一种电池模组的制作方法

本申请涉及一种电池模组。

背景技术：

动力电池在汽车行业广泛应用，其主要原因是在能源节约和环境保护方面起到的作用越来越大，同时在国家政策的推广下，备受市场青睐。动力电池工作时会产生大量的热，如果不能被及时带走，热量就会聚集在电池周围，导致电芯温度升高，进而使电池性能下降，甚至可能出现漏液、放气、冒烟等现象，严重时会引发燃烧和爆炸等热失控后果。

电池模组是构成汽车动力电池的核心部件，现有电池模组采用的传热结构组件繁多，系统复杂，组装较为困难，生产效率得不到保障；占用大量的空间，组件质量较重，影响整个系统的能量密度；目前，采用的导热介质大部分是导体(铝片、铜片、铝挤型热管或者石墨片等)，很容易造成短路事故；大部分不导电的导热介质导热系数又比较低，大大影响了散热效果；同时由于传热结构的要求，限制了水冷板的安装位置与安装方式。

技术实现要素：

本申请目的是：针对上述问题，提出一种散热效率高、能量密度大、安全可靠的电池模组。

本申请的技术方案是：

一种电池模组，包括若干电池单体，这些电池单体呈矩阵状分布而形成电池阵列，还包括：

脉动热管，其包括：与所述电池单体贴靠布置的蒸发端以及位于所述电池阵列外侧的绝热端和冷凝端；以及

水冷板，所述水冷板与所述脉动热管的冷凝端贴靠布置。

本申请在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

所述水冷板铺设于所述电池阵列的侧部，所述水冷板与所述电池阵列之间夹设有绝缘材质的导热垫片。

所述脉动热管的冷凝端与所述水冷板通过导热胶粘接固定。

所述脉动热管的冷凝端缠绕于所述水冷板外。

所述脉动热管的蒸发端缠绕于所述电池单体外。

所述脉动热管的管体为ptfe或pp材质。

至少所述脉动热管蒸发端的一部分被夹设于所述电池单体之间并发生压缩形变。

所述脉动热管与处于所述电池阵列表面的电池单体胶粘固定。

还包括其上制有若干呈矩阵分布的电池插装孔的电池夹具，所述电池单体插设于所述电池插装孔中。

所述电池单体为圆柱形结构的锂离子电池。

本申请的优点是：

1、改善散热性能。

脉动热管的管体抽成真空后充注部分工作介质，由于管径足够小，管内将形成气泡柱和液体柱间隔布置并呈随机分布的状态。在蒸发端，工质吸热产生气泡，迅速膨胀和升压，推动工质流向冷凝端。冷热两端存在的压力不平衡，使得工质在蒸发端和冷凝端之间振荡流动，从而实现热量的传递。工质的汽化潜热较大，往复的汽化冷凝使得蒸发端的热量被迅速带走，因此，脉动热管的导热系数非常高。脉动热管连接热源(电池单体)和冷源(水冷板)，电池单体充放电产生的热量沿着脉动热管迅速传到冷板，由水冷板内部的冷却介质带走，避免热量在电芯表面、模组内部聚集，可实现电池模组的快充、快放。

2、改善能量密度。

本申请中脉动热管的管体是内部中空的塑料管，密度小，材质轻；结构简单，制作工艺成熟；占用空间小，便于安装，提升了电池包的能量密度。

3、提高安全可靠性。

脉动热管采用耐候性、耐蚀性、耐磨性较好的塑料管制成，内部充注无毒、无害、不燃、无腐蚀的工质。绝缘性好，可防止短路；管路有一定的弹性，可有效缓解振动或挤压时的硬物冲击，极大地提高了电池模组的安全可靠性能。

4、传热不受重力影响，水冷板可任意放置，空间自由度更大。

脉动热管冷热两端存在的压力不平衡，使得工质在蒸发端和冷凝端之间振荡流动。与常规热管相比，脉动热管不需要吸液芯结构，其运动性能基本不受重力作用的影响，可在重力场倒置、微重力场及重力场变化等环境工作。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请实施例中电池组的立体结构示意图；

