CN111934049A - 一种汽车用的软包电池模组结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了汽车电池组技术领域的一种汽车用的软包电池模组结构,该软包电池模组主要由铝合金框架、电芯挡板、电芯PCB、电芯、导热板、气凝胶板、导热绝缘板和紧固件组成,本发明采用了一体化的铝合金框架,将现有技术方案的电池包框架+模组支架设计成一体化的铝合金框架,减少了零件的数量及种类,提高了生产效率;本发明的软包电池模组,结构简单,零部件数量少,装配方便,重量轻、可靠性高、制造成本合理。在比能量、成组效率等指标方面有很大的提高。

Description

一种汽车用的软包电池模组结构
技术领域
本发明涉及汽车电池组技术领域,具体为一种汽车用的软包电池模组结构。
背景技术
目前市场上软包电池模组的成组方式主要由两种:
1.一种方法采用固定支架与电芯排列固定,固定支架上设置有紧固结构,一定数量的重复单元加上相关的辅助零件做成模组,模组再安装到动力电池框架上做成PACK,这种成组方法的配件较多,会降低体积能量密度,模组装配和固定繁琐。
2.另一种方法是将一定数量的电芯排列整齐放置到一个电池盒中,电池盒设计对电芯进行并联或者串联,再用相关的零件固定组成模组,模组再安装到动力电池框架上做成PACK,这种方法即存在电芯装入电池盒中操作困难等问题;而且也存在零件多,装配和固定繁琐的问题。
依据其现有软包电池模组的结构形式,还需要配合相应动力电池框架及电池箱,才能形成电池PACK,以致软包电池模组有下述的问题:
(1)零部件种类、数量较多,连接方式较为复杂,导致生产效率低下,成本也相对较高;
(2)总成重量相对较大,比能量、成组效率低;
(3)总成体积相对较大,既不利于整车的布置,也降低了整车的空间利用率。基于此,本发明设计了一种汽车用的软包电池模组结构,以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车用的软包电池模组结构,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种汽车用的软包电池模组结构,该软包电池模组主要由铝合金框架、电芯挡板、电芯PCB、电芯、导热板、气凝胶板、导热绝缘板和紧固件组成。
多组所述电芯为双排竖直摆放在铝合金框架中,每排所述电芯之间以及每排所述电芯与铝合金框架之间均设有导热绝缘板,每排所述电芯由若干个模块组成,每4层电芯与导热板组成一个模块,每个模块之间设有气凝胶板,通过紧固件用电芯挡板将电芯紧固在铝合金框架中,所述电芯PCB将放置在电芯顶部并与电芯通过线路连接。
优选的,所述铝合金框架整体呈倒“几字形”结构,其底板内侧为平板,底板外侧设有散热翅片。
优选的,所述铝合金框架两端为开口,两侧上方设有两层台阶,一层为电器元件布置平台,其上部设有安装孔,另一层为模组总成支撑面,其上部设有安装孔。
优选的,所述导热板呈“L”型,采用铝合金材料。
优选的,所述电芯挡板为矩形平板,其上部设有安装孔,采用铝合金材料。
优选的,所述气凝胶板为矩形平板,采用二氧化硅耐高温隔热材料。
优选的,导热绝缘板采用弹性塑胶材料。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)本发明采用了一体化的铝合金框架,将现有技术方案的电池包框架+模组支架设计成一体化的铝合金框架,减少了零件的数量及种类,提高了生产效率;
(2)框架两端及上方均设有开口,在装配电芯时操作方便、连接可靠;
(3)软包电芯与框架两侧及底部的接触面积大,有3-4面与框架接触,相比于现有技术方案1-2面的接触,提高了传递电芯热量的能力;
(4)两侧及底部的外侧设有散热翅片,能够提供最大化的散热面积,散热量的扩展性,且加工制造简单;
(5)框架上方能够设计出电器元件布置空间,有利于Pack体积的减小;
(6)框架上设有模组总成的固定支撑结构,便于装配及轻量化;
(7)采用6系铝合金材料,在保证散热能力及面积的同时,能够提供模组所需的强度及刚性,有利于轻量化的实现。
本发明的软包电池模组,结构简单,零部件数量少,装配方便,重量轻、可靠性高、制造成本合理。在比能量、成组效率等指标方面有很大的提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明模组总成结构示意图;
图2为本发明单排电芯结构示意图;
图3为本发明电芯模块结构示意图;
图4为本发明铝合金框架结构示意图。
附图中,各标号所代表的部件列表如下:
1-铝合金框架,2-电芯挡板,3-电芯PCB,4-电芯,5-导热板,6-气凝胶板,7-导热绝缘板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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它实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4,本发明提供一种技术方案:
