一种电池组,其能够通过使用冷却剂来提高热交换效率从而有效地散发电池单元产生的热,并能够通过使冷却水以自然的非强迫的方式流动而不需要单独的用于驱使冷却水流动的驱动器。在一个示例性实施例中,该电池组包括:多个电池单元;联接到所述多个电池单元并包括多个冷却板的冷却部件,所述冷却板包括具有冷却剂进入开口和冷却剂排出开口的第一板、具有冷却剂流动通道的第二板和第三板,其中所述多个冷却板邻近所述多个电池单元依次布置;以及冷却剂贮存器,用于将冷却剂供应到所述第一板并用于从所述第一板接收所述冷却剂。
1.一种电池组,包括:多个电池单元;联接到所述多个电池单元并包括多个冷却板的冷却部件,所述多个冷却板包括:具有冷却剂进入开口和冷却剂排出开口的第一板;具有冷却剂流动通道的第二板;和第三板,其中所述多个冷却板邻近所述多个电池单元依次布置;以及冷却剂贮存器,用于将冷却剂供应到所述第一板并用于从所述第一板接收所述冷却剂。
2.如权利要求1所述的电池组,其中所述冷却剂流动通道位于所述第一板和所述第三板之间,并包括在所述第二板中的多个开口。
3.如权利要求1所述的电池组,进一步包括在所述多个电池单元和所述第一板之间的热衬垫。
4.如权利要求1所述的电池组,其中所述第一板和所述第三板包括热传导材料。
5.如权利要求4所述的电池组,其中所述第一板和所述第三板包括作为所述热传导材料的金属材料。
6.如权利要求1所述的电池组,其中所述冷却部件进一步包括连接部件,该连接部件位于所述第一板的一侧,并包括:联接到所述冷却剂进入开口的第一连接开口;和联接到所述冷却剂排出开口的第二连接开口,并且其中所述冷却剂贮存器包括:联接到所述第一连接开口的第一连接导管;和联接到所述第二连接开口的第二连接导管。
7.如权利要求1所述的电池组,进一步包括位于所述第二板的所述冷却剂流动通道中的芯。
8.如权利要求7所述的电池组,其中所述芯包括采用网型布置结构的第一金属线和第二金属线。
9.如权利要求1所述的电池组,其中所述第二板包括绝热材料。
10.如权利要求9所述的电池组,其中所述第二板包括作为所述绝热材料的塑料材料。
11.如权利要求1所述的电池组,其中所述第二板包括:与所述第一板接触的第一层;与所述第一层接触的第二层;和在所述第二层和所述第三板之间的第三层。
12.如权利要求11所述的电池组,其中所述第一层包括:用于从所述第一板接收所述冷却剂的第一冷却剂进入开口;用于使所述冷却剂在所述第一层中分散的第一冷却剂传递开口;用于使所述冷却剂在所述第一层中被收集的第一冷却剂收集开口;以及用于使所述冷却剂被排出到所述第一板的第一冷却剂排出开口。
13.如权利要求12所述的电池组,其中所述第二层包括:联接到所述第一冷却剂进入开口的第二冷却剂进入开口;联接到所述第一冷却剂传递开口的第一侧的第二冷却剂排出开口;联接到所述第一冷却剂传递开口的第二侧的第二冷却剂传递开口;以及联接到所述第一冷却剂收集开口的第二冷却剂收集开口。
14.如权利要求13所述的电池组,其中所述第三层包括:联接到所述第二冷却剂进入开口的第三冷却剂进入开口;联接到所述第二冷却剂传递开口的第三冷却剂传递开口;以及联接到所述第二冷却剂收集开口的第三冷却剂收集开口。
15.如权利要求11所述的电池组,其中所述第三层具有防脉冲式流动开口和减重开口中的至少一个。
16.如权利要求1所述的电池组,其中所述第二板和所述第三板中的至少之一具有防脉冲式流动开口和减重开口中的至少一个。
17.如权利要求1所述的电池组,其中所述多个冷却板位于所述多个电池单元的底表面上。
18.如权利要求1所述的电池组,进一步包括容纳壳体,用于覆盖所述冷却部件的大部分和所述多个电池单元并露出所述第三板。
19.如权利要求1所述的电池组,进一步包括安装在所述第三板中的散热器。与相关申请的交叉引用本申请要求2010年6月3日递交的申请号为10-2010-0052330的韩国专利申请的优先权和权益,其全部内容通过引用合并于此。技术领域
根据本发明的实施例涉及一种电池组。
背景技术
