專利名稱：具有提高的散熱效率的電池組的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的一個或多個實施例涉及一種電池組，更具體地講，涉及一種具有提高的 散熱效率的電池組。
背景技術：
隨著移動裝置技術顯著地發(fā)展以及對移動裝置需求的增加，二次電池作為能源的 需求快速地增加。根據使用電池的外部裝置的類型，這樣的二次電池以單體電池的形式使 用或以電池組的形式使用，在電池組中，多個電池電連接并組裝成為一個單元。諸如移動電話之類的小尺寸裝置利用單體電池的輸出和容量運行預定的時間。另 一個方面，通常將電池組用在諸如移動裝置(包括筆記本電腦或可攜式攝像機)、需要高功 率的電動自行車、摩托車、電動汽車和混合動力電動汽車之類的需要利用高功率長時間驅 動的中型或大尺寸裝置中。這些中型或大尺寸裝置需要高輸出功率和容量的電池。電池組 根據嵌入電池組中的電池數量能夠增加輸出電壓或輸出電流。在這樣的電池組中，多個電 池嵌入電池組中并利用大量的電流執(zhí)行充電和/或放電操作。因此，急需合適的防止電池 過熱的散熱方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個或多個實施例包括具有提高的散熱效率的電池組。其他方面將部分地在后面的描述中提出，部分地通過描述而顯而易見，或者可以 通過指出的本實施例的實踐而被知曉。根據本發(fā)明的一個或多個實施例，提供了一種電池組，所述電池組包括容納殼體 和多個電池，所述多個電池設置在容納殼體內。容納殼體包括多個設置在容納殼體內的肋。 每個肋包括沿著與容納殼體的側表面基本平行的方向延伸的柱。每個電池容納在肋的柱之 間，在柱中具有沿著柱的延伸方向而延伸的散熱孔。每個肋還可以包括沿著第一方向從柱延伸的第一翼片和沿著第二方向從柱延伸 的第二翼片。第一方向和第二方向均與柱的延伸方向基本垂直。柱的端部可以圍繞容納殼 體的后表面而設置，柱可以朝向容納殼體的前表面而延伸。前表面和后表面均與容納殼體 的側表面基本垂直。第一翼片和第二翼片可以圍繞柱的端部而設置。肋的第一翼片可以彼 此連接，肋的第二翼片可以彼此連接。第一間隙可以形成在肋的兩個柱之間。電池組還可以包括引線板，引線板設置在容納殼體的前表面或后表面上。引線板 將一個電池電連接到另一個電池。柱還可以包括至少一個子柱，子柱沿著柱的延伸方向延伸。柱可以包括多于一個的子柱，第二間隙形成在所述多于一個的子柱中的兩個子柱之間。散熱孔可以被所述多于 一個的子柱中的至少兩個子柱圍繞。電池組還可以包括用于形成容納殼體輪廓的框架，至少一個電池可以包括二次電 池。根據本發(fā)明的另一方面，提供了一種電池組，所述電池組包括容納殼體和多個電 池，所述多個電池設置在容納殼體內。容納殼體包括多個設置在容納殼體內的肋。每個肋 包括沿著與容納殼體的側表面基本平行的方向延伸的柱。每個電池容納在肋的柱之間。柱 具有形成在其內部的散熱通道。由電池輻射的熱通過散熱通道而散發(fā)。散熱通道可以包括沿著柱的延伸方向延伸的散熱孔。柱可以包括多個子柱，散熱 通道可以包括形成在兩個子柱之間的第二間隙。柱還可以包括沿著柱的延伸方向而延伸的 散熱孔，散熱孔被至少兩個子柱所圍繞。每個肋可以還包括沿第一方向從柱延伸的第一翼片和沿第二方向從柱延伸的第
二翼片。第一間隙可以形成在肋的兩個柱之間。


