本實(shí)用新型涉及電池成組
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種內(nèi)部熱量快速均衡的鋰離子電池包。
背景技術(shù)：
：鋰離子電池具有高能量密度、高輸出電壓、高輸出功率、快速充放電以及綠色低公害等優(yōu)點(diǎn)。隨著綠色能源的普及，鋰離子電池的應(yīng)用范圍越來越廣泛。為了滿足大容量與高電壓的要求，需要將數(shù)個(gè)單體電芯先進(jìn)行并聯(lián)，組成大容量鋰離子電池模塊，然后將數(shù)個(gè)大容量鋰離子電池模塊串聯(lián)成高電壓大容量鋰離子電池模組，高電壓大容量鋰離子電池模組與電子部件、保護(hù)裝置、其他外部系統(tǒng)的接口（如高壓、輔助低壓、通訊等）及外殼組成鋰離子電池包。鋰離子電池包通常由數(shù)百只單體電芯組成，各單體電芯在電池包內(nèi)的位置不同，散熱效果不一致。由于電池模塊內(nèi)各單體電芯之間存在空隙，空氣的熱阻較大。電池模塊之間進(jìn)行串聯(lián)時(shí)，模塊之間需要絕緣材料隔開防止短路，絕緣材料的熱阻同樣較大?？諝馀c絕緣材料阻止了電池包內(nèi)熱量快速均衡，造成電池模組內(nèi)部溫差大，影響整個(gè)電池包的一致性和可靠性。由于動(dòng)力鋰離子電池的內(nèi)阻為毫歐級(jí)別，導(dǎo)電連接片的阻值差異將影響電池模塊內(nèi)各單體電芯的電流分布，導(dǎo)致同一個(gè)電池模塊內(nèi)單體電芯的工作電壓出現(xiàn)差異，這種差異也會(huì)放大單體電芯之間的溫度差異，進(jìn)而影響整個(gè)電池包的一致性和可靠性。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是：為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種熱均衡鋰離子電池包，該熱均衡鋰離子電池包內(nèi)部熱量可以快速達(dá)到均衡，電池模塊內(nèi)各單體電芯的工作電壓均衡，電池包的散熱、防震效果好。解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案：一種熱均衡鋰離子電池包，包括電池包箱體和安裝在電池包箱體內(nèi)的電池模組，所述電池模組由并列排布的多個(gè)電池模塊構(gòu)成，所述電池模塊由多個(gè)方形單體電芯沿厚度方向疊置構(gòu)成，電池模塊之間用絕緣板分隔開，絕緣板與構(gòu)成電池模塊的單體電芯的外殼緊密貼合，在絕緣板上開有導(dǎo)熱孔，在導(dǎo)熱孔內(nèi)充填有膏狀絕緣導(dǎo)熱材料。作為本實(shí)用新型的改進(jìn)：所述電池模組為長(zhǎng)方體電池模組，在電池模組外表面設(shè)有與電池模組表面緊密貼合的導(dǎo)熱層，在導(dǎo)熱層的外側(cè)鋪設(shè)有絕緣板，在絕緣板上開有多個(gè)導(dǎo)熱孔，在導(dǎo)熱孔內(nèi)充填有膏狀絕緣導(dǎo)熱材料，電池箱體除上蓋板外的其余5面內(nèi)側(cè)均與電池模組對(duì)應(yīng)面上的絕緣板緊密貼合。進(jìn)一步地，絕緣板上導(dǎo)熱孔的總面積不小于絕緣板面積的50%。進(jìn)一步地，絕緣板上導(dǎo)熱孔為圓形孔，導(dǎo)熱孔的直徑為5—20mm。作為本實(shí)用新型的另一種改進(jìn)：同一電池模塊內(nèi)的所有單體電芯并聯(lián)連接，構(gòu)成電池模組的所有電池模塊串聯(lián)連接，在相鄰的電池模塊之間設(shè)有連接導(dǎo)電排，連接導(dǎo)電排一側(cè)與一個(gè)電池模塊的所有單體電芯的正極連接，連接導(dǎo)電排的另一側(cè)與另一個(gè)電池模塊的所有單體電芯的負(fù)極連接，在位于電池模組首尾兩端的電池模塊上還設(shè)有總正端導(dǎo)電排和總負(fù)端導(dǎo)電排，總正端導(dǎo)電排和總負(fù)端導(dǎo)電排分別通過電纜連接電池模組總正端和電池模組總負(fù)端。