通常,二次电池能够被充电和放电并能够被反复使用。小容量二次电池(其每一个均包含单一单元电池)被广泛用于小型便携式电子设备,例如移动电话、笔记本电脑、照相机、便携式摄像机,等等。另一方面,大容量二次电池(其每一个均包含多个电池单元)可以用作马达驱动电源,例如混合动力电动车辆(HEV)、电动车辆(EV)和电动摩托车,等等。用作大容量马达驱动电源的电池组通过反复的充电(例如,再充电)和/或放电操作产生大量的热。产生的热可使电池单元性能下降。因此,希望提供一种具有提高的散热能力的电池组。
发明内容
本发明的各实施例提供一种电池组,其能够通过使用冷却剂(例如,冷却水或液体)来提高热交换效率从而有效地散发电池单元产生的热,并且其通过使冷却剂以自然的非强迫的方式流动而不需要单独的用于驱使冷却剂流动的驱动器。本发明的各实施例提供一种电池组,包括:多个电池单元;联接到所述多个电池单元并包括多个冷却板的冷却部件,所述多个冷却板包括具有冷却剂进入开口和冷却剂排出开口的第一板、具有冷却剂流动通道的第二板和第三板,其中所述多个冷却板邻近所述多个电池单元依次布置;以及冷却剂贮存器,用于将冷却剂提供到所述第一板并用于从所述第一板接收所述冷却剂。所述冷却剂流动通道可以位于所述第一板和所述第三板之间,并可以包括在所述第二板中的多个开口。所述电池组可以进一步包括在所述多个电池单元和所述第一板之间的热衬垫。所述第一板和所述第三板可以包括热传导材料。所述第一板和所述第三板可以包括金属材料。所述冷却部件可以进一步包括连接部件,该连接部件位于所述第一板的一侧,并包括联接到所述冷却剂进入开口的第一连接开口和联接到所述冷却剂排出开口的第二连接开口,并且所述冷却剂贮存器可以包括联接到所述第一连接开口的第一连接导管和联接到所述第二连接开口的第二连接导管。所述电池组可以进一步包括位于所述第二板的所述冷却剂流动通道中的芯(wick)。所述芯可以包括采用网型布置结构的第一金属线和第二金属线。所述第二板可以包括绝热材料。所述第二板可以包括塑料材料。所述第二板可以包括与所述第一板接触的第一层、与所述第一层接触的第二层以及在所述第二层和所述第三板之间的第三层。所述第一层可以包括用于从所述第一板接收冷却剂的第一冷却剂进入开口、用于使所述冷却剂在所述第一层中分散的第一冷却剂传递开口、用于使所述冷却剂在所述第一层中被收集的第一冷却剂收集开口以及用于使所述冷却剂被排出到所述第一板的第一冷却剂排出开口。所述第二层可以包括联接到所述第一冷却剂进入开口的第二冷却剂进入开口、联接到所述第一冷却剂传递开口的第一侧的第二冷却剂排出开口、联接到所述第一冷却剂传递开口的第二侧的第二冷却剂传递开口以及联接到所述第一冷却剂收集开口的第二冷却剂收集开口。所述第三层可以包括联接到所述第二冷却剂进入开口的第三冷却剂进入开口、联接到所述第二冷却剂传递开口的第三冷却剂传递开口以及联接到所述第二冷却剂收集开口的第三冷却剂收集开口。所述第三层可以具有防脉冲式流动开口和减重开口中的至少一个。所述第二板和所述第三板中的至少之一可以具有防脉冲式流动开口和减重开口中的至少一个。所述多个冷却板可以位于所述多个电池单元的底表面上。所述电池组可以进一步包括容纳壳体,用于覆盖所述冷却部件的大部分和所述多个电池单元并露出所述第三板。所述电池组可以进一步包括安装在所述第三板中的散热器(heatxa0sink)。如上所述,根据本发明各实施例的电池组包括具有冷却水流动通道的多个冷却板,从而使用冷却水提高热交换效率。因此,由于根据本发明各实施例的电池组有效地散发电池单元产生的热,因此可以延缓或防止电池组的性能下降。另外,根据本发明各实施例的电池组包括形成在多个冷却板中的芯,从而允许冷却水以自然的非强迫的方式流动。因此,根据本发明各实施例的电池组不需要单独的用于驱使冷却水的流动的驱动器,从而降低电池组的制造成本。本发明各实施例的其它方面和/或特征一部分将在以下描述中阐述,一部分根据该描述而显而易见,或者可以通过本实施例的实践而获知。
附图说明
本发明各实施例的特征和方面将从以下结合附图的详细描述中变得更加明显,在附图中:图1是根据本发明实施例的电池组的示意性结构图;图2是图1中所示的电池组实施例移去容纳壳体后的透视图;图3是部分地示出图1所示的电池组实施例的冷却部件的分解透视图;图4是部分地示出图3所示的电池组实施例的冷却部件的第一层的剖视图;并且图5示意性地示出形成在图1所示的电池组实施例的冷却部件中的冷却水(例如,冷却液体)流动通道。
