WO2015176592A1 - 电池组及具有该电池组的电池模块 - Google Patents

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魏本建
鲁怀敏
何向明
方海峰
李建军
王莉
尚玉明
刘庆
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江苏华东锂电技术研究院有限公司
沙洲职业工学院
清华大学
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Abstract

本发明提供一种电池组,包括:多个导热隔板,该多个导热隔板层叠设置,每个该导热隔板包括两个隔板主体以及一连接体,该两个隔板主体平铺且相互间隔设置,该连接体与该两个隔板主体相连;至少一导热管,该至少一导热管贯穿所述多个导热隔板的连接体,并使所述多个导热隔板固定在所述至少一导热管上;以及多个电池单体,在该多个导热隔板的层叠方向上相邻的两个隔板主体之间具有一电池容纳空间,每个该电池容纳空间内设置一个该电池单体。

Description

电池组及具有该电池组的电池模块 技术领域
本发明涉及大容量锂离子电池技术领域,特别是将多块软包装锂离子电池单体叠加集成的电池组,以及电池模块。
背景技术
随着科技的进步和人类环境保护意识的增强,国内外的绿色能源产业已经进入了高速发展的阶段,电动车行业、通讯行业及某些特种行业都开始广泛的使用高能量大功率的锂离子电池做为电源,并对电源模块的体积比及安全性提出了很高的要求。
锂离子电池组电源是由多个锂离子电池单体组合封装而成。在大容量、高功率锂离子电源的生产中,通常是将电池单体进行串联组合实现高压,将电池单体进行并联组合提高容量。电池单体按照壳体的不同,有铝壳/钢壳电池和软包电池两种。铝壳/钢壳电池单体具有强度好,外部组装简便的优点,但其可塑性不及聚合物软包装锂离子电池,当内部产生大量气体时,因外壳刚性较强不能排放内部气体,容易引起爆炸等安全事故。软包装锂离子电池单体具有设计灵活,安全性能好,导热导电性能好,适应温度宽,可大电流充放电等优点,并且基本解决了安全和寿命问题,成为目前用于制作大功率电源的首选产品。然而,软包装锂离子电池单体因其外包装为一层铝塑膜,整个单体较软,电芯包装膜很容易被刺破,如何有效保护电芯包装膜完好成为电池组封装结构设计首先要解决的问题。
另一方面,在大电流充放电工作过程中,由于电池芯的发热,电池组的热量累积,会导致电池一致性降低,电池芯产生膨胀,影响了电池成组后各电池的一致性和均衡性的重要指标,从而降低了电池的循环寿命。如何有效的提高电池组的散热性能,成为电池组封装结构设计要解决的另一重点难题。
安全性是动力电池的第一指标,如何从电池组的封装结构上提高电池组安全性,使电池组在大容量、高功率、高电压、大电流充放电的条件下安全运行成为亟待解决的问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足,确有必要提供一种适用于软包装锂离子电池的电池组及应用该电池组的电池模块。
一种电池组,包括:多个导热隔板,该多个导热隔板层叠设置,每个该导热隔板包括两个隔板主体以及一连接体,该两个隔板主体平铺且相互间隔设置,该连接体与该两个隔板主体相连;至少一导热管,该至少一导热管贯穿所述多个导热隔板的连接体,并使所述多个导热隔板固定在所述至少一导热管上;以及多个电池单体,在该多个导热隔板的层叠方向上相邻的两个隔板主体之间具有一电池容纳空间,每个该电池容纳空间内设置一个该电池单体。
一种电池模块,包括上述电池组,并进一步包括压紧机构,该压紧机构将该多个电池单体和该多个导热隔板在层叠方向上压实。
本发明提供的电池组在电池单体之间叠加导热隔板,该导热隔板能够保护保护所述单体电池不被碰伤;该导热隔板和该导热管形成一整体的结构,可使该电池单体的热量通过该导热隔板传递至该导热管,并通过该导热管沿该层叠方向快速传递,提高电池组内部热量的传导能力;本发明提供的电池组具有较好的安全性和较好的散热性能,能够在大容量、高功率、高电压、大电流充放电的条件下安全运行。
附图说明
图1是本发明实施例电池组的立体图。
图2是本发明实施例电池组中导热隔板的立体图。
图3是图2导热隔板的层叠示意图。
图4是图1电池组的局部放大图。
图5是本发明实施例电池组中调整垫片示意图。
图6是本发明实施例电池模块的立体图。
图7是图6的爆破图。
图8是本发明实施例电池模块中压紧机构的组装图。
图9是本发明实施例电池模块中散热装置的立体图。
主要元件符号说明
电池模块 1
电池组 10
电堆 12
第一侧面 102
第二侧面 104
第三侧面 106
电池单体 110
电极接线部 112
导热隔板 120
