CN206789655U - 一种动力电池模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种动力电池模块，其特征在于，包括外壳和设置在外壳中的至少两个电池单元，所述两个电池单元以预定距离间隔开，以形成风道，每个电池单元由铝片包裹两个电池单体构成，所述电池单体表面通过粘接剂粘贴有由高导热材料和相变材料复合而成的复合材料层，所述复合材料层与所述铝片通过粘接剂粘接在一起。本实用新型的动力电池模块能够有效地将电池单体的温度控制在一定范围内，并且能够降低电池总成体积、重量及成本，经济适用性强。
Description
技术领域
本实用新型属于动力电池热管理领域，尤其涉及一种采用高导热材料-相变材料复合材料进行电池散热及均热的动力电池模块。
背景技术
为了缓解能源紧缺及环境污染的巨大压力，新能源汽车已成为世界各国的研究热点及发展方向。动力电池是新能源汽车驱动力的主要来源或唯一来源，其工作性能将直接影响整车性能。随着整车性能需求的不断提高及动力电池技术的快速发展，电池在正常工作时产生的热量也越来越大。动力电池的允许工作温度一般为-20～60℃，最佳工作温度为25±5℃。当电池温度超过允许工作温度或长期处于较高或较低温度环境时，电池的输出特性、安全性、一致性及寿命将受到严重影响。特别是运行恶劣工况时，不但电池升温速率快，而且由于单体制造工艺及使用时长的影响，电池总成内单体的温度一致性也将大幅度降低，从而影响整车动力性、安全性及可靠性。
目前国内外动力电池的散热及均热方案以自然冷却、强制风冷及液冷为主。自然冷却及强制风冷设计简易，成本低廉，但应用于大规模电池总成的散热效果与均热效果有限；液冷方案的电池温度响应较快，电池产生的大量热量能够被快速带走，但由于传热接触面限制，电池总成的均热效果并不理想，且液冷系统设计复杂，成本较高，电池总成的体积及重量也较大，不利于整车空间布置。
因此，对动力电池采用合理的热管理方案，将电池工作温度控制在合理的范围内，是新能源汽车动力电池领域亟需解决的问题。
实用新型内容
针对上述技术问题，本实用新型提供一种采用高导热材料-相变材料复合材料进行电池散热及均热的动力电池模块，有效解决了动力电池散热、均热问题，以及达到降低电池总成体积、重量及成本的效果。
本实用新型采用的技术方案为：
本实用新型的实施例提供一种动力电池模块，包括外壳和设置在外壳中的至少两个电池单元，所述两个电池单元以预定距离间隔开，以形成风道，每个电池单元由铝片包裹两个电池单体构成，所述电池单体表面通过粘接剂粘贴有由高导热材料和相变材料复合而成的复合材料层，所述复合材料层与所述铝片通过粘接剂粘接在一起。
可选地，所述预定距离为1mm～3mm，所述铝片的厚度为0.5mm～1mm。
可选地，所述高导热材料为天然石墨或膨胀石墨，所述相变材料为石蜡类相变材料。
可选地，所述复合材料层由所述天然石墨或膨胀石墨与所述石蜡类相变材料热压形成。
可选地，所述复合材料层的厚度为50μm-100μm。
可选地，所述复合材料层在厚度方向上的导热系数高于2，在平面方向上的导热系数高于100。
可选地，所述相变材料的相变温度为30℃-40℃。
可选地，所述复合材料层与所述电池单体表面的贴合面积大于电池单体表面积的80％，所述复合材料层与所述铝片的贴合面积大于所述铝片表面积的40％。
可选地，所述复合材料层与所述电池单体表面的贴合面积约为电池单体表面的90％，所述复合材料层与所述铝片的贴合面积约为铝片表面积的45％。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：(1)采用高导热材料-相变材料复合材料进行动力电池模块的散热及均热，由于复合材料厚度很小，且与电池单体表面采用粘结剂粘结，因此传热热阻很小，电池单体产生热量可迅速传递至复合材料。复合材料又与导热铝片通过粘结剂结合，因此传热热阻也很小，热量又可迅速传递至导热铝片。(2)由于电池单元与电池单元之间存在1mm-3mm的空隙，因此导热铝片的热量又可顺利传递至空气从而起到散热效果。同时由于复合材料中含有相变温度30℃-40℃的相变材料，因此当电池温度高于相变温度时，复合材料可提供一部分相变潜热，有利于将电池工作温度稳定在合适的温度范围内。(3)由于电池单体表面四周都与复合材料接触，而复合材料具有很高的平面方面导热系数，有利于提高电池单体的温度一致性。(4)动力电池模块可省去传统冷却系统所需的风道、流道设计及验证过程，从而大幅度降低动力电池热管理系统的体积、重量及成本。
