CN107785633A - 电池模组 - Google Patents

Abstract

一种电池模组，包含一个包括复数电池芯、一框架及二导电组件的主体单元、一包覆该主体单元的壳体、一安装于该框架的第一导热单元，及一安装于该复数个导电组件的第二导热单元。该第一导热单元包括复数个一端与至少一电池芯接触，另一端与该壳体接触的一第一组件；而该第二导热单元包括一端与该复数个导电组件接触，另一端与该壳体接触的一第二本体。如此便在维持该壳体的包覆性下，有效地将该复数个电池本体与该导电极片产生的热能，传导至该壳体，并对该壳体进行散热。

Description

电池模组

技术领域

本发明是有关于一种电池模组，特别是指一种能将热向外传导的电池模组。

背景技术

现有的车辆(如：摩托车、汽车、电动车)需要一电池模组1供应电能，方可维持运作。参阅图1，传统的电池模组1包含复数电池芯11、复数导电极片12、一安装该复数个导电极片的底座13，及一安装该底座13，并包覆该复数个电池芯11与该复数个电极导片12的防水壳体14。该复数个导电极片12焊接于该复数个电池芯11，使该复数个电池芯11串联或并联，进而输出一适当的电能。由于车辆多是在户外使用，必须考量到包含雨天等恶劣气候，故该防水壳体14用以防止该复数个电池芯11与该复数个电极导片12因受潮而失效。

该复数个电池芯11在充放电时，该复数个电池芯11及该复数个导电极片12会不停地产生热能(以下简称该复数个电池芯11及该复数个导电极片12为该复数个热源)，所述热能将持续累积在该复数个热源，使该电池模组1长期处于高温，如此将导致该复数个电池芯11寿命减少，甚至有燃烧或爆炸的风险。故有效地将热能导出该复数个热源外是极为重要的。

常见的散热系统则包含水冷、自然空冷及强制空冷，并可依散热的对象不同而分成直接散热跟间接散热。直接散热是直接针对该复数个热源进行散热；间接散热则不直接针对该复数个热源进行散热，而是等待热能传导至该底座13或位于该防水壳体14内部的空气，再传导至该防水壳体14后，再针对该防水壳体14进行散热。

续参阅图1，为该电池模组1配合一水冷系统的情况。该水冷系统包含一穿设于该防水壳体14，并围绕于该复数个电池芯11及该复数个导电极片12的水管15、一流动于该水管15的冷却液16，及一与该水管15连接的帮 浦17。藉由该帮浦17使该水管15内的冷却液16流动，即能让相对较低温的该冷却液16，直接对相对较高温的热源进行散热。然而，该水冷系统的成本昂贵，并且需要一定的设置空间，该冷却液17亦可能产生泄漏的疑虑，故水冷系统并不适合应用于量产的该电池模组1。

自然空冷是利用流动于该电池模组1的周遭，且温度相对较低的空气，使该电池模组1的热能散热至外界。但由于车用的电池模组1需具有良好的防水性能，因此该防水壳体14是密闭的，故自然空冷只能间接地对非热源的该防水壳体14进行散热。参阅图2，为该电池模组1配合一强制空冷系统的情况。该强制空冷系统包含一位于该防水壳体14外的散热扇18，用以引入气体吹拂该电池模组1。同样地因为考虑防水性能，该散热扇18无法直接对该复数个热源散热，故强制气冷系统也只能间接地对非热源的该防水壳体14进行散热。

因此，为了维持该防水壳体14的防水效能，不论是自然空冷或强制气冷系统，皆只能等待热能透过该底座13或位于该防水壳体14内的空气，传导至该防水壳体14后，再针对该防水壳体14进行散热。但由于该底座13及空气的导热性皆不佳，因此大部分热能仍然累积在该复数个电池芯11及该复数个导电极片12，使得该电池模组1的温度持续升高。于是，考量到针对该复数个热源产生的热能进行散热的需求，势必需要一种在维持该防水壳体14的防水效能的同时，又能有效将热能导出的方案。

发明内容

[发明欲解决的课题]

因此，本发明的目的，即在提供一种维持防水性的同时，得以将运作产生的热能向外导出而进行散热的电池模组。

[解决问题的技术手段]

于是，本发明的一方面，一种电池模组包含一主体单元、一包覆该主体单元的壳体、一安装于该框架的第一导热单元，及一安装于该复数个导电组件的第二导热单元。

该主体单元包括复数电池芯、一容纳该复数个电池芯的框架，及二分别焊接于该复数个电池芯的导电组件。每一电池芯具有一电池本体，及二 分别位于该电池本体两相反侧的电极。该复数个导电组件分别焊接于该复数个电极。该壳体包括位于相反两侧的一内表面及一外表面，该内表面界定出一容纳该主体单元的容室。