连接体 122
形变缓冲区 1222
连接区 1224
隔板主体 124
主板 1242
侧板 1244
台阶结构 1245
电池容纳空间 1246
隔板主体容纳空间 1248
第一台阶 1252
第二台阶 1254
台阶段 1256
导热管 130
调整垫片 140
压紧机构 20
第一压板 210
安装体 212
压板主体 214
第二压板 220
支撑体 230
压紧元件 240
调压螺栓 242
弹性元件 244
集热装置 30
第一集热板 310
第二集热板 320
第三集热板 330
散热装置 40
底板 410
半导体制冷片安装槽 420
高效热管安装槽 430
制冷装置 50
散热片 60
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施例对本发明实施方式提供的电池组和电池模块作进一步的详细说明。
请一并参阅图1至图2,本发明提供一种电池组10,包括:多个导热隔板120,该多个导热隔板120层叠设置,每个该导热隔板120包括两个隔板主体124以及一连接体122,该两个隔板主体124平铺且相互间隔设置,该连接体122与该两个隔板主体124相连;至少一导热管130,该至少一导热管130贯穿所述多个导热隔板120的连接体122,并使所述多个导热隔板120固定在所述至少一导热管130上;以及多个电池单体110,在该多个导热隔板120的层叠方向上相邻的两个隔板主体124之间具有一电池容纳空间1246,每个该电池容纳空间1246内设置一个该电池单体110。
该电池单体110为软包装锂离子电池。每个电池单体110均为一能够独立进行充放电的锂离子电池。同一电池组10的电池单体110具有基本一致的形状和尺寸,可以相互并联或串联。该电池单体110可包括电极接线部112,用于相互连接并与外电路连接进行充放电。为便于接线,同一电池组10中所有电池单体110的接线部112可以设置在该电池组10的同一侧面。
该连接体122位于该导热隔板120的两个隔板主体124之间。该导热隔板120的两个隔板主体124与该连接体122为一体结构。该导热隔板120的两个隔板主体124可与相邻的另一导热隔板120的两个隔板主体124在所述连接体122两侧同时形成两个该电池容纳空间1246,用于容纳两个电池单体110,故该电池组10中的电池单体110分为两个小组,每个小组中的电池单体110沿该层叠方向相互叠加,从而形成两个电堆12。该两个电堆12中的电池单体110分别通过该导热隔板120的两个隔板主体124进行间隔。该导热隔板120的连接体122上设置有安装孔,用于将该导热隔板120连接并固定在该导热管130上。该安装孔与该导热管130为过盈配合。同一电池组10的导热隔板120具有基本一致的形状和尺寸。
请一并参阅图3至图4,在一实施例中,该隔板主体124包括一平坦的主板1242及多个分别与该主板1242连接的侧板1244,在该层叠方向上相邻的两个隔板主体124的主板1242间隔设置。该主板1242与该多个侧板1244共同定义该电池容纳空间1246,该多个侧板1244在该电池容纳空间1246远离该主板1242的一侧进一步定义一隔板主体容纳空间1248,该隔板主体容纳空间1248与该主板1242相配合。该电池容纳空间1246用于容纳该电池单体110,该隔板主体容纳空间1248用于部分容纳并配合另一相同的隔板主体124,主要是容纳另一隔板主体124的主板1242。在该层叠方向上相邻的两个隔板主体124的侧板1244配合接触设置,使该两个隔板主体124的主板1242仅沿该层叠方向上相对运动且具有一固定的最小间距。该侧板1244在垂直于该主板1242方向上的长度大于该电池单体110的厚度,从而使该隔板主体124可以罩于该电池单体110外,并进一步罩于相邻的隔板主体124的部分侧板1244外。该侧板1244的形状可以使中间间隔有电池单体110的两个相邻的隔板主体124沿相同方向叠加时仍能相互抵靠。具体地,该隔板主体124的侧板1244的内侧与相邻的另一隔板主体124的主板1242及侧板1244的外侧相抵靠。因此,在垂直于该层叠方向上,该多个相互叠加的隔板主体124相对位置固定,从而对容纳其中的电池单体110在垂直于层叠方向上定位;在平行于层叠方向上,相邻的两个主板1242之间具有该固定的最小间距,以提供足够的电池容纳空间1246,而当该电池单体110发生膨胀时,该隔板主体124可沿该层叠方向移动,使相邻的两个主板1242之间的距离增大。在一实施例中,该侧板1244的形状使两个隔板主体124叠加时在该两个隔板主体124之间形成的空间可以仅为该电池容纳空间1246。
该主板1242及侧板1244可以具有相同的厚度,如0.5mm~1mm,例如该隔板主体124可以由一厚度均匀的板材弯曲形成。
