(57)【要約】  放熱板及び動力電池システムであって、前記放熱板（１）は、放熱フィン（１２）及び蓋板（１１）を含み、前記放熱フィン（１２）は、バックシート（１２０）及び前記バックシート（１２０）上に櫛状に配列される複数のフィン（１２ａ）を含み、前記蓋板（１１）は、前記放熱フィン（１２）に固定接続され、前記放熱フィン（１２）上のフィン（１２ａ）は、前記バックシート（１２０）と前記蓋板（１１）との間に位置し、前記バックシート（１２０）、前記フィン（１２ａ）、及び前記蓋板（１１）の間に通気路を形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックシート及び前記バックシート上に櫛状に配列される複数のフィンを含む放熱フィンと、
蓋板と、
を含み、
前記蓋板は、前記放熱フィンに固定接続し、
前記放熱フィン上のフィンは、前記バックシートと前記蓋板との間に位置し、
前記バックシートと、前記フィンと、前記蓋板との間に通気路を形成する、
ことを特徴とする放熱板。
【請求項２】
前記放熱フィンと前記蓋板とは、溶着方式、熱伝導ペーストによる接着方式または機械的固定方式うちの一つまたは複数の組み合わせにより、固定接続する、
ことを特徴とする請求項１に記載の放熱板。
【請求項３】
前記蓋板は、内面及び外面を含み、
前記蓋板の内面上に、複数のフィンに整合する凹溝が形成され、前記フィンの自由端が前記蓋板上の凹溝内に挿入される、
ことを特徴とする請求項１−２のいずれかに記載の放熱板。
【請求項４】
前記放熱フィン上のバックシートの左右両側は、上に折り曲げることにより、両側に下側面が形成され、
前記蓋板の左右両側は、下に折り曲げることにより、両側に上側面が形成され、
前記放熱フィンの左右両側の下側面は、前記蓋板の左右両側の下側面に係合接続し、中空状構造を形成し、前記放熱フィン上のフィンが前記中空状構造内に設置される、
ことを特徴とする請求項１−３のいずれかに記載の放熱板。
【請求項５】
前記放熱フィンのバックシートの裏面に、縦方向に複数の熱管が設置される、
ことを特徴とする請求項１−４のいずれかに記載の放熱板。
【請求項６】
前記放熱フィンのバックシート裏面上に、複数の半導体暖房冷房チップが設置される、
ことを特徴とする請求項１−５のいずれかに記載の放熱板。
【請求項７】
前記放熱板のバックシート裏面に、絶縁保護塗り層が塗布される、
ことを特徴とする請求項１−６のいずれかに記載の放熱板。
【請求項８】
前記絶縁保護塗り層の厚さは、０．０５−１ｍｍである、
ことを特徴とする請求項７に記載の放熱板。
【請求項９】
前記フィンの厚さは、０．８−１．５ｍｍであり、隣接する２つの前記フィンの間の距離は、２−４ｍｍである、
ことを特徴とする請求項１−８のいずれかに記載の放熱板。
【請求項１０】
バッテリー及び放熱モジュールを含む動力電池システムであって、前記放熱モジュールは、請求項１−９のいずれかに記載の放熱板を含む、
ことを特徴とする動力電池システム。
【請求項１１】
前記バッテリーは、枠及び前記枠内に取り付けられる複数の電池セルを含み、
前記バッテリーは、上大面、下大面、左側面、右側面、前端面及び後端面を含み、
前記バッテリーの上大面及び下大面のいずれにも前記放熱板が取り付けられ、それぞれ上放熱板及び下放熱板とする、ことを特徴とする請求項１０に記載の動力電池システム。
【請求項１２】
前記放熱モジュールは、前記バッテリーの前端面上に取り付けられ、前記ファン保護カバー上に冷却ファンが取り付けられるファン保護カバーを更に含む、
ことを特徴とする請求項１１に記載の動力電池システム。
【請求項１３】
前記枠は、前記バッテリーの左側面、右側面に位置する２つの側枠、及び前記バッテリーの前端面及び後端面に位置する２つの端枠を含み、前記端枠及び側枠は、ロ字形に囲み、
前記電池セルは、２つの前記側枠の間に横に設置され、その上の電極端子が前記側枠内に入り込まれる、
ことを特徴とする請求項１１に記載の動力電池システム。
【請求項１４】
前記放熱モジュールは、更に左通気路カバー及び右通気路カバーを含み、前記左通気路カバー及び前記右通気路カバーは、前記側枠の外に取り付けられ、前記側枠と組み合わせて左側通気路及び右側通気路を形成する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の動力電池システム。
【請求項１５】
前記側枠は、複数の接合ユニットにより接合してなる、
ことを特徴とする請求項１３に記載の動力電池システム。
【請求項１６】
前記接合ユニット上に、係合雄端及び係合雌端が設置され、隣接する前記接合ユニット上の前記係合雄端と前記係合雌端とは、お互いに係合接続する、
ことを特徴とする請求項１５に記載の動力電池システム。
【請求項１７】
前記接合ユニット上に、プラグ及びスロットが更に設置され、隣接する前記接合ユニット上の前記プラグと前記スロットとは、お互いに相互係合挿着する、
ことを特徴とする請求項１５または１６に記載の動力電池システム。
【請求項１８】
前記接合ユニットは、中心対称をなす、
ことを特徴とする請求項１５−１７のいずれかに記載の動力電池システム。
【請求項１９】
前記電池セルは、絶縁保護膜により被覆される、
ことを特徴とする請求項１１−１８のいずれかに記載の動力電池システム。
【請求項２０】
前記上放熱板と前記バッテリーの上大面との間、及び前記下放熱板と前記バッテリーの下大面との間のいずれにも、熱伝導絶縁層が設置される、
ことを特徴とする請求項１１−１９のいずれかに記載の動力電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力バッテリー分野に関し、特に動力バッテリーにおける放熱構造分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの分野では、櫛状放熱器で放熱することが周知であり、当該櫛状放熱器は、該櫛状放熱器は、複数の櫛状に配置されたフィンを含み、その上のフィンにより、冷却媒体との接触面積を増加することができる。
【０００３】
しかしながら、動力電池システム分野において、従来の櫛状放熱器の効果には、いくつかの不足が存在し、該櫛状放熱器をバッテリー上に載置される場合に、両者の間には、絶縁層のみにより電池セルの金属ケースと接触する。また、該櫛状放熱器と電池システムキャビネット内部チャンバとは、オープン通気路を形成し、従来の櫛状放熱器の構造強度が低く、押されると変形しやすく、担持体として重力、プレス等を受けることができない。従来の中空放熱器では、フィンの厚さは、通常に５ｍｍ以上と厚く、フィン間に形成される通気路の幅は、１０ｍｍ以上であり、且つ通気路数も制限され、同一の放熱表面の場合に、該放熱器の体積、重量のいずれも、相対的に大きい。エネルギー貯蔵及び電気自動車分野において、その上のバッテリー自体は、質量が重く、櫛状放熱器は、担持体としてバッテリーの重力及び衝撃力を受けることができないため、動力電池システム分野に効率的に応用されることができない。また、その通気路は、開放し、冷却媒体の有効利用率が低く、放熱効果が良好でない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
関連技術において、従来の櫛状放熱器の放熱効果が良好でなく、体積がより大きく、また、動力電池システム上の担持体としてバッテリーの重力及び衝撃力を受けることができない問題を克服するために、本発明は、放熱板及び動力電池システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施例の一態様は、放熱板を提供し、前記放熱板は、放熱フィン及び蓋板を含み、前記放熱フィンは、バックシート及び前記バックシート上に櫛状に配列される複数のフィンを含み、前記蓋板は、前記放熱フィンに固定接続し、前記放熱フィン上のフィンは、前記バックシートと前記蓋板との間に位置し、前記バックシートと、前記フィンと、前記蓋板との間に通気路を形成する。
【０００６】
本発明の実施例に提供された上述の放熱板を採用し、それを動力電池システムに応用する場合に、金型で該放熱フィンを成形する時、更にフィンの厚さを小さくして、放熱フィンの放熱面積を増加し、放熱板内部は、高密度である中空構造をなすことができ、放熱効率を向上させ、有限の体積内に放熱フィンの放熱表面及び放熱効果を最大限に向上させ、バッテリーの充放電倍率を向上させる。また、放熱板の体積を効率的に減少する。また、蓋板を増加するため、力を各フィンに分散することができ、放熱板全体の構造強度を効率的に向上させる。重力、振動、衝撃等を受ける場合に、動力電池システムのケースの一部として、バッテリーを破壊しないように保護することができる。
【０００７】
