CN111641005B - 一种电池包模组 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电池包模组，属于电池技术领域。电池包模组包括液冷散热装置和多个电池散热模块。多个电池散热模块并排设置，电池散热模块包括至少一个电芯和与至少一个相变均匀板，相变均匀板与电芯贴合。相变均匀板与液冷散热装置相连，液冷散热装置用于带走相变均匀板的热量。由于相变均匀板与电芯贴合，相变均匀板可高效地将电芯的热量带走，相变均匀板厚度可控且较薄，使得电池散热模块结构更加紧凑，使得整个电池包模组的体积更小。这种结构的电池包模组通过相变均匀板与液冷散热装置对电芯进行组合散热，散热效果好，结构更加紧凑，可有效减小整体体积。

Description

一种电池包模组

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池包模组。

背景技术

电池包模组中电芯的使用寿命及容量与电池包模组的温度差异及温度升高幅度有着密切关系。并且对于高放电倍率的电芯而言，大电流放电时电芯本身温升较高，若不进行有效的散热，会极大影响电芯及控制系统的正常工作以及寿命。

而对于现有的散热方式，采用电芯间布置散热管道的方式，电芯间散热管道厚度较厚，导致整个电池包模组体积较大。

发明内容

本申请实施例提供一种电池包模组，以改善现有的电池包模组整体体积较大的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种电池包模组，包括液冷散热装置和多个电池散热模块：

多个电池散热模块并排设置，所述电池散热模块包括至少一个电芯和与至少一个相变均匀板，所述相变均匀板与所述电芯贴合；

所述相变均匀板与所述液冷散热装置相连，所述液冷散热装置用于带走所述相变均匀板的热量。

上述技术方案中，在电池散热模块中通过相变均匀板与电芯贴合，相变均匀板可高效地将电芯的热量带走，相变均匀板厚度可控且较薄，使得电池散热模块结构更加紧凑，使得整个电池包模组的体积更小。由于相变均匀板与液冷散热装置相连，液冷散热装置通过内部流动的导热液体将相变均匀板的热量带走。这种结构的电池包模组通过相变均匀板与液冷散热装置对电芯进行组合散热，散热效果好，结构更加紧凑，可有效减小整体体积。

另外，本申请实施例的电池包模组还具有如下附加的技术特征：

在本申请的一些实施例中，所述至少一个电芯包括并排设置的多个电芯；

每相邻的两个电芯之间设置一个相变均匀板。

上述技术方案中，每相邻的两个电芯之间设置一个相变均匀板，使得相变均匀板能够带走其两侧的两个电芯的热量，合理利用每个相变均匀板对电芯进行散热，散热效果好。

在本申请的一些实施例中，所述电池散热模块还包括支撑架，所述支撑架形成一端开放的容纳空间，所述至少一个电芯和所述至少一个相变均匀板均位于所述容纳空间内；

所述支撑架内的相变均匀板的一端从所述支撑架的一侧伸出并用于与所述液冷散热装置连接。

上述技术方案中，电芯和相变均匀板位于支撑架的容纳空间内，支撑架可起到固定电芯和相变均匀板的作用，以保持电芯与相变均匀板的相对位置。相变均匀板的一端从支撑架的一侧伸出，便于液冷散热装置与相变均匀板连接。

在本申请的一些实施例中，所述电池散热模块还包括柔性泡棉；

所述柔性泡棉设于所述支撑架开放的一侧，并与支撑架内的一个电芯相连。

上述技术方案中，柔性泡棉设置目的是吸收电芯膨胀及尺寸公差造成的偏差。由于电芯的尺寸存在一定偏差，并且由于电芯在充电时或过充时，存在膨胀现象，柔性泡棉可很好的吸收此尺寸偏差及膨胀量，避免整个电池包模组的外观变形及孔隙晃动。

