TWI524573B - 電池模組 - Google Patents

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TWI524573B
TWI524573B TW102134509A TW102134509A TWI524573B TW I524573 B TWI524573 B TW I524573B TW 102134509 A TW102134509 A TW 102134509A TW 102134509 A TW102134509 A TW 102134509A TW I524573 B TWI524573 B TW I524573B
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孫瑞堂
莊宗憲
鄭年添
陳建龍
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原瑞電池科技股份有限公司
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Description

電池模組
本發明涉及一種電池模組。
為了增加電池模組(如電動汽車用的電池模組)的輸出電流及/或輸出電壓，一般的做法是將複數電池(如鋰電池)並聯及/或串聯使用，這些電池的數量會達到數十個、數百個甚至更多。由此產生的直接後果是電池溫度極易升高，溫度作為影響電池性能的一重要因素已經日益受到關注，特別是在電動車所用的電池模組，大量電池產生大量熱量集中，散熱問題已經成為電動車電池設計與製造中重要的難題。而由於電池模組中的各個單體電池相互緊密接觸，因此會使得電池模組的整體溫度上升而不易散發，致使電池模組的整體性能下降，壽命縮短。
有鑒於此，有必要提供一種散熱效果好的電池模組。
一種電池模組，其包括一電池組件和一散熱組件。所述散熱組件用於為所述電池組件散熱。所述散熱組件包括一導熱板、一熱交換元件及至少一熱管。所述導熱板熱耦合於所述電池組件。所述熱交換元件存儲有冷卻液。所述熱管連接至所述熱交換元件並與冷卻液連通。該熱管設置於所述導熱板。所述冷卻液在所述熱管與所述熱交換元件循環流動，以散發電池組件產生的熱量。
相較於先前技術，所述電池組件上設置有散熱組件。所述散熱組件的導熱板覆蓋所述電池組件，用於收集所述電池組件產生的熱量。所述熱管連接至所述熱交換元件，並承載於所述導熱板，而冷卻液在所述熱管與所述熱交換元件循環流動，帶走所述導熱板收集的熱量。從而有效地為所述電池組件散熱。
100‧‧‧電池模組
10‧‧‧電池組件
20‧‧‧散熱組件
11‧‧‧電池
111‧‧‧正極端
112‧‧‧負極端
12‧‧‧導熱塊
13‧‧‧導電片
120‧‧‧貫穿孔
21‧‧‧導熱膠層
22‧‧‧導熱板
23‧‧‧熱交換元件
230‧‧‧冷卻液出口
24‧‧‧熱管
211‧‧‧第一表面
212‧‧‧第二表面
221‧‧‧底面
222‧‧‧承載面
圖1是本發明提供的電池模組的立體組裝示意圖。
圖2是圖1中的電池模組的立體分解示意圖。
下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步之詳細說明。
請一參閱圖1與圖2，本發明實施方式提供的電池模組100，其包括一電池組件10和一散熱組件20。所述散熱組件20用於為所述電池組件10散熱。
所述電池組件10包括複數矩陣式排列的電池11。所述電池11大致呈圓柱狀，每一所述電池11具有一正極端111以及一與所述正極端111相背的負極端112。本實施方式中，所述電池11為鋰電池。
所述電池組件10還包括複數套設於所述電池11的正極端111的導熱塊12、以及複數導電片13。所述導熱塊12的數量和所述導電片13的數量均與所述電池11的排數相對應。每個所述導熱塊12對應每排的所述正極端111位置開設有複數貫穿孔120。每個所述導熱塊12扣接於同一排的所述電池11上，且所述正極端111套設於所述貫穿孔120內。本實施方式中，所述導熱塊12採用絕緣的導熱塑膠製成。
每個所述導電片13設置於一對應的所述導熱塊12上。所述導電片13遮蓋所述貫穿孔120並與所述正極端111電性連接，使同一排的所述電池11的正極端111相連接。
所述散熱組件20包括一導熱膠層21、一導熱板22、一熱交換元件23及兩個熱管24。
所述導熱膠層21的形狀為長方體，其覆蓋於所述電池組件10的各電池11的正極端111、各導電片13以及各導熱塊12。所述導熱膠層21包括一與所述電池組件10相正對的第一表面211、以及一背離所述第一表面211的第二表面212。本實施方式中，所述導熱膠層21為導熱矽膠。
所述導熱板22的形狀和尺寸分別與所述導熱膠層21的形狀和尺寸相匹配，所述導熱板22固定於所述第二表面212。亦即，所述導熱板22藉由所述導熱膠層21黏接於所述電池組件10，而所述導熱膠層21既能夠將所述電池11產生的熱量傳導至所述導熱板22，又不會對所述電池11的正極端111的電路連接造成影響。本實施方式中，所述導熱板22可由導熱性能好的金屬材料製成，如銅、鋁或鋁合金等。所述導熱板22包括一與所述第二表面212相接觸的底面221、和一背離所述底面221的承載面222。
所述熱交換元件23固定於所述電池組件10的一側壁。所述熱交換元件23存儲有冷卻液(圖未示)，如酒精。所述熱交換元件23包括兩個冷卻液出口230。
兩個所述熱管24均為內空結構。所述熱管24貼合於所述導熱板22的承載面222。所述熱管24的一端藉由所述冷卻液出口230插入至 所述熱交換元件23內，使所述熱管24與所述熱交換元件23相連通。兩個所述熱管24均為曲線形，以增大所述熱管24與所述導熱板22的接觸面積，從而更加有效地散發所述導熱板22上的熱量。所述熱管24的內表面設置有毛細結構(圖未示)。
使用時，所述電池11的正極端111產生的熱能藉由所述導熱塊12及導電片13熱傳遞至所述導熱膠層21。所述導熱膠層21收集所述電池組件10產生的熱量，並熱傳導至所述導熱板22，由於所述熱管24與所述導熱板22相接觸，因此，所述熱管24能夠有效地散發熱量。冷卻液在毛細作用下流至所述毛細結構，使冷卻液進入所述熱管24，冷卻液在所述熱管24內受熱汽化，蒸汽流體向熱管24與所述熱交換元件23相連的一端運動並冷凝成液體，冷凝的液體再次在毛細作用下流至所述毛細結構，如此連續循環。
在其他實施方式中，也可將所述導熱板22也可採用絕緣材料製成，如導熱塑膠；在另一實施例中，採用絕緣導熱板亦可省去所述導熱膠層21，而將所述導熱板22直接承載於所述電池組件10。
在其他實施方式中，也可根據需求設置一或兩個以上的熱管24，所述熱交換元件23的冷卻液出口230數量與所述熱管24的數量相對應。
在其他實施方式中，所述冷卻液的循環流動也可以藉由設置於所述熱交換元件23內的泵埠(圖未示)來實現。
當然，所述電池11的負極端112也可以設置類似的導熱塊12以及散熱組件20，在此不再一一贅述。
所述電池組件10上設置有散熱組件20。所述散熱組件20的導熱板 22覆蓋所述電池組件10，用於收集所述電池組件10產生的熱量。所述熱管24連接至所述熱交換元件23，並承載於所述導熱膠層21和導熱板22，而冷卻液在所述熱管24與所述熱交換元件23循環流動，帶走所述導熱膠層21和導熱板22收集的熱量。從而有效地為所述電池組件10散熱。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
100‧‧‧電池模組
10‧‧‧電池組件
20‧‧‧散熱組件
11‧‧‧電池
111‧‧‧正極端
112‧‧‧負極端
12‧‧‧導熱塊
13‧‧‧導電片
120‧‧‧貫穿孔
21‧‧‧導熱膠層
22‧‧‧導熱板
23‧‧‧熱交換元件
230‧‧‧冷卻液出口
24‧‧‧熱管
211‧‧‧第一表面
212‧‧‧第二表面
221‧‧‧底面
222‧‧‧承載面

