本發(fā)明涉及電池領(lǐng)域,特別是涉及一種電池模組以及電池組件。
背景技術(shù):
目前,新能源以及儲(chǔ)能行業(yè)中對(duì)于電池模組的需求越來(lái)越大。電池模組在工作過程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱,而這些熱量若不能夠及時(shí)散發(fā)出去,將會(huì)影響電池模組的壽命及運(yùn)行穩(wěn)定性,甚至?xí)l(fā)電池安全問題。
發(fā)熱問題一直是困擾著電池模組性能提高的瓶頸?,F(xiàn)有的技術(shù)中對(duì)于電池模組的散熱,有風(fēng)冷、水冷等方法。
風(fēng)冷方法就是使用風(fēng)扇對(duì)電池模組進(jìn)行散熱。但是風(fēng)扇安裝需要占用了一部分空間,造成空間的浪費(fèi),且風(fēng)冷在散熱時(shí)容易在內(nèi)部產(chǎn)生渦流,繼而影響散熱效果。風(fēng)扇工作時(shí)會(huì)吸入灰塵,長(zhǎng)期工作時(shí)風(fēng)扇吸入的灰塵在系統(tǒng)內(nèi)部沉積,反而會(huì)影響電池模組的散熱。
水冷方法就是用冷水板或冷水管對(duì)電池模組進(jìn)行散熱。但是水冷需要的水冷板和水冷管材料價(jià)格高,而且還需要專門設(shè)計(jì)水冷通道及水冷系統(tǒng),結(jié)構(gòu)及加工工藝復(fù)雜。另外,若水滲漏,將會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的電池模組安全問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
基于此,有必要針對(duì)現(xiàn)有的電池模組風(fēng)冷水冷效果差的問題,提供一種采用新的散熱方法的電池模組。
一種電池模組,包括:
電池組,由若干呈圓柱形的單體電池平行排布而成;
第一固定架,用于固定所述電池組的一端;
第二固定架,與所述第一固定架相對(duì)設(shè)置,且用于固定所述電池組的另一端;
第一聯(lián)接單元,用于將所述單體電池靠近所述第一固定架的電極聯(lián)接;
第二聯(lián)接單元,用于將所述單體電池靠近所述第二固定架的電極聯(lián)接;
以及散熱金屬格,位于所述第一固定架與所述第二固定架之間;
所述散熱金屬格上具有供所述單體電池穿過的若干通孔,所述單體電池的中部嵌于所述通孔中。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的電池模組采用新型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并且結(jié)合散熱金屬格將單體電池的熱量快速傳導(dǎo)出去,使單體電池降溫。另外,由于金屬的導(dǎo)熱速度很快,散熱金屬格的溫度各部分的溫差較小,避免出現(xiàn)部分單體電池過熱,電池組中的單體電池溫度分布較為均一;從而使單體電池的一致性好,有利于提高電池模組性能的發(fā)揮。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述通孔的孔壁具有絕緣氧化層。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述絕緣氧化層為陽(yáng)極氧化層。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述通孔的孔壁與所述單體電池之間還設(shè)有導(dǎo)熱膠。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述散熱金屬格采用鋁擠工藝制成。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述電池模組的至少一個(gè)頂角處具有缺口。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述電池模組還包括模組電極,所述模組電極位于所述缺口處。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述散熱金屬格的至少兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面為平面。
本發(fā)明還提供了一種電池組件。
一種電池組件,包括散熱底板以及位于所述散熱底板上的電池模組;所述電池模組為本發(fā)明所提供的電池模組。
上述電池組件,由于采用本發(fā)明所提供的電池模組,可以快速將單體電池的熱量傳遞給散熱底板,通過散熱底板散出外界,有利于電池組降溫。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述散熱底板與所述電池模組中的單體電池平行設(shè)置。
