動力電池組的電池模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種動力電池組的電池模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有動力電池的電池組基本使用單體電池直接連接、或添加防護(hù)外殼，散熱速度取決于電池的防護(hù)材料的熱傳導(dǎo)速度，如果使用純粹的塑料電池外殼，熱量將很難從電池本體上散出，同時電池的極耳因充放電倍率的升高而溫度急劇升高，造成電池極耳與電池鋁塑膜之間的粘接塑膠融化，使電池漏液，發(fā)生電池失效或起火的危險。使用金屬外殼的模塊電池，其組成的電池箱重量將十分沉重，不具備實(shí)際使用的優(yōu)點(diǎn)，且金屬外殼易造成電池箱內(nèi)部短路，從而發(fā)生火災(zāi)等隱患。
[0003]目前，電動自行車、電動摩托車、電動小汽車、電動大巴車、電動公交車所使用的動力電池組多為風(fēng)冷、水冷或自然冷卻的電池組，且使用的溫度范圍受到電池本身自有的使用溫度的范圍限制，會發(fā)生電池組在溫度寒冷的地區(qū)無法充電或者無法放電的情況;在溫度高的地區(qū)電池組控制系統(tǒng)保護(hù)同樣造成無法充電或者放電，情況嚴(yán)重的輕則電池組損壞，重則整車損壞的后果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種動力電池組的電池模塊，解決目前電動汽車、電動大巴車、電動公交車所使用的動力電池散熱不好或溫度過低造成的無法充電、放電的問題。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的一種動力電池組的電池模塊，包括:
[0006]外殼組件，所述外殼組件具有電池容納腔和風(fēng)道單元；
[0007]軟包裝鋰離子電池，所述軟包裝鋰離子電池裝于所述外殼組件的電池容納腔內(nèi)，所述軟包裝鋰離子電池的正極極耳和負(fù)極極耳分別焊接有正極引流金屬條和負(fù)極引流金屬條，所述正極弓I流金屬條和所述負(fù)極弓I流金屬條露出所述外殼組件；
[0008]熱交換系統(tǒng)，所述熱交換系統(tǒng)包括集熱平板、熱管和鰭片，所述集熱平板裝于所述外殼組件的電池容納腔內(nèi)，且與所述軟包裝鋰離子電池表面緊密貼合，所述熱管固定在所述集熱平板上，且所述熱管具有延伸至所述集熱平板之外的第一段，所述鰭片裝在所述第一段上，且所述鰭片位于所述風(fēng)道單元中。
[0009]在其中一個實(shí)施例中，所述熱管還包括第二段，所述第二段與所述軟包裝鋰離子電池的正極極耳或負(fù)極極耳相對。
[0010]在其中一個實(shí)施例中，所述第二段沿橫向延伸，所述第二段的第一端與所述第一段連接，所述熱管還包括自所述第二段的第二端沿縱向延伸至所述集熱平板中部的第三段以及自第三段端部沿橫向向背對所述第二段側(cè)延伸至所述集熱平板邊緣的第四段。
[0011]在其中一個實(shí)施例中，所述集熱平板與所述軟包裝鋰離子電池接觸面之間設(shè)置有絕緣導(dǎo)熱材料。
[0012]在其中一個實(shí)施例中，所述集熱平板與所述軟包裝鋰離子電池的正極極耳或負(fù)極極耳相對的位置設(shè)置有絕緣導(dǎo)熱硅膠墊。
[0013]在其中一個實(shí)施例中，包括兩個所述風(fēng)道單元和兩個所述熱交換系統(tǒng)，兩個所述風(fēng)道單元分別位于所述電池容納腔的兩側(cè)，兩個所述熱交換系統(tǒng)分別位于所述軟包裝鋰離子電池的兩側(cè)，且兩個所述熱交換系統(tǒng)的所述鰭片分別位于兩個所述風(fēng)道單元中。
[0014]在其中一個實(shí)施例中，所述外殼組件與所述軟包裝鋰離子電池的正極極耳或負(fù)極極耳相對的位置設(shè)置有耐高溫橡膠墊。
[0015]在其中一個實(shí)施例中，所述外殼組件包括相扣合的第一外殼和第二外殼，且所述第一外殼和所述第二外殼焊接在一起。
[0016]在其中一個實(shí)施例中，所述外殼組件的頂部設(shè)置有裝配防轉(zhuǎn)螺母。
