CN106450084A - 电池模组以及电池组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池领域,具体公开了一种电池模组,其包括:由若干圆柱单体电池平行排布而成的电池组;分别固定所述电池组的两端的第一、第二固定架;分别将所述单体电池两端电极联接的第一、第二联接单元;以及位于两固定架之间的散热金属格;散热金属格上具有若干通孔,单体电池的中部嵌于通孔中。该电池模组采用新型的结构设计,并且结合散热金属格将单体电池的热量快速传导出去,使单体电池降温。另外,由于金属的导热速度很快,散热金属格的温度各部分的温差较小,避免出现部分单体电池过热,电池组中的单体电池温度分布较为均一;从而使单体电池的一致性好。本发明还公开了一种电池组件。
Description
技术领域
本发明涉及电池领域,特别是涉及一种电池模组以及电池组件。
背景技术
目前,新能源以及储能行业中对于电池模组的需求越来越大。电池模组在工作过程中会产生大量的热,而这些热量若不能够及时散发出去,将会影响电池模组的寿命及运行稳定性,甚至会引发电池安全问题。
发热问题一直是困扰着电池模组性能提高的瓶颈。现有的技术中对于电池模组的散热,有风冷、水冷等方法。
风冷方法就是使用风扇对电池模组进行散热。但是风扇安装需要占用了一部分空间,造成空间的浪费,且风冷在散热时容易在内部产生涡流,继而影响散热效果。风扇工作时会吸入灰尘,长期工作时风扇吸入的灰尘在***内部沉积,反而会影响电池模组的散热。
水冷方法就是用冷水板或冷水管对电池模组进行散热。但是水冷需要的水冷板和水冷管材料价格高,而且还需要专门设计水冷通道及水冷***,结构及加工工艺复杂。另外,若水渗漏,将会引发严重的电池模组安全问题。
发明内容
基于此,有必要针对现有的电池模组风冷水冷效果差的问题,提供一种采用新的散热方法的电池模组。
一种电池模组,包括:
电池组,由若干呈圆柱形的单体电池平行排布而成;
第一固定架,用于固定所述电池组的一端;
第二固定架,与所述第一固定架相对设置,且用于固定所述电池组的另一端;
第一联接单元,用于将所述单体电池靠近所述第一固定架的电极联接;
第二联接单元,用于将所述单体电池靠近所述第二固定架的电极联接;
以及散热金属格,位于所述第一固定架与所述第二固定架之间;
所述散热金属格上具有供所述单体电池穿过的若干通孔,所述单体电池的中部嵌于所述通孔中。
与现有技术相比,本发明的电池模组采用新型的结构设计,并且结合散热金属格将单体电池的热量快速传导出去,使单体电池降温。另外,由于金属的导热速度很快,散热金属格的温度各部分的温差较小,避免出现部分单体电池过热,电池组中的单体电池温度分布较为均一;从而使单体电池的一致性好,有利于提高电池模组性能的发挥。
在其中一个实施例中,所述通孔的孔壁具有绝缘氧化层。
在其中一个实施例中,所述绝缘氧化层为阳极氧化层。
在其中一个实施例中,所述通孔的孔壁与所述单体电池之间还设有导热胶。
在其中一个实施例中,所述散热金属格采用铝挤工艺制成。
在其中一个实施例中,所述电池模组的至少一个顶角处具有缺口。
在其中一个实施例中,所述电池模组还包括模组电极,所述模组电极位于所述缺口处。
在其中一个实施例中,所述散热金属格的至少两个相对的侧面为平面。
本发明还提供了一种电池组件。
一种电池组件,包括散热底板以及位于所述散热底板上的电池模组;所述电池模组为本发明所提供的电池模组。
上述电池组件,由于采用本发明所提供的电池模组,可以快速将单体电池的热量传递给散热底板,通过散热底板散出外界,有利于电池组降温。
在其中一个实施例中,所述散热底板与所述电池模组中的单体电池平行设置。
附图说明
图1为本发明一实施例的电池模组的结构***示意图。
图2为图1中的电池模组的立体结构示意图。
图3为图1中的电池模组的散热金属格的俯视示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
