一种电池模组及电池包的制作方法

1.本实用新型涉及动力电池热管理技术领域，尤其是指一种电池模组及电池包。


背景技术：

2.目前快充倍率提升日渐增大，不仅电池发热量日益增大，金属过流件如电池极耳也随着电流的增大温度升高过高，而电池极耳的过高温度会直接影响与之相连的电池根端活性物质温度，造成电池局部温度过高，引起该处电池活性物质老化严重，当电池极耳温度过高时还会引起铝塑膜的融化，造成电池漏液等安全问题。
3.但目前软包模组仅有针对电池的冷却，无相关电池极耳的冷却方案。


技术实现要素：

4.为此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中没有单独对电池极耳进行冷却的缺陷，提供一种电池模组即电池包，能够对电池极耳建立直接散热路径。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电池模组，包括：框架，所述框架内设有容置空间；
6.电芯堆叠体，所述电芯堆叠体包括多个电芯，所述电芯设有极耳，多个所述电芯沿其厚度方向叠加设置于所述框架的容置空间内，相邻的所述电芯通过所述极耳电连接，以及
7.导热件，所述导热件设置于所述极耳之间，所述极耳至少部分贴合所述导热件，所述导热件至少部分连接至所述框架，所述导热件将所述极耳的热量传导至所述框架。
8.在本实用新型的一个实施例中，所述电芯由至少两个单体并联形成，所述电芯之间通过隔板相隔离，相邻的所述电芯之间串联连接，所述导热件设置在串联的两组所述极耳之间。
9.在本实用新型的一个实施例中，所述导热件的横截面为梯形，所述梯形的短边朝向所述电芯内部，所述梯形的长边朝向所述电芯的外部。
10.在本实用新型的一个实施例中，所述导热件为中空结构，所述导热件的一端连接至所述框架。
11.在本实用新型的一个实施例中，所述导热件为热管、导热胶、导热结构胶、导热垫、vc管、石墨烯片或复合相变材料。
12.在本实用新型的一个实施例中，所述框架包括底板，所述底板上设置有绝缘膜，所述导热件连接至所述绝缘膜。
13.在本实用新型的一个实施例中，所述框架还包括水冷板，所述水冷板的进水口设置于所述电芯堆叠体的侧边，所述底板与所述水冷板之间通过导热胶粘结相连。
14.在本实用新型的一个实施例中，所述底板与所述电芯堆叠体之间设置有第一绝缘板，所述第一绝缘板贴合所述电芯堆叠体的一侧面设置有多个凸起，以与所述电芯的单体位置对应。
15.在本实用新型的一个实施例中，所述框架还包括端板，所述导热件至少部分连接至所述端板。
16.一种电池包，包括壳体、热管理组件以及多个上述的电池模组。
17.本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
18.本实用新型所述的电池模组：
19.1、通过将导热组件作为极耳的导热桥梁，使得对极耳直接冷却，避免电池模组局部温度过高，提高电池安全性；
20.2、通过将具有高潜热值的复合相变材料等设置为导热组件，实现对热量的存储，提高极耳的导热效率；
21.3、通过水冷板的设置，提高底板的散热效率，进而提高极耳的散热效率。
附图说明
22.为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
23.图1是本实用新型实施例一结构的示意图；
24.图2是本实用新型实施例一内部结构的示意图；
25.图3是本实用新型铜巴结构的示意图；
26.图4是本实用新型的侧视图；
27.图5是图4中a区结构的放大图；
28.图6是本实用新型实施例二的爆炸图；
29.图7是图6中b区结构的放大图；
30.图8是本实用新型导热件的剖视图；
31.图9是图6中c区结构的放大图。
32.说明书附图标记说明：
33.10、电池模组；11、框架；111、底板；112、绝缘膜；113、水冷板；114、导热胶；115、第一绝缘板；116、凸起；12、电芯堆叠体；121、电芯；122、单体；123、隔板；13、极耳；14、铜巴；15、导热件，16、端板。
具体实施方式
34.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
