CN109980315A - 电池组件及其装配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池组件及其装配方法，其中，电池组件的装配方法包括如下步骤：将导热胶液间隔涂覆于第一机构的一侧表面上以形成含有导热胶液的若干相互间隔的导热胶区；将第二机构的一侧表面与涂覆导热胶液侧的所述第一机构的表面进行压合；其中，所述第一机构或所述第二机构中其中一个机构为电池模组时，另一个机构为冷却机构。上述电池组件的装配方法简单，只需在电池模组或冷却机构中的任一个机构的一侧表面上间隔涂覆导热胶液，形成若干相互间隔的导热胶区，之后再将另外一个机构与之压合即可完成电池组件的装配。

Description

电池组件及其装配方法
技术领域
本发明涉及电池领域，特别是涉及一种电池组件及其装配方法。
背景技术
在新能源汽车电池行业中，对于电池组件的需求越来越大。电池组件在工作过程中会产生大量的热，而这些热量若不能够及时散发出去，将会影响电池组件的寿命及运行稳定性，甚至会引发电池安全问题。
为解决电池组件有效散热的问题，多采用将电池模组与冷水板或冷水管等水冷组件进行一并机械装配得到含冷却机构的电池组件，由于电池模组和冷却组件的表面不平整，两者之间存在一定空间，该空间内存在大量的空气，而空气作为热的不良导体，电池模组工作中产生的化学热只能通过热辐射、对流的方式传至冷却机构，散热效果差，对电池组件的使用寿命及可靠性带来不利影响。传统的方法是在电池模组和冷却组件间填充导热胶，进而实现快速热交换，但是传统的电池模组与水冷机构进行装配过程中会使用大量的导热胶，不仅造成胶液浪费，甚至在电池模组和冷却机构的间隙边缘产生溢胶现象，对电池组件造成不利影响。
发明内容
基于此，有必要针对电池组件的装配过程中使用大量导热胶的问题，提供一种在保证有效填充电池模组和冷却机构之间间隙的情况下，减少导热胶使用量的电池组件的装配方法。
一种电池组件的装配方法，其包括如下步骤：
将导热胶液间隔涂覆于第一机构的一侧表面上以形成含有导热胶液的若干相互间隔的导热胶区；
将第二机构的一侧表面与涂覆导热胶液侧的所述第一机构的表面进行压合；
其中，所述第一机构或所述第二机构中其中一个机构为电池模组时，另一个机构为冷却机构。
上述电池组件的装配方法简单，只需在电池模组或冷却机构中的任一个机构的一侧表面上间隔涂覆导热胶液，形成若干相互间隔的导热胶区，之后再将另外一个机构与之压合即可完成电池组件的装配。具体而言，主要优点有如下两个方面：
(1)相比于在电池模组或冷却机构的整面平铺式涂覆导热胶液的方式，间隔涂覆导热胶可以减少导热胶液的用量，之后只需将两个机构进行轻轻压合，即可在压力的作用下使导热胶在电池模组与冷却机构的接触面上扩散，进而保证电池模组与冷却机构的接触区域内均填充有导热胶，不留空隙，形成均匀的导热胶层，利于电池模组的热交换，也就是说，采用少量的导热胶即可完成电池模组与冷却机构之间的缝隙填充。
(2)因间隔涂覆导热胶液的方式导热胶使用量小，不会像平铺式涂胶那样，整面刷胶，甚至相同区域重复刷涂，平铺式涂胶的导热胶使用量大，而且会造成电池模组与冷却机构之间的导热胶层厚度过厚换热效率降低。另外，平铺式涂胶的方式，在压合后，涂覆导热胶的电池模组与冷却机构的接触面边缘会出现溢胶的现象，后续还需将溢出的胶液刮干净，增加工序。
在其中一个实施例中，所述导热胶区均匀分布于所述第一机构的表面。
在其中一个实施例中，所述导热胶区为条形导热胶区。
在其中一个实施例中，所述条形导热胶区为直线型导热胶区或蛇型导热胶区。
在其中一个实施例中，所述涂覆的速度为10mm/s-14mm/s。
在其中一个实施例中，每相邻两个所述导热胶区的间距为10mm-15mm。
在其中一个实施例中，所述导热胶区的含胶量为3.5mL-5mL。
