CN109671886B - 一种强化热量传递的软包电池模组结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种强化热量传递的软包电池模组结构，包括模组上壳体、模组下壳体、电芯支架，其中，模组上壳体与模组下壳体组装后形成容纳电芯的箱体，该箱体的左右两端分别由内向外依次设有汇流排板、支撑块和铝端板；模组下壳体的四边向上延伸，形成能够存贮导热材料的空间；电芯支架用于支撑电芯，数个电芯支架与电芯垂直于模组下壳体所在平面交替排列于箱体内；每个电芯支架的上下边缘均排列有数个镂空孔洞；电芯平行于模组下壳体的两侧面向一侧卷边，该卷边的位置避开电芯支架的镂空孔洞；导热材料填充在电芯与电芯支架之间的空隙、电芯支架底部边缘上的镂空孔洞、以及电芯支架与模组下壳体之间的空隙；在铝端板的外侧表面上设有BCU控制单元。

Description

一种强化热量传递的软包电池模组结构
技术领域
本发明涉及一种强化热量传递的软包电池模组结构，属于软包电池技术领域。
背景技术
软包电芯具有安全性好、重量轻、容量大、内阻小、设计灵活等优点，在纯电动汽车、混合动力车辆等应用也越来越受到重视与普及。随着电池系统应用场合范围加大及充放电倍率的提高，电池系统热管理方式逐渐向液冷方式转变。软包电池液冷方案目前主要采用在电池模组底部加装液冷板方式，模组热量首先传递至液冷板，再通过内部流动液体传递至电池系统外部。
目前，液冷方案基本都考虑了模组下壳体与液冷板上表面间增加导热垫片来降低热量传递路径上的热阻。电芯热量传递至液冷板路径为：电芯→电芯与支架间空气→支架→支架与模组下壳体间空气→模组下壳体→模组下壳体与液冷板上表面间空气→液冷板内流动液体。现有液冷方案传递路径上电芯与支架间空气、支架与模组下壳体间空气往往被忽略，或者由于PACK装配现实条件限制未得到有效解决，由此大大增加了传递路径上的传热热阻。
发明内容
鉴于以上存在的问题，本发明的目的在于提供一种强化热量传递的软包电池模组结构，以匹配模组底部安装液冷板散热方式，既能满足电芯到模组的装配安装，又能有效降低电芯到模组下壳体之间的热阻，强化热量传递至模组外部。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种强化热量传递的软包电池模组结构，包括模组上壳体、模组下壳体、电芯支架，其中，
模组上壳体与模组下壳体组装后形成容纳电芯的箱体，该箱体的左右两端分别由内向外依次设有汇流排板、支撑块和铝端板；
模组下壳体的四边向上延伸，形成能够存贮导热材料的空间；
电芯支架用于支撑电芯，数个电芯支架与电芯垂直于模组下壳体所在平面交替排列于箱体内；每个电芯支架的上下边缘均排列有数个镂空孔洞；
电芯平行于模组下壳体的两侧面向一侧卷边，该卷边的位置避开电芯支架的镂空孔洞；
导热材料填充在电芯与电芯支架之间的空隙、电芯支架底部边缘上的镂空孔洞、以及电芯支架与模组下壳体之间的空隙；
在铝端板的外侧表面上设有BCU控制单元。
优选地，所述电芯支架在其靠近电芯的一侧镶嵌有铝薄板；更优选地，电芯支架由塑料板与铝薄板组合而成，铝薄板位于靠近电芯的一侧。
优选地，在BCU(电池控制单元)控制单元与铝端板之间设有导热垫片。
本发明的优点在于：
1)本发明的软包电池模组结构能够有效加强电芯热量向模组底部传递，相对于只通过铝支架散热，导热速率能够提高一倍左右。
2)BCU控制单元置于模组外侧便于维修，且印制电路板热量能够快速导入模组底部，有效防止BCU过热而引起故障。
3)本发明的软包电池模组结构简单，装配快捷，相对于每个电芯之间增加液冷板更加快捷高效，并能够有效降低成本。
附图说明
图1为本发明的软包电池模组结构的分解示意图。
图2为本发明的软包电池模组的立体图。
图3为本发明的软包电池模组结构中电芯支架的结构示意图。
图4为本发明的软包电池模组结构中电芯支架的截面图。
图5为本发明的软包电池模组结构的电芯支架和电芯堆叠后的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。
如图1、2所示，本发明的软包电池模组结构包括模组上壳体1、模组下壳体2、电芯支架3，其中，模组上壳体1与模组下壳体2组装后形成容纳电芯4的箱体，该箱体的左端由内向外依次设有汇流排板5、支撑块6和铝端板7，该箱体的右端由内向外依次设有汇流排板8、支撑块9和铝端板10；模组下壳体的四边向上延伸，形成能够存贮导热材料的空间；电芯支架3用于支撑电芯4，数个电芯支架垂直于模组下壳体所在平面排列箱体内；如图3、4所示，电芯支架3的上下边缘(平行于模组下壳体的两侧边)排列有数个镂空孔洞12；电芯平行于模组下壳体的两侧面向一侧卷边，该卷边的位置13避开电芯支架的镂空孔洞12；藉此，导热材料可以填充在电芯与电芯支架之间的空隙、电芯支架底部边缘上的镂空孔洞、以及电芯支架与模组下壳体之间的空隙；在铝端板10的外侧表面上设有BCU控制单元11。
在本发明的软包电池模组结构中，电芯支架底部边缘设计镂空孔洞，一方面有利于导热材料直接进入与电芯接触，另一方面可以降低支架重量。
模组下壳体四边向上延伸，设计成容器形式，其内部可以存贮一定量的导热材料，例如流动性较好的双组份导热硅胶，防止外流；导热材料的用量满足填充模组下壳到电芯底部之间的空气区域。
电芯支架在其靠近电芯的一侧镶嵌有铝薄板；例如，电芯支架由塑料板与铝薄板组合而成，铝薄板位于靠近电芯的一侧。一方面铝板传热性能优良，能够加快热量传递至模组下壳体，另一方面增加支架强度，有效利用其材料强度与低密度方面的优势。
软包电芯放入支架后(厚度方向与模组下壳体平面平行)，电芯靠近模组下壳体的侧面需提前进行卷边，并弯向一侧，注意卷边位置避开支架镂空孔洞，便于填充导热胶与电芯接触良好。
将堆叠好的电芯及支架放入模组下壳体后，内部导热胶凝固后，可以填充电芯与支架间的空隙、支架侧面镂空孔洞、以及支架与模组下壳体间的间隙，将其连接为一个整体，降低导热热阻。在导热胶与铝薄板双重作用下，有效加强电芯热量向模组下壳体传递。
BCU控制单元置于模组外侧，并通过螺丝固定于模组外部铝端板上，BCU控制单元中印制电路板与铝端板间增加导热垫片加强传热；有利于加快电路板热量传递至底部液冷板，防止电路板过热引发故障，同时BCU至于模组外侧便于维修。
如图5所示，电芯支架中间设置卡扣结构14，电芯与电芯支架堆叠时相互扣合在一起，形成一个整体，加强结构强度；
左右汇流排板镶嵌于堆叠好的电芯与电芯支架两侧，并通过两端卡扣固定在一起，固定紧凑、安装快捷。
组装完成后，模组上、下壳体及两侧铝端板边缘通过激光焊接在一起，焊接快捷，有利于批量化自动化生产。