35.电池在其正常使用温度范围内工作时的充放电效率高，当电池的温度超过其正常使用温度范围时，大容量充放电过程中积累的热量无法传递，电池的充放电效率大幅度降低，并且会严重影响电池的使用寿命。其中，对于处于工作状态的电池来说，电池的极耳处的发热温度最高，即电池的极耳的温度最高，散发的热量最多。现有技术中，通常在电极活性材料内部添加导电剂，以降低活性材料之间以及活性材料与极耳之间的接触电阻，提高导电性，或者通过改变电极的材料、尺寸、引出方式和连接工艺，提高锂离子电池的倍率性能。由于电池极耳属于高压大电流组件，为其建立散热路径时将面临工艺、绝缘、散热性能的多重困难，故目前尚没有相应的冷却方案。
36.参照图1和图2所示，为本实用新型的一种电池模组实施例一结构示意图。本实用新型的电池模组10包括：框架11，框架11内设置有容置空间。
37.电芯堆叠体12，所述电芯堆叠体12包括多个电芯121，所述电芯121的两端设有极耳13，多个所述电芯121沿其厚度方向叠加设置于框架11的容置空间内，框架11对电芯121形成支撑和保护，相邻的所述电芯121通过所述极耳13电连接。极耳13之间的连接方式根据实际需要进行设计，比如，极耳13叠合后向同一侧弯折，或者极耳13向相反的方向弯折后对接，其中电芯121之间正极耳和负极耳依次连接形成串联，正极耳和正极耳、负极耳和负极耳相连形成并联。
38.在传统的电池模组10中，为了实现对极耳13的支撑，一般设置有汇流排组件，极耳13与汇流排组件固定连接。一方面极耳13需要穿过汇流排组件上的多个通孔进行安装，连接不方便；另一方面，汇流排需要占用一定的空间，增加了电池模组10的尺寸。为克服上述缺陷，本实施例中，设置导热件15。具体的，参照图2、图4和图5所示，由于在电芯121中，极耳13的厚度最薄，因此相邻两电芯121的极耳13之间存在间隙，使得所述导热件15能够设置于所述极耳13之间，而不会明显增加电池模组10的尺寸。同时，所述极耳13至少部分贴合所述导热件15，所述导热件15至少部分连接至所述框架11，从而极耳13产生的热量能够直接传导至导热件15，导热件15将极耳13的热量传导至框架11。由于框架11面积大，故框架11的散热效率远大于极耳13本身，且框架11直接与外界环境接触，导热件15将热量传导至框架11后，框架11将热量发散至外界环境，而不会聚集在电池模组10上。且一方面，导热件15直接设置在极耳13之间，无需将极耳穿过汇流排组件的小孔等，组装方便；另一方面，导热件15贴合极耳13设置，极耳13对导热件15的位置形成限制，保证导热件15在电池模组10内位置的稳定，导热件15具有一定的强度，能够对极耳13形成支撑，从而也无需另外设置汇流排组件，避免了汇流排组件对电池模组10尺寸的增加。本实用新型中仅将汇流排组件替换为能够导热的导热件15，无需另外设置散热模块即可实现对极耳13的直接冷却，结构简单，散热效果好。
39.进一步的，在实施例一的基础上，为了实现极耳13与导热件15的贴合，所述导热件15两侧的极耳13向所述导热件15的方向弯折，一方面，极耳13向导热件15的方向弯折后，导热件15两侧的极耳13之间相互贴合连接，实现串并联；另一方面，此种连接方式使得极耳13能够包裹导热件15，极耳13与导热件15的贴合面积大，极耳13的热量快速传递给导热件15，导热件15被包裹住后，其位置稳定，对极耳13的支撑效果好。
40.更进一步的，在实施例一的基础上，导热件15自身向空气散热的散热效率低，故导热件15设置为中空结构，增加了导热件15与周围空气的接触面积，使得极耳13上的热量还能够直接发散至周围的空间，由于极耳13上的热量扩散到周围空间后，还能通过电池模组10的装配间隙直接发散出去，避免热量只在极耳13上聚集。更进一步的，由于导热件15至少部分连接至框架11，且在实际连接结构中，导热件15周围被极耳13包围，因此导热件15的端部抵接框架11。而中空导热件15的中空孔贯通导热件15，若导热件15的两端均抵接框架，则中空孔两端均被封堵，中空孔丧失了散热的功能，为了避免此种情况，所述导热件15的一端连接至所述框架11，所述导热件15的另一端与所述框架11间隔设置，从而中空结构内部的热量能够流出。
