CN219873694U - Ctp模组及动力电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种CTP模组及动力电池包，本实用新型的CTP模组包括多个单体电芯排列而成的电池组，以及设于电池组底面和相对两侧面上的多个液冷板，多个液冷板通过导热结构胶粘接在电池组上，并在至少其一液冷板和电池组之间设有防溢胶件，防溢胶件用于限制胶液溢进相邻两个单体电芯之间。本实用新型的CTP模组通过设置在电池组底面和相对两侧面上的多个液冷板，有利于提高电芯充放电过程中的散热效果，同时，通过设置的防溢胶件能够防止胶液溢进相邻两个单体电芯之间，从而利于提升模组的使用寿命及使用安全性，并有着很好的使用效果。

Description

CTP模组及动力电池包

技术领域

本实用新型涉及动力电池包技术领域，特别涉及一种CTP模组。本实用新型还涉及一种设有上述CTP模组的动力电池包。

背景技术

随着动力电池平台电量不断增大，动力电池快充技术的逐渐普及，动力电池充放电过程中的冷却极为重要。现行技术中，大多通过电芯底部和水冷板粘贴实现散热，而仅仅通过底部散热，很难保证动力电池在充放电过程中的热量有效散掉。

另外，现有的CTP模组，其大多都设置有轧带和端板，以保证模组有可靠的成组力。而为了简化动力电池组的结构，很多采用无成组力的方案，但是，这样电芯之间会自然形成间隙，导热结构胶容易溢进电芯之间的间隙中，导致溢胶压住电芯极片而引发安全问题。因此，如何保障电芯间不溢胶成为整个动力电池界急需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种CTP模组，以能够提升电芯散热效果的同时，也能够防止胶液溢进相邻单体电芯之间。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种CTP模组，包括多个单体电芯排列而成的电池组，以及设于所述电池组底面和相对两侧面上的多个液冷板；

多个液冷板通过导热结构胶粘接在所述电池组上，并在至少其一所述液冷板和所述电池组之间设有防溢胶件，所述防溢胶件用于限制胶液溢进相邻两个所述单体电芯之间。

进一步的，所述防溢胶件包括设于所述液冷板上的多个挡胶条，各挡胶条对应相邻两所述单体电芯之间的位置间隔布置。

进一步的，所述挡胶条采用具有高压缩率低反弹力的泡棉。

进一步的，所述挡胶条压缩后的厚度小于或等于所述导热结构胶的胶层厚度。

进一步的，各所述液冷板均具有连通的进液腔和出液腔，以及分别与所述进液腔和所述出液腔连通的进液口和出液口；位于所述电池组相对两侧面上的两个所述液冷板连接于一起，并具有总进液口和总出液口，所述总进液口和所述总出液口布置在两个所述液冷板的同一端，且所述总进液口位于所述总出液口的下方。

进一步的，所述电池组的两端分别设有电芯支撑板，各所述电芯支撑板与对应的所述电池组端面之间设有隔热垫。

进一步的，所述CTP模组还包括设于所述电池组上表面设有CCS组件。

进一步的，所述CCS组件的背向所述电池组的一侧设有耐高温的绝缘防护件。

进一步的，所述绝缘防护件包括高温绝缘膜、陶瓷纤维垫、PC板或具有绝缘涂层的电池包上盖体。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

本实用新型所述的CTP模组，通过设置在电池组底面积两个相对侧面上的多个液冷板，以及设置在液冷板和电池组之间的防溢胶件，不仅能够利于提高电芯充放电过程中的散热，而且也能够防止胶液溢进相邻两个单体电芯之间，从而利于提升模组的使用寿命及使用安全性，并有着很好的使用效果。

此外，防溢胶件采用多个间隔布置的挡胶条，并使得挡胶条对应相邻两单体电芯之间的位置设置，而能够较好地防止胶液溢进相邻两个单体电芯之间。挡胶条采用高压缩率低反弹力的泡棉，具有成本较低、便于设计实施，且能够防止对电芯极片产生较大应力，引发电芯析锂问题的发生。设置挡胶条压缩后的厚度小于导热结构胶的胶层厚度，能够有效防止挡胶条对液冷板和电池组之间的导热结构胶产生抑制作用，从而保证液冷板的安装效果。

其次，设置位于电池组相对两侧面上的两个液冷板串接相连，并设置总进液口和总出液口位于两个液冷板的同一端，同时使得总进液口位于总出液口的下方，如此使得冷却液具有较长的流动路径，有利于保证电芯有更充分的散热时间。

