一種電池模組的制作方法

一種電池模組的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種電池模組，包括單體電池、電池箱及導熱層，其中，電池箱具有空腔且空腔內設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寬度方向上的兩個側部配合以固定單體電池；導熱層由相變材料制成，填充于單體電池與空腔內壁之間和/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，電池箱內會存在很多容納導熱層的縫隙，不僅可以容納導熱層，使其直接與單體電池接觸，保證良好的散熱效果，而且這些縫隙能夠對導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，使其起到良好穩定的散熱作用。
【專利說明】
一種電池模組
技術領域
[0001]本發明涉及電池技術領域，特別涉及一種電池模組。
【背景技術】
[0002]隨著能源危機以及環境污染問題的日趨嚴重，運用較為清潔的電力替代常規的化石燃料作為汽車能源已經成為一種重要的發展方向，已經受到越來越多的關注。電池技術作為電動汽車的關鍵技術之一，電池使用壽命及運行時的穩定程度都會直接影響電動汽車的穩定性及安全性。
[0003]電動汽車的動力電池系統一般由電池模組以及加裝在電池模組上的管理系統、支撐及防護系統、充放電轉換接駁裝置等構成，其中，電池模組一般包括多個單體電池，在使用過程中，各個單體電池產生的熱量會積聚在電池模組內部，使電池模組溫度升高，如果產生的熱量不能及時地散出，會導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重的影響，嚴重時可能因為局部熱失控，而引起起火、爆炸。
[0004]現有技術中，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生的熱量，然后將熱量從相變材料中散出達到散熱的目的，這種冷卻方式均溫效果好，能夠有效的降低電池模組內各單體電池間的溫差，傳熱性能好，散熱效率高，結構簡單，成本低廉，容易生產制造，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行持續穩定的散熱。
[0005]因此，如何改善動力電池系統中電池模組的冷卻結構，使其散熱效率高，且具有較長的壽命，能夠持續穩定的發揮作用，成為本領域技術人員亟待解決的重要技術問題。

【發明內容】

[0006]有鑒于此，本發明提供了一種電池模組，以達到使其冷卻結構散熱效率高，且具有較長的壽命，能夠持續穩定的發揮作用的目的。
[0007]為實現上述目的，本發明提供如下技術方案:
[0008]—種電池模組，包括:
[0009]單體電池；
[0010]具有空腔的電池箱，所述空腔內設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寬度方向上的兩個側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熱層，填充于所述單體電池與所述空腔內壁之間和/或相鄰所述單體電池之間的縫隙中。
[0012]優選地，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板圍成，其中一組相對的所述側板的內壁上對稱地設置有所述定位槽，所述頂蓋用于與所述下箱體配合密封包圍所述各縫隙。
[0013]優選地，所述電池模組包括多個單體電池，與之對應的，所述下箱體的其中一組相對的所述側板上均設置有多個所述定位槽，多個所述單體電池平行地設置于所述下箱體中，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板的內壁間的縫隙為第二填縫。
[0014]優選地，所述頂蓋包括用于封堵所述第一填縫的導熱針密封蓋以及用于封堵所述第二填縫的側邊密封蓋，所述導熱針密封蓋包括蓋板、導熱針以及第一散熱翅片，所述導熱針以及所述第一散熱翅片分設于所述蓋板上下表面，所述導熱針用于插入所述第一填縫中的所述導熱層中。
[0015]優選地，所述下箱體的四個所述側板的外壁上均設置有第二散熱翅片。
[0016]優選地，所述下箱體的其中一組相對的所述側板的內壁上均設置有至少兩條定位肋，所述側板的內壁與其上的兩條定位肋圍成所述定位槽。
[0017]優選地，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]優選地，所述下箱體的底板的內壁上設置有高度不超過所述定位槽下沿的導熱柱。
[0019]優選地，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;所述降溫裝置設置于所述電池模組外部。
[0020]優選地，所述降溫裝置包括風扇。
[0021]從上述技術方案可以看出，本發明提供的電池模組，包括單體電池、電池箱以及導熱層，其中，單體電池具有至少一個；電池箱具有空腔且空腔內設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寬度方向上的兩個側部配合以固定至少一個單體電池;導熱層由相變材料制成，填充于單體電池與空腔內壁之間和/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后，其與電池箱內的其他壁面之間，當單體電池有多個時，相鄰兩單體電池之間都會存在一個縫隙，不僅可以容納導熱層，使導熱層直接與單體電池接觸，保證良好的散熱效果，而且這些縫隙能夠對導熱層形成有效的保護支撐，避免導熱層在電池模組運行時受到損害，延長其使用壽命，從而使其能夠持續穩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明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術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明的一些實施例，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的附圖。
