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CN108258167A - 一种电池模组 - Google Patents

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丁勇
吴畏
刘振勇
方云明
张鑫
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Abstract

本发明涉及动力电池技术领域，特别涉及一种电池模组。所述电池模组包括：多个电芯、导热件、隔热件和模组框架，在相邻两电芯间布置导热件和隔热件，导热件的下部均具有覆盖电芯底部的弯折结构，所述导热件和所述隔热件的数量均为一个或多个，使得电芯产生的热量实现定向传导至模组外部，模组内电芯的温度差异减小，从而有效阻隔、延缓连锁反应，大大降低电芯失效的破坏力和破坏范围，最终提升模组整体性能，延长使用寿命。因此该种电池模组具有良好的应用前景，可广泛应用于动力电池技术领域。

Description

一种电池模组
技术领域
本发明涉及动力电池技术领域，特别涉及一种电池模组。
背景技术
现有电池模组散热较慢，在大倍率充放电的情况下，模组内电芯温升速率快；模组内不同位置温度差异大，极易触发过温保护，导致限流使用，影响车辆驾驶感受。另外，由于现有模组结构中的热传导基本都是非定向传导，热量会从电芯的各个接触面向外传导，两个电芯的相邻表面的热量无法快速传导出去，导致在模组内热量累积严重，当达到使用温度上限，电芯间温度差异大，损失模组整体性能。另外，现有模组结构电芯间相互影响严重，当意外发生，一颗电芯发生热失控时，热量迅速在模组内扩散，引起模组内电芯的连锁反应，破坏迅速且破坏力大，安全风险很高。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种电池模组，所述技术方案如下：
提供了一种电池模组，包括：多个电芯、导热件、隔热件和模组框架，在相邻两电芯间布置导热件和隔热件，导热件的下部均具有覆盖电芯底部的弯折结构，所述导热件和所述隔热件的数量均为一个或多个。
优选地，所述导热件与隔热件在相邻两电芯间沿第一方向相邻设置。在相邻电芯间分别设置相邻的导热件与隔热件，具有折弯结构的导热件可以使其包裹的单个电芯产生热量发生定向传导，将热量直接传递至电芯底部，然后传导给冷却板；而隔热件的存在，则成功地实现了将电池模组多个电芯中的单个电芯分别隔离开，有效阻隔、延缓连锁反应，大大降低电芯失效的破坏力和破坏范围。
优选地，所述导热件的结构包括：单个L型结构、相对设立的双L型结构或U型结构。
优选地，所述导热件的结构为L型结构、相对设立的双L型结构或U型结构，使得导热件覆盖沿第二方向的电芯表面和电芯底部。导热件覆盖电芯表面，则能使整个电芯产生的热量更多地进行传导。
优选地，所述隔热件的形状为片状或板状。隔热件的形状为片状或板状，这样的形状易于将相邻电芯部分、或全部地隔离。
优选地，隔热件沿第二方向的表面积小于或等于导热件沿第二方向的表面积，这样能够同时起到良好的电芯间热平衡。
优选地，在沿第二方向的多个电芯侧面还设有一个或多个所述导热件和一个或多个所述隔热件，这样能够实现电池模组电芯产生的热量更全面地传导出去。
优选地，所述电池模组还包括冷却板，设于所述导热件弯折结构的下方，与所述弯折结构的底面接触。
优选地，所述隔热件与所述导热件在相邻两电芯间沿第二方向上下设置，或所述隔热件与所述导热件为在相邻两电芯间沿第二方向设置的一体成型结构，同样也起到隔热与导热的效果。
优选地，所述导热件或所述一体成型结构具有覆盖电芯底部的弯折结构，使得将电芯主体的热量更好地向下或向电芯底部传导。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
1、由于该电池模组中的导热件结构，电芯产生的热量实现定向传导至模组外部，模组内电芯的温度差异减小，提升电池模组整体性能，延长使用寿命；
2、采用的隔热件结构能够适当阻隔、延缓连锁反应，大大电芯间的温度一致性，并，提高电池模组性能；
3、导热件与隔热件的配合结构，既能实现电芯热量的定向传导，提高电芯间温度一致性，同时又能起到电芯间良好隔热效果，不仅散热效果好，还提高了安全性；
4、该电池模组结构简单，易于实施即工艺简单，成本小。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的电池模组的结构分解示意图；
