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CN102246332B - 新型空气冷却结构的中型或大型电池组 - Google Patents

新型空气冷却结构的中型或大型电池组 Download PDF

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CN102246332B
CN102246332B CN200980150132.XA CN200980150132A CN102246332B CN 102246332 B CN102246332 B CN 102246332B CN 200980150132 A CN200980150132 A CN 200980150132A CN 102246332 B CN102246332 B CN 102246332B
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姜达模
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李汎炫
郑在皓
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LG Chem Ltd
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Abstract

在此公开了一种中型或大型电池组，其具有在电池组盒中安装的两个或更多个六面体电池模块，每一个六面体电池模块包括多个能充电和能放电的板状电池单元或单元模块(单元电池)，其中，所述电池组被用作用于驱动车辆的电源，具有5KWh或更大的电池容量，并且使用空气冷却方法来去除在所述单元电池的充电和放电期间产生的热量，所述电池模块中的每一个的单元电池被垂直堆叠，使得所述单元电池的数量对应于在所述车辆中限定的电池组安装空间的高度，同时，相邻的单元电池彼此间隔开，使得在各单元电池之间限定冷却剂通道，以与所述车辆中的电池组安装空间对应的形状来形成电池组盒，所述六面体电池模块被布置在所述电池组盒的内部空间中，并且，用于从所述单元电池去除热量的冷却剂通过所述电池组盒的至少一侧被引入，水平通过所述电池模块，并且通过所述电池组盒的另一侧被排出。

Description

新型空气冷却结构的中型或大型电池组
技术领域
本发明涉及新型空气冷却结构的中型或大型电池组，更具体地，涉及具有在电池组盒中安装的两个或更多个六面体电池模块的中型或大型电池组，其中，所述电池组被用作用于驱动车辆的电源，具有5KWh或更大的电池容量，并且使用空气冷却方法来去除在电池的充电和放电其间产生的热量，所述电池模块中的每一个的单元电池垂直堆叠，使得单元电池的数量对应于在车辆中限定的电池组安装空间的高度，同时，相邻的单元电池彼此间隔开，使得在各单元电池之间限定冷却剂通道，以与在车辆中的电池组安装空间对应的形状来形成电池组盒，所述六面体电池模块被布置在电池组盒的内部空间中，并且用于从单元电池去除热量的冷却剂通过所述电池组盒的至少一侧被引入，水平通过电池模块，并且通过电池组盒的另一侧被排出。
背景技术
近来，能充电和放电的二次电池已经被广泛用作用于无线移动装置的能量来源。而且，二次电池作为用于电动车辆(EV)、混合电动车辆(HEV)和插电式混合电动车辆(插电式HEV)的电源已经引起了相当大的关注，电动车辆(EV)、混合电动车辆(HEV)和插电式混合电动车辆(插电式HEV)已经被开发来解决由使用矿物燃料的现有汽油和柴油车辆引起的诸如空气污染的问题。
小型移动装置对于每一个装置使用一个或几个电池单元。另一方面，诸如车辆的中型或大型装置使用中型或大型电池模块，该电池模块具有彼此电连接的多个电池单元，这是因为中型或大型装置需要高功率和大容量。
优选的是，如果可能的话，中型或大型电池模块被制造成具有小的尺寸和重量。因为这个原因，能以高集成度堆叠并且具有小的重量与容量的比率的棱柱电池或袋状电池通常被用作中型或大型电池模块的电池单元。特别地，当前，相当大的兴趣集中在袋状电池上，袋状电池使用铝层叠片来作为防护构件，因为袋状电池的重量小，所以袋状电池的制造成本低，并且容易修改袋状电池的形状。
