CN211376770U - 一种软包锂离子电池模组 - Google Patents

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张郁茹
赵丹
陈煌
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Abstract

一种软包锂离子电池模组,模组本体包括多个依次堆叠的单体模组,各单体模组包括电芯、塑料框架、散热片,散热片两侧边和上边对应设向塑料框架一侧折弯的左翻边、右翻边、上翻边,塑料框架包括上边框、下边框、左边框、右边框,上边框、左边框、右边框设多个定位销,上翻边、左翻边、右翻边设与定位销对应的销孔,电芯装于由塑料框架与散热片组成的框内,在电芯与散热片之间涂布导热胶层,电芯背向散热片一面粘有隔热棉;两个模组端板装于模组本体左右两侧端;两个换热器设于模组本体前后端上,各换热器包括底板、并排立于底板外表面的刺片结构,底板内表面与对应散热片的左翻边、右翻边之间涂布有导热胶;提高自然冷却效率,提高电芯使用寿命。

Description

一种软包锂离子电池模组
技术领域
本实用新型涉及一种软包锂离子电池模组。
背景技术
电芯在使用时,会产生热量,若不能及时将热量导出,模组内部温度持续升高,影响电芯和模组使用寿命,甚至导致模组发生热失控、起火。此外,模组中间部分温度,必然高于两侧温度,就会产生温差,温差会使不同位置电芯使用环境不同,导致电芯一致性差,进而产生压差、电量差异。
市面上对于模组热管理关注较少,常见的即为自然冷却,但是其换热效率低下,温升难以降低,热聚集问题没有较好解决方案,导致模组内部温度高,进而电芯使用寿命、电量衰减快,电压一致性差;还有增加液冷系统或风冷系统方式;但是液冷系统、风冷系统设计成本、零部件成本高。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术的上述不足,而提供一种软包锂离子电池模组,提高自然冷却效率,减小模组温升,减小模组内部温差,提高电芯使用寿命。
一种软包锂离子电池模组,包括:
模组本体,所述模组本体包括多个依次堆叠的单体模组,每个单体模组包括电芯、塑料框架、散热片,散热片的两侧边和上边对应设向塑料框架一侧折弯的左翻边、右翻边、上翻边,塑料框架包括上边框、下边框、左边框、右边框,上边框、左边框、右边框均设多个用于定位卡接的定位销,上翻边、左翻边、右翻边设与定位销一一对应的销孔,电芯装于由塑料框架与散热片组成的框内,且在电芯与散热片之间涂布有导热胶层,电芯背向散热片一面上粘有隔热棉;
两个模组端板,所述两个模组端板装于模组本体左右两侧端,每个模组端板左右两侧边有向外侧折弯的端板翻边,端板翻边上面上下两边设有两个换热器安装孔;
两个换热器,所述两个换热器设于模组本体前后两端上,每个换热器包括底板、并排立于底板外表面的刺片结构,底板四个边角处设与换热器安装孔配合的安装孔,底板内表面与对应散热片的左翻边、右翻边之间涂布有导热胶。
所述上边框、左边框、右边框的定位销处均设用于卡位的第一凹槽,第一凹槽深度与定位销长度相同;所述上翻边、左翻边、右翻边上设与第一凹槽一一对应的第二凹槽,第二凹槽与第一凹槽深度相同。
所述上边框、下边框左右两侧设有两个凸起,各凸起上均设一螺栓孔一;两个模组端板上、下边左右两侧设有与螺栓孔一对应的螺栓孔二,各单体模组与两个模组端板通过装于对应螺栓孔一、螺栓孔二内的螺杆、螺母固定成整体。
所述上边框上两个凸起内侧设用于插装模组保护盖的插槽。
所述散热片的左翻边、右翻边、上翻边宽度与对应的上边框、左边框、右边框宽度相同。
所述散热片为铝薄板。
所述换热器底板外表面并排排布的刺片结构沿横向延伸。
与现有技术相比本实用新型:
1、大幅度提高自然冷却效率,减小模组温升;
2、减小模组内部温差,使所有电芯的使用环境保持一致。
附图说明
图1为本实用新型单体框架的爆炸图;
图2为本实用新型单体框架结构图;
图3为图1局部放大示意图;
图4为本实用新型的爆炸图;
图5为本实用新型整体结构示意图;
图6为本实用新型换热器结构示意图;
图中:1—换热器;11—刺片结构;12—安装孔;2—模组端板;21—换热器安装孔;22—端板翻边;23—端板大面;3—单体模组;31—隔热棉;32—电芯;33—导热胶层;34—塑料框架;342—插槽;35—散热片;351—左翻边;4—模组本体。
具体实施方式
图1、图2中,单体模组3包括电芯32、塑料框架34、散热片35,散热片35的两侧边和上边对应设向塑料框架34一侧折弯的左翻边315、右翻边、上翻边,塑料框架34包括上边框、下边框、左边框、右边框,上边框、左边框、右边框均设多个用于定位卡接的定位销,上翻边、左翻边315、右翻边设与定位销一一对应的销孔,上边框、左边框、右边框的定位销处均设用于卡位的第一凹槽,第一凹槽深度与定位销长度相同;所述上翻边、左翻边315、右翻边上设与第一凹槽一一对应的第二凹槽,第二凹槽与第一凹槽深度相同,将塑料框架34和散热片35安装在一起,形成一个电芯保护框,电芯32装于由塑料框架34与散热片35组成的框内,然后在散热片35的与电芯32之间涂布导热胶层33,使电芯粘贴于散热片35上。由于软包电芯表面不平整,为使电芯32更好与散热片35大面贴合,使用导热胶层33,导热胶层具有粘度适中、导热系数高特性,使电芯凹陷部分也能将热量均匀传递至散热片35。散热片35是由铝薄板制作,铝的导热系数高,利于将散热片大面上的热量导向其左翻边315、右翻边、上翻边,左翻边315、右翻边与外界换热。铝密度相对于其它金属密度减少一倍以上,利于轻量化,提高模组和电池系统能量密度。铝材制作、加工工艺成熟,成本低。最后将隔热棉31贴于电芯32背向散热片35一面上,此时就组成了一个单体框架3。
进一步,散热片35的左翻边351、右翻边、上翻边宽度与对应的上边框、左边框、右边框宽度相同。
图3、图4、图5中,将多个单体模组3拼接,就组成了模组主体4,可以看出,拼接过程中,前一个单体框架的隔热棉与下一个单体框架的散热片紧贴在一起。这样,每个单体框架隔开后,产热与热传导互不影响,有效提高了一致性,降低模组不同位置的温差。各塑料框架34上边框、下边框左右两侧设有两个凸起,各凸起上均设一螺栓孔一;两个模组端板2上、下边左右两侧设有与螺栓孔一对应的螺栓孔二,各单体模组3与两个模组端板2通过装于对应螺栓孔一、螺栓孔二内的螺杆、螺母固定成整体,然后将多个汇流排焊接相邻两单体模组3电芯的正/负极耳;模组端板2左右两侧边有向外侧折弯的端板翻边22,端板翻边22上面上下两边设有两个换热器安装孔21,端板翻边22一增加端板刚度,防止端板主体23变形,二为换热器提供安装孔位。然后,在换热器3内壁涂胶,或在模组主体的散热片左翻边315、右翻边上涂胶,将换热器贴于模组主体的侧面,胶水使换热器与散热片翻边紧密贴合,避免中间夹杂空气降低换热效率;上边框上两个凸起内侧设用于插装模组保护盖的插槽342,模组保护盖用于防止人或异物接触到模组的带电部分。
图6中,换热器1包括底板,底板外表面立有沿横向并排延伸的立板组成的刺片结构11,刺片结构11相比平面,与空气接触面积增加2倍以上,大幅度提高了散热效率。最后使用螺栓、螺母将换热器安装孔12固定于端板的换热器安装孔21。至此模组组装完成。
可以看出,通过建立导热通道,将电芯产热传递至外层换热器,实现了模组冷却。为保证导热通道顺畅,使用了导热胶,将电芯与散热片、换热器与散热片翻边的间隙填充,避免间隙(空气)降低热传导效率。
通过隔热棉,将每个单体框架温度环境隔离,有效避免模组内部热传递、热聚集、温升不一致。

