[發明專利]一種電池熱管理結構以及包括該結構的電池模組

在審

• 申請號: 201811399664.4
• 申請日: 2018-11-22
• 公開（公告）號: CN111211284A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 楊道均;吳寧寧;毛永志;安洪力
• 申請（專利權）人: 中信國安盟固利動力科技有限公司
• 主分類號: H01M2/26
• 分類號: H01M2/26;H01M10/42;H01M10/613;H01M10/6554;H01M10/625
• 代理公司: 北京市京大律師事務所 11321
• 代理人: 李光松

本發明提供一種電池熱管理結構以及包括該結構的電池模組。所述電池模組主要包括上蓋、裸電芯、下殼體和電池熱管理結構，該電池熱管理結構包括導熱板、加熱負極耳和加熱正極耳，其中，導熱板分別與加熱正極耳和加熱負極耳連接為一體。具有本發明的電池熱管理結構的電池模組，在有效保證模組工作溫度的同時，體積利用率與現有模組幾乎相同，以提供一種電池能量密度大幅提高、制造工藝簡化、熱管理功能良好的電池模組。

技術領域

本發明涉及汽車動力電池技術領域，具體涉及一種具有熱管理功能的電池模組。

背景技術

電動汽車是新能源汽車領域的重要發展方向，為了保證足夠的續航里程，電動汽車需要安裝大量的電池模組，而電池模組是由若干個單體電芯組成的，這種多個電芯組成模組的成組方式存在諸多缺點，如結構件多、結構復雜、成組率低、能量密度低、可維護性差等等。

在中國專利申請號為201610164344.5的發明名稱為“一種電池模組”的文獻中，公開了一種電池模組，包括下殼體、上蓋和多個裸電芯，下殼體一端開口且內部設有多個互不想通的柵格，柵格內放置裸電芯，上蓋內設導電連接體并與裸電芯電連接，通過上蓋密封下殼體。

該方案雖然可提高電池模組能量密度，但也存在非常嚴重的缺陷。眾所周知，鋰離子電池對溫度異常敏感，當自身溫度保持在20～30℃時是其最理想工作區，而通常情況下，電動車輛要求在-30～55℃的外部環境下工作，溫度低于0℃時，電池容易出現充電析鋰或放電降功率現象，析鋰產生的枝晶會刺破隔膜形成短路造成安全事故，降功率后的電池將無法滿足車輛使用要求；而當溫度超過45℃時，鋰電池的循環壽命會急劇下降，而且還會出現熱失控等安全問題，危及車內人員生命安全。現有技術中并沒有針對上述電池模組提及保證工作溫度的記載。

現有技術中，對于單體電池，通常情況下的散熱加熱方式為：在電芯的側面設置鋁板等導熱性能好的材料導出熱量，鋁板一面與電芯貼合，另一面設置電加熱膜或者PTC加熱，用于加熱；加熱方式也可以是把加熱膜或者PTC直接與電芯接觸進行加熱，但是，無論是哪種方式，目前的散熱、加熱方式結構均非常復雜，導致單體電芯占用空間相對較大，不利于自動化裝配和能量密度提升，對于單體電池的應用尚可，對于能量密度高的電池模組來講，非常不利于大規模組裝、以及空間利用率和成本控制。此外，目前這種外置加熱方式，升溫速率一般在1℃/min左右，升溫速度無法滿足快速加熱要求，限制了新能源汽車的推廣應用。

發明內容

針對現有技術的不足，特別是針對鋰離子動力電池，本發明提供了一種具有熱管理功能的結構，針對安全性能、電池本身工作溫度要求、以及升溫速率等方面綜合考量，改善電動汽車用電池模組中的電池溫度環境條件，以保證電池在最優工作溫度下，長效、安全地工作。

本發明提供的技術方案如下：

一種電池熱管理結構，該結構包括導熱板、加熱負極耳和加熱正極耳，其中，所述導熱板分別與所述加熱正極耳和所述加熱負極耳連接為一體。所述加熱正極耳和所述加熱負極耳分別與用于加熱的電源進行電連接。

優選地，所述導熱板與加熱正極耳、加熱負極耳本身可以為一體件，也可以是通過焊接、鉚接、螺栓連接等方式連接。

其中，所述導熱板位于電池的裸電芯一側，且與所述裸電芯的該側形狀相同、緊密貼合。所述導熱板的表面設置絕緣層，以防止與電池的裸電芯發生物理或化學反應。從材質上，導熱板選用熱傳遞效果好的金屬箔，例如，鎳、鐵鋁、銅、錳、鉻等等金屬的片均可。

其中，在應用于電池模組中時，所述加熱負極耳還與電池模組的加熱總負出極電連接，所述加熱正極耳還與電池模組的加熱總正出極電連接，再由加熱總負出極和加熱總正出極與用于加熱的電源進行電連接。