电池模块的制造方法与工艺

电池模块相关申请的交叉引用本申请要求于2012年2月24号在美国专利商标局提交的美国临时申请第61/603,159号和于2012年9月12号在美国专利商标局提交的美国非临时申请第13/612,693号的优先权和权益，其全部内容通过引用合并于此。技术领域本发明各实施涉及一种电池模块。

背景技术：
通常，电池单元被用作移动设备、电动车辆、混合电动车辆等的能源。电池单元通过根据应用电池单元的外部设备的种类各种各样地改变电池单元的形状而被使用。当长时间和高功率驱动对于诸如具有高功率消耗的电动车辆和混合电动车辆来说必要时，通过将多个电池单元彼此电连接而构造大容量电池模块，从而增加功率和容量。电池模块根据构造在该电池模块中的电池单元的数量能增加其输出电压或电流。电池模块的功率和容量受到使用电池模块时所处温度的显著影响。例如，在低温区域中使用的电池模块的功率通常低于在正常温度区域中使用的电池模块的功率。因此，当打算将电池模块在低温区域中使用时，电池模块被设计为不仅考虑冷却而且考虑加热。

技术实现要素：
根据本发明的各实施例的一个方面，当电池模块受热时，电池模块能够容易地将在热交换构件的接触电池模块的表面上产生的冷凝水排放到其外部。根据本发明的各实施例的另一个方面，电池模块在电池单元之间具有改进的绝缘性能。根据本发明的一个实施例，一种电池模块包括：彼此电连接的多个电池单元；和在所述多个电池单元的底表面处的热交换构件，所述热交换构件包括上表面，所述上表面面向所述多个电池单元的所述底表面并具有形成在该上表面中的至少一个槽。所述多个电池单元可被支撑在所述热交换构件的所述上表面上。在一个实施例中，所述多个电池单元沿第一方向布置，所述至少一个槽沿与所述第一方向基本垂直的长度方向从所述热交换构件的第一侧延伸到所述热交换构件的第二侧并沿所述长度方向向下倾斜。所述至少一个槽可在对应于所述多个电池单元的位置处从所述第一侧延伸到所述第二侧。所述至少一个槽可包括多个槽，所述多个槽在与面向所述第一方向的所述多个电池单元中的相邻电池单元的面对应的相应位置处从所述第一侧延伸到所述第二侧。所述至少一个槽可包括多个槽，所述多个槽在与所述多个电池单元中的成对的相邻电池单元的相对面对应的相应位置处从所述第一侧延伸到所述第二侧。在一个实施例中，所述电池模块可进一步包括在所述多个电池单元的外端处的一对端板，其中所述至少一个槽中的一个槽在与所述一对端板中的一个端板的面对应并且与所述多个电池单元中的与所述端板相邻的电池单元的相对面对应的位置处从所述第一侧延伸到所述第二侧。在一个实施例中，所述多个电池单元沿第一方向布置，并且所述至少一个槽沿所述第一方向从所述热交换构件的第一侧延伸到所述热交换构件的第二侧并沿所述第一方向向下倾斜。所述热交换构件的所述上表面可具有沿基本垂直于所述第一方向从所述热交换构件的第三侧延伸到所述热交换器的第四侧且沿所述长度方向向下倾斜的至少一个另一槽。在一个实施例中，其中所述至少一个槽沿所述多个电池单元的长度方向从所述热交换构件的第一侧延伸到所述热交换构件的第二侧并沿所述长度方向向下倾斜，其中在所述第二侧处从所述至少一个槽的所述上表面开始的深度为所述热交换构件的高度的30%至60%。所述至少一个槽在所述第一侧可基本不具有从所述上表面开始的深度。在一个实施例中，热交换构件进一步包括用于接收热交换介质的入口和用于排放所述热交换介质的出口。所述至少一个槽可沿所述多个电池单元的长度方向从所述热交换构件的第一侧延伸到所述热交换构件的第二侧并沿所述长度方向向下倾斜，并且所述入口可在所述第一侧，所述出口可在所述第二侧。所述至少一个槽可被连接到在所述第二侧的所述出口。所述热交换介质可包括乙二醇或丙二醇中的至少一个。所述多个电池单元可包括在与所述底表面相反的相应侧部处的端子。所述热交换构件的所述上表面可接触所述多个电池单元的所述底表面。所述电池模块可被构造用于驱动电动车辆或混合电动车辆的马达。根据本发明的另一实施例，一种电池模块包括：彼此电连接的多个电池单元；和提供在所述电池单元的底表面处的热交换构件，其中至少一个槽被形成在所述热交换构件的接触所述多个电池单元的所述底表面的表面上。所述电池单元的所述底表面可提供为与盖板相反，盖板上端子部分，并且所述热交换构件可提供为支撑所述电池单元的所述底表面。所述槽可形成为在电池单元之间从一侧到另一侧向下倾斜，从而冷凝水通过所述槽被排放。所述槽可分别形成在所述电池单元之间或可分别形成在一定数量（例如，每预订数量）的电池单元之间。