CN113437414A - 一种具有导热缓冲结构的电池模组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有导热缓冲结构的电池模组，其特征在于，包括电池模组主体和导热体；电池模组主体，包括多个平行并列设置的电芯和两个端板；两个端板，分别位于电池模组主体的左右两侧；电池模组主体的四周侧面上下两端，分别环绕套有一个打包带；每个端板与相邻的电芯之间，设置有垂直分布的隔热片；任意相邻的两个电芯的侧面之间，分别具有一个预留的间隙；导热体的上部，插入到全部间隙中，用于进行电芯侧面的散热；导热体的下部，通过导热胶与全部电芯的底面相粘接，用于进行电芯底部的导热。本发明结构设计科学，既能解决电池模组的冷却和均温问题，又能解决因电池模组膨胀而产生的膨胀力问题，具有重大的生产实践意义。

Description

一种具有导热缓冲结构的电池模组
技术领域
本发明涉及动力锂电池模组技术领域，特别是涉及一种具有导热缓冲结构的电池模组。
背景技术
目前，锂离子电池具有比能量高、循环使用次数多、存储时间长等优点，不仅在便携式电子设备上如移动电话、数码摄像机和手提电脑得到广泛应用，而且也广泛应用于电动汽车、电动自行车以及电动工具等大中型电动设备方面，因此对锂离子电池的性能要求越来越高。
对于新能源车使用的锂电池系统，在使用过程中，一方面会出现因为模组温升过高，无法持续进行高倍率充放电，影响整车运行，尤其是夏季高温报警，并且由于长时间的温差不均等问题，会影响电池的循环性能，另一方面，随着单体电芯的能量密度越来越高，电芯的膨胀力也越来越大，相对应模组的膨胀力也越来越高。
因此，目前迫切需要开发出一种技术，以解决电池模组的高温、均温问题及模组膨胀力问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种具有导热缓冲结构的电池模组。
为此，本发明提供了一种具有导热缓冲结构的电池模组，包括电池模组主体和导热体；
电池模组主体，包括多个平行并列设置的电芯和两个端板；
两个端板，分别位于电池模组主体的左右两侧；
电池模组主体的四周侧面上下两端，分别环绕套有一个打包带；
其中，每个端板与相邻的电芯之间，设置有垂直分布的隔热片；
其中，任意相邻的两个电芯的侧面之间，分别具有一个预留的间隙；
其中，导热体的上部，插入到全部间隙中，用于进行电芯侧面的散热；
导热体的下部，通过导热胶与全部电芯的底面相粘接，用于进行电芯底部的导热。
优选地，导热体的底面，与一个液冷板的顶面，通过导热胶相粘接。
优选地，隔热片为绝缘隔热片。
优选地，导热体，包括水平导热部和插入导热部；
水平导热部的顶部，垂直连接有多个插入导热部；
每个插入导热部，用于插入相邻的两个电芯侧面之间的间隙中；
插入导热部的左右两侧面，分别通过导热胶与相邻的电芯侧面相粘接。
优选地，水平导热部和插入导热部的表面，涂覆有超导热材料涂层。
优选地，任意相邻的两个插入导热部之间的横向间距，等电芯的横向宽度。
优选地，水平导热部和插入导热部，均是采用弹性缓冲材料制成的结构。
优选地，水平导热部和插入导热部的材料，是聚氨酯、硅系橡胶或者硅系发泡棉。
由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种具有导热缓冲结构的电池模组，其结构设计科学，既能解决电池模组的冷却和均温问题，又能解决因电池模组膨胀而产生的膨胀力问题，具有重大的生产实践意义。
本发明通过导热体表面的超高导热性，来均衡各个电池的温度，最终全部传递到模组底部，再通过水冷板等方式进行散热，保证具有良好的散热性能。
本发明提供了一种模组导热缓冲结构，能够在进行模组散热的同时，也能起到在模组膨胀时给予缓冲的作用。
本发明是一个新型的集成化模组结构设计，能集导热、缓冲于一体，减少了物料的种类，简化了模组组装过程，同时能够更好的适应目前的设计方式，也提升了单模组的循环寿命。
附图说明
图1为本发明提供的一种具有导热缓冲结构的电池模组的立体装配结构示意图；
图2为本发明提供的一种具有导热缓冲结构的电池模组的立体分解结构示意图；
图3为本发明提供的一种具有导热缓冲结构的电池模组中，导热体的立体结构示意图；
图中，10为端板，20为隔热片，30为电芯，40为导热体；
