CN204333167U - 一种用于锂离子电池组散热及加热的结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池散热技术领域，提供一种用于锂离子电池组散热及加热的结构，其包括第一绝缘导热片和第二绝缘导热片，第一绝缘导热片设置在相邻两组电池模组中的第一电池模组下端面电极一侧，第二绝缘导热片设置在相邻两组电池模组中的第二电池模组上端面电极一侧，第一电池模组下端面电极一侧设有第一导电连接片，第二电池模组的上端面电极一侧设有第二导电连接片；第一绝缘导热片与第二绝缘导热片之间设有金属散热片，金属散热片设有平面散热机构；金属散热片平行设置，平面散热机构外侧设有冷却/加热装置，通过导出电池电极处大量热量来实现对电池模组产生的热量进行充分的散热，在低温环境中，也能对电池模组进行加热，提高工作效率。

Description

一种用于锂离子电池组散热及加热的结构

技术领域

本实用新型属于电池散热技术领域，尤其涉及一种用于锂离子电池组散热及加热的结构。

背景技术

随着环保要求的逐步深入，以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的电动汽车越来越多，其逐步成为道路行驶车辆的一份子。在车用电池组中大多数是由单体电池经过串联或者并联之后形成电池模块，向汽车供电。

在电池组在工作时散发出大量热量，尤其是电池电极处，这些集聚在电极附近的热量容易导致电池内部温度升高，或者电池内部温度不均衡，致使电池的性能下降，效率降低。

在传统锂电池组散热系统中，以圆柱电池为例，利用空气对流方式对圆柱电池侧面外壳散热，一方面，这种方式散热效率底；另一方面，需要在模组内设计复杂的通道，制作工艺复杂，难以实现，并且散热一致性难以保证。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于锂离子电池组散热及加热的结构，旨在解决现有技术中电池组工作时散热出的大量热量集聚在电极附近，容易导致电池内部温度升高，或者电池内部温度不均衡，致使电池的性能下降，效率降低的问题。

本实用新型是这样实现的，一种用于锂离子电池组散热及加热的结构，所述用于锂离子电池组散热及加热的结构包括设置在相邻两组电池模块之间的第一绝缘导热片和第二绝缘导热片，所述第一绝缘导热片设置在相邻两组电池模组中的第一电池模组下端面电极一侧，所述第二绝缘导热片设置在相邻两组电池模组中的第二电池模组上端面电极一侧，所述第一电池模组下端面电极一侧固定设有第一导电连接片，所述第二电池模组的上端面电极一侧固定设有第二导电连接片，靠近上电池组固定板的第一电池模组上端面电极上固定设有第三导电连接片，靠近下电池组固定板的第二电池模组下端面电极上固定设有第四 导电连接片；

所述第一绝缘导热片与所述第二绝缘导热片之间设有金属散热片，所述金属散热片延伸出电池模组的其中一侧设有平面散热机构；

若干相邻两组电池模块之间的若干个所述金属散热片平行设置，若干个所述金属散热片的平面散热机构外侧设有冷却和加热装置。

作为一种改进的方案，靠近上电池组固定板的第一电池模组的第三导电连接片与所述上电池组固定板之间设有第三绝缘导热片，靠近下电池组固定板的第二电池模组的第四导电连接片与所述下电池组固定板之间设有第四绝缘导热片。

作为一种改进的方案，所述电池模组包括电池盒上盖、电池盒下盖和设置在所述电池盒上盖与所述电池盒下盖之间的若干个单体电池，所述金属散热片通过设置在所述电池盒上盖上的定位销固定在所述第一绝缘导热片与所述第二绝缘导热片之间。

作为一种改进的方案，所述电池盒上盖、电池盒下盖、上电池组固定板以及下电池固定板均对应设有通孔，所述电池盒上盖、电池盒下盖、上电池组固定板以及下电池固定板通过所述通孔以及对应的锁紧螺杆固定在一起。

