CN111048868B - 一种电池单体组及电池模组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池单体组及电池模组。该电池单体组，电池单体组包括软包电池单体和导热层，导热层被夹设在两个软包电池单体之间，导热层包括金属板和第一导热胶，金属板的两侧均设置有若干个均匀分布的凹槽，第一导热胶设置在凹槽中，通过由金属板和第一导热胶共同组成导热层，并在金属板上设置有若干个均匀分布的凹槽，第一导热胶设置在凹槽中，一方面金属板能够对软包电池单体进行散热，另一方面设置在金属板凹槽中的第一导热胶也能够对软包电池单体进行散热，提高导热层的导散热效果，从而提高电池单体组的散热效率实现温度分布的均一性。该电池模组能够提高电池模组的散热效率，使电池模组的温度分布均匀。

Description

一种电池单体组及电池模组
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池单体组及电池模组。
背景技术
动力电池单体是新能源汽车的核心，关乎整车成本、安全、续驶里程、动力性等多项指标。整车应用时，往往将电池单体组装成模组，而模组集成的好坏对单体性能的发挥影响巨大。软包电池相对现有方形和圆柱电池具有能量密度高、安全性高的优点，在动力电池的发展中占据重要位置。
现有软包电池集成及导热方式包含两种，第一种为采用平板型导热铝板，在电池两个电池单体间设置平板型导热铝板，能够将电池单体充放电过程中所产生的热量传导给冷却液，进而将热量带走，达到冷却的效果。第一种方式存在的问题是，模组长时间使用后导热铝板与单体间接触不充分，导热效率变低，且该方式的模组集成效率较低。此外，软包电池单体长期循环后或单次充放电过程中体积变化较明显，进一步加剧了导热板和电池单体间接触不良问题，导致导热效果变差。第二种采用导热胶的方式，将导热胶灌注到模组内底部，通过导热胶与水冷板进行接触，进而实现对单体冷却的功能，该种结构的模组电池单体间并无导热胶，热交换面小，导热效果较差。第二种方式存在的问题是，导热胶通常需要在电池制作后注入，很难保证胶在模组内底部的分布均匀，且模组电池单体间并无导热胶，该方式仅能保证电芯侧边的冷却，冷却效率较低，且电池单体温度分布不均。
因此，亟待需要一种电池模组以解决上述问题。
发明内容
本发明的一个目在于提供一种电池单体组，以解决现有技术中存在的散热效果差，电池单体温度分布不均的问题。
本发明的另一个目在于提供一种电池模组，通过应用上述电池单体组，能够提高电池模组的散热效率，使电池模组的温度分布均匀。
为实现上述目的，提供以下技术方案：
一种电池单体组，所述电池单体组包括软包电池单体和导热层，所述导热层被夹设在两个所述软包电池单体之间，所述导热层包括金属板和第一导热胶，所述金属板的两侧均设置有若干个均匀分布的凹槽，所述第一导热胶设置在所述凹槽中。
作为电池单体组的优选方案，所述凹槽为弧形凹槽；或所述凹槽为U形凹槽。
作为电池单体组的优选方案，所述金属板的纵截面形状为波浪状。
一种电池模组，包括如上所述的电池单体组，所述电池模组还包括主框架，所述主框架为两端开口的壳体结构，若干组所述电池单体组排列设置在所述主框架内。
作为电池模组的优选方案，所述电池模组还包括外端盖，所述外端盖设置在所述主框架的两端，所述外端盖上设置有注胶孔，所述电池单体组与所述主框架的内壁之间设置有第一空隙，所述主框架上设置有排气孔，第二导热胶能够由所述注胶孔进入所述第一空隙内并分布在若干组所述电池单体组之间。
作为电池模组的优选方案，多个所述排气孔沿多组所述电池单体组的排列方向排列设置；和/或多个所述注胶孔沿多组所述电池单体组的排列方向排列设置。
作为电池模组的优选方案，所述电池单体组的端部设置有导胶通道，所述注胶孔与所述导胶通道相对设置；和/或所述排气孔与所述导胶通道相对设置。
作为电池模组的优选方案，所述软包电池单体的端部上设置有斜面，所述导胶通道由相邻两个所述软包电池单体的斜面共同组成。
作为电池模组的优选方案，所述电池模组还包括内端盖，所述内端盖设置在所述外端盖和所述主框架之间，所述内端盖上设置有连通孔，所述连通孔的一端与所述注胶孔相连通，其另一端与所述第一空隙相连通。
作为电池模组的优选方案，所述电池模组还包括隔热层，所述隔热层设置在相邻两个所述电池单体组之间。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的电池单体组，电池单体组包括软包电池单体和导热层，导热层被夹设在两个软包电池单体之间，导热层包括金属板和第一导热胶，金属板的两侧均设置有若干个均匀分布的凹槽，第一导热胶设置在凹槽中。本发明提供的电池单体组，通过由金属板和第一导热胶共同组成导热层，并在金属板上设置有若干个均匀分布的凹槽，第一导热胶设置在凹槽中，一方面金属板能够对软包电池单体进行散热，另一方面，设置在金属板凹槽中的第一导热胶也能够对软包电池单体进行散热，提高导热层的导散热效果，从而提高电池单体组的散热效率以及软包电池单体温度分布的均一性。
