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CN1838463A - 可再充电电池模块 - Google Patents

可再充电电池模块 Download PDF

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CN1838463A CNA2006100714670A CN200610071467A CN1838463A CN 1838463 A CN1838463 A CN 1838463A CN A2006100714670 A CNA2006100714670 A CN A2006100714670A CN 200610071467 A CN200610071467 A CN 200610071467A CN 1838463 A CN1838463 A CN 1838463A
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Abstract

一种可再充电电池模块，包括多个以特定间隔布置的单元电池；被安装在多个单元电池之间并适合于消散由该多个单元电池产生的热量的散热板；及至少一个形成在所述散热板的第一侧上或穿过所述散热板的并适合于循环致冷剂的冷却通道。一种从以特定间隔布置的多个单元电池中消散热量的方法，包括：提供具有适合于循环致冷剂的通道的散热器；将散热器布置在多个单元电池中相邻的电池之间；及向所述通道供应致冷剂。

Description

可再充电电池模块
技术领域
本发明涉及一种可再充电电池模块，特别是一种能够从多个单元电池中释放热量的可再充电电池模块，及一种从以特定间隔布置的多个单元电池中释放热量的方法。
背景技术
一种可再充电电池与一次电池的区别在于其能够反复被充电和放电。
一个具有低容量的可再充电电池包括单元电池，其用于例如移动电话、笔记本电脑或便携式摄像机等的小的便携式电子装置中。
另一方面，一个具有高容量的可再充电电池包括作为一组的多个单元电池，并且通常被用作驱动混合电动交通工具等的马达的动力源。
可再充电电池通常被形成为圆柱形或多棱形。
而且，可再充电电池被连接成串联的形式以形成具有的容量比单个电池容量大的可再充电电池模块并且可以被用于驱动要求大电功率的电力交通工具的马达。
所述可再充电电池模块通常包括多个可再充电电池(此后，为了方便起见叫做单元电池)。
所述单元电池分别包括电极组件，该组件包括正和负电极和一个插入在它们之间的分隔件；盒体，该盒体具有用于容纳该电极组件的空间；与所述盒体结合并将其密封的盖组件及穿过所述盖组件突出并且与所述电极组件的正和负电极电连接的正和负端子。
所述单元电池，其通常被形成为多棱柱形，通过使用一个将一个单元电池的正端子与邻近电池的负端子导电地连接的螺帽而彼此连接，从而形成可再充电电池模块。
当所述单元电池被反复充电和放电时其内部产生大量的热量。因此，一个包括几个或几十个单元电池的可再充电电池模块应该具有轻易地消散由这些单元电池产生的热量的能力。可再充电电池模块的热量消散特性对该电池的性能具有极大的影响。当电池模块不能适当地消散热量时，由单元电池产生的热量使电池内部的温度增加，导致电池性能的下降。
特别是当所述可再充电电池模块用作大容量的可再充电电池，用于驱动例如在电吸尘器、电单车或电力车辆(电力交通工具或混合电力交通工具)中的马达时，其在高电流状态下进行充电和放电并且相应地产生更多的热量。该热量明显地增加进行内部反应的电池内部的温度并且对电池特性具有不好的影响，降低电池的性能。
因此，电池模块的热量消散特性在制造大容量电池中起到重要的作用。
发明内容
一种可再充电电池模块包括多个以特定间隔布置的单元电池；散热板，其被安装在多个单元电池之间，适合于消散由多个单元电池产生的热量；及至少一个冷却通道，适合于循环致冷剂，其被形成在所述散热板的第一侧。
