柔性腔體結構及電池模組的制作方法

本實用新型涉及電池熱管理技術領域，具體而言，涉及一種柔性腔體結構及電池模組。

背景技術：

在現有技術中，具有腔體的電池熱管理裝置一方面是通過仿行電池間距的空間形狀來做成腔體，該種方式只能應用在18650型圓柱鋰電池領域，并且腔體形狀結構復雜，工藝完成比較困難，不同的電池模組需要開不同的模具，通用性較差。

另一方面是采用硬質結構的腔體，比如液冷扁管，但硬質結構材質較硬，使用不方便。

技術實現要素：

為了克服現有技術中的上述不足，本實用新型提供一種柔性腔體結構及電池模組，其具備良好的柔性，適用于任何型號的電池及任何形狀的電池模組，通用性較好。

本實用新型較佳實施例提供了一種柔性腔體結構，應用于包括多個單體電池的電池模組，所述柔性腔體結構包括：可依照電池模組形狀進行設置的柔性板、用于吸收所述單體電池熱量的控溫物料及多個腔體；

所述柔性板繞行于所述單體電池之間，與單體電池相接觸；

所述腔體設置于所述柔性板上，所述腔體與單體電池接觸；

所述控溫物料設置于所述腔體內，用于對所述單體電池的溫度進行調節。

在本實用新型較佳實施例中，所述腔體與所述柔性板密封連接，以形成一密閉空間，所述控溫物料設置于所述密閉空間內，以調節所述單體電池的溫度。

在本實用新型較佳實施例中，所述腔體的數量設置為多個，多個所述腔體均勻設置在所述柔性板上，相鄰的所述腔體之間相互隔離。

在本實用新型較佳實施例中，所述柔性腔體結構還包括用于為所述單體電池加熱的加熱元件，所述加熱元件覆蓋于所述柔性板與所述單體電池接觸的側面上，所述加熱元件與單體電池相接觸。

在本實用新型較佳實施例中，所述加熱元件為加熱膜。

在本實用新型較佳實施例中，所述柔性板為加熱板，用于對所述單體電池進行加熱。

在本實用新型較佳實施例中，所述柔性腔體結構還包括用于檢測所述單體電池溫度的溫度傳感器，所述溫度傳感器設置于所述腔體與所述單體電池接觸的表面上。

在本實用新型較佳實施例中，所述柔性腔體結構還包括用于控制所述溫度傳感器及加熱元件工作的處理單元，所述處理單元分別與所述溫度傳感器及加熱元件電性連接，所述溫度傳感器設置于所述腔體與所述單體電池接觸的表面上，其中，

當所述溫度傳感器感應到所述單體電池的溫度低于一預設溫度時告知所述處理單元控制所述加熱元件對所述單體電池進行加熱。

在本實用新型較佳實施例中，所述控溫物料包括石蠟、相變材料及灌封膠體。

本實用新型較佳實施例還提供一種電池模組，所述電池模組包括多個單體電池及上述任意一項所述的柔性腔體結構；

所述多個單體電池相互平行設置；

所述柔性腔體結構繞行于所述電池模組之間，與單體電池相接觸。

相對于現有技術而言，本實用新型具有以下有益效果：

本實用新型較佳實施例提供的柔性腔體結構應用于包括多個單體電池的電池模組，所述柔性腔體結構包括：可依照電池模組形狀進行設置的柔性板、用于吸收所述單體電池熱量的控溫物料及多個腔體。所述柔性板繞行于所述單體電池之間，與單體電池相接觸。所述腔體設置于所述柔性板上，所述腔體與單體電池接觸。所述控溫物料設置于所述腔體內，用于對所述單體電池的溫度進行調節。所述柔性腔體結構制造工藝簡單，適用于任何型號的電池及任何形狀的電池模組，具有良好的通用性。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本實用新型較佳實施例提供的應用于電池模組的柔性腔體結構的結構示意圖。

圖2為本實用新型較佳實施例提供的圖1所示的應用于電池模組的柔性腔體結構局部位置的結構示意圖。

圖3為本實用新型較佳實施例提供的柔性腔體結構第一視角的結構示意圖。

圖4為本實用新型較佳實施例提供的柔性腔體結構第二視角的結構示意圖。

圖5為本實用新型較佳實施例提供的柔性腔體結構第三視角的結構示意圖。

圖6為本實用新型較佳實施例提供的溫度傳感器、加熱元件及處理單元連接的方框示意圖。

圖標：100-柔性腔體結構；110-柔性板；112-加熱元件；114-第一表面；116-第二表面；120-控溫物料；130-腔體；140-溫度傳感器；150-處理單元；200-電池模組；210-單體電池。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實用新型實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本實用新型的范圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，或者是該實用新型產品使用時慣常擺放的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

