CN218827520U - 一种散热锂离子电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于圆柱电池技术领域，涉及一种散热锂离子电池模组，该散热锂离子电池模组包括多个电芯组、支架、风扇和散热组件；电芯组包括导热件和多个电芯，导热件设置在多个电芯围成的间隙中并与电芯的外表面贴合；支架具有容纳腔，多个电芯组安装在容纳腔内，各电芯组之间呈间隔设置；风扇安装在支架上并朝向容纳腔；散热组件贴合安装在支架上；由此，该散热锂离子电池模组通过风扇产生的气流从多个电芯组之间的间隙经过，以带走电芯组所产生的热量，另外，电芯组还能够通过散热组件以热传导的方式将热量传递至外界。

Description

一种散热锂离子电池模组

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种散热锂离子电池模组。

背景技术

随着锂电芯综合性能的提升，锂电池包(PACK)已广泛应用于各种交通工具来替代传统的石油能源。锂电池包在充放电过程中各电芯会产生热量，热量累积致使锂电池包的温度逐步升高，温度过高是影响锂电芯性能及使用寿命的主要因素，若造成热失控甚至威胁整个锂电池包的安全；因此需要将锂电池包产生的热量传导至外部，降低锂电池包内部各电芯的温度。

现有技术中的锂电池包散热结构主要包括风冷、液冷和自然对流；一般情况下锂电芯通过空气介质向外散热，但空气的导热系数很小，因此自然对流的导热效果微乎其微；而现有的风冷和液冷的电池模组构复杂，电芯与导热材料的接触面积小，热传导效率低。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于，解决现有技术中的电池模组散热结构复杂，热传导效率低的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种散热锂离子电池模组，采用了如下所述的技术方案：

该散热锂离子电池模组包括：

电芯组，所述电芯组包括导热件和多个电芯，所述导热件设置在多个所述电芯围成的间隙中并与所述电芯的外表面贴合；

支架，具有容纳腔，多个所述电芯组间隔安装在所述容纳腔内；

风扇，安装在所述支架上并朝向所述容纳腔；

散热组件，贴合在所述支架上；

其中，所述电芯组能通过所述风扇产生的气流经过各所述电芯组之间的间隙进行散热，且还能够通过所述散热组件向外传导热量。

进一步地，在一些实施例的优选方案中，所述支架包括上半支架和下半支架，所述上半支架和所述下半支架相互连接形成所述容纳腔。

进一步地，在一些实施例的优选方案中，所述电芯组还包括上铜排组和下铜排组，所述上铜排组安装在所述上半支架上，所述下铜排组安装在所述下半支架上；所述上铜排组和所述下铜排组分别与对应的所述电芯的上下两端抵接。

进一步地，在一些实施例的优选方案中，所述上半支架上设有多个第一通孔，所述下半支架上设有多个第二通孔，所述上铜排组安装在所述上半支架背向所述容纳腔的一侧上，所述下铜排组安装在所述下半支架背向所述容纳腔的一侧上，所述上铜排组和所述下铜排组分别通过所述第一通孔和所述第二通孔与所述电芯抵接。

进一步地，在一些实施例的优选方案中，所述散热组件包括导热泥和散热片，所述导热泥的一面贴合在所述下铜排组上，所述散热片贴合在所述导热泥的另一面上。

进一步地，在一些实施例的优选方案中，所述导热泥为双面背胶，并且所述双面背胶为导热硅脂、导热硅胶及环氧树脂中的至少一种。

进一步地，在一些实施例的优选方案中，所述散热锂离子电池模组还包括保护板和阻隔片，所述保护板安装在所述上半支架上，所述阻隔片设置在所述保护板和所述上半支架之间；所述上铜排组和所述下铜排组与所述保护板电连接。