所述散热板可以与多个单元电池中的一个的一侧进行接触并且所述散热板的至少一个边缘越过多个单元电池中的一个的一侧地突出。所述散热板也可以包括从由铝、铝合金及金属合成材料构成的组中选择的材料。
所述至少一个冷却通道可以以一个槽的形式形成在所述散热板第一侧上，并且可以具有一个从由正方形、矩形、梯形及弧形构成的组中选择的横截面。所述至少一个冷却通道也可以形成在所述散热板的第二侧上，并且所述在散热板第一侧和第二侧的至少一个冷却通道可以分别对准相同的方向或不同的方向。
所述至少一个冷却通道在该实施例中被形成为穿透所述散热板的孔。在另一个实施例中被形成为具有弯曲的结构。所述弯曲结构可以在所述散热板的边缘处以180°的角度进行弯曲。
所述可再充电电池模块的一个实施例中也包括第二散热板，及多个单元电池中的一个被设置在所述散热板和第二散热板之间。在另一个实施例中，所述多个单元电池中的两个或更多个被布置在所述散热板和第二散热板之间。
可以向所述散热板供应空气、水或其它适当的材料作为致冷剂。在一个实施例中，向散热板供应冷水。
所述可再充电电池模块可以适合于驱动例如混合电力交通工具(HEV)、电力交通工具(EV)、无绳吸尘器、摩托车、电力单车等的电子装置的马达。
一个可再充电电池模块的实施例包括多个单元电池；布置在多个单元电池中相邻的单元电池之间并具有至少一个冷却通道的第一散热板；设置在至少一个冷却通道内的致冷剂。
从以特定间隔布置的多个单元电池中消散热量的方法的另一个实施例包括提供散热器(heat sink)，其具有适合于循环致冷剂的通道；将散热器布置在多个单元电池的相邻的单元电池之间；及向所述通道供应致冷剂。
附图说明
图1是表示根据本发明的一个实施例的可再充电电池模块结构的示意性放大透视图。
图2为表示根据本发明的另一个实施例的可再充电电池模块的散热板的侧视图。
图3为表示根据本发明的再一个实施例的可再充电电池模块的散热板的侧视图。
图4为表示根据本发明的一个实施例的可再充电电池模块的散热板的侧视图。
图5为表示根据本发明的另一个实施例的可再充电电池模块的散热板的透视图。
图6为表示根据本发明的再一个实施例的可再充电电池模块的散热板的透视图。
图7为表示根据本发明的一个实施例的可再充电电池模块的散热板的透视图。
图8为表示根据本发明的另一个实施例的可再充电电池模块的散热板的透视图。
图9为根据图1所示实施例的可再充电电池模块的部分侧视图。
图10为根据本发明的一个实施例的可再充电电池模块的部分侧视图。
图11为根据本发明的一个实施例的可再充电电池模块与马达连接状态的方框图。
具体实施方式
此后，根据示例性实施例并参考附图对本发明进行举例说明。
本发明的可再充电电池模块的某些实施例适合于使用空气的冷却方法。但是，本发明不限于此，并且其可以包括其它材料作为致冷剂，例如冷水或其它液体。
图1是表示根据本发明的一个实施例的可再充电电池模块结构的示意性放大透视图。所述可再充电电池模块10包括多个以特定间隔布置的单元电池11，及散热板20，其位于每个单元电池11之间，用于向外消散在其中产生的热量，并且散热板被紧紧地附着在单元电池11的整个表面上。
所述可再充电电池模块10可以被安装在分开的外壳(未显示)内。当空气作为致冷剂(如箭头所示)被供应到该外壳内时，所述空气流过布置在单元电池11之间的散热板20并且吸收有单元电池11所产生的热量。然后当所述空气被释放到外部，所述热量被随着空气消散到电池的外部。
根据本发明的该实施例，所述散热板20具有与单元电池11的前表面相同的尺寸，并且散热板20被布置在每个单元电池11之间。所述散热板20与所述单元电池11的一个整个侧面进行接触并且超过其一个边缘向外突出。所述散热板20的突出部分与作为致冷剂的并且起到从所述单元电池11中传递热量的主要作用的空气进行接触。
而且，所述散热板20具有以槽的形式形成的冷却通道21并且以预定的间隔布置在其一个整个表面上。每个冷却通道21被形成为从所述散热板20的一端到其另一端的直线。
