CN216389520U - 具有自散热功能的电池包 - Google Patents

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许祎凡
黄伟东
邱凯
李冬梅
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Abstract

本实用新型提供了一种具有自散热功能的电池包,包括:电池箱,包含金属箱体;m个电池模块,并排设置在金属箱体内,每个电池模块包含呈阵列布置的n个圆柱形电池;m‑1个导热板,分别安装在相邻的两个电池模块之间,每个导热板的上下两个侧边分别与金属箱体的内壁相连接;以及2m×n个导热陶瓷片,每个导热陶瓷片的一个侧面与对应的圆柱形电池的电极端面相贴合,另一个侧面与金属箱体的内壁或对应的导热板的侧面相贴合,m、n均为不小于2的正整数。本实用新型结构简单、安全可靠,具有更好的散热效果。

Description

具有自散热功能的电池包
技术领域
本实用新型属于新能源技术领域,具体涉及一种具有自散热功能的电池包。
背景技术
为了让锂电池在15~35℃的最佳温度范围内工作,通常需要对电池加热或冷却,以扩展电池的应用温度范围。在中国专利CN106229581A、CN101794901B、CN104183889A、CN113471568A、CN202997007U、CN108054464A中,采用导流风道,对电池风冷散热。在中国专利CN108110171A中,在圆柱形电池间隙安装通气管,依据电池模组内的温度调节通气管鼓入冷/热气流温度,实现对电池模组的温度控制。在中国专利CN201893429U中,采用电动空调压缩机作为冷却源,通过冷却回路对电池进行风冷冷却;采用发动机热水作为加热源,通过加热回路对电池进行加热;如此控制电池在适宜的温度范围内。在中国专利CN109301111A、CN208637547U、CN213546433U、CN212648370U中,在电池模块周边都安装有液冷板,保证各区域电池模块温度一致性。上述专利表明,通过冷风、液冷等方式对电池进行冷却;通过外部提供热源对电池加热。上述加热或冷却效果虽好,但需消耗额外能源,对于无外界冷热源的情况下,将无法实现电池的加热或冷却。
在中国专利CN105977423A专利中,采用导热塑料作为圆柱形电池的固定支架,联合汇流排和导热块对电池模块进行导热散热;在中国专利CN211088350U专利中,在圆柱形电池模块中加入散热支架,利用散热支架加快电芯的散热;上述两项专利难于找到导热率高、易加工、机械强度高的绝缘材料,且电芯与固定支架或散热支架在实际操作中难于紧密接触,影响导热效果;在中国专利CN107623154A中应用相变材料对圆柱形电池组散热,提高电池组的温度均匀性,但相变材料的储热量有限,应用受到一定的限制。在中国专利CN111063837A中,依据电池包温度,采用可收放卷的绝热膜覆盖或撤离散热板表面,实现电池包的自散热或加热保温。在中国专利CN204558618U中,电池箱内设置有隔热装置和依据电池温度可开闭的散热口,实现电池包与外部环境之间的热交换,使电池内部达到其适宜的工作温度。通过对散热窗口的开闭,实现对电池的保温或散热,从而节约电池加热和冷却所能耗。但保温和散热为同一窗口,需隔热装置可靠开闭才能保证电池保温或散热。且隔热装置开启后置留的空间无导热介质,影响电池包内外的热传导,难于达到预期的散热效果。在中国专利CN203660019U中,通过超导热件将单体电池与散热件接触连接,实现对电池组端面的冷却;在中国专利CN205376683U中,通过在大型圆柱形电池正负极端面安装散热器,上述两项专利受制于超导热件和散热器安装空间要求,不利于多层电池组中间部分电池的散热冷却。在中国专利CN210576332U中,通过在圆柱形电池接触面上安装石墨膜导热层,将电池产热传导至电池阵列侧面的换热板上。但石墨膜刚性不足,不能改变电池泄气方向。
实用新型内容