附圖說明
圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的電池模組的結(jié)構(gòu)爆炸示意圖。
圖2為圖1中的電池模組的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為圖1中的電池模組的散熱金屬格的俯視示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
需要說明的是,當(dāng)元件被稱為“設(shè)置于”另一個(gè)元件,它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件,它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的,并不表示是唯一的實(shí)施方式。
除非另有定義,本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施方式的目的,不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
參見圖1-3,本發(fā)明一實(shí)施例的電池模組1000,包括電池組600、第一固定架、第二固定架、第一聯(lián)接單元、第二聯(lián)接單元以及散熱金屬格500。
在本實(shí)施例中,電池模組1000的左下頂角與右上頂角處各設(shè)有一個(gè)缺口9,也就是說,將左下頂角和右上頂角挖空。
具體地,缺口9為方形缺口。當(dāng)然,可以理解的是,還可以是其它形狀的缺口。
當(dāng)然,可以理解的是,缺口9也可以位于左上頂角與右下頂角處。缺口9的個(gè)數(shù)也可以只設(shè)置一個(gè)、三個(gè)或四個(gè)。
其中,電池組600是電池模組1000的核心部件,為整個(gè)電池模組提供電能。參見圖1,電池組600由若干呈圓柱狀的單體電池610平行排布而成。也就是說,單體電池610為圓柱形電池。這樣單體電池610的正極位于圓柱的一端(將該端定義為單體電池610的正極端),負(fù)極位于圓柱的另一端(將該端定義為單體電池610的負(fù)極端)。在電池組600中,由于所有單體電池610平行排布,故所有單體電池610的正極位于電池組600的一端(將該端定義為電池組600的正極端),所有單體電池610的負(fù)極位于電池組600另一端(將該端定義為電池組600的負(fù)極端)。
其中,第一固定架、第二固定架的主要作用是,部分容置電池組600并將電池組600固定。也就是說,第一固定架固定電池組600的正極端;第二固定架固定電池組600的負(fù)極端。
結(jié)合參見圖1以及圖2,具體地,第一固定架包括第一蓋板100a、第一支架400a;第二固定架包括第二支架400b、以及第二蓋板100a。
第一支架400a套設(shè)于電池組600的正極端外;第二支架400b套設(shè)于電池組600的負(fù)極端外;第一蓋板100a蓋在第一支架400a上,從而可以保護(hù)第一聯(lián)接單元;第二蓋板100b蓋在第二支架400b上,從而可以保護(hù)第二聯(lián)接單元;第一支架400a的另一端與第二支架400b的另一端間隔一定距離。電池組600就位于第一支架400a與第二支架400b之間。
在第一支架400a上設(shè)有若干固定孔410,每個(gè)固定孔410固定一個(gè)單體電池610的正極端。這樣所有單體電池610的正極端均被固定在第一支架400a上,從而避免單體電池的正極端610晃動(dòng)。同理地,在第二支架400b上也設(shè)有若干固定孔410,每個(gè)固定孔410固定一個(gè)單體電池610的負(fù)極端。這樣所有單體電池610的負(fù)極端均被固定在第二支架400b上,從而避免單體電池610的負(fù)極端晃動(dòng)。
在本實(shí)施例中,第一固定架、第二固定架采用為尼龍或ABS制成。當(dāng)然,也可以由其它材料制成。
參見圖1,在本實(shí)施例中,第一聯(lián)接單元包括第一導(dǎo)電片200a、第一焊接片300a;第二聯(lián)接單元包括第二焊接片300b、第二導(dǎo)電片200b。
單體電池610的正極端穿過第一支架400a上的固定孔410與第一焊接片300a電連接,更具體地,第一焊接片300a上的焊接齒焊接到單體電池610的正極上。第一導(dǎo)電片200a與第一焊接片300a電連接,從而將第一焊接片300a上收集的正極電流傳導(dǎo)至第一導(dǎo)電片200a,再通過模組電極210引出。
同樣地,單體電池610的負(fù)極端穿過第二支架400b上的固定孔410與第二焊接片300b電連接,更具體地,第二焊接片300b上的焊接齒焊接到單體電池610的負(fù)極上。第二導(dǎo)電片200b與第二焊接片300b電連接,從而將第二焊接片300b上收集的負(fù)極電流傳導(dǎo)至第二導(dǎo)電片200b,再通過模組電極210引出。