进一步地，在一些实施例的优选方案中，所述散热锂离子电池模组还包括盖体，所述盖体安装在所述上半支架上，所述保护板和阻隔片位于所述盖体和所述上半支架之间。

进一步地，在一些实施例的优选方案中，所述导热件的外侧壁具有多个弧柱面，多个所述弧柱面依次首尾连接，每个所述弧柱面分别与一个所述电芯对应设置。

进一步地，在一些实施例的优选方案中，所述导热件由相变材料制成并具有可塑性，所述导热件与所述电芯适配。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供的散热锂离子电池模组主要有以下有益效果：

该散热锂离子电池模组通过将多个电芯贴合在导热件上形成电芯组，大大增加了电芯与导热件的接触面，增加了热传导效率；安装在支架的容纳腔上的多个电芯组间隔设置，再通过安装在支架上并朝向容纳腔的风扇，使风扇产生的气流经过各电芯组之间的间隙从而带走热量；另外，支架上还贴合有高导热系数的散热组件，进而电芯组还能通过散热组件将热量直接传导至外界；可见，该散热锂离子电池模组结构简单，易于装配；电芯与导热材料的接触面积大，热传导效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型中的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是本实用新型一个实施例中散热锂离子电池模组的立体结构示意图；

图2是图1中散热锂离子电池模组的分解示意图；

图3是图2中散热锂离子电池模组的电芯组、支架和风扇的分解示意图；

图4是图2中散热锂离子电池模组的电芯组的分解示意图；

图5是图4中电芯组的电芯和导热件的分解示意图。

附图中的标号如下：

100、散热锂离子电池模组；

10、电芯组；11、电芯；12、导热件；121、弧柱面；13、上铜排组；14、下铜排组；

20、支架；21、上半支架；211、第一通孔；22、下半支架；221、第二通孔；23、容纳腔；

30、风扇；

40、散热组件；41、导热泥；42、散热片；

50、保护板；

60、阻隔片；

70、盖体。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本实用新型技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型，例如，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；本实用新型的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图说明中，当元件被称为“固定于”或“安装于”或“设置于”或“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接位于该另一个元件上。例如，当一个元件被称为“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接连接到该另一个元件上。

此外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本实用新型实施例提供一种散热锂离子电池模组100，如图1和图2所示，该散热锂离子电池模组100包括电芯组10、支架20、风扇30和散热组件40；电芯组10可以具有多个，一个电芯组10包括导热件12和多个电芯11，导热件12设置在多个电芯11围成的间隙中并与电芯11的外表面贴合；支架20具有容纳腔23，多个电芯组10安装在容纳腔23内，各电芯组10之间呈间隔设置；风扇30安装在支架20上并朝向容纳腔23；散热组件40贴合安装在支架20上；由此，该散热锂离子电池模组100通过，风扇30产生气流从各个电芯组10之间的间隙经过，以带走电芯组10所产生的热量，另外，电芯组10还能够通过散热组件40以热传导的方式将热量传递至外界。

可以理解地，该散热锂离子电池模组100的工作原理大致如下：本实用新型设置多个散热结构，当整机启动时，电芯11之间设置的导热件12先吸收电芯11的量热，然后利用起高导热的特点释放热量，风扇30安装固定在电芯组10一侧，配合整机的进风风扇30，可将热量快速散出，同时电芯11提升电芯11两侧的热量可通过散热组件40散出，从而实现电芯11模组的快速散热，可以有效改善不同电池模组之间热量散布均匀性问题。

综上，相比现有技术，该散热锂离子电池模组100至少具有以下有益效果：该散热锂离子电池模组100通过将电芯组10的各个电芯11贴合在导热件12上，并将多个呈间隔设置的电芯组10安装在支架20的容纳腔23内，使得电芯11产生的热量及时向外传递并被风扇30产生的气流带走；除此之外，电芯组10的部分热量也可通过散热组件40直接向外传导；该散热锂离子电池模组100结构简单，易于装配；电芯11与导热材料的接触面积大，具有热传导效率高，散热及时，均衡降温以防止局部过热的优点。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合附图1至图5，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

进一步地，作为本实用新型一些实施例中的一种具体实施方式，如图3所示，支架20包括上半支架21和下半支架22，上半支架21和下半支架22相互连接以形成容纳腔23，该容纳腔23用于容置电芯组10。