50为打包带，401为水平导热部，402为插入导热部，60为冷却板。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明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他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
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，或一体地连接；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，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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参见图1至图3，本发明提供了一种具有导热缓冲结构的电池模组，包括电池模组主体100和导热体40；
电池模组主体100，包括多个平行并列设置的电芯30和两个端板10；
两个端板10，分别位于电池模组主体100的左右两侧；
电池模组主体100的四周侧面上下两端，分别环绕套有一个打包带50；
其中，每个端板10与相邻的电芯30之间，设置有垂直分布的隔热片20；
其中，任意相邻的两个电芯的侧面之间，分别具有一个预留的间隙；
其中，导热体40的上部，插入到全部间隙中，用于进行电芯30侧面的散热；
导热体40的下部，通过导热胶与全部电芯30的底面相粘接，用于进行电芯底部的导热。
在本发明中，具体实现上，导热体40的底面，与一个液冷板60的顶面，通过导热胶相粘接。当然，导热体40的底面不限于设置液冷板，还可以是其他的冷却方式。
需要说明的是，具体实现上，液冷板60具有进液接头和出液接头，分别通过中空的连接管道，对应与一个外部冷却泵(如水泵)的出液口和进液口相连通，所述连接管道以及水冷板主体中预先注入有冷却液。
需要说明的是，所述冷却液为阻燃冷却液或者水。其中，外部冷却泵(如水泵)的作用是给连接管道以及水冷板主体内的冷却液提供循环动力，从而保证冷却液可以在由液冷板以及中空的连接管道中流动，并可控制冷却液的流动速度。具体实现上，所述连接管道上安装有散热器和加热器，以方便在夏天时对冷却液进行散热处理以及在冬季时，对冷却液进行加热处理。此为现有技术，在此不展开具体表述。
在本发明中，需要说明的是，对于本发明，电池模组两侧通过隔热片20进行绝热绝缘处理，外侧通过端板10固定，不限端板10的材质与外形，端板10通常为金属端板。
对于本发明，任意相邻的两个电芯30之间的相接触面，为电芯的侧面(即左右两侧面)，是电芯外观尺寸最大的平面，且非电池顶部的极柱面。
在本发明中，参见图2，在电芯30与电芯30接触的大面位置粘贴导热体40；电池模组两侧电芯30紧挨端板10一侧位置需粘贴隔热片20，以防止两侧的电芯过度散热。
在本发明中，具体实现上，导热体40，其采用的材质，具有优秀的表面导热性，可以在水平方向快速的均温。
在本发明中，具体实现上，参见图3，导热体40，包括水平导热部401和插入导热部402；
水平导热部401的顶部，垂直连接有多个插入导热部402；
每个插入导热部402，用于插入相邻的两个电芯30侧面之间的间隙中；
插入导热部402的左右两侧面，分别通过导热胶与相邻的电芯30侧面相粘接。
具体实现上，任意相邻的两个插入导热部402之间的横向间距，等电芯30的横向宽度。
具体实现上，水平导热部401和插入导热部402的表面，涂覆有超导热材料涂层(例如现有的纳米导热涂层)。
具体实现上，导热体40中的每个插入导热部402，被挤压在相邻的两个电芯30之间的间隙中。
需要说明的是，对于本发明，导热体40的固定方式，可使用导热胶进行覆盖固定，需要注意的是，若涂抹导热胶进行固定，需保证打胶薄且要覆盖整个电芯的表面，以保证导热性。
具体实现上，水平导热部401和插入导热部402，均是采用弹性缓冲材料制成的结构。它们采用的材料，例如可以为聚氨酯、硅系橡胶、硅系发泡棉等具有压缩回弹性的材料，它们用于吸收模组膨胀产生的横向力。
在本发明中，具体实现上，隔热片20的材质，是气凝胶等隔热材质；
具体实现上，隔热片20是绝缘隔热片。具体为：隔热片20的表面，设置有聚酰亚胺薄膜，予以绝缘处理；
需要说明的是，对于本发明，隔热片20应使用表面附聚酰亚胺等绝缘薄膜材质的气凝胶或其他具有绝热绝缘的材料，以保证电芯的温度一致性。
为了更加清楚地理解本发明的技术方案，下面说明本发明的工作原理。
