CN211530140U - 电池模组及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及动力电池技术领域，提供一种电池模组及电池包，上述电池模组包括依次排列的多个电芯单元，各电芯单元包括电芯本体以及与电芯本体相贴合的导热板，导热板适用于在电池模组容置于电池包的箱体内时接合于箱体的内壁，至少部分导热板靠近箱体内壁的侧部设有热阻隔部，各热阻隔部的尺寸沿电芯单元的排列方向从电池模组的端部向电池模组的中部逐渐变小，上述电池模组在工作时，各电芯单元的散热效果相接近，可确保不同部位的电芯单元的温度一致性，达到均温的目的，从而有效延长使用寿命。

Description

电池模组及电池包

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，尤其提供一种电池模组及电池包。

背景技术

电池模组的电芯在充放电过程中会有焦耳热和化学反应热生成，需要及时将这些热量散走。通常来说，现有电池模组中的电芯的热量主要是通过导热铝板传递到箱体，再通过箱体以自然对流方式散发到空气中。

然而，由于箱体四周的散热面积更大，散热效率更高，因此电池模组四周的温度要低于中心温度，这就会导致位于电池模组两端位置的电芯的温度要比位于电池模组中部位置的电芯的温度低，导致电池模组中不同部位的电芯的充放电特性出现不一致，从而缩短电池模组的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种电池模组，旨在解决现有的电池模组不同部位的电芯的温差较大的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案是：一种电池模组，包括依次排列的多个电芯单元，各电芯单元包括电芯本体以及与电芯本体相贴合的导热板，导热板适用于在电池模组容置于电池包的箱体内时接合于箱体的内壁，至少部分导热板靠近箱体内壁的侧部设有热阻隔部，各热阻隔部的尺寸沿电芯单元的排列方向从电池模组的端部向电池模组的中部逐渐变小。

本实用新型实施例提供的电池模组至少具有以下有益效果：通过在靠近电池模组端部的各导热板上设置热阻隔部，且使得各热阻隔部的尺寸沿电池模组的端部向电池模组的中部方向逐渐变小，以此使得越靠近电池模组端部的导热板的导热热阻越大，如此，电池模组在工作时，各电芯单元的散热效果相接近，可确保电池模组中不同部位的电芯单元的温度一致性，达到均温的目的，从而有效延长电池模组的使用寿命。

在其中一实施例中，热阻隔部为沿电芯单元的排列方向贯穿导热板的通孔。

通过采用上述技术方案，电芯本体的热量传递到导热板后，由于通孔为中空结构，使得导热板在导热方向上的截面积减少，导热板的导热热阻也随之增大，即达到增大导热板的导热热阻的目的。

在其中一实施例中，热阻隔部为设于导热板内的空腔。

通过采用上述技术方案，电芯本体的热量传递到导热板后，由于空腔为中空结构，使得导热板在导热方向上的截面积减少，导热板的导热热阻也随之增大，即达到增大导热板的导热热阻的目的。

在其中一实施例中，热阻隔部为设于导热板上的凹槽。

通过采用上述技术方案，电芯本体的热量传递到导热板后，由于空腔为凹槽结构，使得导热板在导热方向上的截面积减少，导热板的导热热阻也随之增大，即达到增大导热板的导热热阻的目的。

在其中一实施例中，热阻隔部的长度变化范围为导热板的长度的0.3倍-0.9倍。

通过采用上述技术方案，使各热阻隔部的长度在上述变化范围内依次均匀变化，保证各电芯单元的导热速率一致，从而进一步确保各电芯本体的温度一致性。

在其中一实施例中，电芯单元还包括隔热件，隔热件贴设于电芯本体背离导热板的一侧。

通过采用上述技术方案，隔热件将相邻两电芯单元分隔，避免一电芯本体所产生的热量经导热板直接传递到另一电芯本体上，有效防止电芯本体过热的情况发生。

在其中一实施例中，隔热件为隔热棉。

通过采用上述技术方案，电芯本体所产生的部分热量可从电芯本体背离导热板的一侧通过隔热件的孔隙传递到相邻的电芯单元的导热板上，再由相邻的电芯单元的导热板传递到箱体上，实现电芯本体双向散热，有效提高电池模组的散热性能。