在一实施例中,该主板1242具有相对的两侧边,该主板1242的两侧边向同一方向弯折形成两个侧板1244。该主板1242的两侧边的弯折方向为该导热隔板120的层叠方向。
在一实施例中,该侧板1244在该电池容纳空间1246与该隔板容纳空间1248的交界处可以具有一向外凸出的台阶结构1245,用于抵靠相邻的隔板主体124的主板1242及部分侧板1244。该台阶结构1245的步距可以与该侧板1244的厚度相等。
更为具体地,该侧板1244可以具有与该主板1242连接的第一台阶1252、远离该主板1242的第二台阶1254,以及将该第一台阶1252与第二台阶1254连接的台阶段1256,以共同形成该台阶结构1245。该第一台阶1252与第二台阶1254可以垂直于该主板1242,该台阶段1256可以平行于该主板1242,使该隔板主体124具有一无底的凸字形结构。该多个导热隔板120的每个第一台阶1252共面,每个第二台阶1254共面,以使该多个导热隔板120只能沿该导热隔板120的层叠方向进行移动。
在一实施例中,该侧板1244在垂直于该主板1242方向上的长度为该电池单体110厚度的4/3,相互叠加的两个隔板主体124在侧面具有该电池单体110厚度的1/3的重叠量。
在一实施例中,该隔板主体124包括矩形板状的主板1242及三个分别从该矩形板的三条边延伸的侧板1244。该三个侧板1244可以相互连接。该电池单体110的接线部112从该隔板主体124不具有侧板1244的方向暴露于外。
该连接体122可进一步包括两个形变缓冲区1222与位于该两个形变缓冲区1222之间的连接区1224,该连接区1224通过该两个形变缓冲区1222分别与该两个隔板主体124连接。因该电池单体110在厚度上存在制造误差,将其放在所述电池容纳空间1246后会有过盈或间隙产生,该形变缓冲区1222能够使该隔板主体124沿该层叠方向产生相对于该连接区1224的位移并形成与电池单体110厚度一致的电池单体安装间距,也能适应所述电池单体110发生热胀冷缩时产生的位移,保证电池组10的压实性。在多个所述单体电池110叠加后可能会产生间隙累积,当间隙超过该形变缓冲区1222的最大设计形变量时,可进一步在所述电池仓中插入一调整垫片140,以消除间隙,进一步保证该电池组10的压实性。请参阅图5,该调整垫片140可以具有与该隔板主体124的主板1242相同的形状和尺寸。该安装孔可设置在该连接区1224上。
在一实施例中,该形变缓冲区1222可为S型结构。
在一实施例中,同一导热隔板120的两个隔板主体124的主板1242可处于同一平面。
在一实施例中,该隔板主体124的侧板1244可与该形变缓冲区1222相连,该形变缓冲区1222进一步与该连接区1224相连,该隔板主体124、该形变缓冲区1222和该连接区1224可以具有相同的厚度,如0.5mm~1mm,例如该导热隔板120可以由一厚度均匀的板材弯曲形成。
该导热隔板120的材料可以为具有较高热导率的材料,如金属,从而利于将电池单体110的热量传递至所述导热管130。在一实施例中,该导热隔板120的表面也可涂覆一层耐高温导热绝缘漆。
进一步地,为增强散热性能,该电池组10还可进一步包括在导热隔板120和电池单体110接触面之间涂覆或填充的导热剂(图未示)。该导热剂可以为导热性能良好的粘性或者半粘性物质,如硅胶。该导热剂可以彻底排除导热隔板120和电池单体110之间的空气,减小热阻,改善散热性能。另外,导热剂也有利于固定该电池单体110,免于震动或冲击,或者时间过久而引起电化学粉体材料的脱落和电池容量的损失,另外还可起适当的密封作用,阻止外部水分可能侵入电池单体110,也可阻止电池单体110内部的电解液流出而防止电池过早损坏。
该电池组10在电池单体110之间叠加导热隔板120,该导热隔板120够保护电池单体110的铝塑膜不被刮伤;该导热隔板120和该导热管130形成一整体的结构,可使该电池单体110的热量通过该导热隔板120传递至该导热管130,并通过该导热管130沿该层叠方向快速传递,提高电池组10内部热量的传导能力;该导热隔板120还可以将外形尺寸不统一的电池单体110转换为外形尺寸均一电池组10,便于在电池模块中固定。
请一并参阅图6至图7,本发明进一步提供一种电池模块1,包括上述电池组10及压紧机构20,该压紧机构20可将该多个电池单体110和该多个导热隔板120在该层叠方向上压实。
