一种电芯散热翅片、软包电芯、电池模组以及电池包的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种电芯散热翅片、软包电芯、电池模组以及电池包。


背景技术：

2.软包电芯的封边形式主要有两种，一种是三封边电芯，一种是四封边电芯。现有的软包电芯的模组设计中，电芯主要通过两种形式将热量传到模组壳体或液冷板上。
3.三封边电芯可以通过没有封边折边的那个侧面利用导热胶直接将热量传递到模组壳体或液冷板，散热效率较高。
4.四封边电芯由于两个侧面都有封边折边的存在，无法利用相同的方式将热量直接传递到模组壳体或液冷板，只能借助于散热铝翅片先将电芯的热量从电芯正面或背面传递到散热铝翅片的中部，然后再传递到散热铝翅片的顶部或底部，然后才能利用导热胶将热量传递给模组壳体或液冷板。
5.四封边软包电芯由于其封边设计的局限性，使得导热速度和效率大大降低了，无法及时将电芯在充放电过程中产生的热量传导出去，会加速电芯的老化，减少电芯的寿命，并且会由于温度过高而导致热失控等危险。
6.现有的软包锂离子动力电池模组会在导热铝壳的上下开设注胶孔，并通过注胶孔注入导热胶，使电芯窄面通过导热胶与导热铝壳连接进行散热，但现有的这种散热方式所用的导热铝壳结构导热胶不容易向上渗透，使导热胶与电芯的接触面积小，不利于散热。


技术实现要素：

7.本实用新型为了解决现有技术问题中的一种或几种，提供了一种电芯散热翅片、软包电芯、电池模组以及电池包。
8.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种电芯散热翅片，包括翅片本体和支撑边，所述翅片本体的至少两条边连接有所述支撑边，所述支撑边与所述翅片本体成角度设置，至少一个所述支撑边上开设有胶孔，所述翅片本体与胶孔所在支撑边的连接位置或邻近所述连接位置设有凹槽，所述凹槽向所述翅片本体背离所述支撑边的一侧凹陷。
9.本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在支撑边上开设胶孔，并在支撑边与翅片本体的连接位置处设置凹槽，当电芯装配到散热翅片内后，通过在翅片本体开设有胶孔的一个支撑边上涂抹导热胶，使导热胶能够渗透到电芯的窄边处以及继续渗透到电芯的侧面，使导热胶渗透更多，分散更均匀，使导热胶能够同时接触到电芯的侧面和底面的位置，增大了导热胶与电芯表面的接触面积，能够更好的帮助散热。
10.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
11.进一步，所述支撑边垂直于所述翅片本体。
12.采用上述进一步方案的有益效果是：便于与常规的电芯结构适配并用于装配电
芯。
13.进一步，所述凹槽布置有一排或多排，每排凹槽为沿所述连接位置延伸方向设置的一个或分段间隔设置的多个。
14.采用上述进一步方案的有益效果是：为了更好的使导热胶进行渗透，可以在翅片本体上开设多排凹槽，并且使每排凹槽都能够覆盖翅片本体的长度方向，进一步增强了导热胶的渗透分散效果，以及使电芯的整条窄边都能够被导热胶覆盖，散热效果好。
15.进一步，所述凹槽为点状结构或长条形结构，长条形结构的凹槽平行于所述连接位置布置或与所述连接位置成角度布置。
16.采用上述进一步方案的有益效果是：可以根据需要选择点状结构或长条形结构，点状结构使翅片本体的结构强度更稳定，长条形结构使导热胶渗透扩散效果更好。
17.进一步，所述凹槽沿垂直于所述连接位置的截面呈弧形、三角形、多边形、由曲线构成的形状、或由曲线与直线构成的形状。
18.采用上述进一步方案的有益效果是：可以根据需要选择不同的凹槽形状，都能够满足扩散需求。
19.进一步，所述胶孔为一个或多个，所述胶孔呈圆形、椭圆形、方形、多边形、由曲线构成的形状、或由曲线与直线构成的形状。
20.采用上述进一步方案的有益效果是:可以根据需要选择不同形状的胶孔，采用规则形状的胶孔，能够保证支撑边的机械强度，相比其他形状，圆孔的机械强度更好。
21.进一步，所述凹槽位于所述翅片本体上，所述胶孔与所述凹槽间隔布置或与所述凹槽连通。
22.采用上述进一步方案的有益效果是:将胶孔与凹槽连通，有利于导热胶从胶孔直接渗透到凹槽中，再沿凹槽沿电芯表面向上渗透；而将凹槽与胶孔间隔布置，避免应力集中，使翅片本体的机械强度更稳定可靠；相对于直接在翅片本体上挖槽，使翅片本体的厚度均匀，保证了结构强度。
