CN110050380A - 圆柱形电池单元的散热结构 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种圆柱形电池单元的散热结构，更具体地说，涉及一种圆柱形电池单元的散热结构，这种散热结构包括多个具有不同导电率以分配电流的板，传热部件设置在板的下方，以解决当电池单元以高电流放电时电池单元和板的产生热量的限制。

Description

圆柱形电池单元的散热结构
技术领域
本公开涉及一种圆柱形电池单元的散热结构，更具体地说，涉及一种用于减少电池单元放电时产生的热量的圆柱形电池单元的散热结构。
背景技术
锂离子电池根据其形状分为圆柱形、方形和多边形。这里，具有圆柱形状的圆柱形电池具有高容量和高功率。因此，圆柱形电池通常用于消耗高电力的产品和领域。例如，圆柱形电池可以应用于需要高瞬时力的电动工具、电动车辆和电动自行车。
通常，圆柱形电池包括多个圆柱形电池单元。通过将多个电池彼此电连接的工艺制造圆柱形电池。通常通过电阻焊接电池的上部到镍板的方法来执行如上所述的电连接多个电池单元的工艺。也就是说，电池单元以这样的方式彼此电连接，使得条形形状的镍板的一部分连接到电池单元的上部，并且镍板的相对部分焊接连接到与另一个电池单元连接的镍板。
然而，当使用上述方法时，由于电池单元的上部连接到镍板的部分是局部部分，所以提供了局部形成接触区域的结构，电流从电池单元通过该接触区域流到镍板。这里，镍板由于其材料特性而具有导电性的限制。
因此，在上述结构中，当电池单元以高电流放电时，由于高电流流到镍板，由于电流流过的区域和镍板的导电率的限制，在镍板和电池单元中产生大量的热量。
发明内容
技术问题
本公开提供了一种具有下述结构的圆柱形电池，以解决当电池单元以高电流放电时在电池单元和镍板中的发热的限制。
技术方案
根据示例性实施例，圆柱形电池单元的散热结构包括：第一板，被配置为接触电池单元的上部局部区域，电池单元的电流被放电到第一板；第二板，设置在第一板和电池单元之间，同时不接触电池单元；传热部件，设置在第二板和电池单元之间，并且配置成在接触电池单元的同时将在电池单元中产生的热量传递到第二板。第二板接触第一板的不与电池单元接触的区域，并且从第一板放电的电流另外从第二板放电。
在示例性实施例中，第二板可以由导电率比第一板高的材料制成。
在示例性实施例中，第一板可以由镍制成，第二板可以由铜制成。
在示例性实施例中，传热部件可以由热界面材料(TIM)制成。
根据另一示例性实施例，圆柱形电池单元的散热系统包括：电流测量部件，被配置为测量电池单元的电流；控制部件，被配置为当由电流测量部件测量的电池单元的电流等于或大于预定值时，控制要被放电的电池单元的电流；第一板，被配置为接触电池单元的上部局部区域，电池单元的电流根据控制部件的控制而被放电到第一板；第二板，设置在电池单元和第一板之间，同时不接触电池单元，第二板配置成接触第一板的不与电池单元接触的区域，使得从第一板放电的电流另外从该第二板放电；传热部件，设置在第二板和电池单元之间，并且配置成在接触电池单元的同时将在电池单元中产生的热量传递到第二板。
在示例性实施例中，第二板可以由导电率比第一板高的材料制成。
在示例性实施例中，第一板可以由镍制成，第二板可以由铜制成。
在示例性实施例中，传热部件可以由热界面材料(TIM)制成。
有益效果
根据示例性实施例，在圆柱形电池结构中，具有不同导电率的多个板构成为在电池单元放电时分配电流，从而借助于改善电导率的效果，减少板中产生的热量。
而且，由于传热材料设置在电池单元和板之间，以将电池中产生的热量传递到板，因此提供了降低电池温度的散热效果。
附图说明
图1是传统电池单元的电连接结构的正视图；
图2是根据示例性实施例的电池单元的散热结构的正视图；
图3是图2的局部放大图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明的优选实施例，使得本发明的技术构思可以由本发明所属技术人员容易地实现。然而，本公开可以以不同的形式实施，并且不应该被解释为限于这里阐述的实施例。在附图中，为了清楚起见，将省略任何对于描述本公开不必要的内容，并且附图中相同的附图标记表示相同的元件。
