CN207459121U - 电池模组、电池系统和车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电池领域，公开了一种电池模组、电池系统和车辆。所述电池模组包括加热/冷却单元、匀温导热膜和多个电芯单元(1)，其中，每个所述电芯单元(1)包括电芯(11)和贴合于所述电芯(11)的散热表面的电芯导热膜(12)，每个所述电芯导热膜(12)均连接于所述匀温导热膜，所述匀温导热膜与所述加热/冷却单元连接。本实用新型所提供的电池模组采用电芯导热膜贴合于电芯的散热表面，设置连接各个电芯单元的电芯导热膜的匀温导热膜，使得在各个电芯单元的加热或冷却过程中，能够实现各个电芯单元温度均布，保证电池模组的温度一致性，提高电池模组的性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池领域，具体地涉及电池模组、电池系统和车辆。
背景技术
随着环境保护需要的日益提高，电动汽车的应用越来越广泛，动力电池作为电动汽车的核心部件，其性能将直接影响电动汽车的性能。
受使用环境的限制，动力电池常需在低温环境和高温环境下进行充放电，如不进行合理的热管理，将极大的缩短电池的使用寿命、影响电池性能，严重时将导致动力电池不能进行正常充放电，甚至发生泄露、爆炸。此外，动力电池通常由多个电芯经适当的组合构成，假如各个电芯的温度的不一致，也将导致动力电池的整体使用性能大大降低。
传统中，通常通过空气或液体加热/冷却装置来加热或冷却动力电池，这种换热效率低，电池在大负荷工况下工作时，很难保障动力电池处于最佳工作温度，且流体在动力电池内部很难保证均匀流动，常常导致电芯间出现温度不一致性的问题。
因此，希望有一种电池模组能够克服或者至少减轻现有技术的上述缺陷。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的电池内的各个电芯温度不均的问题。
为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种电池模组，所述电池模组包括加热/冷却单元、匀温导热膜和多个电芯单元，其中，每个所述电芯单元包括电芯和贴合于所述电芯的散热表面的电芯导热膜，每个所述电芯导热膜均连接于所述匀温导热膜，所述匀温导热膜与所述加热/冷却单元连接。
优选地，多个所述电芯单元沿所述电池模组的高度方向层叠设置，所述匀温导热膜沿所述电池模组的高度方向设置于所述电池模组的至少一侧并依次连接各个所述电芯导热膜，所述加热/冷却单元邻近所述匀温导热膜设置于所述电池模组的至少一侧。
优选地，沿所述电池模组的高度方向，所述电芯的底面或顶面形成为所述散热表面，所述电芯导热膜包括贴合于所述电芯的散热表面的电芯部和贴合于所述匀温导热膜的匀温部，所述匀温部相对于所述电芯部弯折设置，所述电芯部的尺寸大于或等于所述电芯的散热表面的尺寸。
优选地，所述电池模组的相对两侧分别设置有沿所述电池模组的高度方向设置的第一匀温导热膜和第二匀温导热膜，所述电芯导热膜的两侧分别形成有贴合于所述第一匀温导热膜的第一匀温部和贴合于所述第二匀温导热膜的第二匀温部。
优选地，所述加热/冷却单元包括：第一加热/冷却部，所述第一加热/冷却部邻近所述第一匀温导热膜设置于所述电池模组的一侧，并与所述第一匀温导热膜连接；以及第二加热/冷却部，所述第二加热/冷却部邻近所述第二匀温导热膜设置于所述电池模组的另一侧，并与所述第二匀温导热膜连接。
优选地，所述第一加热/冷却部包括第一液冷板和第一PTC加热片，所述第二加热/冷却部包括第二液冷板和第二PTC加热片；和/或所述第一加热/冷却部与所述第一匀温导热膜之间设置有第一导热垫，所述第二加热/冷却部与所述第二匀温导热膜之间设置有第二导热垫。
优选地，所述电芯导热膜为石墨材料，所述电芯导热膜沿其平面方向的导热系数为700W/m·K至2000W/m·K，所述电芯导热膜沿其厚度方向的导热系数为15W/m·K至30W/m·K；和/或所述匀温导热膜为石墨材料，所述匀温导热膜沿其平面方向的导热系数为700W/m·K至2000W/m·K，所述匀温导热膜沿其厚度方向的导热系数为15W/m·K至30W/m·K。
优选地，所述电芯导热膜和所述匀温导热膜的厚度为0.01mm至0.2mm；和/或相邻的所述电芯单元之间设置有泡棉层。
优选地，每个所述电芯单元包括一个所述电芯和一个所述电芯导热膜，所述电芯导热膜的一面贴合于所述电芯的散热表面；或者每个所述电芯单元包括两个所述电芯和一个所述电芯导热膜，所述电芯导热膜的两面分别贴合于两个所述电芯的散热表面。