替代地，对于每个电池单元可形成一个槽。入口可被提供在热交换构件的一侧处，出口可被提供在热交换构件的另一侧处，热交换介质通过该入口在热交换构件中流动，热交换介质通过该出口被从热交换构件排放。所述槽可形成为从所述入口的一侧到所述出口的一侧向下倾斜。所述槽在所述出口的一侧处的倾斜高度可形成为所述热交换构件的高度的30%至60%。作为制冷剂的所述热交换介质可包括乙二醇和丙二醇中的至少一个。根据本发明的各实施例的一个方面，当电池模块受热时，电池模块能够容易地将在热交换构件的接触电池模块的表面上产生的冷凝水排放到其外部，从而能保持电池单元之间的绝缘性能并能防止或基本防止电池单元之间的短路。因此，根据本发明的各实施例的电池模块能应用作为用于驱使混合动力车辆或电动车辆的马达驱动动力源。附图说明附图与说明书一起例示本发明的示例性实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理和各方面。图1为根据本发明一实施例的电池模块的透视图。图2A为根据本发明一实施例的图1的电池模块的热交换构件的透视图。图2B为根据本发明的另一实施例的电池模块的热交换构件的透视图。图3A为图1的电池模块从第一侧观察的侧视图。图3B为图1的电池模块从与图3A的第一侧相反的第二侧观察的侧视图。图3C为根据本发明的另一实施例的电池模块的侧视图。图4为图1的电池模块沿线A-A截取的剖视图。图5为根据本发明的另一实施例的电池模块的透视图。具体实施方式在下面的详细描述中，简单通过例示的方式，已经显示并描述了本发明的某些示例性实施例。本领域技术人员会意识到，描述的实施例可被以各种不同的方式修改，而全部不偏离本发明的精神或范围。因此，附图和描述将被认为本质上是示例性的而非限制性的。另外，当一个元件被提及为在另一元件“上”时，它能够直接在另一元件上，或者间接在另一元件上而一个或多个中间元件介于它们之间。同样，当一个元件被提及为“连接到”另一元件时，它能够直接连接到另一元件，或者间接连接到另一元件而一个或多个中间元件介于它们之间。在下文中，相似的附图标记指代相似的元件。在附图中，为了清楚起见，层或部件的厚度或尺寸可能被夸大而不一定被按比例绘制。图1为根据本发明的一实施例的电池模块的透视图。参见图1，根据本发明的一实施例的电池模块20包括彼此电连接的多个电池单元10和提供在电池单元10的底表面10a（见图4）处的热交换构件100。至少一个槽110被形成在热交换构件100的接触多个电池单元10的底表面10a的表面上。在一个实施例中，该表面为热交换构件100的上表面。在一个实施例中，形成在热交换构件100中的槽110被形成为在电池单元10之间从一侧到另一侧向下倾斜。在一个实施例中，电池单元10的底表面被提供为与提供有电池单元10的端子部分11和12的盖板14相反。在一个实施例中，热交换构件100支撑电池单元10的底表面10a。在一个实施例中，入口130被提供在热交换构件100的一侧处，出口140被提供在热交换构件100的另一侧处，热交换介质通过该入口130流入热交换构件100中，热交换介质通过该出口140从热交换构件100排放。虽然附图中未显示，但是在热交换构件100的内部中形成流动通路，热交换介质能沿该流动通路移动。在一个实施例中，热交换介质可包括乙二醇和丙二醇中的至少一个作为制冷剂。当打算将电池单元10冷却时，比电池单元10冷的热交换介质被供应到接触电池单元10的热交换构件100。当打算将电池单元10加热时，比电池单元10热的热交换介质被供应到接触电池单元10的热交换构件100。在这种情况下，电池单元10的温度由于比电池单元10热的热交换介质而被增加。然而，当电池单元10被加热时，电池单元10的温度比热交换介质的温度低，因此，在热交换构件100的接触电池单元10的表面上可产生冷凝水。如上所述产生的冷凝水降低了电池单元10之间的绝缘性能，并且电池单元10之间可能发生短路。因此，在根据本发明的一实施例的热交换构件100中，槽110被形成，使得在热交换构件100的接触电池单元10的表面上产生的冷凝水能容易地排放。在一个实施例中，槽110被分别形成在电池单元10之间，使得在热交换构件100的表面上产生的冷凝水能从热交换构件100容易地排放。这样，根据本发明的各实施例的电池模块可作为用于驱使混合车辆或电动车辆的马达驱动动力源。下面进一步描述根据本发明的一实施例的电池模块20。