为使中型或大型电池模块提供由预定设备或装置要求的功率和容量，中型或大型电池模块必须被构造成具有下述结构：多个电池单元彼此串联电连接，并且电池单元相对于外力稳定。
而且，构成中型或大型电池模块的电池单元是能够充电和放电的二次电池。因此，在电池的充电和放电期间从高功率的、大容量的二次电池产生大量的热量。如果未有效地去除在单元电池的充电和放电期间从单元电池产生的热量，则热量在各单元电池中累积，结果导致单元电池退化加速。根据情况，单元电池可能起火或爆炸。因为这个原因，所以在作为高功率、大容量的电池的用于车辆的电池组中需要冷却系统，以冷却在电池组中安装的电池单元。
在用于车辆的电池组中使用的示例性冷却系统可以被构造成具有空气冷却结构。这样的空气冷却类型的冷却系统主要用在用于混合电动车辆的电池组中，该电池组从其产生较小量的热量，并且帮助驱动功率。
另一方面，对于插电式混合电动车辆，车辆必须仅被从电池组供应的功率驱动。因为这个原因，较大的电负载被施加到电池组，结果导致从电池组产生较大量的热量。结果，水冷却型冷却系统主要被应用到电池组，以保护电池组，该电池组较为不耐高温。
然而，水冷却型电池组在各个方面与空气冷却型电池组相当地不同，诸如电池连接方法、电池在电池模块中堆叠的结构、温度检测方法、电压测量方法等，结果导致需要另外开发电池连接方法和温度/电压测量方法。
因此，高度需要一种中型或大型电池组，该中型或大型电池组具有能应用到用于插电式混合电动车辆的电池组的新颖空气冷却结构，从其产生大量的热量，使用用于混合电动车辆的空气冷却型电池组结构。
发明内容
技术问题
因此，已经作出本发明来解决上面的问题和还没有解决的其它技术问题。
作为对于中型或大型电池组的结构的多种广泛和密集的研究和试验的结果，本申请的发明人已经发现：在其中安装了电池组的车辆的有限的内部结构中，当所述电池组被构造成具有其中以与在所述车辆中的电池组安装空间对应的形状形成电池组盒、单元电池被垂直堆叠成使得所述单元电池的数量对应于所述电池组安装空间的高度、并且冷却剂通过所述电池组盒的一侧被引入、水平通过所述电池组模块、然后通过所述电池组的盒的另一侧被排出的结构时，有可能最小化在所述单元电池之间的温度偏差，并且通过空气冷却型冷却方法来有效地去除在所述单元电池之间累积的热量，同时最大地利用所述车辆的内部空间，由此大大改善所述电池组的效率和使用期限。已经基于这些发现来完成本发明。
即，本发明的目的是提供一种中型或大型电池组，所述中型或大型电池组被构造成具有特定的冷却结构，该特定的冷却结构能够改善电池组的稳定性，同时最大化车辆的空间利用。
技术方案
根据本发明的一个方面，可以通过提供一种中型或大型电池组来实现上面和其它目的，所述中型或大型电池组具有在电池组盒中安装的两个或更多个六面体电池模块，每一个六面体电池模块包括多个能充电和能放电的板状电池单元或单元模块(单元电池)，其中，所述电池组被用作用于驱动车辆的电源，具有5KWh或更大的电池容量，并且使用空气冷却方法来去除在所述单元电池的充电和放电期间产生的热量，所述电池模块中的每一个的单元电池被垂直堆叠，使得所述单元电池的数量对应于在所述车辆中限定的电池组安装空间的高度，同时，相邻的单元电池彼此间隔开，使得在各单元电池之间限定冷却剂通道，以与所述车辆中的电池组安装空间对应的形状来形成电池组盒，所述六面体电池模块被布置在所述电池组盒的内部空间中，并且用于从所述单元电池去除热量的冷却剂通过所述电池组盒的至少一侧被引入，水平通过所述电池模块，并且通过所述电池组盒的另一侧被排出。
即，要求5KWh或更大的高功率来用作用于驱动车辆的电源并且使用空气冷却型冷却系统的、根据本发明的所述中型或大型电池组被构造成具有下述结构：所述单元电池被垂直堆叠，使得所述单元电池的数量对应于在所述车辆中限定的电池组安装空间的高度，同时，相邻的单元电池彼此间隔开，以构成每一个电池组模块，并且，所述冷却剂通过所述电池组盒的一侧被引入，水平通过在各单元电池之间限定的空间，并且通过所述电池组盒的另一侧被排出，由此使得沿着在所述各单元电池之间限定的通道流动的冷却剂的流速均匀，并且通过所述冷却剂的均匀流动来有效地去除在所述电池单元的充电和放电期间产生的热量。因此，能够改善单元电池的冷却效率和操作性能。
而且，以与所述车辆中的电池组安装空间对应的形状来形成其中安装六面体电池模块的电池组盒，因此，能够最大化所述车辆的有限内部空间的利用，同时，最小化所述单元电池之间的温度偏差。