本实用新型第二方面提供一种电池系统，所述电池系统包括控制单元、根据上文所述的电池模组和用于感测所述电池模组的温度的温度感测件，所述控制单元能够接收所述温度感测件的温度信号，并根据所述温度信号控制所述加热/冷却单元。
本实用新型第三方面提供一种车辆，所述车辆设置有根据上文所述的电池系统。
通过上述技术方案，本实用新型所提供的电池模组采用电芯导热膜贴合于电芯的散热表面，利用导热性能好的导热膜对电芯的散热表面进行加热/冷却，实现电芯的高效换热，进而实现电芯的快速加热或冷却，此外，设置连接各个电芯单元的电芯导热膜的匀温导热膜，使得在各个电芯单元的加热或冷却过程中，能够实现各个电芯单元温度均布，保证电池模组的温度一致性，提高电池模组的性能。
附图说明
图1是根据本实用新型的一种实施方式电池模组的分解示意图；
图2是图1所示的电池模组的正视示意图。
附图标记说明
1 电芯单元； 11 电芯；
12 电芯导热膜； 121 第一匀温部；
122 第二匀温部； 123 电芯部；
2 泡棉层； 31 第一匀温导热膜；
32 第二匀温导热膜； 41 第一加热/冷却部；
42 第二加热/冷却部； 51 第一导热垫；
52 第二导热垫。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型。
根据本实用新型的一个方面，提供一种电池模组，参见图1和图2，所述电池模组包括加热/冷却单元、匀温导热膜和多个电芯单元1，其中，每个电芯单元1包括电芯11和贴合于电芯11的散热表面的电芯导热膜12，每个电芯导热膜12均连接于所述匀温导热膜，所述匀温导热膜与所述加热/冷却单元连接。
本实用新型所提供的电池模组采用电芯导热膜12贴合于电芯11的散热表面，利用导热性能好的导热膜对电芯11的散热表面进行加热/冷却，实现电芯11的高效换热，进而实现电芯11的快速加热或冷却，此外，设置连接各个电芯单元1的电芯导热膜12的匀温导热膜，使得在各个电芯单元1的加热或冷却过程中，能够实现各个电芯单元1温度均布，保证电池模组的温度一致性，提高电池模组的性能。
所述电池模组的各个电芯单元1的布置方式可根据实际情况进行任意适当的布置。优选地，多个电芯单元1沿所述电池模组的高度方向层叠设置，使得电池模组结构紧凑，减小电池模组的体积。参见图2，所述匀温导热膜沿所述电池模组的高度方向设置于所述电池模组的至少一侧并依次连接各个电芯导热膜12，所述加热/冷却单元邻近所述匀温导热膜设置于所述电池模组的至少一侧，匀温导热膜设置于电池模组的侧面并沿其高度方向延伸便于匀温导热膜与各个电芯导热膜12的连接，加热/冷却单元设置于电池模组的侧面，可大大减少加热/冷却单元与相关电器元件的线路连接结构，便于加热/冷却单元的安装，简化电池模组的机构，同时缩小电池模组的占用空间，有利于实现电池包的轻量化设计。
电芯11的散热表面可根据电芯11的实际结构适当的表面作为散热表面。优选地，参见图2，沿所述电池模组的高度方向，电芯11的底面或顶面形成为所述散热表面，电芯导热膜12包括贴合于电芯11的散热表面的电芯部123和贴合于所述匀温导热膜的匀温部，所述匀温部相对于电芯部123弯折设置，以便于匀温部与匀温导热膜的连接，电芯部123的尺寸大于或等于电芯11的散热表面的尺寸，以更好的对电芯11进行加热或冷却。进一步优选地，匀温部优选为贴合于电芯11的侧面，以能够对电芯11的侧面进行加热或冷却，进一步提高电芯11的加热或冷却效率。
优选地，所述电池模组的相对两侧分别设置有沿所述电池模组的高度方向设置的第一匀温导热膜31和第二匀温导热膜32，电芯导热膜12的两侧分别形成有贴合于第一匀温导热膜31的第一匀温部121和贴合于第二匀温导热膜32的第二匀温部122，在电池模组的相对两侧均设置匀温导热膜可进一步提高电池模组中的各个电芯单元1的温度的均一性，在需要的情况的下，也可在电池模组的四周均设置匀温导热膜。
加热/冷却单元可仅设置于电池模组的一侧。优选地，所述加热/冷却单元包括：第一加热/冷却部41，第一加热/冷却部41邻近第一匀温导热膜31设置于电池模组的一侧，并与第一匀温导热膜31连接，以通过第一匀温导热膜31对各个电芯单元1的电芯导热膜12进行加热或冷却；以及第二加热/冷却部42，第二加热/冷却部42邻近第二匀温导热膜32设置于所述电池模组的另一侧，并与第二匀温导热膜32连接，以通过第二匀温导热膜32对各个电芯单元1的电芯导热膜12进行加热或冷却，提高加热/或冷却单元对电池模组的加热或冷却效率。
