CN115295932A - 冷却效率优异的高压电池模块 - Google Patents
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Abstract
本发明的一个实施例涉及一种应用双向冷却装置的电池模块,提供一种电池模块,其包括:模块壳体,包括上盖板和下盖板;以及两个以上的袋电池单元,包括在所述模块壳体内,所述密封部中电极引线没有突出的密封部向一侧方向折叠,折叠的密封部位于所述模块壳体的上盖板侧或下盖板侧,散热粘合剂直接附接到与至少一个袋电池单元的折叠的密封部的折叠方向相反方向的袋上。
Description
技术领域
本发明涉及一种冷却效率优异的高压电池模块,更具体地,涉及一种应用双向冷却装置的电池模块。
背景技术
一般而言,二次电池可以充电和放电,因此被应用于数码相机、手机、笔记本电脑、混合动力车辆等各种领域,并且正在积极进行进一步的研究。
二次电池的示例包括镍镉电池、镍金属氢电池、镍氢电池和锂二次电池。正在对二次电池中具有高能量密度和放电电压的锂二次电池进行大量研究,并已商业化而被广泛使用。
此外,二次电池模块包括并排堆叠并且彼此电连接的多个电池单元,并且电池单元被构造为容纳在壳体内部。此外,还会安装多个所述二次电池单元以作为电池模块安装在电动车辆、储能系统(ESS:Energy Storage System)等中。
另一方面,为了增加行驶距离,需要提高电池单元的能量密度,但这会导致发热量增加的问题。因此,对能够根据发热量的增加提高冷却效率的模块的需求在增加。
针对这种需求,以往在电池模块的冷却板下部设置散热器以提高冷却效率。
所述电池模块下部设置有冷却板(Cooling Plate),使得所述冷却板与单向散热器接触,此外所述冷却板与导热材料接触,并且与模块内的电池单元的底部接触,从而将在电池单元中产生的热传递到外部以进行冷却。
所述散热器和模块的冷却板是通过与电池单元接触并通过模块下端进行冷却,并且使用具有高导热性的铝基材料,以提高冷却效率。此外,尝试通过使用诸如导热粘合剂或导热垫的导热部件以消除电池单元和冷却板之间的空隙来提高冷却效率。
在所述冷却板中,导热系数是根据所使用的材料的基本特性来确定的,另一方面,通过添加陶瓷填料等来增加导热部件的导热系数以提高导热效率。然而,这种单向冷却不足以冷却随着能量密度增加而增加的发热量。
因此,近年来,开发了通过在模块的下部以及上部设置散热器来冷却电池单元或电池模块的双向冷却(Both Side Cooling)技术,并且正在应用于一些跑车和高级平台。
在这种双向冷却技术中,开发了如下方式,即在模块上部形成注液孔,并且通过注液孔注入以往在下部使用的散热粘合剂,以通过粘合剂填充电池单元的中空空间,从而上下双向冷却在电池单元中产生的热,并且这种技术得到普遍应用。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的一个实施例的目的在于,通过提高高压电池模块的冷却性能来提高电池模块的性能。
此外,本发明的一个实施例的目的在于,通过提高冷却性能来提高电池的快速充电效果,并且提供改善电池长期寿命的效果。
(二)技术方案
本发明的一个实施例提供一种电池模块,其包括:模块壳体,包括上盖板和下盖板;以及两个以上的袋电池单元,包括在所述模块壳体内,并且所述袋电池单元在三个边上具有密封部,所述密封部中电极引线没有突出的密封部向一侧方向折叠,折叠的密封部位于所述模块壳体的上盖板侧或下盖板侧,散热粘合剂直接附接到与至少一个袋电池单元的折叠的所述密封部的折叠方向相反方向的袋上。
所述密封部可以折叠成90°、180°、270°或540°。