當結合附圖考慮時，通過參照下面的詳細描述，對本發(fā)明更完整的理解以及本發(fā) 明的許多附帶的優(yōu)點將顯而易見，并且更易于理解，在附圖中相同的標號代表相同或相似 的組件，其中圖1為根據本發(fā)明實施例的電池組的分解透視圖；圖2為圖1中示出的電池組的容納殼體的透視圖；圖3為圖2中示出的容納殼體的主要部分的放大透視圖；
圖4為組裝的電池組的透視圖；圖5為根據本發(fā)明的修改的實施例的圖3的容納殼體的主要部分的透視圖；圖6為根據本發(fā)明的另一個修改實施例的圖3的容納殼體的摘出的主要部分的透 視圖。
具體實施例方式現在將詳細地參照實施例，在附圖中示出了實施例的示例，其中，相同的標號始終 表示相同的元件。在這點上，本發(fā)明的實施例可具有不同的形式，且不應解釋為局限于這里 提出的描述。因此，下面參照附圖來描述實施例僅為解釋本發(fā)明的方面。圖1為根據本發(fā)明實施例的電池組的分解透視圖。根據本實施例的電池組包括容 納殼體100以及容納在容納殼體100中的多個電池150，容納殼體100可以包括第一容納殼 體IOOa和第二容納殼體100b。第一容納殼體IOOa和第二容納殼體IOOb彼此面對并且組 裝在一起。盡管圖1示出容納殼體100具有第一容納殼體IOOa和第二容納殼體100b，但也 可將容納殼體100制成不具有第一容納殼體和第二容納殼體的單獨的構件。第一容納殼體IOOa的形狀和第二容納殼體IOOb的形狀可以是對稱的，且第一容 納殼體IOOa和第二容納殼體IOOb形成為一對。第一容納殼體IOOa與第二容納殼體IOOb 沿著ζ方向以將多個電池150容納在容納殼體100中的方式結合，從而形成容納殼體100。在整個說明書中，第一容納殼體IOOa的內表面是指面對第二容納殼體IOOb的表面，第一容 納殼體IOOa的外表面是指背離第二容納殼體IOOb的表面。對于第二殼體IOOb適用相同 的限定。第一容納殼體IOOa和第二容納殼體IOOb的容納電池150的部分可以彼此對稱， 但第一容納殼體IOOa和第二容納殼體IOOb的結合部分可以具有互補的構件，諸如凸起構 件和包容構件，從而第一容納殼體IOOa和第二容納殼體IOOb可以彼此接合。第一容納殼體IOOa和第二容納殼體IOOb中的每一個可以包括框架110，框架110 形成每個容納殼體的輪廓。容納殼體100包括將電池150彼此隔開的多個肋120?？蚣?10 可以形成容納殼體100的側表面，肋120可以設置在由框架110所圍繞的空間內。肋120 限定容納每個電池150的多個單元S，從而嵌入在電池組中的電池150可以以規(guī)則的間隔 布置在多個柱中。每個單元S可以具有孔的形式，孔設置在容納殼體100的內部。例如，肋 120可以提供圓柱形支撐表面，以圍繞圓柱型電池150的外圍。每個肋120包括沿著ζ軸方向延伸的柱125。每個電池150設置在肋的柱之間。 每個肋120還包括第一翼片121和第二翼片122，第一翼片121以沿著χ軸的第一方向從柱 125延伸，第二翼片122以沿著y軸的第二方向從柱125延伸。柱125的延伸方向(ζ軸) 可以與第一方向(χ軸)和第二方向(y軸)基本垂直。第一翼片121和第二翼片122通過 柱125結合一起。作為空氣通道的散熱孔125’沿著柱125的延伸方向形成。例如，每個散熱孔125’ 具有圓形的橫截形狀并沿著柱125的整個長度穿透每個柱125。如圖3中所 示，散熱孔125’ 中的氣流f在相鄰的電池150之間的空間內流動，在充電和/或放電操作過程中產生的熱 通過散熱孔125’中的氣流f而散發(fā)。