在本申请的一些实施例中，电池包模组还包括安装架；

所述安装架包括第一安装支架、第二安装支架和减振件；

所述减振件连接于所述第一安装支架和第二安装支架之间；

所述多个电池散热模块安装于所述第一安装支架。

上述技术方案中，第二安装支架可与其他设备的机架连接，减振件连接于第一安装支架和第二安装支架之间，减振件能够有效减缓设备振动导致的电池包模组的振动及损伤。

在本申请的一些实施例中，所述液冷散热装置包括散热水管；

所述散热水管上间隔设置有多个卡槽；

所述多个电池散热模块中的每个相变均匀板的一端对应卡于一个卡槽内。

上述技术方案中，每个相变均匀板对应卡于散热水管上的一个卡槽内，实现相变均匀板与散热水管的热传导，散热水管内部流动的导热液体可将相变均匀板传递给散热水管的热量带走。

在本申请的一些实施例中，所述相变均匀板与所述散热水管的接触处涂有界面导热材料。

上述技术方案中，相变均匀板与散热水管的接触处涂有界面导热材料，可有效提高相变均匀板与散热水管之间的热传导能力，提高散热效率。

在本申请的一些实施例中，所述液冷散热装置包括多个散热水排；

所述多个电池散热模块中的每个相变均匀板在厚度方向上的两侧均单独安装有一个散热水排。

上述技术方案中，每相邻的两个相变均匀板在厚度方向上的两侧均设有一个散热水排，散热水排与相变均温板有良好的接触，减小接触热阻，提高了散热效率。散热水排内部流动的导热液体可将相变均匀板传递给散热水排的热量带走。

在本申请的一些实施例中，所述散热装置还包括进液管和出液管；

所述散热水排具有进液口和出液口，所述进液口与所述进液管连通，所述出液口与所述出液管连通。

上述技术方案中，由于散热水排的进液口与进液管连通，散热水排的出液口与出液管连通，导热液体进入进液管后将流入到各个散热水排内，最后从出液管流出，以将各个散热水排的热量带走。

在本申请的一些实施例中，所述相变均匀板与所述散热水排的接触处涂有界面导热材料。

上述技术方案中，相变均匀板与散热水排的接触处涂有界面导热材料，可有效提高相变均匀板与散热水排之间的热传导能力，提高散热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供电池包模组在第一视角下的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的电池包模组的电池散热模块的爆炸图；

图3为本申请实施例提供的电池包模组的电池散热模块(去除柔性泡棉)的结构示意图；

图4为本申请实施例提供电池包模组在第二视角下的结构示意图；

图5为图4所示的安装架在第一视角下的结构示意图；

图6为图4所示的安装架在第二视角下的结构示意图；

图7为图1所示的散热水管的结构示意图；

图8为图1所示的电池包模组的局部示意部；

图9为本申请其他实施例提供的电池包模组(以两个电池散热模块为例)的结构示意图；

图10为本申请又一其他实施例提供的电池包模组的结构示意图。

图标：100-电池包模组；10-液冷散热装置；11-散热水管；111-卡槽；112-进水管；113-出水管；114-中间管；12-进液管；13-出液管；14-散热水排；141-进液口；142-出液口；20-电池散热模块；21-电芯；211-小电芯块；22-相变均匀板；221-小相变板；23-支撑架；231-容纳空间；232-镂空结构；233-穿出孔；234-定位安装孔；235-挂扣部；24-柔性泡棉；25-集流板；30-连接组件；31-拉杆；32-螺母；40-安装架；41-第一安装支架；411-横架；4111-连接耳；42-第二安装支架；421-纵架；43-减振件；431-减振块；432-螺栓组件。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该申请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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例

本申请实施例提供一种电池包模组100，其采用相变散热和液冷散热的组合方式对电芯21进行散热，具有很好的散热效果，可有效减小电池包模组100的体积。以下结合附图对电池包组的具体结构进行详细阐述。

结合图1和图2，图1为本申请实施例提供电池包模组100在第一视角下的结构示意图；图2为本申请实施例提供的电池包模组100的电池散热模块20的爆炸图。电池包模组100包括液冷散热装置10和多个电池散热模块20。多个电池散热模块20并排设置，电池散热模块20包括至少一个电芯21和与至少一个相变均匀板22，相变均匀板22与电芯21贴合。相变均匀板22与液冷散热装置10相连，液冷散热装置10用于带走相变均匀板22的热量。