根据本发明的一个实施例的电池模块20具有构造：多个电池单元10沿一个方向布置，并且每个电池单元10具有盖板14，盖板14被提供有形成在该盖板14的顶表面上的端子部分11和12。每个电池单元10具有被提供为与盖板14相反的底表面10a（见图4），并且热交换构件100可提供为支撑电池单元10的底表面。电池单元10可包括具有一个敞开侧的电池壳体和容纳在电池壳体中的电极组件和电解质。电极组件和电解质通过它们之间的电化学反应产生能量，电池壳体的敞开侧由盖板14密封。盖板14可提供有端子部分11和12以及排气部分13。端子部分11和12可为彼此具有不同极性的正电极端子11和负电极端子12。排气部分13为电池单元10的安全排气部并用作通路，电池单元10的内部产生的气体通过该通路被排放到电池单元10的外部。相邻的电池单元10的正电极端子11和负电极端子12可通过汇流条15彼此电连接，并且汇流条15可利用诸如螺母16的构件被固定到正电极端子11和负电极端子12。在一个实施例中，多个电池单元10沿一个方向对齐，一个或多个板18和19可用于固定电池单元10的对齐状态。板18和19可包括面向电池单元的宽表面的一对端板18和连接到端板18以与电池单元10的侧表面相邻的一对侧板19。板18和19被用于固定多个电池单元10，并可根据电池模块20的设计进行各种修改。图2A为根据本发明的一实施例的热交换构件100的透视图。参见图2A，根据一个示例的热交换构件100被提供为支撑电池单元10的底表面10a（见图1和图4），并可形成为具有厚度（例如，预定厚度）的板的形状。在一个实施例中，热交换构件100通常用于控制从电池单元10产生的热量。虽然附图中未显示，流动通路被提供在热交换构件100中，热交换介质沿该流动通路在热交换构件中流动（见图1），从而热交换构件100能与电池单元10执行热交换。当热交换介质的温度高时，在热交换构件100的表面上产生冷凝水。至少一个槽110形成在热交换构件100上，从而冷凝水从槽110被排放到热交换构件100的外部。在一个实施例中，槽110被形成为在电池单元10之间从一侧到另一侧向下倾斜。在一个实施例中，槽110被分别形成在电池单元10之间。也就是，在一个实施例中，槽110在与电池单元10中的相邻电池单元的面向所述一个方向的面对应的相应位置处从第一侧延伸到第二侧。在一个实施例中，例如，九个槽110可形成在具有八个电池单元10的电池模块20的热交换构件100的表面中。在一个实施例中，入口130被提供在热交换构件100的一侧处，出口140被提供在热交换构件100的另一侧处，热交换介质通过该入口130流入热交换构件100中，热交换介质通过该出口140从热交换构件100排放。在一个实施例中，槽110可形成为从入口130侧到出口140侧向下倾斜。在一个实施例中，槽110在出口140侧处的倾斜高度h1（即，从热交换构件100的接触电池单元10的底表面10a的表面开始的深度）可形成为热交换构件100的高度h2的30%至60%。如果槽110在出口140侧处的倾斜高度h1被形成为小于热交换构件100的高度h2的30%，则不能形成足够倾斜的表面，因此，在热交换构件100的表面上产生的冷凝水更难于排放。如果槽110在出口140侧处的倾斜高度h1被形成为超过热交换构件100的高度h2的60%，则热交换构件100不能确保形成在热交换构件100中的流动通路（热交换介质在热交换构件100中沿该流动通路流动）的足够空间。因此，在一个实施例中，槽110在出口140侧处的倾斜高度h1被形成为热交换构件100的高度h2的30%至60%。图2B为根据本发明的另一实施例的电池模块的热交换构件100’的透视图。参见图2B，在根据一个实施例的热交换构件100’中，一个或多个槽110’被形成为类似于上面关于热交换构件100描述的槽110。在热交换构件100’中，入口130和出口140均被提供在热交换构件100’的第一端处，热交换介质通过该入口130流入热交换构件100’中，热交换介质通过该出口140从热交换构件100’排放，该一个或多个槽110’被形成为从第一端到热交换构件100’的与第一端相反的另一端向下倾斜。图3A为电池模块20从第一侧观察的侧视图。图3B为电池模块20从与图3A的第一侧相反的第二侧观察的侧视图。参见图3A和图3B，在一个实施例中，形成在热交换构件100的接触电池单元10的底表面10a的表面中的槽110（见图4）从电池单元10的形成入口130（见图3A）的一侧不可见。