沿著傳熱孔125’引導的氣流f可以自然地形成或可 以通過外部的風產生，并且可以通過自然對流或強制對流來執(zhí)行散熱。例如，可以在容納殼 體100的外部設置冷卻風扇(未示出)來向散熱孔125’中提供冷卻空氣。第一翼片121沿著第一方向(χ方向)延伸并連接到柱125的面向第一方向(χ方 向)的部分。第二翼片122沿著第二方向(y方向)延伸并連接到柱125的面向第二方向 (y方向)的部分。相鄰的柱125的第一翼片121彼此連接或彼此接觸，相鄰的柱125的第 二翼片122彼此連接或彼此接觸。因此，相鄰的柱125通過第一翼片121和第二翼片122 得到支撐。由于第一翼片121和第二翼片122為沿著與柱125的延伸方向基本垂直的方向從 柱125突出的突出構件，所以支撐每個電池150的外圍的圓柱形的單元S可以被限定在柱 125之間。因此，可以防止相鄰的電池150之間的接觸，并且即使在某個電池過熱的異常的 運行環(huán)境下，也可以防止相鄰的電池150的連續(xù)傳熱。例如，可以將容納殼體100形成為單 個主體，并可以由具有優(yōu)異的加工特性和優(yōu)異的絕熱特性的塑料來形成容納殼體100。柱125通過第一翼片121和第二翼片122彼此連接，因此提供了容納殼體100的 結構剛度。另一方面，在容納殼體100的內部，柱125通過第一翼片121和第二翼片122彼 此隔開，從而電池150的部分表面直接暴露于低溫空氣(冷卻空氣或周圍空氣)。將詳細地 描述該結構。圖2為圖1中示出的電池組的第一容納殼體的透視圖，圖3為圖2中示出的第一 容納殼體的主要部分的放大透視圖。參照圖2和圖3，柱125以二維的陣列布置在由第一方 向(χ方向)和第二方向(y方向)限定的表面上，第一間隙(空氣間隙)130形成在柱125
6之間，電池150的表面通過第一間隙130暴露。第一間隙130可以形成在柱上的未形成第 一翼片121和第二翼片122的部分之間(圖3中所示)，并且柱125的這些部分通過形成在 它們之間的第一間隙130而彼此分開，并彼此獨立。電池150的表面Ae通過第一間隙130暴露，并直接與低溫空氣(冷空氣或周圍空 氣)接觸。因此，可以通過對流來散熱，并可以防止電池150在充電和/或放電操作過程中 的熱積聚。如圖3中所示，第一翼片121和第二翼片122可以被設置為圍繞柱125的端部， 并且支撐電池150的外圍。第一翼片121和第二翼片122中的每一個具有這樣的長度，即， 該長度為沿著柱125的延伸方向(ζ軸)而限定的翼片的尺寸。如圖3中所示，第一翼片121 和第二翼片122沿著柱125的延伸方向從柱125的端部分別延伸第一長度Wl和第二長度 W2。第一長度Wl和第二長度W2可以相同或可以不同。柱125的端部可以設置為圍繞容納 殼體的后表面，并且所述柱可以朝向容納殼體的前表面延伸。這里，將容納殼體100的前表 面和后表面定義為容納殼體100的與ζ軸基本垂直的表面。在這種情況下，如圖3中所示， 第一翼片121和第二翼片122延伸到容納殼體100的內部中。第一翼片121的長度Wl和第二翼片122的長度W2決定了電池150的暴露的區(qū)域 的尺寸。換句話說，隨著第一翼片121的長度Wl和第二翼片122的長度W2的增加，通過增 加的第一翼片121的長度Wl和第二翼片122的長度W2，電池150被第一翼片121和第二翼 片122覆蓋的表面Ae越大，從而電池150的暴露的表面Ae減小。相反，如果第一翼片121 的長度Wl和第二翼片122的長度W2減小，則通過第一翼片121的長度Wl和第二翼片122 的長度W2的減小，第一間隙130增大，從而電池150暴露的表面Ae增加。