專利名稱：具有冷卻歧管的電池模塊和用于冷卻電池模塊的方法
技術領域：
本申請總體上涉及具有冷卻歧管的電池模塊和用于冷卻電池模塊的方法。
背景技術：
電池組在使用期間產生熱量。為了防止電池組劣化，應當冷卻電池組。然而，現有 的冷卻系統可能不能均勻冷卻電池組中的各電池單元。在此，本發明人已經認識到，如果在 電池組中的電池單元未被均勻冷卻，則電池單元會不合需要地具有不同的操作特性，包括 不同的輸出電壓。因此，在此，本發明人已經認識到對于能夠消除和/或減少上述的不足的具有冷 卻歧管的電池模塊的需求。
發明內容
提供了根據示例性實施例的一種電池模塊。所述電池模塊包括具有多個熱交換器 的多個電池單元組件，所述電池模塊進一步包括第一冷卻歧管，所述第一冷卻歧管操作地 耦合到所述多個電池單元組件。所述第一冷卻歧管具有歧管部分和蓋板。所述歧管部分具 有外壁、耦合到所述外壁的后壁以及分流器。所述外壁具有頂部部分，并且入口孔貫穿頂部 部分。所述后壁具有從其貫穿的多個出口孔。所述蓋板與所述后壁相對地耦合到所述外壁。 所述分流器從所述后壁延伸并且被布置在所述入口孔之下。所述分流器被配置來從所述入 口孔接收流體并且分流所述流體，從而通過所述多個出口孔的每一個出口孔，使用來冷卻 所述多個電池單元組件的所述多個熱交換器的相應的熱交換器獲得基本上相等的流體流 量。提供了根據另一個示例性實施例的一種用于冷卻電池模塊的方法。所述電池模塊 具有多個電池單元組件和第一冷卻歧管。所述多個電池單元組件具有多個熱交換器。所述 方法包括將流體運送到所述第一冷卻歧管內。所述方法進一步包括使用分流器來分流 在所述第一冷卻歧管內的所述流體，使得通過貫穿述第一冷卻歧管的多個出口孔的每一個 出口孔來獲得基本上相等的流體流量。所述方法進一步包括將所述流體從每一個出口孔 運送到用于冷卻所述多個電池單元組件的所述多個熱交換器的相應的熱交換器中。提供了根據另一個示例性實施例的一種用于電池模塊的冷卻歧管。所述電池模塊 具有多個電池單元組件。所述冷卻歧管包括歧管部分，所述歧管部分具有外壁、耦合到所述 外壁的后壁以及分流器。所述外壁具有頂部部分，并且有入口孔貫穿頂部部分。所述后壁 具有從其貫穿的多個出口孔。所述分流器從所述后壁延伸并且被布置在所述入口孔之下。 所述分流器被配置來從所述入口孔接收流體并且分流所述流體，使得通過所述多個出口孔 的每一個出口孔，所述多個電池單元組件的相應的電池單元組件獲得基本上相等的流體流 量。所述冷卻歧管進一步包括蓋板，所述蓋板與所述后壁相對地耦合到所述歧管部分的所 述外壁。
圖1是根據示例性實施例的用于冷卻電池模塊的系統的示意圖；圖2是根據另一個示例性實施例的電池模塊的示意圖；圖3是在圖2的電池模塊中使用的電池單元組件的分解示意圖；圖4是圖2的電池模塊的截面示意圖；圖5是在圖2的電池模塊中使用的冷卻歧管的分解示意圖；圖6是圖5的冷卻歧管的歧管部分的示意圖；以及圖7是圖5的冷卻歧管的歧管部分的另一個示意圖。
具體實施例方式參見圖1，示出了用于冷卻電池模塊16的系統10。系統10包括儲存部12、泵14、 和管道17、18和19。儲存部12中盛放流體。泵14經由管道17來從儲存部12抽吸流體。 其后，泵14經由管道18將流體注入到電池模塊16內。電池模塊16包括將在下面更詳細 地描述的冷卻歧管40、熱交換器、和冷卻歧管42。冷卻歧管40被配置來提供通過電池模塊 16中的相應的熱交換器的每一個的基本上相等的流體流量，使得其中的電池單元從電池單 元散出基本上相等數量的熱能。因此，在電池模塊16中的所有電池單元被保持在基本上類 似的溫度，導致電池單元具有包括輸出電壓的均勻的操作特性。冷卻歧管42從在電池模塊 16中的熱交換器接收加熱的流體，并且將加熱的流體運送通過管道19而返回到儲存部12。 電池模塊被定義為物理地或電子地耦合在一起的至少兩個電池單元組件。參見圖2，電池模塊16包括電池單元組件20、22、24、洸、28、30、32、；34和36、以及 冷卻歧管40和42。因為電池單元組件20、22、24、26、28、30、32、34和36具有基本上類似 的配置，所以在下面僅更詳細地描述電池單元組件20。參見圖3，電池單元組件20包括框 構件60、電池單元62、緊固構件64、電池單元66、框構件68、緊固構件70、熱交換器72、電 池單元74和框構件76。框構件60和68被提供來支承在其間的電池單元62、緊固構件64 和電池單元66。