一种高散热锂离子电池模块的组配方法与流程

本发明属于锂离子电池应用技术领域，尤其涉及到一种高散热锂离子电池模块的组配方法。

背景技术：

锂离子电池模块是动力电池系统的重要组成部分，广泛应用于电动汽车、大巴车及电动工具等领域。由于锂离子电池模块在大倍率的充放电过程中会造成电池的发热量较大及其热分布不均衡，长期使用会造成电池的使用寿命缩短，并影响到锂离子电池模块的安全性能。

中国专利CN200969366Y公开了一种风冷强制散热结构的混合动力车用蓄电池组，虽然可以提高电池组的散热性能，但是效果不明显，同时在使用过程中会造成模组晃动，进而造成安全隐患。

中国专利CN204230385 U公开了一种高导热型锂离子电池模块，该电池模块采用正六边形结构并结合水冷方式进行模块散热，具有良好的导热性、绝缘性及电气防护性能，有利于提高电池模块及系统的安全性及循环使用寿命，但存在电池与电池之间在使用过程中晃动造成安全隐患及其散热性能一般。

因此开发出一种散热性能好、安全性能高及能量密度高的锂离子电池模块就显得非常必要。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种高散热锂离子电池模块的组配方法，该制作方法通过带有冷却水循环夹层的空心环状水槽来放置锂离子电池模块，结合导电胶的固定，可以防止锂离子电池模块产生松动而造成安全隐患，空心环状水槽较好的散热性能可以提高锂离子电池模块的热传导能力。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种高散热锂离子电池模块的组配方法，该组配方法使用到进水管、出水管、锂离子电池、连接片、导电胶及空心环状水槽，其特征是：

空心环状水槽呈方形或长方形且由不锈钢内层和复合铝合金外层构成，方形或长方形所述不锈钢内层的容积以能放置数个锂离子电池为准，数个锂离子电池放置在所述不锈钢内层中能够形成数列和数排的锂离子电池模块，与所述不锈钢内层外端面间距均为5～50mm包裹有所述复合铝合金外层，所述复合铝合金外层的上端向内折叠焊接在所述不锈钢内层上端面，使所述复合铝合金外层和所述不锈钢内层共同形成带有冷却水循环夹层的空心环状水槽，所述复合铝合金外层由四块侧面板和一块底板构成，从每板侧面板和所述底板的正中向两端扩展对称刻蚀有不同密度面的数条水平散热条，在一侧面板的底端配装进水管，在另一侧面板的上端配装出水管，将所述锂离子电池模块装入所述不锈钢内层中，并在各锂离子电池的间隙中填充导电胶，最后采用超声波将连接片与各锂离子电池的电极柱依次焊接形成所述锂离子电池模块的正负极总线即可，各锂离子电池的电极柱焊接面积控制在1～16mm²。

所述不锈钢内层使用的不锈钢板厚控制在5～50mm。

上述导电胶按重量份配比是：30～50份的乙烯基封端直链甲基苯基聚硅氧烷，10～20份的有机硅氧烷，10～20份的乙烯基硅油，1～5份的氧化铈，1～5份的氧化铝，1～5份的二氧化钛，1～5份的氧化铁，1～5份的氮化铝，10～20份的含氢聚硅氮烷，10～20份的含氢硅树脂，10～20份的乙炔基环已醇。

所述不同密度面的水平散热条是指：当底板正中的水平散热条宽度为1mm时其相邻两端扩展的水平散热条的宽度应大于1mm，以此类推两端扩展的最外端水平散热条之宽度达到10mm。

上述连接片采用复合铝合金，连接片和所述复合铝合金外层使用的复合铝合金按重量份配比是：85～90份的Al，0.05～1.0份的Fe，0.02～0.06份的Si，7～8份的Mg，3～4份的Zn，0.5～1.0份的Cu，0.1～0.3份的Mn，0.1～0.3份的Ti。

由于采用如上所述技术方案，本发明产生如下积极效果：

1、由于各锂离子电池在空心环状水槽中所处的位置不同，其热分布和散热性能也是不同的，而通过冷却水循环以及刻蚀有不同密度面的数条水平散热条可以从不同方面提高各锂离子电池的散热均匀性，借以提高锂离子电池模块的的散热均匀性。

2、带有冷却水循环夹层的空心环状水槽，不但可以固定锂离子电池模块，而且可以提高其散热效果并使锂离子电池模块的散热温度达到均匀。

3、本发明采用水冷却方式，相对风冷方式而言具有冷却速度快、温度均匀、效果佳、方便等优点，同时采用复合铝合金不但可以提高锂离子电池模块的散热效果，而且重量轻、强度大，具有较好的散热性能和安全性能。