此外，術語“水平”、“豎直”、“懸垂”等術語并不表示要求部件絕對水平或懸垂，而是可以稍微傾斜。如“水平”僅僅是指其方向相對“豎直”而言更加水平，并不是表示該結構一定要完全水平，而是可以稍微傾斜。

在本實用新型的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“設置”、“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

本實用新型提供一種柔性腔體結構。請參閱圖1，圖1為本實用新型較佳實施例提供的應用于電池模組200的柔性腔體結構100的結構示意圖。所述柔性腔體結構100應用于包括多個單體電池210的電池模組200。

在本實施例中，所述柔性腔體結構100包括：可依照電池模組200形狀進行設置的柔性板110、用于吸收所述單體電池210熱量的控溫物料120及多個腔體130。

在本實施例中，所述柔性板110繞行于所述單體電池210之間，與單體電池210相接觸。所述腔體130設置于所述柔性板110上，所述腔體130與單體電池210接觸。所述控溫物料120設置于所述腔體130內，用于對所述單體電池210的溫度進行調節。

請參閱圖2，圖2為本實用新型較佳實施例提供的圖1所示的應用于電池模組200的柔性腔體結構100局部位置的結構示意圖。在本實施例中，所述腔體130與所述柔性板110密封連接，以形成一密閉空間，所述控溫物料120設置于所述密閉空間內，以調節所述單體電池210的溫度。

在本實施例中，所述腔體130與所述柔性板110的可以采用焊接的方式進行密封連接。

在本實施例中，可以采用石蠟、相變材料及灌封膠體等吸熱材料作為控溫物料120對腔體130進行填充。所述控溫物料120能夠對單體電池210的熱量進行吸收，以降低單體電池210的溫度。

在本實施例中，石蠟是從石油、頁巖油或其他瀝青礦物油的某些餾出物中提取出來的一種烴類混合物，主要成分是固體烷烴，無臭無味，為白色或淡黃色半透明固體。石蠟是非晶體，但具有明顯的晶體結構。石蠟具有良好的耐溫性能，是很好的儲熱材料，其比熱容為2.14–2.9J·g^–1·K^–1，熔化熱為200–220J·g^–1。同時，石蠟具有良好的熱安定性、氧化安定性和光安定性。

在本實施例中，相變材料(PCM-Phase Change Material)是指隨溫度變化而改變物質狀態并能提供潛熱的物質。轉變物理性質的過程稱為相變過程，這時相變材料將吸收或釋放大量的潛熱。相變材料主要包括無機PCM、有機PCM和復合PCM三類。其中，無機類PCM主要有結晶水合鹽類、熔融鹽類、金屬或合金類等；有機類PCM主要包括石蠟、醋酸和其他有機物；復合相變儲熱材料既能有效克服單一的無機物或有機物相變儲熱材料存在的缺點，又可以改善相變材料的應用效果，并拓展其應用范圍。

請參閱圖3，圖3為本實用新型較佳實施例提供的柔性腔體結構100第一視角的結構示意圖。在本實施例中，所述腔體130的數量設置為多個，多個所述腔體130均勻設置在所述柔性板110上，相鄰的所述腔體130之間相互隔離。所述腔體130可設置為類似于藥丸包裝形式的結構，所述控溫物料120相當于藥丸放入所述腔體130內。

請再次參閱圖2，所述柔性板110包括第一表面114及第二表面116。請參閱圖4及圖5，圖4為本實用新型較佳實施例提供的柔性腔體結構100的第二視角的結構示意圖，圖5為本實用新型較佳實施例提供的柔性腔體結構100的第三視角的結構示意圖。所述第一表面114直接與所述單體電池210相接觸，所述腔體130設置于所述第二表面116上。

在本實施例中，所述柔性腔體結構100還包括用于為所述單體電池210加熱的加熱元件112。

在本實施例中，所述加熱元件112可以設置為區別于柔性板110的獨立結構，所述加熱元件112覆蓋于所述柔性板110的所述第一表面114上與所述單體電池210相接觸。所述加熱元件112可以是，但不限于，加熱膜。

在本實施例中，還可以將所述柔性板110設置為加熱板，即所述柔性板110為所述加熱元件112，用于對所述單體電池210進行加熱。

請參閱圖3及圖6，圖6為本實用新型較佳實施例提供的溫度傳感器140、加熱元件112及處理單元150連接的方框示意圖。在本實施例中，所述柔性腔體結構100還包括用于檢測所述單體電池210溫度的溫度傳感器140，以及用于控制所述溫度傳感器140及加熱元件112工作的處理單元150。