在电池散热模块20中，相变均匀板22为热传导材料，其内部毛细管道内填充由相变材料。当接触温度升高时，相变材料吸热，达到一定温度，相变材料被汽化；当接触到低温环境时，又迅速液化，在重力及毛细作用下，迅速回流形成循环。相变均匀板22能够高效的将热量带离热源。

由于相变均匀板22与电芯21贴合，相变均匀板22可高效地将电芯21的热量带走，相变均匀板22厚度可控且较薄，使得电池散热模块20结构更加紧凑，使得整个电池包模组100的体积更小。由于相变均匀板22与液冷散热装置10相连，液冷散热装置10通过内部流动的导热液体将相变均匀板22的热量带走。这种结构的电池包模组100通过相变均匀板22与液冷散热装置10对电芯21进行组合散热，散热效果好，结构更加紧凑，可有效减小整体体积。

示例性的，相变均匀板22的厚度为2-3mm。

继续参照图2，电池散热模块20还包括支撑架23和柔性泡棉24。

其中，支撑架23形成一端开放的容纳空间231，电池散热模块20中的电芯21和相变均匀板22均位于容纳空间231内。如图3所示，图3为本申请实施例提供的电池包模组100的电池散热模块20(去除柔性泡棉24)的结构示意图。支撑架23内的相变均匀板22的一端从支撑架23的一侧伸出并用于与液冷散热装置10连接。

支撑架23可起到固定电芯21和相变均匀板22的作用，以保持电芯21与相变均匀板22的相对位置。相变均匀板22的一端从支撑架23的一侧伸出，便于液冷散热装置10与相变均匀板22连接。

如图2所示，柔性泡棉24设于支撑架23开放的一侧，并与支撑架23内的一个电芯21相连。柔性泡棉24设置目的是吸收电芯21膨胀及尺寸公差造成的偏差。由于电芯21的尺寸存在一定偏差，并且由于电芯21在充电时或过充时，存在膨胀现象，柔性泡棉24可很好的吸收此尺寸偏差及膨胀量，避免整个电池包模组100的外观变形及孔隙晃动。示例性的，柔性泡棉24与电芯21粘接在一起。

其中，支撑架23为矩形框架结构，支撑架23的开放端为支撑架23厚度方向上的一端，支撑架23在其厚度方向上与开放端相对的一端为镂空结构232，以提高散热性能。支撑架23的一侧壁上设有供相变均匀板22穿出的穿出孔233。支撑架23的四角分别设有四个定位安装孔234。

在电池散热模块20中，电芯21可以是一个或多个(两个、三个、四个等)。若电芯21为一个，电芯21厚度方向上的一侧或两侧设置相变均匀板22。本实施例中，电芯21为多个，多个电芯21并排设置，每相邻的两个电芯21之间设置一个相变均匀板22。这种结构使得相变均匀板22能够带走其两侧的两个电芯21的热量，合理利用每个相变均匀板22对电芯21进行散热，散热效果好。示例性的，电池散热模块20中的电芯21为并排设置的两个。

电芯21可以是一块整的电芯块，也可以是共面的多个小电芯块211。本实施例中，电芯21包括共面的多个小电芯块211，示例性的，电芯21中的小电芯块211为三个。

两个电芯21安装于支撑架23内后，通过在集流板25可实现两个电芯21的串联或并联。若集流板25的一端连接于一个电芯21的小电芯块211的正极耳，另一端连接于另一个电芯21的小电芯块211的负极耳，依次连接，则可实现两个电芯21的串联，实现电压叠加；若集流板25将两个电芯21的小电芯块211的正极耳连接在一起，负极耳连接在一起，则可实现两个电芯21的并联，实现电流叠加。

需要说明的是，在电池散热模块20中，相邻的两个电芯21之间的相变均匀板22可以是一个整体较大的板状结构，也可以包括多个间隔且共面的多个小相变板221。本实施例中，相变均匀板22包括两个间隔且共面的小相变板221。