具体实施方式
以下将参考附图详细描述本发明的实施例。图1是根据本发明实施例的电池组的示意性结构图;图2是图1中所示的电池组实施例移去容纳壳体后的透视图;图3是部分地示出图1所示的电池组实施例的冷却部件的分解透视图;并且图4是部分地示出图3所示的电池组实施例的冷却部件的第一层的剖视图。参见图1和图2,根据本发明实施例的电池组100包括多个电池单元200、冷却部件300和容纳壳体400。多个电池单元200被布置成一行(例如,基本彼此对齐),并且通过连接构件彼此串联或并联联接。多个电池单元200可以联接到外部电子设备,并可以执行放电操作以向外部电子设备供应能量,和/或可以执行充电(例如,再充电)操作以从外部电子设备接收能量。多个电池单元200中的每一个都包括:电极组件211,其具有正电极板和负电极板,在该正电极板和负电极板之间具有隔板;壳体212,其提供容纳电极组件211的空间;盖组件213,其联接到壳体212以密闭地密封壳体212;以及分别电连接到正电极板和负电极板并突出到盖组件213之外的正电极端子214和负电极端子215。这里,多个电池单元200在执行放电或充电操作期间可产生不需要的热。冷却部件300被联接到多个电池单元200,并使用冷却剂(例如,冷却水或液体)冷却多个电池单元200。为此,冷却部件300包括多个冷却板310、320和330、连接部件370和冷却剂贮存器308(例如,冷却水贮存器)。这里,冷却部件300可以处于真空状态(例如,真空密封)。下面,将描述以冷却水作为冷却剂的电池组和冷却部件,但本发明并不限于此。多个冷却板310、320、330被布置在多个电池单元200的底表面上,并包括用于冷却多个电池单元200的冷却剂(例如,冷却水)的冷却剂(例如,冷却水)流动通道。多个冷却板310、320和330可以被定义为第一板310、第二板320和第三板330,并按照它们距多个电池单元200的距离的顺序依次布置。第一板310最接近多个电池单元200并与多个电池单元200接触,且形成多个冷却板310、320和330的内层。第一板310将多个单元电池200产生的热传递到第二板320。为此,第一板310可以由诸如铝等具有热传导性的金属制成,并具有与多个电池单元200基本完全接触的区域。这里,第一板310具有从其外部边界的一些部分延伸的突出区域。冷却水进入孔311、冷却水排出孔312和内部联接孔313形成在所述突出区域中。应当注意,在整篇说明书和所附权利要求书中,术语“孔”可以指一个或多个孔,或者具有各种形状的其它开口。冷却水进入孔311允许冷却水(例如,起先)注入到多个冷却板310、320和330,冷却水排出孔312允许冷却水(例如,最后)从多个冷却板310、320和330排出。内部联接孔313允许将第一板310、第二板320和第三板330彼此联接的联接构件301穿过该内部联接孔。同时,出于提高多个电池单元200的散热效率的目的,热衬垫250可以被置于多个电池单元200的每一个和第一板310之间。第二板320与第一板310接触,并形成多个冷却板310、320和330的中间层。第二板320包括(例如,如所实施的那样包括)冷却水流动通道,并且用于形成冷却水流动通道的多个孔被提供在第一板310和第三板330之间。第二板320提供供流过冷却水流动通道的冷却水执行与多个电池单元200热交换以冷却多个电池单元200的空间。已执行热交换(例如,通过第二板320)的冷却水可能处于液相和汽相的混合状态,或者可能处于汽态。这里,具有例如金属网形状的芯348可以被形成在冷却水流动通道的一些部分中。芯348产生驱使冷却水流动的毛细力,从而使冷却水以自然的非强迫的方式流动。另外,第二板320可以由绝热材料(例如塑料材料)制成,以使冷却水的流动由多个电池单元200的热容量(例如,从该多个电池单元接收的热)调节。当多个电池单元200产生大量的热通过第一板310传递时,第二板320调节冷却水快速流动。然而,当多个电池单元200产生少量的热通过第一板310传递时,第二板320调节冷却水慢速流动。