框構件68和76被提供來支承在其間的緊固構件70、熱交換器72和電池 單元74。在一個示例性實施例中，電池單元62、66、74是鋰離子電池單元。在運行期間，冷 卻歧管提供通過熱交換器72的預定的流體流量，使得從熱耦合到熱交換器72的電池單元 62,66和74散出熱能，從而電池單元62、66和74被保持在基本上類似的溫度。參見圖4和5，現在描述冷卻歧管40的結構。冷卻歧管40包括歧管部分80、諸如 排氣螺釘82、84的多個排氣螺釘、蓋板86、墊圈88和諸如0形環89的多個0形環。歧管80包括外壁90、耦合到外壁90的后壁92、和耦合到后壁92的分流器94。在 一個示例性實施例中，由塑料來構造歧管部分80。當然，在替代實施例中，可以從諸如鋼、陶 瓷、或金屬合金的其他材料來構造歧管部分80。外壁90包括前端110和后端112。而且，外 壁90具有頂部部分，孔114貫穿該頂部部分。孔114從泵14(在圖1中所示)接收流體。 而且，外壁90包括多個螺紋孔150、152、154、156、158、160、162、164，延伸到外壁90的前端 110，以在其中容納安裝螺釘，使得將蓋板86耦合到歧管部分80。參見圖6 和 7，后壁 92 包括貫穿它的出口孔 180、182、184、186、188、190、192、194 和196，以容納通過其中的排氣螺釘。排氣螺釘將流體從冷卻歧管40的內部區域分別運送 到電池單元組件20、22、24、26、沘、30、32、34和36。應當注意，雖然僅示出排氣螺釘82、84，但是孔180、182、184、186、188、190、192、194和196的每一個具有從其貫穿的對應的排氣螺 釘。參見圖2、6和7，貫穿孔180、182、184、186、188、190、192、194和196的排氣螺釘被分 別容納分別位于電池單元組件20、22、24、洸、28、30、32、34和36中的孔沘0、沘2、284、286、 288、290、292、294、296 中。孔 280、282、284、286、288、290、292、294、296 與在電池模塊 16 中 的相應熱交換器形成流體聯通。因為所述排氣螺釘具有基本上類似的結構，所以僅描述排 氣螺釘82的結構。具體地說，參見圖5，排氣螺釘82包括頭部部分230、螺紋部分232、和貫 穿頭部部分230和螺紋部分232的孔234。因此，排氣螺釘允許在冷卻歧管40的內部區域 和在電池模塊16中的熱交換器之間的流體聯通。參見圖6，分流器94耦合到后壁92，并且從后壁92向外壁90的前端110延伸。分 流器94被布置在入口孔114之下。分流器94被配置用來從入口孔114接收流體，并且分 流該流體，使得通過出口孔180、182、184、186、188、190、192、194和196，分別在電池單元組 件20、22、對、26、觀、30、32、34和36中的相應熱交換器獲得基本上相等的流體流量，從而均 勻地冷卻電池單元組件。在一個示例性實施例中，分流器94包括板210，在板210的上表面 上具有相互隔開的凹槽212、214、216。凹槽212、214、216從板210的接近后壁92的一端向 蓋板86延伸。而且，在一個示例性實施例中，分流器94被配置使得通過每一個出口孔獲得 的流體的流量在第一流量的士 5%內。參見圖5，蓋板86耦合到外壁90的前端110。在一個示例性實施例中，用塑料來 構造蓋板86。當然，在替代實施例中，可以用諸如鋼、陶瓷、或金屬合金的其他材料來構造蓋 板86。在一個示例性實施例中，蓋板86包括從其貫穿的孔250、252、254、256、258、沈0、沈2、 264。螺栓 300、302、304、306、308、310、312 和 314 分別貫穿蓋板 88 的孔 250、252、254、256、 258、260、262、264 并分別貫穿歧管部分 80 的孔 150、152、154、156、158、160、162 和 164，以 將蓋板88耦合到歧管部分80。參見圖1和2，冷卻歧管42具有與冷卻歧管40基本上類似的結構。冷卻歧管42 從在電池模塊16的電池單元組件中的熱交換器接收加熱的流體，并且經由管道19將加熱 的流體返回到儲存部12。電池模塊10具有冷卻歧管，該冷卻歧管相對于其他電池模塊提供了實質的優點。 具體地說，該電池模塊具有冷卻歧管，該冷卻歧管提供了下述技術效果分流流體，使得通 過在電池模塊中的熱交換器獲得基本上相等的流體流量，以將在電池模塊中的電池單元保 持在基本上均勻的溫度。雖然已經參考示例性實施例描述了本發明，但是本領域內的技術人員應當明白， 在不偏離本發明的范圍的情況下，可以進行各種改變，并且可以用等同物替代其中的元件。 另外，在不偏離本發明的必要范圍的情況下，可以進行許多修改以將特定情況或材料適應 于本發明的教導。因此，本發明不限于被公開來用于執行本發明的特定實施例，而是本發明 將包括落在權利要求范圍內的所有實施例。而且，術語第一、第二等的使用用于將一個元件 與另一個相區別。而且，術語一個等的使用不表示數量的限制，而是表示至少一個所提及項 目的存在。
