CN220456496U - 散热电池及电池模组 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种散热电池及电池模组，散热电池包括：电芯组，包括沿第一方向间隔布设的至少两个电芯；及散热件，包括第一散热件和第二散热件，所述第一散热件和所述第二散热件分别设于所述电芯组沿所述第一方向的相对两侧。本申请的散热电池通过设置相对的第一、第二散热件，第一、第二散热件增大了散热面积，提高了散热效率，可以将模组内电芯产生的热量吸收、传递并快速地分散。

Description

散热电池及电池模组

技术领域

本申请涉及电芯及电池技术领域，特别是涉及散热电池及电池模组。

背景技术

电池是介于电芯单体与电池包的中间储能单元，它通过将多个电芯串并联，再加上起到汇集电流、收集数据、固定保护电芯等作用的辅助结构件形成模块化电池模组。电芯模组的外部结构对电芯起到支撑、固定和保护作用，所以其设计要求需要满足机械强度、电性能、散热性能、故障处理能力四个方面的要求。近年来，随着电池的广泛应用，电池的安全性一直以来为困扰行业发展的主要问题。电池在放电或充电过程中电芯都会产生大量的热量，如果热量在电池内部堆积没有及时进行散热，电池模组温度持续升高，会对电池模组造成损坏，造成电芯的鼓包变形，并使电池永久损坏失效；更严重的情况下，当电芯温度超过极限温度时，电池就会发生热失控，甚至发生起火现象。相关技术的散热结构中，多个电芯构成的电池模组还要在排列呈电池包，模组内部既需要充分散热，模组之间也需要充分散热。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种适应多电芯多模组的、散热效率高的散热电池及电池模组。

一方面，提供了一种散热电池，包括：

电芯组，包括沿第一方向间隔布设的至少两个电芯；及

散热件，包括第一散热件和第二散热件，所述第一散热件和所述第二散热件分别设于所述电芯组沿所述第一方向的相对两侧。

在其中一个实施例中，所述电芯组包括沿所述第一方向相背设置的第一侧面和第二侧面，以及沿与所述第一方向相交的第二方向相背设置的第三侧面和第四侧面；

所述第一散热件贴附于所述电芯组的所述第一侧面，并贴附于所述电芯组的所述第三侧面的至少部分和所述第四侧面的至少部分；

和/或所述第二散热件贴附于所述电芯组的所述第二侧面，并贴附于所述电芯组的所述第三侧面的至少部分和所述第四侧面的至少部分。

在其中一个实施例中，所述第一散热件包括第一热传导部和第一散热部，所述第一散热部设置在所述第一热传导部沿所述第二方向的相对两侧；所述第一热传导贴附于所述第一侧面，所述第一散热部贴附于所述第三侧面和第四侧面；

和/或所述第二散热件包括第二热传导部和第二散热部，所述第二散热部设置在所述第二热传导部沿所述第二方向的相对两侧；所述第二热传导贴附于所述第二侧面，所述第二散热部贴附于所述第三侧面和第四侧面。

在其中一个实施例中，所述第一散热部和所述第二散热部之间具有间隙。

在其中一个实施例中，所述电芯还包括顶面以及沿第三方向与所述顶面相对的底面；所述第三方向与第一方向和第二方向分别相交设置；

和/或所述第一散热件包括连接于第一热传导部一侧边的第一辅助散热部，所述第一辅助散热部贴附于所述底面的至少部分；

所述第二散热件包括连接于第二热传导部一侧边的第二辅助散热部，所述第二辅助散热部贴附于所述底面的至少部分。

在其中一个实施例中，所述散热电池还包括设于相邻的两个所述电芯之间的柔性层。

在其中一个实施例中，所述第一散热件通过导热胶贴附于所述电芯；和/或所述第二散热件通过导热胶贴附于所述电芯。

一方面，提供了一种散热电池模组，包括多个所述的散热电池。

在其中一个实施例中，所述散热电池模组还包括散热侧板，所述散热侧板设置于所述散热电池沿所述第二方向的相对两侧；所述散热侧板远离所述散热电池的一侧设有多个突出的散热翅片。

在其中一个实施例中，多个所述散热电池沿第一方向排列设置，两侧的所述散热侧板分别抵靠所述散热电池的第一散热部和第二散热部；

和/或所述散热电池模组还包括下盖，所述下盖用于第一辅助散热部和/或第二辅助散热部的辅助散热。

本申请的散热电池通过设置相对的第一、第二散热件，第一、第二散热件增大了散热面积，提高了散热效率，可以将模组内电芯产生的热量吸收、传递并快速地分散。

附图说明

图1为本申请一实施例中散热电池的结构示意图。

图2为本申请一实施例中散热电池的爆炸示意图。

图3为本申请一实施例中散热电池模组的爆炸示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，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至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。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，除非另有明确的限定。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申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1、2，图1、2示出了本申请一实施例中的散热电池的结构示意图，本申请一实施例提供的散热电池100，包括电芯组110和围绕电芯组110设置的散热件，散热件用于给电芯组110进行散热。电芯组110可以是方壳电芯、圆柱电芯或者软包电芯，本实施例中，电芯组110为软包电芯。

