CN106384858A - 一种集散热加热一体的圆柱动力电池模组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种集散热加热一体的圆柱动力电池模组，包括电芯下支架、电芯支架盖、若干圆柱动力电芯和加热装置，所述电芯下支架与电芯支架盖卡扣连接形成的盒体，盒体内部是圆柱动力电芯的安装空间，其特征在于，在相邻的两排或相邻的两列圆柱动力电芯之间设有导热管，在电芯下支架、圆柱动力电芯及导热管之间形成的组合体内填充有导热矽胶，电芯组通过导热矽胶与导热管紧密贴合，导热管为整体式结构，导热管的两端分别连接散热鳞片，导热管及散热鳞片形成电池包外部及内部散热结构，在盒体的上下表面设有加热装置。本发明达到良好的散热加热效果。

Description

一种集散热加热一体的圆柱动力电池模组
技术领域
本发明涉及电池能源领域，尤其涉及一种集散热加热一体的圆柱动力电池模组。
背景技术
随着资源的日益减少，能源已经难以满足人类的需求，储能（动力电池）以一种先进的科技进入人们的生活，对人类生存起着至关重要的作用。
不过动力电池工作电流大，产热量大，同时电池包处于一个相对封闭的环境，就会导致电池的温度上升。而通过电池材料的工作温度都不得高于60℃,但现在室外温度已可能接近40℃，同时电池本身产热量大，将导致电池的工作环境温度上升，而如果出现热失控，为了避免变成“烧烤”，给电池散热就尤为重要了。
电池包散热有主动和被动两种，两者之间在效率上有很大的差别。被动系统所要求的成本比较低，采取的措施也较简单，如现有储能电池的散热都采用空气自然散热冷却的方式者来达到降温的效果，这种散热方式，电池包在充放电过程中，产生大量的热量，无法及时散热，容易导致电池包的温度上升，影响电池包的使用性能，也可能会存在安全隐患。主动系统结构相对复杂一些，且需要更大的附加功率，但它的热管理更加有效。
现有技术中也有些新技术尝试，如CN201120133458.6《一体式车用动力电池组》，将组成动力电池组的各单体电池芯的电池芯壳体与散热片进行直接组合连接，导热管与散热片进行复合成为一体组成散热体。利用散热片和导热管直接对电池芯进行散热冷却，达到对每个电池芯壳体进行直接、统一、均匀降温冷却以及降温冷却盲区和死角的目的，保证了动力电池组的整体的使用性能和使用寿命。
CN201620176113.1《一种动力电池用温度调节装置》，包括散热装置壳体、驱动机构、动力电池组盒和控制器；所述散热装置壳体的两侧固定有驱动机构，驱动机构中安装有活塞，活塞的顶端通过绳与百合叶连接，且绳依次穿过两个定滑轮，所述百合叶安装在动力电池组盒的前表面上，动力电池组盒通过固定装置安装在散热装置壳体的内部，动力电池组盒的后身板上安装有冷却盘管，冷却盘管通过循环管与冷却器连接，所述散热装置壳体的前表面上安装有风扇，控制器通过螺钉固定在散热装置壳体的顶端。本发明的冷却和散热的效率较高，电池组的温度变化平缓，电池表面之间的温差能够保持在3℃以内，可以有效提高电池组的性能和使用寿命。
同时，锂离子电池的工作原理是内部的电解质通过化学反应的变化，在正负极出现电势差从而产生电流。在低温环境下电解质移动得相当慢，从而影响锂离子在正负极之间的转移活性，导致电池充放电性能下降。当锂电池在零摄氏度时，其容量会减少20%，当达到零下10摄氏度时，容量可能只有一半左右。因此，在低温环境下，电池又需要加热。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种集散热加热一体的圆柱动力电池模组。
为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为：
一种集散热加热一体的圆柱动力电池模组，包括电芯下支架、电芯支架盖、若干圆柱动力电芯和加热装置，所述电芯下支架与电芯支架盖卡扣连接形成的盒体，盒体内部是圆柱动力电芯的安装空间，在相邻的两排或相邻的两列圆柱动力电芯之间设有导热管，在电芯下支架、圆柱动力电芯及导热管之间形成的组合体内填充有导热矽胶，电芯组通过导热矽胶与导热管紧密贴合，导热管为整体式结构，导热管的两端分别连接散热鳞片，导热管及散热鳞片形成电池包外部及内部散热结构，在盒体的上下表面设有加热装置。
进一步，所述导热管顺着相邻的两排或相邻的两列圆柱动力电芯之间缝隙一排一排或一列一列缠绕在圆柱动力电芯之间缝隙中，形成带状折叠的整体式结构。
进一步，所述盒体前后侧分别或左右侧分别设有第一散热鳞片和第二散热鳞片；导热管的一端及同侧的折弯部位与第一散热鳞片连接，导热管的另一端及同侧的折弯部位与第二散热鳞片连接。
进一步，导热管的折弯部位采用过渡平板结构，过渡平板的平面与散热鳞片面接触连接。
进一步，在盒体的上下表面分别设有若干块汇流片，汇流片通过极耳垫片与圆柱动力电芯的正负极形成串联或并联电路，在盒体的上下表面块汇流片外侧设有由加热片组成的加热装置。
进一步，各汇流片和加热片分别通过螺栓组件安装于盒体上下表面。