作为一种改进的方案，所述金属散热片的平面散热机构与所述冷却和加热装置之间设有导热片，所述平面散热机构为口字型散热板。

作为一种改进的方案，所述冷却和加热装置两端通过支臂分别固定在上电池组固定板和下电池组固定板上。

作为一种改进的方案，所述第一导电连接片延伸出所述电池模组的其中另一侧焊接有铜片，所述铜片与所述第一导电连接片成一定角度，相邻的两个所述铜片之间通过铜排连接。

作为一种改进的方案，所述铜排外侧设有保护壳，所述保护壳通过卡扣的方式固定在所述电池模组上。

由于用于锂离子电池组散热及加热的结构包括设置在相邻两组电池模块之间的第一绝缘导热片和第二绝缘导热片，第一绝缘导热片设置在相邻两组电池模组中的第一电池模组下端面电极一侧，第二绝缘导热片设置在相邻两组电池模组中的第二电池模组上端面电极一侧，第一电池模组下端面电极一侧固定设 有第一导电连接片，第二电池模组的上端面电极一侧固定设有第二导电连接片；第一绝缘导热片与第二绝缘导热片之间设有金属散热片，金属散热片延伸出电池模组的其中一侧设有平面散热机构；若干相邻两组电池模块之间的若干个金属散热片平行设置，若干个金属散热片的平面散热机构外侧设有冷却和加热装置，从而通过第一绝缘导热片、第二绝缘导热片、金属散热片以及冷却和加热装置将电极处热量散出来实现对电池模组产生的热量进行充分的散热，同时，也能在电池模组处于低温工作环境时，对电池模组进行加热，从两个方面保证电池模组的正常工作，提高工作效率，延长电池模组的使用寿命。

由于靠近上电池组固定板以及下电池组固定板一侧分别设置第三绝缘导热片以及第四绝缘导热片，实现对相邻电池模组产生热量的充分散热。

由于电池模组包括电池盒上盖、电池盒下盖和设置在电池盒上盖与电池盒下盖之间的若干个单体电池，所述金属散热片通过设置在所述电池盒上盖上的定位销固定在所述第一绝缘导热片与所述第二绝缘导热片之间，从而实现对金属散热片的固定。

由于电池盒上盖、电池盒下盖、上电池组固定板以及下电池固定板均对应设有通孔，所述电池盒上盖、电池盒下盖、上电池组固定板以及下电池固定板通过所述通孔以及对应的锁紧螺杆固定在一起，从而实现电池箱体的组合，结构简单，易于实现。

由于金属散热片的平面散热机构与所述冷却和加热装置之间设有导热片，所述平面散热机构为口字型散热板，进一步地提高了散热效果。

由于第一导电连接片延伸出所述电池模组的其中另一侧焊接有铜片，所述铜片与所述第一导电连接片成一定角度，相邻的两个所述铜片之间通过铜排连接，实现对电池模组的串并联，对外供电，结构简单。

附图说明

图1是本实用新型提供的用于锂离子电池组散热及加热的结构的局部展开示意图；

图2是本实用新型提供的用于锂离子电池组散热及加热的结构的爆炸示意图；

图3是本实用新型提供的用于锂离子电池组散热及加热的结构的组装结构 示意图；

其中，1-第一绝缘导热片，2-第二绝缘导热片，3-第一电池模组，4-第二电池模组，5-第一导电连接片，6-第二导电连接片，7-上电池组固定板，8-第三导电连接片，9-下电池组固定板，10-第四导电连接片，11-金属散热片，12-平面散热机构，13-冷却和加热装置，14-导热片，15-铜片，16-铜排，17-保护壳，18-第三绝缘导热片，19-第四绝缘导热片，20-电池盒上盖，21-电池盒下盖，22-单体电池，23-定位销，24-锁紧螺杆，25-支臂。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1至图3分别示出了本实用新型提供的用于锂离子电池组散热及加热的结构的示意图，为了便于说明，图中仅给出了与本实用新型相关的部分。

用于锂离子电池组散热及加热的结构包括设置在相邻两组电池模块之间的第一绝缘导热片1和第二绝缘导热片2，该第一绝缘导热片1设置在相邻两组电池模组中的第一电池模组3下端面电极一侧，该第二绝缘导热片2设置在相邻两组电池模组中的第二电池模组4上端面电极一侧，第一电池模组3下端面电极一侧固定设有第一导电连接片5，第二电池模组4的上端面电极一侧固定设有第二导电连接片6，靠近上电池组固定板7的第一电池模组3上端面电极上固定设有第三导电连接片8，靠近下电池组固定板9的第二电池模组4下端面电极上固定设有第四导电连接片10；

第一绝缘导热片1与第二绝缘导热片2之间设有金属散热片11，金属散热片11延伸出电池模组的其中一侧设有平面散热机构12；

若干相邻两组电池模块之间的若干个金属散热片11平行设置，若干个金属散热片11的平面散热机构12外侧设有冷却和加热装置13。

在该实施例中，上述给出的是相邻两组电池模组之间的情形，每个电池箱体是由若干个相邻的电池模组串并联组成，其串并联通过相应的导电连接片、铜排等结构，其电池箱体的物理机构通过上电池组固定板7以及下电池组固定板9等结构串接固定完成，下述有给出具体的实现，在此不再赘述。