通過調整第一翼 片121的長度Wl和第二翼片122的長度W2，可以改變電池150暴露的表面Ae。隨著電池 150的暴露的表面增加，可以促進散熱。當電池150暴露的表面Ae過度增加時，相鄰的電池 150之間可能發(fā)生熱接觸，在某個電池150過熱的異常的操作環(huán)境中，相鄰的電池150被持 續(xù)地加熱并劣化。因此，可以將電池150暴露的表面Ae設計為合適的尺寸?？梢垣@得在指定的位置中以規(guī)則的間隔布置的電池之間的分隔間隙g。當分隔間 隙g被定義為在相鄰的電池150之間的最短距離時，考慮到散熱效率，可以采用至少2mm或 更大的分隔間隙g?？梢圆捎眠@樣的最小分隔間隙g，從而可以防止相鄰電池150之間的熱 接觸，可以防止連續(xù)的劣化，可以在分隔間隙g中得到充足的氣流并可以促進散熱。沿著柱125的延伸方向形成多個散熱孔125’，散熱孔125’形成了空氣通道。四 個電池150圍繞每個散熱孔125’對稱地設置，在圍繞散熱孔125’布置的每個電池150中 產生的熱通過散熱孔125’中的氣流f而散發(fā)。同時，容納每個電池150的每個單元S通過 水平方向(χ方向)和豎直方向(y方向)的四個相鄰的柱125而限定。例如，可以形成柱 125的橫向表面，從而環(huán)繞圓柱形的電池150。將要容納在容納殼體100中的每個電池150可以是可充電和/或放電的二次電 池，諸如具有優(yōu)異的輸出和容量的鋰離子二次電池。另外，可以使用鎳鎘二次電池、鎳氫二 次電池、鋰電池等。電池150以IOOOmA或更大的(例如1800mA)大電流量來進行充電或放 電。根據用來防止因由充電和/或放電操作導致的溫度增加和劣化或故障的散熱結構，每 個電池150中產生的熱通過散熱孔125’的氣流f而散發(fā)。在這種情況下，電池150的通過 在柱125之間形成的第一間隙130而暴露的表面Ae直接接觸空氣，從而促進散熱。圖4為組裝的電池組的透視圖。參照圖4，在電池150插入到容納殼體內的同時，第一容納殼體IOOa和第二容納殼體IOOb彼此面對地組裝。在這種情況下，電池150設置在 以規(guī)則的間隔限定在容納殼體100中的單元S的位置中。引線板180設置在容納殼體100 的外面(容納殼體100的前表面或后表面)并將嵌入在電池組中的電池150串聯(lián)和/或并 聯(lián)地電連接。引線板180可以插入到組裝突起181中，組裝突起181從容納殼體100突出。 可以將組裝突起181用作防止容納在容納殼體100中的電池150被推出容納殼體100的塞 子(stopper)。弓丨線板180將電池150的電極串聯(lián)和/或并聯(lián)地連接。例如，如圖4中所示，引 線板180可以將左上區(qū)域的以行和列布置的一組的五個電池150并聯(lián)連接，可以將緊鄰左 上區(qū)域布置的另一組的五個電池并聯(lián)連接，并可以將這兩組電池串聯(lián)連接。在不同的構造 中可以改變串聯(lián)和/或并聯(lián)連接的電池150的連接結構或可以改變組成并聯(lián)的區(qū)域的電池 150的數目和布置。另外，組成電池組的電池150的布置的類型不局限于此。絕緣帶190附于引線板180的外面，從而引線板180可以與外部環(huán)境電絕緣。電 池組可以包括電路板(未示出)，電路板檢測電池150的電壓狀態(tài)并控制充電和/或放電操 作。