一种具有高散热性能的动力电池模组的制作方法

本实用新型属于动力电池散热技术领域，尤其是涉及一种具有高散热性能的动力电池模组。

背景技术：

世界各国对环境污染及石油能源消耗问题越来越重视，电动汽车的发展前景被普遍看好，其产销量逐年上升，未来有望完全取代传统燃油汽车。电动汽车相比传统汽车，无尾气排放，对环境友好，但电动汽车现阶段也存在一些发展瓶颈，其续航里程无法与传统汽车相比，充电时间较长，且其动力电池模块对温度较敏感。

电动汽车的动力电池模块通常由多个电池模组串并联而成，单个电池模组是由多个单体电池通过串并联组成，每个单体电池的工作状态对动力电池模组乃至整个动力电池模块的工作性能产生影响，而要使单体电池处于最佳的工作状态，则必须保证其始终处于适宜的工作温度，同时还要求各个单体电池的温度差异尽可能小，这对现有的动力电池热管理技术提出了新的要求，而现有技术中动力电池模组内部温度场分布不够均匀、电池模组整体传热功率较差。

中国专利CN 105489965A公开了一种动力电池模组，包括模组外壳、散热系统以及多个电芯，还包括防热失控结构，多个电芯并排规则设置在模组外壳内，散热系统设置在模组外壳上，相邻两个电芯之间均设置有一个防热失控结构，防热失控结构包括两层导热层以及一层隔热层，两层导热层分别叠设在隔热层的两侧，并与散热系统连接，导热层能够将与其临近的电芯的侧面热量传递至散热系统。该专利降低了电芯之间发生热失控的潜在风险，但没有很好的解决温度场分布不够均匀的问题，电池模组整体传热功率低。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了解决上述问题而提供一种具有高散热性能的动力电池模组。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种具有高散热性能的动力电池模组，包括电池组，所述的电池组由多个平行并排放置的单体电池串联或并联组成，还包括位于电池组底部的冷却板以及平行设于各单体电池侧面的冷却片，所述的电池组与冷却片垂直设在冷却板上。

进一步地，所述的冷却板内设有冷却通道，所述的冷却通道设有进口和出口，便于与相邻模组的冷却板或外部管路相联接，冷却通道内通有冷却介质，冷却通道存在多种形式，可为单一串行通道，也可为多列并行通道，贯穿冷却板的整个区域。

进一步地，所述的冷却片与单体电池之间设有导热石墨片，导热石墨片的热导率达1000W/(m*K)以上，能显著减小单体电池的内部温差，使电池组内部温度场分布更均匀，有效改善电池模组的整体传热性能。

进一步地，所述的导热石墨片粘贴在单体电池的侧面。

进一步地，所述的单体电池底部与冷却板之间设有绝缘隔热垫片，绝缘隔热垫片可防止单体电池与冷却板直接接触，保证每个单体电池的大部分热量都通过导热石墨片和冷却片传递至冷却板，从而达到减小单体电池的内部温差的目的。

进一步地，所述的冷却片底部与冷却板之间设有绝缘导热垫片，以保证冷却板与每个冷却片之间接触良好。

进一步地，所述的绝缘导热垫片的材质采用导热硅胶片、导热硅脂或导热膏，绝缘导热垫片的厚度在0.3-2mm，导热垫片的厚度适中，既能达到绝缘要求，又尽量减小热阻。

进一步地，所述的电池组最外侧的冷却片设有绝缘隔热板。

进一步地，所述的冷却片的截面形状为L型或T型，优选为L型，冷却片的厚度在0.3-2mm。

所述的冷却片和冷却板的材质可为金属或其他导热性能较好的非金属(如陶瓷)，冷却板的冷却通道通过内埋铜管或其他金属管实现，也可通过内部开孔形成流道，或通过两块冷却板联接而成。对于冷却板内的冷却通道的形状和线路、以及冷却板的厚度，根据系统散热要求和安装的位置、空间等进行适当改变。冷却板内的冷却通道与外部管路相互连接时需设置紧固件，可以采用金属卡扣或其他紧固件，以确保冷却通道内流通的冷却介质不发生泄露。