在其中一个实施例中，所述导热胶液为导热硅胶液。
在其中一个实施例中，所述导热胶液的温度为20℃-30℃。
在其中一个实施例中，所述压合的时间为30s-60s。
本发明还提供一种电池组件，其采用本发明任一实施例所述的电池组件的装配方法装配得到。
上述电池组件结构简单，电池模组和冷却机构之间夹有致密的导热胶层，该层可以迅速将电池模组产生的热量通过冷却机构散发至外部环境，上述电池组件散热迅速。
附图说明
图1为本发明一实施例的电池模组的俯视图；
图2为本发明一实施例的电池组件的截面示意图；
图3为本发明一实施例的直线型导热胶区在电池模组表面的分布效果图；
图4为图3经压合后去掉冷却板的导热胶液在电池模组表面的分布效果图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
参阅图1至图2，本发明一实施例中提供了一种电池组件的装配方法，其包括如下步骤：将导热胶液间隔涂覆于第一机构的一侧表面上以形成含有导热胶液的若干相互间隔的导热胶区，再将第二机构的一侧表面与涂覆导热胶液侧的所述第一机构的表面进行压合，在压力的作用下，各个导热胶区的导热胶相互融合，即在第一机构与第二机构的中间接触面上融合，扩散形成导热胶层。
其中，所述第一机构或所述第二机构中其中一个机构为电池模组时，另一个机构为冷却机构，即当所述第一机构为电池模组110时，所述第二机构为冷却机构130；而当所述第一机构为冷却机构130时，所述第二机构为电池模组110。也就是说，可以先将导热胶液间隔涂覆于电池模组110的一侧表面上，再将冷却机构130与电池模组110进行压合，进而使所述导热胶液在所述冷却机构130与所述电池模组110的接触面上扩散形成导热胶层120，即完成电池组件的装配。另外，还可以先将导热胶液间隔涂覆于冷却机构130的一侧表面上，再将电池模组110与冷却机构130进行压合，进而使所述导热胶液在所述冷却机构130与所述电池模组110的接触面上扩散形成导热胶层120，即完成电池组件的装配。
在其中一实施例中，所述装配方法包括如下步骤：S1，将一部分导热胶液间隔涂覆于电池模组110的一侧表面上以形成含有导热胶液的若干相互间隔的第一导热胶区；S2，将余下的导热胶液间隔涂覆于冷却机构130的一侧表面上以形成含有导热胶液的若干相互间隔的第二导热胶区，第二导热胶区与第一导热胶区的位置相互对应。S3、将电池模组110与冷却机构130压合，第一导热胶区与第二导热胶区重叠，更利于导热胶液在电池模组110与冷却机构130的接触面扩散，更好的填充两者之间的缝隙，形成均匀的导热胶层120。
其中，电池模组110为电池组件的核心部件，一般地，电池模组110可以为多个，相互之间通过导线联接起来，多个电池模组110之间为线性排布或阵列形排布。
在其中一个实施例中，电池模组110由若干单体电池111并联而成。组成电池模组110的单体电池111呈圆柱形，也就是说，单体电池111为圆柱形电池。也就是单体电池111的正极位于圆柱的一端，负极位于圆柱的另一端。在电池模组110中，若干单体电池111呈平行排布；也就是，所有单体电池111的正极位于同一端，所有单体电池111的负极位于同一端。然后将所有单体电池111的正极与正极联接片焊接在一起，同样地，将所有单体电池111的负极与负极联接片焊接在一起，最终将正极联接片的电流引出，将负极联接片的电流引出，即得电池模组110。
其中，冷却机构130主要作用为电池模组110进行降温。进一步地，冷却机构130为冷却板，也可为其他冷却机构130，例如冷却管。
其中，导热胶液主要用于填充电池模组110和冷却机构130之间的间隙，在压力的作用下，各个导热胶区的导热胶相互融合，即在电池模组110和冷却机构130的中间接触面上融合，扩散形成导热胶层120。
