CN209056572U - 一种圆柱电芯锂电池组的散热装置 - Google Patents

一种圆柱电芯锂电池组的散热装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型适用于锂电池技术领域，提供了一种圆柱电芯锂电池组的散热装置，所述圆柱电芯锂电池组包括：若干层圆柱电芯单元，所述散热装置包括：导热绝缘支架、导热灌注胶、导热硅胶片、导热铝合金；每层圆柱电芯单元通过两个导热绝缘支架固定，所述导热灌注胶灌注到每层所述圆柱电芯单元的缝隙中，从而形成单层电芯散热结构；单层所述电芯散热结构的四周布置有所述导热硅胶片，从而形成单层电芯散热单元；所述导热铝合金布置在两个单层所述电芯散热单元之间。本实用新型提供的圆柱电芯锂电池组的散热装置，实现了快速降低锂电池组的内部电芯的温度和圆柱电芯之间的温差，延长锂电池组的循环使用寿命的效果。

Description

一种圆柱电芯锂电池组的散热装置
技术领域
本实用新型属于锂电池技术领域，尤其涉及一种圆柱电芯锂电池组的散热装置。
背景技术
锂电池组通常是由多个锂电池缠绕组合在一起形成的，由于电芯在充电或者放电过程中会产生热量，而过多的热量如果不能迅速有效地扩散，便会使电芯的温度大幅升高，从而使其工作性能明显下降，严重影响了锂电池组的循环寿命。
目前常用的锂电池组散热方式主要有三种：(1)通过风扇来增加空气对流，从而进行散热；(2)通过在电芯之间排列带有冷却液的散热管，来进行液冷散热；(3)通过在电芯之间或表面增加相变材料来吸热。
然而，针对小型锂电池组(例如，两轮电瓶车用小型锂电池组等)，目前常用的散热方式有：(1)通过支架增加电芯之间的间距来增加空气对流，但这种散热方式的散热效果不好，并且电芯之间散热不均匀，电芯之间温差比较大；(2)通过在电池包四周贴导热材料来增加电池组的散热，但这会造成电池包表面和内部散热不均一，从而导致电芯的不一致性。
实用新型内容
本实用新型提供一种圆柱电芯锂电池组的散热装置，旨在解决如何快速降低的锂电池组内部电芯的温度的问题。
本实用新型是这样实现的，一种圆柱电芯锂电池组的散热装置，所述圆柱电芯锂电池组包括：若干层圆柱电芯单元，所述散热装置包括：导热绝缘支架、导热灌注胶、导热硅胶片、导热铝合金；每层所述圆柱电芯单元通过两个导热绝缘支架固定，所述导热灌注胶灌注到每层所述圆柱电芯单元的缝隙中，从而形成单层电芯散热结构；单层所述电芯散热结构的四周布置有所述导热硅胶片，从而形成单层电芯散热单元；所述导热铝合金布置在两个单层所述电芯散热单元之间。
更进一步地，每层所述圆柱电芯单元包括若干按多行多列的阵列设置的圆柱电芯，所述导热灌注胶灌注到所述圆柱电芯形成的缝隙中。
更进一步地，所述导热绝缘支架上设置有与所述圆柱电芯相对应的圆孔，所述圆孔的内径与所述圆柱电芯的外径相匹配。
更进一步地，每一行中的相邻圆孔之间的间距从每一行的中间向两侧依次对称减小；每一列中的相邻圆孔之间的间距从每一列的中间向两侧依次对称减小。
更进一步地，所述导热绝缘支架上设置有若干对称排列的第一固定孔；所述导热铝合金包括第一铝合金板和第二铝合金板；所述第一铝合金板上设置有若干用于与所述圆柱电芯锂电池组的外壳相固定的孔；所述第二铝合金板上设置有与所述第一固定孔对应的第二固定孔。
更进一步地，所述第一铝合金板与所述第二铝合金板垂直连接，从而使所述导热铝合金呈T型。
更进一步地，所述导热硅胶片连接所述圆柱电芯锂电池组的外壳。
本实用新型提供的圆柱电芯锂电池组的散热装置，由于将导热灌注胶灌注到每层圆柱电芯单元的缝隙中，所以圆柱电芯内部的热量可以快速传递到边缘，从而有效降低锂电池组内部电芯的温度；并且，由于圆柱电芯外围包裹导热硅胶片，所以圆柱电芯外表面的热量可以快速传递并进一步消散到空气中，进一步降低锂电池组内部电芯的温度；还由于导热铝合金布置在锂电池组内部发热最多的地方，所以充当了内部热量向外传输的快速通道，从而有效限制了锂电池组内部的温度上升。此外，还由于导热绝缘支架上设置的大间距圆孔，降低了圆柱电芯之间的温差，并且，导热绝缘支架采用了导热绝缘材料，可以加快锂电池组内部热量向外传递的速度，进一步降低圆柱电芯之间的温差，延长锂电池组的循环寿命。
附图说明
图1是本实用新型提供的圆柱电芯锂电池组的散热装置的总体结构示意图；