如上所述，通过以高集成度来堆叠多个单元电池来制造在根据本发明的中型或大型电池组的电池组盒中安装的所述电池模块的每一个。所述单元电池被垂直堆叠，使得相邻的单元电池彼此间隔开预定距离，以去除在单元电池的充电和放电期间产生的热量。例如，可以依序堆叠所述电池单元，使得相邻的电池单元彼此间隔开预定距离，而不使用另外的构件。另一方面，当所述电池单元具有低机械强度时，可以在预定的接纳构件中安装一个或多个电池单元，并且其中每一个中安装了所述电池单元的多个接纳构件可以被堆叠以构成电池模块。在本说明书中，后者也被称为“单元模块”。
当堆叠多个单元模块以构成电池模块时，在所述电池单元和/或所述单元模块之间限定冷却剂通道，以有效地去除在堆叠的电池单元之间累积的热量。
具体的说，与单元电池横向堆叠的传统结构相比，在所述单元电池垂直堆叠的结构中，冷却剂通道不垂直弯曲，而是在与冷却剂的流动相同的方向上延伸，即在水平方向上延伸。结果，能够最小化通过在所述单元电池之间限定的空间的冷却剂的摩擦，由此大大改善冷却效率。
同时，可以以各种结构来构造所述单元模块的每一个。下面将描述示例。
所述单元模块的每一个被构造成具有下述结构：板状电池单元彼此串联连接，每一个板状电池单元具有在其上端和下端形成的电极端子。所述单元模块的每一个可以包括两个或更多个电池单元和一对电池盖，所述两个或更多个电池单元具有彼此串联连接的电极端子，所述一对电池盖被构造成彼此联接以围绕各电池单元的除了所述电极端子之外的外表面。
即，所述单元模块中的每一个可以被构造成具有下述结构：在由金属材料构成的电池盖之间安装两个电池单元。
所述板状电池单元中的每一个是具有小厚度和较大的宽度和长度的电池单元，以当所述电池单元被堆叠以构成电池模块时最小化电池单元的总体尺寸。在一个示例中，所述电池单元中的每一个可以是二次电池，该二次电池被构造成具有下述结构：电极组件被安装在由包括树脂层和金属层的层叠片形成的电池组盒中，并且，电极端子从电池组盒的上端和下端突出。具体地说，该电极组件可以被安装在由铝层叠片形成的袋状盒中。具有上述结构的二次电池也可以被称为“袋状电池单元”。
如上所述，可以通过由金属材料制成的高强度的电池盖来覆盖两个或更多个电池单元，以构成单元模块。该高强度电池盖保护表现低机械强度的电池单元，并且抑制在电池单元的充电和放电期间的重复的涨缩波动，以防止在电池单元的密封部分之间的分离。结果，能够制造表现较高安全性的电池模块。
电池单元在单元模块中的每一个中或在相邻的单元模块之间彼此串联连接和/或并联连接。在一个示例性示例中，在纵向上串联布置电池单元，使得电池单元的电极端子连续的彼此相邻，电池单元的相邻电极端子彼此联接，电池组单元的两个或更多个彼此重叠，并且，电池盖覆盖重叠的电池单元，以制造多个单元模块。
可以使用诸如熔接、焊接和机械紧固的各种方法来实现在电极端子之间的联接。优选的是，通过熔接来实现在电极端子之间的联接。
优选的是，可以在可分离的盒中堆叠多个电池单元或单元模块，该多个电池单元或单元模块的电极端子彼此连接，该可分离的盒包括上部分和下部分，该上部分和下部分被构造成以组件类型的紧固结构联接，以构成矩形电池模块。
电池单元中的每一个可以是以镍金属氢化物二次电池和锂二次电池代表的锂二次电池，具体地说，具有高能量密度和放电电压的锂二次电池优选地作为电池单元中的每一个。
如上所述，根据本发明的中型或大型电池组可以具有至少5KWh的电池容量，优选具有从10KWh至50KWh的电池容量。具有这样的大容量的所述中型或大型电池组在使用中产生热量。因此，根据本发明的中型或大型电池组优选地被用作用于电动车辆或插电式混合电动车辆的电源，其中，多个电池单元被包括以实现高功率和大容量，结果导致在电池单元的充电和放电期间产生大量的高温热量，并且这个高温热量是严重的安全问题。
同时，所述电池模块中的每一个可以根据由车辆要求的驱动功率和车辆的高度限制而具有不同数量的单元电池。例如，电池模块中的每一个可以包括8至24个单元电池。
作为参考，在本说明书中使用的术语“电池模块”综合表示被构造成具有下述结构的电池系统：两个或更多个能充电和能放电的电池单元或单元模块彼此机械联接，同时彼此电连接，以提供高功率和大容量。因此，电池模块本身可以构成整个设备或大型设备的一部分。例如，大量的小型电池模块可以彼此连接，以构成大型的电池模块，或者，其中每一个单元模块包括小数量的电池单元的多个单元模块可以彼此连接。