進(jìn)一步地，所述單體電芯通過焊接在極柱上的鎳片與連接導(dǎo)電排、總正端導(dǎo)電排或總負(fù)端導(dǎo)電排連接。進(jìn)一步地，所述電纜為由多根相同規(guī)格的絕緣導(dǎo)線構(gòu)成的線束，絕緣導(dǎo)線的數(shù)目與構(gòu)成電池模塊的單體電芯的數(shù)目相等，多根絕緣導(dǎo)線的一端沿單體電芯疊置方向等距焊接在總正端導(dǎo)電排或總負(fù)端導(dǎo)電排上，多根絕緣導(dǎo)線的另一端匯聚焊接于電池模組的總正端或總負(fù)端。進(jìn)一步地，各絕緣導(dǎo)線在總正端導(dǎo)電排或總負(fù)端導(dǎo)電排上焊接的位置與連接單體電芯極柱的鎳片在總正端導(dǎo)電排或總負(fù)端導(dǎo)電排上的位置一一對(duì)應(yīng)，同一線束內(nèi)的多根絕緣導(dǎo)線的長(zhǎng)度相等。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案：所述絕緣導(dǎo)線為硅膠線，所述連接導(dǎo)電排、總正端導(dǎo)電排和總負(fù)端導(dǎo)電排為銅導(dǎo)電排。作為本實(shí)用新型的最佳方案：絕緣板為環(huán)氧樹脂板，所述膏狀絕緣導(dǎo)熱材料為導(dǎo)熱硅脂，所述導(dǎo)熱層為導(dǎo)熱硅膠片。有益效果：本實(shí)用新型的熱均衡鋰離子電池包，由于采用了電池模塊之間絕緣板與構(gòu)成電池模塊的單體電芯的外殼緊密貼合，并在絕緣板上開有導(dǎo)熱孔，在導(dǎo)熱孔內(nèi)充填有膏狀絕緣導(dǎo)熱材料，將開有導(dǎo)熱孔的絕緣板作為絕緣骨架，導(dǎo)熱孔在絕緣板上形成多個(gè)導(dǎo)熱通道，在保證絕緣板必要的機(jī)械強(qiáng)度和電池模塊之間絕緣效果的同時(shí)，極大地改善了絕緣板的導(dǎo)熱效果，使電池模塊間的熱量能夠快速傳導(dǎo)，電池包內(nèi)部的熱量快速達(dá)到均衡，減小電池模塊之間的溫度差，從而使電池模塊內(nèi)各單體電芯的工作電壓更加均衡，同時(shí)電池包的散熱、防震效果更好。由于采用了在電池模組外表面設(shè)有與電池模組表面緊密貼合的導(dǎo)熱層，在導(dǎo)熱層的外側(cè)鋪設(shè)有開有導(dǎo)熱孔的絕緣板，在導(dǎo)熱孔內(nèi)充填有膏狀絕緣導(dǎo)熱材料，并使電池箱體除上蓋板外的其余5面內(nèi)側(cè)均與電池模組對(duì)應(yīng)面上的絕緣板緊密貼合，膏狀絕緣導(dǎo)熱材料充填于電池模塊之間、電池模組與電池包箱體之間絕緣板上的孔隙，膏狀絕緣導(dǎo)熱材料與單體電芯外殼組成導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，電池模組產(chǎn)生的熱量通過導(dǎo)熱層和膏狀絕緣導(dǎo)熱材料快速傳遞至電池包外殼，由電池包外殼散發(fā)至周圍環(huán)境中，使電池包內(nèi)各單體電芯之間快速達(dá)到熱均衡，而且，電池模組與電池箱之間的導(dǎo)熱層和絕緣板進(jìn)一步提高了電池包的抗沖擊和抗振能力。由于合理地限定了絕緣板上導(dǎo)熱孔的總面積，在改善絕緣板導(dǎo)熱效果的同時(shí)，兼顧了絕緣板的機(jī)械強(qiáng)度，保證了絕緣效果。