附图说明
图1为本实用新型一实施例的动力电池模块的结构示意图。
图2为本实用新型的动力电池模块的电池单体的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
图1为本实用新型一实施例的动力电池模块的结构示意图。图2为本实用新型的动力电池模块的电池单体的结构示意图。
如图1和图2所示，本实用新型实施例提供的一种动力电池模块1，包括外壳(未图示)和设置在外壳中的至少两个电池单元，所述两个电池单元以预定距离间隔开，形成风道5，每个电池单元卡接在外壳上并由导热铝片4包裹两个电池单体2构成，所述两个电池单体2的电池通过焊接组成串并联，两个电池单体通过铝片夹住组成一个电池单元。本实用新型中的铝片4包裹两个电池单体2并不是指铝片完全贴合在电池单体的表面上，而是指铝片抵住电池单体的上下两端以固定两个电池单体，而铝片与电池单体的左右两侧间隔开预定间隙。
如图2所示，在所述电池单体2表面，具体在电池单体2的除了设置电池端子的上下左右4个表面上通过粘接剂粘贴有由高导热材料和相变材料复合而成的复合材料层3，该复合材料层包覆电池单体后多出来的部分与所述铝片通过粘接剂粘接在一起。由于电池单体表面采用粘结剂粘结，因此传热热阻很小，电池单体产生热量可迅速传递至复合材料层，复合材料层又与导热铝片通过粘结剂结合，因此传热热阻也很小，热量又可迅速地传递至导热铝片。本实用新型对粘接剂的种类没有特别限制，只要是能够起到粘接作用的任何粘接剂都可以。在本实用新型的一示例中，所述复合材料层3与所述电池单体2表面的贴合面积大于电池单体表面积的80％，所述复合材料层3与所述铝片4的贴合面积大于所述铝片表面积的40％，这样，有利于提高电池单体的温度一致性。
在本实用新型的一实施例中，所述预定间隔为1mm～3mm，因此导热铝片的热量可顺利地通过风道5传递至空气从而起到散热效果。
在本实用新型的一实施例中，所述铝片的厚度为0.5mm～1mm。
在本实用新型的一实施例中，所述高导热材料为天然石墨或膨胀石墨，所述相变材料为石蜡类相变材料。在一示例中，所述复合材料层3可由所述天然石墨或膨胀石墨与所述石蜡类相变材料热压形成。优选，使用95％的天然石墨或膨胀石墨与5％的石蜡类相变材料热压形成。优选，所述复合材料层的厚度可为50μm-100μm，所述复合材料层在厚度方向上的导热系数高于2，在平面方向上的导热系数高于100。由于复合材料层的厚度仅为50μm-100μm，因此电池单体产生热量可迅速传递至复合材料层。
在本实用新型的一实施例中，所述相变材料的相变温度为30℃-40℃，相变潜热为80J/g。这样，当电池温度高于相变温度时，复合材料层可提供一部分相变潜热，有利于将电池工作温度稳定在合适的温度范围内。
【实施例】
在本实施例中，动力电池模块包括4个电池单元，每个电池单元由导热铝片包裹2个软包电池单体构成，所述电池单体表面采用粘结剂粘贴由石墨-石蜡复合形成的复合材料层，所述复合材料层与所述导热铝片通过粘结剂贴合。两个相邻的电池单元之间的空隙为2mm。所述导热铝片厚度为0.5mm，所述复合材料层的厚度为100μm，相变温度36～37℃，相变潜热80J/g，厚度方向导热系数约5，平面方向导热系数150。所述复合材料层与电池单体表面的贴合面积约为电池单体表面的90％，所述复合材料层与导热铝片的贴合面积约为导热铝片表面积的45％。
本实施例中，环境温度26℃，对电池模块进行2C充放电循环5次，最高温度34.9℃，单体间最大温差1.2℃；进行5C充放电循环2次，最高温度41.3℃，单体间最大温差4.7℃。
由此可知，本实用新型提供的动力电池模块能够将电池温度控制在合理的范围内。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种动力电池模块，其特征在于，包括外壳和设置在外壳中的至少两个电池单元，所述两个电池单元以预定距离间隔开，以形成风道，每个电池单元由铝片包裹两个电池单体构成，所述电池单体表面通过粘接剂粘贴有由高导热材料和相变材料复合而成的复合材料层，所述复合材料层与所述铝片通过粘接剂粘接在一起。