在本實施例中，所述溫度傳感器140設置于所述腔體130與所述單體電池210接觸的表面上。所述處理單元150分別與所述溫度傳感器140及加熱元件112電性連接。

在本實施例中，當所述溫度傳感器140感應到所述單體電池210的溫度低于一預設溫度時告知所述處理單元150控制所述加熱元件112對所述單體電池210進行加熱。

在本實施例中，所述溫度傳感器140設置的數量可根據實際情況進行設定，所述預設溫度設定的溫度值可根據實際情況進行設定。

在本實施例中，所述控溫物料120吸收所述單體電池210的熱量，所述加熱元件112可對所述單體電池210進行加熱。通過所述控溫物料120及加熱元件112的配合使用，以實現對單體電池210的升溫或者降溫。并且，通過增設溫度傳感器140及處理單元150，可對電池模組200的溫度情況進行良好地控制。

在本實施例中，所述柔性腔體結構100采用吸塑成型的制造工藝進行制造，制造工藝成熟簡單。

在本實施例中，吸塑成型就是通常所說的吸塑，采用吸塑成型機將加熱軟化的塑料硬片吸附于模具表面，冷卻后，形成凹凸形狀的塑料。吸塑成型，又叫真空成型，是熱塑性塑料熱成型方法之一。是指將片狀或板狀材料夾緊在真空成型機的框架上，加熱軟化后，通過模邊的空氣通道，用真空將其吸附于模具上，經短時間的冷卻，得到成型的塑料制品。這種方法所用的設備比較簡單，模具不需承受壓，可用金屬、木材或石膏制成，成型速度快，操作容易。

在本實施例中，制造所述柔性腔體結構100常用的吸塑成型材料有：PET(聚對苯二甲酸乙二酯)硬片、PVC(聚氯乙烯)硬片、PS(聚苯乙烯)硬片。PS硬片密度低，韌性差，易燃燒，燃燒時會產生苯乙烯氣體(屬有害氣體)，所以一般用來生產各種工業用的吸塑托盤。PVC硬片韌性適中，不易燃燒，燃燒時會產生氯氣，對環境造成一定影響，PVC易熱合，可采用封口機和高頻機封邊，是生產透明吸塑制品的主要原料。PET硬片韌性好，透明度高，易燃燒，燃燒時不產生有害氣體，屬于環保材料，但價格高，適宜做高檔的吸塑制品，歐美國家的吸塑泡殼一般要求采用PET硬片，但其不易熱合，給封裝帶來很大困難，為了解決這一問題，人們采用一種叫PETG乙二醇改性-聚對苯二甲酸乙二醇酯的材料，這種材料既有PVC的易熱合性，也有PET的高環保和透明度。

在本實施例中，制造所述柔性腔體結構100時，所述柔性腔體結構100可以為整版結構。在實際使用過程中，可根據電池模組200的具體形狀對所述柔性腔體結構100進行剪裁，由此，本技術方案提供的柔性腔體結構100可以適用于任何形狀則電池模組200。無需根據不同的電池模組200開設不同的模具，減少了開模成本，簡化了工藝流程。

在本實施例中，所述柔性腔體結構100不僅適用于采用18650型圓柱鋰電池作為單體電池210的電池模組200，還適用于其他任何型號的電池。適用范圍更加寬泛，通用性良好。

在本實施例中，上述18650型圓柱鋰電池是電子產品中比較常用的鋰電池。18650型圓柱鋰電池型號的定義法則為：電池的直徑為18mm，長度為65mm，圓柱體型的電池。

在本實施例中，鋰電池的配置分為磷酸鐵鋰及鈷酸鋰，磷酸鐵鋰與鈷酸鋰相比有以下優點：

1.更安全，過沖、過放電都不會造成爆炸、漏液；

2.壽命更長，正常使用能循環1000次以上；

3.大倍率，2C充電10C放電，不會發燙、爆炸、漏液，不會影響壽命；

4.工作溫度：-20℃-50℃，最佳工作溫度為20℃-40℃，與人體舒適溫度相仿。

本實用新型還提供一種電池模組200。所述電池模組200包括多個單體電池210及上述內容所述的柔性腔體結構100。

在本實施例中，所述多個單體電池210相互平行設置。所述柔性腔體結構100繞行于所述單體電池210之間，與單體電池210相接觸。

在本實施例中，對所述柔性腔體結構100具體結構及功能的介紹請參閱上述內容。

綜上所述，本實用新型較佳實施例提供一種柔性腔體結構及電池模組。柔性腔體結構應用于包括多個單體電池的電池模組，所述柔性腔體結構包括：可依照電池模組形狀進行設置的柔性板、用于吸收所述單體電池熱量的控溫物料及多個腔體。所述柔性板繞行于所述單體電池之間，與單體電池相接觸。所述腔體設置于所述柔性板上，所述腔體與單體電池接觸。所述控溫物料設置于所述腔體內，用于對所述單體電池的溫度進行調節。

本實用新型較佳實施例提供所述柔性腔體結構制造工藝簡單，適用于任何型號的電池及任何形狀的電池模組，具有良好的通用性。

以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。