任意に、前記放熱フィンと前記蓋板とは、溶着、熱伝導ペーストによる接着方式または機械的固定方式うちのひとつまたは複数の組み合わせにより、固定接続することができる。これにより、放熱フィンと蓋板との固定接続の信頼度を効率的に保証することができる。
【０００８】
任意に、前記蓋板は、内面及び外面を含み、前記蓋板の内面上に、複数のフィンに整合する凹溝が形成され、前記フィンの自由端が前記蓋板上の凹溝内に挿入される。上述の凹溝とフィンとが接続する固定方法を採用することにより、その固定接続効果を更に強めることができる。
【０００９】
任意に、前記放熱フィン上のバックシートの左右両側は、上に折り曲げ、両側に下側面が形成され、前記蓋板の左右両側は、下に折り曲げ、両側に上側面が形成され、前記放熱フィンの左右両側の下側面は、前記蓋板の左右両側の下側面に係合接続し、中空状構造を形成し、前記放熱フィン上のフィンが前記中空状構造内に設置される。
【００１０】
任意に、前記放熱フィンのバックシートの裏面に、縦方向に複数の熱管が設置される。上述の熱管により、バッテリー上の吸込口と吹出口との温度の整合性を実現することができる。
【００１１】
任意に、前記放熱フィンのバックシート裏面上に、複数の半導体暖房冷房チップが設置される。上述の半導体暖房冷房チップを採用することにより、限界条件で電池セルの温度を補助的に調整し、例えば、低温条件でのバッテリーへの暖房、限界高温条件での風冷増加という機能を実現することがきる。
【００１２】
任意に、前記放熱板のバックシート裏面に、絶縁保護塗り層が塗布される。
【００１３】
任意に、前記絶縁保護塗り層の厚さは、０．０５−１ｍｍである。
【００１４】
任意に、前記フィンの厚さは、０．８−１．５ｍｍであり、隣接する２つの前記フィンの間の距離は、２−４ｍｍである。
【００１５】
本発明の実施例の第２の態様は、動力電池システムを提供し、前記動力電池システムは、バッテリー及び放熱モジュールを含み、その中、前記放熱モジュールは、上述の放熱板を含む。
【００１６】
本発明の実施例に提供される上述の動力電池システムは、その内に上述の放熱板を使用するため、放熱板の優れる性能を継承し、その動力電池システムの放熱効率を効率的に向上させ、バッテリーの充放電倍率を向上させる。また、放熱板の体積を効率的に減少する。また、放熱板内に蓋板が増加されるため、力を各フィンに分散することができ、放熱板全体の構造強度を効率的に向上させる。重力、振動、衝撃等を受ける場合に、動力電池システムケースの一部として、バッテリーを破壊しないように保護することができる。
【００１７】
任意に、前記バッテリーは、枠及び前記枠内に取り付けられる複数の電池セルを含み、前記バッテリーは、上大面、下大面、左側面、右側面、前端面及び後端面を含み、前記バッテリーの上大面及び下大面のいずれにも前記放熱板が取り付けられる。
【００１８】
任意に、前記放熱モジュールは、前記バッテリーの前端面上に取り付けられ、前記ファン保護カバー上に冷却ファンが取り付けられるファン保護カバーを更に含む。
【００１９】
任意に、前記枠は、前記バッテリーの左側面、右側面に位置する２つの側枠、及び前記バッテリーの前端面及び後端面に位置する２つの端枠を含み、前記端枠及び側枠は、ロ字形に囲み、前記電池セルは、２つの前記側枠の間に横に設置され、その上の電極端子が前記側枠内に入り込まれる。
【００２０】
任意に、前記側枠は、複数の接合ユニットにより接合してなる。
【００２１】
任意に、前記接合ユニット上に、係合雄端及び係合雌端が設置され、隣接する前記接合ユニット上の前記係合雄端と前記係合雌端とは、お互いに係合接続する。
【００２２】
任意に、前記接合ユニット上に、プラグ及びスロットが更に設置され、隣接する前記接合ユニット上の前記プラグと前記スロットとは、お互いに相互係合挿着する。
【００２３】
任意に、前記接合ユニットは、中心対称をなす。
【００２４】
任意に、前記放熱モジュールは、更に左通気路カバー及び右通気路カバーを含み、前記左通気路カバー及び前記右通気路カバーは、前記側枠の外に取り付けられ、前記側枠と組み合わせて左側通気路及び右側通気路を形成する。
【００２５】
任意に、前記電池セルの外は、絶縁保護膜により被覆され、前記上放熱板と前記バッテリーの上大面との間、及び前記下放熱板と前記バッテリーの下大面との間のいずれにも、熱伝導絶縁層が設置される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態において提供される放熱板の分解斜視模式図である。
【図２】本発明の実施の形態において提供される放熱板の斜視模式図である。
【図３】図１におけるＡ位置の拡大模式図である。
【図４】本発明の実施の形態において提供される放熱板の正面模式図である。
【図５】図４におけるＢ位置の拡大模式図である。
【図６】本発明の実施の形態において提供される放熱板の模式図である。
【図７】本発明の実施の形態において提供される動力電池システムの斜視模式図である。
【図８】本発明の実施の形態において提供される動力電池システムの後 面模式図である。
【図９】本発明の実施の形態において提供される動力電池システムの部分分解模式図である。
【図１０】本発明の実施の形態において提供される枠の斜視模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態において提供される接合ユニットの斜視模式図である。
【図１２】本発明の実施の形態において提供される接合ユニットの中心対称模式図である。
【図１３】本発明の実施の形態において提供される側板の斜視模式図である。
【図１４】本発明の実施の形態において提供される側板が中心対称をなす模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明が解決する技術的課題、技術案及び作用効果を更に明確にするために、以下、図面及び実施例を組み合わせて、本発明を更に詳しく説明する。ここで説明する実施例は、本発明を解釈するためだけに用いられ、本発明を限定するものと理解されてはならない。
【００２８】
実施例１
本実施例は、本発明に開示される放熱板１について、具体的に説明する。図１、図２に示すように、放熱フィン１２及び蓋板１１を含み、放熱フィン１２は、バックシート１２０及びバックシート１２０上に櫛状に配列される複数のフィン１２ａを含む。
【００２９】
蓋板１１は、放熱フィン１２に固定接続され、放熱フィン１２上のフィン１２ａは、バックシート１２０と蓋板１１との間に位置し、バックシート１２０、フィン１２ａ及び蓋板１１の間に通気路を形成する。
【００３０】
冷却媒体は、該通気路に流れることができ、これにより、冷却媒体は、該放熱板１と熱交換することができる。
【００３１】
蓋板１１と放熱フィン１２との間の固定接続方法について、種々の方法が可能であり、例えば、放熱フィン１２と蓋板１１とは、溶着、熱伝導ペーストによる接着または機械的固定方式の１種または複数種の組み合わせにより、固定接続することができる。溶着は、半田付け、高分子拡散接合等であってもよいが、これらに限らない。熱伝導ペーストによる接着は、熱伝導率、接着強度、老化性等の要求を満足する各ブランドの熱伝導接着材料、例えば熱伝導シリカゲルを採用することができる。機械的固定方式は、ねじ、リベット、締り嵌め等の方法であってもよい。３種類の固定方法は、単独的で、または組み合わせて用いることができ、これにより放熱フィン１２と蓋板１１との固定接続の信頼度を保証する。
【００３２】
フィン１２ａの厚さは、０．８−１．５ｍｍにすることができ、キャビティの幅（または通気路の幅）、すなわちフィン１２ａとフィン１２ａとの間の距離は、２−４ｍｍであることができ、フィン１２ａのアスペクト比は、２５程度になることができ、風損が要求を満足する場合に、放熱板１内部が高密度である中空構造をなし、有限の空間で最大の放熱効果を実現するように、フィン１２ａの放熱面積を最大限に高める。
【００３３】
一般的に放熱板１全体の寸法は、特に限定されなく、一般的にその厚さは、約３０〜６０ｍｍであり、該放熱板１の長さ及び幅は、バッテリー２の大きさに依存する。
【００３４】
当業者は、本発明の実質的技術案を理解する上、創造的労力を要しなく、放熱板１の外観、内部フィン１２ａ及び通気路の寸法を合理的に設計することにより、有限の空間で放熱効率を最大限に高め、且つ接続シートの温度サンプル点の温度を電池の実際な温度にほぼ一致させることができる。
【００３５】
その接続強度を更に向上させるように、好ましい実施の形態として、図３−図５に示すように、蓋板１１は、内面及び外面を含み、蓋板１１内面上に、複数のフィン１２ａと整合する凹溝１１ａが形成される。
【００３６】
