一种软包锂离子电池模组的制作方法

本实用新型涉及一种软包锂离子电池模组。

背景技术：

电芯在使用时，会产生热量，若不能及时将热量导出，模组内部温度持续升高，影响电芯和模组使用寿命，甚至导致模组发生热失控、起火。此外，模组中间部分温度，必然高于两侧温度，就会产生温差，温差会使不同位置电芯使用环境不同，导致电芯一致性差，进而产生压差、电量差异。

市面上对于模组热管理关注较少，常见的即为自然冷却，但是其换热效率低下，温升难以降低，热聚集问题没有较好解决方案，导致模组内部温度高，进而电芯使用寿命、电量衰减快，电压一致性差；还有增加液冷系统或风冷系统方式；但是液冷系统、风冷系统设计成本、零部件成本高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有技术的上述不足，而提供一种软包锂离子电池模组，提高自然冷却效率，减小模组温升，减小模组内部温差，提高电芯使用寿命。

一种软包锂离子电池模组，包括：

模组本体，所述模组本体包括多个依次堆叠的单体模组，每个单体模组包括电芯、塑料框架、散热片，散热片的两侧边和上边对应设向塑料框架一侧折弯的左翻边、右翻边、上翻边，塑料框架包括上边框、下边框、左边框、右边框，上边框、左边框、右边框均设多个用于定位卡接的定位销，上翻边、左翻边、右翻边设与定位销一一对应的销孔，电芯装于由塑料框架与散热片组成的框内，且在电芯与散热片之间涂布有导热胶层，电芯背向散热片一面上粘有隔热棉；

两个模组端板，所述两个模组端板装于模组本体左右两侧端，每个模组端板左右两侧边有向外侧折弯的端板翻边，端板翻边上面上下两边设有两个换热器安装孔；

两个换热器，所述两个换热器设于模组本体前后两端上，每个换热器包括底板、并排立于底板外表面的刺片结构，底板四个边角处设与换热器安装孔配合的安装孔，底板内表面与对应散热片的左翻边、右翻边之间涂布有导热胶。

所述上边框、左边框、右边框的定位销处均设用于卡位的第一凹槽，第一凹槽深度与定位销长度相同；所述上翻边、左翻边、右翻边上设与第一凹槽一一对应的第二凹槽，第二凹槽与第一凹槽深度相同。

所述上边框、下边框左右两侧设有两个凸起，各凸起上均设一螺栓孔一；两个模组端板上、下边左右两侧设有与螺栓孔一对应的螺栓孔二，各单体模组与两个模组端板通过装于对应螺栓孔一、螺栓孔二内的螺杆、螺母固定成整体。

所述上边框上两个凸起内侧设用于插装模组保护盖的插槽。

所述散热片的左翻边、右翻边、上翻边宽度与对应的上边框、左边框、右边框宽度相同。

所述散热片为铝薄板。

所述换热器底板外表面并排排布的刺片结构沿横向延伸。

与现有技术相比本实用新型：

1、大幅度提高自然冷却效率，减小模组温升；

2、减小模组内部温差，使所有电芯的使用环境保持一致。

附图说明

图1为本实用新型单体框架的爆炸图；

图2为本实用新型单体框架结构图；

图3为图1局部放大示意图；

图4为本实用新型的爆炸图；

图5为本实用新型整体结构示意图；

图6为本实用新型换热器结构示意图；

图中：1—换热器；11—刺片结构；12—安装孔；2—模组端板；21—换热器安装孔；22—端板翻边；23—端板大面；3—单体模组；31—隔热棉；32—电芯；33—导热胶层；34—塑料框架；342—插槽；35—散热片；351—左翻边；4—模组本体。

具体实施方式

图1、图2中，单体模组3包括电芯32、塑料框架34、散热片35，散热片35的两侧边和上边对应设向塑料框架34一侧折弯的左翻边315、右翻边、上翻边，塑料框架34包括上边框、下边框、左边框、右边框，上边框、左边框、右边框均设多个用于定位卡接的定位销，上翻边、左翻边315、右翻边设与定位销一一对应的销孔，上边框、左边框、右边框的定位销处均设用于卡位的第一凹槽，第一凹槽深度与定位销长度相同；所述上翻边、左翻边315、右翻边上设与第一凹槽一一对应的第二凹槽，第二凹槽与第一凹槽深度相同，将塑料框架34和散热片35安装在一起，形成一个电芯保护框，电芯32装于由塑料框架34与散热片35组成的框内，然后在散热片35的与电芯32之间涂布导热胶层33，使电芯粘贴于散热片35上。由于软包电芯表面不平整，为使电芯32更好与散热片35大面贴合，使用导热胶层33，导热胶层具有粘度适中、导热系数高特性，使电芯凹陷部分也能将热量均匀传递至散热片35。散热片35是由铝薄板制作，铝的导热系数高，利于将散热片大面上的热量导向其左翻边315、右翻边、上翻边，左翻边315、右翻边与外界换热。铝密度相对于其它金属密度减少一倍以上，利于轻量化，提高模组和电池系统能量密度。铝材制作、加工工艺成熟，成本低。最后将隔热棉31贴于电芯32背向散热片35一面上，此时就组成了一个单体框架3。

