一種電池模組的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電池模組，包括單體電池、電池箱及導(dǎo)熱層，其中，電池箱具有空腔且空腔內(nèi)設(shè)置有至少一組相對的壁面，至少一組相對的壁面上對稱地設(shè)置有定位槽，兩個相對的定位槽能夠分別與單體電池的長度方向或?qū)挾确较蛏系膬蓚€側(cè)部配合以固定單體電池；導(dǎo)熱層由相變材料制成，填充于單體電池與空腔內(nèi)壁之間和/或相鄰單體電池之間的縫隙中；上述的電池模組，組裝完成后，電池箱內(nèi)會存在很多容納導(dǎo)熱層的縫隙，不僅可以容納導(dǎo)熱層，使其直接與單體電池接觸，保證良好的散熱效果，而且這些縫隙能夠?qū)?dǎo)熱層形成有效的保護支撐，避免在電池模組運行時受到損害，延長其使用壽命，使其起到良好穩(wěn)定的散熱作用。
【專利說明】
一種電池模組
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電池模組。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源危機以及環(huán)境污染問題的日趨嚴(yán)重，運用較為清潔的電力替代常規(guī)的化石燃料作為汽車能源已經(jīng)成為一種重要的發(fā)展方向，已經(jīng)受到越來越多的關(guān)注。電池技術(shù)作為電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)之一，電池使用壽命及運行時的穩(wěn)定程度都會直接影響電動汽車的穩(wěn)定性及安全性。
[0003]電動汽車的動力電池系統(tǒng)一般由電池模組以及加裝在電池模組上的管理系統(tǒng)、支撐及防護系統(tǒng)、充放電轉(zhuǎn)換接駁裝置等構(gòu)成，其中，電池模組一般包括多個單體電池，在使用過程中，各個單體電池產(chǎn)生的熱量會積聚在電池模組內(nèi)部，使電池模組溫度升高，如果產(chǎn)生的熱量不能及時地散出，會導(dǎo)致電池模組局部溫度升高，這對電池模組中單體電池的性能、電池模組整體的使用壽命造成嚴(yán)重的影響，嚴(yán)重時可能因為局部熱失控，而引起起火、爆炸。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，有一種冷卻方式為相變材料冷卻，利用相變材料高潛熱來儲蓄電池產(chǎn)生的熱量，然后將熱量從相變材料中散出達(dá)到散熱的目的，這種冷卻方式均溫效果好，能夠有效的降低電池模組內(nèi)各單體電池間的溫差，傳熱性能好，散熱效率高，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，容易生產(chǎn)制造，因此具有較為廣闊的運用前景。但是目前的相變材料冷卻方式還存在一些問題，要么將相變材料充灌至夾層中，使夾層與電池模組接觸，但是夾層與電池模組之間存在較大的接觸熱阻，傳熱效率低，且不便于生產(chǎn)制造，要么使相變材料直接與電池模組接觸，降低了接觸熱阻，提高了傳熱效率，但是又沒有對相變材料形成有效可靠的保護支撐，導(dǎo)致自身強度較低的相變材料在電池模組運行過程中容易受到損害，壽命低，不利于對電池模組進(jìn)行持續(xù)穩(wěn)定的散熱。
[0005]因此，如何改善動力電池系統(tǒng)中電池模組的冷卻結(jié)構(gòu)，使其散熱效率高，且具有較長的壽命，能夠持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)揮作用，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的重要技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種電池模組，以達(dá)到使其冷卻結(jié)構(gòu)散熱效率高，且具有較長的壽命，能夠持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)揮作用的目的。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0008]—種電池模組，包括:
[0009]單體電池；