フィン１２ａの自由端が蓋板１１上の凹溝１１ａ内に挿入される。フィン１２ａの一端は、該バックシート１２０に一体に接続され、該端は、基端と呼ばれ、基端に対する他端は、自由端と呼ばれる。
【００３７】
上述の凹溝１１ａとフィン１２ａとを接続するような固定方法を採用することで、その固定接続効果を更に向上させることができ、また、該フィン１２ａが該凹溝１１ａに挿入される場合に、熱伝導ペーストを組み合わせて接着することが好ましく、該凹溝１１ａは、熱伝導接着剤の付着力を向上させ、蓋板１１とフィン１２ａとの間の接着信頼度を向上させることに寄与する。
【００３８】
該放熱フィン１２及び蓋板１１の具体的な形状について、好ましい実施の形態として、図１、図２、図４に示すように、放熱フィン１２上のバックシート１２０の左右両側は、上に折り曲げ、両側に下側面１２１が形成され、該下側面１２１は、バックシート１２０の一部であり、放熱フィン１２全体は、一体に成形する。該バックシート１２０は、下部が平板状の本体、及び該平板状本体の両側から上に折り曲げ張り出す下側面１２１であると理解することができる。
【００３９】
蓋板１１の左右両側が下に折り曲げ、両側に上側面１１２が形成され、その蓋板１１は、一体型であり、その上側面１１２は、蓋板１１の一部であることができ、読者が誤解することを回避するために、図１、図２に示すように、該蓋板１１は、平板状の本体及びその本体の両側から下に折り曲げる上述の上側面１１２であると理解することができ、該本体とバックシート１２０上の本体とを区別するために、該蓋板１１上の本体をトップシート１１１と呼び、すなわち２つの上述の上側面１１２は、トップシート１１１両側に位置する。
【００４０】
放熱フィン１２の左右両側の下側面１２１は、蓋板１１の左右両側の上側面１１２に係合接続され、中空状構造になり、放熱フィン１２上のフィン１２ａが中空状構造内配置される。
【００４１】
また、図１、図２に示すように、その放熱フィン１２上の４つの角に、バッテリー２と係合取り付けるための逃がし切欠１２２が更に設置される。
【００４２】
図６に示すように、その放熱効果を更に高めるために、放熱フィン１２のバックシート１２０の裏面に縦方向に複数の熱管１２ｃを設置することが好ましい。バッテリー２上の吸込口及び吹出口の温度の整合性を実現する。具体的に、複数の熱管１２ｃは、図中の左右方向に延在し、該放熱フィン１２のバックシート１２０の裏面上に平行に設置される。
【００４３】
図６に示すように、その放熱効果をより更に高めるために、限界条件で電池セル２０の温度を補助的に調整し、例えば、低温条件でバッテリーを暖房し、限界高温条件で風冷を強める機能を実現する。放熱フィン１２のバックシート１２０の裏面上に、複数の半導体暖房冷房チップ１２ｄを設置してもよい。上述の半導体暖房冷房チップ１２ｄは、周知なように、アレー分布である方式で該放熱フィン１２のバックシート１２０の裏面に分布することが好ましい。また、バッテリーの温度場分布によって適当に調整することができる。バッテリー２を単独で用いる場合に、上述の半導体暖房冷房チップ１２ｄは、電池セル２０から電気を取得し、ＢＭＳ（電池管理システム）により発停及び冷房／暖房の電力を制御することができる。電池セル２０が直並列で大システムに用いられる場合に、半導体暖房冷房チップ１２ｄは、ＢＭＳハーネス用補助電源により給電され、発停状態及び冷房／暖房の電力を制御することができる。
【００４４】
更に好ましい実施の形態として、図９を参照し、放熱板１のバックシート１２０裏面に、絶縁保護塗り層１３が塗布される。その中、絶縁保護塗り層１３の厚さは、  ０．０５−１ｍｍであり、更に好ましくは０．１−０．５ｍｍであり、その中、上述の絶縁保護塗り層１３は、セラミック焼結層、熱伝導絶縁ペースト溶射層（常温溶射または熱溶射）、熱伝導絶縁ペースト浸積等の塗り層であってもよい。放熱フィン１２のバックシート１２０裏面（本実施例に記載のバックシート１２０は、その底面両側から上に折り曲げて形成される下側面１２１を含む場合に、裏面もその底面両側から上に折り曲げる下側面１２１の裏面を含む。
【００４５】
該バックシート１２０のフィン１２ａと接続する面が内面である場合、バックシート１２０上の該内面と相対する他面は、外面であり、裏面と呼ばれると理解してもよく、）は、電池セル２０ケースと接触する可能性があり、短絡、漏電等の現象が発生しやすいので、そのバックシート１２０の裏面に、セラミックス溶射焼結プロセスにより、１層のセラミック焼結層を形成し、または熱伝導ペースト溶射（常温溶射または熱溶射）、熱伝導絶縁ペースト浸積等のプロセスにより、１層の高熱伝導率、高強度（耐摩耗、付着力、衝撃強度、抗老化性が優れる）等の優れる性能を有する絶縁保護塗り層１３を形成することができ、放熱板１と電池セル２０ケースとの間には、十分な信頼性のある絶縁性能を有することを保証し、熱抵抗を最大限に減少し、放熱効率を向上させる。バッテリー２の漏電及び放熱板１の短絡のリスクを効率的に回避し、動力電池システムの信頼度を向上させる。好ましくは、その厚さが０．２−１ｍｍであり、熱伝導率＞４ｗ／ｍＫ（Ｗ／（Ｍ・Ｋ））であり、耐圧＞ＡＣ５０００Ｖである。
【００４６】
本実施例に提供される上述の放熱板１を、動力電池システムに用いる場合に、金型で該放熱フィン１２を成形する時、フィン１２ａの厚さを小さくし、放熱フィン１２の放熱面積を増加し、放熱板１内部が高密度である中空構造をなすようにし、放熱効率を向上させ、有効な体積内に放熱フィン１２の放熱表面及び放熱効果を最大限に向上させ、バッテリー２の充放電倍率を向上させる。放熱板１の体積も効率的に減少される。また、蓋板１１を増加するために、力を各フィン１２ａに分散することができ、放熱板１全体の構造強度を効率的に向上させる。重力、振動、衝撃等を受ける場合に、動力電池システムケースの一部として、バッテリー２を破壊しないように保護することができる。
【００４７】
実施例２
以下、本発明に提供される１つの実施例の動力電池システムについて、具体的に説明する。前記動力電池システムは、バッテリー２及び放熱モジュールを含み、その中、放熱モジュールは、上述の実施例１に説明する放熱板１である。  
【００４８】
具体的に、バッテリー２は、枠及び枠内に取り付けられる複数の電池セル２０を含み、バッテリー２は、上大面、下大面、左側面、右側面、前端面及び後端面を含み。バッテリー２の上大面及び下大面のいずれにも放熱板１が取り付けられ、それぞれ上放熱板１ａ及び下放熱板１ｂと呼ばれ、放熱モジュールは、更にファン保護カバー３を含み、ファン保護カバー３は、バッテリー２の前端面上に取り付けられ、ファン保護カバー３に、上取り付ける冷却ファン３１が取り付けられる。
【００４９】
放熱効率を向上させるために、該放熱板１の材質は、金属材質、例えばアルミニウム合金ＡＬ  ６０６１またはＡＬ６０６３または銅等である。
【００５０】
上述の電池セル２０について、任意に、リチウムカチオン電池を採用することができ、更に任意に、その中のリン酸燐酸鉄リチウム電池を採用することができる。
【００５１】
上述のファン保護カバー３内には、上述の上放熱板１ａ及び下放熱板１ｂと連通し、冷却媒体は、上放熱板１ａと下放熱板１ｂ内のフィン１２ａとの間の通気路に流れることができる。
【００５２】
バッテリー２外部は、各放熱モジュールの部材により被覆されるので上述の上大面、下大面、左側面、右側面、前端面及び後端面のいずれも標記していないが、当業者が本バッテリー２を理解することを妨げない。図７に示すように、バッテリー２上の、ファン保護カバー３が取り付けられる面は、前端面であり、該前端面と反対する面は、後端面であり、紙面上部に沿う面は、上大面であり、紙面下部に沿う面は、下大面であり、前端面左右側にある面は、左側面及び右側面である。
【００５３】
上述の上放熱板１ａ及び下放熱板１ｂを採用することにより、バッテリー２における電池セル２０に発生する熱量を奪い、且つ冷却ファン３１により放熱板１内に空気を駆動して熱交換を行い、電池セル２０に発生する熱量の大部分を放出することができ、冷却の作用を奏することができる。
【００５４】
よく知られるように、電池セル２０上には、電極端子、すなわち正極端子及び負極端子が設置され、バッテリー２の動作中、大量の熱を放出し、この部分の熱量を放出する必要もあるので、バッテリー２の左右側面に冷却通気路、すなわち左通気路及び右通気路を更に形成することができ、電極端子は、該左通気路または右通気路、または左、右通気路内に設置される。左、右通気路の設置は、電極端子の位置によって決まる。複数の電池セル２０は、直列または並列または混合配列した後、図７に示すように、最終にそのファン保護カバー３一側から第１の電極２ａ及び第２の電極２ｂを引き出し、その中、第１の電極２ａが正極である場合に、第２の電極２ｂが負極であり、反対に、第１の電極２ａが負極である場合に、第２の電極２ｂが正極である。