继续参照图1，所有电池散热模块20通过连接组件30连接在一起，使得整个电池包模组100具有很好的整体性。连接组件30包括拉杆31和螺母32，拉杆31穿设于各个支撑架23的定位安装孔234内，螺母32螺接与拉杆31的一端。示例性的，连接组件30为四个，四个连接组件30的拉杆31分别穿设于支撑架23的四个定位安装孔234内。

所有电池散热模块20通过连接组件30连接实现并排堆叠设置后，相邻的两个电池散热模块20的内部分布方式为电芯21-相变均匀板22-电芯21-柔性泡棉24-电芯21-相变均匀板22-电芯21-柔性泡棉24。

需要说明的是，对于相邻的两个电池散热模块20而言，两者中的电芯21可以是串联，也可以是并联。

如图4所示，图4为本申请实施例提供电池包模组100在第二视角下的结构示意图。电池包模组100还包括安装架40，所有电池散热模块20作为一个整体安装于安装架40。

如图5所示，图5为图4所示的安装架40在第一视角下的结构示意图。安装架40包括第一安装支架41、第二安装支架42和减振件43。减振件43连接于第一安装支架41和第二安装支架42之间，所有电池散热模块20作为一个整体安装于第一安装支架41。

如图6所示，图6为图4所示的安装架40在第二视角下的结构示意图。第一安装支架41包括间隔布置的多个横架411，第二安装支架42包括间隔布置的多个纵架421，每个横架411与每个纵架421通过一个减振件43连接。

继续参照图5，减振件43包括减振块431和螺栓组件432，减振块431支撑于横架411和纵架421之间，螺栓组件432将横架411、减振块431和纵架421连接在一起。

此外，第一安装支架41的横架411的两端均具有连接耳4111，一个连接耳4111与所有电池散热模块20中位于一端的电池散热模块20的支撑架23通过螺钉连接，另一个连接耳4111与所有电池散热模块20中位于另一端的电池散热模块20的支撑架23通过螺钉连接。从而将所有电池散热模块20作为一个整体安装于第一安装支架41。在其他实施例中，也可以是，每个电池散热模块20中的支撑架23都与第一安装支架41的横架411通过螺钉连接。

在实际使用时，第二安装支架42中的纵架421可与其他设备的机架连接，减振块431位于第一安装支架41和第二安装支架42之间可起到减振作用，以有效减缓设备振动导致的电池包模组100的振动及损伤。

如图1所示，本实施例中，液冷散热装置10包括散热水管11。散热水管11上间隔设置有多个卡槽111。所有电池散热模块20中的每个相变均匀板22的一端对应卡于一个卡槽111内。

每个相变均匀板22对应卡于散热水管11上的一个卡槽111内，实现相变均匀板22与散热水管11的热传导，散热水管11内部流动的导热液体可将相变均匀板22传递给散热水管11的热量带走。

如图7所示，图7为图1所示的散热水管11的结构示意图。散热水管11包括进水管112、出水管113和固定于进水管112与出水管113之间的间隔布置的中间管114，中间管114的两端分别与进水管112和出水管113连通，每相邻的两个进水管112之间形成供相变均匀板22插入的卡槽111。可理解的，在散热水管11中除两端的两个中间管114以外，其余的中间管114中相邻的两个中间管114共用一个相变均匀板22。

在散热时，导热液体进入进水管112后将流入至各个中间管114，最后从出水管113流出，以将各个相变均匀板22传递给散热水管11的热量带走。

本实施例中，相变均匀板22与散热水管11的接触处涂有界面导热材料。可有效提高相变均匀板22与散热水管11之间的热传导能力，提高散热效率。

界面导热材料可以是导热硅胶、导热硅脂、导热凝胶等。

此外，如图8所示，图8为图1所示的电池包模组100的局部示意部。电池散热模块20的支撑架23上设有挂扣部235，一个支撑架23的挂扣部235对应穿过一个卡槽111，并挂扣于一个中间管114上，从而对散热水管11的固定。

