CN106207042A - 一种电池模块及汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池模块及汽车，其中，该电池模块包括：多个并列排布的圆柱电芯、插设于圆柱电芯之间的多根热管、液冷板以及用于容置固定圆柱电芯与热管的固定支架，多根热管的冷却端分别与液冷板连接；液冷板盖设于固定支架的顶面，形成一内置圆柱电芯和热管的封闭空间；其中，固定支架中容置热管的空间内填充有导热胶。本发明实施例提供的电池模块及汽车，在保证结构密封性的基础上，提升了冷却效率，具备良好的散热能力，且能够保证电池模块内温度分布均匀和稳定，能够降低电池模块热失控发生几率，提高了电池模块环境适应能力以及安全性；另外，该电池模块装配效率高。

Description

一种电池模块及汽车
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别是指一种电池模块及汽车。
背景技术
面对全球范围的温室效应与化石能源短缺的局面，降低碳排放量，寻求新能源被各国提升到了前所未有的战略高度。新能源汽车由于其能源清洁、无污染排放等优势在全球性资源紧缺与环境恶化的背景下从概念走向产业蓬勃发展起来，而作为新能源汽车核心环节的动力电池也迎来了较好的发展机遇。但动力电池性能对温度变化敏感，特别是车辆上运用的大容量、高功率的动力电池，由于装载空间有限，需用数量较大，故排列紧密。在车辆不同行驶状态下电池以不同产热速率产生大量热，加上时间积累和空间积累，造成电池热量分布不均，降低电池充放电循环效率，进而影响电池功率和能量发挥，严重时还会导致热失控，严重影响电池寿命并给使用带来安全威胁。因此，动力电池热管理问题严重制约着电动汽车等的发展。
目前通常使用空气冷却技术和液冷技术对电池进行散热处理，其中空冷技术面临着与电池壁面换热系数低，冷却速度慢，效率低等问题，液冷技术也面临着液冷板无法与每一个电芯良好接触，冷却过程中造成温度差，直接降低电芯的性能，由此可知，现有技术中，电池模块冷却效率低以及内部温度分布不均，由此导致电池模块环境适应性差，在出现严重情况时，甚至可能引起电池组热失控的危险。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电池模块及汽车，以解决现有技术中电池模块冷却效率低以及内部温度分布不均的问题。
第一方面，本发明实施例提供一种电池模块，该电池模块包括：多个并列排布的圆柱电芯、插设于圆柱电芯之间的多根热管、液冷板以及用于容置固定圆柱电芯与热管的固定支架，多根热管的冷却端分别与液冷板连接；液冷板盖设于固定支架的顶面，形成一内置圆柱电芯和热管的封闭空间；其中，固定支架中容置热管的空间内填充有导热胶。
其中，固定支架包括：第一固定部以及与第一固定部对合连接的第二固定部，液冷板盖设于第一固定部的顶面，第一固定部和第二固定部上对应开设有多个相互连通、用于容置固定圆柱电芯的电芯限位固定孔，第一固定部和第二固定部上对应开设有多个相互连通、用于插设热管的热管固定孔。
其中，每一热管固定孔的周边均匀饶设有至少两个电芯限位固定孔。
其中，热管固定孔与热管之间留有间隙，间隙内填充导热胶。
其中，导热胶的导热率不小于1W/(m*K)。
其中，第二固定部上设置有多个分别与热管固定孔连通的限位导向槽，限位导向槽限位固定热管，其中，限位导向槽的个数与热管固定孔的个数相同。
其中，第一固定部上设置有多个分别与电芯限位固定孔连通的电芯极柱孔，电芯极柱孔内设置有用于多个圆柱电芯串并联的连接件，其中，电芯极柱孔的个数与电芯限位固定孔的个数相同。
其中，电芯极柱孔的截面面积小于电芯限位固定孔的截面面积。
其中，热管的管壳采用铝合金材质制成。
其中，液冷板的壳体采用铝合金材质制成。
第二方面，本发明实施例提供一种汽车，该汽车包括上述的电池模块。
与现有技术相比，本发明实施例提供的电池模块及汽车，通过插设于圆柱电芯之间的热管对圆柱电芯产生的热量进行吸收，并将热量传至液冷板导出电池模块，电池模块在保证结构密封性的基础上，提升了冷却效率，具备良好的散热能力，且能够保证电池模块内温度分布均匀和稳定，能够降低电池模块热失控发生几率，提高了电池模块环境适应能力以及安全性；并且，通过固定支架中容置热管的空间内填充的导热胶，进一步提高热管的热量吸收效率，提高冷却效率；另外，该电池模块装配效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1表示本发明实施例提供的电池模块的一种结构示意图；
图2表示本发明实施例提供的电池模块的一种剖面示意图；
图3表示图2所示剖面示意图的局部放大图。
[主要附图标记说明]
10-电池模块，11-圆柱电芯，12-热管，13-液冷板，131-冷却液进口，132-冷却液出口，14-固定支架，141-第一固定部，142-第二固定部，143-电芯限位固定孔，144-热管固定孔，145-限位导向槽，146-电芯极柱孔。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
