具体实施方式

图2显示本发明一实施例的电池模块的分解图。如图2所示，电池模块200包含一机壳230、多个电池芯211、一导风部212及一风扇213。于一实施例中，电池模块200还可以包含一辅助部件214。辅助部件214连接于该些电池芯211，辅助部件214可以为支撑该些电池芯211的支持件，其亦可以为用以帮助散热的散热件等。机壳230界定出一容置空间用以容置该些电池芯211、导风部212、风扇213及辅助部件214。一实施例中，机壳230可以包含一上盖231及一本体232，上盖231及本体232共同界定出该容置空间。风扇213设置成它的第一侧，面向机壳230的具有多个通风孔的一内侧面，而且风扇213的一第二侧面向导风部212。风扇213用以产生一气流以将空气从外部导入至机壳230内，导风部212设于风扇213及该些电池芯211之间且用以引导该气流，以产生一不均一流场，该不均一流场的气流，在一时间区间内对该些电池芯211的高温处提供较多气流且对该些电池芯211低温处提供较少气流。于另一实施例中，该不均一流场也可以针对该些电池芯211的高温处提供较大流速，针对该些电池芯211低温处提供较低流速。

为了使电池模块200内的温度更为平均，本发明一实施例提供一种电池模块200其具有不均一流场的流体导流结构，导风部212可以依据不同流场尺寸与风扇213位置而可有不同的形状、尺寸或数量，使原本由风扇213吹出的风场，经由导风部212而改变，并引导气流以产生一不均一流场。该不均一流场的气流，在一时间区间内对该些电池芯211的高温处提供较多气流且对该些电池芯211低温处提供较少气流。于另一实施例中，亦可以针对该些电池芯211的高温处提供较大流速，针对该些电池芯211低温处提供较低流速。依据前述实施例，可以较有效率地对电池芯211导热(加热或散热)，使电池芯211能在其正常工作区间温度下运行，并降低电池芯211间的温度差异以保持良好的供电效率与电池芯211寿命。

本发明一实施例，提供一种电池模块200的具有双通道风流的控制结构，具体而言，电池模块200包括一个或多个导风部212(air guider)。导风部212依据不同流场尺寸与风扇213的位置，而可以有不同的形状、尺寸及数量，使得散热结构的设计更为方便。设计上依据风扇213的数量与位置，以及流场尺寸，经由模拟计算及实验，而搭配出不均一流场。一实施例中，由于导风部212的设计的可变参数多，针对该些电池芯211的高温处提供较多气流或者较大流速，针对该些电池芯211的低温处提供较少气流或者较低流速，更易于找出最佳均匀电池温度分布，有效率地对电池模块200导热(加热或散热)。导风部213可配合风场吸或抽进行180度转向摆设。导风部213的尺寸与角度可配合电池温度场不均匀性设计需要进行缩放改变。

图3A显示本发明一实施例的导风部的后视角的立体图。图3B显示本发明一实施例的导风部的前视角的立体图。如图3A及图3B所示，一实施例中，导风部212包含一外罩310、一内罩330及至少一支撑板320。内罩330位于外罩310内，而且该些支撑板320连接于外罩310及内罩330之间，更具体而言，连接于外罩310的内侧面及内罩330的外侧面之间。内罩330的第一端界定一内层出风口331，其第二端界定一内层入风口332。内层入风口332的截面面积大于内层出风口331的截面面积。内层入风口332面向风扇213，而内层出风口331面向该些电池芯211的一迎风侧面，较佳地面向该迎风侧面的中间部分。由于导风部212的内层入风口332的截面面积大于它的内层出风口331的截面面积，因此可以将较多的风量引导至该些电池芯211的迎风侧面的中间部分，而能够对温度较高的中间部进行效率较高的散热。更具体而言，在电池模块200的内部产生不均一气流场，让温度较高部分的散热风量大于温度较低部分的散热风量，而能够达到使电池模块200的温度较均匀的散热效果。

再请参照图3A及图3B，导风部212具有两层风道亦即具有双通道，内罩330的中间为内层风道其为变径风道，内罩330及外罩310之间为外层风道其为锥形风道。内层风道设置在外层风道内。通过4个以上的支撑板320连接于内罩330及外罩310之间。此外，于一实施例中，导风部212可以与风扇213有一定距离(如下述图4(c))或是没有距离(如下述图4(b))。

图4显示现有技术及本发明不同实施例的电池模块的温度分布的比较图。如图4所示，图4(a)表示采用仅具有外罩的导风部的电池模块的温度分布。图4(b)表示采用具有外罩310及内罩330的导风部212，并且使内罩330紧贴于风扇213的电池模块的温度分布。图4(c)表示采用具有外罩310及内罩330的导风部212，并且使内罩330与风扇213间具有间隔的电池模块的温度分布。

图5显示本发明一实施例的电池模块的部分结构的侧视图。如图5所示，风扇213的中心为无风区大致为圆形且无风区半径为R1。风扇213的形成风的区域的外周大致为圆形且外径为R3。内罩330的中间为变径风道，内罩330的内层入风口332为圆形且入口半径为R2。以下，以内层入风口332的风场中心为基准，计算如下能够产生气流场的各区域的面积。