具体地，上半支架21和下半支架22上设有对应的卡扣结构(图未示)，上半支架21和下半支架22相互扣合连接，并且为可拆卸连接，装配简易，且易于后期拆卸检修等。

进一步地，作为本实用新型一些实施例中的一种具体实施方式，如图3所示，上半支架21和下半支架22的一侧凹设有卡接槽(图未示)，风扇30安装在上支架20和下支架20之间，风扇30数量为2个，其风向为朝容纳腔23进风，可快速将电芯11的热量散开，促使电芯11均匀散热。

进一步地，作为本实用新型一些实施例中的一种具体实施方式，如图3和图4所示，各电芯组10还包括上铜排组13和下铜排组14，上铜排组13安装在上半支架21上，下铜排组14安装在下半支架22上；上铜排组13和下铜排组14分别与电芯11的上下两端抵接，其中电芯11的上下两端即为电芯11的正负极耳，从而将电芯组10的各个电芯11并联连接在一起，而多个电芯组10再进一步串联以组成更大容量和电压的电池模组。

应当说明的是，电芯组10中的各电芯11间的具体串并联方式及各电芯组10之间的具体串并联方式可根据实际需求任意排列，只需改变上铜排组13和下铜排组14的具体排列方式和对应电芯11之间的连接方式，本实用新型对电芯11和电芯组10之间的具体电连接形式不做具体限定。

进一步地，作为本实用新型一些实施例中的一种具体实施方式，如图3所示，上半支架21上设有多个第一通孔211，下半支架22上设有多个第二通孔221，电芯组10安装在容纳腔23内，电芯11的一端穿设第一通孔211，另一端穿设第二通孔221，电芯11固定安装在上半支架21和下半支架22之间。

进一步地，作为本实用新型一些实施例中的一种具体实施方式，如图2和图3所示，上铜排组13安装在上半支架21相背容纳腔23的一侧上，下铜排组14安装在下半支架22相背容纳腔23的一侧上，具体为上半支架21和下半支架22在相背容纳腔23的一侧上设有限位槽(图未示)，并且上铜排组13和下铜排组14分别通过第一通孔211和第二通孔221与电芯11的两端(正负极耳)抵接以电连接。

进一步地，作为本实用新型一些实施例中的一种具体实施方式，如图2所示，散热组件40包括导热泥41和散热片42，导热泥41具有相背的两面，其中一面贴合在下铜排组14上，散热片42贴合在导热泥41的另一面上。

具体地，导热泥41为双面背胶，并且为导热硅脂、导热硅胶及环氧树脂中的至少一种，导热泥41的导热系数根据导热要求可以有不同要求，其值通常为1.5w/m.k、1.77w/m.k、2.0w/m.k、3w/m.k等，导热泥41可提高电芯组10的散热效能。

具体地，散热片42的材质为6063-T6,起表面采用阳极氧化处理，氧化膜厚≥10μm,从而可将电芯11模组的热量快速导出，散热片42的厚度T为2mm至4mm。

进一步地，作为本实用新型一些实施例中的一种具体实施方式，如图2所示，散热锂离子电池模组100还包括保护板50和阻隔片60，保护板50安装在上半支架21上，而阻隔片60设置在保护板50和上半支架21之间，阻隔片60具有隔层和阻热的作用，阻隔片60具体未云母片，一方面，可避免保护板50发热严重的元件将高温传递至电芯组10，另一方面可阻挡电池局部失效造成保护板50的失效，从而提高包电池模组的安全性。

可知的，保护板50即为对该散热锂离子电池模组100起保护作用的集成电路板，以防止电芯组10过充、过放、过流、短路及超高温充放电。

具体地，抵接在电芯组10两端以电连接的上铜排组13和下铜排组14与保护板50电性连接，从而保护板50能够监控电芯组10的实时状态以及控制电芯组10的充放电。

进一步地，作为本实用新型一些实施例中的一种具体实施方式，如图2所示，散热锂离子电池模组100还包括盖体70，盖体70通过连接件固定罩设在上半支架21上，保护板50和阻隔片60位于盖体70和上半支架21之间以受到盖体70的防护。