也就是，在一个实施例中，槽110在形成入口130的一侧处不具有从热交换构件100的接触电池单元10的底表面10a的表面开始的深度。具有深度（例如，预定深度）的槽110在电池单元10的形成出口140（见图3B）的一侧可见。在一个实施例中，槽110被形成为在电池单元10之间从一侧到另一侧向下倾斜，热交换构件100的表面上产生的冷凝水能通过槽110被容易地排放。在一个实施例中，槽110的倾斜表面可形成为从入口130侧到出口140侧向下倾斜，冷凝水被排放到热交换构件100的外部所通过的槽110的端部可连接到出口140。因此，电池模块20可具有使在热交换构件100的表面上产生的冷凝水通过出口140被排放到热交换构件100的外部的结构。在一个实施例中，槽110被形成在各个电池单元10之间，从而在热交换构件100的接触电池单元10的底表面10a的表面上产生的冷凝水能容易地排放到热交换构件100的外部。在一个实施例中，电池单元10沿第一方向布置，并且槽110沿基本垂直于第一方向的长度方向从热交换构件100的第一侧延伸到热交换构件100的第二侧并沿该长度方向向下倾斜。在一个实施例中，槽110中的一个槽在与一对端板18中的一个端板的面对应并且与多个电池单元10中的与所述一个端板相邻的电池单元的相对面对应的位置处从第一侧延伸到第二侧。图3C为根据本发明的另一实施例的电池模块20’的侧视图。在一个实施例中，电池模块20’包括上述关于图2B描述的热交换构件100’。在电池模块20’中，电池单元10沿第一方向布置，槽110’沿第一方向从热交换构件100’的第一侧延伸到热交换构件100’的第二侧并沿第一方向向下倾斜。图4为沿图1的线A-A截取的电池模块20的剖视图。参见图4，在一个实施例中，槽110被形成为在电池单元10之间从一侧到另一侧向下倾斜，从而冷凝水通过槽110能容易地排放到热交换构件100的外部。在一个实施例中，入口130形成在电池单元10之间的一端处，出口140形成在电池单元10之间的另一端处。因此，在热交换构件100的表面上产生的冷凝水能容易地排放到出口140的外部。在一个实施例中，槽110在出口140侧处的倾斜高度h1可形成为热交换构件100的高度h2的30%至60%。如果槽110在出口140侧处的倾斜高度被形成为小于热交换构件100的高度的30%，则不能形成足够倾斜的表面，因此，在热交换构件100的表面上产生的冷凝水难于排放。如果槽110在出口140侧处的倾斜高度被形成为超过热交换构件100的高度的60%，则热交换构件100不能确保形成在热交换构件100中的流动通路（热交换介质在热交换构件100中沿该流动通路流动）的足够空间。因此，在一个实施例中，槽110在出口140侧处的倾斜高度h1（见图2A）被形成为热交换构件100的高度h2（见图2A）的30%至60%。图5为根据本发明的另一实施例的电池模块的透视图。参见图5，根据本发明的另一实施例的电池模块20”包括彼此电连接的多个电池单元10和提供在电池单元10的底表面处的热交换构件200。至少一个槽210被形成在热交换构件200的接触多个电池单元10的底表面10a（见图4）的表面上。在一个实施例中，槽210被形成为在电池单元10之间从一侧到另一侧向下倾斜，从而在热交换构件200的表面上产生的冷凝水通过槽210能容易地排放到热交换构件200的外部。槽210可分别以多个（例如每预订数量的）电池单元10的间隔形成。在一个实施例中，如图5中所示，槽210分别以每两个电池单元10的间隔形成。也就是，槽210能处于与电池单元10中的成对相邻电池单元的相对面对应的相应位置处。在这种情况下，在热交换构件200的接触电池单元10的没有形成槽210的底表面的表面上产生的冷凝水可通过形成在一对相邻的电池单元10之间的槽210排放。在一个实施例中，入口230被提供在热交换构件200的一侧处，出口240被提供在热交换构件200的另一侧处，热交换介质通过该入口230流入热交换构件200中，热交换介质通过该出口240从热交换构件200排放。在一个实施例中，槽210的端部可连接到出口240。因此，冷凝水能通过出口240排放。在本发明的各实施例中，已经描述了槽被分别形成在电池单元之间或每两个电池单元之间。然而，槽的形状和数量不限于本发明的另外的实施例。例如，在另一实施例中，对于每个模块，可形成一个槽。虽然已经结合某些示例性实施例描述了本发明，但是将理解本发明不限于公开的实施例，而是相反，旨在覆盖包括在所附权利要求书及其等同物的精神和范围内的各种修改和等同布置。