图1示出的是本发明实施例提供的电池模块的结构示意图，图2示出的是本发明实施例提供的电池模块的一种剖面示意图，图3示出的是图2所示剖面示意图的局部放大图。
请参见图1，其示出的是本发明实施例提供的电池模块的结构示意图，本发明实施例提供一种电池模块，该电池模块10包括：多个并列排布的圆柱电芯11、插设于圆柱电芯11之间的多根热管12、液冷板13以及用于容置固定圆柱电芯11与热管12的固定支架14，多根热管12的冷却端分别与液冷板13连接；液冷板13盖设于固定支架14的顶面，形成一内置圆柱电芯11和热管12的封闭空间；其中，固定支架14中容置热管12的空间内填充有导热胶。
本发明实施例中，该电池模块10包括圆柱电芯11、多根热管12、液冷板13以及固定支架14；固定支架14容置固定圆柱电芯11和热管12，同时多根热管12插设于并列排布的圆柱电芯11之间，以使热管12的蒸发端吸收圆柱电芯11使用中产生的热量；液冷板13盖设于固定支架14的顶面以使电池模块10内部形成为封闭空间，保证电池模块10的密封性；多根热管12的冷却端分别与液冷板13连接，从而使热管12的蒸发端吸收的热量通过冷却端传递至液冷板13，使热量得以通过液冷板13导出电池模块10。这里，热管12的冷却端与液冷板13连接，以使液冷板13可以增大热管12的冷却端的冷却面积，提高冷却效率；此外，液冷板13包括冷却液进口131和冷却液出口132，冷却液从冷却液进口131进入液冷板13，经液冷板内的冷却回路流动后由冷却液出口流出，从而使热管12的冷却端传递至液冷板13的热量及时导出电池模块10，并且使得电池模块10内的温度分布均匀，从而降低电池模块10热失控发生几率，提高电池模块10的环境适应能力以及安全性。此外，固定支架14上容置热管12的空间内填充有导热胶，通过导热胶良好的导热性，有效提高热管12对圆柱电芯11所产生热量的吸收效率，从而提高冷却效率；同时，利用导热胶良好的粘接性，使热管12与固定支架14牢固固定。
参见图1和图2，在一实施例中，固定支架14包括：第一固定部141以及与第一固定部141对合连接的第二固定部142，液冷板13盖设于第一固定部141的顶面，第一固定部141和第二固定部142上对应开设有多个相互连通、用于容置固定圆柱电芯11的电芯限位固定孔143，第一固定部141和第二固定部142上对应开设有多个相互连通、用于插设热管12的热管固定孔144。通过第一固定部141和第二固定部142的对合连接结构，使得圆柱电芯11的装配固定更为简单便利。其中，设置于第二固定部142上的电芯限位固定孔143以及热管固定孔144为盲孔。
另外，在一实施例中，为充分利用热管12的蒸发端吸收圆柱电芯11释放的热量，每一热管固定孔144的周边均匀饶设有至少两个电芯限位固定孔143，以使的每一热管12可以吸收周边饶设的至少两个圆柱电芯11产生的热量。其中，考虑结构设计合理性以及热量吸收效率，优选可以在每一热管固定孔144的周边均匀饶设四个电芯限位固定孔143。
参见图2和图3，在一实施例中，热管固定孔144与热管12之间留有间隙，间隙内填充导热胶。通过该导热胶良好的导热性，增大热管12对圆柱电芯11的吸热面积，提高热量的吸收效率，从而提高冷却效率；同时，利用导热胶良好的粘接性，使热管12可以牢固固定在热管固定孔144中。
另外，在一实施例中，为保证电池模块10的冷却效率，该导热胶的导热率不小于1W/(m*K)。
此外，参见图3，在一实施例中，为保证热管12插设至热管固定孔144的固定准确，并提高热管12的安装效率，第二固定部142上设置有多个分别与热管固定孔144连通的限位导向槽145，限位导向槽145限位固定热管12，起到导向和限位的作用；其中，限位导向槽145的个数与热管固定孔144的个数相同。
在一示例中，该电池模块10的装配过程如下：
首先，将多个圆柱电芯11装配于第二固定部142，再将第一固定部141对合连接，以使多个圆柱电芯11容置固定在第一固定部141和第二固定部142的电芯限位固定孔143内；然后，从第一固定部141的顶面往热管固定孔144内注入导热胶，在导热胶表干之前，将热管12(预先已经将热管12与液冷板焊接连接)插设入热管固定孔144，这里，通过限位导向槽145对热管12的装配进行导向和限位，从而提高热管12装配的安装效率；在热管12装配完成的同时，液冷板13盖设在第一固定部141的顶面，完成电池模块10的装配。其中，注入每一热管固定孔144(指第一固定部141和第二固定部142对合连接后的热管固定孔144)内的导热胶的胶量为(a-1.2b)至(a-1.1b)，这里，a表示每一热管固定孔144的体积，b表示每一热管12的体积，即每一热管固定孔144的导热胶的胶量为每一热管固定孔144的体积与每一热管12体积的1.1～1.2倍的差值。