[0023]圖1為本發明實施例提供的電池模組的結構示意圖；
[0024]圖2為本發明實施例提供的電池模組中下箱體的結構示意圖；
[0025]圖3為本發明實施例提供的電池模組中單體電池與下箱體配合的結構示意圖；
[0026]圖4為本發明實施例提供的電池模組的頂蓋中的導熱針密封蓋結構示意圖；
[0027]圖5為本發明實施例提供的電池模組的頂蓋中的側邊密封蓋結構示意圖；
[0028]圖6為本發明實施例提供的電池模組的導熱針密封蓋與下箱體裝配的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0029]本發明提供了一種電池模組，以達到使其冷卻結構散熱效率高，且具有較長的壽命，能夠持續穩定的發揮作用的目的。
[0030]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0031]請參閱圖1，圖1為本發明實施例提供的電池模組的結構示意圖。
[0032]本發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具有空腔且空腔內設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的長度方向或寬度方向上的兩個側部配合以固定至少一個單體電池I;導熱層由相變材料制成，填充于單體電池與所述空腔內壁之間和/或相鄰單體電池之間的縫隙中。
[0034]與現有技術相比，本發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內后，其與電池箱2內的其他壁面之間，當單體電池I有多個時，相鄰兩單體電池I之間都會存在一個縫隙，不僅可以容納導熱層，使導熱層直接與單體電池I接觸，保證良好的散熱效果，而且這些縫隙能夠對導熱層形成有效的保護支撐，避免導熱層在電池模組運行時受到損害，延長其使用壽命，從而使其能夠持續穩定的起到良好的散熱作用。
[0035]為了對電池模組進行支撐及保護，在本發明實施例中，請參閱圖2，圖2為本發明實施例提供的電池模組中下箱體的結構示意圖，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板圍成，其中一組相對的側板的內壁上對稱地設置有定位槽，頂蓋22用于與下箱體21配合密封包圍各縫隙。這種依靠四個側板在底板上圍成開口腔的下箱體21，結構簡單，便于制作。
[0036]進一步地，設置有定位槽的一組相對的側壁的內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，在本發明實施例中，設置有定位槽的一組相對的側壁的內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與導熱層的接觸面積更大，散熱效果更好。
[0037]上述的電池箱2結構只是本發明提供的一種優選實施方案，其還可以采用其他的結構，比如，在上述下箱體21的接觸上，可以在底板與四個側板圍成的開口腔內設置多個縱橫交叉的隔板，只要能夠實現對電池模組的支撐及保護即可，可根據實際需求而定，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之間的位置關系將會直接影響到各單體電池I之間的連接，因此，在本發明實施例中，請參閱圖3，圖3為本發明實施例提供的電池模組中單體電池與下箱體配合的結構示意圖，電池模組包括多個單體電池I，與之對應的，下箱體21的其中一組相對的側板上均設置有多個定位槽，多個單體電池I平行地設置于下箱體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的另一組相對的側板的內壁間的縫隙為第二填縫5。由此可見，上述的下箱體21不僅自身結構簡單，便于制造，而且能夠將多個單體電池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，比如從固態變為液態，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行封堵，以防止導熱層流失，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為本發明實施例提供的電池模組的頂蓋中的導熱針密封蓋結構示意圖；圖5為本發明實施例提供的電池模組的頂蓋22中的側邊密封蓋22a結構示意圖，頂蓋22包括用于封堵第一填縫4的導熱針密封蓋22b以及用于封堵第二填縫5的側邊密封蓋22a，導熱針密封蓋22b包括蓋板7、導熱針6以及第一散熱翅片8，導熱針6以及第一散熱翅片8分設于蓋板7上下表面上，導熱針6用于插入第一填縫4中的導熱層中，請參閱圖6，圖6為本發明實施例提供的電池模組的導熱針密封蓋與下箱體裝配的結構示意圖，導熱針密封蓋22b上的導熱針6插入導熱層，能夠增加導熱針密封蓋22b與導熱層之間的接觸面積，提高熱的傳導效率，而設置于導熱針密封蓋22b另一側的第一散熱翅片8，能夠進一步提高散熱效率。
