电池冷却装置及电池模组的制作方法

本发明涉及电池液冷技术领域，具体而言，涉及一种电池冷却装置及电池模组。

背景技术：

随着环境污染的加剧，纯电动汽车和混合动力汽车因其能够大幅消除甚至零排放汽车尾气的优势，受到政府及汽车制造企业的重视。然而，应用于电动汽车的电池模组在工作过程中会产生大量的热量，当产生的热量无法及时排出时，电池模组的温度会不断上升，从而影响电池模组的使用寿命。因此电池模组的冷却问题是电动汽车设计中急需解决的一大难题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电池冷却装置及电池模组，以改善上述问题。

为了达到上述目的，本发明较佳实施例提供一种电池冷却装置，

应用于包括多个单体电池的电池模组，所述电池冷却装置包括：

由固态灌封材料制成的板状结构，所述板状结构具有第一表面和相对于所述第一表面的第二表面，所述板状结构开设有多个贯穿所述第一表面和第二表面的通孔，所述通孔能够容纳所述单体电池；所述板状结构中添加有相变材料。

优选地，在上述电池冷却装置中，所述固态灌封材料中添加有相变材料，所述相变材料的外部包裹有高分子膜。

优选地，在上述电池冷却装置中，所述板状结构内开设有用于盛装所述相变材料的液流流道，所述液流流道环设于所述多个通孔，所述板状结构的侧面开设有两个分别与所述液流流道连通的开口。

优选地，在上述电池冷却装置中，所述通孔的大小和形状与所述单体电池的大小和形状相契合。

优选地，在上述电池冷却装置中，所述电池模组包括至少一层子模组，所述板状结构上的各通孔之间的间距与所述子模组中各单体电池之间的间距相契合。

优选地，在上述电池冷却装置中，所述板状结构上的通孔数量与所述子模组中包括的单体电池的数量相同，每个通孔用于容纳一个单体电池。

优选地，在上述电池冷却装置中，所述板状结构套设于一层所述子模组。

优选地，在上述电池冷却装置中，所述板状结构的厚度大于或等于所述单体电池。

优选地，在上述电池冷却装置中，所述板状结构为蜂窝板。

本发明较佳实施例还提供一种电池模组，包括本发明提供的电池冷却装置。

本发明提供的电池冷却装置及电池模组，在开设有多个通孔的板状结构中添加相变材料，如此，在电池模组的温度升高时，相变材料能够吸收电池模组产生的热量，达到降低电池模组温度的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的板状结构的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的板状结构的剖视图。

图3为本发明实施例提供的液流流道的结构示意图。

图4为本发明实施例提供的电池模组的立体结构示意图。

图标：100-板状结构；110-第一表面；120-第二表面；130-通孔；140-液流流道；150-开口；200-电池模组；210-第一支撑板；220-第二支撑板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

本发明较佳实施例提供一种电池冷却装置，应用于包括多个单体电池的电池模组。

如图1所示，所述电池冷却装置包括板状结构100，所述板状结构100开设有多个用于容纳电池的通孔130。所述板状结构100包括第一表面110和第二表面120，所述第一表面110和第二表面120相对设置，所述板状结构100上的各通孔130贯穿于所述第一表面110和第二表面120。

其中，每个通孔130内能够容纳一个单体电池。实施时，电池模组200中的各单体电池插入相应通孔130中。

可选地，所述通孔130的大小和形状可以与对应的单体电池的大小和形状相契合，也即，在实际应用中，所述通孔130大小和形状可以根据应用对象的不同进行相应设置。

本实施例中，所述板状结构100由灌封材料制成，例如：硅胶、橡胶、环氧树脂、聚氨酯等。本实施例对灌封材料的具体类型不做限制。采用灌封材料能够强化电池模组的整体性，提高对外来冲击、震动的抵抗力，能够提高内部元件、线路间的绝缘。

本实施例中，所述板状结构100中添加有相变材料，其具体添加方式有多种。

例如：可以直接将外部包裹有高分子膜的相变材料添加至可流动的灌封材料中混合，再将混合有相变材料的灌封材料浇筑成所述板状结构100。

如此，所述相变材料位于所述板状结构100内部，并且被高分子膜包裹住，在相变过程中不会发生泄漏。需要说明的是，本发明提供的板状结构100为密封结构。

相变材料是指随温度变化而改变物质状态并能提供潜热的物质。转变物理性质的过程称为相变过程，此过程中相变材料将吸收大量的潜热。上述包裹有高分子膜的相变材料可以为相变微胶囊。

相变微胶囊，就是应用微胶囊技术在固液相变材料微粒表面包覆一层性能稳定的膜而构成的具有核壳结构的复合相变材料。所述相变材料可以是结晶水合盐、共晶水合盐、石蜡类、脂肪酸类、聚乙二醇等，本实施例对此不做限制。

当电池模组产生大量热量时，相变材料会吸收各单体电池的热量发生相变。由于相变材料外部包裹有高分子膜，并且位于密封的板状结构100中，在相变过程中所述相变材料不会发生泄漏。

又例如图2所示，所述板状结构100内部可以开设有液流流道140，所述液流流道140环设于所述多个通孔130。也即，液流流道140内的相变材料能够通过所述液流流道140的侧壁与所述多个通孔130内的单体电池间接接触。本实施例中，所述相变材料可以添加于所述液流流道140内。

根据实际需求，所述板状结构100的侧面开设有与所述液流流道140连通的开口150。实施时，可以通过所述开口150将相变材料灌注到所述液流流道140内，再将所述开口150密封住。