Claims (10)

  1. 一種電池模組，其包括一電池組件和一散熱組件，所述散熱組件用於為所述電池組件散熱，其改進在於：所述散熱組件包括一導熱板、一熱交換元件及至少一熱管，所述導熱板熱耦合於所述電池組件，所述熱交換元件存儲有冷卻液，所述熱管連接至所述熱交換元件並與冷卻液連通，該熱管設置於所述導熱板，所述冷卻液在所述熱管與所述熱交換元件循環流動，以散發電池組件產生的熱量。
  2. 如請求項1所述之電池模組，其中，所述導熱板採用導熱塑膠製成。
  3. 如請求項1所述之電池模組，其中，所述導熱板採用金屬材料製成，所述散熱組件還包括一導熱膠層，所述導熱板藉由所述導熱膠層黏接於電池組件，所述導熱膠層包括一與所述電池組件相正對的第一表面、以及一背離所述第一表面的第二表面，所述導熱板固定於所述第二表面，所述導熱板包括一與所述第二表面相接觸的底面、和一背離所述底面的承載面，所述熱管貼合於所述承載面。
  4. 如請求項3所述之電池模組，其中，所述導熱板的形狀和尺寸分別與所述導熱膠層的形狀和尺寸相匹配。
  5. 如請求項3所述之電池模組，其中，所述導熱板由銅、鋁或鋁合金中的一種製成。
  6. 如請求項1所述之電池模組，其中，所述冷卻液為酒精。
  7. 如請求項1所述之電池模組，其中，所述熱管為曲線形。
  8. 如請求項1所述之電池模組，其中，所述電池組件包括複數矩陣式排列的電池，每一所述電池具有一正極端以及一與所述正極端相背的負極端，所述電池組件還包括複數套設於所述電池的正極端的導熱塊，每個所述 導熱塊承載於同一排的所述電池，每個所述導熱塊對應每排的所述正極端位置開設有複數貫穿孔，所述正極端套設於所述貫穿孔內。
  9. 如請求項8所述之電池模組，其中，所述電池組件還包括複數分別承載於複數所述導熱塊上的導電片，所述導熱塊的數量和所述導電片的數量均與所述電池的排數相對應，每個所述導電片分別設置於一所述導熱塊上，所述導電片遮蓋所述貫穿孔並與所述正極端電性連接，所述導電片用於使同一排的所述電池的正極端相連接。
  10. 如請求項8所述之電池模組，其中，所述導熱塊採用絕緣的導熱塑膠製成。
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