【００５５】
図８に示すように、冷却媒体（本実施例において、空気、または風と俗称される）の流れは、具体的に限らなく、ファン３１の作業状態によって、バッテリー２内に送風し、またはファン３１の回動により、バッテリー２内に負圧を形成し、バッテリー２裏面（即ち、後端面）に吸込口を設置することにより、冷却媒体を、通気路内に吸込して熱交換を行い、好ましくは後者の方法を採用して熱交換を行う。例えば、その左通気路カバー４の上カバーに、左吸込口４１を設置し、その右通気路カバー５上に、右吸込口５１を設置する。その上放熱板１ａ、下放熱板１ｂの後側に、上吸込口、下吸込口を設置する。
【００５６】
好ましい実施の形態として、図９に示すように、電池セル２０の外には、絶縁保護膜２ｃにより被覆され、上放熱板１ａとバッテリー２の上大面との間、及び下放熱板１ｂとバッテリー２の下大面との間のいずれにも熱伝導絶縁層２ｄが設置される。
【００５７】
図９に示すように、上述の方法を採用し、放熱モジュールの放熱板１と電池セル２０との間に３重絶縁構造、すなわち、電池セル２０の外に被覆される絶縁保護膜２ｃ、放熱板１とバッテリー２との間に設置される熱伝導絶縁層２ｄ、及び放熱板１のバックシート１２０裏面に設置される絶縁保護塗り層１３を増加する。各重の耐圧は、それぞれＡＣ５０００Ｖ以上である。バッテリー２を最大限保護する。
【００５８】
具体的に、図１０に示すように、枠は、バッテリー２の左側面と右側面とに位置する２つの側枠２２、及びバッテリー２の前端面と後端面とに取り付けられる２つの端枠２１を含み、上述の端枠２１及び側枠２２は、ロ字形に囲む。電池セル２０は、２つの側枠２２の間に横に設置され、その上の電極端子が側枠２２内に入り込まれる。
【００５９】
図７に示すように、放熱モジュールは、左通気路カバー４及び右通気路カバー５を含み、左通気路カバー４及び右通気路カバー５は、側枠２２の外に取り付けられ、側枠２２と組み合わせて左側通気路及び右側通気路を形成する。
【００６０】
具体的に、図１０、図１１に示すように、側枠２２は、複数の接合ユニット２２０により接合してなる。接合ユニット２２０に、係合雄端ａ、係合雌端ｂが設置され、隣接する接合ユニット２２０上の係合雄端ａと係合雌端ｂとは、お互いに係合接続される。接合ユニット２２０上に、プラグｃ及びスロットｄが更に設置され、隣接する接合ユニット２２０上のプラグｃとスロットｄとは、お互いに係合挿着する。該プラグｃ及びスロットｄは、主に位置決め回動防止作用を奏する。
【００６１】
上述の接合ユニット２２０により接合してなる側枠２２は、そのモジュール直列セルの数量が限らないので、金型を変更しなく構造部材を増加しない場合に、大きさの異なる側枠２２に組み合わせ、すなわち、金型を変更しなく構造部材を増加しない場合に、異なる枠に組み合わせることができる。
【００６２】
具体的に、図１３に示すように、端枠２１上にも、係合雄端ａ、係合雌端ｂ、プラグｃ及びスロットｄが設置される。端枠２１上の係合雄端ａと接合ユニット２２０上の係合雌端ｂとは、係合接続され、端枠２１上の係合雌端ｂと接合ユニット２２０上の係合雄端ａとは、係合接続される。端枠２１上のプラグｃと接合ユニット２２０上のスロットｄとは、挿着し、端枠２１上のスロットｄと接合ユニット２２０上のプラグｃとは、挿着する。上述の端枠２１、及び複数のプラグｃと接合ユニットにより接合してなる側枠２２を採用することにより、全部の部材の間には、係合及び挿着である方法により取り付けて一体となり、最後に、側枠２２と端枠２１との間には、ストラップにより締め、電池セル２０に対して信頼度のある固定作用を奏する。
【００６３】
その中、その係合接続の効果を更に強めるために、更に係合雄端ａに係止溝ａ１を設置し、係合雌端ｂ上に、該係止溝ａ１に配置される係止ブロックｂ１を設置することができる。
【００６４】
その中、より更に、図１２に示すように、接合ユニット２２０は、中心対称をなすことができる。図１４に示すように、端枠２１は、中心対称をなすことができる。上述の側枠２２と端枠２１とのいずれも中心対称構造を採用し、該構造は、主体構造部材の数量を最小限に低減し、強い互換性を有する。側枠２２、端枠２１、及び側枠２２における各接合ユニット２２０の間の各配置面のいずれにも、１対の係合固定構造（係合雄端ａと係合雌端ｂ）及び１対の位置決めピン回転防止（及び上述のプラグｃとスロットｄ）構造を有し、４点の位置決め固定を形成し、ストラップが締める前に、搬送、反転によりバッテリーが潰れることを回避する。
【００６５】
以下、その放熱モジュールの具体的な作業過程を説明する。
【００６６】
図８に示すように、ファン３１が高速に旋回してファン保護カバー３内に負圧を形成し、ファン保護カバー３と吸込口との間の差圧は、外部の冷気を４つの通気路口から進入させ、それぞれ上放熱板１ａ、下放熱板１ｂ内の通気路、左側通気路、右側通気路を流れる。左側通気路及び右側通気路において、冷却媒体と電極接続シートとは、熱交換を行い、同時に電池セル２０の金属ケースに放出される熱量は、放熱フィン１２と放熱板１における通気路内の冷却媒体により熱交換を行い、十分な放熱を実現し、電極接続シートの温度サンプル点と電池セル２０の実温度とが近づけることを保証し、これにより温度サンプル点データの有効性を保証する。
【００６７】
同一の試験条件で、該放熱モジュールを有する動力電池システムと、放熱モジュールを有しない動力電池システムとの比較試験により、環境温度２３℃である恒温環境で、放熱モジュールを有しない２００Ａ動力電池システムは、１Ｃ無中断サイクルを行う時、平衡温度の最高値は、５８℃と高く、該放熱モジュールを有する動力電池システムは、２Ｃ無中断サイクルを行う時、その平衡温度の最高値は、４８℃しかなく、２．５Ｃ無中断サイクルでの平衡温度の最高値は、５５℃であり、充放電倍率は、１倍以上を高めることができ、２．５倍率と高く、４Ｃ変調状況での電池セル２０の最高温度は、４０℃以内に維持することができ、同時に、モジュールの内部は、より良好な温度整合性を有する。従って、該放熱モジュールは、直接に高出力周波数変調発電所に応用されることができ、電池作業が制御可能な温度範囲にあることを保証し、エネルギー貯蔵システムの使用寿命を向上させる
【００６８】
以上をまとめると、本実施例に供される上述の動力電池システムは、その内に上述の放熱板１を使用するために、放熱板１の優れる性能を継承し、その動力電池システムの放熱効率を効率的に向上させ、バッテリー２の充放電倍率を効率的に向上させ、また、放熱板の体積を効率的に減少する。また、放熱板１内に蓋板１１が増加されるため、力を各フィン１２に分散することができ、放熱板１全体の構造強度を効率的に向上させる。このようにして、重力、振動、衝撃等を受ける場合に、放熱板１は、動力電池システムケースの一部として、バッテリー２を破壊しないように保護することができる。
【００６９】
上記実施の形態は、本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明を限定するものではなく、本発明の原理及び主旨から逸脱しない範囲での各種の変化、修正、切り替え及び変形は、本発明が保護する範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７０】
１  放熱板
１ａ  上放熱板
１ｂ  下放熱板
１１  蓋板
１１１  トップシート
１１２  上側面
１１ａ  凹溝
１２  放熱フィン
１２０  バックシート
１２１  下側面
１２２  逃がし切欠
１２ａ  フィン
１２ｃ  熱管
１２ｄ  半導体暖房冷房チップ
１３  絶縁保護塗り層
２  バッテリー
２ａ  第１の電極
２ｂ  第２の電極
２ｃ  絶縁保護膜
２ｄ  熱伝導絶縁層
２０  電池セル
２１  端枠
２２  側枠
２２０  接合ユニット
３  ファン保護カバー
３１  ファン
４  左通気路カバー
４１  左吸込口
５  右通気路カバー
５１  右吸込口  
ａ  係合雄端
ｂ  係合雌端
ｃ  プラグ
ｄ  スロット
ａ１  係止溝
ｂ１  係止ブロック
【図１】
2018503934.tif 000003
【図２】
2018503934.tif 000004
【図３】
2018503934.tif 000005
【図４】
2018503934.tif 000006
【図５】
2018503934.tif 000007
【図６】
2018503934.tif 000008
【図７】
2018503934.tif 000009
【図８】
2018503934.tif 000010
【図９】
2018503934.tif 000011
【図１０】