对于本发明，一方面，导热体40通过每个插入导热部402插入任意相邻的两个电芯之间，水平导热部401在电芯的底部支撑，电芯30的最大表面(即左右侧面)和底面产生的热通过导热体40表面的超导热材料，可以迅速将热量传递到导热体40的底部，再通过液冷板60等冷却方式，将底部的热量散去；
对于本发明，其采取的冷却方式，相较于之前的冷却策略，不仅可以从底面将电芯的热量及时进行传导，也可以将电芯的大面(即侧面)产生的热量及时进行传导，可使电芯以更快的方式进行冷却，同时也避免了现有技术因为只冷却电芯的底部而产生的电芯顶底温差，并且可以使得电池模组的散热效率大幅提升。
另一方面，导热体40的材质采用弹性缓冲材质(即其主体是弹性缓冲材质)，可以在受到挤压的情况下被压缩，当电芯由于循环次数的增加产生膨胀力时，吸收电芯产生的膨胀力，以保证整个模组产生的膨胀力减少，防止打包带50(例如钢带)的束缚力不够而发生断裂，产生安全问题。
对于本发明，电池模组两侧的电芯与端板之间采用隔热片20，保证两侧的电芯不会因为金属端板而产生多余的散热。
综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种具有导热缓冲结构的电池模组，其结构设计科学，既能解决电池模组的冷却和均温问题，又能解决因电池模组膨胀而产生的膨胀力问题，具有重大的生产实践意义。
本发明通过导热体表面的超高导热性，来均衡各个电池的温度，最终全部传递到模组底部，再通过水冷板等方式进行散热，保证具有良好的散热性能。
本发明提供了一种模组导热缓冲结构，能够在进行模组散热的同时，也能起到在模组膨胀时给予缓冲的作用。
本发明是一个新型的集成化模组结构设计，能集导热、缓冲于一体，减少了物料的种类，简化了模组组装过程，同时能够更好的适应目前的设计方式，也提升了单模组的循环寿命。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有导热缓冲结构的电池模组，其特征在于，包括电池模组主体(100)和导热体(40)；
电池模组主体(100)，包括多个平行并列设置的电芯(30)和两个端板(10)；
两个端板(10)，分别位于电池模组主体(100)的左右两侧；
电池模组主体(100)的四周侧面上下两端，分别环绕套有一个打包带(50)；
其中，每个端板(10)与相邻的电芯(30)之间，设置有垂直分布的隔热片(20)；
其中，任意相邻的两个电芯(30)的侧面之间，分别具有一个预留的间隙；
其中，导热体(40)的上部，插入到全部间隙中，用于进行电芯(30)侧面的散热；
导热体(40)的下部，通过导热胶与全部电芯(30)的底面相粘接，用于进行电芯底部的导热。
2.如权利要求1所述的具有导热缓冲结构的电池模组，其特征在于，导热体(40)的底面，与一个液冷板(60)的顶面，通过导热胶相粘接。
3.如权利要求1所述的具有导热缓冲结构的电池模组，其特征在于，隔热片(20)为绝缘隔热片。
4.如权利要求1至3中任一项所述的具有导热缓冲结构的电池模组，其特征在于，导热体(40)，包括水平导热部(401)和插入导热部(402)；
水平导热部(401)的顶部，垂直连接有多个插入导热部(402)；
每个插入导热部(402)，用于插入相邻的两个电芯(30)侧面之间的间隙中；
插入导热部(402)的左右两侧面，分别通过导热胶与相邻的电芯(30)侧面相粘接。
5.如权利要求4所述的具有导热缓冲结构的电池模组，其特征在于，水平导热部(401)和插入导热部(402)的表面，涂覆有超导热材料涂层。
6.如权利要求4所述的具有导热缓冲结构的电池模组，其特征在于，任意相邻的两个插入导热部(402)之间的横向间距，等电芯(30)的横向宽度。
7.如权利要求4所述的具有导热缓冲结构的电池模组，其特征在于，水平导热部(401)和插入导热部(402)，均是采用弹性缓冲材料制成的结构。
8.如权利要求7所述的具有导热缓冲结构的电池模组，其特征在于，水平导热部(401)和插入导热部(402)的材料，是聚氨酯、硅系橡胶或者硅系发泡棉。
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CN114497807A (zh) * 2022-01-28 2022-05-13 岚图汽车科技有限公司 一种电池模组、动力电池和电动汽车
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