电池模组及电池包的制作方法

1.本技术涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池模组及电池包。


背景技术：

2.随着电动汽车的越发普及，作为电动汽车的动力基础，电池包的使用寿命及要求越来越高，同时由于充放电倍率不断提高，产热量剧增，这就对电池包的热管理需求越来越高。
3.现有电池包包括电池模组及液冷板，电池模组则包括电芯及散热片。通过将散热片与电芯贴合，并将热量传递至液冷板上，实现热量的传递，从而降低电芯的温度。但现有的散热片为单片铝片，长期使用下去，电芯会发生膨胀，由于单片铝片的强度低，铝片易发生变形导致表面不平整，从而使热阻增大，使电池模组及电池包的导热及散热性能都受到很大影响。


技术实现要素：

4.基于此，针对上述技术问题，有必要提供一种能够提高导热及散热性能的电池模组及电池包。
5.一种电池模组，包括多个电芯组及散热片，多个所述电芯组之间并排间隔设置，所述电芯组包括多个沿所述电芯组厚度方向依次分布的电芯单元；所述散热片位于相邻两个所述电芯单元之间，并分别与两个所述电芯单元厚度方向的侧面相贴合，且所述散热片呈中空设置。
6.可以理解的是，散热片呈中空设置，使得散热片与电芯单元贴合的侧面具有一定的弹性。当电芯单元发生膨胀时，散热片的侧面在电芯单元的挤压下，能够发生形变向内凹陷，为电芯单元提供变形空间。同时，发生形变后的侧面具备弹性势能，能够对电芯单元施加一个反向作用力，从而使侧面上的大部分面积能够尽可能地与电芯单元的表面贴合或靠近，以实现良好的导热效果。
7.在其中一个实施例中，所述散热片开设有空腔，所述空腔的厚度为l，3mm≤l≤5mm。
8.如此设置，通过牺牲空腔内的空气距离，以使侧板朝向空腔内凹陷，从而抵消电芯单元的膨胀力。
9.在其中一个实施例中，所述散热片的横截面呈“回”形。
10.如此设置，满足散热片的基本强度，使散热片在安装时不会被扎带挤压导致变形。
11.在其中一个实施例中，所述散热片包括底板、顶板及两个侧板，所述顶板与所述底板相对设置；两个所述侧板间隔地位于所述底板与所述顶板之间，并分别与所述底板、所述顶板连接；其中，所述底板的厚度大于所述顶板的厚度。
12.如此设置，能够使热量朝向底板汇集，并从与底板相连的液冷板将热量导出，从而提高电池模组的散热能力。
13.在其中一个实施例中，所述底板的厚度为h1，所述顶板的厚度为h2，所述侧板的厚度为h3，5mm≤h1≤10mm，1.5mm≤h2≤3mm，0.5mm≤h3≤1.5mm。
14.如此设置，能够进一步便于热量朝向底板流通，提高电池模组整体的散热能力。
15.在其中一个实施例中，所述散热片与所述电芯单元间设置有第一导热涂层。
16.如此设置，能够减小电芯单元与散热片之间的热阻，进一步提高热量的传递效率。
17.在其中一个实施例中，所述电池模组还包括缓冲件，所述缓冲件位于相邻两个所述电芯组之间，并分别与两个所述电芯组厚度方向的侧面相贴合。
18.如此设置，能够进一步提高电池包的安全性能。
19.在其中一个实施例中，所述电芯组包括两个电芯单元，两个所述电芯单元沿所述电芯组厚度方向间隔设置；其中，两个所述电芯单元间设置有所述散热片。
20.如此设置，能够进一步吸收电芯单元的膨胀，保证电池包的安全性。
21.在其中一个实施例中，所述电芯单元包括两个电芯，两个所述电芯沿所述电芯单元的长度方向间隔设置；其中，所述散热片至少部分分别与两个所述电芯贴合设置。
22.如此设置，能够将两个电芯的热量贯通，实现两个电芯的温度均匀性。
23.本技术还提供一种电池包，包括电池模组及液冷板，所述电池模组为上述的电池模组；所述液冷板位于所述电池模组的底端，并与所述电池模组连接；其中，所述电池模组与所述液冷板之间设置有第二导热涂层。
24.与现有技术相比，本技术提供的电池模组及电池包，通过设置内部中空的散热片，能够抵消电芯单元长期循环使用下产生的膨胀力，实现良好的导热效果。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，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的附图。
26.图1为本技术提供的电池包的部分结构示意图。
27.图2为图1中a处的放大图。
28.图3为本技术提供的散热片的侧视图。
29.图中各符号表示含义如下：
30.100、电池包；10、电池模组；11、电芯组；111、电芯单元；1111、电芯；12、散热片；121、空腔；122、底板；123、顶板；124、侧板；13、缓冲件；20、液冷板。
具体实施方式
31.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
32.需要说明的是，当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以
是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本技术的说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
