一种电芯模块、电芯模组及其电池包的制作方法

本实用新型属于电池包结构设计技术领域，特别是涉及一种电芯模块、电芯模组及其电池包。

背景技术：

电池包作为一种稳定输出的动力装置，广泛应用于各种小型电器和电动汽车中。电池包通常由多个电芯单体组成，通过对电芯单体进行充电和放电实现电能的储存和输出，在电芯单体的充放电过程中，由于电流较高和电芯单体本身内阻的存在，常伴有放热反应发生，导致电芯单体周围环境温度升高。较高的温度会加速电芯单体的老化，影响使用寿命。现有的电池包散热技术主要有风冷、液冷及空气传导散热等，存在以下缺点：

1、风冷散热不均匀，导致电芯单体存在温度差异，输出电压不一致；需经常检查更换以及增加气体流动驱动装置；

2、液冷散热的结构较为复杂，实施成本高，需改动整车设计，还存在泄露和短路的风险；

3、空气传导散热的效率低，当电池包产热速度过快时无法及时散热。

技术实现要素：

针对现有电池包散热设计存在电芯单体温度不均匀、结构复杂、散热效率低的问题，本实用新型提供了一种电芯模块、电芯模组及其电池包，设计了一种新型的散热方式，能够保证单体电芯温度的一致性，加快散热效率，同时避免对整车设计进行改动。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种电芯模块，包括电芯阵列和电芯支架(1)；

所述电芯阵列包括多个单体电芯(2)；

所述电芯支架(1)内部设置有容置腔(14)，所述多个单体电芯(2)设置于所述容置腔(14)中，所述电芯支架(1)的外侧设置有开口(11)，所述开口(11)与所述容置腔(14)连通，所述容置腔(14)中灌注有可塑形的导热绝缘介质，所述导热绝缘介质覆盖至所述电芯支架(1)的开口(11)位置。

进一步的，所述导热绝缘介质为硅胶。

进一步的，所述电芯阵列中的多个单体电芯(2)呈矩形阵列排布，且所述多个单体电芯(2)相互间隔留有空隙，所述导热绝缘介质填充于多个单体电芯(2)之间的空隙中。

进一步的，所述电芯支架(1)包括有第一支架(12)和第二支架(13)，所述容置腔(14)位于所述第一支架(12)和第二支架(13)之间。

进一步的，所述第一支架(12)上设置有多个第一通孔(121)，所述第一通孔(121)分别连通所述容置腔(14)和第一支架(12)背离容置腔(14)的表面；

所述第二支架(13)上设置有多个第二通孔(131)，所述第二通孔(131)分别连通所述容置腔(14)和第二支架(13)背离容置腔(14)的表面；

所述单体电芯(2)的两端分别正对所述第一通孔(121)和第二通孔(131)。

进一步的，所述第一支架(12)上设置有第一导向柱，所述第一导向柱沿第一支架(12)的外侧朝第二支架(13)方向延伸，所述第二支架(13)沿所述第一导向柱的延伸方向设置有第二导向柱(133)，所述第一导向柱和第二导向柱(133)均为中空结构，所述第一导向柱和第二导向柱(133)端部轴向导通。

进一步的，所述第一支架(12)位于电芯阵列一侧的内侧面上设置有第一限位格栅，所述第一限位格栅包括多个第一安置槽(123)及多个第一薄壁(122)，所述多个第一安置槽(123)之间通过第一薄壁(122)进行阻隔，所述第一通孔(121)一一对应的设置于所述第一安置槽(123)的底部；

所述第二支架(13)位于电芯阵列另一侧的内侧面上设置有第二限位格栅，所述第二限位格栅包括多个第二安置槽及多个第二薄壁(132)，所述多个第二安置槽之间通过第二薄壁(132)进行阻隔，所述第二通孔(131)一一对应的设置于所述第二安置槽的底部。

一种电芯模组，包括多个如上所述的电芯模块。

进一步的，所述电芯模组(3)还包括第一端面板(31)和第二端面板(32)，所述多个电芯模块依次层叠于所述第一端面板(31)和第二端面板(32)之间，所述多个电芯模块的开口(11)均朝向电芯模组(3)的同一侧面。

