本發(fā)明涉及一種電能儲(chǔ)存裝置，更具體地說，它涉及一種底部散熱電池模組。
背景技術(shù)：
隨著電動(dòng)汽車的發(fā)展，鋰離子電池成為目前電動(dòng)汽車的一個(gè)重要發(fā)展方向，由于汽車電池包所需能量高，往往需要由上千個(gè)單體電芯連接，且由于汽車所需放電電流大，電芯發(fā)熱嚴(yán)重，對(duì)電池安全造成很大的隱患。在這種情況下，如何設(shè)計(jì)能量密度高、散熱效果好的電池模組成為業(yè)界關(guān)注的重點(diǎn)和技術(shù)難點(diǎn)。目前，汽車鋰離子電池包主要采用的散熱方式分別是液冷、風(fēng)冷和自然散熱，其中液冷效果最好，但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，能量密度偏低，成本高，且安全隱患大；風(fēng)冷效果次于液冷，但是其散熱均勻性較差，成本偏高且產(chǎn)品封閉性較差；自然散熱效果最差，電池在使用過程中溫度過高，嚴(yán)重影響電池包的安全和使用壽命?，F(xiàn)有的電池模組所采用的散熱方式較為單一，且通常只是對(duì)電池模組進(jìn)行區(qū)域環(huán)境內(nèi)的總體散熱，而不能對(duì)電池模組不同的發(fā)熱部位進(jìn)行全覆蓋直接散熱，因此散熱不均勻，散熱效率較低。公開號(hào)為cn204045697u的實(shí)用新型于2014年12月24日公開了一種密封液冷鋰離子電池包，應(yīng)用于電池技術(shù)領(lǐng)域，該密封液冷鋰離子電池包包括：上蓋、冷卻管道、電氣接口、蓄電池組、下箱體；其中，上蓋與下箱體相匹配，密封蓋合于下箱體上，上蓋的側(cè)壁設(shè)有管道穿孔；冷卻管道通過管道穿孔穿設(shè)于上蓋中，兩端位于上蓋外側(cè)；下箱體的側(cè)壁設(shè)有電氣接口；蓄電池組裝設(shè)于下箱體中；電氣接口的一端密封電連接蓄電池組。本發(fā)明將電池包設(shè)計(jì)成為由可分離生產(chǎn)加工的上蓋、下箱體、冷卻管道、電氣接口、蓄電池組等組成的結(jié)構(gòu)，具有散熱效率高、防護(hù)性能好、易于生產(chǎn)組裝維護(hù)、成本低等特點(diǎn)。但該發(fā)明與常規(guī)的液冷式電池一樣，存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，能量密度偏低，成本高，安全隱患大的缺點(diǎn)，而且散熱方式單一，難以取得更理想的散熱效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
現(xiàn)有的電池模組所采用的散熱方式較為單一，散熱路徑長，散熱均勻性較差，散熱效率較低，為克服這些缺陷，本發(fā)明提供了一種散熱方式更豐富，散熱更均勻、效率更高的復(fù)合散熱型電池模組。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種復(fù)合散熱型電池模組，包括箱體和多個(gè)單體電芯，還包括上支架、下支架、鎳片和空氣增壓器，單體電芯頂端和底端分別與上支架和下支架連接，且單體電芯底端與鎳片焊接，鎳片下設(shè)有導(dǎo)熱墊，導(dǎo)熱墊與鎳片接觸貼合，導(dǎo)熱墊下設(shè)有云母片，云母片與導(dǎo)熱墊接觸貼合，下支架內(nèi)設(shè)有氣流腔，氣流腔與空氣增壓器連通，下支架上表面設(shè)有節(jié)流孔，節(jié)流孔與氣流腔連通。上支架、下支架對(duì)單體電芯形成支撐，使多個(gè)單體電芯連接整合，構(gòu)成能量密度高，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好的電池模組。鎳片、導(dǎo)熱墊、云母片逐層接觸貼合，形成熱傳遞效率較高的熱傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)，該熱傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)再與箱體進(jìn)行熱交換，將單體電芯工作產(chǎn)生的熱量排到電池模組外。