CN108054463A - 一种动力电池模组散热结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种动力电池模组散热结构，包括模组端板、电芯撑板、软包电芯和相变材料垫片，所述模组端板在电芯撑板两侧，所述电芯撑板和软包电芯交替连接，所述电芯撑板设有通孔，所述相变材料垫片固定在软包电芯的一侧，所述相变材料垫片之间存在间隙，所述电芯撑板通孔和相变材料间隙组成自然散热风道，所述电池模组散热结构由相变材料垫片和自然散热风道组成。本发明设计新颖，结构简单，电芯在工作时产生的热量能够稳定高效被相变材料吸收同时通过风道散发，散热效果好，不仅可以最大限度的提高动力电池模组能量密度，简化模组散热系统，还可以预防软包电芯在震动过程和在充放电过程中由于轻微鼓胀造成的机械损伤。

Description

一种动力电池模组散热结构
技术领域
本发明为动力电池模组技术领域，尤其涉及一种动力电池模组散热机构。
背景技术
近年来，由于电动汽车能够很好的减少化石燃料的应用，国家大力推广新能源汽车，锂电池产业得到飞速发展。作为电动车的核心部件动力电池包是制约电动汽车发展的关键因素。模组不仅能够有效提高电池包能量密度，并可进行任意串并数，从而展的重点。但众所周知，模组是由多个电池单体组成的装置，在充放电过程中，会产生大量的热，会引起电芯温度升高，电芯温度过高影响电池寿命及性能，还有可能引起热失控，引发安全事故。电芯温度分布不均衡会加速导致单体电芯的不一致性，影响电芯的使用寿命。因此优化模组的散热结构是重要环节。
如今模组散热主要有两种方式：第一，依靠电芯之间的铝板将热量导出到模组侧面或底面进行自然散热。这其中有两种情况：铝板较薄，导热性能较差，散热效果差；铝板较厚，质量较大，拉低动力电池能量密度。第二，依靠水冷方式，虽然散热效果较好，但是成本较高，结构复杂，水冷管破裂容易导致漏液致电芯短路，并且水冷系统增加电池系统质量，降低了能量密度。其次，软包电芯在充放电过程中有轻微鼓胀，电芯车辆运动过程中有振动，需要有缓冲间隙，否则容易造成机械损伤。
发明内容
本发明的目的在于提供一种动力电池模组散热结构，利用相变材料结合散热风道组成的自然散热结构，解决了上述背景中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种动力电池模组散热结构，包括模组端板、电芯撑板、软包电芯和相变材料垫片，所述模组端板在电芯撑板两侧，所述电芯撑板和软包电芯交替连接，所述电芯撑板之间通过卡槽和卡扣连接，模组端板和电芯撑板、软包电芯通过扎带或者螺栓连接，所述电芯撑板设有通孔，所述相变材料垫片固定在软包电芯的一侧，所述相变材料垫片之间存在间隙，所述电芯撑板通孔和相变材料间隙组成自然散热风道，所述电池模组散热结构由相变材料垫片和自然散热风道组成。
作为本发明的进一步方案，所述相变材料为固-固相变材料。
作为本发明的进一步方案，所述电芯撑板上嵌有极耳垫块，所述软包电芯折叠后与极耳垫块通过激光焊接连成一体。
作为本发明的更进一步方案，所述固-固相变材料为树脂、石墨、石蜡类混合物。
作为本发明的更进一步方案，所述固-固相变材料可用硅胶类材料或缓冲材料代替。
作为本发明的更进一步方案，所述极耳垫块由材料铝制成。
固-固相变材料具有很大的相变潜热能够吸收大量热量，效果最好，硅胶类材料或其它缓冲材料效果次之。在模组成组后每片软包电芯两侧由电芯撑板通孔和相变材料间隙组成自然散热风道。电芯在工作时产生的热量能够稳定高效被相变材料吸收的同时通过自然散热风道散发。相变材料垫片即有利于防止软包电芯的机械损伤，又利用相变温度稳定性用于均衡不同软包电芯之间的温差，提高电芯的一致性。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明设计新颖，结构简单，电芯在工作时产生的热量能够稳定高效被相变材料吸收同时通过风道散发，散热效果好。
2、本发明不仅可以最大限度的提高动力电池模组能量密度，简化模组散热系统，还可以预防软包电芯在震动过程和在充放电过程中由于轻微鼓胀造成的机械损伤。
附图说明
图1为本发明中具有自然散热风道结构和相变材料垫片模组装配示意图，图中1-电芯撑板一，2-电芯撑板二，3-模组端板，4-软包电芯，5-相变材料垫片，6螺杆固定孔，7扎带固定槽。
图2为图2虚线框内结构爆炸图。
图3为本发明中电芯撑板一结构示意图，图中A-通孔，11-极耳垫块，12，13-卡槽。
图4为本发明中电芯撑板二结构示意图，图中A-通孔，21，22-卡扣。
图5是本发明中具有自然散热风道结构模组俯视图。
图6是本发明中具有自然散热风道结构模组侧面示意图，图中7-自然散热风道。
图7为本发明具有自然散热风道结构模组示意图。
具体实施方式
实施例1
一种动力电池模组散热结构，包括电芯撑板一1、电芯撑板二2、模组端板3、软包电芯4、相变材料垫片5，电芯撑板一和电芯撑板二上设有通孔A，电芯撑板一和电芯撑板二上设有卡槽12、13和卡扣21、22，卡槽12、13对应于卡扣21、22结构，相变材料垫片采用树脂、石墨、石蜡类混合物。
安装时，先固定模组端板3，相变材料垫片5粘贴在软包电芯4的一侧，依次连接软包电芯4、电芯撑板一1、软包电芯4、电芯撑板二2、最后放入模组端板3。电芯撑板之间通过卡槽12、13对和卡扣21、22结构限位，连接最后使用螺栓通过螺杆固定孔6或钢扎带通过扎带固定槽7固定使之成为一个整体。电芯撑板一1上嵌有铝极耳垫块11，将电芯极耳折叠后与铝极耳垫块11通过激光焊接连成一体。
依据产品电压，电量要求不同，放置不同数量的电芯撑板一，相变材料垫片，软包电芯，电芯撑板二，进行不同的串并联。
通过侧面图5和侧面剖视图6可以看出，软包电芯4之间有由电芯撑板通孔A组成的自然散热风道7，电芯在充放电工作过程中产生的热，可以通过相变材料垫片5吸收，也可以通过电芯撑板一1和电芯撑板二2上通孔A和相变材料垫片5组成自然散热风道7，自然散发，散热效果良好，还可以预防软包电芯在震动过程和在充放电过程中由于轻微鼓胀造成的机械损伤。
实施例2
采用硅胶类材料制备相变材料垫片，散热效果较固-固相变材料稍差。
实施例3
采用缓冲材料制备相变材料垫片，散热效果较硅胶类材料稍差。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (6)