23.进一步，所述翅片本体与各个支撑边的连接位置或邻近所述连接位置均设有凹槽，至少一个支撑边上设有胶孔。
24.采用上述进一步方案的有益效果是:通过在各个支撑边的连接位置附近都设置凹槽，使翅片本体整体结构稳定，增加了翅片本体的机械强度，使支撑边的在各个方向的抗挤压能力更好。
25.一种软包电芯，包括电芯本体和所述的电芯散热翅片，所述电芯本体置放在电芯散热翅片中，开设有胶孔的支撑边与所述电芯本体的一条封边对应布置。
26.本实用新型的有益效果是：由于软包电芯的封边结构限制，很难通过涂覆导热胶而将热量直接传递到模组壳体或液冷板，通过在散热翅片的支撑边上开设胶孔，并在翅片本体与支撑边的连接位置附近设置凹槽，能够使导热胶能够更多的渗透进入到电芯的侧面，使散热翅片通过导热胶能够同时接触到电芯的底部以及侧面靠近底部的位置，增大了导热胶与电芯表面的接触面积，能够更好的帮助散热。
27.一种电池模组，包括多个上述的软包电芯，还包括模组壳体，多个所述软包电芯堆叠设置在所述模组壳体内，多个翅片本体的开设有胶孔的支撑边均与模组壳体内侧壁通过导热胶贴合。
28.本实用新型的有益效果是：电池模组组装过程中，电芯散热翅片的底部带有胶孔的支撑边会通过导热胶与模组壳体贴合，电芯产生的热量能够通过导热胶迅速通过模组壳体传递到外侧的液冷板，达到快速降低电芯温度的效果。
29.一种电池包，包括箱体、液冷板和多个上述的电池模组，所述液冷板和多个电池模组均设置在所述箱体内，多个所述电池模组的开设有胶孔的支撑边所在侧通过导热胶与液冷板贴合，或多个所述电池模组的两个支撑边所在侧均通过导热胶与液冷板贴合。
30.本实用新型的有益效果是：电池包组装过程中，电芯散热翅片的底部带有胶孔的支撑边会通过导热胶与模组壳体贴合，模组壳体又通过导热胶与液冷板贴合，电芯产生的热量能够通过导热胶迅速通过模组壳体传递到外侧的液冷板，达到快速降低电芯温度的效果。
附图说明
31.图1为本实用新型电芯散热翅片的立体结构示意图；
32.图2为本实用新型电芯散热翅片的主视结构示意图；
33.图3为本实用新型电芯散热翅片的仰视结构示意图一；
34.图4为本实用新型电芯散热翅片的仰视结构示意图二；
35.图5为本实用新型电芯散热翅片的仰视结构示意图三；
36.图6为本实用新型电芯散热翅片的仰视结构示意图四；
37.图7为本实用新型电芯散热翅片的侧视结构示意图一；
38.图8为本实用新型电芯散热翅片的侧视结构示意图二；
39.图9为本实用新型电芯散热翅片的侧视结构示意图三；
40.图10为本实用新型软包电芯的主视结构示意图；
41.图11为本实用新型软包电芯的侧视结构示意图；
42.图12为本实用新型软包电芯的仰视结构示意图；
43.图13为本实用新型软包电芯的立体结构示意图；
44.图14为本实用新型电池模组的俯视结构示意图；
45.图15为图14中a-a的剖视结构示意图；
46.图16为图15中a部的放大结构示意图。
47.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
48.1、翅片本体；11、凹槽；2、支撑边；21、胶孔；3、电芯本体；4、电池模组；41、模组壳体。
具体实施方式
49.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
50.实施例1
51.如图1～图9所示，本实施例的一种电芯散热翅片，包括翅片本体1和支撑边2，所述翅片本体1的至少两条边连接有所述支撑边2，所述支撑边2与所述翅片本体1成角度设置，至少一个所述支撑边2上开设有胶孔21，所述翅片本体1与胶孔21所在支撑边2的连接位置
或邻近所述连接位置设有凹槽11，所述凹槽11向所述翅片本体1背离所述支撑边2的一侧凹陷。通过在支撑边2上开设胶孔21，并在连接位置处设置凹槽11，当电芯装配到散热翅片内后，通过在翅片本体1开设有胶孔21的一个支撑边2上涂抹导热胶，使导热胶能够渗透到电芯的窄边处以及继续渗透到电芯的侧面，使导热胶渗透更多，分散更均匀，使导热胶能够同时接触到电芯的侧面和底面的位置，增大了导热胶与电芯表面的接触面积，能够更好的帮助散热。
52.本实施例中，所述支撑边2可以一体连接在翅片本体1上，即可以在翅片本体1的两端折弯形成两个支撑边2。所述支撑边2与翅片本体1也可以采用分体结构，将支撑边2固定连接(例如焊接)在翅片本体1的两端，或将支撑边2通过螺栓等连接件可拆卸连接在翅片本体1的两端。
