本申請涉及儲能器件技術領域,尤其涉及一種電池模組。
背景技術:
電池模組工作時產生的熱量將對電池的性能產生較大的影響,因此為了保證電池模組的性能,通常需要在電池模組中設置散熱結構,以此將電池模組中產生的熱量散出去,繼而達到前述目的。
一種傳統(tǒng)技術中,可以在電池模組中設置水冷板,電池模組中的電芯與散熱板貼在一起,該散熱板再與水冷板接觸。水冷板內形成冷卻通道,冷卻液在水冷板內流通,就可以帶走電池模組中的熱量。但是此種結構中,散熱板與水冷板的有效接觸面積比較有限,并且在裝配過程中容易擠壓水冷板,導致水冷板嚴重擠壓變形而無法有效形成導熱途徑,導致散熱板與水冷板之間的熱交換效率較低,散熱效果不好。
另一種傳統(tǒng)技術中,在電池模組中加入彈性導熱層,電池模組中的散熱板通過該彈性導熱層與水冷板接觸,通過彈性導熱層可以增加散熱板與水冷板之間的換熱效率,進而提升電池模組的散熱效果。然而,裝配電池模組時,散熱板會向彈性導熱層施加作用力,彈性導熱層受擠壓后厚度將變小,幾乎相當于散熱板與水冷板直接接觸,導致電池模組的散熱效果較差。
技術實現(xiàn)要素:
本申請?zhí)峁┝艘环N電池模組,以解決電池模組的散熱效果較差這一問題。
本申請?zhí)峁┑碾姵啬=M包括電芯、冷卻結構、散熱板、彈性導熱層和剛性導熱部,所述冷卻結構具有冷卻通道,所述散熱板與所述電芯相接觸,所述彈性導熱層與所述冷卻結構相接觸,所述散熱板、所述彈性導熱層、所述冷卻結構依次形成傳熱路徑;
所述剛性導熱部設置于所述散熱板與所述冷卻結構之間,所述剛性導熱部的至少一部分與所述彈性導熱層相接觸,在所述電芯的裝配行程中,所述剛性導熱部能夠與所述散熱板相接觸。
優(yōu)選地,所述剛性導熱部設置為多個,各所述剛性導熱部均固定于所述冷卻結構上,各所述剛性導熱部間隔排列,相鄰的所述剛性導熱部之間形成容納間隔,所述彈性導熱層設置于所述容納間隔內。
優(yōu)選地,所述剛性導熱部為條狀結構,各所述剛性導熱部的延伸方向相互平行。
優(yōu)選地,所述彈性導熱層的寬度大于所述剛性導熱部的寬度,兩者的寬度所在的方向均為各所述剛性導熱部的排列方向。
優(yōu)選地,所述彈性導熱層在自然狀態(tài)下的厚度小于所述容納間隔的深度,所述彈性導熱層的厚度所在的方向、所述容納間隔的深度所在的方向均為所述冷卻結構指向所述電芯的方向。
優(yōu)選地,所述電芯設置為多個,至少一部分所述電芯沿著自身厚度方向依次疊置,各所述剛性導熱部沿著所述厚度方向依次排列,或者各所述剛性導熱部沿著垂直于所述厚度方向的方向依次排列。
優(yōu)選地,所述散熱板包括本體以及彎折設置于所述本體的邊緣處的配合部,所述配合部為弧形配合部,所述弧形配合部與所述彈性導熱層抵壓配合。
優(yōu)選地,所述剛性導熱部為導熱板,所述導熱板覆蓋設置于所述彈性導熱層上,且所述導熱板位于所述散熱板與所述彈性導熱層之間。
優(yōu)選地,所述散熱板包括本體以及彎折設置于所述本體的邊緣處的配合部,所述配合部為弧形配合部,所述導熱板上朝向所述弧形配合部的一側具有弧形槽,所述弧形配合部位于所述弧形槽內。
優(yōu)選地,所述本體的邊緣處具有弧形彎曲部,所述配合部與所述弧形彎曲部相連。
優(yōu)選地,所述冷卻結構包括水冷板,所述水冷板中設置至少兩個所述冷卻通道,所述水冷板為U形板,各所述電芯被收納于所述水冷板的內部。
