电池模组的散热装置及电池模组的制作方法

文档序号:16091107发布日期:2018-11-27 23:01阅读:163来源:国知局

本实用新型涉及动力锂电池领域,具体而言涉及一种电池模组的散热装置以及具有其的电池模组。



背景技术:

随着电动汽车的日益发展,电动汽车的安全性越来越引起重视,也对电动汽车安全性提出了更高的要求。作为电动汽车的核心部件的电池的安全性能直接影响到整车的安全性能,所以设计一款安全性高的电池包显得尤为重要。在电池包中,主要元件是电芯,电池对温度非常敏感。一般磷酸铁锂在300℃以上,三元铁锂在130℃温度内部就容易发生剧烈化学反应产生氧气,导致电池燃烧或爆炸。所以控制电池在一定合理的范围内使用,确保电池温度在一定范围内,是对汽车和人身安全的保证。

电池在不同温度下的充放电寿命也是不相同的。如果电池之间存在温差,电池之间的充放电电流就会不相同,因此不同的电池充放电寿命就会不一样,把这些电池串并联到一个电路中,温度高的电池使用寿命比温度低的电池使用寿命短,由于电池是否已到使用寿命是按电芯最小使用寿命来计算的,这样将大大的缩减了整个电池包的使用寿命。因此在电池包中,保证良好的散热和温度差,热管理设计显得尤为重要。

现有方案较多的是将冷却系统布置在电池的侧边、电池基板表面或者底部,由于电池热量集中在电芯中部,电芯中部的热量通过电芯本身的外壳较难很快的导到电芯的底部,时间长了会产生较大温差,因此散热效果并不理想。传统的冷却系统采用风冷、水冷、机械冷却等方式,例如在相邻电池之间设置散热风道,通过供风管路向风道内进行吹风散热(CN107732348),又如CN107768772A号专利提出的混合动力电池散热系统,在电池组中央区域的单体电池的空隙中插入一个与电池外壁紧密贴合的中空热量导出管,热量导出管与位于电池组顶部的导热管连接,导热管与安装在电池组外壳上的导热基座连接,导热基座中插入脉动热管,脉动热管的冷凝端与换热水管接触,电池组内部产生的热量被热量导出管和导热管传导至导热基座,导热基座中脉动热管的热量进而由换热水管中的液体导出。

但传统的水冷方式需要在电池模组之间设置独立的换热管道,其中流过循环液体介质,为达到较佳的散热效果,希望管壁足够薄,但安装时要求较高,而且一旦电池组中的单体电池发热产生形变导致换热管道变形受损,将影响整个电池模组。而风冷方式,相对来说需额外的功率器件,需要消耗额外的功耗,且风冷的效率总体来说不如水冷理想。



技术实现要素:

本实用新型目的在于提供一种新型的电池模组的散热装置,可将电池模组的电芯热量从中部导到侧边,再通过侧边的液冷系统将热量带到电池箱的外部,从而更好的解决了电芯散热不好的问题。

本实用新型的另一目的在于提供一种可降低电芯使用过程中的鼓涨导致模组可能被破坏的风险的电池模组的散热装置以及具有这样的散热装置的电池模组。

为达成上述目的,本实用新型提出一种电池模组的散热装置,适用于电池模组的多个电芯之间,多个电芯之间电连接排布形成电池组,该散热装置包括端板、绝缘垫片、散热组件、侧板以及液冷管组件,其中:

所述散热组件分布设置在电池组的电芯之间,并沿着电芯的外侧端面贴合;

所述绝缘垫片设置在电池组的两侧端面;

所述端板设置在电池组的两侧并位于所述绝缘垫片的外侧;

侧板包含第一侧板和第二侧板,第一侧板和第二侧板分别设置在电芯的外侧端面垂直的方向,并且其两端边缘与对应位置的端板连接固定;

其中,所述散热组件具有超导热管以及液冷管堵头,液冷管堵头设置在超导热管的两个端头;