在本實(shí)施例中,模組電極210位于缺口9內(nèi)。當(dāng)電池模組1000相互聯(lián)接形成電池組件時(shí),由于模組電極210位于缺口9內(nèi),故導(dǎo)電聯(lián)接條也位于該缺口9內(nèi)。這樣內(nèi)凹槽給導(dǎo)電聯(lián)接條形成了保護(hù)空間,可以避免導(dǎo)電聯(lián)接條與其它東西相撞,或者避免導(dǎo)電聯(lián)接條與其它東西導(dǎo)電,引發(fā)漏電或其它安全隱患。
由于在對(duì)角位置設(shè)置缺口9,這樣電池模組1000相互聯(lián)接時(shí),可以方便將電池模組1000與其它電池模組并聯(lián)或串聯(lián),而無(wú)需改變電池模組1000的排布以及設(shè)置方式;也方便將電池模組1000之間的串并聯(lián)關(guān)系互換。
當(dāng)然,可以理解的是,電池組600中各單體電池610的電流引出并不局限于上述結(jié)構(gòu),還可以其它本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的結(jié)構(gòu)。
結(jié)合參見圖1以及圖3,具體地,電池組600中的單體電池610呈排設(shè)置;也就是說,電池組600由若干個(gè)電池排組成,每個(gè)電池排中單體電池610直線排布。更具體地,在電池組600中的單體電池呈陣列式排布,也就是說,相鄰的兩個(gè)電池排正對(duì)。
在本實(shí)施例中,缺口9對(duì)應(yīng)位置的單體電池610去掉,也就是說,在設(shè)計(jì)時(shí),電池組600對(duì)應(yīng)缺口的頂角處的單體電池610空缺。例如電池組600由6個(gè)電池排組成,中間位置的每個(gè)電池排由七個(gè)單體電池610組成。而外側(cè)位置的電池排由六個(gè)單體電池610組成。
當(dāng)然,可以理解的是,電池組600中單體電池的排布并不局限于上述排布,還可以是錯(cuò)排,或者其它排布方式。
結(jié)合參見圖1和圖3,散熱金屬格500的主要作用是,套設(shè)于電池組600的中部區(qū)域,將單體電池610的熱量傳導(dǎo)出去。
具體地,散熱金屬格500上具有供單體電池610穿過的若干通孔510。單體電池610的中部嵌于通孔510中,兩端從通孔510的兩側(cè)開口中露出。單體電池610的一周被散熱金屬格500包裹,單體電池610熱量可以得到快速分散并傳導(dǎo),起到良好的散熱效果。
通孔510的位置、個(gè)數(shù)、尺寸依據(jù)單體電池610的排布位置、個(gè)數(shù)、以及尺寸決定。由于單體電池為圓柱電池,故通孔510呈圓形。
在本實(shí)施例中,通孔510的精度控制在+-0.1mm以內(nèi)。這樣有利于單體電池610與通孔510之間的貼合,提高傳熱效果。
在本實(shí)施例中,通孔510的孔壁具有絕緣氧化層。更具體地,絕緣氧化層為陽(yáng)極氧化層。這樣可以避免因意外情況導(dǎo)致單體電池610與散熱金屬格500導(dǎo)電,進(jìn)一步提高安全性能。
當(dāng)然,可以理解的是,絕緣氧化層并不局限于通孔510的孔壁,還可以是整個(gè)散熱金屬格500的表面。
在本實(shí)施例中,散熱金屬格500采用鋁擠工藝制成。也就是說,散熱金屬格由金屬鋁或鋁合金制成,且采用鋁擠方式形成格狀。這樣散熱金屬格500成本低、工藝簡(jiǎn)單、質(zhì)量較輕、導(dǎo)熱性好。當(dāng)然,可以理解的是,散熱金屬格500并不局限于鋁格、還可以是銅格、其它金屬格等。散熱金屬格500的加工方式也不僅僅局限于鋁擠,還可以機(jī)加工、壓鑄等成型方式。
在本實(shí)施例中,為了進(jìn)一步降低散熱金屬格500的加工難度,散熱金屬格500采用分段鋁擠的方式,也就是說,散熱金屬格500由長(zhǎng)條狀的鋁格排502組成。對(duì)應(yīng)地,位于中間的鋁格排502有七個(gè)通孔510,兩側(cè)的鋁格排502有六個(gè)通孔。鋁格排502之間通過膠結(jié)或者焊接地方式固定,從而形成散熱金屬格500。采用分段鋁擠的方式,可以有效提高散熱金屬格500的精度,有利于單體電池610與通孔510的貼合。
當(dāng)然,可以理解的是,也可以是直接一次鋁擠形成散熱金屬格500。
一整塊鋁擠加工不了,所以采用了分段鋁擠的方式,散熱鋁51、散熱鋁52分開鋁擠,這樣鋁擠的精度也能提高好多,最后用導(dǎo)熱雙面膠將6段散熱鋁粘合形成整體套入18650電芯里。