所述袋电池单元和与其相邻的袋电池单元的密封部可以向彼此相反的方向折叠。
所述散热粘合剂可以与彼此相邻的两个袋电池单元直接接触。
所述散热粘合剂可以与所述模块壳体的上盖板或下盖板接触。
与所述散热粘合剂接触的上盖板或下盖板可以通过阴刻成型以具有从所述上盖板向下突出或从所述下盖板向上突出的突出部。
所述散热粘合剂可以为选自由聚氨酯类、硅类和环氧类组成的组中的至少一种粘合剂。
所述散热粘合剂可以具有1.0W/mK以上的导热率。
所述散热粘合剂可以包括导热填料。
所述导热填料可以为选自由氧化铝、氢氧化铝和二氧化硅组成的组中的至少一种。
所述散热粘合剂可以包括附接到上盖板的内表面的第一散热粘合剂和附接到下盖板的第二散热粘合剂。
折叠的所述密封部可以通过附接绝缘胶带固定。
所述绝缘胶带的一端可以存在于折叠的所述密封部的表面上。
优选地,所述绝缘胶带的粘合力为500gf/in以上,剪切应力为30kgf/in2以上。
所述绝缘胶带可以为选自由硅类、丙烯酸类、橡胶类或环氧类组成的组中的至少一种压敏粘合剂或热熔粘合剂。
所述电池模块可以包括在任一个袋电池单元和与其相邻的袋电池单元之间的弹性垫。
优选地,所述弹性垫的面积大于所述袋电池单元的面积。
所述弹性垫可以附接有离型纸。
根据本发明的另一实施例,提供一种电池模块,其包括:模块壳体,包括上盖板和下盖板;彼此相邻的袋电池单元,容纳在所述模块壳体内,并且分别包括密封部;彼此相邻的袋电池单元的密封部,其中没有电极引线突出,并且在相邻的袋电池单元的上表面上沿相反的方向折叠;第一散热粘合剂,将相邻的袋电池单元的上表面直接连接到上盖板;以及第二散热粘合剂,将所述填隙料连接到所述下盖板,通过所述第一散热粘合剂和所述第二散热粘合剂对相邻的所述袋电池单元提供双向冷却。
相邻的所述袋电池单元可以进一步包括设置在电池单元和电池单元之间的弹性垫。
(三)有益效果
根据本发明的一个实施例,由散热粘合剂制成的散热粘合剂层与袋电池单元和上盖板直接接触,因此在电池模块的上部方向上也可以确保优异的冷却性能,从而可以提高双向冷却性能,因此可以更有效地冷却在电池单元中产生的热。
另外,根据本发明的一个实施例,在袋上部涂覆高粘度的散热粘合剂,而不是像现有技术通过注液孔注入散热粘合剂,因此可以根据需要调节散热粘合剂的涂覆量和涂覆形状,并且可以确认其形状,因此可以预测更定量的冷却性能。
此外,根据本发明的一个实施例,由于所述散热粘合剂不会渗入袋电池单元之间,而是涂覆在上部,因此可以将对袋的损坏最小化。
附图说明
图1是示出根据现有技术注入散热粘合剂而在电池模块上部的袋电池单元和散热粘合剂之间形成空气层的结构的一个袋电池单元的示意图。
图2是示意性地示出电池模块的一个示例的分解立体图。
图3是示出折叠袋密封部的示例的图,其中A、B、C、D分别表示折叠90度、180度、270度、360度的示例。
图4是示意性地示出根据本发明的一个实施例的插入电池模块内的一个袋电池单元,即在与袋电池单元的密封部折叠的方向的相反的方向上应用散热粘合剂的袋电池单元的一个示例的图。
图5是示意性地示出在图4的袋电池单元中,袋电池单元的折叠的密封部通过绝缘胶带固定的示例的图。
图6是示意性地示出形成散热粘合剂的电池模块中的袋电池单元堆叠体上部的一部分的图,其示意性地示出以下示例,即在彼此相邻的袋电池单元中,密封部的折叠方向彼此相反,在与密封部折叠的方向相反的方向相邻的两个袋电池单元中应用散热粘合剂,并且上盖板通过阴刻形成。
图7是示意性地示出形成散热粘合剂的模块的上部的图,其中(a)为平面图,(b)为仅示出散热粘合剂的立体图。