[0017]在其中一個實(shí)施例中，所述外殼組件的側(cè)面上設(shè)置有用于安裝螺柱的預(yù)埋防轉(zhuǎn)螺母。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的動力電池組的電池模塊，軟包裝鋰離子電池充放電過程產(chǎn)生的熱量通過熱交換系統(tǒng)傳導(dǎo)到電池外部，使用強(qiáng)制空氣流動的方法散發(fā)到模塊外部；同時針對于寒冷地區(qū)，鋰離子電池?zé)o法充電、無法放電的弊端，使用外部熱量通過熱交換系統(tǒng)給電池加熱，使單體電池處于最佳的工作溫度，從而有效改善寒冷地區(qū)電動車輛無法充電放電的問題。
[0019]綜上，本發(fā)明提供的動力電池組的電池模塊，通過熱交換系統(tǒng)對電池組內(nèi)電池的整體降溫或者整體加溫，從而保證電池組工作最佳的溫度范圍內(nèi)，使電池發(fā)揮最好的性能，使整車達(dá)到最優(yōu)性能。
[0020]本發(fā)明附加技術(shù)特征所具有的有益效果將在本說明書【具體實(shí)施方式】部分進(jìn)行說明。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的動力電池組的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的動力電池組去掉頂面板后的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中的動力電池組去掉頂面板、正面面板及背面面板后的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中的動力電池組的電池模塊的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖5為本發(fā)明實(shí)施例中的動力電池組的電池模塊的局部剖視圖；
[0026]圖6和圖7為本發(fā)明實(shí)施例中的動力電池組的第一外殼的立體結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖6為從外朝內(nèi)看的狀態(tài)，圖7為從內(nèi)朝外看的狀態(tài)；
[0027]圖8為本發(fā)明實(shí)施例中的動力電池組的軟包裝鋰離子電池的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖9為本發(fā)明實(shí)施例中的動力電池組的熱交換系統(tǒng)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖10和圖11為本發(fā)明實(shí)施例中的動力電池組的正面面板的立體結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖10為從內(nèi)朝外看的狀態(tài)，圖11為從外朝內(nèi)看的狀態(tài)。
[0030]附圖標(biāo)記說明:10-電池模塊；11-外殼組件；11a-電池容納腔；lib-風(fēng)道單元；111-第一外殼；112-第二外殼；12-軟包裝鋰離子電池；13-預(yù)埋防轉(zhuǎn)螺母;14-裝配防轉(zhuǎn)螺母;15-正極引流金屬條；16-熱交換系統(tǒng)；16a_集熱平板；16b_熱管；16bl_第一段；16b2_第二段；16b3-第三段；16b4-第四段；16c-鰭片；17-絕緣導(dǎo)熱硅膠墊；18-耐高溫橡膠墊；19-負(fù)極引流金屬條;20-動力電池組;21-正面面板;21a-正面進(jìn)風(fēng)口；21b-正面出風(fēng)口 ；21c_正面固定孔;22-背面面板;22a-背面進(jìn)風(fēng)口； 22b-背面出風(fēng)口 ；22c_背面固定孔;23-頂面板;24-導(dǎo)風(fēng)罩;25-風(fēng)機(jī);26-加熱裝置;27-總正極金屬板;28-總負(fù)極金屬板;29-螺柱;30、金屬綁扎帶。