请一并参阅图8,该压紧机构20包括第一压板210、第二压板220、支撑体230和压紧元件240。该电池组10及支撑体230设置于该第一压板210与该第二压板220之间,该第一压板210和该第二压板220分别位于该电池组10垂直于该层叠方向的两侧。该支撑体230与该第一压板210固定连接。该第二压板220通过该压紧元件240与该支撑体230连接,该压紧元件240通过该第二压板220对该电池组10施加沿该层叠方向的压力,并同时使该第二压板220能够随该电池组10在该层叠方向的膨胀而移动,该压力使该多个电池单体110和该多个电池隔板120在该层叠方向上压实。该第一压板210与该第二压板220具有合适的强度和厚度,以便压实该电池组10。
该支撑体230起间隔并连接该第一压板210与该第二压板220的作用,可以为立柱或固定框。在一实施例中,两个矩形固定框分别设置在该电池组10平行于该层叠方向相对的两个侧面,该固定框朝向该电池组10的表面具有一固定槽,将该第一压板210插入该固定槽中使该固定框固定在该第一压板210上。该支撑体230面向该第二压板220的表面可以具有连接孔,用于连接该压紧元件240。
该支撑体230沿该层叠方向的长度小于该电池组10沿该层叠方向的长度。该压紧元件240包括调压螺栓242与弹性元件244,该调压螺栓242穿过该第二压板220,并与该支撑体230连接,该弹性元件244设置在该调压螺栓242与该第二压板220之间,对该第二压板220施加所述压力,并通过该第二压板220对该电池组10施加所述压力,该调压螺栓242通过调整该第二压板220与该支撑体230之间的距离,从而调节所述压力的大小。具体地,该调压螺栓242拧入该支撑体230的深度可调,从而调节该弹性元件244所施加的压力。在一实施例中,该弹性元件244为弹簧,该调压螺栓242穿过该弹簧,并通过栓帽对该弹簧的一端进行限位,该弹簧的另一端通过该第二压板220限位。
该电池组10垂直于该层叠方向的两侧分别具有第一侧面102和第二侧面104。该第一压板210设置于该第一侧面102。优选地,该第一压板210可将该第一侧面102全部覆盖。该第一压板210可固定在所述导热管130上,以使整个压紧机构20定位。该第一压板210具有与该电池组10第一侧面102对应的形状,尺寸可大于该第一侧面102的尺寸,使在该第一压板210将该第一侧面102完全覆盖后,仍留有固定该支撑体230的空间。在一实施例中,该第一压板210整体为板状结构,该第一压板210具有一安装体212和分别与该安装体212两侧相连的压板主体214,该第一压板210的两个压板主体214与该电池隔板120的两个隔板主体124沿该层叠方向叠加设置。该压板主体214的形状可与该隔板主体124的主板1242的形状相同并位置对应。该安装体212可与该导热隔板120的连接体122位置对应。该第一压板210的压板主体314与该安装体212为一体结构。该第一压板210可通过该安装体212固定在该导热管130上。该安装体212可具有安装孔,用于与所述导热管130连接并固定。
该第二压板220设置于该电池组10的第二侧面104。该第二压板220的数量可以为两个,两个该第二压板220分别与该电池隔板120的两个隔板主体124沿该层叠方向叠加设置,以使两个该第二压板220可分别对该两个电堆12进行压紧,形成两个可独立压紧的电堆12。该第二压板220的形状可与该隔板主体124的主板1242的形状相同并位置对应。该第二压板220可以具有通孔,该调压螺栓242可穿过该通孔与该支撑体230连接。
该弹性元件244在该调压螺栓242的压力作用下处于压缩状态,从而提供一个压向电池组10的压力并通过该第二压板220传递给电池组10,使该多个导热隔板120相互压紧,以实现在该电池单体110未膨胀态时的位置固定。然而,该弹性元件244并非处于弹性压缩极限,即还可进一步弹性压缩,从而使该多个导热隔板120可以在该电池单体110体积膨胀时沿该层叠方向通过该第二压板220进一步压缩该弹性元件244。该弹性元件244可以为弹簧、弹性柱或弹片。该弹性元件244可使第二压板220能够跟随电池组10的热胀冷缩进行移动,保证电池单体110的有效压实性,降低电池组10的热阻系数,提高电池组10的热管理性能。
在另一实施例中,该弹性元件244也可设置于该第二压板220与该电池组10第一侧面102的导热隔板120的隔板主体124之间,该调压螺栓242可通过调整第二压板220与隔板主体124之间的距离使该弹性元件244处于压缩状态,从而提供一个压向电池组10的压力,使该多个电池单体110及该多个导热隔板120相互压紧。该弹性元件244还可进一步弹性压缩,从而使该多个导热隔板120可以在该电池单体110体积膨胀时沿该电池组10的层叠方向进一步压缩该弹性元件244。
该第一压板210和该第二压板220可进一步具有导热和散热性能,该第一压板210与该第二压板220可分别与该第一侧面102和该第二侧面104接触,该电池组10的热量可通过该第一压板210和该第二压板220向外扩散,实现散热。在一实施例中,该第一压板210和该第二压板220面向该电池组10的一侧具有平整表面,背向该电池组10并与该隔板主体124叠加的一侧具有散热鳍,以增大散热面积。