进一步地，作为本实用新型一些实施例中的一种具体实施方式，如图5所示，导热件12的外侧壁具有多个弧柱面121，多个弧柱面121依次首尾连接，每个弧柱面121分别与一个电芯11对应设置，使得多个电芯11被固定连接在一起且与导热件12充分接触，从而电芯11产生的热量能够通过导热件12向外传递。

进一步地，作为本实用新型一些实施例中的一种具体实施方式，导热件12为相变材料，具备高吸热焓、低密度、绝缘性好特点，能够快速吸收和散发电芯组10的热量，利用导热件12与电芯11的换热，加快电芯11的散热，有利于促进散热锂离子电池模组100的温度均衡，防止电芯11表面热量聚集。

进一步地，作为本实用新型一些实施例中的一种具体实施方式，导热件12还具有可塑性，其形状可根据电芯11大小任意改变，从而导热件12与电芯11适配；可见，该散热锂离子电池模组100可根据整机温升需求对电芯11数量和选型进行组合搭配，选择不同散热方案搭配，有利于提高散热和控制生产成本。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种散热锂离子电池模组，其特征在于，所述散热锂离子电池模组包括：

电芯组，所述电芯组包括导热件和多个电芯，所述导热件设置在多个所述电芯围成的间隙中并与所述电芯的外表面贴合；

支架，具有容纳腔，多个所述电芯组间隔安装在所述容纳腔内；

风扇，安装在所述支架上并朝向所述容纳腔；

散热组件，贴合在所述支架上；

其中，所述电芯组能通过所述风扇产生的气流经过各所述电芯组之间的间隙进行散热，且还能够通过所述散热组件向外传导热量。

2.根据权利要求1所述的散热锂离子电池模组，其特征在于，所述支架包括上半支架和下半支架，所述上半支架和所述下半支架相互连接形成所述容纳腔。

3.根据权利要求2所述的散热锂离子电池模组，其特征在于，所述电芯组还包括上铜排组和下铜排组，所述上铜排组安装在所述上半支架上，所述下铜排组安装在所述下半支架上；所述上铜排组和所述下铜排组分别与对应的所述电芯的上下两端抵接。

4.根据权利要求3所述的散热锂离子电池模组，其特征在于，所述上半支架上设有多个第一通孔，所述下半支架上设有多个第二通孔，所述上铜排组安装在所述上半支架背向所述容纳腔的一侧上，所述下铜排组安装在所述下半支架背向所述容纳腔的一侧上，所述上铜排组和所述下铜排组分别通过所述第一通孔和所述第二通孔与所述电芯抵接。

5.根据权利要求3所述的散热锂离子电池模组，其特征在于，所述散热组件包括导热泥和散热片，所述导热泥的一面贴合在所述下铜排组上，所述散热片贴合在所述导热泥的另一面上。

6.根据权利要求5所述的散热锂离子电池模组，其特征在于，所述导热泥为双面背胶，并且所述双面背胶为导热硅脂、导热硅胶及环氧树脂中的至少一种。

7.根据权利要求3所述的散热锂离子电池模组，其特征在于，所述散热锂离子电池模组还包括保护板和阻隔片，所述保护板安装在所述上半支架上，所述阻隔片设置在所述保护板和所述上半支架之间；所述上铜排组和所述下铜排组与所述保护板电连接。

8.根据权利要求7所述的散热锂离子电池模组，其特征在于，所述散热锂离子电池模组还包括盖体，所述盖体安装在所述上半支架上，所述保护板和阻隔片位于所述盖体和所述上半支架之间。

9.根据权利要求1所述的散热锂离子电池模组，其特征在于，所述导热件的外侧壁具有多个弧柱面，多个所述弧柱面依次首尾连接，每个所述弧柱面分别与一个所述电芯对应设置。

10.根据权利要求9所述的散热锂离子电池模组，其特征在于，所述导热件由相变材料制成并具有可塑性，所述导热件与所述电芯适配。

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