CN112436223A - 一种一体化软包快充电池组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一体化软包快充电池组,包括壳体,所述壳体顶部的四周贯穿连接有锁紧螺母,所述壳体顶部的中部固定连接有导电基座,所述壳体内腔的四壁固定连接有泡棉,所述壳体内腔的顶部固定连接有上导热硅胶片,所述上导热硅胶片的底部固定连接有电池模组,所述电池模组正面的左侧固定连接有散热风扇,所述电池模组的正面固定连接有前挡板,所述电池模组的背面固定连接有后挡板,所述电池模组的底部固定连接有下导热硅胶片,所述下导热硅胶片的底部固定连接有散热铝板,所述上导热硅胶片的外壁固定连接有液冷管,所述液冷管的内壁固定连接有电芯,所述电芯的两壁固定连接有结构胶,所述电芯的顶部固定连接有上帽盖。
Description
技术领域
本发明涉及新能源技术领域,具体为一种一体化软包快充电池组。
背景技术
随着环保意识的加强和国家政策的扶持,在未来几年,新能源电动汽车将会以迅猛的增长速度覆盖在城乡各大公路上。而作为电动汽车,最大的安全隐患就是动力电池的可靠性。比如在夏天40摄氏度和冬天零下几十度的高低温天气,动力电池能否安全可靠的正常工作吗?这就需要我们的研发工程师们在动力电池散热上做足功课。
电池包散热有主动和被动两种,两者之间在效率上有很大的差别。被动系统所要求的成本比较低,采取的措施也较简单。主动系统结构相对复杂一些,且需要更大的附加功率,但它的热管理更加有效。
动力电池在结构上处于一个相对封闭的环境,而工作时电流大,产生的热量也大,这样就直接会导致动力电池温度升高,原因是锂电池中的电解质,电解质在锂电池内部起电荷传导作用,没有电解质的电池是无法充放电的电池。锂电池大部分是易燃、易挥发的非水溶液组成,这个组成体系相比水溶液电解质组成的电池有更高的比能量和电压输出,符合用户更高的能量需求。因为非水溶液电解质本身易燃、易挥发,浸润在电池内部,也形成了电池的燃烧根源。因此不管是锂电池或是磷酸铁锂电池,它们的工作温度都不得高于60℃,但如果夏天室外温度达到将近40℃,加上电池本身产生的热量大,将导致电池的工作环境温度上升,而如果出现热失控,情况将十分危险了。为了避免类似情况发生,做好动力电池散热就格外重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种一体化软包快充电池组,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:一种一体化软包快充电池组,包括壳体,所述壳体顶部的四周贯穿连接有锁紧螺母,所述壳体顶部的中部固定连接有导电基座,所述壳体内腔的四壁固定连接有泡棉,所述壳体内腔的顶部固定连接有上导热硅胶片,所述上导热硅胶片的底部固定连接有电池模组,所述电池模组正面的左侧固定连接有散热风扇,所述电池模组的正面固定连接有前挡板,所述电池模组的背面固定连接有后挡板,所述电池模组的底部固定连接有下导热硅胶片,所述下导热硅胶片的底部固定连接有散热铝板,所述上导热硅胶片的外壁固定连接有液冷管,所述液冷管的内壁固定连接有电芯,所述电芯的两壁固定连接有结构胶,所述电芯的顶部固定连接有上帽盖,所述上帽盖内腔的顶部固定连接有PTC过流保护片,所述 PTC过流保护片的底部固定连接有防爆半球面铝箔膜,所述防爆半球面铝箔膜的底部该固定连接有下底板,所述电芯内腔的顶部固定连接有正极极耳,所述电芯的底部固定连接有负极极耳,所述电芯的底部固定连接有底部隔圈。
优选的,所述后挡板的中部开设有槽口,所述槽口的内壁安装有散热格栅,所述散热格栅与电池模组背面的出风口为平行对接。
优选的,所述PTC过流保护片由聚合物高分子原料掺加导体所制成的,低阻抗元件延长电池工作时间。
优选的,所述下底板与电芯的正极极耳焊接连接,是正极片与外部连接的过渡,与防爆半球面铝箔膜点焊连接。
优选的,所述结构胶用于粘接电芯与电芯、电芯与泡棉、电芯和模组外壳等,使得电芯与电池模组成为一体化,满足模组的振动、冲击和跌落等要求。