本实用新型提供的动力电池模组，通过在单体电池的厚度方向的两侧面(即面积最大的两个面)设置冷却片，并在冷却片与单体电池侧面之间设有一层导热石墨片，在电池组底面设置内部流通冷却介质的冷却板，将单体电池的热量快速传递给冷却板内部的冷却介质。冷却板位于电池组的底面，单体电池的热量传递至冷却板后，再通过其内部的冷却介质流动来进行传热，冷却板内部冷却介质的流动路线为：冷却介质从冷却板的冷却通道进口流入，从通道出口流出，也可反向进行。本实用新型能及时、有效的将单体电池的热量传递出去，显著减小单体电池的内部温差，使电池组内部温度场分布更均匀，改善电池模组的整体传热性能，散热性能高，保证电池模组的高效工作。

附图说明

图1是本实用新型动力电池模组的结构示意图；

图2是本实用新型动力电池模组的分解结构示意图；

图3是L型冷却片的结构示意图；

图4是T型冷却片的结构示意图；

图中：1-单体电池；2-冷却片；3-冷却板；4-导热石墨片；5-绝缘隔热垫片；6-绝缘导热垫片；7-绝缘隔热板；31-进口；32-出口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例1

如图1和图2，一种具有高散热性能的动力电池模组，电池组由多个平行放置的单体电池1组成，单体电池1一般为方形或近似方形，包括六个面，此处定义单体电池1厚度方向的两个面为左、右侧面，电池高度方向的两个面为顶面和底面，电池长度方向的两个面为前端面和后端面。多个单体电池1之间平行设置，相邻的两个单体电池的电极之间通过焊接或其他连接方式进行串联或并联，从而得到一个整体的电池组。

电池组底面设有冷却板3，电池组内部各单体电池的两侧面设有冷却片2，冷却板3内设有冷却通道，冷却通道内有冷却介质流通，具体地，在每个单体电池1的左右两侧面都设置有冷却片2，在冷却片2与单体电池1侧面之间设有一层高热导率的石墨片4，石墨片4最好带背胶，可粘贴在单体电池1表面上；也可通过在石墨片4与单体电池1之间涂一层导热胶代替，冷却片2的结截面形状可为L型或T型(如图3、图4所示)，冷却片的厚度不定，通常在0.3-2mm内，具体根据电池散热需求而定，本实施例采用2mm。在冷却片2与单体电池1底面之间设有一层绝缘隔热垫片5，防止单体电池1与冷却板3直接接触，保证每个单体电池1的大部分热量都通过石墨片4和冷却片2来传递至冷却板3，从而达到减小单体电池1的内部温差的目的。

冷却板3位于电池组的底面，单体电池1的热量传递至冷却板3后，再通过其内部的冷却介质流动来进行传热。冷却板3内部冷却介质的流动路线为：冷却介质从冷却板3的冷却通道的进口31流入，从其冷却通道的出口32流出。当然，此处冷却介质的流动路线也可反向进行，即冷却介质从冷却通道出口32流入，最后从冷却通道进口31流出，这样冷却板3内部冷却介质的流动方向就发生反转。

冷却片2和冷却板3的材质可为金属或其他导热性能较好的非金属(如陶瓷等)，冷却板3的内部通道可通过内埋铜管或其他金属管实现(要注意内部管道与冷却介质之间是否会发生反应)，也可通过内部开孔形成流道，或者通过两块冷却板(其中一块或两块板开有槽型突起)联接而成。对于冷却板3内的冷却通道的形状和线路、以及冷却板的厚度，根据系统散热要求和安装的位置、空间等进行适当改变。例如，冷却板可为内嵌铜管或内部开孔的金属铝板，也可为其他材质的金属或非金属板。冷却板3内的冷却通道与外部管路相互连接时需设置紧固件(附图中未示出)，可以采用金属卡扣或其他紧固件，以确保冷却通道内流通的冷却介质不发生泄露。为保证冷却板3与每个冷却片2之间接触良好，在冷却板3与各个冷却片2之间设有一层绝缘导热垫片5。绝缘导热垫片5的材质可以采用现有技术中常用的厚度较薄的绝缘导热材料，本实施例采用导热硅胶片。导热垫片的厚度要适中，既能达到绝缘要求，又要尽量减小热阻，在0.3-2mm，本实施例为1mm。电池组最外侧的冷却片2设有绝缘隔热板7。

本实施例提供的动力电池模组，其内部的冷却模块适用于电池组内各单体电池内纵向尺寸和安装位置公差的一致性很好的情况，能有效提高电池组内的整体传热和散热效果，使电池组内部温度场分布更均匀。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。