可以通过下述结构来布置单元电池：相邻的单元电池彼此间隔开与单元电池中的每一个的厚度的20％至50％相等的距离，使得冷却剂通过在单元电池之间限定的空间，以有效地冷却各单元电池。
例如，当在相邻单元电池之间的间隔距离小于单元电池中的每一个的厚度的20％时，难以获得冷却剂的期望的冷却效果。另一方面，当在相邻的单元电池之间的间隔距离大于单元电池中的每一个的厚度的50％时，由多个单元电池构成的电池模块的整体尺寸增加，这不是优选的。
同时，电池模块的每一个的外部与电池组盒的内部隔开预定的间隔宽度，以限定冷却剂通道。结果，从电池组盒的一侧引入的冷却剂在通过在电池模块的外部和电池组盒的内部之间限定的空间的同时，在预定的温度偏差范围内均匀地冷却电池模块。
在上述结构中，在电池模块的外侧和电池组盒的内侧之间限定的间隔宽度可以被设置在用于在预定的温度偏差范围内均匀冷却电池模块并且适当地提供电池组的总体尺寸的范围内。例如，所述间隔宽度可以等于电池模块中的每一个的宽度的10％至30％。
在一个示例中，在其中安装了电池组的车辆中的电池组安装空间可以是在车辆的位于后座的后面的行李箱中限定的空间。
在一个特定示例中，将被安装于在车辆的位于后座的后面的行李箱中限定的空间中的电池组可以被构造成具有下述结构：在电池组盒中安装一对电池模块，使得一个电池模块被设置成在横向上与另一个电池模块间隔开预定间隔距离，在电池组盒的与电池模块(左侧电池模块和右侧电池模块)对应的区域处形成冷却剂吸入口，并且，在电池组盒的位于各电池模块之间的区域处形成冷却剂排出口。
在这种结构中，当吸入风扇被安装在冷却剂排出口时，通过压力差，在冷却剂排出口处的冷却剂的流动不干涉在冷却剂吸入口处的冷却剂的流动。这种结构是优选的，这是因为能够仅使用一个吸入风扇来实现有效的冷却。
可以通过单个电池模块来构成左侧电池模块和/或右侧电池模块。作为选择，可以通过两个或更多个电池模块来构成左侧电池模块和/或右侧电池模块。
在上述冷却结构中，两个冷却剂吸入口分别形成在电池组盒的相反侧，并且，单个冷却剂排出口形成在电池组盒的中间。结果，通过两个冷却剂吸入口引入电池组盒内的冷却剂通过在单元电池之间限定的冷却剂通道，并且没有任何困难地通过冷却剂排出口被排出到外部。
通过冷却剂吸入口和/或冷却剂排出口来引入和排出用于有效地去除在电池单元的充电和放电期间产生的热量的冷却剂。冷却剂吸入口和冷却剂排出口可以形成在电池组盒的上部、下部和中部处。根据情况，可以在电池组盒的与各单元电池对应的区域处形成多个狭缝型冷却剂吸入口。
在电池组盒中在各电池模块之间可以进一步形成分隔件，用于将从各冷却剂吸入口引入的冷却剂以分开的方式引导到冷却剂排出口。当吸入风扇被安装在各冷却剂吸入口以产生用于驱动冷却剂所需的驱动力时，这种结构更优选。
即，在左侧电池模块和右侧电池模块之间形成该分隔件，结果导致冷却剂通道的每一个具有L形状的结构。冷却剂通过各冷却剂吸入口被引入，水平通过单元电池，并且通过该分隔件经由冷却剂排出口容易地被排出到外部，由此最小化在冷却剂之间的干涉，因此改善了冷却效率。
在根据本发明的中型或大型电池组中，冷却剂吸入口可以形成在电池组盒的相反侧，并且冷却剂吸入口可以垂直于冷却剂排出口。在该情况下，最小化从冷却剂吸入口至冷却剂排出口的冷却剂通道的总长度。即，可以在电池组盒中基本限定T形冷却剂通道。
在上述冷却结构中，通过经由对应的冷却剂吸入口引入的冷却剂来单独冷却各电池模块，因此，能够最小化在各电池模块之间的温度差。
在另一个示例中，在车辆中的电池组安装空间可以是在中央地板之上或之下限定的空间，使车辆的前驱动单元和后驱动单元互连的轴定位在中央地板中。
具体地说，将被安装于在中央地板之上或之下限定的空间中的电池组可以被构造成具有下述结构：两个或更多个电池模块在电池组盒中被安装成在纵向上以紧密接触的方式布置电池模块，并且在电池组盒的一侧形成冷却剂吸入口和冷却剂排出口，使得冷却剂通过冷却剂吸入口被引入，沿着电池组盒的一侧内部空间在纵向上流动，水平通过电池模块，沿着电池组盒的另一侧内部空间在纵向上流动，然后通过所述冷却剂排出口被排出到外部。