该第一导热单元包括复数安装于该框架，且一端与该壳体接触，另一端与至少一电池本体接触的第一组件。

该第二导热单元，材质为绝缘体，并包括复数安装于该复数个导电组件，并与该壳体的内表面接触的第二本体。

本发明的另一方面，其中，每一第二本体是一导热硅胶。

本发明的另一方面，其中，该第一导热单元还包括分别由该复数个第一组件围绕出的腔室，及复数分别容纳在该复数个腔室的导热液。

本发明的另一方面，其中，该第一组件具有一围绕出该腔室的基件，及一包覆于该基件外围并与至少一电池芯接触的围绕件，该复数个围绕件的材质为导热硅胶。

本发明的另一方面，其中，该第一组件具有一围绕出该腔室的基件，及一包覆于该基件外围并与至少一电池芯接触的围绕件，每一个围绕件是一导热涂胶。

本发明的另一方面，其中，该壳体还包括复数由该壳体的外表面，往远离该复数个电池芯的方向延伸的鳍片。

本发明的另一方面，其中，该壳体还包括复数由该壳体的外表面，往远离该复数个电池芯的方向延伸的突伸件，每一突伸件围绕界定出一个两端贯通的沟渠槽。

本发明的另一方面，其中，该框架还包括复数分别供该复数个第一组件安装的凹槽。

本发明的另一方面，其中，该壳体的材质为铝。

[本发明的效果]

本发明的一方面，藉由与热源(该复数个电池芯、该复数个导电极片)直接接触的该第一导热单元及第二导热单元，就能在不破坏该壳体防水性能的情况下，快速地将热能导热至该壳体。

本发明的另一方面，由于导热硅胶同时具备良好的绝缘性跟导热性，便能有效地将该导电组件的热能导热至该壳体，同时防止电能传输至该壳 体而导致短路。

本发明的另一方面，藉由该第一导热单元的导热液，更能快速地吸收将该复数个电池本体的热能，并且传导至该壳体。

本发明的另一方面，藉由导热性更佳的该第一组件的导热硅胶，更能有效地将该复数个电池本体的热能，传导至该壳体。

本发明的另一方面，藉由该复数个导热涂胶将该复数个第一组件稳定地黏贴于该复数个电池本体，以防止该复数个第一组件与该复数个电池本体分离，而使得导热效果丧失。

本发明的另一方面，藉由向外突出的鳍片，以增加该壳体与空气的接触面积，进而增强散热的效果。

本发明的另一方面，藉由向外突出的突伸件，及贯穿该复数个突伸件的沟渠槽，以增加该壳体与空气的接触面积，进而增强散热的效果。

本发明的另一方面，藉由该复数个凹槽，使该复数个第一组件能稳定地安装于该框架，保持该复数个第一组件恒紧致地贴附于该复数个电池本体。

本发明的另一方面，藉由铝良好的导热特性，优化该壳体的散热性质。

附图说明

本发明的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：

图1是一示意图，说明一传统的电池模组搭配一强制气冷系统；

图2是一示意图，说明该传统的电池模组搭配一水冷系统；

图3是一立体分解图，说明本发明电池模组的一第一实施例；

图4是一立体图，辅助图3说明该第一实施例组装后的情况；

图5是一剖视图，说明该第一实施例的一第一导热单元安装于该壳体的凹槽；

图6是一剖视图，说明该第一实施例的该第一导热单元接触于该复数个电池芯；

图7是一剖视图，说明本发明电池模组的一第二实施例；及

图8是一剖视图，说明本发明电池模组的一第三实施例。

具体实施方式

在本发明被详细描述之前，应当注意在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。

参阅图3与图4，本发明电池模组的一第一实施例，包含一主体单元2、一包覆该主体单元2的壳体3、一安装于该框架22的第一导热单元4，及一安装于该复数个导电组件23的第二导热单元5。

该主体单元2包括复数电池芯21、一容纳该复数个电池芯21的框架22，及二分别焊接于该复数个电池芯21的导电组件23。每一电池芯21具有一电池本体211，及二分别位于该电池本体211两相反侧的电极212(绘示于图6)。该导电组件23具有复数导电极片231。该复数个导电极片231是分别焊接于该复数个电极212，使该复数个电池芯21串联或并联，进而输出一适当的电能。该框架22包括复数凹槽221。

参阅图5，该壳体3的材质是导热性佳的铝，并包括位于相反两侧的一内表面31及一外表面32，及一由该内表面31界定出，并容纳该主体单元2的容室311。

参阅图5与图6，该第一导热单元4包括复数安装于该框架22的第一组件41、复数分别由该复数个第一组件41围绕出的腔室42，及复数分别容纳在该复数个腔室42的导热液43。该第一组件41与该壳体3及多数电池本体211接触，并具有一围绕出该腔室42的基件411，及一包覆于该基件411外围并与至少一电池芯21接触的围绕件412。该框架22的凹槽221供该复数个第一组件41安装，使该第一组件41恒紧致地贴附于该复数个电池本体221。

该第二导热单元5为绝缘体，并包括复数安装于该复数个导电极片231，且与该壳体3的内表面31接触的第二本体51。该复数个第二本体51的材质是同时具备绝缘性及良好导热性的导热硅胶，便能在导热的同时防止电能传导至该壳体3造成短路。