由于合理地限定了絕緣板上導(dǎo)熱孔的形狀和導(dǎo)熱孔大小，使絕緣板更易于生產(chǎn)加工，導(dǎo)熱孔內(nèi)充填的膏狀絕緣導(dǎo)熱材料更均勻。由于采用了同一電池模塊內(nèi)的所有單體電芯并聯(lián)連接，構(gòu)成電池模組的所有電池模塊串聯(lián)連接，在相鄰的電池模塊之間設(shè)有連接導(dǎo)電排，連接導(dǎo)電排一側(cè)與一個(gè)電池模塊的所有單體電芯的正極連接，連接導(dǎo)電排的另一側(cè)與另一個(gè)電池模塊的所有單體電芯的負(fù)極連接，在位于電池模組首尾兩端的電池模塊上還設(shè)有總正端導(dǎo)電排和總負(fù)端導(dǎo)電排，總正端導(dǎo)電排和總負(fù)端導(dǎo)電排分別通過電纜連接電池模組總正端和電池模組總負(fù)端的技術(shù)特征，使電池模組的結(jié)構(gòu)更緊湊，電池模塊間的距離更小，單體電芯的電壓也更均衡。由于采用了所述單體電芯通過焊接在極柱上的鎳片與連接導(dǎo)電排、總正端導(dǎo)電排或總負(fù)端導(dǎo)電排連接的技術(shù)特征，不但使極柱與導(dǎo)電排間的導(dǎo)電效果更好，而且也可以通過鎳片傳導(dǎo)極柱的熱量，從單體電芯的外殼和內(nèi)部極片同時(shí)均衡熱量，使熱量均衡的速度更快，各單體電芯間的溫差更小。由于采用了所述電纜為由多根相同規(guī)格的絕緣導(dǎo)線構(gòu)成的線束，絕緣導(dǎo)線的數(shù)目與構(gòu)成電池模塊的單體電芯的數(shù)目相等，多根絕緣導(dǎo)線的一端沿單體電芯疊置方向等距焊接在總正端導(dǎo)電排或總負(fù)端導(dǎo)電排上，多根絕緣導(dǎo)線的另一端匯聚焊接于電池模組的總正端或總負(fù)端的技術(shù)特征，使電池模塊內(nèi)各單體電芯的導(dǎo)電路徑一致，從而使同一電池模塊內(nèi)各單體電芯的電流均衡，工作電壓一致。由于采用了各絕緣導(dǎo)線在總正端導(dǎo)電排或總負(fù)端導(dǎo)電排上焊接的位置與連接單體電芯極柱的鎳片在總正端導(dǎo)電排或總負(fù)端導(dǎo)電排上的位置一一對(duì)應(yīng)，同一線束內(nèi)的多根絕緣導(dǎo)線的長(zhǎng)度相等的技術(shù)特征，使導(dǎo)電路徑的長(zhǎng)度更精確，進(jìn)一步減小了各導(dǎo)電路徑之間的長(zhǎng)度差，使各單體電芯的工作參數(shù)更趨一致，電池包的容量更穩(wěn)定，使用壽命更長(zhǎng)。由于采用了絕緣板為環(huán)氧樹脂板，所述膏狀絕緣導(dǎo)熱材料為導(dǎo)熱硅脂，所述導(dǎo)熱層為導(dǎo)熱硅膠片的技術(shù)特征，使導(dǎo)熱孔充填絕緣導(dǎo)熱材料后的絕緣板絕緣性能不受影響，而導(dǎo)熱性能更好。由于采用了所述連接導(dǎo)電排、總正端導(dǎo)電排和總負(fù)端導(dǎo)電排為銅導(dǎo)電排的技術(shù)特征，在保證導(dǎo)電效果的同時(shí)，導(dǎo)熱更好，電池模組的輸出電壓和電流更穩(wěn)定。附圖說明圖1為本實(shí)用新型的熱均衡鋰離子電池包外觀結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的熱均衡鋰離子電池包中電池模組外表面的絕緣導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)圖；圖3為本實(shí)用新型的熱均衡鋰離子電池包中電池模組的裝配示意圖；圖4為本實(shí)用新型的熱均衡鋰離子電池包中電池模組的電池模塊之間絕緣導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)。