当考虑电池组占用的尺寸时，在本发明所属的领域中难以考虑在车辆的中央地板区域处在其中安装电池组的结构。然而，当采用电池模块在其中布置的上述结构时，车辆的中央地板区域可以被用作用于电池组安装的空间。
在该电池组结构中，在电池组盒中基本限定U形冷却剂通道。在该情况下，冷却剂通过位于电池组盒的一侧处的冷却剂吸入口被引入，在通过U形冷却剂通道的同时冷却单元电池，并且通过在电池组盒的定位冷却剂吸入口的侧面处形成的冷却剂吸入口被排出到外部。
除了上述U形冷却剂通道结构之外，单元电池以预定间隔垂直堆叠。结果，与其中以预定间隔横向堆叠单元电池的传统结构作比较，能够最小化通过在单元电池之间限定的空间的冷却剂的摩擦，由此改善冷却效率。
同时，根据本发明的中型或大型电池组的冷却结构可以被应用到产生大量热量的、被用作用于插电式混合电动车辆的驱动电源的电池组的空气冷却型冷却系统，如上所述。在该情况下，优选的是，单元电池具有小于4℃的温度偏差，以便均匀冷却各单元电池。
根据情况，冷却剂吸入口和/或冷却剂排出口可以设有驱动风扇，用于产生驱动冷却剂所需的驱动力，使得通过冷却剂吸入口引入的冷却剂通过电池模块，迅速且平滑地向冷却剂排出口移动，并且通过冷却剂排出口被排出到电池组外部。在这种结构中，通过小型冷却剂排出口引入的冷却剂通过从驱动风扇产生的冷却剂驱动力而迅速地流动，使得冷却剂充分到达远离冷却剂排出口的电池单元。结果，在相同的冷却剂流动条件下实现较为均匀的流速分布效果。
在另一个示例性示例中，冷却剂吸入口可以连接到车辆的空气调节器系统，使得被冷却的低温空气通过冷却剂吸入口被引入电池组内。在这种结构中，能够比在使用室温空气的空气冷却型冷却结构中更有效地冷却单元电池。
附图说明
通过下面结合附图的详细说明，将更清楚地明白本发明的上面和其它目的、特征和其它优点，在附图中：
图1是图示根据本发明的一个实施例的电池模块的典型视图；
图2是图示根据本发明的另一个实施例的电池模块的典型视图；
图3是图示在车辆中限定的安装空间的典型视图，在该安装空间中安装根据本发明的一个实施例的中型或大型电池组；
图4是图示根据本发明的一个实施例的中型或大型电池组的典型视图，该中型或大型电池组包括在电池组盒中安装的多个电池模块，图1中示出了其中之一；
图5是图示中型或大型电池组的典型视图，该中型或大型电池组具有与图4的结构不同的狭缝型冷却剂吸入口；
图6是图示根据图4的变型的中型或大型电池组的典型视图；
图7是图示根据本发明的另一个实施例的中型或大型电池组的典型视图，该中型或大型电池组包括在电池组盒中安装的多个电池模块，在图2中示出了其中之一；
图8是图示图4和7的中型或大型电池组的组合的典型视图；
图9是图示袋状电池单元的透视图；
图10是图示电池盖的透视图，电池单元将被安装在电池盖上以构成单元模块，在图9中示出电池单元之一；以及
图11是图示包括彼此连接的多个单元模块的单元模块组的透视图。
具体实施方式
现在，将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。然而，应当注意，本发明的范围不被所说明的实施例限制。
图1是图示根据本发明的一个实施例的电池模块的典型视图，并且，图2是图示根据本发明的另一个实施例的电池模块的典型视图。
参见图1，电池模块400a包括在模块盒410中安装的十二个单元模块(未示出)，使得在垂直方向上彼此平行地布置单元模块。在模块盒410的一侧处，形成了在对角方向上彼此相对的外部输入和输出端子430。
在模块盒410的前面和后面处形成了狭缝420，狭缝420位于与各单元模块对应的位置处，用于允许冷却剂通过其中。
图2的电池模块400b除了外部输入和输出端子432形成在模块盒的前面、底部联接部分433形成在与图1的底部联接部分不同的位置处之外，与图1的电池模块400a相同，因此，将不给出其它部件的详细描述。
图3是图示在车辆中限定的安装空间的典型视图，在该安装空间中安装了根据本发明的一个实施例的中型或大型电池组。
参见图3，在图4中所示的中型或大型电池组600可以被安装于在车辆的位于后座的后面处的行李箱中限定的空间A中，并且，在图7中所示的中型或大型电池组700可以被安装在中央地板510的顶部B上，在中央地板中，定位了互连车辆的前驱动单元和后驱动单元的轴。
结果，有可能在最大化地利用车辆的内部空间的同时安装中型或大型电池组600和700。