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面參考附圖并結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，以下各實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0032]如圖1-3所示，本發(fā)明其中一個實(shí)施例中的動力電池組20包括若干電池模塊10、正面面板21、背面面板22、頂面板23、強(qiáng)制通風(fēng)散熱及電池組加熱裝置、總正極金屬板27及總負(fù)極金屬板28，若干電池模塊10疊置在一起，并通過三條金屬綁扎帶30固定。
[0033]如圖4-9所示，電池模塊10主要由外殼組件11、軟包裝鋰離子電池12及兩個熱交換系統(tǒng)16組成，其中，所述外殼組件11由第一外殼111和第二外殼112扣合在一起，并通過超聲波焊接固定，兩者之間形成電池容納腔11a和風(fēng)道單元lib。較優(yōu)地，風(fēng)道單元lib為兩個，兩個風(fēng)道單元lib分別位于電池容納腔11a的兩側(cè)，若干電池模塊10疊置在一起后，所有電池模塊10的風(fēng)道單元lib組成兩個風(fēng)道，電池模塊10之間的空隙使用密封圈(圖中未示出)進(jìn)行密封，防止風(fēng)壓下降。所述軟包裝鋰離子電池12裝于所述外殼組件11的電池容納腔11a內(nèi)，所述軟包裝鋰離子電池12的正極極耳和負(fù)極極耳分別焊接有正極引流金屬條15和負(fù)極引流金屬條19，所述正極引流金屬條15和所述負(fù)極引流金屬條19露出所述外殼組件11;
[0034]兩個所述熱交換系統(tǒng)16分別位于軟包裝鋰離子電池12的兩側(cè)，熱交換系統(tǒng)16包括集熱平板16a、熱管16b和鰭片16c，所述集熱平板16a采用鋁材料制成，所述集熱平板16a的大小與軟包裝鋰離子電池12的大小一致，所述集熱平板16a與所述軟包裝鋰離子電池12—側(cè)的表面緊密貼合，所述集熱平板16a與所述軟包裝鋰離子電池12接觸面之間設(shè)置有絕緣導(dǎo)熱材料(如噴涂鐵氟龍圖層或陶瓷涂層，或使用耐高溫的絕緣鐵氟龍膠帶、玻璃纖維膠帶進(jìn)行絕緣處理)，以降低接觸熱阻。較優(yōu)地，所述集熱平板16a與所述軟包裝鋰離子電池12的正極極耳或負(fù)極極耳相對的位置設(shè)置有絕緣導(dǎo)熱硅膠墊17，防止集熱平板16a接觸電池極耳部位。所述熱管16b通過焊接固定在所述集熱平板16a上，所述熱管16b具有延伸至所述集熱平板16a之外的第一段16al，所述鰭片16c裝在所述第一段16al上，且所述鰭片16c位于所述風(fēng)道單元lib中。鰭片16c材質(zhì)可為鋁質(zhì)或銅質(zhì)，鰭片16c可增加與空氣接觸的面積，使傳導(dǎo)效率更高。軟包裝鋰離子電池12充放電過程產(chǎn)生的熱量，傳導(dǎo)至具有高導(dǎo)熱系數(shù)的集熱平板16a，再傳導(dǎo)至熱管16b的蒸發(fā)段；當(dāng)熱管16b溫度達(dá)到其啟動溫度后，其內(nèi)部工作液體發(fā)生相變;工作液體因其高的汽化潛熱而帶走蒸發(fā)段吸收的熱量;工作介質(zhì)到達(dá)熱管16b冷凝段后，熱量由鰭片16c表面通過與空氣對流散發(fā)出去，從而使工作介質(zhì)液化;工作液體因熱管16b吸液芯毛細(xì)作用重新返回蒸發(fā)段;如此循環(huán)，達(dá)到了散熱的目的。當(dāng)需要加熱時，熱空氣給鰭片16c加熱，通過熱管16b內(nèi)的工作介質(zhì)將熱量傳導(dǎo)到軟包裝鋰離子電池12上，從而達(dá)到加熱軟包裝鋰離子電池12的目的。較優(yōu)地，所述熱管16b還包括第二段16b2，所述第二段16b2與所述軟包裝鋰離子電池12的正極極耳或負(fù)極極耳相對。由于軟包裝鋰離子電池12的正極極耳或負(fù)極極耳產(chǎn)生的熱量較大，所述第二段16b2與所述軟包裝鋰離子電池12的正極極耳或負(fù)極極耳相對，可以快速將正極極耳或負(fù)極極耳處的熱量帶走。進(jìn)一步地，所述熱管16b還包括第三段16b3和第四段16b4，所述第四