動(dòng)力電池包的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種動(dòng)力電池包，其包括一殼體、設(shè)于該殼體內(nèi)的多個(gè)電芯構(gòu)成的動(dòng)力電池組和一傳熱板，每相鄰兩個(gè)電芯間夾設(shè)有散熱片，該散熱片的兩端均有折邊，該散熱片的一端折邊與該殼體的內(nèi)表面接觸、另一端折邊與該傳熱板表面接觸，該傳熱板通過(guò)緊固件固定于該殼體。本實(shí)用新型的動(dòng)力電池包，散熱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，安裝方便，且散熱速度快，提高了散熱效率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
動(dòng)力電池包
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及動(dòng)力電池領(lǐng)域，特別涉及一種動(dòng)力電池包。【背景技術(shù)】
[0002]隨著環(huán)境問(wèn)題、能源危機(jī)越來(lái)越引起大家的重視，新能源汽車(chē)行業(yè)得到了飛速的發(fā)展。作為新能源汽車(chē)的核心部件，動(dòng)力電池包受到其散熱性能的制約。新能源汽車(chē)在頻繁的啟停、加速助力、減速回收能量等過(guò)程中需要?jiǎng)恿﹄姵匕峁┐蟊堵实某浞烹婋娏?，這會(huì)造成電池溫度的快速上升。由于動(dòng)力電池的集中放置，如果沒(méi)有良好的散熱條件，將會(huì)導(dǎo)致局部溫度過(guò)高、溫度不均衡、電池包溫度失控等問(wèn)題，這將會(huì)加速電池的老化、電池性能的快速下降，嚴(yán)重影響電池包整體性能的發(fā)揮。因此，對(duì)于動(dòng)力電池包的熱管理成為了動(dòng)力電池包性能的關(guān)鍵性因素。
[0003]目前，用于新能源汽車(chē)的動(dòng)力電池普遍采用風(fēng)冷、液冷甚至是相變材料帶走電池組的熱量。通行的強(qiáng)制風(fēng)冷方案主要有串行和并行散熱兩種，但是，由于這些方案均要求每塊電芯間隔一定的距離，這就導(dǎo)致電池包體積較大的缺點(diǎn)。液冷和相變材料的方案雖然散熱效果較好，但是一旦出現(xiàn)泄露的情況，容易導(dǎo)致電池短路破壞。所以采用這兩種方案的電池包對(duì)于密封提出了極高的要求，這導(dǎo)致電池包結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，成本很高。
[0004]此外，還有一些在電池組電芯之間夾散熱片的方案，由于散熱片往往采取高熱導(dǎo)率的鋁合金材料，因此采用這種方案的動(dòng)力電池包具有采用體積小、散熱性能好的優(yōu)點(diǎn)。例如，一汽海馬申請(qǐng)的ZL201220244491.0中提出了一種兩端帶有可纏繞冷卻管路的環(huán)形連接部的散熱片方案，這種方案可將電池組電芯的熱量集中導(dǎo)出散熱，但是該散熱片與冷卻管路的連接要求環(huán)形連接部具備優(yōu)異的彈性，這就對(duì)散熱片的加工工藝、裝配工藝提出了更加嚴(yán)格的要求，而且僅僅依靠環(huán)形連接部的彈性很難保證在之后長(zhǎng)期復(fù)雜路況工作過(guò)程中依然能夠保持初始良好的接觸狀態(tài)，這樣就會(huì)導(dǎo)致散熱片與冷卻管路之間的界面熱阻越來(lái)越大。因此，采用散熱片方案時(shí)減小散熱片與連接裝置之間的熱阻成為了提高動(dòng)力電池包熱性能的重要因素。【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有的動(dòng)力電池包的散熱結(jié)構(gòu)對(duì)散熱片要求高， 且隨著時(shí)間的推移散熱片與殼體的接觸不緊密，進(jìn)而導(dǎo)致熱量散不出去的缺陷，提供一種新型的動(dòng)力電池包。