本实用新型是为了解决上述技术问题而进行的,目的在于提供一种结构简单、安全可靠的具有自散热功能的电池包。
为实现上述目的,本实用新型采用了如下技术方案:
本实用新型提供一种具有自散热功能的电池包,具有这样的特征,包括:电池箱,包含金属箱体;m个电池模块,并排设置在金属箱体内,每个电池模块包含呈阵列布置的n个圆柱形电池;m-1个导热板,分别位于相邻的两个电池模块之间,每个导热板的上下两个侧边分别与金属箱体的内壁相连接;以及2m×n个导热陶瓷片,每个导热陶瓷片的一个侧面与对应的圆柱形电池的电极端面相贴合,另一个侧面与金属箱体的内壁或对应的导热板的侧面相贴合,m、n均为不小于2的正整数。
在本实用新型提供的具有自散热功能的电池包中,还可以具有这样的特征:其中,导热陶瓷片与对应的电极端面之间、导热陶瓷片与金属箱体的内壁之间、以及导热陶瓷片与对应的导热板的侧面之间均设有导热绝缘胶层。
在本实用新型提供的具有自散热功能的电池包中,还可以具有这样的特征:其中,导热板的上侧边与金属箱体固定连接,下侧边与金属箱体的内壁相贴合。
在本实用新型提供的具有自散热功能的电池包中,还可以具有这样的特征:其中,导热板的下侧边与金属箱体的内壁之间设有导热胶条。
在本实用新型提供的具有自散热功能的电池包中,还可以具有这样的特征:其中,电池模块还包含与圆柱形电池的两个电极端相对应的两个绝缘固定架、两个导电连接片组件以及两个绝缘片,绝缘固定架具有与n个圆柱形电池的电极端一一对应且相匹配的n个预制孔,圆柱形电池的电极端安装在对应的预制孔内;导电连接片组件安装在绝缘固定架的预制槽内,并且与对应的n个圆柱形电池的电极固定连接;绝缘片贴合在导电连接片组件的外侧面上,具有与绝缘固定架的n个预制孔一一对应并且与导热陶瓷片相匹配的n个预制孔,导热陶瓷片安装在对应的绝缘片的预制孔内。
在本实用新型提供的具有自散热功能的电池包中,还可以具有这样的特征:其中,绝缘固定架的预制孔的孔壁与对应的圆柱形电池所围成的空腔内填充有导热固定胶。
在本实用新型提供的具有自散热功能的电池包中,还可以具有这样的特征:其中,导电连接片组件具有与绝缘固定架的预制孔相对应,并且与导热陶瓷片相匹配的安装孔,每个安装孔的周边设有至少一个注胶孔。
在本实用新型提供的具有自散热功能的电池包中,还可以具有这样的特征:其中,绝缘片为弹性绝缘片。
在本实用新型提供的具有自散热功能的电池包中,还可以具有这样的特征:其中,金属箱体为铝箱体。
在本实用新型提供的具有自散热功能的电池包中,还可以具有这样的特征:其中,电池箱还具有分别设置在金属箱体的两个端部的上盖和底盖。
实用新型的作用与效果
根据本实用新型所涉及的具有自散热功能的电池包,因为导热板位于相邻的两个电池模块之间,每个导热板的上、下侧边分别与金属箱体的内壁相连接,每个导热陶瓷片的一个侧面与对应的圆柱形电池的电极端面相贴合,另一个侧面与金属箱体的内壁或对应的导热板的侧面相贴合,所以,本实用新型能够将电池模块两个电极端的热量快速传导至电池箱的金属箱体上,具有良好的散热效果;硬质的导热陶瓷片能够将电池热失控时的喷发热流改成侧向分散排出,防止喷发热流引发对面电池也出现热失控,安全可靠,而且结构简单。
附图说明
图1是本实用新型的实施例中具有自散热功能的电池包的爆炸图;
图2是本实用新型的实施例中电池模块的爆炸图;
图3是本实用新型的实施例中导电连接片的立体结构示意图;以及
图4是本实用新型的实施例中导热陶瓷片的立体结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明,以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
<实施例>
图1是本实用新型的实施例中具有自散热功能的电池包的爆炸图;图2是本实用新型的实施例中电池模块的爆炸图。
如图1和图2所示,在本实施例中,具有自散热功能的电池包100,包括电池箱10、m个电池模块20、m-1个导热板30以及2m×n个导热陶瓷片40,m、n均为不小于2的正整数。在本实施例中,m=2,n=96。