为实现上述目的，本实用新型还提供一种电池包，包括箱体和前述电池模组，电池模组容置于箱体内，电池模组的导热板与箱体的内壁接合。

通过采用上述技术方案，电池模组在工作时，电芯本体所产生的热量先通过导热板传递到箱体，再通过箱体以自然对流方式散发到空气中，以此实现电池包散热。

在其中一实施例中，导热板包括相互连接的第一板体和第二板体，第一板体用于电池模组的电芯本体相贴合，第二板体用于与箱体的内壁相贴合。

通过采用上述技术方案，电池模组在工作时，电芯本体所产生的热量依次经过第一板体和第二板体传递到箱体，再通过箱体以自然对流方式散发到空气中，以此实现电池包散热。

在其中一实施例中，电池模组还包括共同将电池模组的多个电芯单元夹紧的两端板，两端板分别通过紧固件与箱体固定连接。

通过采用上述技术方案，两端板可有效地将电池模组的多个电芯单元夹紧，有效提高电池模组的整体结构稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的电池包的局部结构示意图；

图2为图1所示电池包中的电池模组的导热原理图；

图3为图1所示电池包中靠近电池模组中部位置的导热板的结构示意图；

图4为图1所示电池包中靠近电池模组端部位置的导热板的结构示意图；

图5为图1所示电池包中位于电池模组中部和端部之间位置的导热板的结构示意图；

图6为本实用新型另一实施例提供的导热板的结构示意图；

图7为本实用新型又一实施例提供的导热板的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

10、电池模组，11、电芯单元，111、电芯本体，112、导热板，1121、第一板体，1122、热阻隔部，1123、第二板体，113、隔热件，12、端板，13、紧固件，20、箱体。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。本文所述的“至少”是指数量为大于等于2的整数。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

请结合图1和图2所示，一种电池包，包括箱体20和电池模组10，电池模组10容置于箱体20内，电池模组10在工作时，电池模组10所产生的热量传递到箱体20，再通过箱体20以自然对流方式散发到空气中，以此实现电池包散热。

下面结合附图对上述电池模组10进行详细描述。

请结合图1至图5所示，一种电池模组10，包括依次排列的多个电芯单元11，各电芯单元11包括电芯本体111以及与电芯本体111相贴合的导热板112，导热板112适用于在电池模组10容置于电池包的箱体20内时接合于箱体20的内壁，具体地，在一个电芯单元11中，电芯本体111与导热板112沿第一方向彼此贴合，多个电芯单元11沿第一方向依次叠加，一个电芯单元11的电芯本体111与相邻电芯单元11的导热板112相邻接，本实施例将位于第一方向的起始两端定义为电池模组10的端部，其中，至少部分导热板112靠近箱体20内壁的侧部设有热阻隔部1122，各热阻隔部1122的尺寸沿电芯单元11的排列方向从电池模组10的端部向电池模组10的中部逐渐变小。

上述电池模组10通过在靠近电池模组10端部的各导热板112上设置热阻隔部1122，且使得各热阻隔部1122的尺寸沿电池模组10的端部向电池模组10的中部方向逐渐变小，以此使得越靠近电池模组10端部的导热板112的导热热阻越大，如此，电池模组10在工作时，各电芯单元11的散热效果相接近，可确保电池模组10中不同部位的电芯单元11的温度一致性，达到均温的目的，从而有效延长电池模组10的使用寿命。

上述电池模组10的实现原理如下：请结合图2所示，电芯本体111所产生的热量依次经过导热板112和箱体20向外界空气散发，那么，各电芯本体111的散热总热阻R＝R1+R2+R3+R4，其中，R1为电芯本体111的导热热阻，R2为导热板112的导热热阻，R3为箱体20的导热热阻，R4为对流导热热阻。

而各电芯本体111的温度T＝T1+Q*R，其中，T1为环境温度，Q为电芯本体111所产生的热量。

正常情况下，环境温度T1基本保持不变，各电芯本体111结构相同，所产生的热量Q基本保持不变，箱体20的结构均匀，因此，各电芯本体111的导热热阻R1和箱体20的导热热阻R3也几乎一致，当各导热板112的结构相同时，各导热板112的导热热阻R2也相同，由于电池模组10中位于靠近箱体20端部位置的电芯本体111的对流换热要更强烈，对流导热热阻R4更小，造成电池模组10中靠近箱体20端部位置的电芯本体111的总散热热阻更小，导致电池模组10在工作时位于靠近箱体20端部位置的电芯本体111的温度低于位于远离箱体20端部位置的电芯本体111。

