CN213816250U - 一种基于导热凝胶的电池芯散热模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于导热凝胶的电池芯散热模组。包括水冷板、热管以及导热凝胶，所述水冷板上表面设置有安装槽，所述热管对位嵌入于安装槽内，所述导热凝胶涂抹于热管和水冷板的表面并通过自然固化或热固化与电芯组粘合，所述水冷板中部开设有至少一条通道，所述水冷板位于通道内设置有若干条散热齿。本实用新型相比采用导热垫片作为中间层的电芯组连接来说，不仅能够更充分的填充水冷板与电芯之间的空隙，降低接触热阻，更快速的为电芯散热，提升电芯散热效果，还同时以其低密度也能够提高电池组的比能量密度，并也更加适应自动化上胶需求。

Description

一种基于导热凝胶的电池芯散热模组

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车动力电池散热技术领域，尤其是一种基于导热凝胶的电池芯散热模组。

背景技术

新能源汽车动力电池热管理主要是温度的控制，通过热传导的方式将热量从动力电池系统传递至散热组件，然后利用散热组件本身的散热性将热量散发到环境空气中，因此，散热组件的好坏大大决定了电池的工作状态的好坏以及使用寿命。

目前，新能源动力电池散热组件比较常用的热界面材料主要为导热硅胶垫片。导热硅胶垫片是动力电池市场上普遍用到的导热界面材料之一，但随着科技发展日新月异，电池越来越小，空隙越来越小，热源过于集中，且热源之间的空间高度不一，形状各异，因此对导热界面材料的要求也就越来越高，越来越多的散热传导问题已经不能被单一厚度的导热硅胶垫片所满足了，其中导热硅胶片不仅导热系数低，热阻高，并且导热硅胶垫片难以适应自动化操作，较难满足于新能源汽车自动化生产发展趋势。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于导热凝胶的电池芯散热模组。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于导热凝胶的电池芯散热模组，包括水冷板、热管以及导热凝胶，所述水冷板上表面设置有安装槽，所述热管对位嵌入于安装槽内，所述导热凝胶涂抹于热管和水冷板的表面并通过自然固化或热固化与电芯组粘合，所述水冷板中部开设有至少一条通道，所述水冷板位于通道内设置有若干条散热齿。

优选地，所述导热凝胶为低密度高导热凝胶，其密度低于2g/cm3，导热系数大于2.0W/(K·m)。

优选地，所述导热凝胶厚度大于或等于0.05mm。

优选地，所述热管呈“S”字型。

由于采用了上述方案，本实用新型采用导热凝胶作为与电芯组连接的导热介质，凭借着导热凝胶可任意成型想要的形状，对于不平整的基板和不规则器件（如元件角落部位），均可以设计出良好的润湿接触而不垂流，使得在与电芯组粘合时，便可以充分的填充水冷板与电芯组之间的空隙，降低界面接触热阻，提升对电池芯的散热作用，且导热凝胶可以配合自动化设备进行快速施胶，适用于工业领域自动化生产工艺的需求，为适应新能源汽车轻量化的需求。同时，水冷板自身设置有通道，并进一步在通道内又设置散热齿，进而增加水冷板与空气的接触面积，提升水冷板散热效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构原理示意图。

图2是本实用新型实施例组装后的结构示意图。

图3是本实用新型实施例侧面结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1至图3所示，本实施例提供的一种基于导热凝胶的电池芯散热模组，包括水冷板4、热管3以及导热凝胶2，水冷板4上表面设置有安装槽5，热管3对位嵌入于安装槽5内，导热凝胶2涂抹于热管3和水冷板4的表面并通过自然固化或热固化与电芯组1粘合，水冷板4中部开设有至少一条通道6，水冷板4位于通道6内设置有若干条散热齿7。

本实施例具体制作流程：首先对水冷板4进行预处理，即对表面进行清洁；然后通过自动化点胶设备将导热胶水点到水冷板4的安装槽5里面，然后放置热管3并固定，使热管3完全接触好水冷板4，再通过自动化点胶设备将导热凝胶2施胶（导热凝胶2为低密度高导热凝胶，其密度低于2g/cm3，导热系数大于2.0W/(K·m)）到水冷板上（根据电芯组1面积大小施胶），最终使得导热凝胶2所呈现的厚度大于或等于0.05mm；接着将电芯挨个放置在导热凝胶2上，自然固化6h（也可通过施胶在水冷板上后，过100摄氏度隧道炉，使其硫化，再将电芯放置在导热凝胶层上）。

同时，需要说明的是，本实施例的电芯组1为新能源汽车动力电池包上的方形电芯或圆柱型电芯，如20*100*141方形电芯，18650，21700圆柱型电芯等。而对于水冷板4则采用铝合金水冷板，材质可以为3系列铝合金或6系列铝合金等，具体散热是电池组1的热量由导热凝胶2传递到水冷板4，水冷板4依靠自身材料进行自然散热，以及水冷板4自身设置有通道6，并进一步在通道6内又设置散热齿7，进而增加水冷板4与空气的接触面积，提升水冷板4散热效果。

进一步，本实施例的水冷板4设置有热管3，其主要是用于将热量在水冷板4上均温处理，并且为了提升效果和节约热管3材料，本实施例的热管3呈“S”字型，并为铜制水热管，导热系数可达20000w/(m.k)。导热工作时，因电芯产生的热量可能是局部，而热管主要把导热凝胶2所传递下来的热量均温到水冷板4上，使得水冷板4可以均衡散热，进而结合水冷板4便可以将电芯控制在一个合理的工作温度范围。

进一步，对于本实施例的导热凝胶2为双组份导热凝胶，主要材质是二氧化硅及导热颗粒（氮化铝，氧化铝，氮化硼等）混合物，其主要是把电芯的热管导到水冷板4上。对于性能测试结果：本实施例的导热凝胶2导热系数为2.2W/(m·K)，可靠性强（85 ℃，85%RH老化2000 h导热性能基本无变化，导热系数为2.18W/(m·K)），耐高低温稳定性高（高温150℃，低温-40℃ 1000h后导热性能基本无变化，导热系数为2.17W/(m·K)），较低密度（1.87 kg/m3），V-0级不燃，符合RoHS和无卤要求，满足新能源汽车动力电池热界面材料要求。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种基于导热凝胶的电池芯散热模组，其特征在于：包括水冷板、热管以及导热凝胶，所述水冷板上表面设置有安装槽，所述热管对位嵌入于安装槽内，所述导热凝胶涂抹于热管和水冷板的表面并通过自然固化或热固化与电芯组粘合，所述水冷板中部开设有至少一条通道，所述水冷板位于通道内设置有若干条散热齿。

2.如权利要求1所述的一种基于导热凝胶的电池芯散热模组，其特征在于：所述导热凝胶为低密度高导热凝胶，其密度低于2g/cm3，导热系数大于2.0W/(K·m)。

3.如权利要求2所述的一种基于导热凝胶的电池芯散热模组，其特征在于：所述导热凝胶厚度大于或等于0.05mm。

4.如权利要求3所述的一种基于导热凝胶的电池芯散热模组，其特征在于：所述热管呈“S”字型。

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