所述液冷管组件具有第一液冷管和第二液冷管,散热组件的一个堵头穿过第一侧板与第一液冷管连接,散热组件的另一个堵头穿过第二侧板与第二液冷管连接,所述液冷管组件与外部液冷系统连接以保持液冷管组件内的液体按照一定的流量流动。

进一步的实施例中,所述散热组件还具有塑料支架板,所述超导热管通过导热胶粘结到塑料支架板的端面,其中塑料支架板的端面上设置有多个槽孔和凹槽,以防止发生鼓账后,电芯与电芯之间产生挤压力一旦超过侧板材料的拉伸强度而损坏侧板,通过槽孔和凹槽满足电芯发生空间释放膨胀后所需要的体积,减小电芯之间的挤压力。

进一步的实施例中,所述凹槽中间穿插设置有突起条,通过突起设置可以保证电池模组组装过程中的尺寸。

进一步的实施例中,所述超导热管被设置成双U形级联的形状,并且布设在电芯的外侧端面的中心,使得超导热管布设在电芯的中央位置以最大限度进行热量交换,带走热量。

进一步的实施例中,所述第一液冷管和第二液冷管上分别设置有管接头,与所述散热组件的堵头适配,以利于液冷管组件与散热组件的安装配合和热量交换。

进一步的实施例中,所述电芯的外侧端面涂覆有导热胶层,更加增强电芯与散热组件之间的导热效果。

本实用新型的第二方面还提出一种具有上述散热装置的电池模组。

应当理解,前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。另外,所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的实用新型主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见,或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中,在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见,在每个图中,并非每个组成部分均被标记。现在,将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例,其中:

图1是本实用新型一实施方式的散热装置的结构示意图。

图2是本实用新型一实施方式的散热组件的结构示意图。

图3是本实用新型一实施方式的支架板的结构示意图。

具体实施方式

为了更了解本实用新型的技术内容,特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本实用新型的各方面,附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本实用新型的所有方面。应当理解,上面介绍的多种构思和实施例,以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施,这是因为本实用新型所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外,本实用新型公开的一些方面可以单独使用,或者与本实用新型公开的其他方面的任何适当组合来使用。

结合图1、图2及图3,本实用新型提出的电池模组的散热装置,尤其是利用到动力锂电池的电池模组中进行有效、均匀散热处理,通过超导热管将电芯热量从电芯的中部导到侧边,再通过侧边的液冷系统将热量带到电池箱的外部,从而更好的解决电芯散热的问题,同时散热组件也降低了电芯使用过程中的鼓涨导致电池模组可能被破坏的风险。

本实用新型一个实施例的电池模组的散热装置的示例,如图1所示,其适用于电池模组的多个电芯之间,多个电芯之间电连接排布形成电池组。如图1,图中标号3表示电芯。

如图1,散热装置包括端板1、绝缘垫片2、散热组件4、侧板以及液冷管组件。绝缘垫片2优选为橡胶或者其他弹性材料制作,以防止电芯与外部的金属相接触,还可以实现对电芯的缓存保护。

散热组件4分布设置在电池组的电芯3之间,并沿着电芯的外侧端面贴合。优选的例子中,电芯3的外侧端面涂覆有导热胶层,更加增强电芯与散热组件4之间的导热效果。导热胶层可以设计成0.2-0.3mm厚度。

绝缘垫片2设置在电池组的两侧端面。

端板1设置在电池组的两侧并位于绝缘垫片2的外侧。

侧板包含第一侧板5-1和第二侧板5-2,第一侧板5-1和第二侧板5-2分别设置在电芯的外侧端面垂直的方向,并且其两端边缘与对应位置的端板1连接固定。

作为一个优选的实例,在安装时,如图1,可先在散热组件4表面涂上一层薄的导热胶,然后把散热组件4按顺序分别排列到相邻的电芯之间,在最外侧两端的两个电芯外侧的端面上贴上绝缘垫片3,用来防止电芯直接与金属接触,完成后两端面再加入端板1。然后对两个端板1大面施加一定的预紧力,保持预紧力,使电池组和电池模组整体长度尺寸值维持在规定的误差范围内。