具體實(shí)施方式為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案，以下結(jié)合本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例及其附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖1所示，本實(shí)用新型的熱均衡鋰離子電池包包括電池包箱體5。在電池包箱體的蓋板4上設(shè)有電子部件2、保護(hù)裝置、其他外部系統(tǒng)的接口（如高壓、輔助低壓、通訊等），電池包箱體內(nèi)安裝有電池模組，電池模組的總正端、總負(fù)端分別與電池包外殼的總正端1、總負(fù)端3連接。如圖2所示，所述電池模組為長(zhǎng)方體電池模組6，在電池模組外表面設(shè)有與電池模組表面緊密貼合的導(dǎo)熱層7，在導(dǎo)熱層的外側(cè)鋪設(shè)有絕緣板8，在絕緣板上開有多個(gè)導(dǎo)熱孔9，在導(dǎo)熱孔內(nèi)充填有膏狀絕緣導(dǎo)熱材料，電池箱體除上蓋板外的其余5面內(nèi)側(cè)均與電池模組對(duì)應(yīng)面上的絕緣板緊密貼合，所述導(dǎo)熱層為導(dǎo)熱硅膠片，導(dǎo)熱硅膠片起到導(dǎo)熱與防震的作用，所述絕緣板為環(huán)氧樹脂板，所述膏狀絕緣導(dǎo)熱材料為導(dǎo)熱硅脂。如圖3所示，所述電池模組6由并列排布的多個(gè)電池模塊61構(gòu)成，所述電池模塊由多個(gè)方形單體電芯611沿厚度方向疊置構(gòu)成，電池模塊之間用絕緣板8分隔開，絕緣板與構(gòu)成電池模塊的單體電芯的外殼緊密貼合，在絕緣板上開有導(dǎo)熱孔9，在導(dǎo)熱孔內(nèi)充填有膏狀絕緣導(dǎo)熱材料，所述絕緣板為環(huán)氧樹脂板，所述膏狀絕緣導(dǎo)熱材料為導(dǎo)熱硅脂。作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，絕緣板上導(dǎo)熱孔的總面積不小于絕緣板面積的50%，絕緣板上導(dǎo)熱孔優(yōu)選為圓形孔，導(dǎo)熱孔的直徑為5—20mm，導(dǎo)熱孔的直徑優(yōu)選為10mm。如圖4所示，同一電池模塊內(nèi)的21只單體電芯并聯(lián)連接，構(gòu)成電池模組的7個(gè)電池模塊串聯(lián)連接，單體電芯按圖4所示方式排列固定，在固定后的單體電芯之間充填導(dǎo)熱硅脂。在相鄰的電池模塊之間設(shè)有連接導(dǎo)電排14，7個(gè)電池模塊通過6個(gè)連接導(dǎo)電排串聯(lián)，連接導(dǎo)電排一側(cè)與一個(gè)電池模塊的21只單體電芯的正極連接，連接導(dǎo)電排的另一側(cè)與另一個(gè)電池模塊的21只單體電芯的負(fù)極連接，在位于電池模組首尾兩端的電池模塊上還設(shè)有總正端導(dǎo)電排17和總負(fù)端導(dǎo)電排11，總正端導(dǎo)電排與所在電池模塊的所有單體電芯的正極連接，總負(fù)端導(dǎo)電排與所在電池模塊的所有單體電芯的負(fù)極連接，總正端導(dǎo)電排和總負(fù)端導(dǎo)電排分別通過電纜連接電池模組總正端和電池模組總負(fù)端，所述單體電芯通過焊接在極柱16上的鎳片15與連接導(dǎo)電排、總正端導(dǎo)電排或總負(fù)端導(dǎo)電排連接，所述電纜為由多根相同規(guī)格的絕緣導(dǎo)線12構(gòu)成的線束，絕緣導(dǎo)線的數(shù)目與構(gòu)成電池模塊的單體電芯的數(shù)目相等，多根絕緣導(dǎo)線的一端沿單體電芯疊置方向等距焊接在總正端導(dǎo)電排或總負(fù)端導(dǎo)電排上，多根絕緣導(dǎo)線的另一端匯聚焊接于電池模組的總正端或總負(fù)端，各絕緣導(dǎo)線在總正端導(dǎo)電排或總負(fù)端導(dǎo)電排上焊接的位置與連接單體電芯極柱的鎳片在總正端導(dǎo)電排或總負(fù)端導(dǎo)電排上的位置一一對(duì)應(yīng)，絕緣導(dǎo)線在導(dǎo)電排上焊接的間距與單體電芯相同電極在導(dǎo)電排上的間距相等，同一線束內(nèi)的多根絕緣導(dǎo)線的長(zhǎng)度相等。