图2是本发明实施例提供的电池模组的局部结构示意图；
图3是本发明实施例提供的电池模组的局部结构示意图；
图4是本发明实施例提供的电池模组的局部结构示意图。
附图标记说明：
1-电芯，2,2'-导热件，3,3'-隔热件，4-模组框架，5-绝缘件；
x-第一方向，y-第二方向。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明关于“下部”、“下方”等方向上的描述均是基于附图所示的方位或位置的关系定义的，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所述的装置必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
本发明实施例提供的电池模组，通过在多个电芯中的相邻两电芯间布置导热件和隔热件，并且导热件的下部均具有覆盖电芯底部的弯折结构，使得电芯产生的热量实现定向传导至模组外部，模组内电芯的温度差异减小，从而有效阻隔、延缓连锁反应，大大降低电芯失效的破坏力和破坏范围，最终提升模组整体性能，延长使用寿命。因此该种电池模组具有良好的应用前景，可广泛应用于动力电池技术领域。
下面结合具体实施例及附图，对本发明实施例提供的电池模组作进一步说明。
图1是本发明实施例提供的电池模组的结构分解示意图。图2是本发明实施例提供的电池模组的局部结构示意图。图3是本发明实施例提供的电池模组的局部结构示意图。图4是本发明实施例提供的电池模组的局部结构示意图。
如图1所示，本发明实施例提供的电池模组包括多个电芯1、导热件2、隔热件3和模组框架4。另外电池模组还包括绝缘件5、电芯间导电体(图中未示出)、模组输出电极(图中未示出)以及冷却板(图中未示出)。其中，多个电芯1被电池模组框架4约束为电池模组，电芯电极使用电芯间导体连接，输出电极一端与模组边缘的电芯连接、另一端设于模组外部。在相邻两电芯1间布置导热件2和隔热件3，导热件2的下部均具有覆盖电芯1底部的弯折结构，该折弯结构可以是导热件沿电芯1表面弯折到电芯1底部的结构，冷却板设于导热件弯折结构的下方，与弯折结构的底面接触。因为在电池模组中一般分布有多个电芯1，导热件2和隔热件3的数量均为一个或多个。
优选地，导热件2与隔热件3沿第一方向x方向相邻设置，在相邻电芯1间分别设置相邻的导热件2与隔热件3，具有折弯结构的导热件2可以使其包裹的单个电芯1产生热量发生定向传导，将热量直接传递至电芯1底部，然后传导给冷却板；而隔热件3的存在，则成功地实现了将电池模组多个电芯1中的单个电芯1分别隔离开，有效阻隔、延缓连锁反应，大大降低电芯1失效的破坏力和破坏范围。
进一步优选地，导热件2的结构包括单个L型结构、相对设立的双L型结构或U型结构。这里的双L型结构，在具体使用时，可以设计成底部折弯结构相互重叠或不重叠，无论导热件2采用以上哪种结构，设置的中心技术构思和目的在于，将电池模组中单个电芯1产生的热量定向传导至电芯1底部，因此导热件2除了采用上述结构，也可以采用其他能起到类似功效或功能的类型结构，只要其不脱离上述技术构思即可。
优选地，导热件2的结构为L型结构、相对设立的双L型结构或U型结构，使得导热件2覆盖沿第二方向y方向的电芯1表面和电芯1底部。导热件2的片状结构具有较好的导热效果，而导热件2覆盖电芯表面，则能使整个电芯1产生的热量更多地进行传导。另外优选地，隔热件3的形状为片状或板状，这样的形状易于将相邻电芯1适当地隔离，并且由于厚度不必设计的很厚，节约成本。
进一步优选地，隔热件3沿第二方向y方向的表面积小于导热件2沿第二方向y方向的表面，或，表面积积相等，这样能够同时起到良好的隔热和导热效果。
优选地，在沿第二方向y方向的多个电芯1侧面还设有一个或多个导热件2和一个或多个隔热件3，即除了L型结构或U型结构覆盖电芯1的朝极板平行方向的大面积侧面外，还可以在多个电芯1的其他两侧面(小面积侧面)布置一个或多个导热件2、这样能够实现电池模组电芯产生的热量更全面地传导出去。
图2及图3示出了一优选实施方式，在该实施方式中，导热件2为片状的L型结构，贴合覆盖于单个电芯的1侧面，并且在该L型结构的竖直外侧面，贴合设置有片状的隔热件3。在电池模组的多个电芯1排列结构中，分别在相邻电芯1间呈间隔方式地设置多个导热件2与隔热件。由于导热件2仅采用了单个片状结构，以及附带的片状隔热件3结构，依然能将多个电芯1隔离开来，并且能够实现将电芯主体产生的热量定向传导至电芯底部，还节约了材料成本。