如图1所示,电池箱10用于盛装电池模块20、导热板30以及导热陶瓷片40,包含两端开口的金属箱体11、以及分别可拆卸地设置在该金属箱体11的上、下两端的上盖12和底盖13。在本实施例中,金属箱体11为长方体状的铝箱体。
图3是本实用新型的实施例中导电连接片的立体结构示意图。
如图1至图3所示,m个电池模块20并排设置在金属箱体11内。每个电池模块20包含n个圆柱形电池21、以及分别与圆柱形电池21的两个电极端(正极端和负极端)相对应的两个绝缘固定架22、两个导电连接片组件23和两个绝缘片24。
n个圆柱形电池21呈阵列布置,每个圆柱形电池21具有正极端和负极端。
绝缘固定架22具有与n个圆柱形电池21的电极端一一对应且相匹配的n个预制孔221,圆柱形电池21的电极端安装在对应的预制孔221内。在本实施例中,预制孔221的孔壁与对应的圆柱形电池21所围成的空腔(图中未示出)内填充有导热固定胶。
导电连接片组件23由按照预设要求布置的多个导电连接片231组成。导电连接片组件23安装在绝缘固定架22的预制槽(图中未示出)内,并且与对应的n个圆柱形电池21的电极,通过焊接方式固定连接。在本实施例中,导电连接片组件23具有n个分别与绝缘固定架22的n个预制孔221相对应,并且与导热陶瓷片40相匹配的安装孔231a,每个安装孔231a的周边设有四个注胶孔231b,用于向预制孔221的孔壁与对应的圆柱形电池21所围成的空腔内注入导热固定胶,防止圆柱形电池21在电池模块20内转动。
绝缘片24贴合在导电连接片组件23的外侧面上,具有与绝缘固定架22的n个预制孔221一一对应,并且与导热陶瓷片40相匹配的n个预制孔241。在本实施例中,绝缘片24为弹性绝缘片。
如图1所示,m-1个导热板30设置在金属箱体11内,并且分别安插在相邻的两个电池模块20之间。每个导热板30的上下两个侧边分别与与金属箱体11的内壁相连接,具体为:导热板30的上侧边与金属箱体11以焊接方式固定连接,下侧边与金属箱体11的内壁相贴合。在本实施例中,导热板30为铝板;导热板30的下侧边与金属箱体11的内壁之间设有导热胶条(图中未示出)。
图4是本实用新型的实施例中导热陶瓷片的立体结构示意图。
如图1、图2以及图4所示,2m×n个导热陶瓷片40分别与m×n个圆柱形电池21的两个电极端相对应。
每个导热陶瓷片40的一个侧面与对应的圆柱形电池21的电极端面相贴合,另一个侧面与金属箱体11的内壁或对应的导热板30的侧面相贴合。在本实施例中,导热陶瓷片40与对应的圆柱形电池21的电极端面之间、导热陶瓷片40与金属箱体11的内壁之间、以及导热陶瓷片40与导热板30的侧面之间均设有导热绝缘胶层;导热陶瓷片40具有与导电连接片组件23中的安装孔231相对应的安装孔41,安装孔41的周边设有与四个注胶孔231b一一对应的四个注胶孔42。
在本实施例中,具有自散热功能的电池包100的装配过程为:
将圆柱形电池21安装在绝缘固定架22的预制孔221内,然后安装导电连接片231,将导电连接片231与圆柱形电池21的正负极焊接起来;通过导电连接片231上的注胶孔231b注入导热固定胶,流入绝缘固定架22的预制孔221的孔壁和对应的圆柱形电池21所围成的空腔内,从而将圆柱形电池21与绝缘固定架22粘贴在一起,防止圆柱形电池21在电池模块20内转动;接下来安装绝缘片24,并使绝缘片24的预制孔241与绝缘固定架22的预制孔221相对应;通过预制孔221和241往圆柱形电池21的电极端面涂一层薄薄的导热绝缘胶,在导热绝缘胶未干前装入导热陶瓷片40,压紧,让导热陶瓷片40与圆柱形电池21的电极端面无缝接触;最后,在导热陶瓷片40上也刷一层薄薄的导热绝缘胶,控制导热绝缘胶高度比绝缘片24略高;将电池模块20装入电池箱体11后,将电池箱体11四周压紧,在对缝处将电池箱体11与导热板30的上侧边焊接起来;安装好上盖12和底盖13,如此形成一个电池包。