與此同時(shí)，空氣增壓器將加壓后的空氣輸入氣流腔，氣流腔通往外部的節(jié)流孔加工成較小尺寸，使得氣流腔進(jìn)出空氣存在速率差，氣流腔形成一定氣壓，氣流腔中的空氣從高壓處經(jīng)由節(jié)流孔向壓力較低的外部流動(dòng)，形成節(jié)流膨脹效應(yīng)，流出的空氣溫度比氣流腔中空氣溫度更低，從節(jié)流孔流出的氣流吹向單體電芯底端以上的部位，對(duì)單體電芯中上段起到降溫散熱作用。單體電芯底端與鎳片存在較大面積的接觸，適合采用接觸式熱傳導(dǎo)的散熱結(jié)構(gòu)，而單體電芯中上段主要處于空氣包圍中，與大面積的金屬板件沒有大面積的直接接觸，適合采用氣冷散熱結(jié)構(gòu)，因此，本電池模組根據(jù)自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)采用接觸式熱傳導(dǎo)和節(jié)流膨脹式氣冷的復(fù)合散熱方式進(jìn)行具有結(jié)構(gòu)針對(duì)性的散熱，散熱結(jié)構(gòu)與電池模組的連接、支撐結(jié)構(gòu)達(dá)到高度協(xié)調(diào)、融合，散熱結(jié)構(gòu)的直接作用區(qū)域深入電池模組內(nèi)部，在確保電池能量密度的同時(shí)提高直接散熱覆蓋面，取得更快更均勻的散熱效果。
作為優(yōu)選，云母片下方設(shè)有二級(jí)導(dǎo)熱墊，二級(jí)導(dǎo)熱墊的頂面、底面分別與云母片和所述箱體底部接觸貼合。二級(jí)導(dǎo)熱墊、云母片、箱體也構(gòu)成一個(gè)接觸式熱傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)，與單體電芯連成一個(gè)完整的傳熱路徑，實(shí)現(xiàn)電池模組封閉內(nèi)環(huán)境與外界環(huán)境的熱傳遞。
作為優(yōu)選，上支架上方設(shè)有鋁片，單體電芯頂端與鋁片電連接。單體電芯電極通常位于頂端，單體電芯頂端與鋁片電連接，這樣就以鋁片為連接導(dǎo)體將各單體電芯整合連接為電池模組。
作為優(yōu)選，鋁片、鎳片分別與上支架、下支架粘接。鋁片、鎳片通過粘接方式與上支架、下支架連接，結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)施。
作為優(yōu)選，上支架和下支架上設(shè)有與單體電芯適配的插槽，單體電芯插接在插槽中。單體電芯插接在插槽中可確保單體電芯與上支架、下支架穩(wěn)固連接。
作為優(yōu)選，所述氣流腔為由氣流通道構(gòu)成的網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，氣流通道縱橫交織的分布于下支架上各插槽間，氣流腔與插槽間隔絕。氣流通道開設(shè)于插槽的間隙中，充分利用了下支架的結(jié)構(gòu)空間，也不會(huì)對(duì)插槽結(jié)構(gòu)造成破壞。由氣流通道構(gòu)成的網(wǎng)格狀的氣流腔能較好地適應(yīng)下支架的結(jié)構(gòu)，使得散熱結(jié)構(gòu)較好地融入電池模組的結(jié)構(gòu)框架中，確保電池模組的結(jié)構(gòu)緊湊性。
作為優(yōu)選，下支架為分體結(jié)構(gòu)，包括支架上分體和支架下分體，支架上分體和支架下分體的接合面平行于下支架的頂面及底面，且沿所述氣流腔的縱剖方向平分氣流腔。如果采用一體結(jié)構(gòu)的下支架，在插槽間加工氣流通道難度較大，尤其是插槽錯(cuò)位分布時(shí)，采用常規(guī)的鉆削工藝幾乎無法完成網(wǎng)格狀氣流腔的加工，采用分體結(jié)構(gòu)則加工極為方便，可在支架上分體和支架下分體的接合面上分別開設(shè)位置對(duì)應(yīng)、尺寸相等的半開放氣流通道，然后支架上分體和支架下分體再拼合，即可構(gòu)成完整的氣流腔。
