CN108134157A - 一种电池模组结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池模组结构，包括多个模组单元、用于电连接相邻两个模组单元的连接片、固定多个模组单元的固定件以及抵靠于多个模组单元一侧表面的液冷板；每个模组单元包括两个支架、收容于两个支架之间的多个单体电池、卡持固定于两个支架之间的多个散热翅板、用于包裹多个单体电池与散热翅板的导热胶以及分别与多个单体电池的两端分别抵接连接的汇流片；同一个模组单元中的每个支架表面开设有多条卡缝，每个散热翅板的两侧边缘分别卡持固定于一个模组单元的两个支架对应的卡缝中；液冷板与每个模组单元的多个散热翅板的一端抵接。本发明提供的电池模组结构，结构相对简单、温度一致性好且散热效果显著。

Description

一种电池模组结构
【技术领域】
本发明涉及动力电池领域，尤其涉及一种电池模组结构。
【背景技术】
由于锂离子电池优良的性能及技术的完善，大功率充放电的锂离子电池的应用也越来越广，尤其在电动车领域。但是锂离子电池对温度的敏感性较高，其充放电容量、循环使用寿命、安全性等直接受温度的影响。
当锂离子电池工作环境温度较高时，锂离子电池的化学活性会有所提高，充放电容量能有一定提升，但同时也会导致锂离子电池的老化速度加快，循环使用寿命迅速衰减；如果温度过高时，甚至还会出现电池自燃，危害车辆和车上人员的安全。而当锂离子电池工作环境温度较低时，电池材料的化学活性会有所下降，电池充放电容量减小，经常在低温环境中工作，电池将会受到不可逆的容量衰减。另外锂离子电池包通常包括多个电池模组，每个电池模组包括多个模组单元，每个模组单元包括多个单体电池。工作时由于每个模组单元中不同单体电池间的温度不均匀性，使不同的单体电池之间性能产生差异，从而进一步导致电池模组的过早失效。
风冷是电池模组散热最常用的散热方式，通常是在电池包内安装风扇、或向电池包内通入冷风，这种方式结构简单，但存在单体电池之间温度一致性差、散热效率低的问题。液冷通常是在电池模组内布置液冷板和冷却管道，这种方式热传导接触面积有限、工艺和装配复杂、连接附件多、以及需要解决绝缘和防水等级的问题。
鉴于此，实有必要提供一种新的电池模组结构以克服上述缺陷。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种结构相对简单、温度一致性好且散热效果显著的电池模组结构。
为了实现上述目的，本发明提供一种电池模组结构，包括多个依次固定连接的模组单元、用于电连接相邻两个模组单元的连接片、固定连接所述多个模组单元的固定件以及抵靠于所述多个模组单元一侧表面的液冷板；每个模组单元包括间隔相对设置的两个支架、收容于所述两个支架之间的多个单体电池、卡持固定于所述两个支架之间的多个散热翅板、用于包裹所述多个单体电池与所述散热翅板的导热胶以及分别卡持固定于所述两个支架并与所述多个单体电池的两端分别抵接连接的两个汇流片；同一个模组单元中的每个支架相对另一个支架的表面开设有多条平行间隔的卡缝，每个散热翅板的两侧边缘分别卡持固定于一个模组单元的两个支架对应的卡缝中；所述液冷板与每个模组单元的多个散热翅板的一端抵接；每个连接片用来电连接相邻两个模组单元对应的汇流板。
在一个优选实施方式中，每个支架包括基板，所述基板上开设有多个贯穿所述基板的收容孔；所述基板的形状呈矩形，所述多个收容孔呈矩阵排列；所述收容孔呈圆形，所述单体电池呈圆柱形且直径对应于所述收容孔的直径。
在一个优选实施方式中，每个支架还包括自所述基板的边缘延伸形成的多个端耳，每个端耳上开设有一个通孔；所述端耳与所述基板位于同一平面上，所述端耳的数量为四个并对称设置于所述基板相背的两侧边沿；所述固定件包括多个螺栓及与所述螺栓配合的螺母，多个模组单元依次相邻排列形成四组对应的通孔，每个螺栓穿过一组对应的通孔并用对应的螺母将所述多个模组单元紧固连接。
在一个优选实施方式中，所述卡缝开设于每个模组单元中一个支架的基板上；每个支架的收容孔中每相邻的两排收容孔为一组，所述多个收容孔分为数量相同的若干组，每条卡缝分别位于一组收容孔中相邻的两排收容孔之间且垂直于所述基板的一侧边缘。
在一个优选实施方式中，每个汇流片包括连接板及自所述连接板一侧边缘延伸形成的固定板；所述连接板呈矩形且形状对应于所述基板的形状，所述连接板呈矩形且垂直于所述连接板；每个支架的基板背离另一个支架的表面开设有卡槽，所述连接板卡持并收容于所示卡槽中并与每个单体电池的一端电连接。
在一个优选实施方式中，所述基板远离所述端耳的一侧边沿开设有多个安装孔，所述固定板上开设有多个与所述安装孔一一对应的固定孔；每个连接片上开设有两组配合孔，每组配合孔包括多个与一个固定板的固定孔一一对应的配合孔；每个连接片通过两组配合孔分别与两个相邻模组单元中固定板的多个固定孔及基板的安装孔对应并固定连接。