本发明提供的电池模组，通过应用上述电池单体组，能够提高电池模组的散热效率，使电池模组的温度分布均匀。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的电池单体组的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的电池单体组的剖视图；
图3为本发明实施例提供的第一种金属板的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的第二种金属板的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的电池模组的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的电池模组的分解图；
图7为本发明实施例提供的电池模组的纵剖示意图；
图8为本发明实施例提供的电池模组的横剖示意图。
附图标记：
10-主框架；101-排气孔；
20-外端盖；201-注胶孔；
30-内端盖；301-连通孔；
40-电池单体组；401-软包电池单体；402-导热层；4021-金属板；4022-第一导热胶；403-导胶通道；4031-斜面；
50-第一空隙；
60-隔热层。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或是本产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，或者用于区分不同结构或部件，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-图2所示，本实施例提供了一种电池单体组40，电池单体组40包括软包电池单体401和导热层402，导热层402被夹设在两个软包电池单体401之间，导热层402包括金属板4021和第一导热胶4022，金属板4021的两侧均设置有若干个均匀分布的凹槽，第一导热胶4022设置在凹槽中。本实施例提供的电池单体组40，通过由金属板4021和第一导热胶4022共同组成导热层402，并在金属板4021上设置有若干个均匀分布的凹槽，第一导热胶4022设置在凹槽中，一方面金属板4021能够对软包电池单体401进行散热，另一方面，设置在金属板4021凹槽中的第一导热胶4022也能够对软包电池单体401进行散热，提高导热层402的导散热效果，从而提高电池单体组40的散热效率以及软包电池单体401温度分布的均一性。
此外，在金属板4021上设置凹槽，能够使金属板4021具备轻量化、易成型、回弹性好等优点。优选地，金属板4021的材质可以是铝合金、钛合金、镁合金、304不锈钢、316不锈钢、316L不锈钢中的一种，优选铝合金。金属板4021的厚度为0.4mm～0.8mm，优选0.5mm。
此外，导热层402中的第一导热胶4022能够起到传导热量的作用，还能够起到粘结软包电池单体401和金属板4021的作用。同时，该第一导热胶4022具有较好的弹性和粘结强度，可以有效降低电池长期循环体积膨胀效应所引起影响。具体地，在电池单体组40制作过程中，先在金属板4021的两侧的凹槽中涂覆上第一导热胶4022，形成复合材质的导热层402，第一导热胶4022的整体厚度与金属板4021的厚度一致。然后，再将两个软包电池单体401粘贴于导热层402的两侧。这样的优点在于，软包电池单体401之间的第一导热胶4022分布均匀，能够提高电池单体组40整体的散热效率，有利于软包电池单体401温度分布的均一性。
进一步地，将第一导热胶4022设置在凹槽内，能够保证第一导热胶4022的稳定性，避免第一导热胶4022随意流动，且可通过改变凹槽的布局方式改变第一导热胶4022的布局方式，通过改变凹槽的深度改变第一导热胶4022的厚度，从而能够实现根据需要改变第一导热胶4022的位置以及厚度，提高散热效果，且能够保证软包电池单体401的温度分布均匀。比如，对于软包电池单体401上热量容易积聚的位置，可通过在该位置设置更多的第一导热胶4022以提高该位置散热效果。