另外，设置的电芯支撑板和隔热垫，有利于对电池组端部较好地固定。设置的CCS组件，有利于对电池电压及温度的采集。

本实用新型的另一目的在于提出一种动力电池包，所述动力电池包中设有如上所述的CTP模组。

本实用新型的动力电池包通过采用上述的CTP模组，有利于提升电池包的散热性能，且也利于提高电池包的使用寿命及使用安装性，并有着很好的实用性。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的CTP模组的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的CTP模组的爆炸图；

图3为本实用新型实施例所述的防溢胶件的结构示意图；

图4为本实用新型实施例所述的多个液冷板的结构示意图；

图5为本实用新型实施例所述的侧部液冷板的结构示意图；

图6为本实用新型实施例所述的液冷板的；

图7为本实用新型实施例所述的连接头的结构示意图；

图8为本实用新型实施例所述的CCS组件的结构示意图；

附图标记说明：

1、电池组；2、液冷板；3、防溢胶件；4、电芯支撑板；5、隔热垫；6、CCS组件；7、绝缘防护件；8、输出极底座；

10、单体电芯；21、底部液冷板；210、进液口；211、出液口；22、侧部液冷板；220、冷板主体；221、连接头；222、连接管；223、封堵板；2211、密封圈；31、双面胶；20、总进液口；30、总出液口；61、电路板；62、汇流排；63、上绝缘膜；64、下绝缘膜；611、低压插接件；621、输出极汇流排；622、连接汇流排；100、进液腔；200、出液腔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的术语，其为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，若出现“第一”、“第二”等术语，其也仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”“连接件”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实施例涉及一种CTP模组，以能够提升电芯散热效果的同时，也能够防止胶液溢进相邻单体电芯10之间。

在整体结构上，本实施例的CTP模组如图1和图2所示，该CTP模组主要包括多个单体电芯10排列而成的电池组1，以及设于电池组1底面和相对两侧面上的多个液冷板2。其中，多个液冷板2通过导热结构胶粘接在电池组1上，并在至少其一液冷板2和电池组1之间设有防溢胶件3，防溢胶件3用于限制胶液溢进相邻两个单体电芯10之间。

如上结构中，通过设置的在电池组1底面和相对两侧面上的多个液冷板2，有利于提高电芯充放电过程中的散热效果，同时，通过设置的防溢胶件3能够防止胶液溢进相邻两个单体电芯10之间，从而利于提升模组的使用寿命及使用安全性。

具体来讲，参看图1至图4所示，本实施例中，电池组1包括排列于一起的多个单体电芯10。为便于描述，多个液冷板2包括一个底部液冷板21和两个侧部液冷板22。电池组1的底面，也即多个单体电芯10的底面通过导热结构胶粘接在底部液冷板21上，电池组1的两个相对的侧面也通过导热结构胶与两个侧部液冷板22对应粘接于一起。

由于多个单体电池之间无成组力，容易形成间隙。本实施例中，作为优选实施方式，在底部液冷板21和电池组1之间，以及两个侧部液冷板22与对应的电池组1侧面之间均设有防溢胶件3，以用于限制胶液溢进相邻两个单体电芯10之间，而能够避免溢胶压住电芯极片而引发的安全问题。

当然，可以理解的是，除了在底部液冷板21和电池组1之间，以及两个侧部液冷板22与对应的电池组1侧面之间均设置防溢胶件3的形式外，其也可仅在底部液冷板21和电池组1之间设置防溢胶件3，或者仅在其一一个侧部液冷板22与对应的电池组1侧面之间设置防溢胶件3，或者仅在两个侧部液冷板22与对应的电池组1侧面之间设置防溢胶件3，或者在底部液冷板21和电池组1之间，以及其一一个侧部液冷板22与对应的电池组1侧面之间设置防溢胶件3，如此也可行的。

参看图1和图2并结合图4至图7所示，本实施例中，各液冷板均具有连通的进液腔100和出液腔200，以及分别与进液腔100和出液腔200连通的进液口210和出液口211。其中，位于电池组1相对两侧面上的两个液冷板，也即两个侧部液冷板22连接于一起，并具有总进液口20和总出液口30，总进液口20和总出液口30布置在两个液冷板的同一端，且总进液口20位于总出液口30的下方。