需要说明的是,当元件被称为“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
参见图1-3,本发明一实施例的电池模组1000,包括电池组600、第一固定架、第二固定架、第一联接单元、第二联接单元以及散热金属格500。
在本实施例中,电池模组1000的左下顶角与右上顶角处各设有一个缺口9,也就是说,将左下顶角和右上顶角挖空。
具体地,缺口9为方形缺口。当然,可以理解的是,还可以是其它形状的缺口。
当然,可以理解的是,缺口9也可以位于左上顶角与右下顶角处。缺口9的个数也可以只设置一个、三个或四个。
其中,电池组600是电池模组1000的核心部件,为整个电池模组提供电能。参见图1,电池组600由若干呈圆柱状的单体电池610平行排布而成。也就是说,单体电池610为圆柱形电池。这样单体电池610的正极位于圆柱的一端(将该端定义为单体电池610的正极端),负极位于圆柱的另一端(将该端定义为单体电池610的负极端)。在电池组600中,由于所有单体电池610平行排布,故所有单体电池610的正极位于电池组600的一端(将该端定义为电池组600的正极端),所有单体电池610的负极位于电池组600另一端(将该端定义为电池组600的负极端)。
其中,第一固定架、第二固定架的主要作用是,部分容置电池组600并将电池组600固定。也就是说,第一固定架固定电池组600的正极端;第二固定架固定电池组600的负极端。
结合参见图1以及图2,具体地,第一固定架包括第一盖板100a、第一支架400a;第二固定架包括第二支架400b、以及第二盖板100a。
第一支架400a套设于电池组600的正极端外;第二支架400b套设于电池组600的负极端外;第一盖板100a盖在第一支架400a上,从而可以保护第一联接单元;第二盖板100b盖在第二支架400b上,从而可以保护第二联接单元;第一支架400a的另一端与第二支架400b的另一端间隔一定距离。电池组600就位于第一支架400a与第二支架400b之间。
在第一支架400a上设有若干固定孔410,每个固定孔410固定一个单体电池610的正极端。这样所有单体电池610的正极端均被固定在第一支架400a上,从而避免单体电池的正极端610晃动。同理地,在第二支架400b上也设有若干固定孔410,每个固定孔410固定一个单体电池610的负极端。这样所有单体电池610的负极端均被固定在第二支架400b上,从而避免单体电池610的负极端晃动。
在本实施例中,第一固定架、第二固定架采用为尼龙或ABS制成。当然,也可以由其它材料制成。
参见图1,在本实施例中,第一联接单元包括第一导电片200a、第一焊接片300a;第二联接单元包括第二焊接片300b、第二导电片200b。
单体电池610的正极端穿过第一支架400a上的固定孔410与第一焊接片300a电连接,更具体地,第一焊接片300a上的焊接齿焊接到单体电池610的正极上。第一导电片200a与第一焊接片300a电连接,从而将第一焊接片300a上收集的正极电流传导至第一导电片200a,再通过模组电极210引出。
同样地,单体电池610的负极端穿过第二支架400b上的固定孔410与第二焊接片300b电连接,更具体地,第二焊接片300b上的焊接齿焊接到单体电池610的负极上。第二导电片200b与第二焊接片300b电连接,从而将第二焊接片300b上收集的负极电流传导至第二导电片200b,再通过模组电极210引出。
在本实施例中,模组电极210位于缺口9内。当电池模组1000相互联接形成电池组件时,由于模组电极210位于缺口9内,故导电联接条也位于该缺口9内。这样内凹槽给导电联接条形成了保护空间,可以避免导电联接条与其它东西相撞,或者避免导电联接条与其它东西导电,引发漏电或其它安全隐患。