应当理解，尽管这里使用诸如第一和第二的序数来描述各种元件，但是这些元件不应受这些数字的限制。这些术语仅用于将一个组件与其他组件区分开来。例如，在一个实施例中被称为第一元件的第一元件在另一个实施例中可以被称为第二元件。在以下描述中，技术术语仅用于解释特定示例性实施例，而不限制本公开。除非另有相反的说明，否则单数形式的术语可包括复数形式。在下面的说明中，当一个部件被称为“连接”到另一个部件时，应该理解前者可以“直接连接”到后者，或者“通过中间部件电连接到后者”。此外，当描述一个元素包含(或包括或具有)一些元件时，如果没有特别的限制，应该理解它可以仅包含(或包括或具有)那些元件，或者它可以包含(或包括或具有)那些元件以及其他元件。
说明书中使用的术语“(做……的)处理”或“……的处理”不表示术语“用于……的处理”。
同时，对于本公开中使用的术语，尽可能选择目前广泛使用的一般术语。在特定情况下，可以使用申请人任意选择的术语。在这种情况下，由于在说明书的详细描述中详细描述了其含义，因此应当在这些术语的含义方面，而不是这些术语的简单名称方面理解本公开。
在下文中，将参考附图详细描述本发明。
图1是示出在制造典型电池组时电池单元相连的结构的示意图。
参考图1，通过将电池单元10的上部局部区域A电阻焊接到镍板20来执行电连接多个电池单元10以制造典型的圆柱形电池组的方法。
在具有上述连接结构的圆柱形电池组中，当电池单元的电流大于等于预定参考值时，电池单元的电流被控制放电。这里，电池单元的电流以这样的方式放电：电池单元10的电流通过电池单元的上部局部区域A流到镍板20，在所述上部局部区域A中电池单元和镍板彼此接触。也就是说，当电池单元放电时，电池单元的电流流到镍板20，然后从镍板20放电。
然而，镍板20由于材料特性而具有导电率的限制，当电池单元以高电流放电时，电流流到镍板20，因此镍板20由于从电池单元10流出的电流而产生大量的热。而且，如图1所示，由于电池单元10的电流流到镍板20所经过的区域A仅是电池单元的局部区域，因此电流流动具有限制。因此，当电池单元以高电流放电时，由于电流不能平稳地从电池单元10通过区域A流到镍板20，电池单元也产生大量的热量。电池单元和镍板的发热可能会引起各种限制，例如电池单元的损坏。
因此，根据示例性实施例，提供圆柱形电池单元的散热结构以解决在典型的圆柱形电池结构中产生的电池单元和镍板的发热限制。
图2是示出根据示例性实施例的电池单元的散热结构的正视图。
参考图2，圆柱形电池可包括电池单元100、第一板200、第二板300和传热部件400，以设计圆柱形电池单元的散热结构。
如图所示，第一板200的一部分连接到电池单元的上部局部区域F。因此，当电池单元放电时，电池单元的电流通过区域F流到第一板200，并且流过的电流从第一板200放电，其中电池单元100和第一板200在区域F中彼此接触。
也就是说，电池单元100和第一板200彼此接触的区域“F”是电池单元的电流流至第一板200所经过的区域。因此，随着电池单元100的电流流到第一板200，电池单元的电流从第一板放电。
这里，第一板100可以具有例如条形形状。
如图所示，第二板300设置在电池单元100和第一板200之间，同时不接触电池单元。也就是说，第二板300设置在第一板的一部分和电池单元之间，而不设置在电池单元的电流流到第一板200所经过的流动区域F上。
从第一板200放电的电池单元的电流可以另外从如上所述设置的第二板300放电。
在参考图3描述散热结构的原理时，当电池单元以高放电率放电时，电池单元的电流通过流动区域F流到第一板200，并且已经流到第一板200的电池单元的电流流到第二板300。也就是说，与电池单元的电流流向一个板并且电池单元的电流从一个板放电的典型方法不同，示例性实施例提供了一种结构，其中电池单元的电流在被分配到两个板的同时放电。
因此，当电池单元以高电流放电时，电池单元的电流流到第一板200并且主要地从第一板200放电，并且进一步流到第二板300并且次要地从第二板300放电。
由于如上所述电池单元的电流从两个板放电，所以板的发热量可能会减少与从一个板放电所生成的发热量一样多的量。
这里，第二板300可以包括导电率比第一板200更高的材料。例如，第一板200可以由镍(Ni)制成，第二板300可以由导电率高于镍的铜(Cu)制成。
同时，传热部件400设置在第二板300和电池单元100之间并接触电池单元，以将从电池单元产生的热传递到第二板300。
传热部件400可以通过将电池单元放电时从电池单元产生的热量传递到第二板而降低电池单元的温度。由于第二板300由具有高导热率的材料(例如，铜(Cu))制成，因此可以进一步有效地辐射通过传热部件400传递的在电池单元中产生的热量。