53.本实施例的一个优选方案为，所述支撑边2垂直于所述翅片本体1，便于与常规的电芯结构适配并用于装配电芯。
54.本实施例中凹槽11的设置方式有多种，分别如下：
55.具体设置方式一：所述凹槽11沿所述翅片本体1的宽度方向(即图1中的cd方向)布置有一排，该排凹槽11为贯穿所述翅片本体1设置的一个，凹槽11沿翅片本体1的长度方向(即图1中的ab方向)布置且贯通翅片本体1长度方向的两端，即采用一根贯穿翅片本体1长度方向两端的通槽。该通槽平行于所述连接位置布置或与所述连接位置成角度布置。
56.具体设置方式二：为了更好的使导热胶进行渗透，可以在翅片本体上开设多排凹槽，并且使每排凹槽都能够覆盖翅片本体的长度方向(即图1中的ab方向)，每排凹槽11都采用一根贯穿翅片本体1长度方向两端的通槽，该通槽平行于所述连接位置布置或与所述连接位置成角度布置。进一步增强了导热胶的渗透分散效果，以及使电芯的整条窄边都能够被导热胶覆盖，散热效果好。
57.具体设置方式三：所述凹槽11沿所述翅片本体1的宽度方向布置有一排，该排凹槽11为沿所述翅片本体1的长度方向分段间隔设置在所述翅片本体1上的多个。每个凹槽11可以采用长条形结构，长条形结构的凹槽11平行于所述连接位置布置或与所述连接位置成角度布置。
58.具体设置方式四：在翅片本体上沿所述翅片本体1的宽度方向布设多排具体设置方式三中的凹槽。
59.具体设置方式五：将具体设置方式三或具体设置方式四种的凹槽设置为点状结构。
60.具体设置方式六：将具体设置方式一中的凹槽设置为不贯通翅片本体1长度方向的两端的结构形式，即凹槽11两端设置为封闭结构。
61.具体设置方式七：将具体设置方式二中的凹槽设置为不贯通翅片本体1长度方向的两端的结构形式，即凹槽11两端设置为封闭结构。
62.本实施例的各个具体设置方式可以根据需要选择点状结构或长条形结构，点状结构使翅片本体的结构强度更稳定，长条形结构使导热胶渗透扩散效果更好。
63.如图7～图9所示，本实施例的所述凹槽11在翅片本体1的宽度方向(即垂直于连接位置的方向)的截面可以设置为任意形状，只要能够形成凹槽即可，例如凹槽11可以呈弧形、三角形、多边形结构、由曲线构成的形状、或由曲线与直线构成的形状或者其他不规则
结构等。可以根据需要选择不同的凹槽形状，都能够满足扩散需求。
64.如图1、图3～图6所示，本实施例的所述胶孔21为一个或多个，例如，可以直接在支撑边2上设置一个胶孔21，该胶孔21可以为点状结构，也可以为沿翅片本体1长度方向布置的长条形结构。
65.如图1、图3～图6所示，本实施例的所述胶孔21呈圆形、椭圆形、方形、多边形、由曲线构成的形状、或由曲线与直线构成的形状或者其他不规则形状。可以根据需要选择不同形状的胶孔，采用规则形状的胶孔，能够保证支撑边的机械强度，相比其他形状，圆孔的机械强度更好。
66.如图7～图9所示，本实施例的所述凹槽11位于所述翅片本体1上，当凹槽11位于翅片本体1与支撑边2的连接位置时，凹槽11相当于是支撑边2向翅片本体1的延伸结构；所述胶孔21与所述凹槽11间隔布置或与所述凹槽11连通；所述凹槽为向所述翅片本体外侧凸起形成的槽体结构。将胶孔与凹槽连通，有利于导热胶从胶孔直接渗透到凹槽中，再沿凹槽沿电芯表面向上渗透(即沿翅片本体1的宽度方向渗透)；而将凹槽与胶孔间隔布置，避免应力集中，使翅片本体的机械强度更稳定可靠；相对于直接在翅片本体上挖槽，使翅片本体的厚度均匀，保证了结构强度。
67.如图1～图13所示，本实施例的所述翅片本体1与各个支撑边2的连接位置或邻近所述连接位置均设有凹槽11，至少一个支撑边2上设有胶孔21。通过在各个支撑边的连接位置附近都设置凹槽，使翅片本体整体结构稳定，增加了翅片本体的机械强度，使支撑边的在各个方向的抗挤压能力更好。
68.本实施例的电芯散热翅片可以采用铝翅片，也可以采用其他金属翅片。
69.本实施例的电芯散热翅片不仅适用于软包电芯，还可以适用于方壳电芯等任何需要电芯散热翅片的电芯结构。
70.实施例2
71.如图10～图13所示，本实施例的一种软包电芯，包括电芯本体和所述的电芯散热翅片，所述电芯本体3置放在电芯散热翅片中，开设有胶孔21的支撑边2与所述电芯本体3的一条封边对应布置。
72.由于软包电芯的封边结构限制，很难通过涂覆导热胶而将热量直接传递到模组壳体或液冷板，通过在散热翅片的支撑边上开设胶孔，并在翅片本体与支撑边的连接位置附近设置凹槽，能够使导热胶能够更多的渗透进入到电芯的侧面，使散热翅片通过导热胶能够同时接触到电芯的底部以及侧面靠近底部的位置，增大了导热胶与电芯表面的接触面积，能够更好的帮助散热。
