CN209641786U - 电池模组散热结构 - Google Patents

电池模组散热结构 Download PDF

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郑海
万金钢
舒华
张芳妍
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Abstract

本实用新型提供一种电池模组散热结构,包括固定外壳、收容于固定外壳内的电池模组、与电池模组间隔设置的散热板以及设于电池模组与散热板之间的导热灌封胶;电池模组由多个电池模块并列堆叠,每个电池模块的正极和负极位于电池模组的同一侧,相邻两个电池模块的正极和负极相邻设置且通过连接条串联,位于两端的两个电池模块中其中一个电池模块的正极与正极极柱连接,另一个电池模块的负极与负极极柱连接;导热灌封胶与电池模组的一侧贴合且包裹每个电池模块的正极和负极,导热灌封胶的另一侧与散热板贴合,导热灌封胶用于将电池模块的正极和负极产生的热量从导热灌封胶传递至散热板进行散热。

Description

电池模组散热结构
【技术领域】
本实用新型涉及电池热管理技术领域,尤其涉及一种电池模组散热结构。
【背景技术】
近几年,液冷方式由于其与电池壁面之间换热系数高,冷却、加热速度快,方便循环冷暖一体化等优点,较广泛的应用于大容量电池组和纯电动汽车中。传统的液体冷却需要水套、水冷板等部件,结构相对复杂,质量相对较大,维修和保养复杂。常见有两种水冷板布置方式,一种是在电芯之间布置水冷板,这种布置形式电池散热接触面积大,导热效果好,但是结构复杂,成本较高,维修不便,而且对水冷板生产工艺要求严格。另一种是将水冷板置于电池模组底部进行导热,这种布置形式应用广泛且换热较快,但由于电芯之间导热系数低,容易造成模组上下电芯之间存在温差,实验表明,底部布置水冷板模组上下电芯温差可大于10℃。而电池内部温度的不均匀性对电池性能与寿命影响严重,会使电池过度充放进而导致性能衰减,严重时引起电池损坏与热失控,甚至引发安全事故。
目前在方形电池与软包电池模组的设计过程中,通常将正负极耳放置在电池的一侧,而电池充放电过程中,极耳处电流密度较大,这部分产生热量量大,生热速率也较快,更高的放电速率导致流过电极的电流密度增大而产生更高的温度;且极耳传热系数大于电池中心传热系数,因此电池中心靠近极耳处也会出现高温区域,在电池成组后,这种热量积累现象会更加严重。还有研究表明热失控过程的热量主要来源于正极,若仍采用水冷板置于模组底部散热的方式,不仅会造成模组上下表面温差,而且极耳处与远离极耳的电池末端也会形成一定的温差。鉴于此,实有必要提供一种电池模组散热结构以克服上述缺陷。
【实用新型内容】
本实用新型的目的是提供一种电池模组散热结构,结构简单,安装方便,且能够对电池模组的正负极处有效散热,减少温差。
为了实现上述目的,本实用新型提供一种电池模组散热结构,包括固定外壳、收容于所述固定外壳内的电池模组、与所述电池模组间隔设置的散热板以及设于所述电池模组与所述散热板之间的导热灌封胶;所述电池模组由多个电池模块并列堆叠,每个电池模块的正极和负极位于所述电池模组的同一侧,相邻两个电池模块的正极和负极相邻设置且通过连接条串联,位于两端的两个电池模块中其中一个电池模块的正极与正极极柱连接,另一个电池模块的负极与负极极柱连接;所述导热灌封胶与所述电池模组的一侧贴合且包裹每个电池模块的正极和负极,所述导热灌封胶的另一侧与所述散热板贴合,所述导热灌封胶用于将所述电池模块的正极和负极产生的热量从所述导热灌封胶传递至所述散热板进行散热。
在一个优选实施方式中,所述电池模块由至少两个单体电池上下堆叠而成,所述单体电池的正极和负极位于同一侧。
在一个优选实施方式中,所述单体电池为软包电池且外部包裹绝缘膜。
在一个优选实施方式中,所述正极极柱和所述负极极柱分别从所述导热灌封胶内延伸出且折弯至同一高度。
在一个优选实施方式中,所述正极极柱从位于所述电池模组底部的电池模块的正极引出,所述负极极柱从位于所述电池模组顶部的电池模块的负极引出。
在一个优选实施方式中,所述散热板为液冷板,所述散热板内设有管道且所述散热板的两端分别设有与所述管道连接的进液口和出液口,所述液冷板用于将冷却液从所述进液口引入在所述管道内流动并从所述出液口流出。
在一个优选实施方式中,所述电池模组散热结构还包括温度传感器、控制器、泵及换热器;所述温度传感器固定于所述导热灌封胶内且用于测量所述导热灌封胶内的温度;所述温度传感器与所述控制器电性连接,所述控制器与所述泵及所述换热器电性连接,且所述换热器与所述泵及所述进液口连接,所述控制器用于根据所述温度传感器的温度控制所述泵调节冷却液的流量以及控制所述换热器调节冷却液的温度。
在一个优选实施方式中,所述冷却液为水、乙二醇或丙酮。
在一个优选实施方式中,所述散热板为均温板且包括板体和多个散热鳍片,所述散热鳍片设于板体背离导热灌封胶的表面上。
在一个优选实施方式中,所述导热灌封胶为非硅导热灌封胶,所述固定外壳由铝或铝合金制成。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果在于:通过在电池模组设有正负极的一侧设置导热灌封胶和散热板,将电池模组产热量大处的热量直接导出,导热效率高,有利于降低电池模组周围的温差,延长电池的使用寿命。