图4示出了另外两种实施方式，其一，隔热件3'与导热件2'在相邻两电芯1间沿第二方向y方向上下设置，或隔热件3'与导热件2'为在相邻两电芯1间沿第二方向设置y方向的一体成型结构，同样也起到隔热与导热的效果，该种结构的导热件2'与隔热件3'也可以设置多个，分别布置在相邻的电芯1间，至于隔热件3'与导热件2'各自的结构体积占比，可以根据实际需要进行不同设置；其二，在该实施方式中，优选地将导热件的结构设置为U型结构，这样的结构使得将单个电芯1排布方向的两个侧面包裹的更为严实，从而使定向传导热量的效果更好。
进一步优选地，上述结构中，导热件2'或导热件2'与隔热件3'的一体成型结构具有覆盖电芯1底部的弯折结构，使得将电芯主体的热量更好地向下或向电芯底部传导。
另外，对于上述所有方案中的导热件、隔热件，导热件可以采用石墨基导热材料，或者，采用材料主要成分为二氧化硅，次要成分为三甲基硅胶材料；隔热件可以采用纤维复合气凝胶隔热材料。
本发明实施例提供的电池模组导热隔热结构工作原理如下：
单个电芯工作产生的热量通过导热件定向传导到电芯底部(模组框架与导热板接触面一般铺设有冷却板)；通过电芯间贴附隔热件，阻止单一电芯产生的热量传导到其它电芯上。电芯底部覆盖的导热件折弯结构，能够增强电池模组冷却板与导热件间的热交换作用。
综上所述，本发明实施例提供的电池模组具有以下有意效果：
1、由于该电池模组中的导热件结构，电芯产生的热量实现定向传导至模组外部，模组内电芯的温度差异减小，提升电池模组整体性能，延长使用寿命；
2、采用的隔热件结构能够调节电芯间的温度一致性，且，还能有效阻隔、延缓连锁反应，大大降低电芯失效的破坏力和破坏范围，提高电池模组性能；
3、导热件与隔热件的配合结构，既能实现电芯热量的定向传导，同时又能起到电芯间具有隔热效果，不仅散热效果好，还提高了安全性；
4、该电池模组结构简单，易于实施即工艺简单，成本小。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本发明的可选实施例，在此不再一一赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池模组，其特征在于，包括：多个电芯、导热件、隔热件和模组框架，在相邻两电芯间布置导热件和隔热件，导热件的下部均具有覆盖电芯底部的弯折结构，所述导热件和所述隔热件的数量均为一个或多个。
2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述导热件与隔热件在相邻两电芯间沿第一方向相邻设置。
3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述导热件的结构包括：单个L型结构、相对设立的双L型结构或U型结构。
4.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述导热件的结构为单个L型结构、相对设立的双L型结构或U型结构，使得所述导热件覆盖沿第二方向的电芯表面和电芯底部。
5.根据权利要求1至4任一项所述的电池模组，其特征在于，所述隔热件的形状为片状或板状。
6.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述隔热件沿第二方向的表面积小于或等于所述导热件沿第二方向的表面积。
7.根据权利要求1至4任一项所述的电池模组，其特征在于，在沿第二方向的多个电芯侧面还设有一个或多个所述导热件和一个或多个所述隔热件。
8.根据权利要求1至4任一项所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组还包括冷却板，设于所述导热件弯折结构的下方，与所述弯折结构的底面接触。
9.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述隔热件与所述导热件在相邻两电芯间沿第二方向上下设置，或所述隔热件与所述导热件为在相邻两电芯间沿第二方向设置的一体成型结构。
10.根据权利要求9所述的电池模组，其特征在于，所述导热件或所述一体成型结构具有覆盖电芯底部的弯折结构。
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