電路板電連接到組成電流通道的引線板180，并可以通過從電路板引出的引線(未示 出)連接到引線板180。電路板檢測每個電池150的電壓狀態(tài)并通過引線板180提供充電 電流。另一方面，腿構件(leg member) 141和142可以設置在容納殼體100的上端和下 端，腿構件141和142支撐電池組處于豎直位置。例如，可以將腿構件141和142設置在容 納殼體100的左側和右側，可以通過設置在容納殼體100的四個對稱的角處的腿構件141 和142來維持電池組處于穩(wěn)定的豎直位置。圖5為根據本發(fā)明修改實施例的圖3的容納殼體的主要部分的透視圖。參照圖5， 散熱孔225’形成在柱225的中心，柱225沿著柱225的延伸方向(ζ方向)被切割并被劃 分為子柱225a。例如，圖5的柱225可以包括沿著柱225的延伸方向(ζ方向)延伸的四個 子柱225a。在這種情況下，子柱225a彼此隔開，并且在兩個子柱225a之間形成第二間隙 225”。通過第二間隙225”，電池150的表面Af的一部分直接暴露到在散熱孔225’中形 成的氣流f。因此，可以提高散熱效率。從電池150的表面Af的一部分輻射的熱可以通過 散熱孔225’中的氣流f直接散發(fā)。例如，在圖3中示出的容納殼體中，由于傳熱孔125’形成在柱125內，所以從電池 150的表面Ae輻射的熱通過柱125的主體傳遞給氣流f。柱125為散熱媒介，通過柱125 熱從電池傳遞給散熱孔，因此，散熱媒介的熱阻會高。在圖5中示出的容納殼體中，在包括 散熱孔225’的柱225中額外形成了第二間隙225”，從而從電池150的表面Af的所述一部 分輻射的熱可以直接地傳遞給散熱孔225’的氣流f，而不是通過柱225的主體傳遞給氣流 f，因此，可以提高散熱效率。第二間隙225”可以貫穿柱225的整個長度而形成或也可以貫穿柱225的部分長 度而形成。例如，在分隔柱225的形成有翼片的外側部分Lo處可以不形成第二間隙225”， 而可只在柱225的沒有形成翼片的內側部分Li處形成第二間隙225”。在這種情況下，柱 225在其外側部分Lo中可以具有不分開的中空形狀，且在柱225的內側部分Li中可以具有 柱225沿縱向方向被切割并被分為四個子柱225a的分開的形狀?？紤]到容納殼體100的散熱效率和機械強度，可以將分隔柱225的外側部分Lo和內側部分Li設計為合適的長度。圖6為根據本發(fā)明的另一個修改實施例的圖3的容納殼體的摘出的主要部分的透 視圖。圖6的容納殼體包括一些具有第一柱325的肋以及其他的具有第二分隔柱425的肋， 第一柱325具有不分開的中空形狀，第二分隔柱425具有每個柱425沿縱向方向被切割并 被劃分為幾個子柱的分開的形狀。第一柱325和第二柱425的布置和數目不局限于此，可 以考慮容納殼體整體熱量的分布而設計。在子柱之間形成的第二間隙或在柱中形成散熱孔 通常稱為散熱通道，從電池產生的熱通過散熱通道而散發(fā)。盡管附圖示出了散熱孔和第二 間隙，但實施例并不限于散熱通道的這些類型。容納殼體可以包括這樣的柱，即，該柱包括 各種其他類型的散熱通道或各種類型的散熱通道的結合。應該理解，這里描述的示例性實施例只應被認為是描述意義的而不是為了限制目 的。對每個實施例的特征或方面的描述通常應被認為適用于在其他實施例中的其他相似特 征或方面。
權利要求