一种电池包，包括电池箱体(4)以及多个如上所述的电芯模组(3)，所述电芯模组(3)设置于所述电池箱体(4)内部。

进一步的，所述电池箱体(4)的内部铺设有导热绝缘层(41)，所述电芯模组(3)设置于所述导热绝缘层(41)上，所述多个电芯模块的开口(11)均朝向所述导热绝缘层(41)，所述导热绝缘介质与所述导热绝缘层(41)直接接触。

进一步的，所述导热绝缘层(41)为硅胶层。

依据本实用新型的技术方案，电芯阵列设置于电芯支架的容置腔中，通过电芯支架上的开口往容置腔中灌注导热绝缘介质，导热绝缘介质包裹单体电芯的外部，对单体电芯具有一定的固定和缓冲的作用，加强了电芯模块的稳定性和耐冲击性；导热绝缘介质与电芯单体直接接触，在单体电芯的充放电过程中能够传导单体电芯散发的热量，同时进行温度调节，保证各个单体电芯温度的一致性；另一方面，该电芯模块利用导热绝缘介质的传热功能将热量从电芯支架的开口处导向外部，加快了电芯模块的散热效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例1提供的电芯模块的结构示意图；

图2是本实用新型实施例1提供的电芯支架的结构示意图；

图3是本实用新型实施例2提供的电芯模组的结构示意图；

图4是本实用新型实施例3提供的电池包的结构示意图。

说明书附图中的附图标记如下：

1、电芯支架；11、开口；12、第一支架；121、第一通孔；122、第一薄壁；123、第一安置槽；13、第二支架；131、第二通孔；132、第二薄壁；133、第二导向柱；14、容置腔；2、单体电芯；3、电芯模组；31、第一端面板；32、第二端面板；4、电池箱体；41、导热绝缘层。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

参见图1所示，本实施例公开了一种电芯模块，包括电芯阵列和电芯支架1；

所述电芯阵列包括多个单体电芯2；所述单体电芯2为圆柱形电芯，所述单体电芯2具有第一电极端和第二电极端，所述第一电极端和第二电极端中一个为正极端，另一个为负极端，所述多个单体电芯2的第一电极端朝向同一侧；

所述电芯支架1内部设置有容置腔14，所述多个单体电芯2设置于所述容置腔14中，所述电芯支架1的外侧设置有开口11，所述开口11与所述容置腔14连通，所述容置腔14中灌注有导热绝缘介质(未图示)，本实施例中所述导热绝缘介质兼具导热和电性绝缘两个特性，通过导热绝缘介质与电芯单体直接接触，在单体电芯2的充放电过程中能够传导单体电芯2散发的热量，同时进行温度调节，保证各个单体电芯2温度的一致性，同时其电性绝缘特性可避免单体电芯2之间产生短路，所述导热绝缘介质覆盖至所述电芯支架1的开口11位置，通过导热介质将电芯阵列散发的热量导出，并可通过外部的介质进行传热，加快电芯模块的散热效率。

所述导热绝缘介质为具有可塑形的柔性物质，有一定的缓冲能力，将其填充于容置腔14中，能够对电芯的位置进行固定，同时保留有一定的形变区间，当电池模块受到外部冲击的时候，导热绝缘介质对单体电芯2起到缓冲作用。

在本实施例中，所述导热绝缘介质为硅胶，硅胶具有较强的形变能力，能够很好的填充容置腔14的间隙，将空气挤出容置腔14，同时具有极佳的导热性和良好的电绝缘性，需要说明的是，硅胶仅是本实施例中的优选实施方式，采用其他同类物质进行替换的技术方案也应包括在本实用新型的保护范围之内。

所述电芯阵列中的多个单体电芯2呈矩形阵列排布，且所述多个单体电芯2相互间隔留有空隙，所述导热绝缘介质填充于多个单体电芯2之间的空隙中。需要说明的是，在本实施例的技术方案中，并不限制单体电芯2的外形和排列方式，采用其他现有的单体电芯2及其排列方式，如环形阵列等，进行替换的技术方案也应包括在本实用新型的保护范围内。