2018503934.tif 000012
【図１１】
2018503934.tif 000013
【図１２】
2018503934.tif 000014
【図１３】
2018503934.tif 000015
【図１４】
2018503934.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成29年5月11日(2017.5.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックシート及び前記バックシート上に櫛状に配列される複数のフィンを含む放熱フィンと、
蓋板と、
を含み、
前記蓋板は、前記放熱フィンに固定接続し、
前記放熱フィン上のフィンは、前記バックシートと前記蓋板との間に位置し、
前記バックシートと、前記フィンと、前記蓋板との間に通気路を形成する、
ことを特徴とする放熱板。
【請求項２】
前記放熱フィンと前記蓋板とは、溶着方式、熱伝導ペーストによる接着方式または機械的固定方式うちの一つまたは複数の組み合わせにより、固定接続する、
ことを特徴とする請求項１に記載の放熱板。
【請求項３】
前記蓋板は、内面及び外面を含み、
前記蓋板の内面上に、複数のフィンに整合する凹溝が形成され、前記フィンの自由端が前記蓋板上の凹溝内に挿入される、
ことを特徴とする請求項１−２のいずれかに記載の放熱板。
【請求項４】
前記放熱フィン上のバックシートの左右両側は、上に折り曲げることにより、両側に下側面が形成され、
前記蓋板の左右両側は、下に折り曲げることにより、両側に上側面が形成され、
前記放熱フィンの左右両側の下側面は、前記蓋板の左右両側の下側面に係合接続し、中空状構造を形成し、前記放熱フィン上のフィンが前記中空状構造内に設置される、
ことを特徴とする請求項１−３のいずれかに記載の放熱板。
【請求項５】
前記放熱フィンのバックシートの裏面に、縦方向に複数の熱管が設置される、
ことを特徴とする請求項１−４のいずれかに記載の放熱板。
【請求項６】
前記放熱フィンのバックシート裏面上に、複数の半導体暖房冷房チップが設置される、
ことを特徴とする請求項１−５のいずれかに記載の放熱板。
【請求項７】
前記放熱板のバックシート裏面に、絶縁保護塗り層が塗布される、
ことを特徴とする請求項１−６のいずれかに記載の放熱板。
【請求項８】
前記絶縁保護塗り層の厚さは、０．０５−１ｍｍである、
ことを特徴とする請求項７に記載の放熱板。
【請求項９】
前記フィンの厚さは、０．８−１．５ｍｍであり、隣接する２つの前記フィンの間の距離は、２−４ｍｍである、
ことを特徴とする請求項１−８のいずれかに記載の放熱板。
【請求項１０】
バッテリー及び放熱モジュールを含む動力電池システムであって、前記放熱モジュールは、請求項１−９のいずれかに記載の放熱板を含む、
ことを特徴とする動力電池システム。
【請求項１１】
前記バッテリーは、枠及び前記枠内に取り付けられる複数の電池セルを含み、
前記バッテリーは、上面、下面、左側面、右側面、前端面及び後端面を含み、
前記バッテリーの上面及び下面のいずれにも前記放熱板が取り付けられ、それぞれ上放熱板及び下放熱板とする、ことを特徴とする請求項１０に記載の動力電池システム。
【請求項１２】
前記放熱モジュールは、前記バッテリーの前端面上に取り付けられ、前記ファン保護カバー上に冷却ファンが取り付けられるファン保護カバーを更に含む、
ことを特徴とする請求項１１に記載の動力電池システム。
【請求項１３】
前記枠は、前記バッテリーの左側面、右側面に位置する２つの側枠、及び前記バッテリーの前端面及び後端面に位置する２つの端枠を含み、前記端枠及び側枠は、ロ字形に囲み、
前記電池セルは、２つの前記側枠の間に横に設置され、その上の電極端子が前記側枠内に入り込まれる、
ことを特徴とする請求項１１に記載の動力電池システム。
【請求項１４】
前記放熱モジュールは、更に左通気路カバー及び右通気路カバーを含み、前記左通気路カバー及び前記右通気路カバーは、前記側枠の外に取り付けられ、前記側枠と組み合わせて左側通気路及び右側通気路を形成する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の動力電池システム。
【請求項１５】
前記側枠は、複数の接合ユニットにより接合してなる、
ことを特徴とする請求項１３に記載の動力電池システム。
【請求項１６】
前記接合ユニット上に、係合雄端及び係合雌端が設置され、隣接する前記接合ユニット上の前記係合雄端と前記係合雌端とは、お互いに係合接続する、
ことを特徴とする請求項１５に記載の動力電池システム。
【請求項１７】
前記接合ユニット上に、プラグ及びスロットが更に設置され、隣接する前記接合ユニット上の前記プラグと前記スロットとは、お互いに相互係合挿着する、
ことを特徴とする請求項１５または１６に記載の動力電池システム。
【請求項１８】
前記接合ユニットは、中心対称をなす、
ことを特徴とする請求項１５−１７のいずれかに記載の動力電池システム。
【請求項１９】
前記電池セルは、絶縁保護膜により被覆される、
ことを特徴とする請求項１１−１８のいずれかに記載の動力電池システム。
【請求項２０】
前記上放熱板と前記バッテリーの上面との間、及び前記下放熱板と前記バッテリーの下面との間のいずれにも、熱伝導絶縁層が設置される、
ことを特徴とする請求項１１−１９のいずれかに記載の動力電池システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、国際出願ＰＣＴ／ＣＮ２０１５／０９１８５６（２０１５年１０月１３日付けで出願）の継続出願であり、中国特許出願第２０１４２０６４５８０６．１号（２０１４年１０月３１日付で中華人民共和国国家知識産権局（ＳＩＰＯ）に出願）の優先権及び利益を主張し、 これらの全文を参照により本明細書に援用する。
【０００２】
本発明は、動力バッテリー分野に関し、特に動力バッテリーにおける放熱構造分野に関する。
【背景技術】
【０００３】
多くの分野では、櫛状放熱器で放熱することが周知であり、当該櫛状放熱器は、複数の櫛状に配置されたフィンを含み、その上のフィンにより、冷却媒体との接触面積を増加することができる。
【０００４】
しかしながら、動力電池システム分野において、従来の櫛状放熱器の効果には、いくつかの不足が存在し、従来の櫛状放熱器をバッテリー上に載置される場合に、両者の間には、絶縁層のみにより電池セルの金属ケースと接触する。従来の櫛状放熱器と電池システムキャビネット内部チャンバとは、オープン通気路を形成し、従来の櫛状放熱器の構造強度が低く、押されると変形しやすく、担持体として重力、プレス等を受けることができない。従来の中空放熱器では、フィンの厚さは、通常に５ｍｍ以上と厚く、フィン間に形成される通気路の幅は、１０ｍｍ以上であり、且つ通気路数も制限され、同一の放熱表面の場合に、該放熱器の体積、重量のいずれも、相対的に大きい。エネルギー貯蔵及び電気自動車分野において、その上のバッテリー自体は、質量が重いので、櫛状放熱器は、担持体としてバッテリーの重力及び衝撃力を受けることができないため、動力電池システム分野に効率的に応用されることができない。従来の櫛状放熱器の中に、その通気路は、開放し、冷却媒体の有効利用率が低く、放熱効果が良好でない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
関連技術において、従来の櫛状放熱器の問題（例えば、放熱効果が良好でなく、体積がより大きく、また、動力電池システム上の担持体としてバッテリーの重力及び衝撃力を受けることができない）を克服するために、本発明は、放熱板及び動力電池システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施例の一態様は、放熱板を提供し、前記放熱板は、放熱フィン及び蓋板を含み、前記放熱フィンは、バックシート及び前記バックシート上に櫛状に配列される複数のフィンを含み、前記蓋板は、前記放熱フィンに固定接続し、前記放熱フィン上のフィンは、前記バックシートと前記蓋板との間に位置し、前記バックシートと、前記フィンと、前記蓋板との間に通気路を形成する。
【０００７】
任意に、本発明の実施例に提供された上述の放熱板を採用し、それを動力電池システムに応用する場合に、金型で該放熱フィンを成形する時、更にフィンの厚さを小さくして、放熱フィンの放熱面積を増加し、放熱板内部は、高密度である中空構造をなすことができ、放熱効率を向上させ、有限の体積内に放熱フィンの放熱表面及び放熱効果を最大限に向上させ、バッテリーの充放電倍率を向上させる。また、放熱板の体積を効率的に減少する。蓋板を増加するため、力を各フィンに分散することができるので、放熱板全体の構造強度を効率的に向上させる。重力、振動、衝撃等を受ける場合に、動力電池システムのケースの一部として、バッテリーを破壊しないように保護することができる。