图4是图示中型或大型电池组的典型视图，该中型或大型电池组包括在电池组盒中安装的多个电池模块，图1中示出了其中之一。
一起参见图3和图4，将被安装于在车辆的位于后座的后面的行李箱中限定的空间中的中型或大型电池组600被构造成具有下述结构：包括在横向上以紧密接触的方式布置的两个电池模块400a的一对电池模块400a被布置成在横向上与另一对电池模块400a间隔开预定的间隔距离d，并且该两对电池模块400a被安装在电池组盒602中。
而且，在电池组盒602的与电池模块400a对应的区域处形成两个冷却剂吸入口610和620，使得冷却剂吸入口610和620被布置在相反的方向上，并且，在电池组盒602的位于各对电池模块400a之间的区域处形成一个冷却剂排出口630。
即，两个冷却剂吸入口610和620形成在电池组盒602的相反侧，并且，两个冷却剂吸入口610和620垂直于冷却剂排出口630。因此，在电池组盒602中基本限定T形冷却剂通道。
而且，在电池模块400a中的每一个的外侧和电池组盒602的内侧之间限定间隔宽度t，该间隔宽度t具有等于在各对电池模块400a之间的间隔距离d的大约10％至大约30％的大小。结果，冷却剂的大部分通过电池模块400a，冷却剂的小部分通过在电池模块400a的外侧和电池组盒602的内侧之间限定的空间。冷却剂的大部分和冷却剂的小部分于在各对电池模块400a之间限定的空间处彼此混合，混合物通过冷却剂排出口630被排出到外部。
根据情况，多个冷却剂吸入口612可以形成在电池组盒602的与电池模块400a的单元电池对应的区域处，如图5中所示。
图6是图示根据图4的变型的中型或大型电池组的典型视图。
参考图6，中型或大型电池组600a被构造成具有下述结构：在电池组盒602a中安装左侧电池模块组402和右侧电池模块组404，并且在左侧电池模块组402和右侧电池模块组404之间形成分隔件640。分隔件640延伸到冷却剂排出口630。结果，从冷却剂吸入口610和620至冷却剂排出口630基本限定L形冷却剂通道，而没有彼此的干涉。当在各冷却剂吸入口610和620中安装鼓风扇(未示出)时优选使用这种结构。
图7是图示根据本发明的另一个实施例的中型或大型电池组的典型视图，该中型或大型电池组包括在电池组盒中安装的多个电池模块，在图2中示出了其中之一。
一起参见图3和图7，将安装于在中央地板510之上或之下限定的空间中的中型或大型电池组700被构造成具有下述结构：在电池组盒702中安装四个电池模块400b，使得电池模块400b被以紧密接触的方式布置在纵向上。
而且，在电池组盒702的一侧形成冷却剂吸入口710和冷却剂排出口720。因此，通过冷却剂吸入口710引入的冷却剂在纵向上沿着电池组盒702的一侧的内部空间流动。此时，冷却剂水平通过电池模块400b。其后，冷却剂在纵向上沿着电池组盒702的另一侧内部空间流动，然后通过冷却剂排出口720被排出到外部。
因此，在这种结构中，在电池组盒702中基本限定U形冷却剂通道。
而且，冷却剂吸入口710连接到车辆的空气调节器系统(未示出)。因此，被冷却的空气、即低温空气通过冷却剂吸入口710被引入，水平流过电池模块400b，并且通过冷却剂排出口720被排出，由此与使用室温空气的空气冷却型冷却系统比较，大大提高电池模块400b的冷却效率。在该情况下，冷却剂吸入口710的位置可以与在图4中所示的不同。
图8是图示图4和7的中型或大型电池组的组合的典型视图。
一起参见图3和图8，基于电池模块由车辆要求的驱动功率和车辆的内部安装空间，图4的中型或大型电池组600和/或图7的中型或大型电池组700可以同时和/或选择性地被安装在安装空间A和/或安装空间B中。对于要求较高功率的插电式混合电动车辆，将中型或大型电池组600和中型或大型电池组700组合，并且将组合800安装在安装空间A和安装空间B中。
因为中型或大型电池组600和700包括其本身的冷却系统，所以可以考虑到车辆的内部空间和其它车辆部件的布置来选择性地和灵活地使用中型或大型电池组600和700。
图9是典型图示袋状电池单元的透视图。
参见图9，袋状电池单元100被构造成具有下述结构：两个电极引线110和120分别在相反方向上从电池主体130的上端和下端突出。防护构件140是包括上部分和下部分的两单元构件。于在防护构件140中限定的接纳部分中安装电极组件(未示出)，并且，防护构件140的上部分和下部分在其相反侧142及上端141和下端143彼此附接，以构造电池单元100。