[0010]具有空腔的電池箱，所述空腔內(nèi)設(shè)置有至少一組相對的壁面，且至少一組相對的所述壁面上對稱地設(shè)置有定位槽，兩個相對的所述定位槽能夠分別與所述單體電池的長度方向或?qū)挾确较蛏系膬蓚€側(cè)部配合以固定至少一個所述單體電池；
[0011]由相變材料制成的導(dǎo)熱層，填充于所述單體電池與所述空腔內(nèi)壁之間和/或相鄰所述單體電池之間的縫隙中。
[0012]優(yōu)選地，所述電池箱包括下箱體以及頂蓋，所述下箱體由底板以及四個兩兩相對的側(cè)板圍成，其中一組相對的所述側(cè)板的內(nèi)壁上對稱地設(shè)置有所述定位槽，所述頂蓋用于與所述下箱體配合密封包圍所述各縫隙。
[0013]優(yōu)選地，所述電池模組包括多個單體電池，與之對應(yīng)的，所述下箱體的其中一組相對的所述側(cè)板上均設(shè)置有多個所述定位槽，多個所述單體電池平行地設(shè)置于所述下箱體中，且相鄰兩所述單體電池間的縫隙為第一填縫，所述單體電池與所述下箱體的另一組相對的所述側(cè)板的內(nèi)壁間的縫隙為第二填縫。
[0014]優(yōu)選地，所述頂蓋包括用于封堵所述第一填縫的導(dǎo)熱針密封蓋以及用于封堵所述第二填縫的側(cè)邊密封蓋，所述導(dǎo)熱針密封蓋包括蓋板、導(dǎo)熱針以及第一散熱翅片，所述導(dǎo)熱針以及所述第一散熱翅片分設(shè)于所述蓋板上下表面，所述導(dǎo)熱針用于插入所述第一填縫中的所述導(dǎo)熱層中。
[0015]優(yōu)選地，所述下箱體的四個所述側(cè)板的外壁上均設(shè)置有第二散熱翅片。
[0016]優(yōu)選地，所述下箱體的其中一組相對的所述側(cè)板的內(nèi)壁上均設(shè)置有至少兩條定位肋，所述側(cè)板的內(nèi)壁與其上的兩條定位肋圍成所述定位槽。
[0017]優(yōu)選地，所述定位槽從所述下箱體的開口處向所述底板方向延伸，且所述定位槽的長度小于所述下箱體的高度。
[0018]優(yōu)選地，所述下箱體的底板的內(nèi)壁上設(shè)置有高度不超過所述定位槽下沿的導(dǎo)熱柱。
[0019]優(yōu)選地，還包括控溫組件，所述控溫組件包括控制器、溫度傳感器以及降溫裝置；所述溫度傳感器與所述控制器的信號輸入端相連，用于檢測所述電池模組或者所述單體電池的溫度;所述控制器的信號輸出端與所述降溫裝置相連;所述降溫裝置設(shè)置于所述電池模組外部。
[0020]優(yōu)選地，所述降溫裝置包括風(fēng)扇。
[0021]從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供的電池模組，包括單體電池、電池箱以及導(dǎo)熱層，其中，單體電池具有至少一個；電池箱具有空腔且空腔內(nèi)設(shè)置有至少一組相對的壁面，至少一組相對的壁面上對稱地設(shè)置有定位槽，兩個相對的定位槽能夠分別與至少一個單體電池的長度方向或?qū)挾确较蛏系膬蓚€側(cè)部配合以固定至少一個單體電池;導(dǎo)熱層由相變材料制成，填充于單體電池與空腔內(nèi)壁之間和/或相鄰單體電池之間的縫隙中；上述的電池模組，單體電池在與其中一組相對的壁面上的定位槽配合固定于電池箱內(nèi)后，其與電池箱內(nèi)的其他壁面之間，當(dāng)單體電池有多個時，相鄰兩單體電池之間都會存在一個縫隙，不僅可以容納導(dǎo)熱層，使導(dǎo)熱層直接與單體電池接觸，保證良好的散熱效果，而且這些縫隙能夠?qū)?dǎo)熱層形成有效的保護支撐，避免導(dǎo)熱層在電池模組運行時受到損害，延長其使用壽命，從而使其能夠持續(xù)穩(wěn)定的起到良好的散熱作用。
【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1為本發(fā)明實施例提供的電池模組的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明實施例提供的電池模組中下箱體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3為本發(fā)明實施例提供的電池模組中單體電池與下箱體配合的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4為本發(fā)明實施例提供的電池模組的頂蓋中的導(dǎo)熱針密封蓋結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖5為本發(fā)明實施例提供的電池模組的頂蓋中的側(cè)邊密封蓋結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖6為本發(fā)明實施例提供的電池模組的導(dǎo)熱針密封蓋與下箱體裝配的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0029]本發(fā)明提供了一種電池模組，以達(dá)到使其冷卻結(jié)構(gòu)散熱效率高，且具有較長的壽命，能夠持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)揮作用的目的。
[0030]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0031]請參閱圖1，圖1為本發(fā)明實施例提供的電池模組的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]本發(fā)明實施例提供的一種電池模組，包括單體電池1、電池箱2以及導(dǎo)熱層。
[0033]其中，單體電池I具有至少一個；電池箱2具有空腔且空腔內(nèi)設(shè)置有至少一組相對的壁面，至少一組相對的壁面上對稱地設(shè)置有定位槽，兩個相對的定位槽能夠分別與至少一個單體電池I的長度方向或?qū)挾确较蛏系膬蓚€側(cè)部配合以固定至少一個單體電池I;導(dǎo)熱層由相變材料制成，填充于單體電池與所述空腔內(nèi)壁之間和/或相鄰單體電池之間的縫隙中。
[0034]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實施例提供的電池模組，單體電池I在與其中一組相對的壁面上的定位槽配合固定于電池箱2內(nèi)后，其與電池箱2內(nèi)的其他壁面之間，當(dāng)單體電池I有多個時，相鄰兩單體電池I之間都會存在一個縫隙，不僅可以容納導(dǎo)熱層，使導(dǎo)熱層直接與單體電池I接觸，保證良好的散熱效果，而且這些縫隙能夠?qū)?dǎo)熱層形成有效的保護支撐，避免導(dǎo)熱層在電池模組運行時受到損害，延長其使用壽命，從而使其能夠持續(xù)穩(wěn)定的起到良好的散熱作用。
[0035]為了對電池模組進(jìn)行支撐及保護，在本發(fā)明實施例中，請參閱圖2，圖2為本發(fā)明實施例提供的電池模組中下箱體的結(jié)構(gòu)示意圖，電池箱2包括下箱體21以及頂蓋22，下箱體21由底板以及四個兩兩相對的側(cè)板圍成，其中一組相對的側(cè)板的內(nèi)壁上對稱地設(shè)置有定位槽，頂蓋22用于與下箱體21配合密封包圍各縫隙。這種依靠四個側(cè)板在底板上圍成開口腔的下箱體21，結(jié)構(gòu)簡單，便于制作。
[0036]進(jìn)一步地，設(shè)置有定位槽的一組相對的側(cè)壁的內(nèi)壁之間的距離可以等于單體電池I的長度，也可以等于單體電池I的寬度，在本發(fā)明實施例中，設(shè)置有定位槽的一組相對的側(cè)壁的內(nèi)壁之間的距離等于單體電池I的長度，這樣一來，單體電池I與導(dǎo)熱層的接觸面積更大，散熱效果更好。
[0037]上述的電池箱2結(jié)構(gòu)只是本發(fā)明提供的一種優(yōu)選實施方案，其還可以采用其他的結(jié)構(gòu)，比如，在上述下箱體21的接觸上，可以在底板與四個側(cè)板圍成的開口腔內(nèi)設(shè)置多個縱橫交叉的隔板，只要能夠?qū)崿F(xiàn)對電池模組的支撐及保護即可，可根據(jù)實際需求而定，這里就不再一一舉例說明。
[0038]電池模組中通常會具有兩個以上的單體電池I，單體電池I之間的位置關(guān)系將會直接影響到各單體電池I之間的連接，因此，在本發(fā)明實施例中，請參閱圖3，圖3為本發(fā)明實施例提供的電池模組中單體電池與下箱體配合的結(jié)構(gòu)示意圖，電池模組包括多個單體電池I，與之對應(yīng)的，下箱體21的其中一組相對的側(cè)板上均設(shè)置有多個定位槽，多個單體電池I平行地設(shè)置于下箱體21中，且相鄰兩單體電池I間的縫隙為第一填縫4，單體電池I與下箱體21的另一組相對的側(cè)板的內(nèi)壁間的縫隙為第二填縫5。由此可見，上述的下箱體21不僅自身結(jié)構(gòu)簡單，便于制造，而且能夠?qū)⒍鄠€單體電池I整齊的平行排列，從而便于走線，并使走線清晰，方便檢查。