作為優(yōu)選，所述氣流腔中設(shè)有壓力傳感器。由于氣流腔的進(jìn)氣出氣存在速率差，空氣增壓器如果持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)氣流腔壓力會(huì)逐步增大，不利于保持氣流腔內(nèi)外的壓差穩(wěn)定，極易因氣流腔壓力過大而造成不必要的硬件損壞，設(shè)置壓力傳感器可以對(duì)氣流腔內(nèi)壓進(jìn)行監(jiān)測，一旦壓力過大則可反饋空氣增壓器暫停工作，保持氣流腔內(nèi)外壓差穩(wěn)定，從而穩(wěn)定發(fā)揮散熱作用。
作為優(yōu)選，單體電芯與上支架和下支架粘接。單體電芯與上支架、下支架間通過粘接可以進(jìn)一步加強(qiáng)連接強(qiáng)度。
本發(fā)明的有益效果是：
改善散熱效果。本發(fā)明采用接觸式熱傳導(dǎo)散熱結(jié)構(gòu)和節(jié)流膨脹式氣冷散熱結(jié)構(gòu)構(gòu)成的復(fù)合散熱方式實(shí)現(xiàn)電池模組封閉內(nèi)環(huán)境與外界環(huán)境的熱傳遞，散熱直接作用區(qū)域深入電池模組內(nèi)部，散熱覆蓋面大，散熱效率高，散熱更均勻。
結(jié)構(gòu)緊湊，提高電池能量密度。本發(fā)明中散熱結(jié)構(gòu)與電池模組的結(jié)構(gòu)框架緊密融合，使電池模組結(jié)構(gòu)緊湊，提高電池能量密度。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1-單體電芯，2-上支架，3-鋁片，4-下支架，5-鎳片，6-導(dǎo)熱墊，7-云母片，8-二級(jí)導(dǎo)熱墊，9-空氣增壓器。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例：
如圖1所示，一種底部散熱電池模組，包括箱體和288個(gè)單體電芯1，還包括上支架2、下支架4、鋁片3、鎳片5和空氣增壓器9，上支架2和下支架4均用塑料制成，上支架2和下支架4上設(shè)有與單體電芯1適配的插槽，單體電芯1頂端和底端分別插接在上支架2和下支架4的插槽中，再用膠粘接。鋁片3設(shè)于上支架2上方且單體電芯1頂端與鋁片3通過焊接鋁絲形成電連接，鎳片5設(shè)于下支架4下方且單體電芯1底端與鎳片5通過電阻焊工藝焊接，鎳片5下設(shè)有導(dǎo)熱墊6，導(dǎo)熱墊6與鎳片5接觸貼合，導(dǎo)熱墊6下設(shè)有云母片7，云母片7與導(dǎo)熱墊6接觸貼合。云母片7下方設(shè)有二級(jí)導(dǎo)熱墊8，二級(jí)導(dǎo)熱墊8的頂面、底面分別與云母片7和所述箱體底部接觸貼合。下支架4內(nèi)設(shè)有氣流腔，氣流腔與空氣增壓器9連通，下支架4上表面設(shè)有孔徑為0.2mm的節(jié)流孔，節(jié)流孔與氣流腔連通。所述氣流腔為由氣流通道構(gòu)成的網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，氣流通道縱橫交織的分布于下支架4上各插槽間，氣流腔與插槽間隔絕。下支架4為分體結(jié)構(gòu)，包括支架上分體和支架下分體，支架上分體和支架下分體的接合面平行于下支架4的頂面及底面，且沿所述氣流腔的縱剖方向平分氣流腔。所述氣流腔中設(shè)有壓力傳感器?？諝庠鰤浩?外殼用鋁合金制成便于壓縮后的空氣散熱。
鎳片5、導(dǎo)熱墊6、云母片7、二級(jí)導(dǎo)熱墊8和箱體底部逐層接觸貼合，形成熱傳遞效率較高的接觸式熱傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)，與單體電芯1連成一個(gè)完整的傳熱路徑，可高效地將單體電芯1工作產(chǎn)生的熱量排到電池模組外。同時(shí)，空氣增壓器9將加壓后的空氣通過密封的管道輸入氣流腔，氣流腔通往外部的節(jié)流孔加工成較小尺寸，使得氣流腔進(jìn)出空氣存在速率差，氣流腔形成一定氣壓，氣流腔中的空氣從高壓處經(jīng)由節(jié)流孔向壓力較低的外部流動(dòng)，形成節(jié)流膨脹效應(yīng)，流出的空氣溫度比氣流腔中空氣溫度更低，從節(jié)流孔流出的氣流吹向單體電芯底端以上的部位，對(duì)單體電芯中上段起到降溫散熱作用。壓力傳感器對(duì)氣流腔內(nèi)壓進(jìn)行監(jiān)測，一旦壓力過大則可反饋空氣增壓器9暫停工作，保持氣流腔內(nèi)外壓差穩(wěn)定，從而穩(wěn)定發(fā)揮散熱作用。