该电池模块1可进一步包括一集热装置30和一散热装置40。该集热装置与该导热管130相连,该散热装置40与该集热装置30相连,该集热装置30可将该导热管130传递的热量收集起来并进一步传递给该散热装置40,该散热装置40可将从该集热装置30传递过来的热量交换到周围环境中。
该集热装置30可包括一第一集热板310和一第二集热板320,与该多个导热隔板120的连接体122沿该层叠方向对应设置,并分别与该导热管130连接。可在该第一集热板310和第二集热板320上分别设置安装孔,将该多个导热管130插入该安装孔中从而使该第一集热板310和第二集热板320分别与该导热管130连接。
该第一集热板310可设置在该第一压板210背向该电池组10的一侧,该导热管130穿过该第一压板210并与该第一集热板310连接,该多个电池单体110的一部分热量可沿该导热管130传递至该第一集热板310上。该第二集热板320设置在该电池组10的第二侧面,该多个电池单体110的另一部分热量可沿该导热管130传递至该第二集热板320上。
当该导热隔板120具有该形变缓冲区1222时,在该第一压板210与该第一侧面的导热隔板120之间会存在一间隙,此时可进一步设置一第三集热板330,该第三集热板330具有与该间隙对应的形状,从而可对该间隙进行填充。该第三集热板330可设置于该第一压板210与该电池组10之间,该第三集热板330的形状与该电池组10最外侧的导热隔板120相配合,共同形成一平面。具体地,该第三集热板330可设置于该第一侧面102的导热隔板120的两个隔板主体124之间,该第三集热板330背向该电池组10的侧面和该第一侧面102的导热隔板120的隔板主体124背向该电池组10的侧面共同形成一个平面。该第一压板210可与该平面贴合设置,以达到减小热阻的目的,增强热量从该电池组10到该第一集热板310的传递效率。该第三集热板330上可设置有安装孔,该导热管130可从该安装孔穿过,该第三集热板330可固定在该导热管130上。
该第二集热板320可与该第二侧面104紧密贴合。该第二集热板320还可与该第二压板220一起将该第二侧面104完全覆盖。在一实施例中,与该第二集热板320接触的导热隔板120的连接体122可为一平板结构,该平板结构朝向该第二集热板320的侧面与该导热隔板120的隔板主体122朝向该第二集热板320的侧面形成一个平面。
该集热装置30可进一步包括多个均热管(图未示),该均热管可快速均衡该集热装置30各处的温差,并通过该导热管130将热量在该电池组10内部快速传递,使该电池组10中的各个电池单体110达到均热,增强该电池组10的管控效率。该多个均热管可设置在该第一集热板310、该第二集热板320或该第三集热板330面向电池组10的侧面。该多个均热管可与该导热隔板120或该第一压板210接触。该多个均热管可垂直于该层叠方向进行设置。可在该第一集热板310、该第二集热板320或该第三集热板330面向电池组10的侧面设置多个均热管安装槽,将该均热管焊接在该均热管安装槽中。
请一并参阅图9,该散热装置40可包括一底板410,可通过该底板410将该散热装置50固定在该集热装置30上。该底板410可与该第一集热板310或该第二集热板320接触。可通过将该底板410固定在该第一集热板310或该第二集热板320上从而使该散热装置40固定。
该电池模块1可进一步包括一制冷装置50,该制冷装置50可设置在该集热装置30与该散热装置40之间,该制冷装置50可对该电池组10的温度进行调控,该散热装置40可将该制冷装置50转移的热量迅速交换到环境介质中去。
该制冷装置50可为半导体制冷片,可分别在该第一集热板310、第二集热板320与散热装置40之间设置该半导体制冷片,组成热泵结构。具体地,可在该散热装置40底板410与该第一集热板310或该第二集热板320接触的一侧设置半导体制冷片安装槽420,将该半导体制冷片安装在该半导体制冷片安装槽420中。可根据控制需要给该半导体制冷片施加正向(制冷)或反向(加热)工作电压,使该半导体制冷片的冷端与热端产生温差,使与该第一集热板310、第二集热板320连接的导热管130迅速启动并进行热量传导。该散热装置40可将该半导体制冷片转移的热量快速交换到环境介质中去,从而实现热泵的功能。
在该散热装置40底板410上可进一步设置若干个高效热管(图未示),该高效热管可将热量更有效地从该底板410传递至该散热鳍片。该高效热管可垂直于该层叠方向进行设置。该底板410上可设置若干高效热管安装槽430,可将该高效热管焊接在该高效热管安装槽430中。该高效热管安装槽430的高度可低于该半导体制冷片安装槽420的高度,以使该半导体制冷片可覆盖于该高效热管上,并与该高效热管接触。该半导体制冷片还可具有两个导线与一控制装置相连。该导线可从该半导体制冷片安装槽420中引出。