当所述带有冷却通道21的散热板20的表面与单元电池11的一个整个表面接触时，所述散热板20形成一个循环致冷剂的通道。因此，所述散热板20通过将热量消散到作为致冷剂的空气中以及将热量消散到散热板自身而提高了冷却效果。
所述散热板20包括铝、铝合金、或金属合成材料。但是，任何具有高热传导性的材料都可以被用于向外部消散由单元电池传递来的热量而没有特殊的限定。
根据本发明该实施例的所述冷却通道21具有正方形的横截面或在宽度方向上的矩形。但是，本发明不限于此并且所述冷却通道21可以具有各种形状。
例如，如图2所示，形成在散热板23上的冷却通道24可以具有梯形的横截面，及如图3所示，形成在散热板25上的冷却通道26可以具有弧形的横截面。
根据本发明的另一个实施例，如图4所示，散热板27可以具有多个穿透所述散热板27的各端部的孔28。因此，致冷剂以平行于所述单元电池板的方向上流过所述孔28并且当致冷剂被释放到外部时，消散由单元电池传递到散热板27上的热量。这里，所述孔28可以为正方形、矩形、圆形或多边形。
此外，图5和图6表示的散热板的另外的实施例。参考图5，散热板30具有多个以槽的形式按特定间隔形成在其两侧上的致冷剂通道31。这里，所述致冷剂通道31在所述散热板30的两端在相同的宽度方向上对准。
但是，如图6所示，被形成在散热板35的两侧的致冷剂通道36和37可以彼此正交地交叉形成。换句话说，被形成在所述散热板35的一侧的一个致冷剂通道36与所述散热板35的宽度方向对准，而另在其另一侧的一个致冷剂通道37与长度方向对准。因此，致冷剂可以流过形成在所述散热板35两侧的致冷剂通道36或37中的至少一个，从而与致冷剂流动方向无关地冷却单元电池。
图7和8表示一个根据本发明的另一个实施例制造的散热板。
如图7所示，具有弯曲结构的冷却通道41被形成在所述散热板40的表面上。所述冷却通道41在散热板40上在一端到其另一端上从厚度方向上凹入从而形成一个弯曲通路(winding path)。所述冷却通道41要足够弯曲以充分地与所述散热板40进行换热。换句话说，所述冷却通道41被这样形成，从所述散热板40的一端到其另一端形成长的通路。其然后在另一端弯曲180°的角度从而朝着所述的一端。
然后，所示冷却通道41直线地延伸到其开始的一端并且在此弯曲180°朝着所述另一端。其再次延伸到所述散热板40另一端，因此在所述散热板40的两端形成了通道。以这样的方式，在所述散热板40上所述冷却通道41被形成为S形。
根据本发明的这个实施例，该S形冷却通道41可以比直的通道更长，所以当致冷剂流过该更长的通路与所述散热板40接触时，致冷剂可以冷却所述散热板40更长的时间。
而且，散热板40可以具有一个如图7所示的冷却通道41，但是，另一个散热板45可以具有如图8所示的多个冷却通道46。
而且，参考图9，如图1所示的所述散热板20可以安装在组成所述可再充电电池模块的单元电池11的两侧。换句话说，所述散热板20紧密地附着在所述单元电池11上使得具有冷却通道21的表面接触该单元电池。因此，每个单元电池11的两侧都具有散热板20。
因此，所述单元电池11可以将热量传递到在单元电池每一侧上接触的散热板20上，并且所述散热板20和在其上形成的冷却通道21可以向外消散热量，降低所述单元电池11的温度。
参考图10，所述散热板20可以被安装的两个或多于两个的单元电池的两侧。
以这样的方式，本发明不仅仅能够维持通过散热板20和在其中安装的冷却通道21的消散热量的特征，而且通过减少安装在其中的散热板20的数量，也可以减少所述可再充电电池模块的体积。
图11为表示一个在图1中提供的可再充电电池模块10如何与马达50连接的示意性方框图。
根据本发明的各种实施例，可再充电电池模块可以利用循环致冷剂通过散热板及通过在所述散热板上形成的冷却通道而使冷却效果最大化。
虽然已经结合了目前认为是可实施的示意性实施例对本发明进行了描述，应该明白本发明不限于所公开的实施例，而是相反，本发明试图覆盖包括在所附权利要求书精神和范围的各种改进和等同设置及它们的等同物。