33.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
34.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”、“下”可以是第一特征直接和第二特征接触，或第一特征和第二特征间接地通过中间媒介接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
35.除非另有定义，本技术的说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。本技术的说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
36.请参阅图1，本技术提供一种电池包100，包括电池模组10及液冷板20。液冷板20位于电池模组10的底端，并与电池模组10连接。电池模组10产生的热量能够传递到液冷板20上，并通过液冷板20将热量带走，从而能够降低电池包100的温度，提高使用寿命。
37.现有电池包包括电池模组及液冷板，电池模组则包括电芯及散热片。通过将散热片与电芯贴合，并将热量传递至液冷板上，实现热量的传递，从而降低电芯的温度。但现有的散热片为单片铝片，长期使用下去，电芯会发生膨胀，由于单片铝片的强度低，铝片易发生变形导致表面不平整，从而使热阻增大，使电池模组及电池包的导热及散热性能都受到很大影响。
38.请参阅图1及图2，本技术提供一种电池模组10，包括多个电芯组11及散热片12，多个电芯组11之间并排间隔设置，电芯组11包括多个沿电芯组11厚度方向依次分布的电芯单元111。散热片12位于相邻两个电芯单元111之间，并分别与两个电芯单元111厚度方向的侧面相贴合，且散热片12呈中空设置。
39.由于电芯单元111在长期使用后会发生膨胀，此时，通过将散热片12中空设置，能够抵消电芯单元111长期循环使用下产生的膨胀力。具体地，电芯单元111膨胀力方向主要为电芯单元111的厚度方向。受力后的电芯单元111呈拱起凸包状，若为现有的单片散热片，刚度较低，散热片左右两侧均受力，会导致散热片表面不平整，从而使散热片与电芯单元间的贴合面分离，热阻增大，严重降低散热片的导热性能。
40.而本技术中，散热片12呈中空设置，使得散热片12与电芯单元111贴合的侧面具有一定的弹性。需要说明的是，散热片12与电芯单元111贴合的侧面为下述的侧板124结构。当电芯单元111发生膨胀时，散热片12的侧板124在电芯单元111的挤压下，能够发生形变向内凹陷，为电芯单元111提供变形空间。同时，发生形变后的侧板124具备弹性势能，能够对电芯单元111施加一个反向作用力，从而使侧板124上的大部分面积能够尽可能地与电芯单元111的表面贴合或靠近，以实现良好的导热效果。
41.同时，中空设置的散热片12能够还能避免某个电芯单元111发生热失控时热量会迅速传递至相连的电芯单元111，从而提高电池包100的安全性。
42.另一方面，通过将散热片12与电芯单元111厚度方向的侧面相贴合，能够实现更好的导热效果。具体地，根据对电芯单元111各项异性导热性能的计算，电芯单元111厚度方向热阻较小，在此设置散热片12能够吸收更多的热量，然后通过设置在电芯组11底部的液冷板20能够将大部分热量吸收，且能够避免电芯单元111因底部冷却而导致上下温差大的情况发生，从而使得电池模组10的整体温度均匀，进一步降低整个电池包100内的温差，提高电池包100的使用寿命。
43.在一实施例中，散热片12由铝材料制成。如此，具有较好的导热性能，且成本较低。在其他实施例中，散热片12还可为铜等导热性能较好的材料制成，只要能够起到相同的作用即可。
44.进一步的，电池模组10与液冷板20之间设置有第二导热涂层。通过设置第二导热涂层能够减小电池模组10与液冷板20之间的热阻，从而进一步提高热量的传递效率，降低电池包100的热量。
45.需要说明的是，在本技术中，电芯单元111的厚度方向、电芯组11的厚度方向与下述的电芯1111的厚度方向、电池模组10的长度方向均相同，均为图1中箭头l所示的方向。电芯单元111的长度方向为图1中箭头w所示的方向。
46.请参阅图3，散热片12包括底板122、顶板123及两个侧板124。顶板123与底板122相对设置，两个侧板124间隔地位于底板122与顶板123之间，并分别与底板122、顶板123连接。其中，底板122的厚度大于顶板123的厚度。
47.具体地，底板122为靠近液冷板20设置，侧板124则与电芯单元111贴合设置。通过使底板122厚度大于顶板123的厚度，底板122具有较大的导热量，能够使热量朝向底板122汇集，并从与底板122相连的液冷板20将热量导出。且散热片12底板122与液冷板20间也设置有第二导热涂层，进一步提高散热能力。而顶板123上方仅通过空气进行散热，导热性能差，故无需将大量的热量传导至顶板123，因此设置较小的顶板123厚度即可。通过底板122与顶板123的厚度不均匀设计，可实现热量大部分往底部流通、聚集，从而提高电池模组10的散热能力。