[0006]本實(shí)用新型是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題的:
[0007]本實(shí)用新型提供一種動(dòng)力電池包，其特點(diǎn)在于，其包括一殼體、設(shè)于該殼體內(nèi)的多個(gè)電芯構(gòu)成的動(dòng)力電池組和一傳熱板，每相鄰兩個(gè)電芯間夾設(shè)有散熱片，該散熱片的兩端均有折邊，該散熱片的一端折邊與該殼體的內(nèi)表面接觸、另一端折邊與該傳熱板表面接觸， 該傳熱板通過(guò)緊固件固定于該殼體。
[0008]在本方案中，動(dòng)力電池組由一個(gè)個(gè)電芯串聯(lián)或并聯(lián)而成，由于電芯與電芯之間夾設(shè)有散熱片，所以能夠帶走電芯所產(chǎn)生的熱量;而且，傳熱板通過(guò)緊固件緊固到殼體上后， 會(huì)迫使與該傳熱板接觸的散熱片產(chǎn)生一定的彎曲，這個(gè)彎曲所產(chǎn)生的張力迫使散熱片折邊保持與殼體和傳熱板緊密接觸的能力，從而達(dá)到快速傳熱、散熱。
[0009]較佳地，該散熱片的一端折邊與該殼體的內(nèi)表面間夾設(shè)有導(dǎo)熱硅膠墊，該散熱片的另一端折邊與該傳熱板表面間夾設(shè)有導(dǎo)熱硅膠墊。
[0010]由于加工誤差、尺寸公差、粗糙度等的影響，散熱片與殼體內(nèi)表面、傳熱板表面之間的剛性接觸將會(huì)導(dǎo)致極大的界面熱阻，所以在兩個(gè)剛性表面之間加上一層導(dǎo)熱硅膠墊作為一個(gè)緩沖層，一方面可以減小界面熱阻，另一方面也可實(shí)現(xiàn)散熱片與金屬殼體之間的電絕緣。
[0011]因此，導(dǎo)熱硅膠墊的作用是:多個(gè)電芯所夾設(shè)的散熱片安裝以后，散熱片的折邊端不一定對(duì)的很齊整，如果其直接與平面接觸，難免參差不齊，部分散熱片與殼體、傳熱板產(chǎn)生較大的熱阻，導(dǎo)熱能力不均，而本方案夾設(shè)了導(dǎo)熱硅膠墊后使得彈性接觸，傳熱更加均勻。
[0012]導(dǎo)熱硅膠墊具有一定的彈性，其熱導(dǎo)率為1?15W/m.K，導(dǎo)熱硅膠墊的厚度可根據(jù)加工誤差、尺寸公差來(lái)進(jìn)行選擇。
[0013]較佳地，該殼體緊鄰該散熱片的折邊的外表面設(shè)有若干散熱翅片，這極大地增加了自然散熱表面積，大大提高了散熱效果。動(dòng)力電池包充放電過(guò)程中產(chǎn)生的熱量主要依靠殼體的外表面與環(huán)境空氣中的自然對(duì)流換熱來(lái)完成，沒(méi)有強(qiáng)制風(fēng)冷的自然對(duì)流換熱系數(shù)為 5 ?25W/m2.K。
[0014]較佳地，該散熱片的材料為鋁合金。
[0015]較佳地，該散熱片的厚度為0.3?1.5_。由于受到安裝尺寸的限制，散熱片的厚度限制為0.3?1.5mm，一方面可以達(dá)到有效傳導(dǎo)熱量的目標(biāo)，另一方面可不需明顯增加電池組的體積。
[0016]較佳地，該傳熱板的兩端均有折邊，該傳熱板的折邊上設(shè)有供該緊固件連接的安裝孔。這種形式的結(jié)構(gòu)使得緊固件將傳熱板折邊固定在殼體內(nèi)表面上后，能夠有較大的接觸面積，可以大幅度減小傳熱板與殼體之間的界面熱阻。
[0017]較佳地，該緊固件為螺栓螺母。
[0018]較佳地，該殼體的材料為鋁合金。6063(材料牌號(hào))鋁合金是廣泛使用的一種鋁合金材料，具有優(yōu)良的加工、鑄造性能，其密度約為2.7g/cm3，比熱容為900J/kg.K，熱導(dǎo)率為 201W/m.K〇
[0019]在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本實(shí)用新型各較佳實(shí)例。
[0020]本實(shí)用新型的積極進(jìn)步效果在于:
[0021]本實(shí)用新型的動(dòng)力電池包，散熱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，安裝方便，且散熱速度快，提高了散熱效率?！靖綀D說(shuō)明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的動(dòng)力電池包的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的夾設(shè)有散熱片的動(dòng)力電池組的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的傳熱板的結(jié)構(gòu)示意圖。【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖給出本實(shí)用新型較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案， 但并不因此將本實(shí)用新型限制在所述的實(shí)施例范圍之中。
[0026]如圖1-3所示，本實(shí)施例提供一動(dòng)力電池包，包括:殼體1、多個(gè)電芯串聯(lián)或者并聯(lián)而成的動(dòng)力電池組2和傳熱板5,該動(dòng)力電池組2設(shè)于該殼體1的內(nèi)部，該動(dòng)力電池組2電芯之間夾有散熱片3,該散熱片3兩端有折彎的折邊4,該散熱片3的一端折邊4與該殼體1的內(nèi)表面接觸，該散熱片3的另一端折邊4與該傳熱板5表面接觸，該傳熱板5兩端也有彎折的折邊 6,該傳熱板5的折邊6上有供緊固件連接的安裝孔9,該傳熱板5通過(guò)緊固件(例如螺栓螺母) 將其固定在該殼體1的固定孔8中。
[0027]為減小該散熱片3與該殼體1內(nèi)表面、該傳熱板5表面之間的接觸熱阻，在該散熱片 3末端與該殼體1內(nèi)表面、該傳熱板5表面之間均加上導(dǎo)熱硅膠墊(圖中未示出)，可以顯著減小界面熱阻和實(shí)現(xiàn)電芯與金屬殼體1之間的電絕緣。[〇〇28]如圖1所示，該動(dòng)力電池組2的每?jī)蓚€(gè)電芯之間夾有一塊散熱片3,該動(dòng)力電池組2 安裝完成后需要加載一定的壓緊力再進(jìn)行固定，這樣可使得該散熱片3與電芯表面之間具有良好的接觸;該散熱片3的末端折邊4與該殼體1內(nèi)表面接觸面之間夾有一塊導(dǎo)熱硅膠墊， 另一個(gè)末端折邊4與該導(dǎo)熱板5之間同樣也夾有一塊導(dǎo)熱硅膠墊，在該散熱片3與該殼體1內(nèi)表面接觸面的法向上施加一定的壓力迫使硅膠墊厚度方向上進(jìn)行壓縮，這樣可使得散熱片折邊4與殼體1內(nèi)表面、傳熱板5之間具有良好的接觸，同時(shí)，通過(guò)緊固件將該傳熱板5緊緊固定在該殼體1內(nèi)部。
[0029]上述結(jié)構(gòu)在進(jìn)行安裝時(shí)的順序是:電芯之間夾散熱片3,再進(jìn)行動(dòng)力電池組2壓緊固定，接著將動(dòng)力電池組2放入殼體1安裝位置，然后在兩個(gè)散熱片折邊4末端放入導(dǎo)熱硅膠墊，之后另一個(gè)散熱片折邊4放入傳熱板5,在傳熱板5與散熱片折邊4接觸面的法向上施加壓力將硅膠墊壓縮，最后通過(guò)緊固件固定傳熱板5。
[0030]本實(shí)用新型的動(dòng)力電池包的散熱原理如下:動(dòng)力電池包正常充放電過(guò)程中，動(dòng)力電池組2電芯產(chǎn)生大量的熱量，通過(guò)夾在電芯之間的散熱片3導(dǎo)出至散熱片折邊4,然后再由緊挨散熱片折邊4的導(dǎo)熱硅膠墊傳導(dǎo)至殼體1、傳熱板5中。其中，傳導(dǎo)至傳熱板5中的熱量再通過(guò)熱傳導(dǎo)的方式傳至殼體1上，然后通過(guò)殼體1的外表面特別是緊鄰接觸面處的翅片7來(lái)進(jìn)行高效散熱，此時(shí)的散熱方式主要為自然對(duì)流換熱。