4、采用本发明的导电胶，一方面可以使锂离子电池模块得到固定以防止因松动造成的安全隐患，另一方面较好的散热性能又可以提高其热传导能力。

附图说明

图1是本发明的结构示意简图；

图2是本发明的外壳结构示意简图；

图3是本发明中侧面板的散热条结构示意简图；

上述图中：1-进水管；2-出水管；3-锂离子圆柱电池；4-连接片；5-空心环状水槽；6-侧面板。

具体实施方式

本发明是一种高散热锂离子电池模块的组配方法。本发明通过空心环状水槽实现锂离子圆柱电池模块的水冷却，相对风冷方式而言具有冷却速度快、温度均匀、效果佳、方便等优点，结合复合铝合金的使用使其不但可以提高锂离子圆柱电池模块的散热效果，而且具有重量轻、强度大之特点，使锂离子电池模块的散热性能和安全性能得以提高。

结合图1-3，本发明使用到进水管1、出水管2、锂离子圆柱电池3、连接片4、导电胶及空心环状水槽5，锂离子圆柱电池3常用18650圆柱电池，也可是其它类型的圆柱电池。

空心环状水槽呈方形或长方形且由不锈钢内层和复合铝合金外层构成。所述不锈钢内层使用的不锈钢板厚控制在5～50mm，建议使用304不锈钢。方形或长方形所述不锈钢内层的容积以能放置数个锂离子圆柱电池为准，数个锂离子圆柱电池放置在所述不锈钢内层中能够形成数列和数排的锂离子圆柱电池模块，与所述不锈钢内层外端面间距均为5～50mm包裹有所述复合铝合金外层，所述复合铝合金外层的上端向内折叠焊接在所述不锈钢内层上端面，使所述复合铝合金外层和所述不锈钢内层共同形成带有冷却水循环夹层的空心环状水槽，空心环状水槽类似于方形或长方形“回”状但上端开放而下端封闭。

所述复合铝合金外层由四块侧面板和一块底板构成，从每板侧面板和所述底板的正中向两端扩展对称刻蚀有不同密度面的数条水平散热条，所述不同密度面的水平散热条是指：当底板正中的水平散热条宽度为1mm时其相邻两端扩展的水平散热条的宽度应是2mm；或是当底板正中的水平散热条宽度为2mm时其相邻两端扩展的水平散热条的宽度应是3mm，以此类推根据侧面板的高度以及所述底板的宽度其两端扩展的最外端水平散热条之宽度可以达到10mm，不同宽度的水平散热条之间距是相等的，通过这些水平散热条的设置可以使空心环状水槽夹层中冷却水的散热得到快速扩散。

在一侧面板的底端配装进水管，在另一侧面板的上端配装出水管，将所述锂离子圆柱电池模块装入所述不锈钢内层中，并在各锂离子圆柱电池的间隙中填充导电胶，所述导电胶按重量份配比是：30～50份的乙烯基封端直链甲基苯基聚硅氧烷，10～20份的有机硅氧烷，10～20份的乙烯基硅油，1～5份的氧化铈，1～5份的氧化铝，1～5份的二氧化钛，1～5份的氧化铁，1～5份的氮化铝，10～20份的含氢聚硅氮烷，10～20份的含氢硅树脂，10～20份的乙炔基环已醇。所述导电胶可以使各锂离子电池得到固定以防止因松动造成的安全隐患，此外所述导电胶的散热性能又可以提高其热传导能力。

最后采用超声波将连接片与各锂离子电池的电极柱依次焊接形成所述锂离子电池模块的正负极总线即可，各锂离子电池的电极柱焊接面积控制在1～16mm²。

上述连接片采用复合铝合金，连接片和所述复合铝合金外层使用的复合铝合金按重量份配比是：85～90份的Al，0.05～1.0份的Fe，0.02～0.06份的Si，7～8份的Mg，3～4份的Zn，0.5～1.0份的Cu，0.1～0.3份的Mn，0.1～0.3份的Ti。

虽然水冷却是一种常见的冷却方式，但本发明通过冷却水循环以及刻蚀有不同密度面的数条水平散热条，可以从不同方面同时提高各锂离子电池的散热均匀性，借以提高锂离子电池模块的的散热均匀性，这种效果显而易见，本发明的确是一种散热性能好、安全性能高及能量密度高的锂离子电池模块。