2.根据权利要求1所述的动力电池模块，其特征在于，所述预定距离为1mm～3mm，所述铝片的厚度为0.5mm～1mm。
3.根据权利要求1所述的动力电池模块，其特征在于，所述高导热材料为天然石墨或膨胀石墨，所述相变材料为石蜡类相变材料。
4.根据权利要求3所述的动力电池模块，其特征在于，所述复合材料层由所述天然石墨或膨胀石墨与所述石蜡类相变材料热压形成。
5.根据权利要求4所述的动力电池模块，其特征在于，所述复合材料层的厚度为50μm-100μm。
6.根据权利要求1所述的动力电池模块，其特征在于，所述复合材料层在厚度方向上的导热系数高于2，在平面方向上的导热系数高于100。
7.根据权利要求1所述的动力电池模块，其特征在于，所述相变材料的相变温度为30℃-40℃。
8.根据权利要求1所述的动力电池模块，其特征在于，所述复合材料层与所述电池单体表面的贴合面积大于电池单体表面积的80％，所述复合材料层与所述铝片的贴合面积大于所述铝片表面积的40％。
9.根据权利要求8所述的动力电池模块，其特征在于，所述复合材料层与所述电池单体表面的贴合面积为电池单体表面的90％，所述复合材料层与所述铝片的贴合面积为铝片表面积的45％。
Priority Applications (1)
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| CN201720399497.8U CN206789655U (zh) | 2017-04-17 | 2017-04-17 | 一种动力电池模块 |
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| CN201720399497.8U CN206789655U (zh) | 2017-04-17 | 2017-04-17 | 一种动力电池模块 |
Publications (1)
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| CN206789655U true CN206789655U (zh) | 2017-12-22 |
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| CN (1) | CN206789655U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113644340A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-11-12 | 苏州大学 | 一种具有多层膜散热结构的锂电池及其电池包的均热方法 |
| WO2022008743A3 (en) * | 2020-07-10 | 2022-03-31 | Sabic Global Technologies B.V. | Thermally conductive divider configuration for batteries |
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2017
- 2017-04-17 CN CN201720399497.8U patent/CN206789655U/zh active Active
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| WO2022008743A3 (en) * | 2020-07-10 | 2022-03-31 | Sabic Global Technologies B.V. | Thermally conductive divider configuration for batteries |
| CN113644340A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-11-12 | 苏州大学 | 一种具有多层膜散热结构的锂电池及其电池包的均热方法 |
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