[0031]例如，一款混合動(dòng)力汽車(chē)用的48V動(dòng)力電池包，其采用21個(gè)鈦酸鋰電芯LT0串聯(lián)而成，單個(gè)電芯尺寸為200X105X6mm3，內(nèi)阻約為2m Q，設(shè)定LT0電芯生熱的體積功率為65000W/ m3,則單個(gè)電芯的生熱功率為8.19W，21串電芯組成的電池組的生熱功率約為172W。
[0032]散熱片伸出電芯外的長(zhǎng)度設(shè)為11mm，散熱片厚度設(shè)為0.8mm，其寬度與電芯同為 l〇5mm，根據(jù)實(shí)驗(yàn)可知，散熱片外沿與電芯中心溫度相差約:TC，則散熱片的傳熱功率約為 9.2W，20個(gè)散熱片的傳熱功率為184W。[0〇33] 設(shè)定導(dǎo)熱娃膠墊的厚度為1mm，安裝壓縮后的厚度為0.8mm，熱導(dǎo)率為6W/m.K,導(dǎo)熱硅膠墊兩端的平均溫差為1°C，則導(dǎo)熱硅膠墊的傳熱功率約為189W。[〇〇34]根據(jù)上述電芯尺寸設(shè)計(jì)的殼體外表面面積為0.61m2,殼體外表面平均溫度與環(huán)境空氣溫度相差20°C，殼體與環(huán)境空氣的自然對(duì)流換熱系數(shù)為15W/m2.K，則殼體的自然換熱功率為183W。
[0035]因此，上述設(shè)計(jì)可以達(dá)到極大地減小界面熱阻的目的，因而能夠使得動(dòng)力電池包有效散熱。
[0036]雖然以上描述了本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解， 這些僅是舉例說(shuō)明，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書(shū)限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本實(shí)用新型的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種動(dòng)力電池包，其特征在于，其包括一殼體、設(shè)于該殼體內(nèi)的多個(gè)電芯構(gòu)成的動(dòng)力 電池組和一傳熱板，每相鄰兩個(gè)電芯間夾設(shè)有散熱片，該散熱片的兩端均有折邊，該散熱片 的一端折邊與該殼體的內(nèi)表面接觸、另一端折邊與該傳熱板表面接觸，該傳熱板通過(guò)緊固 件固定于該殼體。2.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池包，其特征在于，該散熱片的一端折邊與該殼體的內(nèi)表 面間夾設(shè)有導(dǎo)熱硅膠墊，該散熱片的另一端折邊與該傳熱板表面間夾設(shè)有導(dǎo)熱硅膠墊。3.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池包，其特征在于，該殼體緊鄰該散熱片的折邊的外表面 設(shè)有若干散熱翅片。4.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池包，其特征在于，該散熱片的材料為鋁合金。5.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池包，其特征在于，該散熱片的厚度為0.3?1.5_。6.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池包，其特征在于，該傳熱板的兩端均有折邊，該傳熱板 的折邊上設(shè)有供該緊固件連接的安裝孔。7.如權(quán)利要求6所述的動(dòng)力電池包，其特征在于，該緊固件為螺栓螺母。8.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池包，其特征在于，該殼體的材料為鋁合金。
【文檔編號(hào)】H01M2/10GK205609634SQ201620425770
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月11日
【發(fā)明人】戴震宇
【申請(qǐng)人】上海藍(lán)諾新能源技術(shù)有限公司