41.进一步的，在实施例一的基础上，为了实现电芯堆叠体12的外部电子元器件的连
接，以进行充电或者送电，电池模组10还设置有铜巴14。铜巴14与所述极耳13的引出端连接以接入外部电路。具体的，参照图3所示，本实施例中，铜巴14呈l型，极耳13的引出端向一侧弯折，包裹住l型铜巴14连接端的同时，压住导热件15，即极耳13弯折后将铜巴14夹持在其与导热件15之间，极耳13与铜巴14之间串联连接的同时，铜巴14的位置也被固定。l型铜巴14的引出端向远离电芯121的方向伸出，从而与其他电子元件电连接。此种连接方式中，极耳13产生的热量传递给铜巴14，铜巴14将极耳13及其自身产生的热量一同传递给导热件15，所述导热件15的至少部分的连接至所述框架11，所述导热件15将所述极耳13和铜巴14的热量传导至所述框架11，利用框架11将热量发散至外界环境。
42.参照图2、图6和图7所示，进一步的，作为本实用新型的实施例二，在实施例一的基础上，所述电芯121至少由两个单体122并联形成，所述电芯121之间通过隔板123相隔离，相邻的所述电芯之间串联连接。由于极耳13对接后其长度会变短，本实施例中，为保证多个单体122并联后还能够方便串联，并联时单体122的极耳13叠合焊接，而后一组叠合的极耳13与另一组叠合的极耳13反向折叠以对接实现串联。在单体122叠合焊接形成电芯121后，并联的单体122的极耳13之间空间较小，不便于设置导热件15，因此导热件15设置在串联的两电芯121的极耳13之间。进一步的，由于多层极耳13叠合焊接时，容易导致虚焊的问题，因此本实用新型中选择两个单体122并联形成电芯121，相邻电芯121之间串联，从而单体122之间的连接为两层极耳13叠合焊接以并联形成电芯121后，相邻电芯121的极耳13再向相反的方向弯折以实现对接串联。
43.进一步的，在实施例二的基础上，参照图7所示，由于本实施例中单体122两两一组形成电芯121，当一组内两个极耳13叠合连接后，相邻两组的极耳13之间朝向电芯121内部的一端之间的间距较小，而朝向电芯121外部的一端之间的间距较大，为了配合极耳13的连接结构，参照图8所示，所述导热件15的横截面为梯形。所述梯形的短边朝向所述电芯121内部，所述梯形的长边朝向所述电芯121的外部。此时所述极耳13包覆所述梯形的长边，导热件15的结构与两组极耳13之间的空间形状相匹配，且极耳13与梯形的两个侧面和底面接触，即极耳13与导热件15的接触面积大，从而传热速度快，提高了散热效率。
44.作为本实用新型优选的实施例三，在实施例一的基础上，所述导热件15为热管、导热胶114、导热结构胶、导热垫、vc管、石墨烯片或复合相变材料等，上述材料自身为绝缘材料，或者能够通过绝缘处理实现绝缘，使得导热件15在传导热量的同时不会导电，不会造成电池模组10短路，成为极耳13和铜巴14的导热桥梁。且其本身也能够吸收热量并进行存储。此时，极耳13和铜巴14在工作时，其产生的热量首先由导热件15吸收，导热件15成为热量储蓄罐。形成极耳13、极耳13和铜巴14散热的第一条路径。而后导热件15再将热量传导给框架11，框架11将热量发散到外部环境中。此为极耳13、极耳13和铜巴14散热的第二条路径。
45.参照图6所示，为本实用新型的实施例四，由于导热件15具有一定的重量，且导热件15至少一端与框架11接触，为了简化连接结构同时保证对导热件15的支撑，所述框架11包括底板111，此时导热件15在重力的作用下至少与底板111接触。为保证电芯121与底板111之间绝缘，所述底板111上设置有绝缘膜112，所述导热件15端部直接接触所述绝缘膜112。此时极耳13和铜巴14的散热路径为：极耳13/铜巴14
→
导热件15
→
绝缘膜112
→
底板111
→
外界环境。由于电芯121在工作过程中也会产生热量，为了实现对模组整体的散热，所述底板111外侧还设置有水冷板113。由于电芯121的端部有极耳13和导热件15，为方便设