本发明通过灌导热矽胶到电芯胶壳、电芯、导热管组合体内，第一散热鳞片、第二散热鳞片分别通过螺丝锁固在电芯胶壳及胶壳盖上，使导热管与第一散热鳞片、第二散热鳞片紧密贴合，使电芯组的热量通过导热矽胶及导热管传导到散热鳞片增加散热面积，达到良好的散热效果，该结构使电芯具有良好的机械性能和散热功能， 并且利用导热矽胶导热好、 材料本身具有弹性的特点，使散热鳞片散热均匀，达到散热的效果。同时在盒体的上下表面汇流片外侧设有的加热片，加热效果好、易控制。
附图说明
图1为本发明的外形示意图。
图2为本发明的分解结构示意图。
图3为本发明的导热管和圆柱动力电芯分解结构示意图。
图4为本发明的电芯下支架安装结构示意图。
图中，电池模组100，加热片101，螺丝102，汇流片103，螺钉104, 第一散热鳞片105，电芯下支架106，圆柱动力电芯107，极耳垫片108，螺栓组件109，电芯支架盖110,导热管111，螺丝112、114，第二散热鳞片113， 导热矽胶115。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
实施例：参见图1。
一种集散热加热一体的圆柱动力电池模组，包括电芯下支架106、电芯支架盖110、若干组圆柱动力电芯107、加热片101，所述电芯下支架106及电芯支架盖110上,均匀设有若干组圆孔，电芯下支架106及电芯支架盖110上对应的单个圆孔之间为一个电芯收容槽，所述电芯收容槽内设有若干组圆柱动力电芯107。
所述电芯下支架106与电芯支架盖110卡扣连接形成的盒体，在盒体的上下表面分别设有若干块汇流片103，汇流片采用是镍片，汇流片103的外表面贴有加热片101，各汇流片103分别通过螺栓组件109安装于盒体上下表面，汇流片103通过极耳垫片108与圆柱动力电芯107的正负极形成串联或并联电路。
盒体内部是圆柱动力电芯107的安装空间，在相邻的两排或相邻的两列圆柱动力电芯107之间设有导热管111，导热管111为首尾连接成一体的形成带状折叠的整体式结构，导热管111包括铝管、铜管、热管。
在电芯下支架106、圆柱动力电芯107及导热管111之间形成的组合体内填充有导热矽胶115，电芯组通过导热矽胶115与导热管111紧密贴合，导热管111两端及折弯部位分别与散热鳞片连接，折弯部位采用过渡平板结构，可以增加与散热鳞片的接触面积，导热管111及散热鳞片分别形成电池包外部及内部散热结构。
所述盒体前后侧分别或左右侧分别设有第一散热鳞片105和第二散热鳞片113；导热管111的一端及折弯部位与第一散热鳞片105连接，另一端及折弯部位与第二散热鳞片113连接。通过灌导热矽胶到电芯胶壳、电芯、导热管组合体内，第一散热鳞片、第二散热鳞片分别通过螺丝锁固在电芯胶壳及胶壳盖上，使导热管与第一散热鳞片、第二散热鳞片紧密贴合，使电芯组的热量通过导热矽胶及导热管传导到散热鳞片增加散热面积，达到良好的散热效果，
该结构使电芯具有良好的机械性能和散热功能， 并且利用导热矽胶导热好、 材料本身具有弹性的特点，使散热鳞片散热均匀，达到散热的效果。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种集散热加热一体的圆柱动力电池模组，包括电芯下支架(106)、电芯支架盖(110)、若干圆柱动力电芯(107)和加热装置，所述电芯下支架(106)与电芯支架盖(110)卡扣连接形成的盒体，盒体内部是圆柱动力电芯(107)的安装空间，其特征在于，在相邻的两排或相邻的两列圆柱动力电芯(107)之间设有导热管(111)，在电芯下支架(106)、圆柱动力电芯(107)及导热管(111)之间形成的组合体内填充有导热矽胶(115)，电芯组通过导热矽胶(115)与导热管(111)紧密贴合，导热管(111)为整体式结构，导热管(111)的两端分别连接散热鳞片，导热管(111)及散热鳞片形成电池包外部及内部散热结构，在盒体的上下表面设有加热装置。
2.根据权利要求 1所述的一种集散热加热一体的圆柱动力电池模组，其特征在于，所述导热管(111)顺着相邻的两排或相邻的两列圆柱动力电芯(107)之间缝隙一排一排或一列一列缠绕在圆柱动力电芯(107)之间缝隙中，形成带状折叠的整体式结构。
3.根据权利要求1或2所述的一种集散热加热一体的圆柱动力电池模组，其特征在于，所述盒体前后侧分别或左右侧分别设有第一散热鳞片(105)和第二散热鳞片(113)；导热管(111)的一端及同侧的折弯部位与第一散热鳞片(105)连接，导热管(111)的另一端及同侧的折弯部位与第二散热鳞片(113)连接。
4.根据权利要求3所述的一种集散热加热一体的圆柱动力电池模组，其特征在于，导热管(111)的折弯部位采用过渡平板结构，过渡平板的平面与散热鳞片面接触连接。
5.根据权利要求4所述的一种集散热加热一体的圆柱动力电池模组，其特征在于，在盒体的上下表面分别设有若干块汇流片(103)，汇流片(103)通过极耳垫片(108)与圆柱动力电芯(107)的正负极形成串联或并联电路，在盒体的上下表面块汇流片(103)外侧设有由加热片(101)组成的加热装置。
6.根据权利要求5所述的一种集散热加热一体的圆柱动力电池模组，其特征在于，各汇流片(103)和加热片(101)分别通过螺栓组件(109)安装于盒体上下表面。
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