优选的,所述液冷管为U形封闭设计,内腔灌有冷却液,所述液冷管的底部与上导热硅胶片的内壁固定连接。
优选的,所述泡棉的两壁分别固定在壳体的内壁上和前挡板的外壁上,所述泡棉的内壁分别与后挡板的外壁和电池模组的外壁固定连接。
优选的,所述电芯底部的底部隔圈与下导热硅胶片的顶部固定连接。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、该一体化软包快充电池组,通在电芯顶部安装有断电防爆结构,断电防爆结构是由上盖帽、PTC过流保护片、防爆半球面铝膜、下底板组成的组合件。下底板与电池正极耳焊接连接,是正极片与外部连接的过渡,与防爆半球面铝膜点焊连接。防爆半球面铝膜有两大功能,一是当电池内压增大到一定值后,向内凹曲面受力后变成向外凸出,使防爆半球面铝膜与极耳的焊接点拉裂断开,电池与外界形成开路,电池盖帽的过充保护功能开始作用;二是电池内压增大超过防爆铝膜刻痕处受力极限时,防爆铝膜破裂,电池开启,电池内压力从破裂处泄出;由于电池盖帽有过充电保护功能,当过充电达到一定程度后,充电将被迫终止。这时,如果电池内部温度已达到热失控状态时,电池内压继续上升,电池盖帽防爆膜将被冲破,电池内物质随高压气体喷出。则有效避免了电池在过充情况下出现爆炸从而造成财产和人员受伤的损害出现;
2、该一体化软包快充电池组,通过安装有上导热硅胶片和下导热硅胶片,使得有良好的绝缘性能、耐磨性能,能有效防护电池组与加热片、外壳之间的摩擦,避免产生的磨损,短路等相关安全问题;
3、该一体化软包快充电池组,当电池模组电池温度过低时,先启动加热片预热电池,热量通过导热界面材料传递给电池组中的散热铝板,均匀、高效预热电池模组;电芯运行过热时,电芯热量通过导热界面材料传导至散热铝板,再传递至金属外壳,快速散热,保证电池模组的稳定工作;
4、该一体化软包快充电池组,液冷方案采用U形液冷管、在铝管上贴附异型导热硅胶垫片(在导热硅胶片与电芯接触面增加凸起条纹),让电芯与导热管之间接触面更大,导热效果和减震效果更好。
附图说明
图1为本发明结构示意图;
图2为本发明结构爆炸示意图;
图3为本发明液冷管与电芯结构位置示意图;
图4为本发明电芯上导热硅胶片连接结构示意图;
图5为本发明下导热硅胶片与散热铝板结构示意图;
图6为本发明电芯内腔结构示意图。
图中:1壳体、2锁紧螺母、3导电基座、4泡棉、5上导热硅胶片、6电池模组、7散热风扇、8前挡板、9后挡板、10下导热硅胶片、11散热铝板、12液冷管、13电芯、14结构胶、15上帽盖、16PTC 过流保护片、17防爆半球面铝箔膜、18下底板、19正极极耳、20负极极耳、21底部隔圈。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
下面详细描述本专利的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本专利,而不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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,仅是为了便于描述本专利和简化描述,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专利的限制。
在本专利的描述中,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”、“设置”应做广义理解,例如,可以是固定相连、设置,也可以是可拆卸连接、设置,或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