置，所述水冷板113的进水口设置于所述电芯堆叠体12的侧边，即框架11的端板16处。所述底板111与所述水冷板113之间通过导热胶114粘结相连，即底板111与水冷板113之间能够通过导热胶114进行热量交换，进一步提高了底板111的散热效率。此时极耳13和铜巴14的散热路径为：极耳13/铜巴14
→
导热件15
→
绝缘膜112
→
底板111
→
导热胶114
→
水冷板113
→
冷却液。且由于水冷板113散热效率高，该散热路径为极耳13和铜巴14的主要散热路径。更进一步的，软包电池模组10的绝缘性能较差，结构强度较弱，在受到外力挤压后容易变形，进而造成损坏内部的电芯121。故所述底板111与所述电芯121之间设置有第一绝缘板115，所述第一绝缘板115贴合所述电芯121的一侧面设置有多个凸起116，以与所述电芯121的位置对应。第一绝缘板115的设置提高了电池模组10的结构强度，且凸起116的设置使得电芯121位置更稳固，也提升了第一绝缘板115的绝缘性能和抗压能力，避免在受到外力挤压时损坏内部的电芯121。
46.参照图9所示，为本实用新型的实施例五，与实施例一相比，所述框架11还包括端板16，所述导热件15至少部分连接至所述端板16。导热件15不仅将热量传导至底板111，还传导至端板16，端板16再将热量发散至外界环境，端板16进一步增加了热量向外界环境发散的散热面积，提高了散热效率。
47.本实用新型还提供一种电池包，包括壳体、热管理组件以及多个上述的电池模组10。利用热管理组件调控电芯121及极耳13和铜巴14的散热，满足超级快充对电池散热的需求，降低了电池包热失控的概率。
48.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种电池模组，其特征在于，包括：框架，所述框架内设有容置空间；电芯堆叠体，所述电芯堆叠体包括多个电芯，所述电芯设有极耳，多个所述电芯沿其厚度方向叠加设置于所述框架的容置空间内，相邻的所述电芯通过所述极耳电连接，以及导热件，所述导热件设置于所述极耳之间，所述极耳至少部分贴合所述导热件，所述导热件至少部分连接至所述框架，所述导热件将所述极耳的热量传导至所述框架。2.根据权利要求1所述的一种电池模组，其特征在于，所述电芯由至少两个单体并联形成，所述电芯之间通过隔板相隔离，相邻的所述电芯之间串联连接，所述导热件设置在串联的两组所述极耳之间。3.根据权利要求2所述的一种电池模组，其特征在于，所述导热件的横截面为梯形，所述梯形的短边朝向所述电芯内部，所述梯形的长边朝向所述电芯的外部。4.根据权利要求1所述的一种电池模组，其特征在于，所述导热件为中空结构，所述导热件的一端连接至所述框架。5.根据权利要求1所述的一种电池模组，其特征在于，所述导热件为热管、导热胶、导热结构胶、导热垫、vc管、石墨烯片或复合相变材料。6.根据权利要求1所述的一种电池模组，其特征在于，所述框架包括底板，所述底板上设置有绝缘膜，所述导热件连接至所述绝缘膜。7.根据权利要求6所述的一种电池模组，其特征在于，所述框架还包括水冷板，所述水冷板的进水口设置于所述电芯堆叠体的侧边，所述底板与所述水冷板之间通过导热胶粘结相连。8.根据权利要求7所述的一种电池模组，其特征在于，所述底板与所述电芯堆叠体之间设置有第一绝缘板，所述第一绝缘板贴合所述电芯堆叠体的一侧面设置有多个凸起，以与所述电芯的位置对应。9.根据权利要求7所述的一种电池模组，其特征在于，所述框架还包括端板，所述导热件至少部分连接至所述端板。10.一种电池包，其特征在于，包括壳体、热管理组件以及多个如权利要求1-9中任一项所述的电池模组。

技术总结
本实用新型涉及电池热管理技术领域，具体涉及一种电池模组及电池包，包括：内设有容置空间的框架；包括多个电芯的电芯堆叠体，电芯设有极耳，多个电芯沿其厚度方向叠加设置于框架的容置空间内，相邻的电芯通过极耳电连接，还包括设置于极耳之间的导热件，极耳至少部分贴合导热件，导热件至少部分连接至框架，导热件将极耳的热量传导至框架。本实用新型中导热件将极耳上产生的热量传导至框架，通过面积更大的框架将热量发散至环境中，提高散热效率。提高散热效率。提高散热效率。


技术研发人员：何亚飞
受保护的技术使用者：远景动力技术（江苏）有限公司
技术研发日：2022.12.16
技术公布日：2023/7/20