通过设置两个侧部液冷板22串接相连，并设置总进液口20和总出液口30位于两个液冷板的同一端，同时使得总进液口20位于总出液口30的下方，如此能够使得冷却液具有较长的流动路径，有利于保证电芯能够更充分的进行散热，提高电芯的散热效果。

为便于更好地本实施例的液冷板的结构，下面以侧部液冷板22为例进行详细说明。参看图5至图7所示，本实施例中，侧部液冷板22包括冷板主体220，该冷板主体220内具有连通的进液腔100和出液腔200，并且，在冷板主体220上设有分别与进液腔100和出液腔200连通的进液口210和出液口211。在具体实施时，冷板主体220优选采用如图6所示的型材结构，并且在冷板主体220的两端设有封堵板223，以形成封闭的进液腔100和出液腔200。

为便于两个侧部液冷板22相连，本实施例中在两个侧部液冷板22的进液口210之间设有连接头221和连接管222，在两个侧部液冷板22的进液口210之间也设有连接头221和连接管222，并且，连接头221上设有总进液口20或总出液口30。在具体实施时，连接头221采用波纹管结构，并且为便于连接头221和连接管222连接的密封效果，在连接头221上设有橡胶密封圈2211，从而能够保证冷却回路的密封效果。

本实施例的底部液冷板21在结构上与侧部液冷板22的结构基本相同，并且在具体实施时，底部液冷板21上具有进液口210和出液口211的一端，与侧部液冷板22上具有进液口210和出液口211的一端相对布置在电池组1的两端，如此也能够提高电芯的冷却效果。

此处可以理解的是，本实施例的液冷板除了采用上述结构形式外，其也可采用现有技术中的其他成熟结构，如此也是可以的。

另外，为利于提高电池组1两端的固定效果，本实施例中，在电池组1的两端分别设有电芯支撑板4，各电芯支撑板4与对应的电池组1端面之间设有隔热垫5，如此，使得电池组1的端部能够较好地固定。

作为本实施例的优选实施方式，本实施例中，防溢胶件3具体包括设于液冷板上的多个挡胶条，各挡胶条对应相邻两单体电芯10之间的位置间隔布置。如此使得挡胶条能够有效封挡在相邻两单体电芯10之间的位置，而能够较好地防止胶液溢进相邻两单体电芯10之间。

作为本实施例进一步优选实施方式，本实施例中，挡胶条的材质为具有高压缩率低反弹力的泡棉。并且在具体实施时，例如可采用三聚氰胺泡棉、高弹PU泡棉或硅泡面等。并且，挡胶条优选采用双面胶31粘接固定在液冷板上。

本实施例中，泡棉在选择高压缩率低反弹力时，具体，泡棉压缩应力ρ可根据如下公式进行计算：

根据需要的胶层厚度，其中泡棉在上述压缩应力条件下压缩后的厚度小于或等于胶层厚度，以防止泡棉会对液冷板的压胶产生抑制作用，从而利于保证液冷板的安装效果。泡棉压缩后的应变Δ应该满足公式：

其中，根据压缩应力ρ和压缩应变Δ关系选择可以使用的泡棉，本方案中根据设计需要选择的泡棉的压缩率为≥90％@100Kpa，也即在100Kpa的作用力下，泡棉的压缩率≥90％。

另外，本实施例中，导热结构胶初始状态的粘结力应大于等于泡棉在上述压缩应变条件下的反弹应力与泡棉和液冷板接触面积的乘积，本实施例中，根据设计要求选择泡棉的反弹应力为≤150Kpa@95％，也即在泡棉压缩率在95％时，泡棉的反弹应力≤150Kpa。

