CN210866417U - 一种快速散热电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种快速散热电池模组，电池模组包括：单体电芯，多块单体电芯叠层设置；电芯导热绝缘垫，贴附于单体电芯的极耳上；导热铝板，压紧贴合在电芯导热绝缘垫的另一面；模组导热绝缘垫，压紧贴合在导热铝板的另一面；金属散热外壳，单体电芯装容在金属散热外壳内，且金属散热外壳与模组导热绝缘垫压紧贴合。该快速散热电池模组相比于现有的从单体电芯的侧面透过铝塑膜传热的散热方式，其散热更加直接、有效，散热效率更高，散热效果更好。

Description

一种快速散热电池模组

技术领域

本实用新型涉及新能源电池技术领域，具体而言，涉及一种快速散热电池模组。

背景技术

在新能源电池的应用中，电池的使用环境温度是电池模组使用的关键参数。在电池模组循环充放电的过程中，由于单体电芯本身存在内阻，因此电芯在循环充放电过程中存在发热现象，在更高倍率的充放电过程中，单体电芯内部极化内阻会显著增大，电芯发热将更加明显。

过高的电芯温度会破坏电芯内部的化学平衡，导致副反应。高温下循环充放电电芯材料的性能会退化，电池循环性能也将大大缩减。因此，在电池模组的设计中，散热设计是其中非常重要的一环。

在传统的电池模组散热设计方式中，单体电芯的散热通常是在单体电芯的两侧面增加导热铝板，经由导热铝板折边部分将热量导出模组，但这种方式由于单体电芯两侧铝塑膜的导热性极差，导致散热效率极低，并且散热效果差，影响电池模组循环寿命。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种快速散热电池模组，以解决现有技术中的电池模组散热效率低、散热效果差的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种快速散热电池模组，该电池模组包括：单体电芯，多块单体电芯叠层设置；电芯导热绝缘垫，贴附于单体电芯的极耳上；导热铝板，压紧贴合在电芯导热绝缘垫的另一面；模组导热绝缘垫，压紧贴合在导热铝板的另一面；金属散热外壳，单体电芯装容在金属散热外壳内，且金属散热外壳与模组导热绝缘垫压紧贴合。

进一步地，电池模组还包括：模组支架，单体电芯安装在模组支架内，导热铝板通过紧固螺丝安装在模组支架上。

进一步地，电池模组还包括：模组压板，模组压板呈两端和上侧敞口的槽形结构，单体电芯和模组支架均安装在模组压板内，模组压板与模组支架通过扣位连接；模组压板侧板，安装在模组压板的上侧，模组压板侧板与模组压板组装形成两端敞口的长方形盒体，单体电芯置于盒体内，且单体电芯的极耳朝向盒体的敞口端。

进一步地，金属散热外壳包括：散热下壳体，散热下壳体呈上侧敞口的盒体结构，单体电芯、电芯导热绝缘垫、导热铝板、模组导热绝缘垫、模组支架、模组压板和模组压板侧板均置于散热下壳体内，且散热下壳体的一侧内表面与模组导热绝缘垫压紧贴合设置；散热上壳体，安装在散热下壳体的上侧敞口处，与散热下壳体组合形成金属散热外壳。

进一步地，电池模组还包括：电芯隔热层，电芯隔热层贴附于单体电芯的侧面，且每一块单体电芯的两个侧面均贴附有电芯隔热层。

进一步地，多块单体电芯的正、负极极耳交错设置，且相邻的两块单体电芯的正、负极极耳弯折连接将多块单体电芯串联，电芯导热绝缘垫贴附于极耳的弯折连接处。

进一步地，弯折连接的两块极耳之间设有一第一汇流排，两块极耳均折向第一汇流排并与第一汇流排焊接。

进一步地，多块单体电芯的正、负极极耳分别成排正对设置，且多块单体电芯的正极极耳通过一第二汇流排互相连接，多块单体电芯的负极极耳通过一第三汇流排互相连接，将多块单体电芯并联，第二汇流排和第三汇流排上均贴附有电芯导热绝缘垫。