Claims (21)

1.一种可再充电电池模块，包括：
以特定间隔布置的多个单元电池；
散热板，其被安装在多个单元电池之间，适合于消散该多个单元电池产生的热量；及
至少一个冷却通道，其形成在所述散热板的第一侧上，适合于循环致冷剂。
2.如权利要求1所述的可再充电电池模块，其中所述散热板与该多个单元电池中的一个的一侧进行接触并且该散热板的至少一个边缘超过该多个单元电池的一个的一侧而突出。
3.如权利要求1所述的可再充电电池模块，其中所述散热板包括从由铝、铝合金及金属复合材料构成的组中选择的材料。
4.如权利要求1所述的可再充电电池模块，其中所述至少一个冷却通道以槽的形式形成在所述散热板的第一侧上。
5.如权利要求4所述的可再充电电池模块，其中所述至少一个冷却通道具有从由正方形、矩形、梯形和弧形构成的组中选择的横截面。
6.如权利要求4所述的可再充电电池模块，其中所述至少一个冷却通道被进一步形成在所述散热板的第二侧上。
7.如权利要求6所述的可再充电电池模块，其中在所述散热板的第一侧和第二侧上的所述至少一个冷却通道分别在相同方向上对准。
8.如权利要求6所述的可再充电电池模块，其中在所述散热板的第一侧和第二侧上的所述至少一个冷却通道分别在不同方向上对准。
9.如权利要求1所述的可再充电电池模块，其中所述至少一个冷却通道具有至少一个弯曲部分。
10.如权利要求9所述的可再充电电池模块，其中所述至少一个弯曲部分被布置在所述散热板的边缘区域，并且以180°的角度弯曲。
11.如权利要求1所述的可再充电电池模块，还包括第二散热板，其中该多个单元电池的一个被布置在所述散热板和所述第二散热板之间。
12.如权利要求1所述的可再充电电池模块，还包括第二散热板，其中该多个单元电池的两个或更多个被布置在所述散热板和所述第二散热板之间。
13.如权利要求1所述的可再充电电池模块，其中所述散热板被供应空气作为致冷剂。
14.如权利要求1所述的可再充电电池模块，其中所述冷却通道被供应水作为致冷剂。
15.如权利要求14所述的可再充电电池模块，其中向所述冷却通道供应的水是冷的。
16.如权利要求1所述的可再充电电池模块，其中所述可再充电电池模块适合于驱动马达。
17.一种可再充电电池模块，包括：
以特定间隔布置的多个单元电池；
散热板，其被安装在该多个单元电池之间，适合于消散单元电池产生的热量；及
至少一个冷却通道，其以穿过所述散热板的孔的形式被形成，适合于循环致冷剂。
18.一种可再充电电池模块，包括：
多个单元电池；
第一散热板，其被安装在该多个单元电池中相邻的电池之间并且具有至少一个冷却通道；及
被布置在所述至少一个冷却通道内的致冷剂。
19.如权利要求18所述的可再充电电池模块，其中所述至少一个冷却通道被布置在所述第一散热板的一侧。
20.如权利要求18所述的可再充电电池模块，其中所述至少一个冷却通道穿过所述第一散热板。
21.一种从以特定间隔布置的多个单元电池中消散热量的方法，包括：
提供具有适合于循环致冷剂的通道的散热器；
将散热器布置在该多个单元电池中相邻的电池之间；及
向所述通道供应致冷剂。
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