泡棉厚度选择时，根据初始涂胶面积与设计状态涂胶面积比值和压胶的结果来确定泡棉厚度的设计系数，

其中，0.8～1.2的系数根据压胶效果确认，如果压胶后面积小于设计状态涂胶面积系数选择0.8～1，如果压脚后有溢胶系数应＞1；

泡棉厚度选择可根据如下关系式：

其中，泡棉宽度的选择应根据泡棉设计粘贴公差要求，模组的堆叠公差要求，液冷板组装的公差要求进行综合确定。

具体的，泡棉宽度L可以根据如下内容确定电芯间隙尺寸A，电芯侧面或底面圆角尺寸R，泡棉公差宽度M，泡棉宽度选择可根据如下关系式：

L＝A+2R+M

其中，M可以根据各个公差，计算得到：

上述公式中，a为泡棉宽度公差，b为泡棉粘贴位置度公差，c为模组堆叠公差，d为电芯厚度公差，e为冷板与模组组装公差；

此外，泡棉的长度，一般应和液冷板沿泡棉布置方向的长度保持一致，如果压胶后溢胶比较严重，此时，可以适当放大泡棉的长度。

另外，本实施例的CTP模组还包括设于电池组1上表面设有CCS组件6，以利于对电芯的电压及温度进行检测。其中，CCS组件6的结构如图8所示，该CCS组件6包括具有温度采集单元的电路板61，设于单体电芯10上的汇流排，电路板61和汇流排62电连接。

其中，汇流排62包括图8中示出的两个输出极汇流排621和连接相连两个单体电芯10的连接汇流排622，两个输出极汇流排621对应连接在位于电池组1端部的两个输出极底座8上。并且，电路板61的一端也设有低压插接件611。而且，CCS组件6还包括设于电路板61上下表面上的上绝缘膜63和下绝缘膜64，以提高使用的安全性。

另外，CCS组件6的背向电池组1的一侧设有耐高温的绝缘防护件7。具体的，该绝缘防护件7包括高温绝缘膜、陶瓷纤维垫、PC板或具有绝缘涂层的电池包上盖体。

值得说明的是，本实施例的CCS组件6，其可参照现有技术中的成熟结构，并且除了采用上述的结构形式外，还可采用现有技术中其他的结构形式，以能够实现对电池包电压和温度的采集。另外，CCS组件6中的电路板61可采用柔性电路板61、FPC或FFC等。

本实施例的CTP模组，通过设置在电池组1底面积两个相对侧面上的多个液冷板，以及设置在液冷板和电池组1之间的防溢胶件3，不仅能够利于提高电芯充放电过程中的散热，而且也能够防止胶液溢进相邻两个单体电芯10之间，从而利于提升模组的使用寿命及使用安全性，并有着很好的使用效果。

本实施例二

本实施例涉及一种动力电池包，该动力电池包中设有如上所述的CTP模组。

本实施例的动力电池包通过采用上述的CTP模组，有利于提升电池包的散热性能，并也能够有效防止胶液溢进相连电芯之间，从而利于提高电池包的使用寿命及使用安装性，并有着很好的实用性。

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、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CTP模组，其特征在于：

包括多个单体电芯排列而成的电池组，以及设于所述电池组底面和相对两侧面上的多个液冷板；

多个液冷板通过导热结构胶粘接在所述电池组上，并在至少其一所述液冷板和所述电池组之间设有防溢胶件，所述防溢胶件用于限制胶液溢进相邻两个所述单体电芯之间。

2.根据权利要求1所述的CTP模组，其特征在于：

所述防溢胶件包括设于所述液冷板上的多个挡胶条，各挡胶条对应相邻两所述单体电芯之间的位置间隔布置。

3.根据权利要求2所述的CTP模组，其特征在于：

所述挡胶条采用具有高压缩率低反弹力的泡棉。

4.根据权利要求3所述的CTP模组，其特征在于：

所述挡胶条压缩后的厚度小于或等于所述导热结构胶的胶层厚度。

5.根据权利要求1所述的CTP模组，其特征在于：

各所述液冷板均具有连通的进液腔和出液腔，以及分别与所述进液腔和所述出液腔连通的进液口和出液口；

位于所述电池组相对两侧面上的两个所述液冷板连接于一起，并具有总进液口和总出液口，所述总进液口和所述总出液口布置在两个所述液冷板的同一端，且所述总进液口位于所述总出液口的下方。

6.根据权利要求1所述的CTP模组，其特征在于：

所述电池组的两端分别设有电芯支撑板，各所述电芯支撑板与对应的所述电池组端面之间设有隔热垫。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的CTP模组，其特征在于：

所述CTP模组还包括设于所述电池组上表面设有CCS组件。

8.根据权利要求7所述的CTP模组，其特征在于：

所述CCS组件的背向所述电池组的一侧设有耐高温的绝缘防护件。

9.根据权利要求8所述的CTP模组，其特征在于：

所述绝缘防护件包括高温绝缘膜、陶瓷纤维垫、PC板或具有绝缘涂层的电池包上盖体。

10.一种动力电池包，其特征在于：

所述动力电池包中设有权利要求1至9中任一项所述的CTP模组。