本申請?zhí)峁┑募夹g方案可以達到以下有益效果:
本申請所提供的電池模組增加了剛性導熱部,在電芯的裝配行程中,剛性導熱部能夠與散熱板相接觸,通過該剛性導熱部就可以限制散熱板向彈性導熱層施加的作用力,使得該彈性導熱層不容易在裝配電芯的過程中出現(xiàn)過大的變形,進而改善彈性導熱層的導熱效果,使得整個電池模組的散熱效果更好。
應當理解的是,以上的一般描述和后文的細節(jié)描述僅是示例性的,并不能限制本申請。
附圖說明
圖1為本申請實施例所提供的一種電池模組的部分結構示意圖;
圖2為圖1所示的電池模組中,各電芯的疊置示意圖;
圖3為圖1所示的電池模組的爆炸圖;
圖4為圖1所示的電池模組在一種狀態(tài)下的剖視圖;
圖5為圖1所示的電池模組在另一種狀態(tài)下的剖視圖;
圖6為本申請實施例所提供的另一種電池模組的部分結構爆炸圖;
圖7為本申請實施例所提供的又一種電池模組的部分結構爆炸圖;
圖8為圖7所示的電池模組的剖視圖;
圖9為本申請實施例所提供的電池模組中,剛性導熱部的局部示意圖;
圖10為本申請實施例所提供的電池模組中,散熱板的局部剖視圖。
附圖標記:
11-電芯;
12-冷卻結構;
120-冷卻通道;
13-散熱板;
130-本體;
130a-弧形彎曲部;
131-配合部;
14-彈性導熱層;
15-剛性導熱部;
150-弧形槽。
此處的附圖被并入說明書中并構成本說明書的一部分,示出了符合本申請的實施例,并與說明書一起用于解釋本申請的原理。
具體實施方式
下面通過具體的實施例并結合附圖對本申請做進一步的詳細描述。
如圖1-5所示,本申請實施例提供了一種電池模組,該電池模組可以是軟包模組,其包括電芯11、冷卻結構12、散熱板13、彈性導熱層14和剛性導熱部15。其中:
電芯11通常設置為多個,各電芯11可以沿著自身的厚度方向疊置在一起,以此提升電池模組所能提供的電能。具體地,單個電池模組中的所有電芯11可以沿著一個方向疊置,也可以先沿著自身的厚度方向疊置在一起形成電芯組,然后各電芯組再沿著電池模組的長度方向排列,形成容量更大的電池模組。
冷卻結構12具有冷卻通道120,該冷卻通道120可供換熱介質流通,進而將電池模組中的熱量帶走。此換熱介質通??梢允撬?。
散熱板13與電芯11相接觸,具體地,散熱板13可以被夾持于相鄰的電芯11之間,為了防止散熱板13相對于電芯11產生位移,可以通過粘接的方式將散熱板13和電芯11固定到一起。
彈性導熱層14與冷卻結構12相接觸,該彈性導熱層14既具有一定的導熱能力,又可以發(fā)生變形,其具體可以采用硅膠片制成,此時彈性導熱層14可以直接貼在冷卻結構12上。
上述散熱板13、彈性導熱層14、冷卻結構12依次形成傳熱路徑。也就是說,電芯11產生的熱量可以傳遞至散熱板13,散熱板13將該熱量傳遞至彈性導熱層14,彈性導熱層14進一步將熱量傳遞至冷卻結構12,冷卻結構12內的換熱介質可以將熱量帶走,進而使得電芯11的溫度保持在合理范圍內。
同時,上述剛性導熱部15可以采用剛性材料制成,例如金屬材料,使得剛性導熱部15相比于彈性導熱層14更不容易變形。剛性導熱部15設置于散熱板13與冷卻結構12之間,并且剛性導熱部15的至少一部分與彈性導熱層14相接觸,在電芯11的裝配行程中,剛性導熱部15能夠與散熱板13相接觸。