图8是示意性地示出散热粘合剂形成在下盖板的结构的图,其中(a)示出形成散热粘合剂的下盖板,(b)示出下盖板的分解立体图。
图9是示意性地示出在下盖板形成散热粘合剂的电池模块中的袋电池单元下部的图。
图10是示出在形成在下盖板内表面的散热粘合剂和袋电池单元的边界形成填隙料的示例的图。
图11是示意性地示出根据本发明的一个实施例的具有双向冷却装置的电池模块的主视图和该电池模块的分解立体图。
图12是示出在实施例1、比较例1和比较例2中制造的电池模块的电池驱动过程中在相同的位置测量电池单元的内部最高温度、电池单元上部温度和下部温度的变化的结果的图表。
附图标记说明
1、11:袋电池单元 3、13:密封部
5、15:绝缘胶带 7、17、27:散热粘合剂
19:弹性垫 20:前盖板
30:汇流条组件 50:后盖板
60:上盖板 70:绝缘盖
80:下盖板
具体实施方式
在根据传统方式的双向冷却中,注入的散热粘合剂的量相当大,并且在散热粘合剂中添加陶瓷填料来增加散热粘合剂的导热率,因此,存在所需要的添加剂的量也增加,从而导致价格上升的问题。
此外,图1示意性地示出了当通过传统的注液方式将散热粘合剂注入电池模块内时形成在袋电池单元上部的散热粘合剂层的结构,然而,如图1所示,由于通过这种注液方式注入,无法确认散热粘合剂的形状,因此存在无法预测更量化的冷却性能的限制。此外,如图1所示,电池单元上部的袋密封部被折叠成90°、180°、270°、540°等的形状,因此难以固定折叠部的位置,并且根据改变的折叠部位置使得热传递路径可能发生变化,例如空气层的形成和空气层的厚度改变等。因此,热传递效率降低,存在冷却可靠性降低的限制,例如难以维持精确的模块的热阻和冷却性能等。此外,还存在注入的所述散热粘合剂渗入电池单元之间而损坏袋的问题。
本发明的一个实施例是用于提高高压电池模块中的冷却效率的发明,更具体地,涉及一种电池模块,其包括用于执行电池模块的下部冷却和上部冷却的各冷却装置,从而具有优异的双向冷却效率,并且解决传统方式的双向冷却方式中存在的问题。
下面,参照附图进一步详细说明本发明的各实施例。
根据一个实施例的电池模块包括:模块壳体,至少包括上盖板和下盖板;以及两个以上的袋电池单元,包括在所述模块壳体内部并且在三个面具有密封部,并且在所述密封部中电极引线未突出的密封部位于所述模块壳体内的上部。
所述模块壳体至少包括上盖板和下盖板。另外,所述模块壳体包括前盖板和后盖板,并且包括两侧盖板。此时,所述两侧盖板可以与下盖板彼此分离,并结合到下盖板,并且所述两侧盖板还可以与下盖板一体形成,或者可以彼此分离并结合。
例如,图2示出了电池模块的一个示例,其中模块壳体可以至少包括:下盖板80,具有包覆袋电池单元11的下侧和两侧的结构,并且形成为一体形成的形状;上盖板60,覆盖电池单元的上部;前盖板20,覆盖袋电池单元11的前部;以及后盖板50,覆盖袋电池单元11的后部。模块壳体的形状和尺寸没有特别限制,并且可以根据用途、容纳在内部空间中的袋电池单元11的形状和数量等适当地选择。图2示出了下盖板80具有形状的示例,但是所述下盖板80可以与两侧盖板分离。在下文中,为了描述方便,将举例描述下盖板和两侧盖板分离的结构。
袋电池单元11容纳在所述模块壳体中。在所述模块壳体内容纳有两个以上的袋电池单元11,每个袋电池单元11彼此电连接。容纳在所述模块壳体中的袋电池单元11可以根据用途等以适当的数量被容纳,因此该数量没有特别限制。
所述袋电池单元11是通过将包括负极、正极和介于所述负极和所述正极之间的隔膜的电极组件容纳在袋中并热密封袋而制造的,所述袋电池单元11具有密封部。在所述袋的至少一个面上具有密封部,对此没有特别限制,可以通过三面密封或四面密封而具有三个或四个密封部,更优选地,可以通过三面密封而具有三个密封部。