1.一種電池組，所述電池組包括容納殼體和多個電池，所述多個電池設置在容納殼體 內，容納殼體包括多個設置在容納殼體內的肋，每個肋包括沿著與容納殼體的側表面基本平行的方向延 伸的柱，每個電池容納在肋的柱之間，在柱中具有沿著柱的延伸方向而延伸的散熱孔。
2.如權利要求1所述的電池組，其中，每個肋還包括沿著第一方向從柱延伸的第一翼 片和沿著第二方向從柱延伸的第二翼片。
3.如權利要求2所述的電池組，其中，柱的端部圍繞容納殼體的后表面而設置，柱朝向 容納殼體的前表面而延伸，前表面和后表面均與容納殼體的側表面基本垂直。
4.如權利要求3所述的電池組，其中，所述第一翼片和第二翼片圍繞柱的端部而設置。
5.如權利要求2所述的電池組，其中，肋的第一翼片彼此連接，肋的第二翼片彼此連接。
6.如權利要求2所述的電池組，其中，第一方向和第二方向均與柱的延伸方向基本垂直。
7.如權利要求1所述的電池組，其中，第一間隙形成在肋的兩個柱之間。
8.如權利要求1所述的電池組，所述電池組還包括引線板，引線板設置在容納殼體的 前表面或后表面上，弓丨線板將一個電池電連接到另一個電池。
9.如權利要求1所述的電池組，其中，所述柱還包括至少一個子柱，子柱沿著柱的延伸 方向延伸。
10.如權利要求9所述的電池組，其中，所述柱包括多于一個的子柱，第二間隙形成在 所述多于一個的子柱中的兩個子柱之間。
11.如權利要求10所述的電池組，其中，散熱孔被所述多于一個的子柱中的至少兩個子柱圍繞。
12.如權利要求1所述的電池組，所述電池組還包括用于形成容納殼體輪廓的框架。
13.如權利要求1所述的電池組，其中，所述多個電池中的至少一個電池包括二次電池。
14.一種電池組，所述電池組包括容納殼體和多個電池，所述多個電池設置在容納殼體 內，容納殼體包括多個設置在容納殼體內的肋，每個肋包括沿著與容納殼體的側表面基本平行的方向延 伸的柱，每個電池容納在肋的柱之間，柱具有形成在其內部的散熱通道，由電池輻射的熱通 過散熱通道而散發(fā)。
15.如權利要求14所述的電池組，其中，散熱通道包括沿著柱的延伸方向延伸的散熱孔。
16.如權利要求14所述的電池組，其中，每個肋還包括沿第一方向從柱延伸的第一翼 片和沿第二方向從柱延伸的第二翼片。
17.如權利要求14所述的電池組，其中，第一間隙形成在肋的兩個柱之間。
18.如權利要求14所述的電池組，其中，柱包括多個子柱，散熱通道包括形成在兩個子 柱之間的第二間隙。
19.如權利要求18所述的電池組，其中，柱還包括沿著柱的延伸方向延伸的散熱孔，散 熱孔被至少兩個子柱所圍繞。
20.如權利要求14所述的電池組，所述電池組還包括設置在容納殼體的前表面或后表 面上的引線板，引線板將一個電池電連接到另一個電池。
全文摘要
提供了一種具有提高的散熱效率的電池組。該電池組包括容納殼體和多個電池，所述多個電池設置在容納殼體內。容納殼體包括多個設置在容納殼體內的肋。每個肋具有沿著與容納殼體的側表面基本平行的方向延伸的柱，每個電池容納在肋的柱之間。在柱中具有沿著柱的延伸方向而延伸的散熱孔。氣流通過散熱孔形成，在充電和/或放電操作過程中產生的熱通過散熱孔中的氣流而散發(fā)。柱的一部分彼此分開形成間隙。電池產生的熱也可通過該間隙而散發(fā)。
文檔編號H01M2/10GK101997099SQ201010253569
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月12日 優(yōu)先權日2009年8月12日
發(fā)明者卞正德, 安鎮(zhèn)弘, 徐鏡源, 郭魯顯, 都玩錫, 韓正燁 申請人:三星Sdi株式會社