进一步地，电芯导热绝缘垫和模组导热绝缘垫均为导热硅胶垫。

应用本实用新型的技术方案，单体电芯内部的热量通过极耳导出，极耳上的热量再经电芯导热绝缘垫、导热铝板和模组导热绝缘垫传导至金属散热外壳。单体电芯充放电过程中，极耳处本身为电芯温度分布中温度最高的地方，该快速散热电池模组通过极耳直接将单体电芯内部的热量导出，直接将电芯热量由电芯导热绝缘垫、导热铝板和模组导热绝缘垫再导出至金属散热外壳，相比于现有的从单体电芯的侧面透过铝塑膜传热的散热方式，其散热更加直接、有效，散热效率更高，散热效果更好；并且，该快速散热电池模组将极耳的热量导出至金属散热外壳，金属散热外壳的面积较大，更加有利于提高散热效果和散热效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例的电池模组的拆解结构示意图。

图2为图1中A处的局部放大图。

图3为图1中B处的局部放大图。

图4为本实用新型实施例的电池模组的整体装配示意图。

图5为本实用新型实施例的电池模组的剖面图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、单体电芯；11、极耳；20、电芯导热绝缘垫；30、导热铝板；40、模组导热绝缘垫；50、金属散热外壳；51、散热下壳体；52、散热上壳体；60、模组支架；70、紧固螺丝；80、模组压板；90、模组压板侧板；100、电芯隔热层；110、第一汇流排。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本实用新型作更全面、细致地描述，但本实用新型的保护范围并不限于以下具体的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而仅仅是为了便于对相应零部件进行区别。同样，“一个”或者“一”等类似词语不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

实施例1

参见图1至图5，一种本实用新型实施例的快速散热电池模组，该电池模组主要包括单体电芯10、电芯导热绝缘垫20、导热铝板30、模组导热绝缘垫40和金属散热外壳50。其中，多块单体电芯10叠层设置；电芯导热绝缘垫20贴附于单体电芯10的极耳11上；导热铝板30压紧贴合在电芯导热绝缘垫20的另一面；模组导热绝缘垫40压紧贴合在导热铝板30的另一面；单体电芯10装容在金属散热外壳50内，且金属散热外壳50与模组导热绝缘垫40压紧贴合设置。

上述的快速散热电池模组，通过在单体电芯10的极耳11上贴附电芯导热绝缘垫20，在电芯导热绝缘垫20的另一面压紧贴合设置导热铝板30，在导热铝板30的另一面压紧贴合设置模组导热绝缘垫40，并将模组导热绝缘垫40的另一面与金属散热外壳50压紧贴合设置；使用时，单体电芯11内部的热量通过极耳11导出，极耳11上的热量再经电芯导热绝缘垫20、导热铝板30和模组导热绝缘垫40传导至金属散热外壳50。单体电芯10充放电过程中，极耳11处本身为电芯温度分布中温度最高的地方，该快速散热电池模组通过极耳11直接将单体电芯10内部的热量导出，直接将电芯热量由电芯导热绝缘垫20、导热铝板30和模组导热绝缘垫40再导出至金属散热外壳50，相比于现有的从单体电芯10的侧面透过铝塑膜传热的散热方式，其散热更加直接、有效，散热效率更高，散热效果更好；并且，该快速散热电池模组将极耳11的热量导出至金属散热外壳50，金属散热外壳50的面积较大，更加有利于提高散热效果和散热效率。

为了进一步提高散热速度，在本实施例中，可对极耳11进行加宽、加厚设计，以增强其传热性能。极耳11的具体宽度和厚度可根据实际情况进行设置。

具体来说，参见图1和图2，在本实施例中，电池模组还包括一个模组支架60，单体电芯10安装在该模组支架60内，导热铝板30通过紧固螺丝70安装在该模组支架60上。如此设置，可使导热铝板30、电芯导热绝缘垫20和极耳11之间充分压紧贴合，减少导热铝板30、电芯导热绝缘垫20和极耳11之间的间隙，确保其具有良好的传热性能。