防护构件140被构造成具有层叠结构，该层叠结构具有树脂层/金属箔层/树脂层。因此，当热量和压力被施加到防护构件140的相反侧142和上端141和下端143时，防护构件140的上部分和下部分的树脂层被熔接在一起，因此，防护构件140的上部分和下部分在其相反侧142及上端141和下端143彼此紧固附接。根据情况，可以使用粘结剂来实现在防护构件140的上部分和下部分之间的附接。在防护构件140的相反侧，防护构件140的上部分和下部分的树脂层的整体直接彼此附接，因此，通过在防护构件140的相反侧的熔接来实现均匀密封。另一方面，电极引线110和120被定位在防护构件140的上端141和下端143，同时分别从防护构件140的上端141和下端143突出。因为这个原因，在防护构件140的上端141和下端143执行热熔接，同时在电极引线110和120与防护构件140之间插入膜型密封构件160，以考虑到电极引线110和120的厚度和在电极引线110和120与防护构件140之间在材料上的差别而改善密封性。
图10是图示电池盖的透视图，两个电池单元将被安装在电池盖上以构成单元模块，在图9中示出电池单元之一。
参见图10，两个如图9中所示的袋状电池单元(未示出)被安装在电池盖200中，电池盖200补充电池单元的机械强度，并且允许电池单元被容易地安装在模块盒(未示出)中。位于一个电池单元的一侧的电极端子与位于另一个电池单元的一侧的电极端子串联连接，并且，两个电池单元的所连接的电极端子弯曲，从而紧密接触的方式设置两个电池单元。在这种状态中，在电池盖200中安装两个电池单元。
电池盖200包括被构造成彼此联接的一对盖构件210和220。盖构件210和220由高强度金属片形成。在与电池盖200的左侧和右侧相邻的外表面处形成阶梯230，以容易地固定单元模块。在与电池盖200的上端和下端相邻的外表面处形成阶梯240，以容易地固定单元模块。而且，固定部分250在横向上形成在电池盖200的上端和下端处，使得电池盖200容易地被安装在模块盒(未示出)中。
图11是典型地图示包括彼此连接的多个单元模块的单元模块叠层的透视图。
参见图11，单元模块叠层300包括四个单元模块200、201、202和203。因为两个电池单元(未示出)被安装在单元模块200、201、202和203的每一个中，所以单元模块叠层300包括总共八个电池单元。电极端子在各电池单元之间和在各单元模块之间彼此串联连接。电极端子连接件310以“[”形的剖面形状弯曲。最外面的单元模块200和203的外侧电极端子320和321以
Figure BPA00001388527000171
形的剖面形状向内弯曲，同时比其它电极端子连接件310突出得略大。
根据情况，电极端子连接件300可以不以‘[’形的形状弯曲，而是可以被以紧密接触的方式设置。
工业适用性
根据上面的描述明显的是，根据本发明的中型或大型电池组被构造成以对应于车辆中的电池组安装空间的形状来形成电池组盒，单元电池被垂直堆叠成使得单元电池的数量对应于电池组安装空间的高度，并且冷却剂通过电池组盒的一侧被引入，水平通过电池模块，然后通过电池组的另一侧被排出。结果，本发明具有下述效果：使用空气冷却型冷却方法来最小化在单元电池之间的温度偏差，并且有效地去除在单元电池之间累积的热量，同时最大化车辆的内部空间利用，由此大大地改善电池组的效率和使用期限。
虽然已经为了说明性的目的而公开了本发明的示例性实施例，但是本领域内的技术人员可以明白，在不偏离在所附的权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，各种修改、增加和替代是可能的。

Claims (20)

1.一种中型或大型电池组，所述中型或大型电池组具有在电池组盒中安装的两个或更多个六面体电池模块，每一个六面体电池模块包括多个能充电和能放电的单元电池，其中，所述电池组被用作用于驱动车辆的电源，具有5KWh或更大的电池容量，并且使用空气冷却方法来去除在所述单元电池的充电和放电期间产生的热量，
所述电池模块中的每一个的单元电池被垂直堆叠，使得所述单元电池的数量对应于在所述车辆中限定的电池组安装空间的高度，同时，相邻的单元电池彼此间隔开，使得在各单元电池之间限定冷却剂通道，