由于在对角位置设置缺口9,这样电池模组1000相互联接时,可以方便将电池模组1000与其它电池模组并联或串联,而无需改变电池模组1000的排布以及设置方式;也方便将电池模组1000之间的串并联关系互换。
当然,可以理解的是,电池组600中各单体电池610的电流引出并不局限于上述结构,还可以其它本领域技术人员所公知的结构。
结合参见图1以及图3,具体地,电池组600中的单体电池610呈排设置;也就是说,电池组600由若干个电池排组成,每个电池排中单体电池610直线排布。更具体地,在电池组600中的单体电池呈阵列式排布,也就是说,相邻的两个电池排正对。
在本实施例中,缺口9对应位置的单体电池610去掉,也就是说,在设计时,电池组600对应缺口的顶角处的单体电池610空缺。例如电池组600由6个电池排组成,中间位置的每个电池排由七个单体电池610组成。而外侧位置的电池排由六个单体电池610组成。
当然,可以理解的是,电池组600中单体电池的排布并不局限于上述排布,还可以是错排,或者其它排布方式。
结合参见图1和图3,散热金属格500的主要作用是,套设于电池组600的中部区域,将单体电池610的热量传导出去。
具体地,散热金属格500上具有供单体电池610穿过的若干通孔510。单体电池610的中部嵌于通孔510中,两端从通孔510的两侧开口中露出。单体电池610的一周被散热金属格500包裹,单体电池610热量可以得到快速分散并传导,起到良好的散热效果。
通孔510的位置、个数、尺寸依据单体电池610的排布位置、个数、以及尺寸决定。由于单体电池为圆柱电池,故通孔510呈圆形。
在本实施例中,通孔510的精度控制在+-0.1mm以内。这样有利于单体电池610与通孔510之间的贴合,提高传热效果。
在本实施例中,通孔510的孔壁具有绝缘氧化层。更具体地,绝缘氧化层为阳极氧化层。这样可以避免因意外情况导致单体电池610与散热金属格500导电,进一步提高安全性能。
当然,可以理解的是,绝缘氧化层并不局限于通孔510的孔壁,还可以是整个散热金属格500的表面。
在本实施例中,散热金属格500采用铝挤工艺制成。也就是说,散热金属格由金属铝或铝合金制成,且采用铝挤方式形成格状。这样散热金属格500成本低、工艺简单、质量较轻、导热性好。当然,可以理解的是,散热金属格500并不局限于铝格、还可以是铜格、其它金属格等。散热金属格500的加工方式也不仅仅局限于铝挤,还可以机加工、压铸等成型方式。
在本实施例中,为了进一步降低散热金属格500的加工难度,散热金属格500采用分段铝挤的方式,也就是说,散热金属格500由长条状的铝格排502组成。对应地,位于中间的铝格排502有七个通孔510,两侧的铝格排502有六个通孔。铝格排502之间通过胶结或者焊接地方式固定,从而形成散热金属格500。采用分段铝挤的方式,可以有效提高散热金属格500的精度,有利于单体电池610与通孔510的贴合。
当然,可以理解的是,也可以是直接一次铝挤形成散热金属格500。
一整块铝挤加工不了,所以采用了分段铝挤的方式,散热铝51、散热铝52分开铝挤,这样铝挤的精度也能提高好多,最后用导热双面胶将6段散热铝粘合形成整体套入18650电芯里。
在本实施例中,散热金属格500的两个相对侧面(图3中上侧面以及下侧面)为平面520。这样当电池模组1000与其它电池模组联接排布、亦或散热底板接触时,易于相互之间的散热金属格500或与散热底板之间贴合,有利于热量传导路径扩展,更加有利于热量传导。
当然,可以理解的是,还可以是,四个侧面全部为平面。