【０００８】
任意に、前記放熱フィンと前記蓋板とは、溶着、熱伝導ペーストによる接着方式または機械的固定方式うちのひとつまたは複数の組み合わせにより、固定接続することができる。これにより、放熱フィンと蓋板との固定接続の信頼度を効率的に保証することができる。
【０００９】
任意に、前記蓋板は、内面及び外面を含み、前記蓋板の内面上に、複数のフィンに整合する凹溝が形成され、前記フィンの自由端が前記蓋板上の凹溝内に挿入される。上述の凹溝とフィンとが接続する固定方法を採用することにより、その固定接続効果を更に強めることができる。
【００１０】
任意に、前記放熱フィン上のバックシートの左右両側は、上に折り曲げ、両側に下側面が形成され、前記蓋板の左右両側は、下に折り曲げ、両側に上側面が形成され、前記放熱フィンの左右両側の下側面は、前記蓋板の左右両側の下側面に係合接続し、中空状構造を形成し、前記放熱フィン上のフィンが前記中空状構造内に設置される。
【００１１】
任意に、前記放熱フィンのバックシートの裏面に、縦方向に複数の熱管が設置される。上述の熱管により、バッテリー上の吸込口と吹出口との温度の整合性を実現することができる。
【００１２】
任意に、前記放熱フィンのバックシート裏面上に、複数の半導体暖房冷房チップが設置される。上述の半導体暖房冷房チップを採用することにより、限界条件で電池セルの温度を補助的に調整し、例えば、低温条件でのバッテリーへの暖房、限界高温条件での風冷増加という機能を実現することがきる。
【００１３】
任意に、前記放熱板のバックシート裏面に、絶縁保護塗り層が塗布される。
【００１４】
任意に、前記絶縁保護塗り層の厚さは、０．０５−１ｍｍである。
【００１５】
任意に、前記フィンの厚さは、０．８−１．５ｍｍであり、任意に、隣接する２つの前記フィンの間の距離は、２−４ｍｍである。
【００１６】
本発明の実施例の第２の態様は、動力電池システムを提供し、前記動力電池システムは、バッテリー及び放熱モジュールを含み、任意に、前記放熱モジュールは、上述の放熱板を含む。
【００１７】
本発明の実施例に提供される上述の動力電池システムは、その内に上述の放熱板を使用するため、放熱板の優れる性能を継承し、その動力電池システムの放熱効率を効率的に向上させ、バッテリーの充放電倍率を向上させる。また、放熱板の体積を効率的に減少する。放熱板内に蓋板が増加されるため、力を各フィンに分散することができるので、放熱板全体の構造強度を効率的に向上させる。重力、振動、衝撃等を受ける場合に、動力電池システムケースの一部として、バッテリーを破壊しないように保護することができる。
【００１８】
任意に、前記バッテリーは、枠及び前記枠内に取り付けられる複数の電池セルを含み、前記バッテリーは、上面、下面、左側面、右側面、前端面及び後端面を含み、前記バッテリーの上面及び下面のいずれにも前記放熱板が取り付けられる。
【００１９】
任意に、前記放熱モジュールは、前記バッテリーの前端面上に取り付けられ、前記ファン保護カバー上に冷却ファンが取り付けられるファン保護カバーを更に含む。
【００２０】
任意に、前記枠は、前記バッテリーの左側面、右側面に位置する２つの側枠、及び前記バッテリーの前端面及び後端面に位置する２つの端枠を含み、前記端枠及び側枠は、ロ字形に囲み、前記電池セルは、２つの前記側枠の間に横に設置され、その上の電極端子が前記側枠内に入り込まれる。
【００２１】
任意に、前記側枠は、複数の接合ユニットにより接合してなる。
【００２２】
任意に、前記接合ユニット上に、係合雄端及び係合雌端が設置され、隣接する前記接合ユニット上の前記係合雄端と前記係合雌端とは、お互いに係合接続する。
【００２３】
任意に、前記接合ユニット上に、プラグ及びスロットが更に設置され、隣接する前記接合ユニット上の前記プラグと前記スロットとは、お互いに相互係合挿着する。
【００２４】
任意に、前記接合ユニットは、中心対称をなす。
【００２５】
任意に、前記放熱モジュールは、更に左通気路カバー及び右通気路カバーを含み、前記左通気路カバー及び前記右通気路カバーは、前記側枠の外に取り付けられ、前記側枠と組み合わせて左側通気路及び右側通気路を形成する。
【００２６】
任意に、前記電池セルの外は、絶縁保護膜により被覆され、前記上放熱板と前記バッテリーの上面との間、及び前記下放熱板と前記バッテリーの下面との間のいずれにも、熱伝導絶縁層が設置される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態において提供される放熱板の分解斜視模式図である。
【図２】本発明の実施の形態において提供される放熱板の斜視模式図である。
【図３】図１におけるＡ位置の拡大模式図である。
【図４】本発明の実施の形態において提供される放熱板の正面模式図である。
【図５】図４におけるＢ位置の拡大模式図である。
【図６】本発明の実施の形態において提供される放熱板の模式図である。
【図７】本発明の実施の形態において提供される動力電池システムの斜視模式図である。
【図８】本発明の実施の形態において提供される動力電池システムの後 面模式図である。
【図９】本発明の実施の形態において提供される動力電池システムの部分分解模式図である。
【図１０】本発明の実施の形態において提供される枠の斜視模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態において提供される接合ユニットの斜視模式図である。
【図１２】本発明の実施の形態において提供される接合ユニットの中心対称模式図である。
【図１３】本発明の実施の形態において提供される側板の斜視模式図である。
【図１４】本発明の実施の形態において提供される側板が中心対称模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明が解決する技術的課題、技術案及び作用効果を更に明確にするために、以下、図面及び実施例を組み合わせて、本発明を更に詳しく説明する。ここで説明する実施例は、本発明を解釈するためだけに用いられ、本発明を限定するものと理解されてはならない。
【００２９】
実施例１
本実施例は、本発明に開示される放熱板１について、具体的に説明する。図１、図２に示すように、放熱フィン１２及び蓋板１１を含み、放熱フィン１２は、バックシート１２０及びバックシート１２０上に櫛状に配列される複数のフィン１２ａを含む。
【００３０】
蓋板１１は、放熱フィン１２に固定接続され、放熱フィン１２上のフィン１２ａは、バックシート１２０と蓋板１１との間に位置し、バックシート１２０、フィン１２ａ及び蓋板１１の間に通気路を形成する。
【００３１】
冷却媒体は、該通気路に流れることができ、これにより、冷却媒体は、該放熱板１と熱交換することができる。
【００３２】
蓋板１１と放熱フィン１２との間の固定接続方法について、種々の方法が可能であり、例えば、放熱フィン１２と蓋板１１とは、溶着、熱伝導ペーストによる接着または機械的固定方式の１種または複数種の組み合わせにより、固定接続することができる。溶着は、半田付け、高分子拡散接合等であってもよいが、これらに限らない。熱伝導ペーストによる接着は、熱伝導率、接着強度、老化性等の要求を満足する各ブランドの熱伝導接着材料、例えば熱伝導シリカゲルを採用することができる。機械的固定方式は、ねじ、リベット、締り嵌め等の方法であってもよい。３種類の固定方法は、単独的で、または組み合わせて用いることができ、これにより放熱フィン１２と蓋板１１との固定接続の信頼度を保証する。
【００３３】
任意的に、フィン１２ａの厚さは、０．８−１．５ｍｍにすることができ、キャビティの幅（または通気路の幅）、すなわちフィン１２ａとフィン１２ａとの間の距離は、２−４ｍｍであることができ、フィン１２ａのアスペクト比は、２５：１になることができ、風抵抗が一定の要求を満足する場合に、放熱板１内部が高密度である中空構造をなし、有限の空間で最大の放熱効果を実現するように、フィン１２ａの放熱面積を最大限に高める。
【００３４】
一般的に放熱板１全体の寸法は、特に限定されなく、例えば、一般的にその厚さは、約３０〜６０ｍｍであり、該放熱板１の長さ及び幅は、バッテリー２の大きさに依存する。
【００３５】
当業者は、本発明の実質的技術案を理解する上、創造的労力を要しなく、放熱板１の外観、内部フィン１２ａ及び通気路の寸法を合理的に設計することにより、有限の空間で放熱効率を最大限に高め、且つ接続シートの温度サンプル点の温度を電池の実際な温度にほぼ一致させることができる。
【００３６】