无风区的面积，亦即无气流的区域的面积A1为A1＝R1²×π。该无风区位于内层入风口332的截面内，且大致为圆形。

内罩330的变径风道的内层入风口332的能够接收气流的面积A2为A2＝R2²×π-R1²×π。内层入风口332大致为圆形。

风扇213能够产生气流的面积A3为A3＝R3²×π-R1²×π。

内罩330及外罩310之间为外层风道，其外层入风口342的能够接收气流的面积A4为A4＝R3²×π-R2²×π。外层入风口342大致为环形。

于一实施例中，较佳的情况是，将前述各面积的尺寸，设置成符合如下式：A3>A2>A1。于一实施例中，前述各面积的尺寸更进一步符合如下式：A2>A4。

图6显示本发明一实施例的风扇及多个电池芯之间的关系图。如图6所示，于一实施例中，内罩330的变径风道的内层出风口331为椭圆形，且椭圆内圈的短半轴的长度(高度)为a，长半轴的长度(宽度)为b。外层出风口341的外罩310的外侧边界的高度为h，宽度为w。较佳的情况是，外罩310的外侧边界的面积等于其所对应的该些电池芯211的部分的面积。亦即，该所对应的该些电池芯211的部分的高度为h，宽度为w。于一实施例中，较佳的情况是，以外罩310的外侧边界的中心为基准，外罩310的外侧边界与内罩330的内层出风口331，两者间的关系为以及其中，的区域对应于图6中虚线长方形的部分。

如上实施例所产生的效果为，在风扇213所吹出的风量中，导风部212将面积为A2＝R2²×π-R1²×π的风量(Air Volume，AV)，导引至内罩330的椭圆形的内层出风口331(其面积A7为A7＝a×b×π)，该风量AV吹至该些电池芯211中间部分的面积A5(A5＝a×b)，而且面积A5小于亦即温度较高的区域为该些电池芯211中间部分的面积A5，于本实施例中，导风部212让温度较高的区域能够有较多风量，使得该些电池芯211中间部分降温较大。将风扇213吹出的小于面积A4面积的风量，导引至温度较低区域的该些电池芯211的两侧边部分(其面积大于)。如此，能够使整个电池模块200内部的温度的均温性更佳。

依据本发明一实施例，导风部212的导流结构设计可以配合电池模块200产生的温度分布，不同温度分布可仅用不同形状的内罩330(内圈)对应，(一实施例中外罩310可以不需要特别改变)而能够达到双向二维空间控制风流。较佳的情况是，一实施例中，导风部212的内罩330的内层入风口332能够接收气流的“面积A2”大于内罩330及外罩310之间为外层风道其外层入风口342的能够接收气流的“面积A4”，亦即(R22×π-R12×π)＞(R32×π-R22×π)。

以下，以内层出风口331的风场中心为基准，计算如下能够产生气流场的各区域的面积。

内罩330及外罩310之间的外层出风口341的外侧边界的面积A6为A6＝w×h。

椭圆形的内层出风口331的面积A7为A7＝a×b×π。

内罩330及外罩310之间的外层出风口341的面积A8为A8＝A6-A7。

一实施例中，于导风部212中，内罩330的椭圆形的内层出风口331的“面积A7”小于内罩330及外罩310之间的外层出风口341的“面积A8”而且小于外罩310的外侧边界的面积A6。亦即，A7<A8而且A7<A6。一实施例中，当以及时，在该些电池芯211端的对应区域的面积，符合的条件。于一实施例中更符合另外，于一实施例中，导风部212的导流结构的中间出风口位置，根据电池模块200高温位置而调整，实质上会在电池模块200的中心。

依据前述设计，其效果图4的各实施例的模拟结果，如图4所示，经由导流结构的改变，针对该些电池芯211的高温处提供较多气流或者较大流速，针对该些电池芯211的低温处提供较少气流或者较低流速，让整个该些电池芯211降温后可以得到较佳的均温性。于图4的各图中，在中间部分颜色愈深的部分表示温度愈高的区域。比较图4(a)、图4(b)及图4(c)即可以得知，图4(b)及图4(c)实施例的电池模块200内的温度较图4(a)实施例更为平均。以下将更具体地说明，相关实施例的结构。

此外相同道理，若要以热风对该些电池芯211进行加热，可导引较少的热风(导流结构靠近风扇端的内圈较小)吹到该些电池芯211端较大区域(导流结构靠近电池端的内圈较大)的易发热区，让该些电池芯211升温后的均温性更佳。

综上所述，依据本发明一实施例，电池模块200包括一个或多个导风部212(airguider)。导风部212依据不同流场尺寸与风扇213的位置，而可以有不同的形状、尺寸及数量，使得散热结构的设计更为方便。风扇213的数量与位置，以及流场尺寸，能够搭配不同的形状、尺寸及数量的导风部212，而创造出不均流流场。由于导风部212的设计的可变参数多，针对该些电池芯211的高温处提供较多气流或者较大流速，针对该些电池芯211的低温处提供较少气流或者较低流速，更易于达到使电池模块200的温度分布更为平均，且较有效率地的对电池模块200导热散热。

一实施例中，靠近该些电池芯211端的内罩330的内层出风口331(内圈)为椭圆，而且内层出风口331的设计主要配合该些电池芯211产生的温度分布，不同温度分布可用不同形状的内层出风口331对应，达到双轴向二维空间控制风流。

一实施例中，要以热风对该些电池芯211加热时，可导引较少的热风(导风部212靠近风扇213端的内圈较小)吹到该些电池芯211端较大区域(导风部212靠近该些电池芯211端的内圈较大)的易发热区，并且让该些电池芯211升温后均温性更佳。一实施例中，导风部212可配合风场吸或抽、或者进行180度转向摆设。较佳的情况是，导风部212的尺寸与角度可配合该些电池芯211的温度分布，进行不均匀性设计，而依据需要进行缩放或改变。