为利于该电池单体110的导热和电池组10的散热,该电池组10可进一步包括散热片60。该电池组10可具有平行于该层叠方向且未设置有该电池单体110的接线部112的第三侧面106。该散热片70可设置于该第三侧面106,该散热片60的尺寸可以覆盖整个第三侧面106,向外的一侧具有散热鳍,以增大散热面积,向内的一侧具有平整表面,与该多个导热隔板120的侧板1224接触,电池单体110的热量通过导热隔板120传导到散热片60并向外扩散,实现散热。该散热片60可通过螺栓固定在支撑体230上,该螺栓还可以使散热片60与导热隔板120的侧板1244压紧以减小热阻。
为了减小电池模块1的总重量,提高电池模块1的能量密度,该导热隔板120、该导热管130、该第一集热板310、该第二集热板320、该第三集热板330、该第一压板210、该第二压板220、该支撑体230及该均热管均可采用轻质且强度高的材料,如轻质铝合金、镁合金或镁铝合金。
在该电池模块1组装过程中,可将该导热隔板120、该导热管130、该第一集热板310、该第二集热板320、该第三集热板330、该第一压板210及该均热管组装成为一个整体结构,该整体结构能够增强电池组内部的热传导能力。该导热管130与该导热隔板120、该第一集热板310、该第二集热板320、该第三集热板330、该第一压板210可采用过盈配合的方式进行组装,该导热管130可将电池组10的热量沿该层叠方向快速传递,并可将热送到集热装置30通过散热装置40与环境进行快速的热交换。该均热管可焊接在该集热装置30面向该电池组10的槽中,该均热管与该电池组端部的导热隔板120紧密接触,能够调整该导热管130之间的温差,使整个电池组10中的各个电池单体110达到均热,增强电池管理系统的管控效率。
本发明提供的电池模块具有以下优点:
采用安全性更好、容量适当的软包装电池单体做为大容量、高功率电源的组装单元,当电源中的单体出现问题时,与大容量电池相比可降低更换维修成本;因电池单体的体积不大,不易在电池单体中产生热堆积,能提高电池组的热管理性能;因电池单体容量不大,可灵活组合以满足不同的容量、功率需求。
通过将层叠的导热隔板将外形尺寸不统一的软包装电池单体转换为外形尺寸统一的电堆,该导热隔板能够保护电池单体的铝塑膜不被刮伤,导热隔板上的S形形变区可产生适当位移适应电池单体厚度尺寸的变化,有利于电池单体的压实,有利于保持导热管与导热隔板的过盈配合状态,扩大传热接触面,提高电堆内部热量的传导能力。
压紧机构能使电池单体工作在比较理想的压实状态下,使电堆内电池单体与导热隔板紧密接触,减少传热热阻。压紧机构的第二压板能够跟随电堆的热胀冷缩进移动,避免电池单体在电池组中发生松动脱落,保证电池单体有效压实的稳定性。
焊接在集热装置均热管和散热器底板的高效热管能增加热量的传导效率,有利于实现热量从高温区域向低温区域的快速传导,能够快速实现均热,使电池组各部分有比较均一的热量分布,便于电池管理系统的控制。
通过导热管、均热管、高效热管、半导体制冷片和多鳍片式的散热板的综合应用,实现电池组高效的传热和散热,能有效提高电池组工作温度的可控能力和在安全性。电池模块采用开放式框架结构,能在减轻重量的同时提高结构的整体刚度。
本电池模块中电池单体的压实可靠,均热散热性能力强,温度调控迅速,安全性高,能够将软包装锂离子电池简便灵活的封装在电池模块中,能有效提高该电池模块的工作效率和使用寿命。
另外,本领域技术人员还可在本发明精神内做其他变化,当然,这些依据本发明精神所做的变化,都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (17)

  1. 一种电池组,其特征在于,包括:
    多个导热隔板,该多个导热隔板层叠设置,每个该导热隔板包括两个隔板主体以及一连接体,该两个隔板主体平铺且相互间隔设置,该连接体与该两个隔板主体相连;
    至少一导热管,该至少一导热管贯穿所述多个导热隔板的连接体,并使所述多个导热隔板固定在所述至少一导热管上;以及
    多个电池单体,在该多个导热隔板的层叠方向上相邻的两个隔板主体之间具有一电池容纳空间,每个该电池容纳空间内设置一个该电池单体。
  2. 如权利要求1所述的电池组,其特征在于,所述连接体设置在两个隔板主体之间,该连接体包括两个形变缓冲区与位于该两个形变缓冲区之间的连接区,该连接区通过该两个形变缓冲区分别与该两个隔板主体连接,该形变缓冲区能够使该隔板主体产生沿该层叠方向的位移,以适应该电池单体的厚度变化。