【附图说明】
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实用新型第一实施例提供的电池模组散热结构的立体结构图;
图2为本实用新型第二实施例提供的电池模组散热结构的立体结构图;
图3为本实用新型第三实施例提供的电池模组散热结构的立体结构图。
【具体实施方式】
为了使本实用新型的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白,以下结合附图和具体实施方式,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是,本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本实用新型,并不是为了限定本实用新型。
请参阅图1,本实用新型提供一种电池模组散热结构100,包括固定外壳10、收容于固定外壳10内的电池模组20、与电池模组20间隔设置的散热板30以及设于电池模组20与散热板30之间的导热灌封胶40。电池模组20由多个电池模块21并列堆叠,每个电池模块21的正极和负极位于电池模组20的同一侧,相邻两个电池模块21的正极和负极相邻设置且通过连接条24串联,位于两端的两个电池模块21中其中一个电池模块21的正极与正极极柱22连接,另一个电池模块21的负极与负极极柱23连接,正极极柱22与负极极柱23也就是电池模组20的正极与负极。导热灌封胶40与电池模组20的一侧贴合且包裹每个电池模块21的正极和负极,导热灌封胶40的另一侧与散热板30贴合,导热灌封胶40用于将电池模块21的正极和负极产生的热量从导热灌封胶40传递至散热板30进行散热。
具体的,连接条24为铜排,固定外壳10由铝或铝合金制成,具有一定的导热效果。本实施方式,固定外壳10由分别设有电池模组20两侧的一对固定框11组成,固定框11的横截面呈U型。
电池模块20由至少两个单体电池上下堆叠而成,单体电池的正极和负极位于同一侧。本实施方式中,电池模块20由两个单体电池叠放且并联形成,单体电池为软包电池且外部包裹绝缘膜,单体电池呈扁平长方体状。
优选的,导热灌封胶40为非硅导热灌封胶,具有高导热性和良好的绝缘性。由于导热灌封胶40的流动性,在组装时与电池模组20贴合较好,密封性好,绝缘效果突出,使得导热效率更高,且省去了现有技术中加装端板固定的空间,同时还避免了液体介质泄露的风险,加强了对单体电池及线路的保护。
优选的,正极极柱22和负极极柱23分别从导热灌封胶40内延伸出且折弯至同一高度,以便于连接。本实施方式中,正极极柱22从位于电池模组20底部的电池模块21的正极引出,负极极柱23从位于电池模组20顶部的电池模块21的负极引出,使得正极极柱22与导热灌封胶40有更大的接触面积,有利于对单个电池模块21的正极进行散热。
请参阅图2,在一个实施方式中,散热板30为液冷板且由铝合金制成,散热板30内设有管道且散热板30的两端分别设有与管道连接的进液口31和出液口32,散热板30用于将冷却液从进液口31引入在管道内流动并从出液口32流出,从而将导热灌封胶40传递的热量快速散失。具体的,冷却液为水、乙二醇或丙酮。
进一步的,本实用新型提供的电池模组散热结构100还包括温度传感器50、控制器60、泵70及换热器80。温度传感器50固定于导热灌封胶40内且用于测量导热灌封胶40内的温度,测量干扰因素少,准确性高,且温度传感器50将所测温度反馈给控制器60。具体的,温度传感器50与控制器60电性连接,控制器60与泵70及换热器80电性连接,且换热器80与泵60及进液口31连接,控制器60用于根据温度传感器50的温度控制泵70调节冷却液的流量以及控制换热器80调节冷却液的温度,控制器60还用于控制进液口31的开启或关闭,以对电池模组20进行散热或加热。
请参阅图3,在一个实施方式中,散热板30为均温板且包括板体33和多个散热鳍片34,散热鳍片34设于板体33背离导热灌封胶40的表面上,多个散热鳍片34之间均匀间隔一定距离设置组成一散热体。具体的,板体33及散热鳍片34均为铝材制成,具有较佳的热传导效果。
本实用新型实施例提供的电池模组散热结构100,通过在电池模组20设有正负极的一侧设置导热灌封胶40和散热板30,将电池模组20产热量大处的热量直接导出,导热效率高,有利于降低电池模组20周围的温差,延长电池的使用寿命。
本实用新型并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述,因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改,故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下,本实用新型并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (10)