电芯组110包括第一侧面112、沿第一方向A与第一侧面112相对的第二侧面113、第三侧面114以及沿与第一方向相交的第二方向B与第三侧面114相对的第四侧面115。电芯组110包括至少两个沿第一方向A并列设置的电芯111。两个电芯111并排设置后构成电芯组110整体，两个电芯111所形成的整体的相应侧面即为电芯组110的相应侧面。电芯组110还包括顶面以及沿第三方向C与顶面相对的底面，顶面设有电极116。第三方向C与第一方向A和第二方向B分别相交设置。

每个电芯111设有一对极性相反的电极116，相邻的电芯111极性相同的电极116位于沿第二方向B的同一侧或者位于沿第二方向B的相对两侧，主要取决于相邻电芯111是串联还是并联。如图1、2所示，相邻的电芯111极性相同的电极位于顶面沿第二方向B两侧。

散热件包括第一散热件120和第二散热件130。第一散热件120和第二散热件130分别设于电芯组110沿第一方向A的相对两侧。第一散热件120贴附于第一侧面112，并贴附于第三侧面114和第四侧面115的至少部分。第二散热件130贴附于第二侧面113，并贴附于第三侧面114和第四侧面115的至少部分。第一散热件120和第二散热件130能够围成容纳电芯组110的容纳空间。

散热件为导热系数较高的材质，在本实施例中，散热件是金属材质，例如铝、铝合金、铜或者铜合金等。散热件通过导热胶贴附于电芯组110。

第一散热件120包括第一热传导部121和第一散热部122。第一热传导部121用于将电芯组110的热量传递给第一散热部122，热量经由电芯组110传递至第一热传导部121，热量在第一热传导部121中扩散并传递给第一散热部122，并经由第一散热部122传递到外部。第一散热部122设置在第一热传导部121沿第二方向B的相对两侧。第一热传导部121贴附于第一侧面112，第一散热部122贴附于第三侧面114和第四侧面115。在本实施例中，第一热传导部121和第一散热部122可以为相同材质，第一热传导部121和第一散热部122可以一体成型设置。在本实施例中，电芯组110为大致呈长方体形，第一侧面112和第二侧面113相互平行，第三侧面114和第一侧面112、第二侧面113均彼此垂直，第四侧面115和第一侧面112、第二侧面113均彼此垂直，即第一方向A垂直于第二方向B。相应的，第一散热部122与第一热传导部121垂直设置。

第二散热件130包括第二热传导部131和第二散热部132。第二热传导部131用于将电芯组110的热量传递给第二散热部132，热量经由电芯组110传递至第二热传导部131，热量在第二热传导部131中扩散并传递给第二散热部132，并经由第二散热部132传递到外部。第二散热部132设置在第二热传导部131沿第二方向B的相对两侧。第二热传导贴附于第二侧面113，第二散热部132贴附于第三侧面114和第四侧面115。在本实施例中，第二热传导部131和第二散热部132可以为相同材质，第二热传导部131和第二散热部132可以一体成型设置。第二散热部132与第二热传导部131垂直设置。具体的，由于电芯111的结构、尺寸一致，第二散热件130与第一散热件120相对于两个电芯111的接触面对称设置。

在其他实施例中，第一热传导部和第一散热部的材质或导热系数不同，第一热传导部和第一散热部分别成型后进行连接；第二热传导部和第二散热部的材质或导热系数不同，第二热传导部和第二散热部分别成型后进行连接。

具体的，电芯组110呈扁平状结构，第一侧面112和第二侧面113的面积均大于第三侧面114和第四侧面115的面积。相应的，第一热传导部121的表面积大于每个第一散热部122的表面积。第一侧面112、第二侧面113作为电芯组110的主要散热面，热量主要经由第一侧面112、第二侧面113传递至第一热传导部121和第二热传导部131，并由第一热传导部121、第二热传导部131分别传递给第一散热部122、第二散热部132。进一步的，散热件沿第二方向B的导热率大于沿其他方向的导热率，即散热件是导热性能呈各向异性的材质，尤其在沿第二方向B的导热率更佳，使得热传导部吸收的热量能被快速的传递至散热部。进一步的，第一热传导部121内部沿第二方向B的导热率大于第一热传导部121内部沿其他方向的导热率，第二热传导131部内部沿第二方向B的导热率大于第二热传导部131内部沿其他方向的导热率。