进一步，散热片35的左翻边351、右翻边、上翻边宽度与对应的上边框、左边框、右边框宽度相同。

图3、图4、图5中，将多个单体模组3拼接，就组成了模组主体4，可以看出，拼接过程中，前一个单体框架的隔热棉与下一个单体框架的散热片紧贴在一起。这样，每个单体框架隔开后，产热与热传导互不影响，有效提高了一致性，降低模组不同位置的温差。各塑料框架34上边框、下边框左右两侧设有两个凸起，各凸起上均设一螺栓孔一；两个模组端板2上、下边左右两侧设有与螺栓孔一对应的螺栓孔二，各单体模组3与两个模组端板2通过装于对应螺栓孔一、螺栓孔二内的螺杆、螺母固定成整体，然后将多个汇流排焊接相邻两单体模组3电芯的正/负极耳；模组端板2左右两侧边有向外侧折弯的端板翻边22，端板翻边22上面上下两边设有两个换热器安装孔21，端板翻边22一增加端板刚度，防止端板主体23变形，二为换热器提供安装孔位。然后，在换热器3内壁涂胶，或在模组主体的散热片左翻边315、右翻边上涂胶，将换热器贴于模组主体的侧面，胶水使换热器与散热片翻边紧密贴合，避免中间夹杂空气降低换热效率；上边框上两个凸起内侧设用于插装模组保护盖的插槽342，模组保护盖用于防止人或异物接触到模组的带电部分。

图6中，换热器1包括底板，底板外表面立有沿横向并排延伸的立板组成的刺片结构11，刺片结构11相比平面，与空气接触面积增加2倍以上，大幅度提高了散热效率。最后使用螺栓、螺母将换热器安装孔12固定于端板的换热器安装孔21。至此模组组装完成。

可以看出，通过建立导热通道，将电芯产热传递至外层换热器，实现了模组冷却。为保证导热通道顺畅，使用了导热胶，将电芯与散热片、换热器与散热片翻边的间隙填充，避免间隙（空气）降低热传导效率。

通过隔热棉，将每个单体框架温度环境隔离，有效避免模组内部热传递、热聚集、温升不一致。

技术特征：

1.一种软包锂离子电池模组，其特征在于：包括：

模组本体（4），所述模组本体（4）包括多个依次堆叠的单体模组（3），每个单体模组（3）包括电芯（32）、塑料框架（34）、散热片（35），散热片（35）的两侧边和上边对应设向塑料框架（34）一侧折弯的左翻边（351）、右翻边、上翻边，塑料框架（34）包括上边框、下边框、左边框、右边框，上边框、左边框、右边框均设多个用于定位卡接的定位销，上翻边、左翻边（351）、右翻边设与定位销一一对应的销孔，电芯（32）装于由塑料框架（34）与散热片（35）组成的框内，且在电芯（32）与散热片（35）之间涂布有导热胶层（33），电芯（32）背向散热片（35）一面上粘有隔热棉（31）；

两个模组端板（2），所述两个模组端板（2）装于模组本体（4）左右两侧端，每个模组端板（2）左右两侧边有向外侧折弯的端板翻边（22），端板翻边（22）上面上下两边设有两个换热器安装孔（21）；

两个换热器（1），所述两个换热器（1）设于模组本体（4）前后两端上，每个换热器（1）包括底板、并排立于底板外表面的刺片结构（11），底板四个边角处设与换热器安装孔（21）配合的安装孔（12），底板内表面与对应散热片（35）的左翻边（351）、右翻边之间涂布有导热胶。

2.根据权利要求1所述的软包锂离子电池模组，其特征在于：所述上边框、左边框、右边框的定位销处均设用于卡位的第一凹槽，第一凹槽深度与定位销长度相同；所述上翻边、左翻边（351）、右翻边上设与第一凹槽一一对应的第二凹槽，第二凹槽与第一凹槽深度相同。

3.根据权利要求1所述的软包锂离子电池模组，其特征在于：所述上边框、下边框左右两侧设有两个凸起，各凸起上均设一螺栓孔一；两个模组端板（2）上、下边左右两侧设有与螺栓孔一对应的螺栓孔二，各单体模组（3）与两个模组端板（2）通过装于对应螺栓孔一、螺栓孔二内的螺杆、螺母固定成整体。

4.根据权利要求3所述的软包锂离子电池模组，其特征在于：所述上边框上两个凸起内侧设用于插装模组保护盖的插槽（342）。

5.根据权利要求1所述的软包锂离子电池模组，其特征在于：所述散热片（35）的左翻边（351）、右翻边、上翻边宽度与对应的上边框、左边框、右边框宽度相同。

6.根据权利要求5所述的软包锂离子电池模组，其特征在于：所述散热片（35）为铝薄板。

7.根据权利要求1所述的软包锂离子电池模组，其特征在于：所述换热器（1）底板外表面并排排布的刺片结构（11）沿横向延伸。

技术总结
一种软包锂离子电池模组，模组本体包括多个依次堆叠的单体模组，各单体模组包括电芯、塑料框架、散热片，散热片两侧边和上边对应设向塑料框架一侧折弯的左翻边、右翻边、上翻边，塑料框架包括上边框、下边框、左边框、右边框，上边框、左边框、右边框设多个定位销，上翻边、左翻边、右翻边设与定位销对应的销孔，电芯装于由塑料框架与散热片组成的框内，在电芯与散热片之间涂布导热胶层，电芯背向散热片一面粘有隔热棉；两个模组端板装于模组本体左右两侧端；两个换热器设于模组本体前后端上，各换热器包括底板、并排立于底板外表面的刺片结构，底板内表面与对应散热片的左翻边、右翻边之间涂布有导热胶；提高自然冷却效率，提高电芯使用寿命。

技术研发人员：王志鹏;张郁茹;赵丹;陈煌;吴丽俊
受保护的技术使用者：骆驼集团新能源电池有限公司
技术研发日：2020.04.03
技术公布日：2020.08.28