这里,如果第二板320由热传导材料制成,则通过第一板310传递的由多个电池单元200产生的热可能近似一致,从而第二板320不能调节冷却水的流动。另外,第二板320可以包括多层,例如,第一层340、第二层350和第三层360。这里,由于第二板320可以改为包括单个层,因此本发明实施例的各方面不限于所示的第二板320的结构。第一层340接触第一板310并具有与第一板310的尺寸基本对应(例如,相同或相似)的尺寸。第一层340包括第一冷却水进入孔341、第一冷却水传递孔342、第一冷却水收集孔343、第一冷却水排出孔344和第一联接孔345。第一冷却水进入孔341被形成为联接到冷却水进入孔311,并且冷却水从(例如,通过)第一板310注入到第一冷却水进入孔341中。这里,第一冷却水进入孔341可以包括多个孔。第一冷却水传递孔342被形成为使冷却水在第一层340中分散。第一冷却水收集孔343被形成为使冷却水从第一层340中被收集。第一冷却水排出孔344被联接到冷却水排出孔312并使冷却水排出到(例如,通过)第一板310。第一联接孔345被联接到(例如,对齐)第一板310的内部联接孔313以允许联接构件301穿过该第一联接孔,联接构件301将第一板310、第二板320和第三板330彼此联接。第一层340最接近第一板310并与第一板310接触,且在将由多个电池单元200通过第一板310传递的热冷却下来中起主要作用。因此,为了有利于使用在第一层340中的冷却水的流动以冷却多个电池单元200,芯348可以形成在第一冷却水进入孔341、第一冷却水传递孔342、第一冷却水收集孔343和第一冷却水排出孔344的每一个中,从而形成第一层340的冷却水流动通道。例如,图4示出芯348以金属网型(例如,网形或网布置结构)形成在第一冷却水传递孔342中。具体而言,芯348可以包括采用网型布置结构的第一金属线348a和第二金属线348b。第二层350接触第一层340并具有与第一层340的尺寸基本对应(例如,相同或相似)的尺寸。第二层350包括第二冷却水进入孔351、第二冷却水排出孔352、第二冷却水传递孔353、第二冷却水收集孔354和第二联接孔355。第二冷却水进入孔351被形成为联接到第一冷却水进入孔341,并且冷却水从第一层340被注入到第二冷却水进入孔351中。这里,如同第一冷却水进入孔341一样,第二冷却水进入孔351可以包括多个孔。第二冷却水排出孔352联接到第一冷却水传递孔342的一侧,以允许冷却水从第二层350注入到第一层340中。第二冷却水传递孔353联接到第一冷却水传递孔342的另一侧,以允许冷却水从第一层340注入到第二层350中。第二冷却水收集孔354联接到第一冷却水收集孔343,以允许冷却水从第二层350注入到第一层340中。第二联接孔355被形成为联接到第一层340的第一联接孔345以允许联接构件301穿过其中,联接构件301将第一板310、第二板320和第三板330彼此联接。第三层360接触第二层350并具有与第二层350的尺寸基本对应(例如,相同或相似)的尺寸。第三层360包括第三冷却水进入孔361、第三冷却水传递孔362、第三冷却水收集孔363和第三联接孔364。第三冷却水进入孔361被形成为联接到第二冷却水进入孔351,并且冷却水从第二层350被注入到第三冷却水进入孔361中。这里,如同第二冷却水进入孔351一样,第三冷却水进入孔361可以包括多个孔。多个孔可以沿水平方向(例如,在第三层360的平面方向)延伸,以形成多条路径361a、361b和361c。第三冷却水进入孔361允许从第二层350注入的冷却水在第三层360中分配并随后流动。第三冷却水传递孔362被联接到第二冷却水传递孔353。第三冷却水收集孔363被联接到第二冷却水收集孔354。第三联接孔364被形成为联接到第二层350的第二联接孔355,并允许联接构件301穿过该第三联接孔,联接构件301将第一板310、第二板320和第三板330彼此联接。同时,第三层360可以进一步包括用于减少冷却水以不规则的方式流动的防脉冲式流动孔365,以及用于减小多个冷却板310、320和330的重量(例如,减少多个冷却板的总重量)的减重孔366。这里,防脉冲式流动孔365可以被用作用于补充冷却水的贮存器。