电池模组1000还包括导热胶(未示出)。导热胶位于单体电池610与通孔510的孔壁之间。一般地,由于制造误差的原因,通孔510没有办法完全与单体电池610的外侧面完全贴合;也就是说,单体电池610与通孔510的孔壁之间还存在少量空气,而导热胶将单体电池610与通孔510的孔壁之间的空气排尽,由导热胶占据原来空气的位置。这样导热胶包裹单体电池610外,单体电池610产生的热量通过导热胶传递到外壳上,从而将单体电池610的热量散出。由于空气是热的不良导体,而导热胶的热传导系数较高,故而可以很快地将单体电池610的热量传递至散热金属格500,再通过散热金属格500散发出去,从而可以有效降低电池组600工作时的工作温度,有效提升电池组600的性能发挥,提高其安全性能。
在本实施例中,导热胶为导热硅胶。当然,可以理解的是,本发明的导热胶并不局限于导热硅胶,还可以选择其它导热胶。
一般地,铝的导热系数是200W/m2,空气的为0.022W/m2,而导热硅胶一般导热系数是2W/m2,铝导热性能是空气的9000倍,是导热硅胶的100倍,本实施例中,单体电池610通过导热硅胶与散热铝格贴合,其导热性能是空气的500倍,热量得到了较好的散发。
此外,由于导热胶具有粘性,可以进一步增强单体电池610与散热金属格500之间的固定,从而使电池组600的固定更加牢靠。
为了进一步提高电池模组1000的散热性,在第一盖板100a、第二盖板100b、第一导电片200a、第二导电片200b、第一焊接片300a、第一焊接片300b、以及上的对应位置开设有若干散热孔7。这有有助于电池模组1000内的热量通过散热孔7散发出去。
本发明的电池模组采用新型的结构设计,并且结合散热金属格将单体电池的热量快速传导出去,使单体电池降温。另外,由于金属的导热速度很快,散热金属格的温度各部分的温差较小,避免出现部分单体电池过热,电池组中的单体电池温度分布较为均一;从而使单体电池的一致性好,有利于提高电池模组性能的发挥。
本发明还提供了一种电池组件。
一种电池组件,包括散热底板以及位于散热底板上的电池模组;电池模组为本发明所提供的电池模组。
优选地,散热底板与电池模组中的单体电池平行设置。这样可以更加有利于单体电池热量的散发。
优选地,散热底板为铝底板;更优选为铸铝底板。当然,还可以采用其它散热底板。
上述电池组件,由于采用本发明所提供的电池模组,可以快速将单体电池的热量传递给散热底板,通过散热底板散出外界,有利于电池组降温。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种电池模组,其特征在于,包括:
电池组,由若干呈圆柱形的单体电池平行排布而成;
第一固定架,用于固定所述电池组的一端;
第二固定架,与所述第一固定架相对设置,且用于固定所述电池组的另一端;
第一联接单元,用于将所述单体电池靠近所述第一固定架的电极联接;
第二联接单元,用于将所述单体电池靠近所述第二固定架的电极联接;
以及散热金属格,位于所述第一固定架与所述第二固定架之间;
所述散热金属格上具有供所述单体电池穿过的若干通孔,所述单体电池的中部嵌于所述通孔中。
2.根据权利要求1所述的电池模组,其特征在于,所述通孔的孔壁具有绝缘氧化层。
3.根据权利要求2所述的电池模组,其特征在于,所述绝缘氧化层为阳极氧化层。
4.根据权利要求1所述的电池模组,其特征在于,所述通孔的孔壁与所述单体电池之间还设有导热胶。
5.根据权利要求1所述的电池模组,其特征在于,所述散热金属格采用铝挤工艺制成。
6.根据权利要求1所述的电池模组,其特征在于,所述电池模组的至少一个顶角处具有缺口。
7.根据权利要求6所述的电池模组,其特征在于,所述电池模组还包括模组电极,所述模组电极位于所述缺口处。
8.根据权利要求1所述的电池模组,其特征在于,所述散热金属格的至少两个相对的侧面为平面。
9.一种电池组件,其特征在于,包括散热底板以及位于所述散热底板上的电池模组;所述电池模组为权利要求1-8任一项所述的电池模组。
10.根据权利要求9所述的电池模组组件,其特征在于,所述散热底板与所述电池模组中的单体电池平行设置。
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