图2是本实用新型提供的单层电芯散热结构的示意图；
图3是本实用新型提供的导热绝缘支架的示意图；
图4是本实用新型提供的导热铝合金的示意图。
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。
在现有的锂电池组中，正常的温度分布是：若干层圆柱电芯单元之间的夹层的中间位置温度最高，往外温度依次减小。本实用新型将导热灌注胶灌注到锂电池组的每层圆柱电芯单元的缝隙中，并通过两个导热绝缘支架固定每层圆柱电芯单元，从而形成单层电芯散热结构；然后，在单层电芯散热结构的四周布置有导热硅胶片，从而形成单层电芯散热单元；再将导热铝合金布置在两个单层电芯散热单元之间，实现了快速降低锂电池组的内部电芯的温度和圆柱电芯之间的温差，延长锂电池组的循环使用寿命的效果。
实施例一
下面参照图1和图2来详细描述本实用新型的圆柱电芯锂电池组的散热装置。
图1是本实用新型提供的圆柱电芯锂电池组的散热装置的总体结构示意图，图2是本实用新型提供的单层电芯散热结构的示意图。具体地，图1示出了包括两层圆柱电芯单元的锂电池组的散热装置的总体示意图。
参照图1和图2，本实施例一提供一种圆柱电芯锂电池组的散热装置，圆柱电芯锂电池组包括：若干层圆柱电芯单元10，散热装置包括：导热绝缘支架20、导热灌注胶30、导热硅胶片40和导热铝合金50。
每层圆柱电芯单元10通过两个导热绝缘支架20固定，导热灌注胶30灌注到每层所述圆柱电芯单元10的缝隙中，从而形成单层电芯散热结构。
通过导热绝缘支架20固定每层圆柱电芯单元10之后，每层圆柱电芯单元10的内部会产生缝隙(或间隙)，从而不利于散热，因此，将导热灌注胶30灌注到每层圆柱电芯单元10的缝隙中，使圆柱电芯内部的热量可以快速传递到边缘，从而有效降低锂电池组内部电芯的温度，延长锂电池组的循环寿命。
此外，由于导热绝缘支架20采用了导热绝缘材料，可以加快锂电池组内部热量向外传递的速度，从而降低圆柱电芯之间的温差。
单层电芯散热结构的四周(即，周围)布置有导热硅胶片40，从而形成单层电芯散热单元。
导热硅胶片40一方面起绝缘作用，另一方面可以填充空隙以起到导热桥梁的作用，因此，在圆柱电芯外围包裹导热硅胶片40，可以使圆柱电芯外表面的热量快速传递并进一步消散到空气中，从而利于降低锂电池组的内部电芯的温度。
导热铝合金50布置在两个单层电芯散热单元之间。
导热铝合金50具有优异的导热性能，并且布置在锂电池组内部发热最多的地方，所以充当了内部热量向外传输的快速通道，从而有效限制了锂电池组内部的温度上升。
实施例二
本实施例是在实施例一的基础上做的进一步优化改进，参照图2，本实施例二与上述实施例一的区别在于：每层圆柱电芯单元10包括若干按多行多列的阵列设置的圆柱电芯100；导热灌注胶30灌注到圆柱电芯100形成的缝隙中。
由于导热灌注胶30灌注到圆柱电芯100形成的缝隙中，所以导热灌注胶30与圆柱电芯100紧密接触，使圆柱电芯100内部的热量可以快速传递到边缘，从而有效降低锂电池组内部的温度以及锂电池组内部和外部之间的温差。
实施例三
本实施例是在实施例一、二的基础上做的进一步优化改进，图3是本实用新型提供的导热绝缘支架的示意图。
参照图3，本实施例三与上述实施例一和实施例二的区别在于：导热绝缘支架20上设置有与圆柱电芯100相对应的圆孔22，圆孔22的内径与圆柱电芯100的外径相匹配。
两个导热绝缘支架20中的圆孔22是相互对称的，通过圆孔22将圆柱电芯100紧紧卡住，从而使每层圆柱电芯单元10被导热绝缘支架20固定住。
实施例四
本实施例是在实施例四的基础上做的进一步优化改进，参照图3，本实施例四与上述实施例三的区别在于：每一行中的相邻圆孔22之间的间距从每一行的中间向两侧依次对称减小，每一列中的相邻圆孔22之间的间距从每一列的中间向两侧依次对称减小。
由于锂电池组内部的温度从中间向外逐渐降低，因此，导热绝缘支架20上设置按行或列从中间向外间距逐渐递减的所述圆孔22，可以显著降低了圆柱电芯之间的温差。
实施例五
本实施例是在实施例三的基础上做的进一步优化改进，图4是本实用新型提供的导热铝合金的示意图。
参照图3，本实施例五与上述实施例三的区别在于：导热绝缘支架20上设置有若干对称排列的第一固定孔24。