上述電池模組增加了剛性導熱部15,此剛性導熱部15相比于彈性導熱層14具有更高的強度,在電芯11的裝配行程中,剛性導熱部15能夠與散熱板13相接觸,使得散熱板13與剛性導熱部15相作用后發(fā)生預變形,進而通過該剛性導熱部15限制散熱板13向彈性導熱層14施加的作用力,使得該彈性導熱層14不容易在裝配電芯11的過程中出現(xiàn)過大的變形,進而改善彈性導熱層14的導熱效果,使得整個電池模組的散熱效果更好。
一種實施例中,可以將剛性導熱部15設置為多個,各剛性導熱部15均固定于冷卻結構12上,各剛性導熱部15間隔排列,相鄰的剛性導熱部之間形成容納間隔,各彈性導熱層14設置于容納間隔內。例如,剛性導熱部15可以是設置在冷卻結構12上的多個凸起,當彈性導熱層14與冷卻結構12裝配到一起時,剛性導熱部15可以穿過彈性導熱層14,并能夠與散熱板13接觸。
裝配上述電池模組時,首先將彈性導熱層14安裝至冷卻結構12上,使得剛性導熱部15可以穿過彈性導熱層14,然后將電芯11與散熱板13組裝到一起,并向兩者形成的結構施加作用力,使得散熱板13首先與剛性導熱部15接觸,此時散熱板13將發(fā)生變形,進一步向電芯11與散熱板13所形成的結構施加作用力,使得散熱板13滑過剛性導熱部15,并最終與彈性導熱層14接觸,此時散熱板13可以恢復一定的變形,使得散熱板與彈性導熱層14可以充分接觸,實現(xiàn)熱量的傳遞。當然,電芯11的裝配也不僅限于此種順序。
當然,剛性導熱部15除了可以采用凸起以外,還可以采用條狀結構或者其他結構,當剛性導熱部15被設置為條狀結構時,各剛性導熱部15的延伸方向可以相互平行,彈性導熱層14亦設置為多個,各彈性導熱層14一一對應地設置于各剛性導熱部15形成的多個容納間隔中。此實施例中,各剛性導熱部15可以與冷卻結構12一體設置,整體呈齒狀結構。另外,還可以在剛性導熱部15上倒圓角,以防止在電池模組的拆裝過程中出現(xiàn)散熱板13因應力集中而受損的問題。此舉不僅可以簡化剛性導熱部15的結構,還可以增加剛性導熱部15與散熱板13之間的作用面積,進而更好地顯示散熱板13向彈性導熱層14施加的作用力;并且,各剛性導熱部15的延伸方向相互平行,可以使電池模組內的熱量分布更加均勻,防止電池模組因局部熱量過高而出現(xiàn)損壞。
進一步地,彈性導熱層14的寬度可以大于剛性導熱部15的寬度,兩者的寬度所在的方向均為各剛性導熱部15的排列方向。采用此種結構可以使彈性導熱層14在剛性導熱部15的排列方向上占據更大的空間,以此增加散熱板13與彈性導熱層14接觸后所形成的散熱面積,進而優(yōu)化電池模組的散熱效果。
具體地,彈性導熱層14可以相對于剛性導熱部15凸出,但是此種結構會導致散熱板13向彈性導熱層14施加的作用力較大。因此,為了進一步防止彈性導熱層14受到的作用力過大,可以采用如下技術方案:彈性導熱層14在自然狀態(tài)下的厚度小于上述容納間隔的深度,此處的彈性導熱層14的厚度所在的方向、容納間隔的深度所在的方向均為冷卻結構12指向電芯11的方向。如此設置后,散熱板13在電池模組的裝配過程中首先滑過剛性導熱部15,在散熱板13與剛性導熱部15完全脫離之前,散熱板13基本不與彈性導熱層14接觸,當散熱板13與剛性導熱部15完全脫離時,散熱板13恢復變形,然后與彈性導熱層14接觸。顯然,此種結構使得散熱板13恢復一定的變形后再與彈性導熱層14接觸,繼而減小彈性導熱層14受到的作用力。