在其中一个实施例中，导热胶液为导热硅胶液，进一步地，导热硅胶液为双组份散热硅脂，双组份散热硅脂粘性好，常温下即可将电池模组110和冷却机构130迅速粘结。
在其中一个实施例中，所述导热胶区均匀分布于所述第一机构的表面，也就是说，若干相互间隔的导热胶区均匀分布于电池模组110或冷却机构130的表面，便于后续压合时，电池模组110或冷却机构130的整面均沾有导热胶液，组装后的电池组件中电池模组110和冷却机构130之间不会留有缝隙，电池模组110的热量会通过导热胶液传至冷却机构130，避免电池模组110和冷却机构130之间通过空气热辐射或对流的传热方式，进而可以提高电池模组110的散热效率。
在其中一个实施例中，所述导热胶区为条形导热胶区，条形涂覆操作简单，节约时间成本，且在压合时，更利于每个导热胶区中的含有的导热胶液向两边延展，便于若干导热胶区中的导热胶液连成一片，形成均匀的导热胶层120。当然可以理解的是，所述导热胶区也可以是其他形状的导热胶区，只要能形成均匀的导热胶层120即可，例如：圆形导热胶区。
在其中一个实施例中，所述条形导热胶区为直线型导热胶区或蛇型导热胶区。
在其中一个实施例中，当所述导热胶区为条形导热胶区时，每相邻两个所述导热胶区的间距为10mm-15mm，相邻的两个导热胶区之间留有合理的间距空间，利于后续压合过程中，导热胶液在此空间内进行延伸、扩展，连成导热胶面，进而形成均匀的导热胶层120。进一步地，每相邻两个所述导热胶区的间距为12mm-14.5mm。
在其中一个实施例中，当所述导热胶区为条形导热胶区时，所述导热胶区的含胶量为3.5mL-5mL，此范围内胶量适度，刚好可以形成厚度均匀的导热胶层120，在保证电池模组110和冷却机构130之间缝隙被充分填充的情况下，可以节约导热胶的用量，减少浪费和溢胶现象。进一步地，所述导热胶区的含胶量为3.7mL-4.5mL。
在其中一个实施例中，所述导热胶液的温度为20℃-30℃，即常温环境下即可完成电池组件的装配。进一步地，所述导热胶液的温度为23℃-27℃。
在其中一个实施例中，当所述导热胶区为条形导热胶区时，所述导热胶液的涂覆速度为10mm/s-14mm/s，上述涂覆速度适中，可以保证形成的每个导热胶区的形状均为条形，利于导热胶液在压合时，每个导热胶区中的导热胶液扩散方向基本一致，利于连成导热胶面，进而形成均匀的导热胶层120。进一步地，所述导热胶液的涂覆速度为12mm/s-14mm/s。
在其中一个实施例中，第二机构的一侧表面与涂覆导热胶液侧的所述第一机构的表面进行压合的步骤中，所述压合的时间为30s-60s，压合时间可以为40s-60s、30s-50s或40s-60s，进一步地，所述压合的时间为40s-50s，便于每个导热胶区中的含有的导热胶液连成一片，形成均匀的导热胶层120。
在其中一个实施例中，所述压合的压力为2.5N·m-3.1N·m，即2.5牛米至3.1牛米，便于每个导热胶区中的含有的导热胶液向两边延展，形成均匀的导热胶层120。例如：所述压合的压力为2.8N·m-3.0N·m。进一步地，压合时，通过螺栓将电池模组110与冷却机构130压紧，便于每个导热胶区中的含有的导热胶液向两边延展，形成均匀的导热胶层120。
上述电池组件的装配方法简单，只需在电池模组或冷却机构中的任一个机构的一侧表面上间隔涂覆导热胶液，形成若干相互间隔的导热胶区，之后再将另外一个机构与之压合即可完成电池组件的装配。具体而言，主要优点有如下两个方面：
(1)相比于在电池模组或冷却机构的整面平铺式涂覆导热胶液的方式，间隔涂覆导热胶可以减少导热胶液的用量，之后只需将两个机构进行轻轻压合，即可在压力的作用下使导热胶在电池模组与冷却机构的接触面上扩散，进而保证电池模组与冷却机构的接触区域内均填充有导热胶，不留空隙，形成均匀的导热胶层，利于电池模组的热交换，也就是说，采用少量的导热胶即可完成电池模组与冷却机构之间的缝隙填充。