第三板330与第二板320(例如第二板320的第三层)接触,并形成多个冷却板310、320和330的外层。已经通过第二板320进行热交换之后,第三板330将冷却水中的热散发到外部。因此,冷却水在第三板330中执行与外部的热交换。已经通过第三板330执行热交换的冷却水可能处于液相和汽相的混合状态,或者可能处于液态。如同第一板310一样,第三板330由诸如铝等具有热传导性的金属制成,并具有与第三层360基本完全接触的区域。第三板330包括联接到(例如,对齐)第三层360的第三联接孔364的外联接孔331。另外,第三板330可以进一步包括防脉冲式流动孔322,并还可以进一步包括减重孔333,防脉冲式流动孔322和减重孔333可以分别与前述提及的防脉冲式流动孔365和减重孔366相似。同时,出于增大散热效率的目的,散热器可以进一步安装在第三板330中。连接部件370包括在第一板310一侧的第一连接孔371和第二连接孔372,第一连接孔371联接到冷却水进入孔311,并且第二连接孔372联接到冷却水排出孔312。连接部件370允许从冷却水贮存器供给的冷却水通过第一连接孔371注入到冷却水进入孔311中,并允许从冷却水排出孔312排出的冷却水通过第二连接孔372返回到冷却水贮存器380。冷却水贮存器380被形成为储存冷却水,并包括联接到第一连接孔371的第一连接导管381和联接到第二连接孔372的第二连接导管382。冷却水贮存器380通过第一连接导管381向第一板310供应冷却水,并且通过第二连接导管382回收(或接收)通过第一板310的冷却水。容纳壳体400覆盖多个电池单元200和除了第三板330的保持露出的一个表面以外的冷却部件300,从而形成电池组100的外表。容纳壳体400可以被构造为使得电池组100的热通过第三板330散发。现在,将详细描述冷却水流动通道。这里,冷却水从冷却水贮存器380供给以冷却多个电池单元200,并随后返回冷却水贮存器380。图5示意性地示出形成在图1所示的电池组实施例的冷却部件中的冷却水流动通道。参见图5,首先,从冷却水贮存器380(见图2)供给的冷却水流过第一连接导管381、第一连接孔371、冷却水进入孔311、第一冷却水进入孔341、第二冷却水进入孔351和第三冷却水进入孔361。冷却水沿第三冷却水进入孔361的多条路径361a、361b和361c流动。这里,冷却水可以是液相。然后,冷却水通过第二冷却水排出孔352,以随后注入到第一冷却水传递孔342中。随后,冷却水流过第一冷却水传递孔342并穿过第二冷却水传递孔353到达第三冷却水传递孔362。这里,冷却水与多个电池单元200(例如,当在第一层340中时)进行热交换,从而处于液相和汽相的混合状态,或者处于汽态。随后,冷却水从第三冷却水传递孔362流回第二冷却水传递孔353和第一冷却水排出孔344,并随后通过冷却水排出孔312被排出。另外,冷却水从第三冷却水传递孔362的一部分向第三冷却水收集孔363、第二冷却水收集孔354、第一冷却水收集孔343和第一冷却水排出孔344流动,并随后通过冷却水排出孔312排出。这里,冷却水通过第三板330(例如,当在第三层360中时)与外部执行热交换,从而冷却水可以处于液相和汽相的混合状态,或者处于液态。通过冷却水排出孔312排出的冷却水通过第二连接导管382返回冷却水贮存器380。如上所述,根据本发明实施例的电池组100包括具有冷却水流动通道的多个冷却板310、320和330,从而使用冷却水增大热交换效率。因此,电池组100可以有效地散发多个电池单元200的热,从而防止(例如,减少比例)由于热造成的多个电池单元200的性能下降。另外,根据本发明实施例的电池组100包括在多个冷却板310、320和330的每一个中的芯348,从而允许冷却水以自然的非强迫的方式流动。因此,电池组100不需要单独的用于驱使冷却水流动的驱动器,从而降低制造成本。虽然已经参照附图描述了本发明的示例性实施例,但对本领域技术人员来说应当清楚,在不背离本发明的精神和范围的情况下,可以对本发明进行各种修改和变化。因此,本发明意在覆盖在本发明所附权利要求及其等同物的范围内提供的本发明的修改和变化。