此时,电极引线从所述袋电池单元11的密封部3中的一个或两个密封部3突出,电极引线没有突出的密封部可以设置为朝向模块壳体的上表面即上盖板60,另外,也可以设置为朝向模块壳体的下表面即下盖板80。
以下,将围绕示出折叠的所述密封部位于上盖板的形状的图来描述本发明的一个实施例,但也适用于所述密封部位于下盖板的情况,本领域普通技术人员容易理解密封部可以设计成位于下盖板。
在所述袋电池单元11中,为了防止袋内的金属与上盖板60等接触而发生短路,优选地,将密封部3朝向一侧方向折叠,即以袋电池单元11的密封部中心为基准朝向一个方向折叠,以防止袋中的金属层暴露于外部。
如图3所示,所述密封部13的折叠没有特别限制,可以折叠成90度、180度、270度、360度或450度。图3示意性地示出密封部的折叠,其中A至D分别示出折叠90度、180度、270度和360度。
在折叠0度,即没有折叠的情况下,袋内的金属可能会暴露导致短路,而且密封部13的长度增加,引起电池单元的长度减小,从而导致能量密度减小。
两个以上的袋电池单元11容纳在所述模块壳体中。在所述袋电池单元11的密封部13中,将电极引线没有突出的密封部朝向模块壳体的上盖板60(上表面)或下盖板80(下表面)设置并进行容纳。即,可以将袋的密封部朝向模块壳体的上表面或下表面而进行容纳,对此没有特别限定。然而,为方便起见,以下将详细描述将袋的密封部朝向模块壳体的上表面进行容纳的示例。
在如上所述将袋电池单元11的密封部向一侧方向折叠的状态下,如图4所示,散热粘合剂17附接在与密封部折叠的方向相反的方向的袋上。因此,在保护折叠的密封部的同时,可以通过所述散热粘合剂传递袋电池单元中产生的热以排放热。所述图4所示的构造可以应用于单向冷却结构,另外还可以应用于双向冷却结构。
所述散热粘合剂17的材料不限于此,可以使用聚氨酯类、硅类和环氧类树脂作为主剂,并且根据需要可以同时包括所述主剂和固化剂。所述固化剂可以根据主剂适当地选择,因此没有特别限制。
所述主剂和可根据需要添加的固化剂可以分别独立地具有300Pa.s以上的粘度(根据ASTM D2196测量,基于常温下的1/s)。如果主剂和固化剂的粘度小于300Pa.s,则由于具有高流动性,可以在袋电池单元11和袋电池单元11之间流动,特别是当涂覆在上部时,由于折叠部相反面和电池单元的上部不平整,可能流向电池单元外侧,在这种情况下,可能出现损坏袋的问题。
所述散热粘合剂可以包括导热填料。所述导热填料用于为散热粘合剂提供或改善散热性,可以包括氧化铝、氢氧化铝、二氧化硅等。所述导热填料的含量没有特别限制,可以包含相对于散热粘合剂的总重量的55至80重量%的含量。当导热填料的含量超过80重量%时,粘度高,绝缘性和粘合力可能会降低,而且还会对固化后的袋产生不利影响。
所述散热粘合剂17可以具有30kgf/in2以上(根据ASTM D5656在常温下去除离型纸后通过附接到SUS基板上来测量)的剪切强度(Shear Strength)。所述散热粘合剂17的剪切强度越高,则越优选,其上限没有特别限定,例如可以具有100kgf/in2以下的剪切强度值。另一方面,所述散热粘合剂17可以具有500gf/in(ASTM D1000)以上的180°剥离强度值。
折叠的所述密封部13可以通过附接绝缘胶带15来固定。所述绝缘胶带15可以被附接为其一端位于折叠的所述密封部13的表面上,并且沿折叠的方向延伸,使得另一端位于袋电池单元11的表面上。
即,如图1所示,在绝缘胶带5被附接为其一端存在于密封部13的折叠方向的相反侧方向,而不存在于折叠的密封部13的表面上时,袋电池单元11的表面和绝缘胶带5之间可以形成空气层。