图2为本申请实施例中电池模组的剖面结构示意图；

图3为本申请实施例中脉动热管的结构示意图；

其中：1-电池单体，2-脉动热管，201-蒸发端，202-绝热端，203-冷凝端，3-水冷板，4-电池夹具，5-导热垫片。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。本申请可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本申请公开内容更清楚透彻的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。

然而，本领域的技术人员可能会意识到其中的一个或多个的具体细节描述可以被省略，或者还可以采用其他的方法、组件或材料。在一些例子中，一些实施方式并没有描述或没有详细的描述。

此外，本文中记载的技术特征、技术方案还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。因此，附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

图1示出了一电池组的结构，该电池组由两个小的电池模组(或称电池模块)串联而成。与传统电池模组相同的是，本实施例中的电池模组也包括电池夹具4(或称电池支架)，电池夹具4上制有众多成矩阵分布的电池插装孔，多个电池单体1的端部分别插设于电池夹具4的各个电池插装孔中，这些电池单体1受各个电池插装孔的限制也呈矩阵状分布，从而形成一电池阵列。电池夹具4的电池插装孔中还设置有金属导电片，前述电池阵列中各个电池单体的正极端/负极端与前述金属导电片接触连接(必要时需要焊接)，从而实现电池阵列中各个电池单体的并联连接。另一电池模组中电池阵列的负极端/正极端从另一侧也插于前述电池夹具4的电池插装孔中并与前述金属导电片接触连接(必要时需要焊接)，从而实现这两个电池模组的并联连接。电池单体1为圆柱形结构的锂离子电池。

再参照图1至图3所示，本实施例的关键改进在于，上述的电池模组还配置有脉动热管2和水冷板3，其中：

脉动热管2包括蒸发端201、绝热端202和冷凝端203。蒸发端201与电池单体1贴靠布置，绝热端202和冷凝端203均位于电池阵列的外侧。

水冷板3与上述脉动热管2的冷凝端203贴靠布置。

脉动热管2的管体被抽成真空后充注部分工作介质，由于管径足够小，管内将形成间隔布置并呈随机分布的气泡柱和液体柱。在蒸发端201，工质吸热产生气泡，迅速膨胀和升压，推动工质流向冷凝端203。工质的汽化潜热较大，往复的汽化冷凝使得蒸发端的热量被迅速带走到冷凝端203，与冷凝端203贴靠布置的水冷板3将热量吸收并带出。

本实施例中，上述水冷板3铺设于电池阵列的侧部，且在水冷板3与电池阵列之间夹设有绝缘材质的导热垫片5。如此，电池阵列的热量除了通过脉动热管传递至水冷板3之外，还可以通过导热垫片5传递给水冷板3。

为了提升脉动热管2的冷凝端203与水冷板3的导热面积，本实施例将脉动热管2的冷凝端203缠绕于水冷板3外，并用导热胶将脉动热管冷凝端203与水冷板3粘接固定，防止二者脱离。

为方便脉动热管2蒸发端201在电池阵列中的安装布置，本实施例将脉动热管2蒸发端201嵌入电池阵列的缝隙中、并缠绕于电池单体1外。

上述脉动热管2的管体采用具有变形能力的塑料材质，如ptfe材质或pp材质，具有很好的耐候性、耐蚀性、耐磨性和绝缘性能。脉动热管2蒸发端201的一部分(或全部)被过盈夹设于电池单体1之间，且在该夹紧力作用下发生一定量的压缩形变。脉动热管2的压缩形变可减小与电池单体1之间的接触热阻，同时在振动或冲撞的过程中对电池单体1起着缓冲保护作用。

为提升脉动热管2的结构稳定性，本实施例将脉动热管2与处于电池阵列表面的电池单体1胶粘固定。

图1中的两个电池模组共用同一个水冷板3，而且每个电池模组配置有多个脉动热管2。

上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。