[发明专利]一种复合散热型电池模组

说明书

本发明公开了一种复合散热型电池模组，包括箱体和多个单体电芯，还包括上支架、下支架、镍片和空气增压器，单体电芯顶端和底端分别与上支架和下支架连接，且单体电芯底端与镍片焊接，镍片下设有导热垫，导热垫与镍片接触贴合，导热垫下设有云母片，云母片与导热垫接触贴合，下支架内设有气流腔，气流腔与空气增压器连通，下支架上表面设有节流孔，节流孔与气流腔连通。本发明结构紧凑，提高电池能量密度，且采用接触式热传导散热结构和节流膨胀式气冷散热结构构成的复合散热方式实现电池模组封闭内环境与外界环境的热传递，散热直接作用区域深入电池模组内部，散热覆盖面大，散热效率高，散热更均匀。

技术领域

本发明涉及一种电能储存装置，更具体地说，它涉及一种底部散热电池模组。

背景技术

随着电动汽车的发展，锂离子电池成为目前电动汽车的一个重要发展方向，由于汽车电池包所需能量高，往往需要由上千个单体电芯连接，且由于汽车所需放电电流大，电芯发热严重，对电池安全造成很大的隐患。在这种情况下，如何设计能量密度高、散热效果好的电池模组成为业界关注的重点和技术难点。目前，汽车锂离子电池包主要采用的散热方式分别是液冷、风冷和自然散热，其中液冷效果最好，但是其结构复杂，能量密度偏低，成本高，且安全隐患大；风冷效果次于液冷，但是其散热均匀性较差，成本偏高且产品封闭性较差；自然散热效果最差，电池在使用过程中温度过高，严重影响电池包的安全和使用寿命。现有的电池模组所采用的散热方式较为单一，且通常只是对电池模组进行区域环境内的总体散热，而不能对电池模组不同的发热部位进行全覆盖直接散热，因此散热不均匀，散热效率较低。公开号为CN204045697U的实用新型于2014年12月24日公开了一种密封液冷锂离子电池包，应用于电池技术领域，该密封液冷锂离子电池包包括：上盖、冷却管道、电气接口、蓄电池组、下箱体；其中，上盖与下箱体相匹配，密封盖合于下箱体上，上盖的侧壁设有管道穿孔；冷却管道通过管道穿孔穿设于上盖中，两端位于上盖外侧；下箱体的侧壁设有电气接口；蓄电池组装设于下箱体中；电气接口的一端密封电连接蓄电池组。本发明将电池包设计成为由可分离生产加工的上盖、下箱体、冷却管道、电气接口、蓄电池组等组成的结构，具有散热效率高、防护性能好、易于生产组装维护、成本低等特点。但该发明与常规的液冷式电池一样，存在结构复杂，能量密度偏低，成本高，安全隐患大的缺点，而且散热方式单一，难以取得更理想的散热效果。

发明内容

现有的电池模组所采用的散热方式较为单一，散热路径长，散热均匀性较差，散热效率较低，为克服这些缺陷，本发明提供了一种散热方式更丰富，散热更均匀、效率更高的复合散热型电池模组。

本发明的技术方案是：一种复合散热型电池模组，包括箱体和多个单体电芯，还包括上支架、下支架、镍片和空气增压器，单体电芯顶端和底端分别与上支架和下支架连接，且单体电芯底端与镍片焊接，镍片下设有导热垫，导热垫与镍片接触贴合，导热垫下设有云母片，云母片与导热垫接触贴合，下支架内设有气流腔，气流腔与空气增压器连通，下支架上表面设有节流孔，节流孔与气流腔连通。上支架、下支架对单体电芯形成支撑，使多个单体电芯连接整合，构成能量密度高，结构强度好的电池模组。镍片、导热垫、云母片逐层接触贴合，形成热传递效率较高的热传导结构，该热传导结构再与箱体进行热交换，将单体电芯工作产生的热量排到电池模组外。与此同时，空气增压器将加压后的空气输入气流腔，气流腔通往外部的节流孔加工成较小尺寸，使得气流腔进出空气存在速率差，气流腔形成一定气压，气流腔中的空气从高压处经由节流孔向压力较低的外部流动，形成节流膨胀效应，流出的空气温度比气流腔中空气温度更低，从节流孔流出的气流吹向单体电芯底端以上的部位，对单体电芯中上段起到降温散热作用。单体电芯底端与镍片存在较大面积的接触，适合采用接触式热传导的散热结构，而单体电芯中上段主要处于空气包围中，与大面积的金属板件没有大面积的直接接触，适合采用气冷散热结构，因此，本电池模组根据自身结构特点采用接触式热传导和节流膨胀式气冷的复合散热方式进行具有结构针对性的散热，散热结构与电池模组的连接、支撑结构达到高度协调、融合，散热结构的直接作用区域深入电池模组内部，在确保电池能量密度的同时提高直接散热覆盖面，取得更快更均匀的散热效果。