その接続強度を更に向上させるように、好ましい実施の形態として、図３−図５に示すように、蓋板１１は、内面及び外面を含み、蓋板１１内面上に、複数のフィン１２ａと整合する凹溝１１ａが形成される。
【００３７】
フィン１２ａの自由端が蓋板１１上の凹溝１１ａ内に挿入される。フィン１２ａの一端は、該バックシート１２０に一体に接続され、該端は、基端と呼ばれ、基端に対する他端は、自由端と呼ばれる。
【００３８】
上述の凹溝１１ａとフィン１２ａとを接続するような固定方法を採用することで、その固定接続効果を更に向上させることができ、また、該フィン１２ａが該凹溝１１ａに挿入される場合に、熱伝導ペーストを組み合わせて接着することが好ましく、該凹溝１１ａは、熱伝導接着剤の付着力を向上させ、蓋板１１とフィン１２ａとの間の接着信頼度を向上させることに寄与する。
【００３９】
該放熱フィン１２及び蓋板１１の具体的な形状について、好ましい実施の形態として、図１、図２、図４に示すように、放熱フィン１２上のバックシート１２０の左右両側は、上に折り曲げ、両側に下側面１２１が形成され、該下側面１２１は、バックシート１２０の一部であり、放熱フィン１２全体は、一体に成形する。該バックシート１２０は、下部が平板状の本体、及び該平板状本体の両側から上に折り曲げ張り出す下側面１２１であると理解することができる。
【００４０】
蓋板１１の左右両側が下に折り曲げ、両側に上側面１１２が形成され、その蓋板１１は、一体型であり、その上側面１１２は、蓋板１１の一部であることができ、読者が誤解することを回避するために、図１、図２に示すように、該蓋板１１は、平板状の本体及びその本体の両側から下に折り曲げる上述の上側面１１２であると理解することができ、該本体とバックシート１２０上の本体とを区別するために、該蓋板１１上の本体をトップシート１１１と呼び、すなわち２つの上述の上側面１１２は、トップシート１１１両側に位置する。
【００４１】
放熱フィン１２の左右両側の下側面１２１は、蓋板１１の左右両側の上側面１１２に係合接続され、中空状構造になり、放熱フィン１２上のフィン１２ａが中空状構造内配置される。
【００４２】
図１、図２に示すように、その放熱フィン１２上の４つの角に、バッテリー２と係合取り付けるための逃がし切欠１２２が更に設置される。
【００４３】
図６に示すように、その放熱効果を更に高めるために、放熱フィン１２のバックシート１２０の裏面に縦方向に複数の熱管１２ｃを設置することが好ましい。バッテリー２上の吸込口及び吹出口の温度の整合性を実現する。具体的に、複数の熱管１２ｃは、図中の左右方向に延在し、該放熱フィン１２のバックシート１２０の裏面上に平行に設置される。
【００４４】
図６に示すように、その放熱効果をより更に高めるために、限界条件で電池セル２０の温度を補助的に調整し、例えば、低温条件でバッテリーを暖房し、限界高温条件で風冷を強める機能を実現する。放熱フィン１２のバックシート１２０の裏面上に、複数の半導体暖房冷房チップ１２ｄを設置してもよい。上述の半導体暖房冷房チップ１２ｄは、周知なように、アレー分布である方式で該放熱フィン１２のバックシート１２０の裏面に分布することが好ましい。また、バッテリーの温度場分布によって適当に調整することができる。バッテリー２を単独で用いる場合に、上述の半導体暖房冷房チップ１２ｄは、電池セル２０から電気を取得し、ＢＭＳ（電池管理システム）により発停及び冷房／暖房の電力を制御することができる。電池セル２０が直並列で大システムに用いられる場合に、半導体暖房冷房チップ１２ｄは、ＢＭＳハーネス用補助電源により給電され、発停状態及び冷房／暖房の電力を制御することができる。
【００４５】
更に好ましい実施の形態として、図９を参照し、放熱板１のバックシート１２０裏面に、絶縁保護塗り層１３が塗布される。その中、絶縁保護塗り層１３の厚さは、  ０．０５−１ｍｍであり、更に好ましくは０．１−０．５ｍｍであり、その中、上述の絶縁保護塗り層１３は、セラミック焼結層、熱伝導絶縁ペースト溶射層（常温溶射または熱溶射）及び／又は熱伝導絶縁ペースト浸積等の塗り層であってもよい。放熱フィン１２のバックシート１２０裏面（本実施例に記載のバックシート１２０は、その底面両側から上に折り曲げて形成される下側面１２１を含む場合に、裏面もその底面両側から上に折り曲げる下側面１２１の裏面を含む。
【００４６】
該バックシート１２０のフィン１２ａと接続する表面が内面である場合、バックシート１２０上の該内面と相対する他表面は、外面であり、裏面と呼ばれると理解してもよく、）は、電池セル２０ケースと接触する可能性があり、短絡、漏電等の現象が発生しやすいので、そのバックシート１２０の裏面に、セラミックス溶射焼結プロセスにより、１層のセラミック焼結層を形成し、または熱伝導ペースト溶射（常温溶射または熱溶射）、熱伝導絶縁ペースト浸積等のプロセスにより、１層の高熱伝導率、高強度（耐摩耗、付着力、衝撃強度、抗老化性が優れる）等の優れる性能を有する絶縁保護塗り層１３を形成することができ、放熱板１と電池セル２０ケースとの間には、十分な信頼性のある絶縁性能を有することを保証し、熱抵抗を最大限に減少し、放熱効率を向上させる。バッテリー２の漏電及び放熱板１の短絡のリスクを効率的に回避し、動力電池システムの信頼度を向上させる。好ましくは、その厚さが０．２−１ｍｍであり、熱伝導率＞４ｗ／ｍＫ（Ｗ／（Ｍ・Ｋ））であり、耐圧＞ＡＣ５０００Ｖである。
【００４７】
本実施例に提供される上述の放熱板１を、動力電池システムに用いる場合に、金型で該放熱フィン１２を成形する時、フィン１２ａの厚さを小さくし、放熱フィン１２の放熱面積を増加し、放熱板１内部が高密度である中空構造をなすようにし、放熱効率を向上させ、有効な体積内に放熱フィン１２の放熱表面及び放熱効果を最大限に向上させ、バッテリー２の充放電倍率を向上させる。放熱板１の体積も効率的に減少される。蓋板１１を増加するために、力を各フィン１２ａに分散することができるので、放熱板１全体の構造強度を効率的に向上させる。重力、振動、衝撃等を受ける場合に、動力電池システムケースの一部として、バッテリー２を破壊しないように保護することができる。
【００４８】
実施例２
以下、本発明に提供される１つの実施例の動力電池システムについて、具体的に説明する。前記動力電池システムは、バッテリー２及び放熱モジュールを含み、その中、放熱モジュールは、上述の実施例１に説明する放熱板１である。
【００４９】
具体的に、バッテリー２は、枠及び枠内に取り付けられる複数の電池セル２０を含み、バッテリー２は、上面、下面、左側面、右側面、前端面及び後端面を含み。バッテリー２の上面及び下面のいずれにも放熱板１が取り付けられ、それぞれ上放熱板１ａ及び下放熱板１ｂと呼ばれ、放熱モジュールは、更にファン保護カバー３を含み、ファン保護カバー３は、バッテリー２の前端面上に取り付けられ、ファン保護カバー３に、上取り付ける冷却ファン３１が取り付けられる。
【００５０】
放熱効率を向上させるために、該放熱板１の材質は、金属材質、例えばアルミニウム合金ＡＬ  ６０６１またはＡＬ６０６３または銅等である。
【００５１】
上述の電池セル２０について、任意に、リチウムカチオン電池を採用することができ、更に任意に、その中のリン酸鉄リチウム電池を採用することができる。
【００５２】
上述のファン保護カバー３内には、上述の上放熱板１ａ及び下放熱板１ｂと連通し、冷却媒体は、上放熱板１ａと下放熱板１ｂ内のフィン１２ａとの間の通気路に流れることができる。
【００５３】
バッテリー２の外部は、各放熱モジュールの部材により被覆されるので上述の上面、下面、左側面、右側面、前端面及び後端面のいずれも標記していないが、当業者が本バッテリー２を理解することを妨げない。図７に示すように、バッテリー２上の、ファン保護カバー３が取り付けられる表面は、前端面であり、該前端面と反対する表面は、後端面であり、紙面上部に沿う面は、上面であり、紙面下部に沿う面は、下面であり、前端面左右側にある表面は、左側面及び右側面である。
【００５４】
上述の上放熱板１ａ及び下放熱板１ｂを採用することにより、バッテリー２における電池セル２０に発生する熱量を奪い、且つ冷却ファン３１により放熱板１内に空気を駆動して熱交換を行い、電池セル２０に発生する熱量の大部分を放出することができ、冷却の作用を奏することができる。
【００５５】
よく知られるように、電池セル２０上には、電極端子、例えば、正極端子及び負極端子が設置され、バッテリー２の動作中、大量の熱を放出し、この部分の熱量を放出する必要もあるので、バッテリー２の左右側面に冷却通気路、すなわち左通気路及び右通気路を更に形成することができ、電極端子は、該左通気路または右通気路、または左、右通気路内に設置される。左、右通気路の設置は、電極端子の位置によって決まる。複数の電池セル２０は、直列または並列または混合配列した後、図７に示すように、電池セル２０の前記電極端子は、電極接続シートによって接続され、そのファン保護カバー３一側から第１の電極２ａ及び第２の電極２ｂを引き出し、その中、第１の電極２ａが正極である場合に、第２の電極２ｂが負極であり、あるいは、第１の電極２ａが負極である場合に、第２の電極２ｂが正極である。