当在如上所述形成空气层的状态下附接并应用散热粘合剂时,散热粘合剂7位于绝缘胶带5上,并且由于在所述绝缘胶带5和袋电池单元11之间形成的空气层提供的隔热效果,将袋电池单元11的热传递到散热粘合剂7的热传递效果可能会显着降低。此外,当所述散热粘合剂7位于绝缘胶带5时,从袋电池单元1到上盖板形成有较多的界面,这种增加的界面数量可能成为降低热传递效率的主要因素。
另一方面,如图5所示,在绝缘胶带15的一端存在于密封部13的折叠面上的情况下,将散热粘合剂17附接在折叠方向的相反侧时,袋电池单元11和上盖板60通过散热粘合剂17连接,从而可以减少界面数量,而且由于不形成空气层,不提供隔热效果,因此可以通过所述散热粘合剂17更有效地将在袋电池单元11内产生的热传递到上盖板60。所述图5所示的构造可以应用于单向冷却结构,另外还可以应用于双向冷却结构。
所述绝缘胶带15不限于此,可以是硅类、丙烯酸类、橡胶类或环氧类压敏粘合剂或热熔粘合剂,并且可以混合使用这些。
在将两个以上的袋电池单元容纳在模块壳体内的情况下,如图6所示,容纳的袋电池单元11中的任一个袋电池单元11和与其相邻的袋电池单元11可以被设置为朝向模块壳体的上表面的密封部13的折叠方向彼此相反。所述散热粘合剂应用于袋电池单元的密封部在彼此相反方向上折叠的两个相邻的袋电池单元,并且上盖板60可以是具有从上盖板向下突出的突出部且通过阴刻成型的板。
更具体地,当任一个所述袋电池单元11的密封部13被朝向右侧方向折叠并容纳时,与其相邻的两侧袋电池单元11的密封部13可以向左侧方向折叠。即,所述袋电池单元11的密封部13的折叠方向可以被设置为彼此交替地朝向左右左。在这种情况下,如图6所示,通过在相邻的两个袋电池单元11中的密封部13没有折叠的方向上附接散热粘合剂17,可以更有效地传递在两个袋电池单元11中产生的热。
所述散热粘合剂17可以与模块壳体接触,以便容易地将在袋电池单元11中产生的热排出到外部。具体地,当所述袋电池单元的折叠的密封部被设置为朝向模块壳体的上表面时,上盖板60和散热粘合剂17直接接触,当折叠的密封部被设置为朝向模块壳体的下表面时,下盖板80和散热粘合剂17直接接触,这样可以有利于排出热。
因此,所述散热粘合剂17的厚度没有特别限定,只要具有能够与上盖板60或下盖板80接触的程度的厚度即可。
此外,所述上盖板60或所述下盖板80可以通过阴刻成型。即,图6示意性地示出了上盖板通过阴刻形成的示例。如图6所示,所述上盖板60通过阴刻成型,从而可以使散热粘合剂17的厚度进一步变薄。由此,可以减少散热粘合剂17的使用量,从而也可以起到降低成本的效果。此外,由于可以进一步减小袋电池单元11与上盖板60之间的间隔,因此可以将在袋电池单元11中产生的热更有效地传递至上盖板60。所述图6所示的构造可以应用于单向冷却结构,另外还可以应用于双向冷却结构。
如图6所示,根据一个实施例的电池模块可以在任一个袋电池单元11和相邻的袋电池单元11之间包括弹性垫19。所述弹性垫19可以应用在所有袋电池单元11和袋电池单元11之间,并且可以以预定间隔设置,并且没有特别限制。对所述弹性垫19没有特别限定,只要是在电池模块中通常使用的弹性垫,即可以适用于本发明的一个实施例中。
所述弹性垫19可以具有比袋电池单元11的主体面积,更具体地,比负极的面积更大的面积。在这种情况下,可以防止涂覆在电池模块上部的袋电池单元11上的散热粘合剂17流动而渗入到袋电池单元11和袋电池单元11之间,因此可以防止损坏袋表面。