如此，位于通孔130内的单体电池能够与液流流道140内的相变材料间接接触，在单体电池温度升高时，相变材料可以吸收单体电池产生的热量，达到降低单体电池温度的效果。

可选地，所述开口150可以为一个或两个，本实施例对此不作限制。

应当理解，所述液流流道140内也可以容纳除相变材料之外的可流动的冷却液体。当所述液流流道140内容纳的液体为可流动冷却液体时，所述板状结构100具有两个所述开口150。

本实施例中，图2所示的板状结构100可以由下述方法制备。

将多个与所述单体电池形状和大小相同的电池模型放置于无盖盒子内，所述各电池模型之间间距与一层子模组中各单体电池之间的间距等同。

将开设有多个小孔的立体结构套设于所述多个电池模型。其中，每个电池模型的外侧壁与该电池模型所在小孔的内侧壁之间存在间隙，所述间隙小于各电池模型之间的间距。

在所述无盖盒子内的空隙处填充可流动的灌封材料，使所述可流动的灌封材料凝固成包裹住各电池模型的外侧面的密封结构。

在所述可流动的灌封材料凝固成所述密封结构后，取出所述无盖盒子内的所有电池模型，并在所述密封结构的侧面开设两个开口150，每个开口150向所述密封结构内部延伸至所述立体结构。

将所述立体结构溶解，在所述密封结构内部形成与所述两个开口150连通的液流流道140。如此，最终得到的具有液流流道140的密封结构即为所述板状结构100。

如此，所述板状结构100的内侧壁和所述板状结构100上各通孔130的外侧壁之间存在间隙，所述间隙连通成所述液流流道140。也即，所述各通孔130的侧壁也是所述液流流道140的侧壁。

根据实际需求，不同的电池模组200中各单体电池的排布存在差异，针对不同的排布，在制备电池冷却装置时，会采用不同的立体结构作为模具。如此，制备出的板状结构100所包括的液流流道140的结构也会根据单体电池排布的不同发生改变。

在实际应用中，各单体电池之间的间距可能不完全相同。在多个间距较小的单体电池之间开设液流流道140，工艺难度较大，也会提高制造成本。因而，可以将液流流道140沿所述多个间距较小的单体电池的外侧壁饶设。

如图3所示，假设所述板状结构100包括区域Ⅰ、区域Ⅱ和区域Ⅲ，其中区域Ⅰ包括两个通孔130，区域Ⅱ包括五个通孔130，区域Ⅲ包括三个通孔130。所述板状结构100中的液流流道140可以由所述区域Ⅰ、区域Ⅱ和区域Ⅲ的外侧壁与板状结构100的外侧壁之间的间隙连通而成。

可选地，本实施例中，所述板状结构100的厚度可以大于或等于所述单体电池。如此，能够增大板状结构100与单体电池的面积最大化，进一步改善散热效果。

本实施例中，所述板状结构100可以为蜂窝板，实施时，单体电池插入到所述蜂窝板的蜂窝孔中。

请参阅图4，是本发明实施例提供的电池模组200的结构示意图。本发明实施例提供的电池冷却装置可以用于所述电池模组200。

根据实际需求，所述电池模组200可以包括至少一层子模组。所述电池模组200包括第一支撑板210和第二支撑板220，电池设置于所述第一支撑板210和第二支撑板220之间。实施时，所述板状结构100安装于各子模组内，子模组中的各单体电池插入动对应板状结构100的各通孔130内。

本实施例中，所述电池冷却装置中可以包括一个、两个或者多个板状结构100，所述板状结构100的具体数量可以根据应用所述电池冷却装置的电池模组200中子模组的数量进行设置。也即，每层子模组中可以设置有一个所述板状结构100。

本实施例中，板状结构100上各通孔130之间的间距与该板状结构100所应用的子模组中各单体电池的间距对应相同。例如，假设板状结构100上具有通孔130A和通孔130B，实施时，子模组中的单体电池A1放置于通孔130A中，子模组中的单体电池B1放置于通孔130B中，则通孔130A和通孔130B的间距应当和单体电池A1和单体电池B1的间距对应相同。

应当理解，图4所示为电池模组200仅包括一个子模组的示意图，不应作为对本发明的限制。

本实施例中，所述第一支撑板210和第二支撑板220开设有与所述板状结构100上的各通孔130相匹配的安装孔。假设第一支撑板210上的安装孔S1、板状结构100上的通孔S2以及第二支撑板220上的安装孔S3相互匹配，则实施时，单体电池依次穿过安装孔S1、通孔S2和安装孔S3。

综上所述，本发明提供的电池冷却装置及电池模组200，包括由灌封材料制成并且开设有多个通孔130的板状结构100，通过在板状结构100中添加相变材料，能够达到吸收各通孔130内放置的电池的热量的效果。本发明采用以下两种方式添加相变材料：一种是将包裹有高分子膜的相变材料与灌封材料混合后浇筑成板状结构100，另一种是在板状结构100内开设液流流道140，用于盛装相变材料。如此，能够让通孔130内的电池与相变材料间接接触，达到更好的散热效果。

进一步地，现有技术中采用的液冷管通常为金属材质，考虑到安全问题还需要再液冷管与电池之间设置绝缘导热层才能达到在保证安全的基础上起到一定的散热效果。而本发明中所采用的灌封材料本身具有良好的绝缘导热性能，不必额外增设绝缘导热层，使得最终制成的电池模组200更加轻便，同时也降低了工艺复杂度。在节约成本的基础上，能够让电池模组200更为轻便。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”，“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。