[實用新型]一種應用高導熱泡沫碳材料的三明治動力電池布置裝置

有效

• 申請號: 201521028412.2
• 申請日: 2015-12-10
• 公開（公告）號: CN205211887U
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 陳吉清;李新賢;蘭鳳崇
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/625;H01M10/653;H01M2/10
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

技術領域

本實用新型涉及動力電池的固定及散熱結構，尤其涉及一種應用高導熱 泡沫碳材料的三明治動力電池布置裝置。

背景技術

動力電池作為儲能裝置元件，是電動汽車最為關鍵的核心部件，其性能 直接決定了電動汽車產品的可靠性、循環性能和成本。相比其他新能源汽車， 純電動汽車在實際應用中往往需要搭載更大容量的電池。為此，需要將小型 鋰離子電池電芯通過串并聯方式緊密布置組成大容量、高功率的動力電池組， 這導致了電池組內部更產生電池熱量的積累和溫度不均衡等安全問題。在動 力電池進行實際運行的充電和放電過程中，溫度不均衡是導致電池組失效以 及電池壽命變短的重要原因之一。因此，合理有效的電池熱管理已成為制約 電動汽車產業化推廣的重要瓶頸。

目前電池組中電池單體一般采用方殼式或管殼式的固定方式，利用熱固 性塑料制作成一個密閉的方殼或管殼，將若干片單體電池夾緊在殼體中間， 再將多個殼體串聯形成一個電池模組。該方式能保證電池間絕緣良好，電池 均為豎直放置，電池間連線方便，為目前電動汽車動力電池主流的布置方式。 但在電動汽車微型化、輕量化的背景下，特別是大容量的電池組均需要布置 在車身底盤底下，該方式導致汽車地板中電池布置位置突起超過100mm，嚴 重影響整車的布置，并且受材料限制，塑料的導熱性不足以為電池提供有效 的散熱，需要在塑料殼體中伸出銅片、熱管等其他散熱結構，散熱效率難以 提高。

發明內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種結構 緊湊、散熱效率高、輕量化、拆卸方便、安全可靠的應用高導熱泡沫碳材料 的三明治動力電池布置裝置。

本實用新型通過下述技術方案實現：

一種應用高導熱泡沫碳材料的三明治動力電池布置裝置，包括框架、置 于框架內的多組動力電池組和設置在框架側的用于給動力電池組散熱的散熱 機構；

所述各動力電池組由多個串聯或并聯的電池單體1構成；在各相鄰的電 池單體1之間夾持有泡沫碳夾層2和電阻發熱片15；所述泡沫碳夾層2的一 端與散熱機構緊密貼合。

所述散熱機構為液冷散熱機構或風冷散熱機構。

所述液冷散熱機構包括液冷管11和用于固定液冷管11的液冷管支撐架 12，通過液冷管支撐架12將液冷管11固定在架側的一側；所述液冷管11的 表面與泡沫碳夾層2緊密貼合，使各電池單體1中部產生的熱量傳導至液冷 管11，通過其內循環流動的冷液，實現電池單體1的散熱。

所述風冷散熱機構包括風冷管14和安裝在風冷管14一端的散熱風機； 所述風冷管14的表面與泡沫碳夾層2緊密貼合，使各電池單體1中產生的熱 量傳導至風冷管14，通過散熱風機在風冷管14內形成的氣流，實現電池單體 1的散熱。

所述框架包括頂部固定架4、側部固定架3和底部安裝架5；通過螺栓13 依次穿過頂部固定架4和側部固定架3并與底部安裝架5連接，動力電池組 固定在框架內。

所述側部固定架3上還設有連接結構6，連接結構6上安裝有用于連接電 池單體1電極10的正負極接口。

所述電阻發熱片15位于開設在泡沫碳夾層2中相應的凹槽中。

所述底部安裝架5為鋁合金框架結構。

所述側部固定架3和連接結構6均由熱固性塑料注塑成形。

所述動力電池組為兩組或者兩組以上。

本實用新型相對于現有技術，具有如下的優點及效果：

本實用新型框架包括頂部固定架4、側部固定架3和底部安裝架5；通過 螺栓13依次穿過頂部固定架4和側部固定架3并與底部安裝架5連接，動力 電池組固定在框架內。解決了電動汽車電池包的布置緊湊性和熱安全性問題， 采用半鏤空式的布置形式，電池單體均通過頂部固定架4、側部固定架3和底 部安裝架5這種籠式安裝架固定，相比電池殼體固定方式，該方案的電池單 體具有更好的緊湊性和更高效的散熱性能。

本實用新型根據泡沫碳材料的特點，利用泡沫碳定向高導熱率的特點， 在各相鄰的電池單體1之間夾持有泡沫碳夾層2和電阻發熱片15；所述泡沫 碳夾層2的一端與散熱機構緊密貼合。該方案能將各電池單體的熱量通過泡 沫碳夾層2定向導到散熱機構中。相比已有的電池間夾銅片的散熱方案，以 及液冷板(或液冷管)直接穿過電池單體中間的已有液冷方案相比，本實用 新型安裝方式更加簡單，液冷管不易發生泄漏，推動制冷液流動的能源損耗 更小。