导热热阻R'＝L/(λ*S)，其中，L为导热方向上的厚度，λ为导热系数，S为导热方向上的截面面积，可以看出，导热方向上的截面面积S越小，导热热阻R'越大。据此原理，本实施例通过在靠近电池模组10端部的各导热板112上设置热阻隔部1122，以减少导热板112在导热方向上的截面积S，从而增大导热板112的导热热阻R2，且使得各热阻隔部1122的尺寸沿电池模组10的端部向电池模组10的中部方向逐渐变小，以此使得越靠近电池模组10端部的导热板112的导热热阻R2越大，使之平衡逐渐减小的对流导热热阻R4，进而使各电芯本体111的散热总热阻R一致，如此，电池模组10在工作时，各电芯单元11的散热效果相接近，可确保电池模组10中不同部位的电芯单元11的温度一致性，达到均温的目的，从而有效延长电池模组10的使用寿命。

另外，热阻隔部的长度尺寸可根据如下公式从电池模组10的中部向电池模组10的端部逐渐变化：L＝(Tcell_mid-Tcell_side)/(Tcell_mid-Tamb)*Lplate，其中，Tcell_mid表示位于电池模组10中部的电芯的工作温度；Tcell_side表示位于电池模组10端部的电芯的工作温度；Tamb表示环境温度；Lplate表示导热板112的长度。

在本实施例中，可以仅对靠近电池模组10端部的该部分导热板112设置热阻隔部1122，当然，也可以对电池模组10中所有的导热板112均设置热阻隔部1122，当所有导热板112均设置热阻隔部1122时，各热阻隔部1122的尺寸沿电池模组10的端部向电池模组10的中部方向逐渐变小，即越靠近电池模组10端部，导热板112的热阻隔部1122的尺寸越大。

在本实施例中，请结合图4和图5所示，热阻隔部1122为沿电芯单元11的排列方向贯穿导热板112的通孔。当热阻隔部1122为通孔时，上述热阻隔部1122的尺寸是指通孔的开孔面积。电芯本体111的热量传递到导热板112后，由于通孔为中空结构，使得导热板112在导热方向上的截面积S减少，导热板112的导热热阻也随之增大，即达到增大导热板112的导热热阻的目的。

在本实施例中，热阻隔部1122的长度变化范围为导热板112的长度的0.3倍-0.9倍。通过采用上述技术方案，使各热阻隔部的长度在上述变化范围内依次均匀变化，保证各电芯单元的导热速率一致，从而进一步确保各电芯本体的温度一致性。

在本实施例中，请结合图1、图2、图4和图5所示，导热板112与箱体20的底板接合，热阻隔部1122设于导热板112的中部至底部之间。由于热量是由导热板112传递到箱体20的底板上，将热阻隔部1122设于导热板112的中部至底部之间，使得从电芯本体111传递到导热板112的大部分热量需要先经过热阻隔部1122再传递到箱体20的底板上，阻挡热量在导热板112上传递的效果更加明显，进一步确保各电芯本体111的温度一致性。可选地，当导热板112与箱体20的底板接合时，热阻隔部1122的宽度等于电芯本体111与导热板112的底端的距离。

在本实施例中，请结合图1和图2所示，电芯单元11还包括隔热件113，隔热件113贴设于电芯本体111背离导热板112的一侧。隔热件113将相邻两电芯单元11分隔，避免一电芯本体111所产生的热量经导热板112直接传递到另一电芯本体111上，有效防止电芯本体111过热的情况发生。

可选地，隔热件113为隔热棉。请结合图2所示，电芯本体111所产生的部分热量可从电芯本体111背离导热板112的一侧通过隔热件113的孔隙传递到相邻的电芯单元11的导热板112上，再由相邻的电芯单元11的导热板112传递到箱体20上，实现电芯本体111双向散热，有效提高电池模组10的散热性能。当然，隔热件113的种类有多种，如气凝胶垫等，在此不作具体限定。