  3. 如权利要求2所述的电池组,其特征在于,该形变缓冲区为S型结构。
  4. 如权利要求1所述的电池组,其特征在于,该连接体上设置有至少一安装孔,该至少一导热管与每个导热隔板的连接体上的一安装孔过盈配合。
  5. 如权利要求1所述的电池组,其特征在于,每个导热隔板的隔板主体包括一主板,该主板具有相对的两侧边;以及由该主板的该两侧边向同一方向弯折形成的两个侧板,在该层叠方向上相邻的两个隔板主体的主板间隔设置,在该层叠方向上相邻的两个隔板主体的侧板配合接触设置,使该两个隔板主体的主板仅沿该层叠方向上相对运动且具有一固定的最小间距。
  6. 如权利要求5所述的电池组,其特征在于,所述连接体与每个隔板主体的侧板连接。
  7. 如权利要求5所述的电池组,其特征在于,该主板的该两侧边的弯折方向为该导热隔板的层叠方向。
  8. 如权利要求5所述的电池组,其特征在于,该侧板为台阶结构,包括从主板弯折延伸的第一台阶以及从该第一台阶弯折延伸的第二台阶,该多个导热隔板的每个该第一台阶共面,每个该第二台阶共面。
  9. 一种电池模块,其特征在于,包括如权利要求1~8中任意一项所述的电池组,并进一步包括压紧机构,该压紧机构将该多个电池单体和该多个导热隔板在该层叠方向上压实。
  10. 如权利要求9所述的电池模块,其特征在于,该压紧机构包括第一压板、第二压板、支撑体、压紧元件,该电池组及支撑体设置于该第一压板与该第二压板之间,该支撑体与该第一压板固定连接,该第二压板通过该压紧元件与该支撑体连接,该压紧元件通过该第二压板对该电池组施加沿层叠方向的压力,并同时使该第二压板能够随该电池组在该层叠方向的膨胀而移动。
  11. 如权利要求10所述的电池模块,其特征在于,该支撑体沿该层叠方向的长度小于该电池组沿该层叠方向的长度,该压紧元件包括调压螺栓与弹性元件,该调压螺栓穿过该第二压板,并与该支撑体连接,该弹性元件设置在该调压螺栓与该第二压板之间,对该第二压板施加所述压力,该调压螺栓通过调整该第二压板与该支撑体之间的距离,从而调节所述压力的大小。
  12. 如权利要求10所述的电池模块,其特征在于,进一步包括一第一集热板,该第一压板为一导热板,该第一集热板设置在该第一压板背向该电池组的一侧,并与该导热管连接。
  13. 如权利要求12所述的电池模块,其特征在于,进一步包括一第二集热板,该第二集热板设置于该电池组靠近该第二压板的一侧,并与该导热管连接。
  14. 如权利要求12所述的电池模块,其特征在于,进一步包括一第三集热板,该第三集热板设置于该第一压板与该电池组之间,该第三集热板的形状与该电池组最外侧的导热隔板相配合,共同形成一平面,该第一压板与该平面贴合。
  15. 如权利要求13所述的电池模块,其特征在于,该电池模块进一步包括散热装置,该散热装置分别与该第一集热板、该第二集热板相连。
  16. 如权利要求15所述的电池模块,其特征在于,该电池模块进一步包括制冷装置,在该第一集热板、该第二集热板与该散热装置之间分别设置该制冷装置。
  17. 如权利要求16所述的电池模块,其特征在于,该制冷装置为半导体制冷片,该散热装置包括一底板,该散热装置通过该底板固定在该第一集热板或该第二集热板上,该底板面向该第一集热板或该第二集热板的一侧设置有安装槽,该半导体制冷片安装在该安装槽中。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109818039A (zh) * 2019-02-23 2019-05-28 镇江成泰自动化技术有限公司 动力电池模组装配方法
CN111786056A (zh) * 2020-07-13 2020-10-16 重庆广播电视大学重庆工商职业学院 用于纯电动汽车动力单元的电池冷却板
US20210367220A1 (en) * 2020-05-22 2021-11-25 Lg Electronics Inc. Electronic device with cylindrical battery

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104037373B (zh) * 2014-05-22 2016-06-01 江苏华东锂电技术研究院有限公司 电池组及具有该电池组的电池模块
CN105161791B (zh) * 2015-08-13 2017-11-10 惠州市亿能电子有限公司 电池模组
KR101734717B1 (ko) * 2015-12-11 2017-05-24 현대자동차주식회사 차량용 배터리 및 그 제어 방법
CN105957953B (zh) * 2016-06-08 2018-11-02 上海加冷松芝汽车空调股份有限公司 一种温差电池组
