高安全性圓柱電池均溫模塊的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種圓柱電池均溫模塊，尤其是一種用相變儲熱技術和材料導熱技術對電池工作時的產熱進行吸熱和熱傳導的模塊，屬于電池熱管理技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著電動汽車的快速發展，動力電池的安全性逐漸得到重視，特別是電池在工作時候產熱的處理的成為電池組設計重點考慮的問題之一。傳統的冷卻方式如風扇冷卻因為成本低廉即使效果不理想仍然作為主要的冷卻方式，液體冷卻的方式因為成本高和存在液體泄漏發風險，少有廠家采用。在探索電池新的熱管理技術的過程中，相變材料作為一種成本低廉，效果良好的熱處理方式得到廣泛的研究，但由于相變材料本身是一種功能材料，不能滿足電池組結構的安全性和可靠性方面的要求，并且相變材料單體在阻燃性能和絕緣性能方面很難滿足電池組的設計需要，單獨使用相變材料在電池組散熱應用上有許多的局限性，而且相變材料通過配方調整也很難完全通過電池組的安全標準的測試。
【發明內容】
[0003]針對上述相變材料技術應用于電池組熱管理的結構安全性和可靠性方面的不足，本實用新型揭示了一種高安全性圓柱電池均溫模塊。該模塊具有結構強度良好、可耐高溫和循環壽命長的特點，具有良好的擴展性，并能滿足電池組阻燃性和絕緣性的要求。
[0004]為達到上述效果，本實用新型采用的技術方案是，高安全性圓柱電池均溫模塊包含兩種，即雙半圓模塊和單半圓模塊，雙半圓模塊和單半圓模塊的數量根據電池的成組需要設置。模塊的殼體采用導熱和耐熱性能良好的材料制作，兩種模塊的殼體內部灌注相變材料。
[0005]所述雙半圓模塊由第一殼體、第二殼體、塞子和相變材料組成。所述單半圓模塊由第一殼體、第三殼體、塞子和相變材料組成。
[0006]所述第一殼體是一個單面開口的殼體，由長方形的第一方框、若干第一平面壁和若干第一圓弧壁構成，圓弧壁的直徑和電池的外徑匹配。第一平面壁和第一圓弧壁的數量根據需要設置。任意兩個第一圓弧壁之間設置了若干第一加強筋，第一方框設置了第一通孔和第二通孔。
[0007]所述第二殼體是一個單面開口的殼體，由長方形的第二方框、若干第二平面壁和若干第二圓弧壁構成，圓弧壁的直徑和電池的外徑匹配。第二平面壁和第二圓弧壁的數量根據需要設置，任意兩個第二圓弧壁之間設置了若干第二加強筋。
[0008]所述第三殼體是一個單面開口的殼體，由長方形的第三方框和第三平面壁構成，殼體內部設置了若干第三加強筋。
[0009]所述第一殼體和第二殼體匹配組成雙半圓模塊。兩個殼體的結合處，第一殼體的第一方框設置了凹槽，第二殼體的第二方框設置了凸臺，凹槽和凸臺通過超聲波焊接實現良好密封。所述第一殼體和第三殼體匹配組成單半圓模塊，兩個殼體的結合連接和雙半圓模塊一樣。
[0010]所述的相變材料由石蠟、導熱材料、高分子材料、阻燃劑和穩定劑按一定的比例組成。生產時，石蠟先在容器中加熱溶解成液體，然后逐漸加入導熱材料、高分子材料、阻燃劑和穩定劑，充分攪拌均勻后，采用壓力注射設備從雙半圓模塊或單半圓模塊的第一通孔注入(第二通用于排氣)，把模塊內部空間填充滿后，使用塞子密封模塊上的兩個孔，模塊制作完成。
[0011]相變材料中的石蠟吸熱相變時，微觀上仍是固體變成液體，但由于配方材料之間的互相作用，液態石蠟被吸附并不流動，相變材料外觀上仍然是固體，不會發生形變，并且由于殼體的密封作用，保證相變材料不會泄漏。
[0012]綜上所述這種圓柱電池均溫模塊的結構特征，其有益效果是:1、模塊結構強度良好，可通過電池組相關的振動、跌落和撞擊測試。2、相變材料被封裝在殼中，長期循環使用沒有損失，可有持久的使用壽命。3、有殼體的保護，提升了產品整體的阻燃和絕緣性能。4、因為相變材料配方的特點，材料在相變后整體仍然保持固體形狀，不會發生泄漏，因而對電池組內部零件無影響。5、雙半圓模塊可以按照電池組的需要靈活匹配數量，具有較好的可擴展性。6、通過長期使用后相變材料性能下降，可以通過打開模塊的塞子更換相變材料，恢復模塊的性能。因此所揭示的雙半圓模塊和單半圓模塊組合用于電池組的熱管理，具有較高的整體安全性和環境適應性，具有良好的實用價值。
【附圖說明】
[0013]圖1均溫模塊和圓柱電池組成的電池組整體圖。
[0014]圖2均溫模塊和圓柱電池組成的電池組分解圖。
[0015]圖3雙半圓模塊分解圖。
[0016]圖4單半圓模塊分解圖。
[0017]圖5第一殼體背面結構圖。
[0018]圖6第一殼體正面結構圖。
[0019]圖7第二殼體結構圖。
[0020]圖8第三殼體結構圖。
[0021]圖9雙半圓模塊剖視線位置圖。
[0022]圖10雙半圓模塊B-B剖視圖。
[0023]圖11雙半圓模塊剖視圖細節A放大圖。
【具體實施方式】
[0024]下面對本實用新型的實施方式進行具體描述。