所述弹性垫19通常以附接有离型纸的状态提供至电池模块制造工艺中,当弹性垫应用在袋电池单元11和袋电池单元11之间时,可以以附接有离型纸的状态直接使用弹性垫19而不需要去除离型纸。通常,弹性垫19为泡棉垫并且具有气孔,当在去除离型纸的状态下涂覆散热粘合剂时,散热粘合剂可能会渗透到弹性垫19的气孔内部而导致弹性垫19的性能降低。
图7示意性地示出了根据如上所述的本发明的一个实施例获得的电池模块的上表面。图7的(a)示出在去除上盖板60的状态下的电池模块的上表面,图7的(b)示意性地示出根据本发明的一个实施例的形成在电池模块的上部的散热粘合剂17。在此,所述散热粘合剂17可以包括在一个方向上延伸以覆盖弹性垫19的所述粘合剂的带(strip)。
根据一个实施例的电池模块具有双向冷却装置,并且可以包括上冷却装置和下冷却装置。例如,可以在与折叠的所述密封部所在的一侧相反的一侧的上盖板或下盖板的内表面上设置单独的冷却装置。以下,将描述单独的所述冷却装置形成在下盖板上的示例。
具体地,在将上述袋电池单元中的通过散热粘合剂的冷却装置应用于模块壳体的上表面,即上盖板的情况下,如图8所示,作为下盖板的单独的冷却装置的散热粘合剂27可以附接到下盖板80上。所述散热粘合剂27可以仅形成在下盖板的内表面的一部分,还可以形成在整个表面上。
图8的(a)是示出附接有散热粘合剂27的下盖板80的平面图,图8的(b)是其分解立体图。此外,图9示出包括附接有所述散热粘合剂27的下盖板80的电池模块的局部放大图。如上所述,通过在下盖板80上附接散热粘接剂27,可以提供向下方的冷却。所述图9所示的构造可以应用于单向或双向冷却结构。
此外,如图10所示,在形成在所述下盖板80的内表面的散热粘合剂27和袋电池单元11之间的边界处形成的空间中可以包括填隙料。所述散热粘合剂27附接到所述下盖板80上,并且在所述散热粘合剂27和袋电池单元的下表面之间的空间中可以包括填隙料。因此,袋电池单元11可以通过所述散热粘合剂27紧贴到下盖板80,从而可以更有效地冷却从袋电池单元中产生的热。
图10部分地示出将三面密封袋电池单元11插入模块壳体中的示例,并且使得袋电池单元11的没有密封部的一面位于与下盖板80接触的一面,由具有导热性的材料制成的填隙料可以填充在模块壳体下表面的下盖板80(冷却板)和袋电池单元11的边界。所述图10所示的结构可以应用于单向或双向冷却结构。
所述导热材料的示例包括但不限于氧化铝、氢氧化铝、二氧化硅等。根据需要所述填隙料可以在所述导热材料的基础上进一步包括粘合剂。
根据如上所述的一个实施例,通过在包括在电池模块中的袋电池单元11的上表面上附接散热粘合剂17,可以在一个方向上冷却电池模块,另外,也可以同时在相反的方向上将散热粘合剂27作为电池模块的冷却装置应用于袋电池单元11的下表面,从而可以双向冷却电池模块,因此可以使冷却效率最大化。
图11示意性地示出通过如上所述的一个实施例提供的电池模块的一个实施例。如图11所示,一个实施例的电池模块包括下盖板80和形成在所述下盖板80上的散热粘合剂27,并且包括上盖板60,在容纳两个以上的袋电池单元11的状态下,在电池模块上部应用与袋电池单元11直接接触的散热粘合剂17,所述上盖板60与所述散热粘合剂17直接接触。因此,可以容易地双向传递热,即将在袋电池单元11中产生的热通过所述散热粘合剂17传递到上盖板60,并且通过散热粘合剂27传递到下盖板80,从而可以使热传递效果最大化。
如上所述,在现有技术中,如图1所示,用于防止排气的绝缘胶带5被附接到袋电池单元1上部的整个宽度上。因此,由于绝缘胶带5自身的热阻和因绝缘胶带5而增加的界面,热阻增加,进而,由于在绝缘胶带5和电池单元上部之间形成的空气层而出现隔热效果,导致热阻进一步增加,形成难以向上方传递热的结构。