1.一种电池模组散热结构,其特征在于,包括固定外壳、收容于所述固定外壳内的电池模组、与所述电池模组间隔设置的散热板以及设于所述电池模组与所述散热板之间的导热灌封胶;所述电池模组由多个电池模块并列堆叠,每个电池模块的正极和负极位于所述电池模组的同一侧,相邻两个电池模块的正极和负极相邻设置且通过连接条串联,位于两端的两个电池模块中其中一个电池模块的正极与正极极柱连接,另一个电池模块的负极与负极极柱连接;所述导热灌封胶与所述电池模组的一侧贴合且包裹每个电池模块的正极和负极,所述导热灌封胶的另一侧与所述散热板贴合,所述导热灌封胶用于将所述电池模块的正极和负极产生的热量从所述导热灌封胶传递至所述散热板进行散热。
2.根据权利要求1所述的电池模组散热结构,其特征在于,所述电池模块由至少两个单体电池上下堆叠而成,所述单体电池的正极和负极位于同一侧。
3.根据权利要求2所述的电池模组散热结构,其特征在于,所述单体电池为软包电池且外部包裹绝缘膜。
4.根据权利要求1所述的电池模组散热结构,其特征在于,所述正极极柱和所述负极极柱分别从所述导热灌封胶内延伸出且折弯至同一高度。
5.根据权利要求4所述的电池模组散热结构,其特征在于,所述正极极柱从位于所述电池模组底部的电池模块的正极引出,所述负极极柱从位于所述电池模组顶部的电池模块的负极引出。
6.根据权利要求1所述的电池模组散热结构,其特征在于,所述散热板为液冷板,所述散热板内设有管道且所述散热板的两端分别设有与所述管道连接的进液口和出液口,所述液冷板用于将冷却液从所述进液口引入在所述管道内流动并从所述出液口流出。
7.根据权利要求6所述的电池模组散热结构,其特征在于,所述电池模组散热结构还包括温度传感器、控制器、泵及换热器;所述温度传感器固定于所述导热灌封胶内且用于测量所述导热灌封胶内的温度;所述温度传感器与所述控制器电性连接,所述控制器与所述泵及所述换热器电性连接,且所述换热器与所述泵及所述进液口连接,所述控制器用于根据所述温度传感器的温度控制所述泵调节冷却液的流量以及控制所述换热器调节冷却液的温度。
8.根据权利要求6所述的电池模组散热结构,其特征在于,所述冷却液为水、乙二醇或丙酮。
9.根据权利要求1所述的电池模组散热结构,其特征在于,所述散热板为均温板且包括板体和多个散热鳍片,所述散热鳍片设于板体背离导热灌封胶的表面上。
10.根据权利要求1所述的电池模组散热结构,其特征在于,所述导热灌封胶为非硅导热灌封胶,所述固定外壳由铝或铝合金制成。
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CN110890593A (zh) * 2019-11-27 2020-03-17 东风商用车有限公司 一种商用车用锂离子低压电源的制备方法
CN111129650A (zh) * 2019-12-31 2020-05-08 上海派能能源科技股份有限公司 一种电池模组及电池模组系统
CN112072205A (zh) * 2020-08-26 2020-12-11 东莞塔菲尔新能源科技有限公司 用于电池导热的绝缘膜及其电池

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