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及的具有自散热功能的电池包,因为导热板位于相邻的两个电池模块之间,每个导热板的上下两个侧边分别与金属箱体的内壁相连接,每个导热陶瓷片的一个侧面与对应的圆柱形电池的电极端面相贴合,另一个侧面与金属箱体的内壁或对应的导热板的侧面相贴合,所以,本实施例能够将电池模块的两个电极端的热量快速传导至电池箱的金属箱体上,具有良好的散热效果;同时,硬质的导热陶瓷片能够将电池热失控时的喷发热流改成侧向分散排出,防止喷发热流引发对面电池也出现热失控,安全可靠,而且结构简单。
另外,因为导热陶瓷片与电极端面之间、导热陶瓷片与金属箱体的内壁之间、以及导热陶瓷片与导热板的侧面之间均设有导热绝缘胶层,导热板的侧边与金属箱体的内壁之间设有导热胶条,进一步增加热传导效率。
此外,因为绝缘固定架的预制孔的孔壁与对应的圆柱形电池所围成的空腔内填充有导热固定胶,能够圆柱形电池与绝缘固定粘贴在一起,防止圆柱形电池在电池模块内转动,提高了电池模块的机械强度,同时增加了电池本体与导电连接片的热传导。
上述实施方式为本实用新型的优选案例,并不用来限制本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有自散热功能的电池包,其特征在于,包括:
电池箱,包含金属箱体;
m个电池模块,并排设置在所述金属箱体内,每个所述电池模块包含呈阵列布置的n个圆柱形电池;
m-1个导热板,分别位于相邻的两个所述电池模块之间,每个所述导热板的上下两个侧边分别与所述金属箱体的内壁相连接;以及
2m×n个导热陶瓷片,每个所述导热陶瓷片的一个侧面与对应的所述圆柱形电池的电极端面相贴合,另一个侧面与所述金属箱体的内壁或对应的所述导热板的侧面相贴合,
所述m、所述n均为不小于2的正整数。
2.根据权利要求1所述的具有自散热功能的电池包,其特征在于:
其中,所述导热陶瓷片与对应的所述电极端面之间、所述导热陶瓷片与所述金属箱体的内壁之间、以及所述导热陶瓷片与对应的所述导热板的侧面之间均设有导热绝缘胶层。
3.根据权利要求1所述的具有自散热功能的电池包,其特征在于:
其中,所述导热板的上侧边与所述金属箱体固定连接,下侧边与所述金属箱体的内壁相贴合。
4.根据权利要求3所述的具有自散热功能的电池包,其特征在于:
其中,所述导热板的下侧边与所述金属箱体的内壁之间设有导热胶条。
5.根据权利要求1所述的具有自散热功能的电池包,其特征在于:
其中,所述电池模块还包含与所述圆柱形电池的两个电极端相对应的两个绝缘固定架、两个导电连接片组件以及两个绝缘片,
所述绝缘固定架具有与所述n个圆柱形电池的电极端一一对应且相匹配的n个预制孔,所述圆柱形电池的电极端安装在对应的所述预制孔内,
所述导电连接片组件安装在所述绝缘固定架的预制槽内,并且与对应的所述n个圆柱形电池的电极固定连接,
所述绝缘片贴合在所述导电连接片组件的外侧面上,具有与所述绝缘固定架的n个预制孔一一对应,并且与所述导热陶瓷片相匹配的n个预制孔,所述导热陶瓷片安装在对应的所述绝缘片的预制孔内。
6.根据权利要求5所述的具有自散热功能的电池包,其特征在于:
其中,所述绝缘固定架的预制孔的孔壁与对应的所述圆柱形电池所围成的空腔内填充有导热固定胶。
7.根据权利要求6所述的具有自散热功能的电池包,其特征在于:
其中,所述导电连接片组件具有与所述绝缘固定架的预制孔相对应,并且与所述导热陶瓷片相匹配的安装孔,
每个所述安装孔的周边设有至少一个注胶孔。
8.根据权利要求5所述的具有自散热功能的电池包,其特征在于:
其中,所述绝缘片为弹性绝缘片。
9.根据权利要求1所述的具有自散热功能的电池包,其特征在于:
其中,所述金属箱体为铝箱体。
10.根据权利要求1所述的具有自散热功能的电池包,其特征在于:
其中,所述电池箱还具有分别设置在所述金属箱体的两个端部的上盖和底盖。
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