1.一种动力电池模组散热结构，包括模组端板、电芯撑板、软包电芯和相变材料垫片，所述模组端板在电芯撑板两侧，所述电芯撑板和软包电芯交替连接，所述电芯撑板之间通过卡槽和卡扣连接，所述模组端板和电芯撑板、软包电芯通过扎带或者螺栓连接，其特征在于，所述电芯撑板设有通孔，所述相变材料垫片固定在软包电芯的一侧，所述相变材料垫片之间存在间隙，所述电芯撑板通孔和相变材料间隙组成自然散热风道，所述电池模组散热结构由相变材料垫片和自然散热风道组成。
2.根据权利要求1所述的动力电池模组散热结构，其特征在于，所述相变材料为固-固相变材料。
3.根据权利要求1所述的动力电池模组散热结构，其特征在于，所述电芯撑板上嵌有极耳垫块，所述软包电芯折叠后与极耳垫块通过激光焊接连成一体。
4.根据权利要求2所述的动力电池模组散热结构，其特征在于，所述固-固相变材料为树脂、石墨、石蜡类混合物。
5.根据权利要求2所述的动力电池模组散热结构，其特征在于，所述固-固相变材料可用硅胶类材料或缓冲材料代替。
6.根据权利要求3所述的动力电池模组散热结构，其特征在于，所述极耳垫块由材料铝制成。
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