Claims (7)

1.一种软包锂离子电池模组,其特征在于:包括:
模组本体(4),所述模组本体(4)包括多个依次堆叠的单体模组(3),每个单体模组(3)包括电芯(32)、塑料框架(34)、散热片(35),散热片(35)的两侧边和上边对应设向塑料框架(34)一侧折弯的左翻边(351)、右翻边、上翻边,塑料框架(34)包括上边框、下边框、左边框、右边框,上边框、左边框、右边框均设多个用于定位卡接的定位销,上翻边、左翻边(351)、右翻边设与定位销一一对应的销孔,电芯(32)装于由塑料框架(34)与散热片(35)组成的框内,且在电芯(32)与散热片(35)之间涂布有导热胶层(33),电芯(32)背向散热片(35)一面上粘有隔热棉(31);
两个模组端板(2),所述两个模组端板(2)装于模组本体(4)左右两侧端,每个模组端板(2)左右两侧边有向外侧折弯的端板翻边(22),端板翻边(22)上面上下两边设有两个换热器安装孔(21);
两个换热器(1),所述两个换热器(1)设于模组本体(4)前后两端上,每个换热器(1)包括底板、并排立于底板外表面的刺片结构(11),底板四个边角处设与换热器安装孔(21)配合的安装孔(12),底板内表面与对应散热片(35)的左翻边(351)、右翻边之间涂布有导热胶。
2.根据权利要求1所述的软包锂离子电池模组,其特征在于:所述上边框、左边框、右边框的定位销处均设用于卡位的第一凹槽,第一凹槽深度与定位销长度相同;所述上翻边、左翻边(351)、右翻边上设与第一凹槽一一对应的第二凹槽,第二凹槽与第一凹槽深度相同。
3.根据权利要求1所述的软包锂离子电池模组,其特征在于:所述上边框、下边框左右两侧设有两个凸起,各凸起上均设一螺栓孔一;两个模组端板(2)上、下边左右两侧设有与螺栓孔一对应的螺栓孔二,各单体模组(3)与两个模组端板(2)通过装于对应螺栓孔一、螺栓孔二内的螺杆、螺母固定成整体。
4.根据权利要求3所述的软包锂离子电池模组,其特征在于:所述上边框上两个凸起内侧设用于插装模组保护盖的插槽(342)。
5.根据权利要求1所述的软包锂离子电池模组,其特征在于:所述散热片(35)的左翻边(351)、右翻边、上翻边宽度与对应的上边框、左边框、右边框宽度相同。
6.根据权利要求5所述的软包锂离子电池模组,其特征在于:所述散热片(35)为铝薄板。
7.根据权利要求1所述的软包锂离子电池模组,其特征在于:所述换热器(1)底板外表面并排排布的刺片结构(11)沿横向延伸。
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