因此，在以高电流放电的情况下，当由于电流不能平稳地从电池单元100通过流动区域F流到第一板200，而在电池单元中产生热量时，传热部件400将相应的热量传递到第二板300以将其排放，从而减少电池单元的发热现象。
这里，传热部件400可以由例如热界面材料制成，并且包括热辐射油脂、热辐射片、热辐射垫、导热粘合剂和相变材料(PCM)。
下面描述一种圆柱形电池单元的散热系统，在该散热系统中应用了图2中的上述散热结构。
通过应用根据示例性实施例的散热结构而设计的圆柱形电池组可包括电池单元100、第一板200、第二板300、传热部件400、电流测量部件和控制部件。
电流测量部件测量电池单元的电流。
当由电流测量部件测量的电池单元的电流大于等于预定值时，控制部件控制要被放电的电池单元100的电流。
控制部件用于防止电池单元过充电或过放电。也就是说，控制部件可以被描述为保护电路。
当控制部件控制要被放电的电池单元时，电池单元100的电流通过其中电池单元接触第一板200的区域F流到第一板200。此外，已经流到第一板200并被放电的电池单元的电流流动到第二板300。因此，从第一板200放电的电流另外从第二板300放电。
也就是说，当电池单元放电时，电池单元的电流在从第一板200流到第二板300的同时被分配到两个板200和300，然后从两个板200和300放电。
这里，第二板300可以由导电率高于第一板200的材料制成。例如，第一板200由镍(Ni)制成，第二板由铜(Cu)制成。
设置在电池单元100和第二板300之间的传热部件400将从电池单元产生的热量传递到第二板。
由于电池单元的电流流过其中电池单元与第一板200接触的局部区域F，因此在电池单元以高电流放电期间，电流不能平稳地从电池单元100通过流动区域F流到第一板200时，由于相应的电流，可能在电池单元中产生热量。因此，由于传热部件400设置在电池单元100和第二板300之间，以在上述情况下将从电池单元产生的热量传递到第二板，所以电池单元的温度可能降低。
这里，由于第二板300由具有高导电率的材料(例如，如上所述的铜(Cu))制成，因此可以辐射从传热部件400传递的电池单元的热量。
这里，传热部件400可以由例如热界面材料制成，并且包括热辐射油脂、热辐射片、热辐射垫、导热粘合剂和相变材料(PCM)。
如上所述，已经关于上述实施例具体描述了本发明的技术构思，但是应该注意，提供前述实施例仅用于说明而不是限制本发明。此外，本领域技术人员将理解，可以在本发明的技术构思的范围内做出各种实施例。

Claims (10)

1.一种圆柱形电池单元的散热结构，包括：
第一板，被配置为接触电池单元的上部局部区域，所述电池单元的电流被放电到所述第一板；
第二板，其设置在所述第一板和所述电池单元之间，同时不接触所述电池单元；和
传热部件，其设置在所述第二板和所述电池单元之间并被配置为在接触所述电池单元的同时将所述电池单元中产生的热量传递到所述第二板，
其中所述第二板接触所述第一板的不与所述电池单元接触的区域，并且从所述第一板放电的电流另外从所述第二板放电。
2.根据权利要求1所述的散热结构，其中所述第二板由导电率比所述第一板高的材料制成。
3.根据权利要求2所述的散热结构，其中所述第一板由镍制成。
4.根据权利要求2所述的散热结构，其中所述第二板由铜制成。
5.根据权利要求1所述的散热结构，其中所述传热部件由热界面材料(TIM)制成。
6.一种圆柱形电池单元的散热系统，包括：
电流测量部件，被配置为测量电池单元的电流；
控制部件，被配置为当由所述电流测量部件测量的电池单元的电流大于等于预定值时，控制要被放电的所述电池单元的电流；
第一板，被配置为接触所述电池单元的上部局部区域，所述电池单元的电流根据所述控制部件的控制而被放电到所述第一板；
第二板，其设置在所述电池单元和所述第一板之间，同时不接触所述电池单元，所述第二板配置成接触所述第一板的不与所述电池单元接触的区域，使得从所述第一板放电的电流另外从所述第二板放电；和
传热部件，其设置在所述第二板和所述电池单元之间，并且配置成在接触所述电池单元的同时将在所述电池单元中产生的热量传递到所述第二板。
7.根据权利要求6所述的散热系统，其中所述第二板由导电率比所述第一板高的材料制成。
8.根据权利要求7所述的散热系统，其中所述第一板由镍制成。
9.根据权利要求7所述的散热系统，其中所述第二板由铜制成。
10.根据权利要求6所述的散热系统，其中所述传热部件由热界面材料(TIM)制成。
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