TWI813382B - 具有散熱構造的電池模組 - Google Patents
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Abstract
本發明提出一種電池模組，其包括複數個電池芯、一電池固定架及一散熱構造。散熱構造包括複數個熱容器、至少一熱導板及至少一集熱器。每一熱容器插設在多個相鄰的電池芯之間所保持的間隔中。熱導板夾設在熱容器與電池芯間的空隙中。集熱器設置在熱導板的兩端。當電池模組運作時，熱容器用以儲存周邊電池芯充放電產生的熱量且透過熱導板將熱量傳導至集熱器，熱量將會匯集至集熱器上，則，透過散熱構造帶走電池芯充放電時所產生的熱量，將可避免電池芯累積熱量，即可降低電池芯損壞的風險。
Description
本發明有關於一種電池模組，尤指一種具有散熱構造的電池模組。
近年來，隨著環保減碳之需求，電動車逐漸地受到人們的青睞。很多車廠陸續進入電動車的開發，以期在電動車市場上搶得商機。電動車之動力來源為電池，如鋰電池。為增加電動車的續航力，電動車上通常會設置具有相當數量電池芯的電池模組，以便提供足夠的電力給予電動車使用。
請參閱圖1、圖2及圖3，為習用電池模組之俯視剖面圖、正視剖面圖及側視剖面圖。如圖1、圖2及圖3所示，電池模組100包括一金屬殼體11、複數個電池芯12、一第一固定架131及一第二固定架132。這些電池芯12將被容置及固定在第一固定架131及一第二固定架132之間，且擺設這些電池芯12的第一固定架131及第二固定架132將擺放在金屬殼體11中，透過金屬殼體11來保護電池芯12及第一固定架131及第二固定架132。
電池模組100的電池芯12充放電時，會發熱升溫。為了讓電池芯12充放電所產生的熱可進行散熱，通常會在金屬殼體11的兩側分別設置一吹風扇151及一抽風扇153。容置有電池芯12的第一固定架131及第二固定架132放置在吹風扇151及抽風扇153之間。吹風扇151將外部的冷空氣朝著殼體11內部電池芯12所在位置進行吹風，吹入的冷空氣通過發熱的電池芯12後成為熱空氣。接著，抽風扇153抽取熱空氣，以將熱空氣往外排放，則，透過吹風扇151的吹風以及抽風扇153對於熱空氣的抽取，以期充放電發熱的電池芯12可以降溫。
以往該些電池芯12橫向地等高排列在長條型的第一固定架131及第二固定架132間，因此，吹風扇151所吹的冷空氣其絕大部分的風力都會被距離吹風扇151較近的前排電池芯12所擋住而造成高流阻的現象，僅有少數風力能通過前排的電池芯12之間的空隙而流動至後排的電池芯12。另，為了在第一固定架131及第二固定架132有限的空間範圍內擺設較多數量的電池芯12，所排列的各電池芯12其彼此間的空隙通常非常小，如2mm，這也會造成高流阻的情形，導致冷空氣在電池芯12間的空氣流通效率非常差。於是，吹風扇151所吹入的冷空氣往往只能在低流阻的地方流動，例如冷空氣往往吹向靠近於吹風扇151前排的電池芯12以及第一固定架131與第二固定架132的外側，則，排列在電池模組100之內側區域的電池芯12不容易接收到冷空氣的吹風，導致電池芯12充放電時容易處在較高的溫度。
於是，以往電池模組100利用風扇151、153進行電池芯12的吹風，會因為空氣流通效率不佳的因素，導致電池模組100內側區域的電池芯12散熱的成效並不理想。
本發明的目的，在於提供一種電池模組，其包括一金屬殼體、一電池固定架、複數個電池芯及至少一散熱構造。電池固定架用以容置及固定電池芯，且被擺設在金屬殼體中。散熱構造包括複數個熱容器、至少一熱導板及至少一集熱器。每一熱容器插設在多個相鄰的電池芯之間所保持的間隔中。熱導板夾設在熱容器與電池芯間的空隙中。集熱器設置在熱導板的兩端上且連接至金屬殼體。當電池模組運作時，熱容器用以儲存周邊電池芯充放電產生的熱量，並透過熱導板將熱量傳導至集熱器，以將熱量匯集至集熱器上；接著，匯集在集熱器上的熱量將可以進一步熱導引至金屬殼體，最後，透過外界空氣的對流而帶走金屬殼體上的熱量。如此，電池芯充放電產生的熱量將可透過散熱構造進行帶離，將可以避免電池芯充放電運作時處在較高溫的狀態，而降低電池芯提前損壞的風險。