對于各剛性導熱部15的排列方式,本申請實施例提供兩種形式:第一種,各剛性導熱部15沿著電芯11的厚度方向依次排列,即圖3所示的結構;第二種,各剛性導熱部15沿著垂直于電芯11的厚度方向的方向依次排列,即圖6所示的結構。這兩種方式可以簡化整個電池模組的結構。
當然,各剛性導熱部15的排列方式并不限于本申請所列舉的上述兩種方式。
如圖10所示,為了更大幅度地提升電池模組的散熱效果,上述散熱板13可以包括本體130以及彎折設置于該本體130的邊緣處的配合部131,該配合部131為弧形配合部,該弧形配合部與彈性導熱層14抵壓配合。將配合部131設置為弧形結構以后,其與彈性導熱層14的接觸更加緊密,使得兩者之間的傳熱面積有所增加,并且該配合部131的變形能力也會有所改善,使得散熱板13的變形更加穩(wěn)定。
更進一步地,上述本體130的邊緣處可以設置弧形彎曲部130a,前述配合部與該弧形彎曲部130a相連。如此設置后,本體130的變形能力更強,促使散熱板13與彈性導熱層14之間的接觸更加緊密。
另一種實施例中,如圖7-9所示,區(qū)別于將各剛性導熱部15間隔設置,可以將剛性導熱部15設置為一體式結構。具體地,剛性導熱部15為導熱板,該導熱板覆蓋設置于彈性導熱層14上,使得剛性導熱部15的大面與彈性導熱層14的大面相接觸,且導熱板位于散熱板13與彈性導熱層14之間。此時,剛性導熱部15將散熱板13與彈性導熱層14間隔開,散熱板13不與彈性導熱層14直接接觸,散熱板13可以將電芯11產生的熱量傳遞給剛性導熱部15,再由剛性導熱部15依次傳遞給彈性導熱層14和冷卻結構12。此實施例同樣可以通過剛性導熱部15限制散熱板13向彈性導熱層14施加的作用力,使得彈性導熱層14不容易出現(xiàn)損壞。并且此實施例中,剛性導熱部15與彈性導熱層14之間的作用面積更大,傳熱效果更好。
進一步地,如圖10所示,上述散熱板13可以包括本體130以及彎折設置于該本體130的邊緣處的配合部131,該配合部131為弧形配合部,導熱板上朝向該弧形配合部的一側具有弧形槽150,弧形配合部位于該弧形槽150內。由于剛性導熱部15的變形能力較小,因此可以直接在剛性導熱部15上開設前述弧形槽150,使得散熱板13與剛性導熱部15更緊密地接觸,進而使得兩者之間的作用面積較大,提升散熱效果。
更進一步地,上述本體130的邊緣處可以設置弧形彎曲部130a,前述配合部與該弧形彎曲部130a相連。如此設置后,本體130的變形能力更強,促使散熱板13與彈性導熱層14之間的接觸更加緊密。
可選地,本申請實施例提供的冷卻結構12具體可以包括水冷板,該水冷板中設置至少兩個冷卻通道120,此水冷板為U形板,各電芯11被收納于該水冷板的內部。即,各電芯11可以從水冷板的開口側裝配于水冷板內,此時電芯11被水冷板的三個內壁所包圍,進而水冷板的散熱面積,進一步優(yōu)化電池模組的散熱效果。
以上所述僅為本申請的優(yōu)選實施例而已,并不用于限制本申請,對于本領域的技術人員來說,本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本申請的保護范圍之內。