加热/冷却单元的具体结构可根据实际情况进行适当的选择，加热/冷却单元可根据电池模块的作业环境仅具有冷却单元或者仅具有加热单元或者同时具有加热单元和冷却。例如，加热/冷却单元包括液冷板，液冷板的导热流道与外界流道连通，通过改变液体介质的温度，流量实现加热、冷却的作用；或者在电池模组仅需加热的情况下也可仅设置PTC加热片等加热元件。优选地，第一加热/冷却部41包括第一液冷板和第一PTC加热片，第二加热/冷却部42包括第二液冷板和第二PTC加热片，液冷板和PTC加热片(PositiveTemperature Coefficient，即热敏电阻加热片)结合使用，既能够实现电芯单元1的冷却，又能够实现电芯单元1的快速加热，PTC加热片使用成本底、安全、绿色环保。
优选地，参见图1和图2，第一加热/冷却部41与第一匀温导热膜31之间设置有第一导热垫51，第二加热/冷却部42与第二匀温导热膜32之间设置有第二导热垫52。导热垫也可称为为导热硅胶片、导热矽胶垫、导热硅胶垫等，具有良好的导热能力和高等级的耐压，其材料本身通常具有一定的柔韧性，能够很好的贴合在元件表面，达到导热及散热目的。
电芯导热膜12和匀温导热膜的材质可根据实际需要进行适当的选择，例如，铝膜、铜膜等。优选地，电芯导热膜12为石墨材料，石墨材料所制成的导热膜具有更高的导热系数，能够提高电芯导热膜12的热传导性能。电芯导热膜12沿其平面方向的导热系数为700W/m·K至2000W/m·K，电芯导热膜12沿其厚度方向的导热系数为15W/m·K至30W/m·K，热量在电芯导热膜12内沿平面方向从电芯部快速传导至匀温部。
优选地，所述匀温导热膜为石墨材料，石墨材料所制成的导热膜具有更高的导热系数，能够提高匀温导热膜的热传导性能。所述匀温导热膜沿其平面方向的导热系数为700W/m·K(瓦/米·度)至2000W/m·K，所述匀温导热膜沿其厚度方向的导热系数为15W/m·K至30W/m·K，匀温导热膜能够与各个电芯导热膜12进行热传导，并在沿其平面方向均匀传递热量，使得各个电芯导热膜12的温度较为均匀。
电芯导热膜12和匀温导热膜的厚度可根据实际情况进行适当的选择，优选地，电芯导热膜12和所述匀温导热膜的厚度为0.01mm至0.2mm，避免导热膜过厚导致电池模组体积过大。
优选地，相邻的电芯单元1之间设置有泡棉层2，泡棉层2能够吸收电芯11温度变化时自身体积的变化量，此外，电芯11的体积也会随着其生命周期有一定的变化，泡棉层2也能够吸收该变化量，保障电池模组的稳定性和可靠性。
优选地，每个电芯单元1包括一个电芯11和一个电芯导热膜12，电芯导热膜12的一面贴合于电芯11的散热表面。具体地，参见图1和图2所示，每个电芯11对应一片电芯导热膜12，电芯11经散热表面与电芯导热膜12进行热传导，结构紧凑、简单。
优选地，每个电芯单元1包括两个电芯11和一个电芯导热膜12，电芯导热膜12的两面分别贴合于两个电芯11的散热表面。此时，两个电芯11的散热表面相对布置，电芯导热膜12夹在两个电芯11之间，使得电芯导热膜12的两面分别贴合与两个电芯11的散热表面，可减少电池模组中一半的电芯导热膜12数量，降低电池模组的制造成本和重量。
优选地，电芯导热膜12双面背胶，便于将电芯导热膜12和电芯11的散热表面以及匀温导热膜贴附在一起。
根据本实用新型的另一个方面，提供一种电池系统，所述电池系统包括控制单元、根据上文所述的电池模组和用于感测所述电池模组的温度的温度感测件，所述控制单元能够接收所述温度感测件的温度信号，并根据所述温度信号控制所述加热/冷却单元。使得电池系统处于适当的温度，提高电池系统的稳定性和可靠性，延长电池系统的使用寿命。
具体地，当电池模组的温度低于设定值时，加热/冷却单元启动加热，热量传递给匀温导热膜，再由匀温导热膜传递给电芯导热膜12，电芯导热膜12的热量直接通过散热表面对电芯11进行加热；当电池模组的温度高于设定值时，加热/冷却单元启动冷却，电芯导热膜12通过散热表面吸收电芯11的温度，并通过匀温导热膜将热量传递给加热/冷却单元，加热/冷却单元将热量带走。
根据本实用新型的再一个方面，提供一种车辆，所述车辆设置有根据上文所述的电池系统，该车辆可以是电动汽车或混合动力车等需要用到电池系统进行动力驱动的车辆，由于上述电池系统的稳定性较高且使用寿命较长，进而能够提高车辆的稳定性，并且降低车辆的使用成本。
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (11)
1.一种电池模组，其特征在于，所述电池模组包括加热/冷却单元、匀温导热膜和多个电芯单元(1)，其中，每个所述电芯单元(1)包括电芯(11)和贴合于所述电芯(11)的散热表面的电芯导热膜(12)，每个所述电芯导热膜(12)均连接于所述匀温导热膜，所述匀温导热膜与所述加热/冷却单元连接。