当该第一实施例传输电能时，该主体单元2将持续产生热能，产生的热能来源有二种：一种是当储存于该复数个电池芯21的化学能转变为电能时，部分的化学能将转变为热能，并使得该复数个电池本体211的温度升 高；另一种是当电能传输于该复数个导电极片231时，部分电能将因碰撞到该复数个导电极片231的材料的晶格而转变为热能，并使得该复数个导电极片231的温度升高。

第一种由化学能转变出的热能，将藉由与该复数个电池本体211直接接触的该复数个围绕件412，传导至该复数个基件411及该复数个导热液43，该复数个导热液43吸收热能后由液态转变为气态，因而得以迅速地将热能传导至该壳体3。而第二种因传输电能而产生的热能，将藉由同时与该复数个导电极片231及该壳体3直接接触的该复数个第二本体51，快速地传导至该壳体3。于是，这两种热能便能在保持该壳体3的防水效能下，依上述的途径快速地传导至该壳体3。

藉由该第一导热单元4及该第二导热单元5的设计，这两种热能即得以依上述途径，快速地传导至该壳体3。此时，只要再针对该壳体3进行散热，便能有效地使该电池模组降温。实际实施时，可对该壳体3实施自然空冷或是强制气冷，即能有效对自该复数个电池芯21及该复数个导电极片231所传导至该壳体3的热能进行散热，以藉此解决该复数个电池芯21运作时可能累积热能的问题。

续参阅图5与图6，该壳体3还包括复数由该壳体3的外表面32，往远离该复数个电池芯21的方向延伸的鳍片33，及复数由该外表面32，往远离该复数个电池芯21的方向延伸的突伸件34。每一突伸件34围绕界定出一个两端贯通的沟渠槽341。该复数个鳍片33、该复数个突伸件34，及该复数个沟渠槽341皆能让该壳体3与空气的接触面积增加，藉此使该壳体3更有利于配合所设计的散热方案而进行散热。

参阅图7，本发明电池模组的一第二实施例，其结构与该第一实施例大致相同，不同之处在于：该复数个围绕件412的材质为导热硅胶，藉由导热性佳的导热硅胶，便能快速地传导该复数个电池本体211的热能到该第一导热单元4，最后导热至该壳体3，以达到良好的导热效果。

参阅图8，本发明电池模组的一第三实施例，其结构与该第一实施例大致相同，不同之处在于：每一围绕件412是一导热涂胶，藉此将该第一组件41稳定地黏贴在该复数个电池本体211，用以防止该复数个第一组件41与该复数个电池本体211分离而失去导热的效果。例如，若搭载该第三实 施例的车辆行驶而产生震动时，该第一组件41仍能藉由导热涂胶的黏结力，稳定地固定于该电池本体211，不会因所述的震动而分离。

综上所述，本发明电池模组藉由直接与热能来源接触的该第一导热单元4及第二导热单元5，将热能快速传导至该壳体3，再针对该壳体3进行散热。如此便能不破坏该壳体3的防水功能的情况下，有效地使该复数个电池本体211及该导电极片231降温，故确实能达成本发明的目的。

惟以上所述者，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，凡是依本发明申请专利范围及专利说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

【符号说明】

2 主体单元

21 电池芯

211 电池本体

212 电极

22 框架

221 凹槽

23 导电组件

231 导电极片

3 壳体

31 内表面

311 容室

32 外表面

33 鳍片

34 突伸件

341 沟渠槽

4 第一导热单元

41 第一组件

411 基件

412 围绕件

42 腔室

43 导热液

5 第二导热单元

51 第二本体。

Claims (9)

1.一种电池模组，包含：

一主体单元，包括复数个电池芯、一容纳该复数个电池芯的框架，及二分别焊接于该复数个电池芯的导电组件，每一电池芯具有一电池本体，及二分别位于该电池本体两相反侧的电极，该复数个导电组件分别焊接于该复数个电极；

一壳体，包括位于相反两侧的一内表面及一外表面，该内表面界定出一容纳该主体单元的容室；

一第一导热单元，包括复数安装于该框架，且一端与该壳体接触，另一端与至少一电池本体接触的第一组件；及

一第二导热单元，材质为绝缘体，并包括复数安装于该复数个导电组件，并与该壳体的内表面接触的第二本体。

2.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，每一第二本体是一导热硅胶。

3.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，该第一导热单元还包括分别由该复数个第一组件围绕出的腔室，及复数分别容纳在该复数个腔室的导热液。

4.如权利要求3所述的电池模组，其特征在于，该第一组件具有一围绕出该腔室的基件，及一包覆于该基件外围并与至少一电池芯接触的围绕件，该复数个围绕件的材质为导热硅胶。

5.如权利要求3所述的电池模组，其特征在于，该第一组件具有一围绕出该腔室的基件，及一包覆于该基件外围并与至少一电池芯接触的围绕件，每一个围绕件是一导热涂胶。

6.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，该壳体还包括复数由该壳体的外表面，往远离该复数个电池芯的方向延伸的鳍片。

7.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，该壳体还包括复数由该壳体的外表面，往远离该复数个电池芯的方向延伸的突伸件，每一突伸件围绕界定出一个两端贯通的沟渠槽。

8.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，该框架还包括复数分别供该复数个第一组件安装的凹槽。

9.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，该壳体的材质为铝。