参见图1，在本实施例中，电池模组还包括一个模组压板80和一个与其配套的模组压板侧板90。其中，模组压板80呈两端和上侧敞口的槽形结构，单体电芯10和模组支架60均安装在该模组压板80内，模组压板80与模组支架60通过扣位连接；模组压板侧板90安装在模组压板80的上侧敞口处，该模组压板侧板90与模组压板80组装形成两端敞口的长方形盒体，单体电芯10置于该盒体内，且单体电芯10的极耳11朝向盒体的敞口端。如此设置，可将多块单体电芯10很好地安装在模组压板80和模组压板侧板90组成的盒体内，形成一个整体，并且方便在极耳11上设置电芯导热绝缘垫20、导热铝板30和模组导热绝缘垫40。

具体来说，参见图1、图4和图5，在本实施例中，金属散热外壳50包括散热下壳体51和散热上壳体52。其中，散热下壳体51，散热下壳体51呈上侧敞口的盒体结构，单体电芯10、电芯导热绝缘垫20、导热铝板30、模组导热绝缘垫40、模组支架60、模组压板80和模组压板侧板90均置于散热下壳体51内，且散热下壳体51的一侧内表面与模组导热绝缘垫40压紧贴合设置；散热上壳体52安装在散热下壳体51的上侧敞口处，并与散热下壳体51组合形成金属散热外壳50。如此设置，方便将模组压板80和模组压板侧板90组成的盒体整体放入金属散热外壳50内，通过整个金属散热外壳50将从模组导热绝缘垫40传导出来的热量向外散热。

为了提高各单体电芯10之间的温度一致性，参见图1，在本实施例中，电池模组还包括多块电芯隔热层100，该电芯隔热层100贴附于单体电芯10的侧面，并且在每一块单体电芯10的两个侧面均贴附有一块电芯隔热层100。如此设置，通过单体电芯10侧面贴附的电芯隔热层100将相邻的单体电芯10互相隔开，阻断单体电芯10之间的传热；并且在电池模组外侧的单体电芯10表面也贴附有电芯隔热层100，阻断外侧单体电芯10通过其外表面向外部散热。如此，确保每块单体电芯10具有良好的温度一致性。

参见图1和图2，在本实施例中，多块单体电芯10的正、负极极耳11交错设置，即一块单体电芯10的正极耳与相邻的另一块单体电芯10的负极耳正对设置，负极耳则与相邻的另一块单体电芯10的正极耳正对设置；并且，相邻的两块单体电芯10的正、负极极耳11弯折连接将多块单体电芯10串联，将多块单体电芯10之间进行串联连接组成电池模组。电芯导热绝缘垫20贴附在相连接的极耳11的弯折连接处。如此设置，通过将相邻的正、负极极耳11弯折焊接，将电芯导热绝缘垫20贴附在相连接的极耳11的弯折连接处，可以增大电芯导热绝缘垫20与极耳11的接触面积，提高散热效果。

为了提高互相连接的两块极耳11之间的连接稳定性，参见图1和图2，在本实施例中，在弯折连接的两块极耳11之间还设置有一块第一汇流排110，两块极耳11均折向该第一汇流排110并分别与第一汇流排110焊接。如此设置，通过第一汇流排110将两块极耳11进行连接，可以提高两块极耳11之间焊接的可靠性，提高其连接的稳定性。该第一汇流排110为铝板或铜板。

需要说明的是，除了将两块极耳11弯折焊接的方式之外，也可以不将极耳11进行弯折，而将极耳11直接焊接在第一汇流排110的两侧。

在本实施例中，电芯导热绝缘垫20和模组导热绝缘垫40均优选采用导热硅胶垫。采用导热硅胶垫不仅可以很好地将电芯极耳11的热量传导至导热铝板30，将导热铝板30的热量传导至金属散热外壳50，而且可以在极耳11和导热铝板30之间起到绝缘作用，避免发生短路。此外，导热硅胶垫为软质材料，可与极耳11、导热铝板30和金属散热外壳50很好地贴合。电芯隔热层100优选采用隔热棉。

实施例2

本实用新型一未图示实施例中，提供了另一种快速散热电池模组，该快速散热电池模组的结构与实施例1的电池模组结构大致相同。主要区别在于，实施例1的电池模组为多块单体电芯10之间串联的电池模组，而本实施例的电池模组为多块单体电芯10之间并联的电池模组。