為達到上述目的，本發明提供一種電池模組，包括：複數個電池芯；一電池固定架，用以容置及固定複數個電池芯；及一散熱構造，包括:複數個熱容器，每一熱容器插設在多個相鄰的電池芯之間所保持的間隔中，且用以儲存周邊電池芯充放電產生的熱量；至少一熱導板，夾設在熱容器與電池芯間的空隙中；及至少一集熱器，連接熱導板，熱容器所儲存的熱量透過熱導板傳導至集熱器。
本發明一實施例中，熱導板為一鋸齒狀的板體。
本發明一實施例中，熱導板係由一平版態樣的金屬鋁板經由以一沖壓或彎折工序所製作而出。
本發明一實施例中，熱導板的板體上包括有複數個凹部，每一熱容器容置在對應的凹部中。
本發明一實施例中，熱導板的凹部中的空間被容置的熱容器所填滿。
本發明一實施例中，熱容器分別為一方形、菱形、三角形或圓形態樣的金屬柱體或金屬熱導管體。
本發明一實施例中，集熱器配置在熱導板兩端的彎折構造上。
本發明一實施例中，集熱器為一金屬柱體或一散熱鰭片。
本發明一實施例中，電池模組更包括一金屬殼體，電池固定架及散熱構造設置在金屬殼體內部，散熱構造的熱導板透過集熱器連接至金屬殼體。
本發明一實施例中，熱容器透過一黏合劑貼合至熱導板的凹部中以及集熱器透過黏合劑貼合至熱導板兩端的彎折構造上而組裝形成一散熱組件。
請參閱圖4及圖5，分別為本發明電池模組一實施例的俯視透視圖以及圖4實施例的A-A’線段的正視剖面圖。如圖4及圖5所示，本實施例電池模組300包括一金屬殼體31、複數個電池芯32、一電池固定架33及至少一散熱構造。
電池固定架33包括一第一固定架331及一第二固定架332。第一固定架331及第二固定架332分別包括一套筒(未顯示)。各電池芯32的上端套設在第一固定架331的套筒中，而下端套設在第二固定架332的套筒中，以便各電池芯32能夠被固定在第一固定架331及第二固定架332間且各電池芯32彼此間保持間隔。在本實施例中，電池芯32以矩陣排列的方式擺設在電池固定架33中。再者，容置及固定有電池芯32的電池固定架33將擺設在金屬殼體31的內部，以透過金屬殼體31保護電池固定架33及其電池芯32。
每一散熱構造包括複數個熱容器351、一熱導板353及至少一集熱器355。熱容器351亦可為一鋁製或銅製的金屬柱體或金屬熱導管體，其本體外觀亦可製作成一方形、菱形、三角形或圓形的態樣。每一熱容器351將插設在多個相鄰的電池芯32之間所保持的間隔中。
進一步搭配參閱圖6，熱導板353係由一平版態樣的金屬鋁板3530經由一沖壓工序或一彎折工序所製作而出的一鋸齒狀的板體。這鋸齒狀的熱導板353夾設在多個熱容器351與多個電池芯32間的空隙中。再者，這鋸齒狀的熱導板353上形成有複數個凹部3531。在本發明中，凹部3531的深度及其凹陷的形狀將對比於熱容器351的外觀態樣進行對應的設計，則，當熱容器351被容置在凹部3531之中時，熱容器351的部分結構將完全填滿凹部3531中的空間而使熱容器351緊密地貼合在凹部3531之上。另外，集熱器355亦可以為一鋁製或銅製的金屬柱體或一散熱鰭片，其本體外觀亦可製作成一三角形、方形、菱形或其他任意形狀態樣。集熱器355將配置在熱導板353兩端的彎折構造3532上。
較佳者，散熱構造的熱容器351、熱導板353及集熱器355亦可組裝成單一散熱元件。如圖7所示，在組裝的過程中，首先，各熱容器351分別對位至熱導板353上對應的凹部3531，而各集熱器355分別對位至熱導板353兩端上對應的彎折構造3532；對位後，接著，各熱容器351及各集熱器355分別透過一黏合劑(如導熱膠)貼合在熱導板353的凹部3531及兩端的彎折構造3532上，即可組裝成單一個散熱元件。將散熱構造的熱容器351、熱導板353及集熱器355組裝為單一散熱元件，其可以以一體性元件的方式配置在電池模組300的電池芯32之中，以便提升散熱構造安裝上的便利性。
具體而言，當電池模組300運作時，各個熱容器351分別吸收周圍電池芯32充放電所產生的熱量。接著，熱導板353將各個熱容器351所吸收的熱量傳導至熱導板353兩端溫度相對較低的集熱器355上，以將熱量匯集在集熱器355。則，電池芯32充放電產生的熱量將可透過散熱構造帶離，以避免電池芯32充放電運作時處在較高溫的狀態。