其中，上述第一绝缘导热片1、第二绝缘导热片2、金属散热片11以及冷却和加热装置13实现对集聚在电池模组中电池单体电极周围的热量的散失，保证电池模组的正常工作，同时，也可以根据散热的原理，对电池模组的工作环境进行加热，同样保证低温时，电池模组正常工作，即保证电池模组正常工作的前提下，还能延长电池模组的使用寿命。

在该实施例中，上述电池模组即为常见的各种型号的锂离子电池模组，下述和图中以圆柱形锂离子电池模组为例进行说明，在此不用以限制本实用新型。

在本实用新型中，金属散热片11的平面散热机构12与冷却和加热装置13之间设有导热片14，该导热片14进一步的给热量进行快速传导，加快了散热速度，提高了散热效果，反之低温加热也相同效果，其中，该导热片14和上述各个绝缘导热片可采用软性材料，其绝缘性较好,在15Kv/mm左右、可压缩，可紧贴散热片以及电极，导热系数在10W/m*K左右，其在一定的外力作用下，该绝缘导热片被压缩以贴紧电池电极，可增加紧贴效果，增加散热效果，导热片也可用导热硅脂代替。

其中，金属散热片11材料不限，可以是铝或者铜等导热系数较高的材料；上述各个导电连接片材料不限，可以是镍或者铜等电阻率较低的材料。

在本实用新型中，上述各个绝缘导热片和导热片14有较好的导热系数，比空气的导热系数高很多，通过绝缘导热片，金属散热片11的三明治结构很好的将电极处的热量导出。

同时，上述平面散热机构12可以采用多种类型，例如单一的平板等结构，本实用新型图中给出的是口字型散热板的情形，在此不用以限制本实用新型。

在本实用新型中，第一导电连接片5延伸出电池模组的其中另一侧焊接有铜片15，该铜片15与第一导电连接片5成一定角度，相邻的两个铜片15之间通过铜排16连接，实现相邻电池模组的串接，其中，铜片15与第一导电连接片5可以垂直设置，当然也可以是其他角度，铜片15与铜排16的连接可以通过螺母来固定连接，当然也可以采用其他方式。

其中，铜排16外侧设有保护壳17，该保护壳17通过卡扣的方式固定在电池模组上，实现对铜排16的保护。

在本实用新型中，靠近上电池组固定板7的第一电池模组3的第三导电连 接片8与所述上电池组固定板7之间设有第三绝缘导热片18，靠近下电池组固定板9的第二电池模组4的第四导电连接片10与所述下电池组固定板9之间设有第四绝缘导热片19，该第三绝缘导热片18与第四绝缘导热片19的设置进一步的提高了散热效果。

在本实用新型中，电池模组包括电池盒上盖20、电池盒下盖21和设置在所述电池盒上盖20与电池盒下盖21之间的若干个单体电池22，该单体电池22可以是圆柱形锂离子电池，金属散热片11通过设置在所述电池盒上盖20上的定位销23固定在第一绝缘导热片1与所述第二绝缘导热片2之间，实现对金属散热片11的固定；

同时，电池盒上盖20、电池盒下盖21、上电池组固定板7以及下电池组固定板9均对应设有通孔，所述电池盒上盖20、电池盒下盖21、上电池组固定板7以及下电池组固定板9通过所述通孔以及对应的锁紧螺杆24固定在一起。

其中，上述冷却和加热装置13为板状结构，其位于上电池组固定板7以及下电池组固定板9的一侧分别设有两个支臂25，该冷却和加热装置13通过支臂25分别固定在上电池组固定板7和下电池组固定板9上，实现对冷却和加热装置13的固定，当然也可以采用其他方式，在此不再赘述。

其中，在本实用新型中，上述铜片15和铜排16的连接关系，在此不再赘述，只要保证上下电池模组能串联或并联为汽车提供电源即可。

为了便于理解，下述给出本实用新型提供的用于锂离子电池组散热及加热的结构的散热过程：

(1)在第一电池模组3下端面电极和第二电池模组4的上端面电极上产生的热量分别传递给第一绝缘导热片1和第二绝缘导热片2；

(2)第一绝缘导热片1和第二绝缘导热片2将热量传递给金属散热片11；

(3)金属散热片11将热量自身传递至平面散热机构12；

(4)平面散热机构12上的热量均通过导热片14传递给散热/加热装置，散失到空气中，实现散热过程；

其中，上述靠近上电池组固定板7的第一电池模组3上端面电极和靠近下电池组固定板9的第二电池模组4的下端面电极上产生的热量分别通过第三绝缘导热片18和第四绝缘导热片19散失出去，在此不再赘述。