Claims (3)

1.一种强化热量传递的软包电池模组结构，其特征在于，包括模组上壳体、模组下壳体、电芯支架，其中，
模组上壳体与模组下壳体组装后形成容纳电芯的箱体，该箱体的左右两端分别由内向外依次设有汇流排板、支撑块和铝端板；
模组下壳体的四边向上延伸，形成能够存贮导热材料的空间；
电芯支架用于支撑电芯，数个电芯支架与电芯垂直于模组下壳体所在平面交替排列于箱体内；每个电芯支架的上下边缘均排列有数个镂空孔洞；电芯支架在其靠近电芯的一侧镶嵌有铝薄板；
电芯平行于模组下壳体的两侧面向一侧卷边，该卷边的位置避开电芯支架的镂空孔洞；
导热材料填充在电芯与电芯支架之间的空隙、电芯支架底部边缘上的镂空孔洞、以及电芯支架与模组下壳体之间的空隙；
在铝端板的外侧表面上设有BCU控制单元。
2.根据权利要求1所述的软包电池模组结构，其特征在于，所述电芯支架由塑料板与铝薄板组合而成，铝薄板位于靠近电芯的一侧。
3.根据权利要求1所述的软包电池模组结构，其特征在于，在BCU控制单元与铝端板之间设有导热垫片。
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