优选地，金属板4021的纵截面形状为波浪状。可选地，金属板4021的形状与两个软包电池单体401结合部分的形状相适配。示例性地，金属板4021的形状为矩形，单个凹槽沿金属板4021的宽度方向延伸，凹槽的长度与金属板4021的宽度相等，多个凹槽1沿金属板4021的长度方向均匀排列设置。示例性地，单个凹槽还可以是沿金属板4021的长度方向延伸，多个凹槽沿金属板4021的宽度方向均匀排列设置。当然，在其他实施例中，多个凹槽还可以是呈非均匀排列设置在金属板4021上，或凹槽未横向贯穿金属板4021，多个凹槽均匀排布在金属板4021上，例如，凹槽为圆形凹槽，多个凹槽呈点状均匀分布在金属板4021上。凹槽的形状以及排布方式可以根据需要进行设计，在此不再一一举例说明。
金属板4021上的凹槽能够起到固定第一导热胶4022以及传导电池单体组40内软包电池单体401热量的作用，同时起到缓冲软包电池单体401在充放电过程中体积膨胀的作用。
进一步地，凹槽为弧形凹槽，多个凹槽均匀排列设置在金属板4021上，此时，如图3所示，金属板4021的截面形状为规则的弧形波浪状。可选地，凹槽为U形凹槽，多个凹槽均匀排列设置在金属板4021上，此时，金属板4021的截面形状为规则的U形波浪状。可选地，凹槽为矩形凹槽，多个凹槽均匀排列设置在金属板4021上，此时，如图4所示，金属板4021的截面形状为规则的矩形波浪状。
如图5-图6所示，本实施例还提供了一种电池模组，包括上述的电池单体组40，通过应用上述电池单体组40，该电池模组能够提高电池模组的散热效率，使电池模组的温度分布均匀。
进一步地，如图7所示，电池模组还包括主框架10和外端盖20，主框架10为两端开口的壳体结构，若干组电池单体组40排列设置在主框架10内，电池单体组40与主框架10的内壁之间设置有第一空隙50，主框架10上设置有排气孔101。外端盖20盖设在主框架10的两端，外端盖20上设置有注胶孔201，第二导热胶能够由注胶孔201进入第一空隙50内并分布在若干组电池单体组40之间。排气孔101的作用是在第二导热胶由注胶孔201注入过程中排出主框架10内的气体，以便于第二导热胶的注入。此外，排气孔101与注胶孔201还能够在软包电池单体401发生热失控时，在电池模组内气体压力达到危险压力之前，释放压力，缓解由软包电池单体401热失控而引起的爆炸反应。第一空隙50便于第二导热胶在主框架10内流动到若干组电池单体组40之间。优选地，外端盖20的材质为金属材质。
为了方便描述，将主框架10上设置排气孔101的一侧定义为主框架10的底部，多组电池单体组40排列设置在主框架10的底部，且电池单体组40的下端与主框架10的底部之间设置有第一空隙50，注胶孔201位于外端盖20的底部，第二导热胶从注胶孔201进入第一空隙50，并分布在多组电池单体组40之间。在本实施例中，导热层402中的金属板4021上的凹槽的长度方向与主框架10的底部相垂直。当然，在其他实施例中，凹槽的长度方向也可以是与主框架10的底部相平行。
在本实施例中，第二导热胶和第一导热胶4022采用组分相同的导热胶。在其他实施例中，第二导热胶和第一导热胶4022也可以说是组分不同的导热胶。
可选地，排气孔101和注胶孔201的数量均为多个，排气孔101和注胶孔201的数量可以相同，也可以不同，具体可根据需要进行设计。
进一步地，电池模组还包括内端盖30，内端盖30设置在外端盖20和主框架10之间，内端盖30上设置有连通孔301，连通孔301的一端与注胶孔201相连通，其另一端与第一空隙50相连通。内端盖30紧贴外端盖20的内侧并与多组电池单体组40相抵接，以对主框架10内的多组电池单体组40起进一步固定的作用。可选地，内端盖30的材质为塑料材质，能够起到绝缘保护的作用。此外，内端盖30还能够起到固定汇流排、固定低压接插件的作用。
优选地，电池模组还包括隔热层60，隔热层60设置在相邻两个电池单体组40之间，隔热层60起到粘结两个电池单体组40的作用，同时能够隔绝两个电池单体组40之间的热量，且隔热层60为绝缘材质，使两个电池单体组40之间绝缘。可选地，隔热层60的厚度为0.5mm～1.0mm。
多个电池单体组40和隔热层60组成电池体，电池体设置在主框架10内。示例性地，主框架10的横截面形状为“口”字形结构，即主框架10为两端开口的中空四棱柱状结构，电池体设置在主框架10内，且电池体的长度方向沿主框架10的延伸方向延伸，两个内端盖30设置在主框架10的两端，然后将两个外端盖20盖设在内端盖30上，且使外端盖20上的注胶孔201与内端盖30上的连通孔301相对设置。优选地，外端盖20通过激光焊接方式与主框架10的四周进行固定连接。
进一步地，多个排气孔101沿多组电池单体组40的排列方向排列设置，以便于在多组电池单体组40之间填充第二导热胶。进一步地，多个注胶孔201沿多组电池单体组40的排列方向排列设置，以便于将第二导热胶注入到相邻两个软包电池单体401之间的导胶通道403内。