当然，液冷散热装置10也可以是其他结构，如图9所示，图9为本申请其他实施例提供的电池包模组100(以两个电池散热模块20为例)的结构示意图。液冷散热装置10包括进液管12、出液管13和多个散热水排14。

电池散热模块20中的每个相变均匀板22在厚度方向上的两侧均单独安装有一个散热水排14。在这种结构使得相邻的两个相变均匀板22无需共用同一散热水排14，即相邻的两个相变均匀板22之间设有两个散热水排14。相变均匀板22两侧的两个散热水排14与相变均匀板22有良好的接触，减小接触热阻，提高了散热效率。

其中，位于相变均匀板22的厚度方向上的两侧的两个散热水排14通过锁紧螺钉连接在一起，使得两个散热水排14共同挤压相变均匀板22，保证散热水排14与相变均匀板22的良好接触。

散热水排14为空心结构，散热水排14具有进液口141和出液口142，进液口141与进液管12连通，出液口142与出液管13连通。在散热时，导热液体进入进液管12后将流入到各个散热水排14内，最后从出液管13流出，以将各个散热水排14的热量带走。

在本实施例中，相变均匀板22与散热水排14的接触处也涂有界面导热材料，可有效提高相变均匀板22与散热水排14之间的热传导能力，提高散热效率。

由上述内容可知，电池散热模块20包括电芯21、相变均匀板22、支撑架23和柔性泡棉24。在其他实施例中，电池散热模块20中也可以不设置支撑架23和/或柔性泡棉24，以电池散热模块20中只有电芯21和相变均匀板22为例，如图10所示，图10为本申请又一其他实施例提供的电池包模组100的结构示意图。电池散热模块20包括两个电芯21和一个相变均匀板22，相变均匀板22设于两个电芯21之间，相变均匀板22与电芯21粘接在一起。在每相邻的两个电池散热模块20中，一个电池散热模块20中的一个电芯21与另一个电池散热模块20中的一个电芯21之间粘接有一个相变均匀板22。电池散热模块20中的相变均匀板22以及连接两个电池散热模块20的相变均匀板22均与液冷散热装置10连接。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电池包模组，其特征在于，包括：

并排设置的多个电池散热模块，所述电池散热模块包括至少一个电芯和至少一个相变均匀板，所述相变均匀板与所述电芯贴合；以及

液冷散热装置，所述相变均匀板与所述液冷散热装置相连，所述液冷散热装置用于带走所述相变均匀板的热量；

所述液冷散热装置包括进液管、出液管和多个散热水排；

所述多个电池散热模块中的每个相变均匀板在厚度方向上的两侧均单独安装有一个散热水排，所述散热水排具有进液口和出液口，所述进液口与所述进液管连通，所述出液口与所述出液管连通。

2.根据权利要求1所述的电池包模组，其特征在于，所述至少一个电芯包括并排设置的多个电芯；

每相邻的两个电芯之间设置一个相变均匀板。

3.根据权利要求2所述的电池包模组，其特征在于，所述电池散热模块还包括支撑架，所述支撑架形成一端开放的容纳空间，所述至少一个电芯和所述至少一个相变均匀板均位于所述容纳空间内；

所述支撑架内的相变均匀板的一端从所述支撑架的一侧伸出并用于与所述液冷散热装置连接。

4.根据权利要求3所述的电池包模组，其特征在于，所述电池散热模块还包括柔性泡棉；

所述柔性泡棉设于所述支撑架开放的一侧，并与支撑架内的一个电芯相连。

5.根据权利要求1所述的电池包模组，其特征在于，电池包模组还包括安装架；

所述安装架包括第一安装支架、第二安装支架和减振件；

所述减振件连接于所述第一安装支架和第二安装支架之间；

所述多个电池散热模块安装于所述第一安装支架。

6.根据权利要求1所述的电池包模组，其特征在于，所述相变均匀板与所述散热水排的接触处涂有界面导热材料。

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