上述仅仅给出散热的过程，其加热过程即为散热的逆向实现，在此不再赘述，但不用以限制本实用新型。

上述给出了在高温情形下的散热，以及低温情形下的加热过程。

在本实用新型中，用于锂离子电池组散热及加热的结构包括设置在相邻两组电池模块之间的第一绝缘导热片和第二绝缘导热片，第一绝缘导热片设置在相邻两组电池模组中的第一电池模组下端面电极一侧，第二绝缘导热片设置在相邻两组电池模组中的第二电池模组上端面电极一侧，第一电池模组下端面电极一侧固定设有第一导电连接片，第二电池模组的上端面电极一侧固定设有第二导电连接片；第一绝缘导热片与第二绝缘导热片之间设有金属散热片，金属散热片延伸出电池模组的其中一侧设有平面散热机构；若干相邻两组电池模块之间的若干个金属散热片平行设置，若干个金属散热片的平面散热机构外侧设有冷却和加热装置，从而通过第一绝缘导热片、第二绝缘导热片、金属散热片以及冷却和加热装置将电极处热量散出来实现对电池模组产生的热量进行充分的散热，同时，也能在电池模组处于低温工作环境时，对电池模组进行加热，从两个方面保证电池模组的正常工作，提高工作效率，延长电池模组的使用寿命。

本实用新型通过对电池电极接触式导热的方式来达到对整个电池模组散热的目的，利用绝缘导热片、金属散热片的三明治结构，使绝缘导热片充分与电极接触，将电池产生热量传导出来，效率高，结构简单。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于锂离子电池组散热及加热的结构，其特征在于，所述用于锂离子电池组散热及加热的结构包括设置在相邻两组电池模块之间的第一绝缘导热片和第二绝缘导热片，所述第一绝缘导热片设置在相邻两组电池模组中的第一电池模组下端面电极一侧，所述第二绝缘导热片设置在相邻两组电池模组中的第二电池模组上端面电极一侧，所述第一电池模组下端面电极一侧固定设有第一导电连接片，所述第二电池模组的上端面电极一侧固定设有第二导电连接片，靠近上电池组固定板的第一电池模组上端面电极上固定设有第三导电连接片，靠近下电池组固定板的第二电池模组下端面电极上固定设有第四导电连接片；

所述第一绝缘导热片与所述第二绝缘导热片之间设有金属散热片，所述金属散热片延伸出电池模组的其中一侧设有平面散热机构；

若干相邻两组电池模块之间的若干个所述金属散热片平行设置，若干个所述金属散热片的平面散热机构外侧设有冷却和加热装置。

2.根据权利要求1所述的用于锂离子电池组散热及加热的结构，其特征在于，靠近上电池组固定板的第一电池模组的第三导电连接片与所述上电池组固定板之间设有第三绝缘导热片，靠近下电池组固定板的第二电池模组的第四导电连接片与所述下电池组固定板之间设有第四绝缘导热片。

3.根据权利要求1所述的用于锂离子电池组散热及加热的结构，其特征在于，所述电池模组包括电池盒上盖、电池盒下盖和设置在所述电池盒上盖与所述电池盒下盖之间的电池组，所述金属散热片通过设置在所述电池盒上盖上的定位销固定在所述第一绝缘导热片与所述第二绝缘导热片之间。

4.根据权利要求3所述的用于锂离子电池组散热及加热的结构，其特征在于，所述电池盒上盖、电池盒下盖、上电池组固定板以及下电池固定板均对应设有通孔，所述电池盒上盖、电池盒下盖、上电池组固定板以及下电池固定板通过所述通孔以及对应的锁紧螺杆固定在一起。

5.根据权利要求1所述的用于锂离子电池组散热及加热的结构，其特征在于，所述金属散热片的平面散热机构与所述冷却和加热装置之间设有导热片，所述平面散热机构为口字型散热板。

6.根据权利要求1或5所述的用于锂离子电池组散热及加热的结构，其特征在于，所述冷却和加热装置两端通过支臂分别固定在上电池组固定板和下电 池组固定板上。

7.根据权利要求1所述的用于锂离子电池组散热及加热的结构，其特征在于，所述第一导电连接片延伸出所述电池模组的其中另一侧焊接有铜片，所述铜片与所述第一导电连接片成一定角度，相邻的两个所述铜片之间通过铜排连接。

8.根据权利要求7所述的用于锂离子电池组散热及加热的结构，其特征在于，所述铜排外侧设有保护壳，所述保护壳通过卡扣的方式固定在所述电池模组上。