具体来说，在本实施例中，多块单体电芯10的正、负极极耳11分别成排正对设置，即一块单体电芯10的正极耳与相邻的另一块单体电芯10的正极耳正对设置，负极耳则与相邻的另一块单体电芯10的负极耳正对设置。多块单体电芯10的正极极耳11通过一第二汇流排互相连接，多块单体电芯10的负极极耳11通过一第三汇流排互相连接，将多块单体电芯10并联，第二汇流排和第三汇流排上均贴附有电芯导热绝缘垫20。本实施例的快速散热电池模组适用于各单体电芯10之间需要并联设置的场合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种快速散热电池模组，其特征在于，所述电池模组包括：

单体电芯(10)，多块所述单体电芯(10)叠层设置；

电芯导热绝缘垫(20)，贴附于所述单体电芯(10)的极耳(11)上；

导热铝板(30)，压紧贴合在所述电芯导热绝缘垫(20)的另一面；

模组导热绝缘垫(40)，压紧贴合在所述导热铝板(30)的另一面；

金属散热外壳(50)，所述单体电芯(10)装容在所述金属散热外壳(50)内，且所述金属散热外壳(50)与所述模组导热绝缘垫(40)压紧贴合；

所述电池模组还包括：

模组支架(60)，所述单体电芯(10)安装在所述模组支架(60)内，所述导热铝板(30)通过紧固螺丝(70)安装在所述模组支架(60)上。

2.根据权利要求1所述的快速散热电池模组，其特征在于，所述电池模组还包括：

模组压板(80)，所述模组压板(80)呈两端和上侧敞口的槽形结构，所述单体电芯(10)和所述模组支架(60)均安装在所述模组压板(80)内，所述模组压板(80)与所述模组支架(60)通过扣位连接；

模组压板侧板(90)，安装在所述模组压板(80)的上侧，所述模组压板侧板(90)与模组压板(80)组装形成两端敞口的长方形盒体，所述单体电芯(10)置于所述盒体内，且所述单体电芯(10)的极耳(11)朝向所述盒体的敞口端。

3.根据权利要求2所述的快速散热电池模组，其特征在于，所述金属散热外壳(50)包括：

散热下壳体(51)，所述散热下壳体(51)呈上侧敞口的盒体结构，所述单体电芯(10)、所述电芯导热绝缘垫(20)、所述导热铝板(30)、所述模组导热绝缘垫(40)、所述模组支架(60)、所述模组压板(80)和所述模组压板侧板(90)均置于所述散热下壳体(51)内，且所述散热下壳体(51)的一侧内表面与所述模组导热绝缘垫(40)压紧贴合设置；

散热上壳体(52)，安装在所述散热下壳体(51)的上侧敞口处，与所述散热下壳体(51)组合形成所述金属散热外壳(50)。

4.根据权利要求1所述的快速散热电池模组，其特征在于，所述电池模组还包括：

电芯隔热层(100)，所述电芯隔热层(100)贴附于所述单体电芯(10)的侧面，且每一块所述单体电芯(10)的两个侧面均贴附有所述电芯隔热层(100)。

5.根据权利要求1所述的快速散热电池模组，其特征在于，多块所述单体电芯(10)的正、负极极耳(11)交错设置，且相邻的两块所述单体电芯(10)的正、负极极耳(11)弯折连接将多块所述单体电芯(10)串联，所述电芯导热绝缘垫(20)贴附于所述极耳(11) 的弯折连接处。

6.根据权利要求5所述的快速散热电池模组，其特征在于，弯折连接的两块所述极耳(11)之间设有一第一汇流排(110)，两块所述极耳(11)均折向所述第一汇流排(110)并与所述第一汇流排(110)焊接。

7.根据权利要求1所述的快速散热电池模组，其特征在于，多块所述单体电芯(10)的正、负极极耳(11)分别成排正对设置，且多块所述单体电芯(10)的正极极耳(11)通过一第二汇流排互相连接，多块所述单体电芯(10)的负极极耳(11)通过一第三汇流排互相连接，将多块所述单体电芯(10)并联，所述第二汇流排和所述第三汇流排上均贴附有所述电芯导热绝缘垫(20)。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的快速散热电池模组，其特征在于，所述电芯导热绝缘垫(20)和所述模组导热绝缘垫(40)均为导热硅胶垫。

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