了解决如下问题而开发的：例如，由现有的使用化石燃料的汽油车和柴油车引起的空气污染。

在小型移动装置中，每个装置均使用了一个或多个电池单元。另一方面，诸如车辆等的中大型装置使用了具有彼此电连接的多个电池单元的中大型电池模块，因为这些中大型装置需要高功率和大容量。

优选地，中大型电池模块被制造成具有尽可能小的尺寸和重量。因此，通常使用能以高集成度进行堆叠且具有小的重量/容量比的方型电池或袋状电池作为中大型电池模块的电池单元。特别地，目前对使用铝层压板作为护套构件的袋状电池产生了很大兴趣，因为这种袋状电池重量轻，该袋状电池的制造成本低，且易于改变该袋状电池的形状。

为了使中大型电池模块能够提供预定的设备或装置所需的功率和容量，需要将中大型电池模块构造成具有如下结构：在该结构中，多个电池单元彼此串联地电连接，并且这些电池单元相对于外力是稳定的。

而且，构成该中大型电池模块的多个电池单元是能被充电和放电的二次电池。因此，在高功率、大容量二次电池的充电和放电过程中，这些电池产生了大量的热量。如果没有有效除去在单元电池的充电和放电过程中由这些单元电池产生的热量，则该热量会积聚在各个单元电池中，结果，加速了这些单元电池的劣化。根据不同情形，这些单元电池可能着火或爆炸。因此，在作为高功率、大容量电池的车辆用电池组中，需要冷却系统来冷却安装在该电池组中的电池单元。

另一方面，在包括多个电池单元的中大型电池组中，某些电池单元的性能劣化会引起整个电池组的性能劣化。导致性能不一致的主要因素之一是各个电池单元之间的冷却不均匀性。因此，需要提供一种用于确保冷却剂流动期间的冷却均匀性的结构。

一些常规的中大型电池组使用了构造成具有如下结构的电池组壳体：在该结构中，冷却剂入口和冷却剂出口位于电池组壳体的上部和下部，使得该冷却剂入口和冷却剂出口指向相反的方向，并且，从冷却剂入口延伸到电池模块的流动空间的顶部和底部彼此平行。然而，在该结构中，较高流量的冷却剂被引入到在靠近冷却剂出口的电池单元之间限定的流动通道内，而较低流量的冷却剂被引入到在靠近冷却剂入口的电池单元之间限定的流动通道内，结果，难以实现电池单元的均匀冷却。

关于该内容，韩国专利申请公布No.2006-0037600、No.2006-0037601和No.2006-0037627公开了一种被构造成具有如下结构的中大型电池组：在该结构中，空气引导平面向下倾斜到电池组壳体的与电池单元相反的一侧，从而，随着空气引导平面和冷却剂入口之间的距离增加，该空气引导平面变得更靠近电池单元。具体地，该空气引导平面以预定角度、例如以15度至45度的角度倾斜至电池组壳体的与电池单元相反的一侧，由此抑制如下现象的发生：即，冷却剂被过量引入到在靠近冷却剂出口的电池单元之间限定的流动通道内。

然而，本申请的发明人已经发现，即使在上述结构中，各个电池单元之间的温度偏差也很高，结果，不可能实现期望水平的温度均匀性。

此外，在该结构中，空气引导平面的与电池单元邻近的区域可能在电池组振动期间与电池单元或电池模块接触，结果，电池组可能产生噪音或者电池组可能损坏。因此，不可能将电池组壳体的与冷却剂入口相反的端部降低到低于预定高度，结果，不可能设计出具有最优温度偏差的电池组。