CN107123770B (zh) * 2017-05-05 2020-02-14 北京新能源汽车股份有限公司 软包电池模组和车辆
CN109216601B (zh) * 2017-06-30 2020-12-25 比亚迪股份有限公司 电池托盘以及具有它的电池包总成
CN107611459B (zh) * 2017-09-14 2020-09-01 上海轩玳科技有限公司 一种燃料电池结构与串联方法
CN108735938B (zh) * 2018-05-03 2020-11-03 沙洲职业工学院 一种极耳免焊接无孔电池模组
CN112349991B (zh) * 2020-09-14 2022-03-18 比亚迪股份有限公司 一种电池储能装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101378141A (zh) * 2007-08-27 2009-03-04 丰田合成株式会社 蓄电池组件
WO2010069713A1 (de) * 2008-12-19 2010-06-24 Robert Bosch Gmbh Wiederaufladbare batterie mit einer wärmetransporteinrichtung zum heizen und/oder kühlen der batterie
CN102893449A (zh) * 2010-05-18 2013-01-23 株式会社Lg化学 具有新颖结构的冷却构件和包括该冷却构件的电池模块
CN104037373A (zh) * 2014-05-22 2014-09-10 江苏华东锂电技术研究院有限公司 电池组及具有该电池组的电池模块

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5479871B2 (ja) * 2009-12-08 2014-04-23 古河電気工業株式会社 バッテリ冷却装置
CN202013926U (zh) * 2011-04-29 2011-10-19 邓宇峰 一体式车用动力电池组
JP2012248299A (ja) * 2011-05-25 2012-12-13 Sanyo Electric Co Ltd バッテリモジュール、バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置
CN102891344A (zh) * 2012-10-17 2013-01-23 安徽江淮汽车股份有限公司 一种电动汽车动力电池温控模组

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101378141A (zh) * 2007-08-27 2009-03-04 丰田合成株式会社 蓄电池组件
WO2010069713A1 (de) * 2008-12-19 2010-06-24 Robert Bosch Gmbh Wiederaufladbare batterie mit einer wärmetransporteinrichtung zum heizen und/oder kühlen der batterie
CN102893449A (zh) * 2010-05-18 2013-01-23 株式会社Lg化学 具有新颖结构的冷却构件和包括该冷却构件的电池模块
CN104037373A (zh) * 2014-05-22 2014-09-10 江苏华东锂电技术研究院有限公司 电池组及具有该电池组的电池模块

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109818039A (zh) * 2019-02-23 2019-05-28 镇江成泰自动化技术有限公司 动力电池模组装配方法
CN109818039B (zh) * 2019-02-23 2021-06-01 镇江成泰自动化科技有限公司 动力电池模组装配方法
US20210367220A1 (en) * 2020-05-22 2021-11-25 Lg Electronics Inc. Electronic device with cylindrical battery
CN111786056A (zh) * 2020-07-13 2020-10-16 重庆广播电视大学重庆工商职业学院 用于纯电动汽车动力单元的电池冷却板
CN111786056B (zh) * 2020-07-13 2022-09-23 重庆广播电视大学重庆工商职业学院 用于纯电动汽车动力单元的电池冷却板

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