进一步的，第一散热部122和第二散热部132之间具有间隙。第一散热部122和第二散热部132均设有两个，每个第一散热部122和第二散热部132为一组。一个第一散热部122贴附在第三侧面114的至少部分区域的外侧，一个第一散热部122贴附在第四侧面115的至少部分区域的外侧，一个第二散热部132贴附在第三侧面114的至少部分区域的外侧，一个第二散热部132贴附在第四侧面115的至少部分区域的外侧。每组中设置在同一侧面的第一散热部122和第二散热部132贴之间具有间隙，可以防止第一散热件120和第二散热件130接触，当某个电芯111漏电时，该间隙可以改善漏电对于电池及电池模组的影响。

第一散热件120还包括连接于第一热传导部121的一侧边的第一辅助散热部123，第一辅助散热部123贴附于底面的至少部分。进一步的，第一辅助散热部123位于两相对设置的第一散热部122之间，第一辅助散热部123与第一散热部122之间可以具有间隙。第一辅助散热部123可以辅助第一散热部122，将第一热传导部121和电芯组110底面的热量传递到外部。

第二散热件130包括连接于第二热传导部131一侧边的第二辅助散热部，第二辅助散热部贴附于底面的至少部分。进一步的，第二辅助散热部位于两相对设置的第二散热部132之间，第二辅助散热部与第二散热部132之间可以具有间隙。第二辅助散热部可以辅助第二散热部132，将第一热传导部121和电芯组110底面的热量传递到外部。

相邻的电芯111之间设有能够进行形变的柔性层。柔性层对内、对外都能够起到良好的支撑、减震以及缓冲的作用：当电池遭受外部的震动时，柔性层能够对电芯111起到较好的缓冲作用；同时，当电芯111在高温下膨胀变形时，柔性层被压缩，有效的防止了电池的鼓包等情况。

柔性层140的材质为柔性材质，尤其可以为具有孔隙的柔性材质，如泡棉等，泡棉在温度或其他环境条件变化很大时，仍具有可靠的抗压缩形变和应力松弛性能，可以很好地吸收电芯111由于外部震动造成的内部冲击。进一步的，柔性层140为具有导热性能且能够进行形变的材质，例如导热凝胶、导热硅脂等，此时可以理解的，柔性层140的沿第二方向B的相对两侧被配置为接触第一散热部122或第二散热部132。柔性层140通过形变缓解电芯111的震动、变形的同时，还能将电芯111热量传递出去，改善相邻电芯111之间的一侧面的散热效果。柔性层140与两侧的电芯111之间设有胶黏层，通过胶黏层黏结在一起，胶黏层材质可以为双面胶。

结合图3所示，图3示出了本申请一实施例中的散热电池模组的结构示意图。本申请一实施例中的散热电池模组1包括多个散热电池100，多个散热电池100沿第一方向A依次排列设置。多个散热电池100构成电池芯101，相邻的散热电池100之间通过导热胶黏结在一起，进一步的，相邻的散热电池100的散热件通过导热胶黏结在一起。优选的，导热胶选择绝缘性能良好的材质。

散热电池模组1还包括外壳200，外壳200包括散热侧板210、上盖220、下盖230以及端板240。散热侧板210设置多个散热电池100(即电池芯101)沿第二方向B的相对两侧。两个散热侧板210上均设有多个突出的散热翅片211，多个散热翅片211间隔排列设置，散热翅片211排列在散热侧板210远离电池芯101的一侧。两个散热侧板210分别对应电池芯101的各第一散热部122和第二散热部132设置，使传递至散热部的热量最终通过散热侧板210及散热翅片211传递到外部。在本实施例中，散热翅片211处还对应设有冷却设备(图中未示出)以加强电池模组的散热过程，冷却设备可以为风冷设备或水冷设备。进一步的，侧散热板210通过导热胶与电池芯101的散热部黏结在一起。可以理解，散热侧板210与电池芯101之间可以具有间隙，也可以紧密连接。散热侧板210可以与散热翅片211一体成型，散热侧板210和散热翅片211均为导热材质。

上盖220和下盖230设置在电池芯101沿第三方向C的相对两侧。上盖220和下盖230分别与两个散热侧板210沿第三方向C的相对两侧连接，三者连接后呈箱型。上盖220和下盖230的材质可以相同，也可以不同，在本实施例中，上盖220为绝缘性较强的材质，下盖230为导热性较强的材质，例如下盖220的材质为铝、铝合金、铜、铜合金等金属材质，或者导热硅胶板等非金属材质。