结合图1-3,散热组件4具有超导热管4-1以及液冷管堵头4-2,液冷管堵头4-2设置在超导热管4-1的两个端头。

液冷管组件具有第一液冷管6-1和第二液冷管6-2,散热组件4的一个堵头穿过第一侧板与第一液冷管连接,散热组件4的另一个堵头穿过第二侧板与第二液冷管连接,液冷管组件与外部液冷系统连接以保持液冷管组件内的液体按照一定的流量流动。

优选的,超导热管4-1以及液冷管堵头4-2注塑到一起,形成一个整体。

在一些实施例中,如图2、3散热组件4还具有塑料支架板4-3,超导热管4-2通过导热胶粘结到塑料支架板的端面,其中塑料支架板的端面上设置有多个槽孔4-3a和凹槽4-3b,以防止发生鼓账后,电芯与电芯之间产生挤压力一旦超过侧板材料的拉伸强度而损坏侧板,通过槽孔和凹槽满足电芯发生空间释放膨胀后所需要的体积,减小电芯之间的挤压力。

当电池模组在充放电过程中,电芯会由于自身内阻发热。电芯内部的热量会通过电芯内部材料传导到电芯的表面,电芯表面变热,由于电池侧边离电池中部发热源较远,温度会比中部低,如果中部热量不及时导出,时间稍长后,中部的温度会明显上升得比侧边的温度快,温差会越来越大,对电池的寿命影响越来越明显。本实用新型中超导热管组件4布置在靠近电芯中部的地方,由于超导热管与电芯表面通过一层薄的导热胶粘接在一起,电芯表面会与超导热管紧密贴合,热量可从电芯表面迅速导到超导热管组件4中的超导热管上,超导热管再将热量导到超导热管末端的液冷管堵头处,由于超导热管末端与液冷管组件中的冷却液直接接触,因此超导热管上的热量可直接传递到冷却液中,再通过冷却液的流动带走热量。冷却系统中冷却液为乙二醇和蒸馏水,能够很好的带走导出来的热量。

电芯在充电过程中会发生鼓胀。因目前大多数电芯负极含有硅材料,使用过程中会缓慢释放出气体,因此这种鼓胀会有不可逆的趋势。电池模组尺寸因组装和安装需要会限定在一定的尺寸范围内,发生鼓胀后,电池模组要保持尺寸不变,电芯与电芯之间必然会产生挤压力将电芯压缩到之前的尺寸,电芯之间的这种挤压力一旦超过侧板材料的拉伸强度,侧板就会被拉坏。为了满足电池在膨胀后仍能使用,我们优选的将塑料支架板做成图3的形式,塑料支架板中间端面上带有许多的槽孔和凹槽。通过槽孔和凹槽满足电池有空间释放膨胀后所需要的体积,减小电芯之间的挤压力。

在一些方案中,凹槽中间穿插设置有突起条4-3c,通过突起条设置可以保证电池模组组装过程中的尺寸。

如图2,超导热管4-1被设置成双U形级联的形状,并且布设在电芯的外侧端面的中心,使得超导热管布设在电芯的中央位置以最大限度进行热量交换,带走热量。

第一液冷管6-1和第二液冷管6-2上分别设置有管接头,与散热组件的堵头适配,以利于液冷管组件与散热组件的安装配合和热量交换。

第一侧板5-1和第二侧板5-2的下部分别设置有通孔,以利于前述散热组件4的堵头插入到液冷管组件中。

根据本实用新型的公开,还提出一种具有上述散热装置的电池模组,电池模组具有由多个电芯电连接形成的电池组,散热装置使用到电池组上用于对电池组和/或电芯进行散热。

本实用新型将超导热管使用于散热组件,并将它们置于电芯与电芯之间,通过超导热管将电芯表面的热量导出到电池模组外,然后使用冷却液带走热量,来达到散热目的。同时散热组件里的槽孔能够吸收部分鼓账带来的电芯内部压力,大大降低了电芯使用过程中的鼓账导致模组可能被破坏的风险。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本实用新型的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰。因此,本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1