在一个优选实施方式中，所述液冷板抵靠于所述多个模组单元背离所述固定板的一侧表面，所述液冷板呈矩形且形状对应于所述多个模组单元背离所述固定板的一侧表面；所述液冷板与每个模组单元的多个散热翅板垂直连接并通过所述导热胶与所述多个模组单元的一侧表面粘贴固定。
本发明提供的电池模组结构，通过所述导热胶包裹每个模组单元中的单体电池及散热翅板，实现每个模组单元中单体电池温度的一致性。并通过每个模组单元中的多个散热翅板与所述液冷板抵接连接，实现每个模组单元与所述液冷板的快速热交换。本发明提供的电池模组结构，结构相对简单、温度一致性好且散热效果显著。
【附图说明】
图1为本发明提供的电池模组结构的立体图。
图2为图1所示的电池模组结构的主视图。
图3为图2所示的电池模组结构A-A方向的剖视图。
图4为图3所示的电池模组结构中支架的立体图。
图5为图3所示的电池模组结构中支架与汇流板配合的立体图。
图6为图3所示的电池模组结构中液冷板与散热翅板配合的立体图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。
请参照图1及图2，本发明提供一种电池模组结构100，包括多个依次固定连接的模组单元10、用于电连接相邻两个模组单元10的连接片20、固定连接所述多个模组单元10的固定件30以及抵靠于所述多个模组单元10一侧表面的液冷板40。
请一并参照图3至图5，每个模组单元10包括间隔相对设置的两个支架11、收容于所述两个支架11之间的多个单体电池12、卡持固定于所述两个支架11之间的多个散热翅板13、用于包裹所述多个单体电池12与所述散热翅板13的导热胶14以及分别卡持固定于所述两个支架11并与所述多个单体电池12的两端分别抵接连接的两个汇流片15。
每个支架11包括基板111及自所述基板111的边缘延伸形成的多个端耳112。所述基板111上开设有多个贯穿所述基板111的收容孔1111，每个端耳112上开设有一个通孔1121。本实施方式中，所述基板111的形状呈矩形，所述多个收容孔1111呈矩阵排列。所述收容孔1111呈圆形，所述单体电池12呈圆柱形且直径对应于所述收容孔1111的直径。所述端耳112与所述基板111位于同一平面上，所述端耳112的数量为四个并对称设置于所述基板112相背的两侧边沿。
同一模组单元10中的每个支架11的基板111相对另一个支架11的表面开设有多条平行间隔设置的卡缝113，每个散热翅板13的两侧边缘分别卡持固定于一个模组单元10的两个支架11对应的卡缝113中。每个支架11的收容孔1111中，每相邻的两排收容孔1111为一组，所述多个收容孔1111分为数量相同的若干组，每条卡缝113分别位于一组收容孔1111中相邻的两排收容孔1111之间且垂直于所述基板111的一侧边缘。
所述导热胶14灌注于每个模组单元10的两个支架11之间用于包裹所述多个单体电池12及所述散热翅板13。
每个汇流片15包括连接板151及自所述连接板151一侧边缘延伸形成的固定板152。本实施方式中，所述连接板151呈矩形且形状对应于所述基板111的形状，所述连接板152呈矩形且垂直于所述连接板151。每个支架11的基板111背离另一个支架11的表面开设有卡槽114，所述连接板151卡持并收容于所示卡槽151中并与每个单体电池12的一端电连接。所述基板111远离所述端耳112的一侧边沿开设有多个安装孔1112，所述固定板152上开设有多个与所述安装孔1112一一对应的固定孔1521，所述固定板152抵靠于所述基板111的一侧边沿且所述固定板152的固定孔1521对应于所述基板111的安装孔1112并通过螺钉固定连接。
每个连接片20上开设有两组配合孔21，每组配合孔21包括多个与一个固定板152的固定孔1521一一对应的配合孔21。本实施方式中，所述连接片20的形状呈矩形且长度对应于所述固定板152的长度，宽度对应于所述固定板152宽度的二倍。每个连接片20通过两组配合孔21分别与两个相邻模组单元10中固定板152的多个固定孔1521及基板111的安装孔1112对应并用螺钉固定连接，来电连接相邻两个模组单元10对应的汇流板15。
所述固定件30包括多个螺栓31及与所述螺栓配合的螺母32。本实施方式中，多个模组单元10依次相邻排列形成四组对应的通孔1121，每个螺栓31穿过一组对应的通孔1121并用对应的螺母32将所述多个模组单元10紧固连接。
请一并参照图6，所述液冷板40抵靠于所述多个模组单元10背离所述固定板152的一侧表面并与每个模组单元10的多个散热翅板13的一端抵接。本实施方式中，所述液冷板40呈矩形且形状对应于所述多个模组单元10背离所述固定板152的一侧表面。所述液冷板40与每个模组单元10的多个散热翅板13垂直连接并通过所述导热胶14与所述多个模组单元10的一侧表面粘贴固定。