所述电芯支架1包括有第一支架12和第二支架13，所述容置腔14位于所述第一支架12和第二支架13之间。

具体的，所述第一支架12和第二支架13均为半封闭薄壁状盒状，所述第一支架12和第二支架13相互卡扣连接，形成一长方体状的盒体，所述第一支架12和第二支架13同一方向的侧面镂空形成所述开口11。

所述第一支架12上设置有多个第一通孔121，所述第一通孔121分别连通所述容置腔14和第一支架12背离容置腔14的表面；

所述第二支架13上设置有多个第二通孔131，所述第二通孔131分别连通所述容置腔14和第二支架13背离容置腔14的表面；

所述单体电芯2的两端分别正对所述第一通孔121和第二通孔131，当所述单体电芯2位于容置腔14中时，通过所述第一通孔121和第二通孔131将单体电芯2的两个端面引出，通过外部电连接的方式对单体电芯2进行电性连接，同时单体电芯2的两端对第一通孔121和第二通孔131进行覆盖，作为优选，可在第一支架12、第二支架13背离所述容置腔14的表面分别设置金属片，通过金属片覆盖第一通孔121或第二通孔131将电芯阵列的两端分别进行电连接。

所述第一支架12位于电芯阵列一侧的内侧面上设置有第一限位格栅，所述第一限位格栅呈蜂窝形设置，包括多个第一安置槽123及多个第一薄壁，所述多个第一安置槽123之间通过第一薄壁122进行阻隔，所述第一通孔121一一对应的设置于所述第一安置槽123的底部；

所述第二支架13位于电芯阵列另一侧的内侧面上设置有第二限位格栅，所述第二限位格栅呈蜂窝形设置，包括多个第二安置槽及多个第二薄壁132，所述多个第二安置槽之间通过第二薄壁132进行阻隔，所述第二通孔131一一对应的设置于所述第二安置槽的底部；

所述第一限位格栅和第二限位格栅对单体电芯2有定位和固定的作用。

所述第一支架12上设置有第一导向柱，所述第一导向柱沿第一支架12的外侧朝第二支架13方向延伸，所述第二支架13沿所述第一导向柱的延伸方向设置有第二导向柱133，所述第一导向柱和第二导向柱133均为中空结构，所述第一导向柱和第二导向柱133端部轴向导通形成导向通孔，可通过螺栓穿过所述导向通孔将多个电芯模块进行串联；所述第一导向柱和第二导向柱133连接贯穿容置腔14，所述电芯阵列在相应的位置预留有空位，以供第一导向柱和第二导向柱133穿过。

实施例2

本实施例公开了一种电芯模组，包括第一端面板31、第二端面板32以及多个如实施例1所述的电芯模块。

同一电芯模块中，在第一支架12、第二支架13背离所述容置腔14的表面分别设置金属片，通过金属片覆盖第一通孔121或第二通孔131将电芯阵列的两端分别进行电连接，同一电芯模块中的单体电芯2相互并联；

不同的电芯模块之间通过金属片进行电连接，不同电芯模组3之间串联。

所述多个电芯模块依次层叠于所述第一端面板31和第二端面板32之间，通过设置螺栓依次穿过不同电芯模块上的导向通孔将不同的电芯模块固定，且螺栓的两端位于第一端面板31和第二端面板32上，所述多个电芯模块的开口11均朝向电芯模组3的同一侧面。

实施例3

本实施例公开了一种电池包，包括电池箱体4以及多个如实施例2所述的电芯模组3，所述电芯模组3设置于所述电池箱体4内部。

所述电池箱体4的内部铺设有导热绝缘层41，所述电芯模组3设置于所述导热绝缘层41上，所述多个电芯模块的开口11均朝向所述导热绝缘层41，所述导热绝缘介质与所述导热绝缘层41直接接触。

所述导热绝缘层41为硅胶层，所述导热绝缘层41的厚度为1cm。

单体电芯2充电或放电过程中散发热量，由电芯模组3内部的导热绝缘介质传导至电池箱体4的导热绝缘层41上，再通过导热绝缘层41传导到箱体，通过箱体散热，有效扩大了导热效率和散热面积。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。