请参阅图1-6,本发明提供一种技术方案:一种一体化软包快充电池组,包括壳体1,壳体1顶部的四周贯穿连接有锁紧螺母2,壳体1顶部的中部固定连接有导电基座3,壳体1内腔的四壁固定连接有泡棉4,壳体1内腔的顶部固定连接有上导热硅胶片5,上导热硅胶片5的底部固定连接有电池模组6,电池模组6正面的左侧固定连接有散热风扇7,电池模组6的正面固定连接有前挡板8,电池模组 6的背面固定连接有后挡板9,电池模组6的底部固定连接有下导热硅胶片10,下导热硅胶片10的底部固定连接有散热铝板11,上导热硅胶片5的外壁固定连接有液冷管12,液冷管12的内壁固定连接有电芯13,电芯13的两壁固定连接有结构胶14,电芯13的顶部固定连接有上帽盖15,上帽盖15内腔的顶部固定连接有PTC过流保护片 16,PTC过流保护片16的底部固定连接有防爆半球面铝箔膜17,防爆半球面铝箔膜17的底部该固定连接有下底板18,电芯13内腔的顶部固定连接有正极极耳19,电芯13的底部固定连接有负极极耳20,电芯13的底部固定连接有底部隔圈21,后挡板9的中部开设有槽口,槽口的内壁安装有散热格栅,散热格栅与电池模组6背面的出风口为平行对接,PTC过流保护片16由聚合物高分子原料掺加导体所制成的,低阻抗元件延长电池工作时间,下底板18与电芯13的正极极耳 19焊接连接,是正极片与外部连接的过渡,与防爆半球面铝箔膜17点焊连接,结构胶14用于粘接电芯与电芯、电芯与泡棉、电芯和模组外壳等,使得电芯13与电池模组6成为一体化,满足模组的振动、冲击和跌落等要求,液冷管12为U形封闭设计,内腔灌有冷却液,液冷管12的底部与上导热硅胶片5的内壁固定连接,泡棉4的两壁分别固定在壳体1的内壁上和前挡板8的外壁上,泡棉4的内壁分别与后挡板的外壁和电池模组6的外壁固定连接,电芯13底部的底部隔圈21与下导热硅胶片10的顶部固定连接。
进一步的,后挡板9的中部开设有槽口,槽口的内壁安装有散热格栅,散热格栅与电池模组6背面的出风口为平行对接,使得电池模组的散热效果更加明显。
进一步的,PTC过流保护片16由聚合物高分子原料掺加导体所制成的,低阻抗元件延长电池工作时间。
进一步的,下底板18与电芯13的正极极耳19焊接连接,是正极片与外部连接的过渡,与防爆半球面铝箔膜17点焊连接。
进一步的,结构胶14用于粘接电芯与电芯、电芯与泡棉、电芯和模组外壳等,使得电芯13与电池模组6成为一体化,满足模组的振动、冲击和跌落等要求。
进一步的,液冷管12为U形封闭设计,内腔灌有冷却液,液冷管12的底部与上导热硅胶片5的内壁固定连接,便于电池模组6的受热均匀性。
进一步的,泡棉4的两壁分别固定在壳体1的内壁上和前挡板8 的外壁上,泡棉4的内壁分别与后挡板的外壁和电池模组6的外壁固定连接,使得电池模组对冲击力具备更好的吸收性和阻燃性的提升。
进一步的,电芯13底部的底部隔圈21与下导热硅胶片10的顶部固定连接,便于电池模组6内部的电芯13与下导热硅胶片10的连接性和散热良好性。
综上所述,通在电芯13顶部安装有断电防爆结构,断电防爆结构是由上盖帽15、PTC过流保护片16、防爆半球面铝膜17、下底板 18组成的组合件。下底板18与电池正极耳19焊接连接,是正极片与外部连接的过渡,与防爆半球面铝膜17点焊连接。防爆半球面铝膜17有两大功能,一是当电池内压增大到一定值后,向内凹曲面受力后变成向外凸出,使防爆半球面铝膜17与极耳的焊接点拉裂断开,电池与外界形成开路,电池盖帽的过充保护功能开始作用;二是电池内压增大超过防爆铝膜刻痕处受力极限时,防爆铝膜破裂,电池开启,电池内压力从破裂处泄出;由于电池盖帽有过充电保护功能,当过充电达到一定程度后,充电将被迫终止。这时,如果电池内部温度已达到热失控状态时,电池内压继续上升,电池盖帽防爆膜将被冲破,电池内物质随高压气体喷出。则有效避免了电池在过充情况下出现爆炸从而造成财产和人员受伤的损害出现,通过安装有上导热硅胶,5和下导热硅胶片10,使得有良好的绝缘性能、耐磨性能,能有效防护电池组与加热片、外壳之间的摩擦,避免产生的磨损,短路等相关安全问题。