[0040]為了進一步優化上述技術方案，在本發明實施例中，下箱體21的四個側板的外壁上均設置有第二散熱翅片3，第二散熱翅片3既可以與下箱體21為一體結構，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的固定起到至關重要的作用，其能夠防止單體電池I在電池模組運行時發生傾倒擠壓導熱層，在本發明實施例中，下箱體21的其中一組相對的側板的內壁上均設置有至少兩條定位肋，側板的內壁與其上的兩條定位肋圍成定位槽。上述由定位肋與側板內壁構成定位槽的方式，結構簡單，便于制作，且能夠對單體電池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，導致單體電池I的底部與其他和導熱層接觸的部位散熱效率不同，最終會導致單體電池I內部溫度不均，影響使用壽命，因此，為了解決上述技術問題，在本發明實施例中，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熱層，以使單體電池I均勻散熱，延長其使用壽命。
[0043]為了進一步上述技術方案，在本發明實施例中，下箱體21的底板的內壁上設置有高度不超過定位槽下沿的導熱柱，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，導熱柱不僅能夠增加填充在下箱體21底部的導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底部的導熱層，延長其使用壽命。
[0044]為了進一步的加強電池模組的散熱效果，在本發明實施例中，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；降溫裝置設置于電池模組外部。這樣，當電池模組內的溫度過高，超過預先設定的值時，控制器啟動降溫裝置加快散熱，在由相變材料構成的導熱層散熱的基礎上，對電池模組進行二次散熱，提高電池模組的散熱效率，保證電池模組的正常工作。
[0045]優選地，在本發明實施例中，降溫裝置包括風扇。
[0046]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，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，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術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明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發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)，所述空腔內設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)的長度方向或寬度方向上的兩個側部配合以固定所述單體電池(I); 由相變材料制成的導熱層，填充于所述單體電池(I)與所述空腔內壁之間和/或相鄰所述單體電池(I)之間的縫隙中。2.根據權利要求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板圍成，其中一組相對的所述側板的內壁上對稱地設置有所述定位槽，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.根據權利要求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)，與之對應的，所述下箱體(21)的其中一組相對的所述側板上均設置有多個所述定位槽，多個所述單體電池(I)平行地設置于所述下箱體(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板的內壁間的縫隙為第二填縫(5)。4.根據權利要求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)的導熱針密封蓋(22b)以及用于封堵所述第二填縫(5)的側邊密封蓋(22a)，所述導熱針密封蓋(22b)包括蓋板(7)、導熱針(6)以及第一散熱翅片(8)，所述導熱針(6)以及所述第一散熱翅片(8)分設于所述蓋板(7)的上下表面，所述導熱針(6)用于插入所述第一填縫(4)中的所述導熱層中。5.根據權利要求2所述的電池模組，其特征在于，所述下箱體(21)的四個所述側板的外壁上均設置有第二散熱翅片(3)。6.根據權利要求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板的內壁上均設置有至少兩條定位肋，所述側板的內壁與其上的兩條所述定位肋圍成所述定位槽。7.根據權利要求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.根據權利要求7所述的電池模組，其特征在于，所述下箱體(21)的底板的內壁上設置有高度不超過所述定位槽下沿的導熱柱。9.根據權利要求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;所述降溫裝置設置于所述電池模組外部。10.根據權利要求9所述的電池模組，其特征在于，所述降溫裝置為風扇。
【文檔編號】H01M10/613GK105870539SQ201610395187
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月3日
【發明人】張國慶, 鐘官進, 陽楚雄
【申請人】廣東工業大學