在本实施例中，电芯本体111与导热板112之间设有导热胶层。通过在电芯本体111与导热板112之间设有导热胶层，可有效提高电芯本体111与导热板112之间的导热效率和导热稳定性，从而进一步提高电池模组10的散热性能。

特别地，为确保电芯本体111与导热板112之间的导热效率和导热稳定性，导热胶层优选为导热硅脂层，当然，导热胶层的种类有多种，如导热硅胶层等，在此不作具体限定。

在本实施例中，请结合图1至图5所示，导热板112包括相互连接的第一板体1121和第二板体1123，第一板体1121用于电池模组10的电芯本体111相贴合，第二板体1123用于与箱体20的内壁相贴合。电池模组10在工作时，电芯本体111所产生的热量依次经过第一板体1121和第二板体1123传递到箱体20，再通过箱体20以自然对流方式散发到空气中，以此实现电池包散热。

具体地，导热板112可以但不限于呈U型，即在第一板体1121的相对两端分别形成一第二板体1123，其中一个第二板体1123与箱体20贴合，另一第二板体1123覆盖电芯本体的对应端，形成电池模组的其中一个平整端面。

在本实施例中，请结合图1所示，电池模组10还包括共同将电池模组10的多个电芯单元11夹紧的两端板12，两端板12分别通过紧固件13与箱体20固定连接。两端板12可有效地将电池模组10的多个电芯单元11夹紧，有效提高电池模组10的整体结构稳定性。

实施例二

请结合图6所示，本实施例与实施一的区别在于：热阻隔部1122为设于导热板112内的空腔。当热阻隔部1122为空腔时，上述热阻隔部1122的尺寸是指空腔的容积。具有空腔结构的导热板112可以视为由两个无孔的导热薄板夹持一具有通孔的中间导热薄板构成，该导热板112整体亦由于中间导热薄板之通孔的存在而使得导热板112在导热方向上的有效截面积S减少，导热板112的导热热阻也随之增大，即达到增大导热板112的导热热阻的目的。

实施例三

请结合图7所示，本实施例与实施一的区别在于：热阻隔部1122为设于导热板112上的凹槽。当热阻隔部1122为凹槽时，上述热阻隔部1122的尺寸是指凹槽的容积。具有凹槽结构的导热板112可以视为由一个无孔的导热薄板贴合一具有通孔的导热薄板构成，该导热板112整体亦由于导热薄板之通孔的存在而使得导热板112在导热方向上的有效截面积S减少，导热板112的导热热阻也随之增大，即达到增大导热板112的导热热阻的目的。

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 (10)

1.一种电池模组，包括依次排列的多个电芯单元，各所述电芯单元包括电芯本体以及与所述电芯本体相贴合的导热板，所述导热板适用于在所述电池模组容置于电池包的箱体内时接合于所述箱体的内壁，其特征在于：至少部分所述导热板靠近所述箱体内壁的侧部设有热阻隔部，各所述热阻隔部的尺寸沿所述电芯单元的排列方向从所述电池模组的端部向所述电池模组的中部逐渐变小。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于：所述热阻隔部为沿所述电芯单元的排列方向贯穿所述导热板的通孔。

3.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于：所述热阻隔部为设于所述导热板内的空腔。

4.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于：所述热阻隔部为设于所述导热板上的凹槽。

5.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于：所述热阻隔部的长度变化范围为所述导热板的长度的0.3倍-0.9倍。

6.根据权利要求1至5任一项所述的电池模组，其特征在于：所述电芯单元还包括隔热件，所述隔热件贴设于所述电芯本体背离所述导热板的一侧。

7.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于：所述隔热件为隔热棉。

8.一种电池包，其特征在于：包括箱体和如权利要求1至7任一项所述的电池模组，所述电池模组容置于所述箱体内，所述电池模组的导热板与所述箱体的内壁接合。

9.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于：所述导热板包括相互连接的第一板体和第二板体，所述第一板体用于所述电池模组的电芯本体相贴合，所述第二板体用于与所述箱体的内壁相贴合。

10.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于：所述电池模组还包括共同将所述电池模组的多个电芯单元夹紧的两端板，两所述端板分别通过紧固件与所述箱体固定连接。

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