(2)因间隔涂覆导热胶液的方式导热胶使用量小，不会像平铺式涂胶那样，整面刷胶，甚至相同区域重复刷涂，平铺式涂胶的导热胶使用量大，而且会造成电池模组与冷却机构之间的导热胶层厚度过够，换热效率降低。另外，在压合后，涂覆导热胶的电池模组与冷却机构的接触面边缘会出现溢胶的现象，后续还需将溢出的胶液刮干净，增加工序。
本发明还提供了一种电池组件。
一种电池组件，其采用本发明任一实施例所述的电池组的装配方法装配完成。
上述电池组件结构简单，电池模组和冷却机构之间夹有致密的导热胶层，该层可以迅速将电池模组产生的热量通过冷却机构散发至外部环境，上述电池组件散热迅速。
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种电池组件的装配方法，其包括如下步骤：取注胶机，将20℃的双组份散热硅脂通过注胶机的喷胶口间隔涂覆于电池模组110的一侧表面上，形成含有双组份散热硅脂的若干相互间隔的直线型导热胶区(具体参见图3)，其中，每相邻两个导热胶区的间距为12.5mm，每个导热胶区的含胶量为3.8mL，双组份散热硅脂的涂覆速度为12.5mm/s。
再将冷却板130的一侧表面与含涂覆双组份散热硅脂侧的电池模组110的表面进行压合30s，以2.5N·m扭矩拧紧螺栓，即完成电池组件的装配。在压力的作用下，各个导热胶区的中的导热硅胶相互融合，即在电池模组110与冷却板130的中间的接触面上融合，扩散形成导热硅胶层120。
实施例2
一种电池组件的装配方法，其包括如下步骤：取注胶机，将28℃双组份散热硅脂通过注胶机的喷胶口间隔涂覆于电池模组110的一侧表面上，形成含有双组份散热硅脂的若干相互间隔的蛇型导热胶区，其中，每相邻两个导热胶区的间距为15mm，每个导热胶区的含胶量为5mL，双组份散热硅脂的涂覆速度为14mm/s。
再将冷却板130的一侧表面与含涂覆双组份散热硅脂侧的电池模组110的表面进行压合60s，以3.1N·m扭矩拧紧螺栓，即完成电池组件的装配。在压力的作用下，各个导热胶区的导热硅胶相互融合，即在电池模组110与冷却板130的中间的接触面上融合，扩散形成导热硅胶层120。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电池组件的装配方法，其特征在于，包括如下步骤：
将导热胶液间隔涂覆于第一机构的一侧表面上以形成含有导热胶液的若干相互间隔的导热胶区；
将第二机构的一侧表面与涂覆导热胶液侧的所述第一机构的表面进行压合；
其中，所述第一机构或所述第二机构中其中一个机构为电池模组时，另一个机构为冷却机构。
2.根据权利要求1所述的电池组件的装配方法，其特征在于，所述导热胶区均匀分布于所述第一机构的表面。
3.根据权利要求1所述的电池组件的装配方法，其特征在于，所述导热胶区为条形导热胶区。
4.根据权利要求3所述的电池组件的装配方法，其特征在于，所述条形导热胶区为直线型导热胶区或蛇型导热胶区。
5.根据权利要求3所述的电池组件的装配方法，其特征在于，所述涂覆的速度为10mm/s-14mm/s。
6.根据权利要求3所述的电池组件的装配方法，其特征在于，每相邻两个所述导热胶区的间距为10mm-15mm。
7.根据权利要求3所述的电池组件的装配方法，其特征在于，所述导热胶区的含胶量为3.5mL-5mL。
8.根据权利要求1至3任一项所述的电池组件的装配方法，其特征在于，所述导热胶液为导热硅胶液。
9.根据权利要求1至3任一项所述的电池组件的装配方法，其特征在于，所述导热胶液的温度为20℃-30℃。
10.一种电池组件，其特征在于，采用权利要求1至9任一项所述的电池组件的装配方法装配得到。
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