一种汽车用的软包电池模组结构,该软包电池模组主要由铝合金框架1、电芯挡板2、电芯PCB3、电芯4、导热板5、气凝胶板6、导热绝缘板7和紧固件组成。
多组电芯4为双排竖直摆放在铝合金框架1中,两排电芯4与铝合金框架1用2块1mm的导热绝缘板7分开,每排电芯4之间以及每排电芯4与铝合金框架1之间均设有导热绝缘板7,每4层电芯4与导热板5用3M胶粘接成一个电芯模块,每排电芯4由若干个模块组成,每个模块之间设有气凝胶板6,若干个电芯模块分两排竖直摆放在铝合金框架1中,每排电芯4用4~5个气凝胶板6等份分割,通过紧固件用电芯挡板2将电芯4紧固在铝合金框架1中,电芯PCB3将放置在电芯4顶部并与电芯4通过线路连接,形成一个有效的电池模组总成,电芯PCB3连接所有电芯4,并在PCB板中布设有线路通道,极耳与电芯PCB3采用激光焊接连接,可靠性高。
铝合金框架1整体呈倒“几字形”结构,其主体厚度为5~10mm,厚度的选择根据总成强度及刚性需要而定;其底板内侧为平板,底板外侧设有散热翅片8,散热翅片8分布在侧面及底面,其厚度2mm,散热翅片8的宽度、长度及间隔尺寸应根据总成的散热性能要求而定,并兼顾制造性的考虑;框架整体采用挤压成型+焊接组合工艺制作,经济性好。
铝合金框架1两端为开口,两侧上方设有两层台阶,一层为电器元件布置平台,其上部设有安装孔,另一层为模组总成支撑面,其上部设有安装孔。
导热板5呈“L”型,采用铝合金材料,厚度1.5mm,导热板与4层软包电芯组成电池模块,其相互之间用导热胶粘接,在宽度及长度尺寸需要设计合理的公差,达到限制电芯4的窜动及限制电芯4热膨胀的变形量的要求。
电芯挡板2为矩形平板,厚度为5mm,其上部设有4个φ8.5安装孔,采用铝合金材料,电芯挡板2将电芯4安装在铝合金框架1中,采用4个紧固件紧固。
气凝胶板6为矩形平板,厚度为2mm,采用二氧化硅耐高温隔热材料,其尺寸应合理设计,应与电芯的尺寸相匹配。
导热绝缘板7采用弹性塑胶材料,为厚度3mm的矩形状平板,要求导热绝缘性良好,保证模组电压安全,又有可靠地导热性能,满足电芯4与框架的传热性能,其尺寸设计应与铝合金框架1尺寸相匹配。
本发明采用了一体化的铝合金框架1,将现有技术方案的电池包框架+模组支架设计成一体化,减少了零件的数量及种类,提高了生产效率;
(2)框架两端及上方均设有开口,在装配电芯4时操作方便、连接可靠;
(3)软包电芯4与框架两侧及底部的接触面积大,有3-4面与框架接触,相比于现有技术方案1-2面的接触,提高了传递电芯热量的能力;
(4)两侧及底部的外侧设有散热翅片8,能够提供最大化的散热面积,散热量的扩展性,且加工制造简单;
(5)框架上方能够设计出电器元件布置空间,有利于Pack体积的减小;
(6)框架上设有模组总成的固定支撑结构,便于装配及轻量化;
(7)采用6系铝合金材料,在保证散热能力及面积的同时,能够提供模组所需的强度及刚性,有利于轻量化的实现。
本发明的软包电池模组,结构简单,零部件数量少,装配方便,重量轻、可靠性高、制造成本合理。在比能量、成组效率等指标方面有很大的提高。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种汽车用的软包电池模组结构,其特征在于:该软包电池模组主要由铝合金框架(1)、电芯挡板(2)、电芯PCB(3)、电芯(4)、导热板(5)、气凝胶板(6)、导热绝缘板(7)和紧固件组成。
多组所述电芯(4)为双排竖直摆放在铝合金框架(1)中,每排所述电芯(4)之间以及每排所述电芯(4)与铝合金框架(1)之间均设有导热绝缘板(7),每排所述电芯(4)由若干个模块组成,每4层电芯(4)与导热板(5)组成一个模块,每个模块之间设有气凝胶板(6),通过紧固件用电芯挡板(2)将电芯(4)紧固在铝合金框架(1)中,所述电芯PCB(3)将放置在电芯(4)顶部并与电芯(4)通过线路连接。
2.根据权利要求1所述的一种汽车用的软包电池模组结构,其特征在于:所述铝合金框架(1)整体呈倒“几字形”结构,其底板内侧为平板,底板外侧设有散热翅片(8)。
3.根据权利要求2所述的一种汽车用的软包电池模组结构,其特征在于:所述铝合金框架(1)两端为开口,两侧上方设有两层台阶,一层为电器元件布置平台,其上部设有安装孔,另一层为模组总成支撑面,其上部设有安装孔。
4.根据权利要求1所述的一种汽车用的软包电池模组结构,其特征在于:所述导热板(5)呈“L”型,采用铝合金材料。
5.根据权利要求1所述的一种汽车用的软包电池模组结构,其特征在于:所述电芯挡板(2)为矩形平板,其上部设有安装孔,采用铝合金材料。
6.根据权利要求1所述的一种汽车用的软包电池模组结构,其特征在于:所述气凝胶板(6)为矩形平板,采用二氧化硅耐高温隔热材料。
7.根据权利要求1所述的一种汽车用的软包电池模组结构,其特征在于:所述导热绝缘板(7)采用弹性塑胶材料。
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