以与所述车辆中的电池组安装空间对应的形状来形成电池组盒，所述六面体电池模块被布置在所述电池组盒的内部空间中，并且
用于从所述单元电池去除热量的冷却剂通过所述电池组盒的至少一侧被引入，水平通过所述电池模块，并且通过所述电池组盒的另一侧被排出，并且
所述单元电池具有小于4℃的温度偏差。
2.根据权利要求1所述的中型或大型电池组，其中，所述单元电池中的每一个被构造成具有包括两个或更多个电池单元和一对电池盖的结构，所述电池单元具有彼此串联连接的电极端子，所述一对电池盖被构造成彼此联接以围绕各电池单元的除了所述电极端子之外的外表面。
3.根据权利要求2所述的中型或大型电池组，其中，所述单元电池中的每一个被构造成具有下述结构，即，在由金属材料制成的所述电池盖之间安装两个电池单元。
4.根据权利要求2或3所述的中型或大型电池组，其中，所述电池单元的每一个被构造成具有下述结构，即，在包括树脂层和金属层的袋状盒中安装电极组件。
5.根据权利要求2或3所述的中型或大型电池组，其中，所述电池单元中的每一个是锂二次电池。
6.根据权利要求1所述的中型或大型电池组，其中，所述电池组被用作用于电动车辆或插电式混合电动车辆的电源。
7.根据权利要求1所述的中型或大型电池组，其中，所述电池模块中的每一个包括8至24个单元电池。
8.根据权利要求1所述的中型或大型电池组，其中，所述单元电池被布置成使得相邻的单元电池彼此间隔开等于所述单元电池中的每一个的厚度的20%至50%的距离。
9.根据权利要求1所述的中型或大型电池组，其中，所述电池模块中的每一个的外侧与所述电池组盒的内侧间隔开预定的间隔宽度，以限定冷却剂通道。
10.根据权利要求9所述的中型或大型电池组，其中，所述间隔宽度等于所述电池模块中的每一个的宽度的10%至30%。
11.根据权利要求1所述的中型或大型电池组，其中，所述车辆中的所述电池组安装空间是在所述车辆的位于后座的后面的行李箱中限定的空间。
12.根据权利要求11所述的中型或大型电池组，其中，要安装于在所述车辆的位于后座的后面的行李箱中限定的空间中的所述电池组被构造成具有下述结构：在所述电池组盒中安装一对电池模块，使得一个电池模块被设置成在横向上与另一个电池模块间隔开预定间隔距离，在所述电池组盒的与所述电池模块对应的区域处形成冷却剂吸入口，并且，在所述电池组盒的位于各电池模块之间的区域处形成冷却剂排出口。
13.根据权利要求12所述的中型或大型电池组，其中，所述冷却剂吸入口形成在所述电池组盒的相反侧，并且，所述冷却剂吸入口垂直于所述冷却剂排出口。
14.根据权利要求12所述的中型或大型电池组，其中，在所述电池组盒中在各电池模块之间还形成有分隔件，用于将从各冷却剂吸入口引入的冷却剂以分开的方式引导到所述冷却剂排出口。
15.根据权利要求12所述的中型或大型电池组，其中，在所述电池组盒中限定T形冷却剂通道。
16.根据权利要求1所述的中型或大型电池组，其中，所述车辆中的所述电池组安装空间是在中央地板之上或之下限定的空间，使车辆的前驱动单元和后驱动单元互连的轴定位在所述中央地板中。
17.根据权利要求16所述的中型或大型电池组，其中，要安装于在所述中央地板之上或之下限定的空间中的所述电池组被构造成具有下述结构：两个或更多个电池模块在所述电池组盒中被安装成在纵向上以紧密接触的方式布置所述电池模块，并且在所述电池组盒的一侧形成冷却剂吸入口和冷却剂排出口，使得冷却剂通过所述冷却剂吸入口被引入，沿着所述电池组盒的一侧内部空间在纵向上流动，水平通过所述电池模块，沿着电池组盒的另一侧内部空间在纵向上流动，然后通过冷却剂排出口被排出到外部。
18.根据权利要求17所述的中型或大型电池组，其中，在所述电池组盒中限定U形冷却剂通道。
19.根据权利要求12或17所述的中型或大型电池组，其中，所述冷却剂吸入口和/或所述冷却剂排出口设有驱动风扇，所述驱动风扇用于产生用于驱动所述冷却剂所需的驱动力。
20.根据权利要求12或17所述的中型或大型电池组，其中，所述冷却剂吸入口连接到所述车辆的空气调节器系统，使得被冷却的低温空气通过所述冷却剂吸入口被引入所述电池组内。
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