[0039]由于導(dǎo)熱層是由相變材料制成的，在電池模組工作過程中，可能會由于受熱而改變自身形態(tài)，比如從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，因此，頂蓋22的作用主要是對裝有單體電池I的下箱體21的頂部的各個縫隙進(jìn)行封堵，以防止導(dǎo)熱層流失，影響散熱效果，眾所周知的，兩種不同材料的交界面會存在接觸熱阻，影響熱量的傳遞效率，為了解決上述問題，請參閱圖4和圖5，圖4為本發(fā)明實施例提供的電池模組的頂蓋中的導(dǎo)熱針密封蓋結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實施例提供的電池模組的頂蓋22中的側(cè)邊密封蓋22a結(jié)構(gòu)示意圖，頂蓋22包括用于封堵第一填縫4的導(dǎo)熱針密封蓋22b以及用于封堵第二填縫5的側(cè)邊密封蓋22a，導(dǎo)熱針密封蓋22b包括蓋板7、導(dǎo)熱針6以及第一散熱翅片8，導(dǎo)熱針6以及第一散熱翅片8分設(shè)于蓋板7上下表面上，導(dǎo)熱針6用于插入第一填縫4中的導(dǎo)熱層中，請參閱圖6，圖6為本發(fā)明實施例提供的電池模組的導(dǎo)熱針密封蓋與下箱體裝配的結(jié)構(gòu)示意圖，導(dǎo)熱針密封蓋22b上的導(dǎo)熱針6插入導(dǎo)熱層，能夠增加導(dǎo)熱針密封蓋22b與導(dǎo)熱層之間的接觸面積，提高熱的傳導(dǎo)效率，而設(shè)置于導(dǎo)熱針密封蓋22b另一側(cè)的第一散熱翅片8，能夠進(jìn)一步提高散熱效率。
[0040]為了進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，在本發(fā)明實施例中，下箱體21的四個側(cè)板的外壁上均設(shè)置有第二散熱翅片3，第二散熱翅片3既可以與下箱體21為一體結(jié)構(gòu)，也可以作為一個獨立的配件可拆卸地安裝在下箱體21上。
[0041]定位槽對于單體電池I的固定起到至關(guān)重要的作用，其能夠防止單體電池I在電池模組運行時發(fā)生傾倒擠壓導(dǎo)熱層，在本發(fā)明實施例中，下箱體21的其中一組相對的側(cè)板的內(nèi)壁上均設(shè)置有至少兩條定位肋，側(cè)板的內(nèi)壁與其上的兩條定位肋圍成定位槽。上述由定位肋與側(cè)板內(nèi)壁構(gòu)成定位槽的方式，結(jié)構(gòu)簡單，便于制作，且能夠?qū)误w電池I起到良好的固定作用。
[0042]如果使單體電池I的底部直接與下箱體21的底板接觸，導(dǎo)致單體電池I的底部與其他和導(dǎo)熱層接觸的部位散熱效率不同，最終會導(dǎo)致單體電池I內(nèi)部溫度不均，影響使用壽命，因此，為了解決上述技術(shù)問題，在本發(fā)明實施例中，定位槽從下箱體21的開口處向底板方向延伸，且定位槽的長度小于下箱體21的高度，這樣一來，單體電池I沿定位槽插入到底后，單體電池I的底部與下箱體21的底板之間還會留有一定的空隙，可以在此空隙中填充導(dǎo)熱層，以使單體電池I均勻散熱，延長其使用壽命。
[0043]為了進(jìn)一步上述技術(shù)方案，在本發(fā)明實施例中，下箱體21的底板的內(nèi)壁上設(shè)置有高度不超過定位槽下沿的導(dǎo)熱柱，上述的定位槽下沿為定位槽最靠近下箱體21底板的邊緣，這樣，導(dǎo)熱柱不僅能夠增加填充在下箱體21底部的導(dǎo)熱層與底板的接觸面積，以提高散熱效率，還能夠起到骨架的作用，支撐下箱體21底部的導(dǎo)熱層，延長其使用壽命。
[0044]為了進(jìn)一步的加強電池模組的散熱效果，在本發(fā)明實施例中，電池模組還包括控溫組件，控溫組件包括控制器、溫度傳感器以及降溫裝置;溫度傳感器與控制器的信號輸入端相連，用于檢測電池模組或者單體電池I的溫度;控制器的信號輸出端與降溫裝置相連；降溫裝置設(shè)置于電池模組外部。這樣，當(dāng)電池模組內(nèi)的溫度過高，超過預(yù)先設(shè)定的值時，控制器啟動降溫裝置加快散熱，在由相變材料構(gòu)成的導(dǎo)熱層散熱的基礎(chǔ)上，對電池模組進(jìn)行二次散熱，提高電池模組的散熱效率，保證電池模組的正常工作。
[0045]優(yōu)選地，在本發(fā)明實施例中，降溫裝置包括風(fēng)扇。