權利要求
1.一種電池模塊，包括具有多個熱交換器的多個電池單元組件；第一冷卻歧管，所述第一冷卻歧管操作地耦合到所述多個電池單元組件，所述第一冷 卻歧管具有歧管部分和蓋板，所述歧管部分具有外壁、耦合到所述外壁的后壁以及分流器， 所述外壁具有頂部部分，并且入口孔貫穿所述頂部部分，所述后壁具有從其貫穿的多個出 口孔，所述蓋板與所述后壁相對地耦合到所述外壁，所述分流器從所述后壁延伸并且被布 置在所述入口孔之下，所述分流器被配置用來從所述入口孔接收流體并且分流所述流體， 從而通過所述多個出口孔的每一個出口孔，使用于冷卻所述多個電池單元組件的所述多個 熱交換器的相應的熱交換器獲得基本上相等的流體流量。
2.根據權利要求1所述的電池模塊，其中，所述分流器包括第一板，在所述第一板上具 有多個凹槽，所述多個凹槽彼此隔開，所述多個凹槽從所述第一板接近所述后壁的一端 向 所述蓋板延伸。
3.根據權利要求1所述的電池模塊，其中，所述歧管部分和所述蓋板由塑料構成。
4.根據權利要求1所述的電池模塊，進一步包括第二冷卻歧管，所述第二冷卻歧管被 配置用來從所述多個熱交換器接收所述流體。
5.根據權利要求1所述的電池模塊，其中，通過每一個出口孔的所述流體的流量在第 一流量的士 5%內。
6.根據權利要求1所述的電池模塊，其中，每一個電池單元組件具有電池單元。
7.一種用于冷卻電池模塊的方法，所述電池模塊具有多個電池單元組件和第一冷卻歧 管，所述多個電池單元組件具有多個熱交換器，所述方法包括將流體運送到所述第一冷卻歧管內；使用分流器來分流在所述第一冷卻歧管內的所述流體，使得通過貫穿所述第一冷卻歧 管的多個出口孔的每一個出口孔來獲得基本上相等的流體流量；以及將所述流體從所述每一個出口孔運送到用來冷卻所述多個電池單元組件的所述多個 熱交換器的相應的熱交換器中。
8.根據權利要求7所述的方法，其中，通過每一個出口孔的所述流體的流量在第一流 量的士5%內。
9.一種用于電池模塊的冷卻歧管，所述電池模塊具有多個電池單元組件，所述冷卻歧 管包括歧管部分，所述歧管部分具有外壁、耦合到所述外壁的后壁以及分流器，所述外壁具有 頂部部分，并且有入口孔貫穿所述頂部部分，所述后壁具有從其貫穿的多個出口孔，所述分 流器從所述后壁延伸并且被布置在所述入口孔之下，所述分流器被配置用來從所述入口孔 接收流體并且分流所述流體，從而通過所述多個出口孔的每一個出口孔，使所述多個電池 單元組件的相應的電池單元組件獲得基本上相等的流量；以及蓋板，所述蓋板與所述后壁相對地耦合到所述歧管部分的所述外壁。
10.根據權利要求9所述的冷卻歧管，其中，所述分流器包括第一板，在所述第一板上 具有多個凹槽，所述多個凹槽彼此隔開，所述多個凹槽從所述第一板的接近所述后壁的一 端向所述蓋板延伸。
11.根據權利要求9所述的冷卻歧管，其中，所述歧管部分和所述蓋板由塑料構成。
12.根據權利要求9所述的冷卻歧管，其中，通過所述每一個出口孔的所述流體的流量 在第一流量的士 5%內。
全文摘要
提供了一種具有冷卻歧管的電池模塊。所述電池模塊包括具有多個熱交換器的多個電池單元組件，電池模塊進一步包括冷卻歧管，所述冷卻歧管操作地耦合到多個電池單元組件。所述冷卻歧管具有歧管部分和蓋板。歧管部分具有外壁、耦合到所述外壁的后壁和分流器。外壁具有頂部部分，并且入口孔貫穿頂部部分。后壁具有貫穿它的多個出口孔。蓋板與后壁相對地耦合到所述外壁。分流器從后壁延伸并且被布置在入口孔之下。所述分流器被配置來從入口孔接收流體并且分流流體，從而通過多個出口孔的每一個出口孔，使用于冷卻多個電池單元組件的多個熱交換器的相應的熱交換器獲得基本上相等的流體流量。
文檔編號H01M2/40GK102057523SQ200980120806
公開日2011年5月11日 申請日期2009年6月25日 優先權日2008年6月30日
發明者喬斯·佩恩, 威廉姆·克廷 申請人:株式會社Lg化學