然而,根据如上所述的实施例,如图4所示,在电池模块的构造中,将袋电池单元11的袋密封部13向一个方向折叠,并且在与折叠方向相反侧的袋表面上应用用于冷却的散热粘合剂17,从而可以使袋电池单元11与上盖板60或下盖板80直接接触,因此可以使热阻最小化,使热传递效果最大化。
实施例
以下,通过实施例详细说明本发明。
实施例1
在电极引线向两个方向突出的三面密封袋电池单元中,将电极引线没有突出的密封部向一个方向折叠270°,然后附接绝缘胶带以固定。
此时,如图5所示,所述绝缘胶带的一端位于密封部的表面上,另一端位于折叠方向侧的袋电池单元的电极表面上,使得绝缘胶带仅附接到电极厚度的一半(1/2)。
制造十个附接有所述绝缘胶带的袋电池单元。此时,5个所述袋电池单元的密封部向左折叠,另外5个袋电池单元的密封部向右折叠。
交替地堆叠密封部的折叠方向彼此不同的所述袋电池单元,并且纵向容纳在由前盖板、后盖板和下盖板组成且在下盖板的整个内部附接有散热粘合剂的电池模块壳体内。此时,将折叠的所述密封部朝向模块壳体的上盖板进行容纳。
将散热粘合剂涂覆到容纳在电池模块壳体中的袋电池单元堆叠体上。如图5所示,涂覆位置在密封部的折叠方向的相反侧。
此后,通过覆盖上盖板来制造电池模块。
比较例1
如图1所示,绝缘胶带的一端位于折叠方向侧的袋电池单元电极表面上,另一端位于折叠方向相反侧的袋电池单元的电极表面上,使得绝缘胶带附接到整个电极厚度上,并且除了将绝缘胶带附接到整个电池单元厚度上之外,与实施例1相同地执行并制造电池模块。
比较例2
除了没有附接绝缘胶带并且没有将散热粘合剂涂覆到下盖板的内表面之外,与实施例1相同地执行并制造电池模块。
发热特性的评价
在使用实施例1、比较例1和比较例2中制造的电池模块驱动电池的过程中,在相同的位置测量容纳在电池模块内的电池单元的内部最高温度、电池单元上部和下部的温度变化,并将结果表示在表1和图12中。
[表1]
电池单元内最高温度(℃) | 上盖板或下盖板最低温度(℃) | 热阻(K/W) | |
比较例1 | 32.7 | 28.3 | 0.49 |
比较例2 | 35.8 | 30.25 | 0.69 |
实施例1 | 31.7 | 28.1 | 0.45 |
由表1可知,在设置有用于向上盖板和下盖板进行双向冷却的冷却装置,但是折叠密封部后,将绝缘胶带附接到电池单元的整个厚度上的比较例1的情况下,电池单元内最高温度和电池单元上部的温度差为4.4℃,在设置有用于向下盖板的一个方向进行冷却的冷却装置,并且折叠密封部后没有附接额外的绝缘胶带的比较例2的情况下,电池单元内最高温度与电池单元上部温度差为5.6℃。
另一方面,在设置有用于向上盖板和下盖板进行双向冷却的冷却装置,并且折叠密封部之后仅在所述折叠方向上的电池单元的整个厚度上附接绝缘胶带的实施例1的情况下,电池单元内的最高温度与电池单元上部的温度差为3.6℃。
此外,由图12可知,在比较设置有上下两个方向的冷却装置的比较例1和实施例1时,在比较例1的情况下,电池单元上部和电池单元下部之间存在温度差,因此可知上部和下部的冷却效率存在差异。另一方面,在实施例1的情况下,电池单元上部和电池单元下部之间几乎没有温度差,因此可知上部和下部的冷却效率相同。(在图12的比较例1和比较例2的图表中,出现了温度急剧下降的区间,这是由于温度收敛后在任意时间点停止发热条件而造成的。通常,在经过8000~10000秒后,会收敛到特定温度,图12的比较例1、2和实施例1的各图表在8000~10000秒后温度收敛后具有相同的温度变化模式。因此,图中表示的温度区间不同。)