所述絕緣導(dǎo)線為優(yōu)選為硅膠線，所述連接導(dǎo)電排、總正端導(dǎo)電排和總負(fù)端導(dǎo)電排優(yōu)選為銅導(dǎo)電排。特別地，若單體電芯外殼之間接觸緊密，則不需充填導(dǎo)熱硅脂。在本實(shí)施例中，單體電芯為1865130A方形鋁殼電芯，每21只單體電芯并聯(lián)成一個(gè)電池模塊，7個(gè)電池模塊串聯(lián)成一個(gè)電池模組。本實(shí)施例中，膏狀導(dǎo)熱材料為一種絕緣導(dǎo)熱硅脂，型號(hào)為卡奇達(dá)K-8510。電池模塊間的絕緣板為0.5mm厚環(huán)氧樹脂板，尺寸可根據(jù)設(shè)計(jì)要求裁剪。鎳片為T26*W8*H0.2mm鎳帶。連接導(dǎo)電排為銅導(dǎo)電排，厚度為0.5mm，尺寸可根據(jù)設(shè)計(jì)要求裁剪。絕緣導(dǎo)線為硅膠線，型號(hào)為16AWG。導(dǎo)熱層為導(dǎo)熱硅膠片，厚度為2mm，尺寸可根據(jù)設(shè)計(jì)要求裁剪。電池模組與電池包箱體之間的絕緣板為環(huán)氧樹脂板，厚度為1mm，尺寸可根據(jù)設(shè)計(jì)要求裁剪。電池包外殼的材料為鋁，厚度為1.2mm。本實(shí)用新型中涉及到的導(dǎo)熱相關(guān)材料的導(dǎo)熱系數(shù)如下：名稱材質(zhì)型號(hào)導(dǎo)熱系數(shù)W/m·k電芯電芯1外殼鋁3003237膏狀絕緣導(dǎo)熱材料2導(dǎo)熱硅脂卡奇達(dá)K-85101.8絕緣材料4環(huán)氧樹脂板0.5mm0.12導(dǎo)熱層9導(dǎo)熱硅膠片2.0mm1.5絕緣材料10環(huán)氧樹脂板1mm0.12電池包外殼11鋁5052138空氣（常溫常壓）0.026本實(shí)用新型中，組成電池模組的每個(gè)電池模塊的單體電芯排列方式一致；同一個(gè)電池模塊內(nèi)各單體電芯相同電極上引出的鎳片規(guī)格尺寸一致；電池模塊內(nèi)各單體電芯相同電極上引出的連接片與導(dǎo)電排的連接方式一致；電池模組總正端、總負(fù)端到電池包總正端、總負(fù)端引出多條連接線，且電池模組總正端各單體電芯到電池包總正端的各連接線規(guī)格尺寸一致，電池模組總負(fù)端各單體電芯到電池包總負(fù)端的各連接線規(guī)格尺寸一致。本實(shí)用新型中的絕緣板也可以采用滿足要求的其它材質(zhì)的絕緣板，如：PC板；導(dǎo)熱層也可以采用其它具柔性導(dǎo)熱片，如：聚碳酸酯系非溴素阻燃絕緣膜；所述膏狀絕緣導(dǎo)熱材料也可以采用其它具有良好導(dǎo)熱及絕緣性能的膏狀材料，如：有機(jī)硅灌封膠；導(dǎo)電排也可以選用其它符合導(dǎo)電、焊接、防氧化要求金屬導(dǎo)電排，如：鋁排。以上所述，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思作出其他各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng)屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3