【００５６】
図８に示すように、冷却媒体（本実施例において、空気、または風と俗称される）の流れは、具体的に限らなく、ファン３１の作業状態によって、バッテリー２内に送風し、あるいはファン３１の回動により、バッテリー２内に負圧を形成し、バッテリー２裏面（即ち、後端面）に吸込口を設置することにより、冷却媒体を、通気路内に吸込して熱交換を行い、好ましくは後者の方法を採用して熱交換を行う。例えば、その左通気路カバー４の上カバーに、左吸込口４１を設置し、その右通気路カバー５上に、右吸込口５１を設置する。その上放熱板１ａ、下放熱板１ｂの後側に、上吸込口、下吸込口を設置する。
【００５７】
好ましい実施の形態として、図９に示すように、電池セル２０の外には、絶縁保護膜２ｃにより被覆され、上放熱板１ａとバッテリー２の上面との間、及び下放熱板１ｂとバッテリー２の下面との間のいずれにも熱伝導絶縁層２ｄが設置される。
【００５８】
図９に示すように、上述の方法を採用し、放熱モジュールの放熱板１と電池セル２０との間に３重絶縁構造、例えば、電池セル２０の外に被覆される絶縁保護膜２ｃ、放熱板１とバッテリー２との間に設置される熱伝導絶縁層２ｄ、及び放熱板１のバックシート１２０裏面に設置される絶縁保護塗り層１３を増加する。各重の耐圧は、それぞれＡＣ５０００Ｖ以上である。バッテリー２を最大限保護する。
【００５９】
具体的に、図１０に示すように、枠は、バッテリー２の左側面と右側面とに位置する２つの側枠２２、及びバッテリー２の前端面と後端面とに取り付けられる２つの端枠２１を含み、上述の端枠２１及び側枠２２は、ロ字形に囲む。電池セル２０は、２つの側枠２２の間に横に設置され、その上の電極端子が側枠２２内に入り込まれる。
【００６０】
図７に示すように、放熱モジュールは、左通気路カバー４及び右通気路カバー５を含み、左通気路カバー４及び右通気路カバー５は、側枠２２の外に取り付けられ、側枠２２と組み合わせて左側通気路及び右側通気路を形成する。
【００６１】
具体的に、図１０、図１１に示すように、側枠２２は、複数の接合ユニット２２０により接合してなる。接合ユニット２２０に、係合雄端ａ、係合雌端ｂが設置され、隣接する接合ユニット２２０上の係合雄端ａと係合雌端ｂとは、お互いに係合接続される。接合ユニット２２０上に、プラグｃ及びスロットｄが更に設置され、隣接する接合ユニット２２０上のプラグｃとスロットｄとは、お互いに係合挿着する。該プラグｃ及びスロットｄは、主に位置決め回動防止作用を奏する。
【００６２】
上述の接合ユニット２２０により接合してなる側枠２２は、そのモジュール直列セルの数量が限らないので、金型を変更しなく構造部材を増加しない場合に、大きさの異なる側枠２２に組み合わせ、すなわち、金型を変更しなく構造部材を増加しない場合に、異なる枠に組み合わせることができる。
【００６３】
具体的に、図１３に示すように、端枠２１上にも、係合雄端ａ、係合雌端ｂ、プラグｃ及びスロットｄが設置される。端枠２１上の係合雄端ａと接合ユニット２２０上の係合雌端ｂとは、係合接続され、端枠２１上の係合雌端ｂと接合ユニット２２０上の係合雄端ａとは、係合接続される。端枠２１上のプラグｃと接合ユニット２２０上のスロットｄとは、挿着し、端枠２１上のスロットｄと接合ユニット２２０上のプラグｃとは、挿着する。上述の端枠２１、及び複数のプラグｃと接合ユニットにより接合してなる側枠２２を採用することにより、全部の部材の間には、係合及び挿着である方法により取り付けて一体となり、最後に、側枠２２と端枠２１との間には、ストラップにより締め、電池セル２０に対して信頼度のある固定作用を奏する。
【００６４】
その中、その係合接続の効果を更に強めるために、更に係合雄端ａに係止溝ａ１を設置し、係合雌端ｂ上に、該係止溝ａ１に配置される係止ブロックｂ１を設置することができる。
【００６５】
その中、より更に、図１２に示すように、接合ユニット２２０は、中心対称をなすことができる。図１４に示すように、端枠２１は、中心対称をなすことができる。上述の側枠２２と端枠２１とのいずれも中心対称構造を採用し、該構造は、主体構造部材の数量を最小限に低減し、強い互換性を有する。側枠２２、端枠２１、及び側枠２２における各接合ユニット２２０の間の各配置面のいずれにも、１対の係合固定構造（例えば、係合雄端ａと係合雌端ｂ）及び１対の位置決めピン回転防止（例えば、上述のプラグｃとスロットｄ）構造を有し、４点の位置決め固定を形成し、ストラップが締める前に、搬送、反転の間にバッテリーが潰れることを回避する。
【００６６】
以下、その放熱モジュールの具体的な作業過程を説明する。
【００６７】
図８に示すように、ファン３１が高速に旋回してファン保護カバー３内に負圧を形成するので、ファン保護カバー３と吸込口との間の差圧は、外部の冷気を４つの通気路口から進入させ、それぞれ上放熱板１ａ、下放熱板１ｂ内の通気路、左側通気路、右側通気路を流れる。左側通気路及び右側通気路において、冷却媒体と電極接続シートとは、熱交換を行い、同時に電池セル２０の金属ケースに放出される熱量は、放熱フィン１２と放熱板１における通気路内の冷却媒体により熱交換を行い、十分な放熱を実現するので、電極接続シートの温度サンプル点と電池セル２０の実温度とが近づけ、これにより温度サンプル点データの有効性を保証する。
【００６８】
同一の試験条件で、該放熱モジュールを有する動力電池システムと、放熱モジュールを有しない動力電池システムとの比較試験により、環境温度２３℃である恒温環境で、放熱モジュールを有しない２００Ａ動力電池システムは、１Ｃ無中断サイクルを行う時、平衡温度の最高値は、５８℃と高く、該放熱モジュールを有する動力電池システムは、２Ｃ無中断サイクルを行う時、その平衡温度の最高値は、４８℃しかなく、２．５Ｃ無中断サイクルでの平衡温度の最高値は、５５℃であり、充放電倍率は、１倍以上を高めることができ、２．５倍率と高く、４Ｃ変調状況での電池セル２０の最高温度は、４０℃以内に維持することができ、同時に、モジュールの内部は、より良好な温度整合性を有する。従って、該放熱モジュールは、直接に高出力周波数変調発電所に応用されることができ、電池作業が制御可能な温度範囲にあることを保証し、エネルギー貯蔵システムの使用寿命を向上させる
【００６９】
以上をまとめると、本実施例に供される上述の動力電池システムは、その内に上述の放熱板１を使用するために、放熱板１の優れる性能を継承するので、その動力電池システムの放熱効率を効率的に向上させ、バッテリー２の充放電倍率を効率的に向上させ、また、放熱板の体積を効率的に減少する。放熱板１内に蓋板１１が増加されるため、力を各フィン１２に分散することができ、放熱板１全体の構造強度を効率的に向上させる。このようにして、重力、振動、衝撃等を受ける場合に、放熱板１は、動力電池システムケースの一部として、バッテリー２を破壊しないように保護することができる。
【００７０】
上記実施の形態は、本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明を限定するものではなく、本発明の原理及び主旨から逸脱しない範囲での各種の変化、修正、切り替え及び変形は、本発明が保護する範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７１】
１  放熱板
１ａ  上放熱板
１ｂ  下放熱板
１１  蓋板
１１１  トップシート
１１２  上側面
１１ａ  凹溝
１２  放熱フィン
１２０  バックシート
１２１  下側面
１２２  逃がし切欠
１２ａ  フィン
１２ｃ  熱管
１２ｄ  半導体暖房冷房チップ
１３  絶縁保護塗り層
２  バッテリー
２ａ  第１の電極
２ｂ  第２の電極
２ｃ  絶縁保護膜
２ｄ  熱伝導絶縁層
２０  電池セル
２１  端枠
２２  側枠
２２０  接合ユニット
３  ファン保護カバー
３１  ファン
４  左通気路カバー
４１  左吸込口
５  右通気路カバー
５１  右吸込口  
ａ  係合雄端
ｂ  係合雌端
ｃ  プラグ
ｄ  スロット
ａ１  係止溝
ｂ１  係止ブロック
【国際調査報告】
2018503934.tif 000017
2018503934.tif 000018
2018503934.tif 000019
2018503934.tif 000020
2018503934.tif 000021
2018503934.tif 000022