工作原理:下底板18与电池正极耳19焊接连接,是正极片与外部连接的过渡,与防爆半球面铝膜17点焊连接。防爆半球面铝膜17 有两大功能,一是当电池内压增大到一定值后,向内凹曲面受力后变成向外凸出,使防爆半球面铝膜17与极耳的焊接点拉裂断开,电池与外界形成开路,电池盖帽的过充保护功能开始作用;二是电池内压增大超过防爆铝膜刻痕处受力极限时,防爆铝膜破裂,电池开启,电池内压力从破裂处泄出;由于电池盖帽有过充电保护功能,当过充电达到一定程度后,充电将被迫终止。这时,如果电池内部温度已达到热失控状态时,电池内压继续上升,电池盖帽防爆膜将被冲破,电池内物质随高压气体喷出,当电池模,6电池温度过低时,先启动加热片预热电池,热量通过导热界面材料传递给电池组中的散热铝板11,均匀、高效预热电池模组6;电芯13运行过热时,电芯13热量通过导热界面材料传导至散热铝板11,再传递至金属外壳1,快速散热,保证电池模组的稳定工作。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种一体化软包快充电池组,包括壳体(1),其特征在于:所述壳体(1)顶部的四周贯穿连接有锁紧螺母(2),所述壳体(1)顶部的中部固定连接有导电基座(3),所述壳体(1)内腔的四壁固定连接有泡棉(4),所述壳体(1)内腔的顶部固定连接有上导热硅胶片(5),所述上导热硅胶片(5)的底部固定连接有电池模组(6),所述电池模组(6)正面的左侧固定连接有散热风扇(7),所述电池模组(6)的正面固定连接有前挡板(8),所述电池模组(6)的背面固定连接有后挡板(9),所述电池模组(6)的底部固定连接有下导热硅胶片(10),所述下导热硅胶片(10)的底部固定连接有散热铝板(11),所述上导热硅胶片(5)的外壁固定连接有液冷管(12),所述液冷管(12)的内壁固定连接有电芯(13),所述电芯(13)的两壁固定连接有结构胶(14),所述电芯(13)的顶部固定连接有上帽盖(15),所述上帽盖(15)内腔的顶部固定连接有PTC过流保护片(16),所述PTC过流保护片(16)的底部固定连接有防爆半球面铝箔膜(17),所述防爆半球面铝箔膜(17)的底部该固定连接有下底板(18),所述电芯(13)内腔的顶部固定连接有正极极耳(19),所述电芯(13)的底部固定连接有负极极耳(20),所述电芯(13)的底部固定连接有底部隔圈(21)。
2.根据权利要求1所述的一种一体化软包快充电池组,其特征在于:所述后挡板(9)的中部开设有槽口,所述槽口的内壁安装有散热格栅,所述散热格栅与电池模组(6)背面的出风口为平行对接。
3.根据权利要求1所述的一种一体化软包快充电池组,其特征在于:所述PTC过流保护片(16)由聚合物高分子原料掺加导体所制成的,低阻抗元件延长电池工作时间。
4.根据权利要求1所述的一种一体化软包快充电池组,其特征在于:所述下底板(18)与电芯(13)的正极极耳(19)焊接连接,是正极片与外部连接的过渡,与防爆半球面铝箔膜(17)点焊连接。
5.根据权利要求1所述的一种一体化软包快充电池组,其特征在于:所述结构胶(14)用于粘接电芯与电芯、电芯与泡棉、电芯和模组外壳等,使得电芯(13)与电池模组(6)成为一体化,满足模组的振动、冲击和跌落等要求。
6.根据权利要求1所述的一种一体化软包快充电池组,其特征在于:所述液冷管(12)为U形封闭设计,内腔灌有冷却液,所述液冷管(12)的底部与上导热硅胶片(5)的内壁固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种一体化软包快充电池组,其特征在于:所述泡棉(4)的两壁分别固定在壳体(1)的内壁上和前挡板(8)的外壁上,所述泡棉(4)的内壁分别与后挡板的外壁和电池模组(6)的外壁固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种一体化软包快充电池组,其特征在于:所述电芯(13)底部的底部隔圈(21)与下导热硅胶片(10)的顶部固定连接。
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