如上所述,根据本发明的一个实施例,绝缘胶带仅附接到密封部的折叠方向侧以进行上部冷却和下部冷却,并且在与折叠方向相反的方向侧附接散热粘合剂,从而可以提高向上方的冷却效率。
Claims (20)
1.一种电池模块,包括:
模块壳体,包括上盖板和下盖板;以及
两个以上的袋电池单元,包括在所述模块壳体内,并且所述袋电池单元在三个边上具有密封部,
所述密封部中电极引线没有突出的密封部向一侧方向折叠,折叠的密封部位于所述模块壳体的上盖板侧或下盖板侧,
散热粘合剂直接附接到与至少一个袋电池单元的折叠的密封部的折叠方向相反方向的袋上。
2.根据权利要求1所述的电池模块,其中,
折叠的所述密封部折叠成90°、180°、270°或540°。
3.根据权利要求1所述的电池模块,其中,
任一个袋电池单元和与其相邻的袋电池单元的密封部向彼此相反的方向折叠。
4.根据权利要求3所述的电池模块,其中,
所述散热粘合剂与彼此相邻的两个袋电池单元直接接触。
5.根据权利要求1所述的电池模块,其中,
所述散热粘合剂与所述模块壳体的上盖板或下盖板接触。
6.根据权利要求5所述的电池模块,其中,
与所述散热粘合剂接触的上盖板或下盖板通过阴刻成型以具有从所述上盖板向下突出或从所述下盖板向上突出的突出部。
7.根据权利要求1所述的电池模块,其中,
所述散热粘合剂为选自由聚氨酯类、硅类和环氧类组成的组中的至少一种粘合剂。
8.根据权利要求1所述的电池模块,其中,
所述散热粘合剂具有1.0W/mK以上的导热率。
9.根据权利要求1所述的电池模块,其中,
所述散热粘合剂包括导热填料。
10.根据权利要求9所述的电池模块,其中,
所述导热填料为选自由氧化铝、氢氧化铝和二氧化硅组成的组中的至少一种。
11.根据权利要求1所述的电池模块,其中,
所述散热粘合剂包括附接到上盖板的内表面的第一散热粘合剂和附接到下盖板的第二散热粘合剂。
12.根据权利要求1或11中任一项所述的电池模块,其中,
折叠的所述密封部通过附接绝缘胶带固定。
13.根据权利要求12所述的电池模块,其中,
所述绝缘胶带的一端存在于折叠的所述密封部的表面上。
14.根据权利要求12所述的电池模块,其中,
所述绝缘胶带的粘合力为500gf/in以上,剪切应力为30kgf/in2以上。
15.根据权利要求12所述的电池模块,其中,
所述绝缘胶带为选自由硅类、丙烯酸类、橡胶类或环氧类组成的组中的至少一种压敏粘合剂或热熔粘合剂。
16.根据权利要求1至11中任一项所述的电池模块,其包括在任一个袋电池单元和与其相邻的袋电池单元之间的弹性垫。
17.根据权利要求16所述的电池模块,其中,
所述弹性垫的面积大于所述袋电池单元的面积。
18.根据权利要求16所述的电池模块,其中,
所述弹性垫附接有离型纸。
19.一种电池模块,包括:
模块壳体,包括上盖板和下盖板;
彼此相邻的袋电池单元,容纳在所述模块壳体内,并且分别包括密封部;
彼此相邻的袋电池单元的密封部,其中没有电极引线突出,并且在相邻的袋电池单元的上表面上沿相反的方向折叠;
第一散热粘合剂,将相邻的袋电池单元的上表面直接连接到上盖板;以及
第二散热粘合剂,将所述填隙料连接到所述下盖板,
通过所述第一散热粘合剂和所述第二散热粘合剂对相邻的所述袋电池单元提供双向冷却。
20.根据权利要求19所述的电池模块,其中,
相邻的所述袋电池单元进一步包括设置在电池单元和电池单元之间的弹性垫。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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