[发明专利]一种基于半导体的电芯模组结构

说明书

本发明公开了一种基于半导体的电芯模组结构，由若干电芯组件组成，电芯组件包括电池模组导热板、粘贴于电池模组导热板上的半导体制冷片、三爪铜排、负极极板、电芯、包覆于电芯外侧的绝缘导热膜、正极极板、以及供绝缘导热膜插入其中的绝缘紧固件，三爪铜排包括粘贴于半导体制冷片上的均热板以及自均热板向上延伸的且间隔开的铜排，绝缘紧固件穿设于负极极板中，绝缘导热膜包覆于电芯后其下末端位于绝缘紧固件的上段部的内侧，且与绝缘紧固件的上段部之间留有间隙，铜排沿着绝缘紧固件的内壁且自间隙穿过后包围于绝缘导热膜的外侧，电芯的上下末端分别设有极耳，极耳上分别连接有铝丝，铝丝分别焊接于负极极板和正极极板上。

技术领域：

本发明涉及一种基于半导体的电芯模组结构，其属于电池系统开发设计技术领域。

背景技术：

电动汽车的电池箱标准化已经是一种趋势，其可以简化同车型不同电量车辆的方案布置。但电芯模组由于电芯种类，冷却方式，电芯成组方案的不同会有很大的差异。如若将电芯模组标准化，同一电芯方案可以通用各种散热方式，能简化电池箱内部构造和设计周期。

电池在充放电时均会产生热量，理想散热状态下，电芯温度同步上升，电芯温度一致。但由于各模组布置位置，散热能力存在差异，各电芯温差会持续增大，电芯一致性下降，不利于电芯的均衡，导致电池充放电能力下降，电池容量减少。电芯温差问题在电池低温环境加热工况中尤为突出，电芯不仅会受到散热差异的影响，加热模块的差异也会加剧温差的变化。

半导体制冷片工作温度区间远大于电池工作温度区间，且部分工作电压在12V左右，满足在车载工况上的使用。通过改变半导体片两端的电压，即可进行制冷或加热操作，其制热效率远大于电阻式加热膜。半导体制冷片响应速度极快，通过控制电流能对其加热和制冷功率进行高精度控制，与高精度温度探头配套使用可精确控制模组温度。

发明内容：

本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种基于半导体的电芯模组结构，其能够对所有电芯进行均温，可减少因电池温度差异导致的电压差异，减少电芯电压均衡需求。

本发明所采用的技术方案有：一种基于半导体的电芯模组结构，由若干电芯组件组成，所述电芯组件包括电池模组导热板、粘贴于电池模组导热板上的半导体制冷片、三爪铜排、负极极板、电芯、包覆于电芯外侧的绝缘导热膜、正极极板、以及供绝缘导热膜插入其中的绝缘紧固件，所述三爪铜排包括粘贴于半导体制冷片上的均热板以及自均热板向上延伸的且间隔开的铜排，所述绝缘紧固件穿设于负极极板中，所述绝缘导热膜包覆于电芯后其下末端位于绝缘紧固件的上段部的内侧，且与绝缘紧固件的上段部之间留有间隙，所述铜排沿着绝缘紧固件的内壁且自间隙穿过后包围于绝缘导热膜的外侧，所述电芯的上下末端分别设有极耳，极耳上分别连接有铝丝，所述铝丝分别焊接于负极极板和正极极板上。

进一步地，所述绝缘紧固件呈台阶状，且包括直接较大的上段部以及直径较小的下段部。

进一步地，所述负极极板中间设置有供绝缘紧固件的下段部穿过的圆孔。

进一步地，所述绝缘紧固件的上段部紧贴于负极极板。

进一步地，所述铜排的个数为三个。

进一步地，所述半导体制冷片为绝缘部件。

进一步地，所述电芯组件采用的是圆柱型电池。

本发明具有如下有益效果：

(1).对所有电芯进行均温，可减少因电池温度差异导致的电压差异，减少电芯电压均衡需求。

(2).三爪铜排可对电芯进行紧固和吸能，增加了电池模组的安全性和稳定性。

(3).半导体散热可对电池进行精确控温，在有需求的情况下还可主动改变电池温度，对电池进行持续加热和制冷，使电池工作在理想温度下，提高了电池模组性能。