由于散热电池100的顶面上形成有电极116，为了电性连接多个散热电池100，电池芯101与上盖220之间还设有汇流排310及汇流排支架320，汇流排310和上盖220之间设有电路板400。可以理解，在本实施例中，电芯组110为软包电芯时，电路板400优选为柔性电路(FPC)板，电芯组110为方壳电芯时，电路板400既可以为印制电路(PCB)板也可以为FPC板。下盖230和电池芯101之间可以具有间隙，也可以紧密连接。在本实施例中，下盖230和电池芯101的辅助散热部之间通过导热胶黏结在一起。优选的，导热胶选择绝缘性能良好的材质。

端板240设置在电池芯101沿第一方向A的相对两侧，端板240设有两个。端板240靠近位于电池芯101端部的散热电池100设置，两侧的端板240分别抵靠两端的散热电池100的热传导部，是热量聚集较多的地方。由此，端板240为导热材质，在本实施例中，端板240为金属材质。端板240与电池芯101之间设有绝缘层250。绝缘层250和电池芯101之间通过双面胶黏结在一起。

以下简述本实施例中的散热电池100、散热电池模组的散热过程：电芯组110产生的热量中的大部分均匀的传递给热传导部，热传导部再将热量传递给两侧的散热部；散热部将热量传递给散热侧板210和散热翅片211，散热翅片211通过空冷或者风冷将热量散至外部。

电芯组110产生的其余部分热量通过散热部直接传递给散热侧板210和散热翅片2111，同时也通过辅助散热部传递至下盖230进行散热。通过设置相对的第一、第二散热件，模组内的热量被快速传递并分散；同时，相邻的散热电池100通过各自的散热件进行散热，增大了散热面积，提高了散热速度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种散热电池，其特征在于，包括：

电芯组，包括沿第一方向间隔布设的至少两个电芯；及

散热件，包括第一散热件和第二散热件，所述第一散热件和所述第二散热件分别设于所述电芯组沿所述第一方向的相对两侧。

2.根据权利要求1所述的散热电池，其特征在于，所述电芯组包括沿所述第一方向相背设置的第一侧面和第二侧面，以及沿与所述第一方向相交的第二方向相背设置的第三侧面和第四侧面；

所述第一散热件贴附于所述电芯组的所述第一侧面，并贴附于所述电芯组的所述第三侧面的至少部分和所述第四侧面的至少部分；

和/或所述第二散热件贴附于所述电芯组的所述第二侧面，并贴附于所述电芯组的所述第三侧面的至少部分和所述第四侧面的至少部分。

3.根据权利要求2所述的散热电池，其特征在于，所述第一散热件包括第一热传导部和第一散热部，所述第一散热部设置在所述第一热传导部沿所述第二方向的相对两侧；所述第一热传导部贴附于所述第一侧面，所述第一散热部贴附于所述第三侧面和第四侧面；

和/或所述第二散热件包括第二热传导部和第二散热部，所述第二散热部设置在所述第二热传导部沿所述第二方向的相对两侧；所述第二热传导部贴附于所述第二侧面，所述第二散热部贴附于所述第三侧面和第四侧面。

4.根据权利要求3所述的散热电池，其特征在于，所述第一散热部和所述第二散热部之间具有间隙。

5.根据权利要求3所述的散热电池，其特征在于，所述电芯还包括顶面以及沿第三方向与所述顶面相对的底面，所述顶面设有电极；所述第三方向与所述第一方向和所述第二方向分别相交设置；

所述第一散热件包括连接于第一热传导部一侧边的第一辅助散热部，所述第一辅助散热部贴附于所述底面的至少部分；

和/或所述第二散热件包括连接于第二热传导部一侧边的第二辅助散热部，所述第二辅助散热部贴附于所述底面的至少部分。

6.根据权利要求1-5任一项所述的散热电池，其特征在于，所述散热电池还包括设于相邻的两个所述电芯之间的柔性层。

7.根据权利要求1-5任一项所述的散热电池，其特征在于，所述第一散热件通过导热胶贴附于所述电芯；和/或所述第二散热件通过导热胶贴附于所述电芯。

8.一种散热电池模组，其特征在于，包括多个如权利要求1至7任一项所述的散热电池。

9.根据权利要求8所述的散热电池模组，其特征在于，所述散热电池模组还包括散热侧板，所述散热侧板设置于所述散热电池沿第二方向的相对两侧；所述散热侧板远离所述散热电池的一侧设有多个突出的散热翅片。

10.根据权利要求9所述的散热电池模组，其特征在于，多个所述散热电池沿第一方向排列设置，两侧的所述散热侧板分别抵靠所述散热电池的第一散热部和第二散热部；

和/或所述散热电池模组还包括下盖，所述下盖用于第一辅助散热部和/或第二辅助散热部的辅助散热。