优选地，如图8所示，电池单体组40的端部设置有导胶通道403，注胶孔201与导胶通道403相对设置，注胶孔201的中心线和导胶通道403的延伸线相平行，以便于通过注胶孔201将第二导热胶注入到软包电池单体401之间。当然，在其他实施例中，注胶孔201的中心线还可以不与导胶通道403的延伸线相平行，此时，可以通过第一空隙50将第二导热胶分布在多组电池单体组40之间。
优选地，排气孔101与导胶通道403相对设置，且排气孔101的中心线与导胶通道403的延伸线相交，即每个导胶通道403至少对应设置一个排气孔101。当然排气孔101还可以不与导胶通道403对应设置，排气孔101与第一空隙50相连通，主框架10内的空气通过第一空隙50从多个排气孔101排出。
优选地，如图8所示，软包电池单体401的端部上设置有斜面4031，导胶通道403由相邻两个软包电池单体401的斜面4031共同组成。
本实施例提供的电池模组的组装及注胶过程为：多个电池单体组40和隔热层60通过粘接堆叠形成电池体后，放入主框架10内，再将电池体与内端盖30进行连接，然后将主框架10与外端盖20进行激光焊接。第二导热胶通过两侧的外端盖20上的注胶孔201同时注入，经由两侧的内端盖30上的连通孔301进入相邻两个软包电池单体401组成的导胶通道403内和第一空隙50内。注胶过程中，所产生的气体通过主框架10底部的排气孔101排出，保证注胶的流畅性和均匀性。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所说的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (5)

1.一种电池模组，包括电池单体组(40)，其特征在于，所述电池单体组(40)包括软包电池单体(401)和导热层(402)，所述导热层(402)被夹设在两个所述软包电池单体(401)之间，所述导热层(402)包括金属板(4021)和第一导热胶(4022)，所述金属板(4021)的两侧均设置有若干个均匀分布的凹槽，所述第一导热胶(4022)设置在所述凹槽中；
单个所述凹槽贯穿所述金属板(4021)的长度方向，若干个所述凹槽沿所述金属板(4021)的宽度方向间隔排列设置；或
单个所述凹槽贯穿所述金属板(4021)的宽度方向，若干个所述凹槽沿所述金属板(4021)的长度方向间隔排列设置；
所述凹槽为弧形凹槽；或所述凹槽为U形凹槽；
所述金属板(4021)的纵截面形状为波浪状；
所述电池模组还包括主框架(10)，所述主框架(10)为两端开口的壳体结构，若干组所述电池单体组(40)排列设置在所述主框架(10)内；
所述电池模组还包括外端盖(20)，所述外端盖(20)设置在所述主框架(10)的两端，所述外端盖(20)上设置有注胶孔(201)，所述电池单体组(40)与所述主框架(10)的内壁之间设置有第一空隙(50)，所述主框架(10)上设置有排气孔(101)，第二导热胶能够由所述注胶孔(201)进入所述第一空隙(50)内并分布在若干组所述电池单体组(40)之间；
所述电池模组还包括内端盖(30)，所述内端盖(30)设置在所述外端盖(20)和所述主框架(10)之间，所述内端盖(30)紧贴所述外端盖(20)的内侧并与多组所述电池单体组(40)相抵接，所述内端盖(30)上设置有连通孔(301)，所述连通孔(301)的一端与所述注胶孔(201)相连通，其另一端与所述第一空隙(50)相连通。
2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，多个所述排气孔(101)沿多组所述电池单体组(40)的排列方向排列设置；和/或多个所述注胶孔(201)沿多组所述电池单体组(40)的排列方向排列设置。
3.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电池单体组(40)的端部设置有导胶通道(403)，所述注胶孔(201)与所述导胶通道(403)相对设置；和/或所述排气孔(101)与所述导胶通道(403)相对设置。
4.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述软包电池单体(401)的端部上设置有斜面(4031)，所述导胶通道(403)由相邻两个所述软包电池单体(401)的斜面(4031)共同组成。
5.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组还包括隔热层(60)，所述隔热层(60)设置在相邻两个所述电池单体组(40)之间。
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