48.请参阅图3，底板122的厚度为h1，5mm≤h1≤10mm。当h1＜5mm时，底板122的导热性能减弱；当h1＞10mm时，则造成底板122材料浪费。优选的，底板122厚度为5mm，如此，具有较好的导热性能，且使用的材料较少，能够降低成本。在其他实施例中，h1可以根据实际需求做出调整，如h1还可以为6mm、7mm、8mm或9mm。
49.进一步的，顶板123的厚度为h2，1.5mm≤h2≤3mm。当h2＜1.5mm时，顶板123的强度减小，易发生变形；当h2＞3mm时，则会使更多的热量朝向顶板123汇集，影响整体的散热。优选的，顶板123厚度为1.6mm，如此，具有较好的强度，且能够使整体的散热能力提高。在其他实施例中，h2可以根据实际需求做出调整，如h2还可以为1.8mm、2mm、2.2mm或2.4mm。
50.进一步的，侧板124的厚度为h3，0.5mm≤h3≤1.5mm。如此，侧板124具有较好的导热性能，同时也具有较好的强度，能够满足电芯单元111膨胀时的变形需要。优选的，侧板124厚度为1mm。在其他实施例中，h3可以根据实际需求做出调整，如h3还可以为0.6mm、0.8mm、1.2mm或1.4mm。
51.本技术中，通过合理地设置底板122、顶板123以及侧板124的厚度，能够进一步便于热量朝向底板122流通，提高电池模组10整体的散热能力。
52.请参阅图3，散热片12开设有空腔121，空腔121的厚度为l，3mm≤l≤5mm。具体地，空腔121由底板122、顶板123以及两个侧板124包围形成。由于空腔121的厚度远大于电芯单元111膨胀后凸起的高度，可通过牺牲空腔121内的空气距离，以使侧板124朝向空腔121内凹陷，从而抵消电芯单元111的膨胀力，并使侧板124始终与电芯单元111紧密贴合，提高电池模组10的散热能力。同时，空腔121的存在能够防止某个电芯单元111发生热失控时热量会迅速传递至相连的电芯单元111，从而提高电池包100的安全性。
53.进一步的，散热片12的横截面呈“回”形。电池模组10在安装时会通过扎带捆绑，传统的散热片12结构强度低，受扎带捆绑挤压时易产生变形。而本技术中的散热片12呈“回”形，底部的底板122较厚，且“回”形散热片12的四个角刚度较高，从而满足散热片12的基本强度，使散热片12在安装时不会被扎带挤压导致变形。
54.进一步的，散热片12与电芯单元111间设置有第一导热涂层。通过设置第一导热涂层能够减小电芯单元111与散热片12之间的热阻，从而进一步提高热量的传递效率，降低电池包100的热量。
55.请参阅图1及图2，电池模组10还包括缓冲件13，缓冲件13位于相邻两个电芯组11之间，并分别与两个电芯组11厚度方向的侧面相贴合。通过设置缓冲件13，在电芯单元111发生膨胀时，缓冲件13能够为电芯单元111提供适当的缓冲作用，从而吸收电芯单元111的膨胀，保证电芯单元111的使用，从而进一步提高了电池包100的散热性能以及安全性能。
56.在一实施例中，请参阅图1，电芯组11包括两个电芯单元111，两个电芯单元111沿电芯组11厚度方向间隔设置。其中，两个电芯单元111间设置有散热片12。即除设置在电池模组10端部的电芯单元111外，每个电芯单元111厚度方向的两侧分别设置有散热片12或缓冲件13。如此，能够进一步吸收电芯单元111的膨胀，保证电池包100的安全性。同时，还能够减小散热片12的变形，提高散热片12的导热性能。在其他实施例中，电芯组11内电芯单元111的数目还可以为三个、四个或更多个，只要能够起到相同的作用即可。
57.在一实施例中，请参阅图1，电芯单元111包括两个电芯1111，两个电芯1111沿电芯单元111的长度方向间隔设置。其中，散热片12至少部分分别与两个电芯1111贴合设置。即在本实施例中，两个电芯1111沿电芯单元111厚度方向的同一侧共同使用一个散热片12，如此，散热片12能够将两个电芯1111的热量贯通，实现两个电芯1111的温度均匀性。优选的，散热片12分别延伸至电芯单元111的两端，如此，具有更大的接触面积，散热片12的散热性能更好。在其他实施例中，电芯单元111内电芯1111的数目还可以为一个、三个、四个或更多个，只要能够起到相同的作用即可。
58.本技术还可在现有电池模组的基础上，通过适当增加电池模组的长度，满足电池包的散热要求及均温要求。即在新增的电芯单元之间设置本技术提供的散热片12，如此可快速解决电池模组内温差大的问题，低成本地提高现有电池包的使用寿命，且针对不同电量的电池包兼容性强。
59.现有技术中通过增大液冷板进口流量来降低电芯温度，从而导致电芯上下温差较大。利用本技术提供的散热片12，无需增大液冷板20进口流量，而且也无需增加液冷板20的流道，从而能够减小流道因电芯1111膨胀力挤压受损产生漏液的概率，进一步提高电池包
100的安全性。
60.本技术提供的散热片12结构简单，仅需调整电池模组10的长度，对电池包100内空间的占用量低，便于电池包100其余结构的布置及线束的排布，空间性好。
61.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
62.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的专利保护范围应以所附权利要求为准。