作为示例，第一固定孔24为螺丝孔，数量为四个，但本实用新型不限于此。
参照图4，导热铝合金50包括第一铝合金板52和第二铝合金板54。
第一铝合金板52上设置有若干用于与圆柱电芯锂电池组的外壳(未示出)相固定的孔520。
作为示例，与圆柱电芯锂电池组的外壳相固定的孔520为螺丝孔，数量为四个，但本实用新型不限于此。可以理解，导热铝合金50和圆柱电芯锂电池组的外壳通过螺丝固定在一起。
第二铝合金板54上设置有与第一固定孔24对应的第二固定孔540。
作为示例，第二固定孔540为螺丝孔，数量为四个，但本实用新型不限于此。
实施例六
本实施例是在实施例五的基础上做的进一步优化改进，参照图4，本实施例六与上述实施例五的区别在于：第一铝合金板52与第二铝合金板54垂直连接，从而使所述导热铝合金50呈T型。
可以理解，T型结构的所述导热铝合金50结构稳定。
实施例七
本实施例是在实施例一至六的基础上做的进一步优化改进，本实施例七与上述实施例一的区别在于：导热硅胶片40连接圆柱电芯锂电池组的外壳。
导热硅胶片40的外围紧贴所述圆柱电芯锂电池组的外壳，利于快速将锂电池组内部的热量传递到外界空气中，从而降低锂电池组内部的温度。
本实用新型提供的圆柱电芯锂电池组的散热装置，由于将导热灌注胶灌注到每层圆柱电芯单元的缝隙中，所以圆柱电芯内部的热量可以快速传递到边缘，从而有效降低锂电池组内部电芯的温度；并且，由于圆柱电芯外围包裹导热硅胶片，所以圆柱电芯外表面的热量可以快速传递并进一步消散到空气中，进一步降低锂电池组内部电芯的温度；还由于导热铝合金布置在锂电池组内部发热最多的地方，所以充当了内部热量向外传输的快速通道，从而有效限制了锂电池组内部的温度上升。此外，还由于导热绝缘支架上设置的大间距圆孔，降低了圆柱电芯之间的温差，并且，导热绝缘支架采用了导热绝缘材料，可以加快锂电池组内部热量向外传递的速度，进一步降低圆柱电芯之间的温差，延长锂电池组的循环寿命。
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 (7)

1.一种圆柱电芯锂电池组的散热装置，所述圆柱电芯锂电池组包括：若干层圆柱电芯单元(10)，其特征在于，所述散热装置包括：导热绝缘支架(20)、导热灌注胶(30)、导热硅胶片(40)和导热铝合金(50)；
每层所述圆柱电芯单元(10)通过两个导热绝缘支架(20)固定，所述导热灌注胶(30)灌注到每层所述圆柱电芯单元(10)的缝隙中，从而形成单层电芯散热结构；
单层所述电芯散热结构的四周布置有所述导热硅胶片(40)，从而形成单层电芯散热单元；
所述导热铝合金(50)布置在两个单层所述电芯散热单元之间。
2.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于，每层所述圆柱电芯单元(10)包括若干按多行多列的阵列设置的圆柱电芯(100)；
所述导热灌注胶(30)灌注到所述圆柱电芯(100)形成的缝隙中。
3.如权利要求2所述的散热装置，其特征在于，所述导热绝缘支架(20)上设置有与所述圆柱电芯(100)相对应的圆孔(22)，所述圆孔(22)的内径与所述圆柱电芯(100)的外径相匹配。
4.如权利要求3所述的散热装置，其特征在于，每一行中的相邻圆孔(22)之间的间距从每一行的中间向两侧依次对称减小，每一列中的相邻圆孔(22)之间的间距从每一列的中间向两侧依次对称减小。
5.如权利要求3所述的散热装置，其特征在于，所述导热绝缘支架(20)上设置有若干对称排列的第一固定孔(24)；
所述导热铝合金(50)包括第一铝合金板(52)和第二铝合金板(54)，所述第一铝合金板(52)上设置有若干用于与所述圆柱电芯锂电池组的外壳相固定的孔(520)；
所述第二铝合金板(54)上设置有与所述第一固定孔(24)对应的第二固定孔(540)。
6.如权利要求5所述的散热装置，其特征在于，所述第一铝合金板(52)与所述第二铝合金板(54)垂直连接，从而使所述导热铝合金(50)呈T型。
7.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述导热硅胶片(40)连接所述圆柱电芯锂电池组的外壳。
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