此外，散熱構造配置在電池模組300的電池芯32之中時，散熱構造透過熱導板353兩端所配置的集熱器355連接至金屬殼體31。則，當電池模組300運作時，原本集熱器355上所匯集的熱量將可以進一步熱導引至金屬殼體31，而後，導引至金屬殼體31上的熱量將可以透過外界空氣的對流而帶走。當然，為了增加散熱的功效，在本發明中，也可參照習用技術，在金屬殼體31的兩側分別設置吹風扇(151)及(抽風扇153)，以便透過吹風扇(151)的吹風及搭配(抽風扇153)的抽風，進一步帶走金屬殼體31所匯集的熱量。
於是，電池芯32充放電所產生的熱量將透過散熱構造進行帶離，所帶離的熱量能夠透過散熱構造所連接的金屬殼體31進行散熱。如此據以實施，即可避免電池芯32充放電運作時處在較高溫的狀態，以降低電池芯32損壞的風險。
再者，如圖4、5所示，本發明一實施例中，配置在熱導板353兩端上的集熱器355沿著熱導板353的水平方向進行延伸而連接至金屬殼體31。或者，如圖8所示，本發明另一實施例中，配置在熱導板353兩端上的集熱器355沿著熱導板353的垂直方向進行延伸而連接至金屬殼體31。
以上所述者，僅為本發明之一實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明的申請專利範圍內。
100:電池模組
11:金屬殼體
12:電池芯
131:第一固定架
132:第二固定架
151:吹風扇
153:抽風扇
300:電池模組
31:金屬殼體
32:電池芯
33:電池固定架
331:第一固定架
332:第二固定架
35:散熱構造
351:熱容器
353:熱導板
3530:金屬鋁板
3531:凹部
3532:彎折構造
355:集熱器
圖1為習用電池模組的俯視剖面圖。
圖2為習用電池模組的正視剖面圖。
圖3為習用電池模組的側視剖面圖。
圖4為本發明電池模組一實施例的俯視透視圖。
圖5為圖4實施例的A-A’線段的正視剖面圖。
圖6為本發明鋸齒狀的熱導板製作過程示意圖。
圖7為本發明散熱構造的熱容器、集熱器及熱導板組裝示意圖。
圖8為本發明電池模組又一實施例的正視剖面圖。
300:電池模組
31:金屬殼體
32:電池芯
351:熱容器
353:熱導板
355:集熱器
Claims (10)
- 一種電池模組，包括： 複數個電池芯； 一電池固定架，用以容置及固定複數個該電池芯；及 一散熱構造，包括： 複數個熱容器，每一熱容器插設在多個相鄰的該電池芯之間所保持的間隔中，且用以儲存周邊該電池芯充放電產生的熱量； 至少一熱導板，夾設在該些熱容器與該些電池芯間的空隙中；及 至少一集熱器，連接該熱導板，該些熱容器所儲存的熱量透過該熱導板傳導至該集熱器。
- 如請求項1所述的電池模組，其中該熱導板為一鋸齒狀的板體。
- 如請求項2所述的電池模組，其中該熱導板係由一平版態樣的金屬鋁板經由以一沖壓或彎折工序所製作而出。
- 如請求項2所述的電池模組，其中該熱導板的板體上包括有複數個凹部，每一該熱容器容置在該對應的凹部中。
- 如請求項4所述的電池模組，其中該熱導板的該凹部中的空間被容置的該熱容器所填滿。
- 如請求項1所述的電池模組，其中該些熱容器分別為一方形、菱形、三角形或圓形態樣的金屬柱體或金屬熱導管體。
- 如請求項4所述的電池模組，該集熱器配置在該熱導板兩端的彎折構造上。
- 如請求項1所述的電池模組，其中集熱器為一金屬柱體或一散熱鰭片。
- 如請求項1所述的電池模組，其中該電池模組更包括一金屬殼體，該電池固定架及該散熱構造設置在該金屬殼體內部，該散熱構造的該熱導板透過該集熱器連接至該金屬殼體。
- 如請求項7所述的電池模組，其中該些熱容器透過一黏合劑貼合至該熱導板的該些凹部中以及該些集熱器透過該黏合劑貼合至該熱導板兩端的該彎折構造上而組裝形成一散熱組件。
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