[0046]本說明書中各個實施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0047]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種電池模組，其特征在于，包括: 單體電池(I); 具有空腔的電池箱(2)，所述空腔內(nèi)設(shè)置有至少一組相對的壁面，且至少一組相對的所述壁面上對稱地設(shè)置有定位槽，兩個相對的所述定位槽能夠分別與所述單體電池(I)的長度方向或?qū)挾确较蛏系膬蓚€側(cè)部配合以固定所述單體電池(I); 由相變材料制成的導(dǎo)熱層，填充于所述單體電池(I)與所述空腔內(nèi)壁之間和/或相鄰所述單體電池(I)之間的縫隙中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模組，其特征在于，所述電池箱(2)包括下箱體(21)以及頂蓋(22)，所述下箱體(21)由底板以及四個兩兩相對的側(cè)板圍成，其中一組相對的所述側(cè)板的內(nèi)壁上對稱地設(shè)置有所述定位槽，所述頂蓋(22)用于與所述下箱體(21)配合密封包圍所述各縫隙。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池模組，其特征在于，所述電池模組包括多個單體電池(I)，與之對應(yīng)的，所述下箱體(21)的其中一組相對的所述側(cè)板上均設(shè)置有多個所述定位槽，多個所述單體電池(I)平行地設(shè)置于所述下箱體(21)中，且相鄰兩所述單體電池(I)間的縫隙為第一填縫(4)，所述單體電池(I)與所述下箱體(21)的另一組相對的所述側(cè)板的內(nèi)壁間的縫隙為第二填縫(5)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池模組，其特征在于，所述頂蓋(22)包括用于封堵所述第一填縫(4)的導(dǎo)熱針密封蓋(22b)以及用于封堵所述第二填縫(5)的側(cè)邊密封蓋(22a)，所述導(dǎo)熱針密封蓋(22b)包括蓋板(7)、導(dǎo)熱針(6)以及第一散熱翅片(8)，所述導(dǎo)熱針(6)以及所述第一散熱翅片(8)分設(shè)于所述蓋板(7)的上下表面，所述導(dǎo)熱針(6)用于插入所述第一填縫(4)中的所述導(dǎo)熱層中。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池模組，其特征在于，所述下箱體(21)的四個所述側(cè)板的外壁上均設(shè)置有第二散熱翅片(3)。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池模組，其特征在于，所述下箱體(21)的其中一組相對的所述側(cè)板的內(nèi)壁上均設(shè)置有至少兩條定位肋，所述側(cè)板的內(nèi)壁與其上的兩條所述定位肋圍成所述定位槽。7.根據(jù)權(quán)利要求2-6任一項所述的電池模組，其特征在于，所述定位槽從所述下箱體(21)的開口處向所述底板方向延伸，且所述定位槽的長度小于所述下箱體(21)的高度。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池模組，其特征在于，所述下箱體(21)的底板的內(nèi)壁上設(shè)置有高度不超過所述定位槽下沿的導(dǎo)熱柱。9.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的電池模組，其特征在于，還包括控溫組件，所述控溫組件包括控制器、溫度傳感器以及降溫裝置;所述溫度傳感器與所述控制器的信號輸入端相連，用于檢測所述電池模組或者所述單體電池(I)的溫度;所述控制器的信號輸出端與所述降溫裝置相連;所述降溫裝置設(shè)置于所述電池模組外部。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池模組，其特征在于，所述降溫裝置為風(fēng)扇。
【文檔編號】H01M10/613GK105870539SQ201610395187
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月3日
【發(fā)明人】張國慶, 鐘官進(jìn), 陽楚雄
【申請人】廣東工業(yè)大學(xué)