在本實(shí)施例中,散熱金屬格500的兩個(gè)相對(duì)側(cè)面(圖3中上側(cè)面以及下側(cè)面)為平面520。這樣當(dāng)電池模組1000與其它電池模組聯(lián)接排布、亦或散熱底板接觸時(shí),易于相互之間的散熱金屬格500或與散熱底板之間貼合,有利于熱量傳導(dǎo)路徑擴(kuò)展,更加有利于熱量傳導(dǎo)。
當(dāng)然,可以理解的是,還可以是,四個(gè)側(cè)面全部為平面。
電池模組1000還包括導(dǎo)熱膠(未示出)。導(dǎo)熱膠位于單體電池610與通孔510的孔壁之間。一般地,由于制造誤差的原因,通孔510沒有辦法完全與單體電池610的外側(cè)面完全貼合;也就是說,單體電池610與通孔510的孔壁之間還存在少量空氣,而導(dǎo)熱膠將單體電池610與通孔510的孔壁之間的空氣排盡,由導(dǎo)熱膠占據(jù)原來(lái)空氣的位置。這樣導(dǎo)熱膠包裹單體電池610外,單體電池610產(chǎn)生的熱量通過導(dǎo)熱膠傳遞到外殼上,從而將單體電池610的熱量散出。由于空氣是熱的不良導(dǎo)體,而導(dǎo)熱膠的熱傳導(dǎo)系數(shù)較高,故而可以很快地將單體電池610的熱量傳遞至散熱金屬格500,再通過散熱金屬格500散發(fā)出去,從而可以有效降低電池組600工作時(shí)的工作溫度,有效提升電池組600的性能發(fā)揮,提高其安全性能。
在本實(shí)施例中,導(dǎo)熱膠為導(dǎo)熱硅膠。當(dāng)然,可以理解的是,本發(fā)明的導(dǎo)熱膠并不局限于導(dǎo)熱硅膠,還可以選擇其它導(dǎo)熱膠。
一般地,鋁的導(dǎo)熱系數(shù)是200W/m2,空氣的為0.022W/m2,而導(dǎo)熱硅膠一般導(dǎo)熱系數(shù)是2W/m2,鋁導(dǎo)熱性能是空氣的9000倍,是導(dǎo)熱硅膠的100倍,本實(shí)施例中,單體電池610通過導(dǎo)熱硅膠與散熱鋁格貼合,其導(dǎo)熱性能是空氣的500倍,熱量得到了較好的散發(fā)。
此外,由于導(dǎo)熱膠具有粘性,可以進(jìn)一步增強(qiáng)單體電池610與散熱金屬格500之間的固定,從而使電池組600的固定更加牢靠。
為了進(jìn)一步提高電池模組1000的散熱性,在第一蓋板100a、第二蓋板100b、第一導(dǎo)電片200a、第二導(dǎo)電片200b、第一焊接片300a、第一焊接片300b、以及上的對(duì)應(yīng)位置開設(shè)有若干散熱孔7。這有有助于電池模組1000內(nèi)的熱量通過散熱孔7散發(fā)出去。
本發(fā)明的電池模組采用新型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并且結(jié)合散熱金屬格將單體電池的熱量快速傳導(dǎo)出去,使單體電池降溫。另外,由于金屬的導(dǎo)熱速度很快,散熱金屬格的溫度各部分的溫差較小,避免出現(xiàn)部分單體電池過熱,電池組中的單體電池溫度分布較為均一;從而使單體電池的一致性好,有利于提高電池模組性能的發(fā)揮。
本發(fā)明還提供了一種電池組件。
一種電池組件,包括散熱底板以及位于散熱底板上的電池模組;電池模組為本發(fā)明所提供的電池模組。
優(yōu)選地,散熱底板與電池模組中的單體電池平行設(shè)置。這樣可以更加有利于單體電池?zé)崃康纳l(fā)。
優(yōu)選地,散熱底板為鋁底板;更優(yōu)選為鑄鋁底板。當(dāng)然,還可以采用其它散熱底板。
上述電池組件,由于采用本發(fā)明所提供的電池模組,可以快速將單體電池的熱量傳遞給散熱底板,通過散熱底板散出外界,有利于電池組降溫。
以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合,為使描述簡(jiǎn)潔,未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述,然而,只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾,都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。
以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式,其描述較為具體和詳細(xì),但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是,對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說,在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進(jìn),這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此,本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。