[0025]均溫模塊和圓柱電池組成的電池組如圖1，分解圖如圖2所示，本新型所述的高安全性圓柱電池均溫模塊包含兩種，即雙半圓模塊I和單半圓模塊2，若干個雙半圓模塊I和若干單半圓模塊2的數量根據電池3的成組需要設置。模塊的殼體采用導熱和耐熱性能良好的材料制作，在本實施例中，殼體的材料采用PA6導熱塑料，兩種模塊內部灌注相變材料4，如圖3和圖4。
[0026]如圖3所示，所述雙半圓模塊I由第一殼體11、第二殼體12、塞子14和相變材料4組成。如圖4所示，所述單半圓模塊2由第一殼體11、第三殼體13、塞子14和相變材料4組成。
[0027]如圖5和圖6，所述第一殼體11是一個單面開口的殼體，由長方形的第一方框111、若干第一平面壁112和若干第一圓弧壁113構成，圓弧壁的直徑和電池的外徑匹配。第一平面壁112和第一圓弧壁113的數量根據需要設置。任意兩個第一圓弧壁113之間設置了若干第一加強筋114，第一方框111設置了第一通孔1111和第二通孔1112。
[0028]如圖7，所述第二殼體12是一個單面開口的殼體，由長方形的第二方框121、若干第二平面壁122和若干第二圓弧壁123構成，圓弧壁的直徑和電池的外徑匹配。第二平面壁122和第二圓弧壁123的數量根據需要設置，任意兩個第二圓弧壁123之間設置了若干第二加強筋124。
[0029]如圖8，所述第三殼體13是一個單面開口的殼體，由長方形的第三方框131和第三平面壁132構成，殼體內部設置了若干第三加強筋133。
[0030]所述第一殼體11和第二殼體12匹配組成雙半圓模塊I。如圖9、圖10和圖11，兩個殼體的結合處，第一殼體11的第一方框111設置了凹槽1113，第二殼體12的第二方框121設置了凸臺1211，凹槽1113和凸臺1211通過超聲波焊接實現良好密封。所述第一殼體11和第三殼體13匹配組成單半圓模塊2，兩個殼體的結合連接和雙半圓模塊I 一樣。
[0031]所述的相變材料4由石錯、導熱材料、高分子材料、阻燃劑和穩定劑按一定的比例組成。生產時，石蠟先在容器中加熱溶解成液體，然后逐漸加入導熱材料、高分子材料、阻燃劑和穩定劑，充分攪拌均勻后，采用壓力注射設備從雙半圓模塊I或單半圓模塊2的第一通孔1111注入(第二通孔1112用于排氣)，把模塊內部空間填充滿后，使用塞子14密封模塊上的兩個通孔，模塊制作完成。
[0032]上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，如改變其中部件的位置、數量或改變殼體的形狀等，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式與技術方案，都包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.高安全性圓柱電池均溫模塊包含兩種，即雙半圓模塊和單半圓模塊，雙半圓模塊和單半圓模塊的數量根據電池的成組需要設置，可由若干個雙半圓模塊和若干個單半圓模塊組成；模塊的殼體采用導熱和耐熱性能良好的材料制作，兩種模塊的殼體內部灌注相變材料； 所述雙半圓模塊由第一殼體、第二殼體、塞子和相變材料組成； 所述單半圓模塊由第一殼體、第三殼體、塞子和相變材料組成； 所述的第一殼體是一個單面開口的殼體，由長方形的第一方框、若干第一平面壁和若干第一圓弧壁構成，第一圓弧壁的直徑和電池的外徑匹配； 所述的第二殼體是一個單面開口的殼體，由長方形的第二方框、若干第二平面壁和若干第二圓弧壁構成，第二圓弧壁的直徑和電池的外徑匹配； 所述的所述第三殼體是一個單面開口的殼體，由長方形的第三方框和第三平面壁構成。2.根據權利要求1所述的高安全性圓柱電池均溫模塊，所述第一殼體任意兩個第一圓弧壁之間設置了若干第一加強筋；所述第二殼體任意兩個第二圓弧壁之間設置了若干第二加強筋。3.根據權利要求1所述的高安全性圓柱電池均溫模塊，所述第一殼體的第一方框設置了第一通孔和第二通孔。4.根據權利要求1所述的高安全性圓柱電池均溫模塊，模塊的殼體采用導熱和耐熱性能良好的材料可以是高分子導熱材料。
【專利摘要】本實用新型公開了一種高安全性圓柱電池均溫模塊，其設計方案是，均溫模塊包含兩種，雙半圓模塊和單半圓模塊，兩種模塊的數量根據電池的成組需要設置。模塊的殼體采用導熱和耐熱性能良好的材料制作，兩種模塊的殼體內部灌注相變材料。綜上所述這種圓柱電池均溫模塊的結構特征，其有益效果是：模塊結構強度良好，可通過電池組相關的振動、跌落和撞擊測試。相變材料被封裝在殼中，長期循環使用沒有損失，可有持久的使用壽命。有殼體的保護，提升了產品整體的阻燃和絕緣性能。因此所揭示的雙半圓模塊和單半圓模塊組合用于電池組的熱管理，具有較高的安全性。
【IPC分類】H01M10/659, H01M10/643, H01M10/653, H01M10/617, H01M2/10, H01M10/625
【公開號】CN204885368
【申請號】CN201520519578
【發明人】高冠勇, 張國慶, 王少輝
【申請人】廣東萬錦科技股份有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年7月17日