其中，参见图1，在一实施例中，第一固定部141上设置有多个分别与电芯限位固定孔143连通的电芯极柱孔146，电芯极柱孔146内设置有用于多个圆柱电芯11串并联的连接件，其中，电芯极柱孔146的个数与电芯限位固定孔143的个数相同，电芯极柱孔146的截面面积小于电芯限位固定孔143的截面面积。这里，在将多个圆柱电芯11容置固定在电芯限位固定孔143后，将连接件设置于电芯极柱孔146内，以保证多个圆柱电芯11的串并联。
另外，在一实施例中，热管12的管壳采用铝合金材质制成。
在一实施例中，液冷板13的壳体采用铝合金材质制成。
在一实施例中，固定支架14采用绝缘的、阻燃等级为V-0级的塑料件制成。
另外，本发明实施例还提供一种汽车，该汽车包括上述的电池模块。该汽车本体的结构是现有技术，因此，本实施例中对于具体的电子设备的结构不再赘述。该汽车可以为电动汽车。
由于上述任一种所述电池模块具有前述技术效果，因此，具有该电池模块的汽车也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。
与现有技术相比，本发明实施例提供的电池模块及汽车，通过插设于圆柱电芯之间的热管对圆柱电芯产生的热量进行吸收，并将热量传至液冷板导出电池模块，电池模块在保证结构密封性的基础上，提升了冷却效率，具备良好的散热能力，且能够保证电池模块内温度分布均匀和稳定，能够降低电池模块热失控发生几率，提高了电池模块环境适应能力以及安全性；并且，通过固定支架中容置热管的空间内填充的导热胶，进一步提高热管的热量吸收效率，提高冷却效率；另外，该电池模块装配效率高。
应理解，说明书的描述中，提到的参考术语“一实施例”、“一个实施例”或“一些实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例或示例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一实施例中”、“在一个实施例中”或“在一些实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
另外，在本文中的一个或多个实施例中，诸如“包括”或“包含”用于说明存在列举的特征或组件，但不排除存在一个或多个其它列举的特征或者一个或多个其它组件。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种电池模块，其特征在于，所述电池模块包括：多个并列排布的圆柱电芯、插设于所述圆柱电芯之间的多根热管、液冷板以及用于容置固定所述圆柱电芯与所述热管的固定支架，所述多根热管的冷却端分别与所述液冷板连接；所述液冷板盖设于所述固定支架的顶面，形成一内置所述圆柱电芯和热管的封闭空间；其中，所述固定支架中容置所述热管的空间内填充有导热胶。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述固定支架包括：第一固定部以及与所述第一固定部对合连接的第二固定部，所述液冷板盖设于所述第一固定部的顶面，所述第一固定部和所述第二固定部上对应开设有多个相互连通、用于容置固定所述圆柱电芯的电芯限位固定孔，所述第一固定部和所述第二固定部上对应开设有多个相互连通、用于插设所述热管的热管固定孔。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其特征在于，每一所述热管固定孔的周边均匀饶设有至少两个所述电芯限位固定孔。
4.根据权利要求2所述的电池模块，其特征在于，所述热管固定孔与所述热管之间留有间隙，所述间隙内填充所述导热胶。
5.根据权利要求1或4所述的电池模块，其特征在于，所述导热胶的导热率不小于1W/(m*K)。
6.根据权利要求2所述的电池模块，其特征在于，所述第二固定部上设置有多个分别与所述热管固定孔连通的限位导向槽，所述限位导向槽限位固定所述热管，其中，所述限位导向槽的个数与所述热管固定孔的个数相同。
7.根据权利要求2所述的电池模块，其特征在于，所述第一固定部上设置有多个分别与所述电芯限位固定孔连通的电芯极柱孔，所述电芯极柱孔内设置有用于多个所述圆柱电芯串并联的连接件，其中，所述电芯极柱孔的个数与所述电芯限位固定孔的个数相同。
8.根据权利要求7所述的电池模块，其特征在于，所述电芯极柱孔的截面面积小于所述电芯限位固定孔的截面面积。
9.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述热管的管壳采用铝合金材质制成。
10.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述液冷板的壳体采用铝合金材质制成。
11.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括如权利要求1至10任一项所述的电池模块。
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