2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，多个所述电芯单元(1)沿所述电池模组的高度方向层叠设置，所述匀温导热膜沿所述电池模组的高度方向设置于所述电池模组的至少一侧并依次连接各个所述电芯导热膜(12)，所述加热/冷却单元邻近所述匀温导热膜设置于所述电池模组的至少一侧。
3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，沿所述电池模组的高度方向，所述电芯(11)的底面或顶面形成为所述散热表面，所述电芯导热膜(12)包括贴合于所述电芯(11)的散热表面的电芯部(123)和贴合于所述匀温导热膜的匀温部，所述匀温部相对于所述电芯部(123)弯折设置，所述电芯部(123)的尺寸大于或等于所述电芯(11)的散热表面的尺寸。
4.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组的相对两侧分别设置有沿所述电池模组的高度方向设置的第一匀温导热膜(31)和第二匀温导热膜(32)，所述电芯导热膜(12)的两侧分别形成有贴合于所述第一匀温导热膜(31)的第一匀温部(121)和贴合于所述第二匀温导热膜(32)的第二匀温部(122)。
5.根据权利要求4所述的电池模组，其特征在于，所述加热/冷却单元包括：
第一加热/冷却部(41)，所述第一加热/冷却部(41)邻近所述第一匀温导热膜(31)设置于所述电池模组的一侧，并与所述第一匀温导热膜(31)连接；以及
第二加热/冷却部(42)，所述第二加热/冷却部(42)邻近所述第二匀温导热膜(32)设置于所述电池模组的另一侧，并与所述第二匀温导热膜(32)连接。
6.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述第一加热/冷却部(41)包括第一液冷板和第一PTC加热片，所述第二加热/冷却部(42)包括第二液冷板和第二PTC加热片；和/或
所述第一加热/冷却部(41)与所述第一匀温导热膜(31)之间设置有第一导热垫(51)，所述第二加热/冷却部(42)与所述第二匀温导热膜(32)之间设置有第二导热垫(52)。
7.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电芯导热膜(12)为石墨材料，所述电芯导热膜(12)沿其平面方向的导热系数为700W/m·K至2000W/m·K，所述电芯导热膜(12)沿其厚度方向的导热系数为15W/m·K至30W/m·K；和/或
所述匀温导热膜为石墨材料，所述匀温导热膜沿其平面方向的导热系数为700W/m·K至2000W/m·K，所述匀温导热膜沿其厚度方向的导热系数为15W/m·K至30W/m·K。
8.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电芯导热膜(12)和所述匀温导热膜的厚度为0.01mm至0.2mm；和/或
相邻的所述电芯单元(1)之间设置有泡棉层(2)。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的电池模组，其特征在于，
每个所述电芯单元(1)包括一个所述电芯(11)和一个所述电芯导热膜(12)，所述电芯导热膜(12)的一面贴合于所述电芯(11)的散热表面；或者
每个所述电芯单元(1)包括两个所述电芯(11)和一个所述电芯导热膜(12)，所述电芯导热膜(12)的两面分别贴合于两个所述电芯(11)的散热表面。
10.一种电池系统，其特征在于，所述电池系统包括控制单元、根据权利要求1-9中任意一项所述的电池模组和用于感测所述电池模组的温度的温度感测件，所述控制单元能够接收所述温度感测件的温度信号，并根据所述温度信号控制所述加热/冷却单元。
11.一种车辆，其特征在于，所述车辆设置有根据权利要求10所述的电池系统。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 341000 Ganzhou Economic and Technological Development Zone, Jiangxi Province Patentee after: Funeng Science and Technology (Ganzhou) Co., Ltd. Address before: 341000 Ganzhou Economic and Technological Development Zone, Jiangxi Province Patentee before: Fu Neng Technology (Ganzhou) Co., Ltd. |