73.本实施例的电芯散热翅片不仅适用于三封边软包电芯，也适用于四封边软包电芯。对于三封边软包电芯，可以将未封边的一端端面与电芯散热翅片的开设与胶孔的支撑边接触连接，通过胶孔注入导热胶或者在支撑边内侧涂覆导热胶，导热胶能够渗透到软包电芯未封边的一端端面，还能够通过凹槽更多的渗透进入到电芯的中部靠下的位置，增大了导热胶与软包电芯表面的接触面积，能够更好的帮助散热。对于四封边软包电芯，目前的方案只能通过正面或背面将热量传递到电芯散热翅片，然后再由电芯散热翅片将热量传导出去，由于封边折边的原因，无法从电芯侧面将热量传到出去，本实施例可将四封边软包电芯的封边一端与电芯散热翅片的开设有胶孔的支撑边接触连接，通过胶孔注入导热胶或者
在支撑边内侧涂覆导热胶，导热胶能够渗透到软包电芯封边处，还能够通过凹槽更多的渗透进入到电芯的中部靠下的位置，增大了导热胶与软包电芯表面的接触面积，能够更好的帮助散热。后续在电池模组组装过程中，电芯散热翅片的底部会跟电池模组的模组壳体底板以及电池包的液冷板贴合在一起，电芯产生的热量能够通过导热胶迅速传递到液冷板，达到快速降低电芯温度的效果。
74.实施例3
75.如图14～图16所示，本实施例的一种电池模组，包括多个上述的软包电芯，还包括模组壳体41，多个所述软包电芯堆叠设置在所述模组壳体41内，多个翅片本体1的开设有胶孔21的支撑边2均与模组壳体41内侧壁通过导热胶贴合。
76.电池模组组装过程中，电芯散热翅片的底部带有胶孔的支撑边会通过导热胶与模组壳体贴合，电芯产生的热量能够通过导热胶迅速通过模组壳体传递到外侧的液冷板，达到快速降低电芯温度的效果。
77.实施例4
78.参考图14～图16所示，本实施例的一种电池包，包括箱体、液冷板和多个上述的电池模组，所述液冷板和多个电池模组4均设置在所述箱体内，多个所述电池模组4的开设有胶孔21的支撑边2所在侧通过导热胶与液冷板贴合，或多个所述电池模组4的两个支撑边2所在侧均通过导热胶与液冷板贴合。
79.电池包组装过程中，电芯散热翅片的底部带有胶孔的支撑边会通过导热胶与模组壳体贴合，模组壳体又通过导热胶与液冷板贴合，电芯产生的热量能够通过导热胶迅速通过模组壳体传递到外侧的液冷板，达到快速降低电芯温度的效果。
80.试验例1
81.通过对本实施例的软包电芯进行涂胶验证，采用如图3所示的胶孔形状，并采用具体设置方式一种的凹槽布置方式，凹槽采用圆弧形结构，导热胶会通过胶孔以及凹槽渗入到电芯散热翅片的支撑边与电芯端面(对于三封边软包电芯，电芯侧面是未封边一端端面，对于四封边软包电芯，电芯侧面是封边一端端面)以及电芯侧面(电芯侧面是指软包电线与翅片本体接触的一侧面以及相对的另一侧面)接触，安装电池模组的模组壳体后，导热胶的有效面积可以占据电芯封边的70％以上，可以覆盖大部分的电芯侧面。
82.通过仿真和实测，上述设计可以将导热效率提升20％左右。在一些高温工况的充放电条件下，对比传统的电芯散热翅片，能将四封边软包电芯的温度降低3℃至5℃，能够简洁有效的提升软包电芯的导热效率。
83.试验例2
84.采用试验例1相同的电芯散热翅片结构，通过仿真进行验证。不同之处在于，采用三角形和方形的凹槽设计，涂覆导热胶之后渗透进入电芯端面和电芯侧面的有效面积均大于70％。但是三角形和方形的凹槽设计由于有尖锐角存在，在模组装配或震动过程中有刺破软包电芯铝塑膜造成电芯漏液的风险。
85.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“宽度”、“长度”、“厚度”、“上”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
86.在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
87.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
88.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
89.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
90.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。