安装时，首先将多个汇流板15的连接板151卡持固定于每个支架11的卡槽151中且所述固定板152抵靠于所述支架11的基板111的一侧边沿。接着将多个单体电池12的两端分别收容于两个间隔相对设置的支架11对应的通孔1121中。接着将多个散热翅板13的两侧卡持固定于所述两个支架11相对表面对应的卡缝113中且每个散热翅板13不与所述单体电池12抵接，组成一个未灌注导热胶14的模组单元10。接着将所述多个未灌注导热胶14的模组单元10依次相邻固定连接，每个连接片20通过两组配合孔21分别与两个相邻的固定板152的多个固定孔1521对应并用螺钉固定连接，来电连接相邻两个模组单元10对应的汇流板15；每个螺栓31穿过一组对应的通孔1121并用螺母32将所述多个未灌注导热胶14的模组单元10紧固连接。最接将所述液冷板40抵靠于所述多个模组单元10背离所述固定板152的一侧表面并与每个模组单元10的多个散热翅板13的一端抵接，然后向每个模组单元10中灌注导热胶14包裹对应的单体电池12与散热翅板13，同时实现所述液冷板40与所述多个模组单元10的一侧表面粘贴固定。
本发明提供的电池模组结构100，通过导热胶14包裹每个模组单元10中的单体电池12及散热翅板13，实现每个模组单元10中单体电池12温度的一致性。并通过每个模组单元10中的多个散热翅板13与所述液冷板40抵接连接，实现每个模组单元10与所述液冷板40的快速热交换。本发明提供的电池模组结构100，结构相对简单、温度一致性好且散热效果显著。
本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (7)

1.一种电池模组结构，其特征在于：包括多个依次固定连接的模组单元、用于电连接相邻两个模组单元的连接片、固定连接所述多个模组单元的固定件以及抵靠于所述多个模组单元一侧表面的液冷板；每个模组单元包括间隔相对设置的两个支架、收容于所述两个支架之间的多个单体电池、卡持固定于所述两个支架之间的多个散热翅板、用于包裹所述多个单体电池与所述散热翅板的导热胶以及分别卡持固定于所述两个支架并与所述多个单体电池的两端分别抵接连接的两个汇流片；同一个模组单元中的每个支架相对另一个支架的表面开设有多条平行间隔的卡缝，每个散热翅板的两侧边缘分别卡持固定于一个模组单元的两个支架对应的卡缝中；所述液冷板与每个模组单元的多个散热翅板的一端抵接；每个连接片用来电连接相邻两个模组单元对应的汇流板。
2.如权利要求1所述的电池模组结构，其特征在于：每个支架包括基板，所述基板上开设有多个贯穿所述基板的收容孔；所述基板的形状呈矩形，所述多个收容孔呈矩阵排列；所述收容孔呈圆形，所述单体电池呈圆柱形且直径对应于所述收容孔的直径。
3.如权利要求2所述的电池模组结构，其特征在于：每个支架还包括自所述基板的边缘延伸形成的多个端耳，每个端耳上开设有一个通孔；所述端耳与所述基板位于同一平面上，所述端耳的数量为四个并对称设置于所述基板相背的两侧边沿；所述固定件包括多个螺栓及与所述螺栓配合的螺母，多个模组单元依次相邻排列形成四组对应的通孔，每个螺栓穿过一组对应的通孔并用对应的螺母将所述多个模组单元紧固连接。
4.如权利要求2所述的电池模组结构，其特征在于：所述卡缝开设于每个模组单元中一个支架的基板上；每个支架的收容孔中每相邻的两排收容孔为一组，所述多个收容孔分为数量相同的若干组，每条卡缝分别位于一组收容孔中相邻的两排收容孔之间且垂直于所述基板的一侧边缘。
5.如权利要求2所述的电池模组结构，其特征在于：每个汇流片包括连接板及自所述连接板一侧边缘延伸形成的固定板；所述连接板呈矩形且形状对应于所述基板的形状，所述连接板呈矩形且垂直于所述连接板；每个支架的基板背离另一个支架的表面开设有卡槽，所述连接板卡持并收容于所示卡槽中并与每个单体电池的一端电连接。
6.如权利要求5所述的电池模组结构，其特征在于：所述基板远离所述端耳的一侧边沿开设有多个安装孔，所述固定板上开设有多个与所述安装孔一一对应的固定孔；每个连接片上开设有两组配合孔，每组配合孔包括多个与一个固定板的固定孔一一对应的配合孔；每个连接片通过两组配合孔分别与两个相邻模组单元中固定板的多个固定孔及基板的安装孔对应并固定连接。
7.如权利要求5所述的电池模组结构，其特征在于：所述液冷板抵靠于所述多个模组单元背离所述固定板的一侧表面，所述液冷板呈矩形且形状对应于所述多个模组单元背离所述固定板的一侧表面；所述液冷板与每个模组单元的多个散热翅板垂直连接并通过所述导热胶与所述多个模组单元的一侧表面粘贴固定。
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