[发明专利]一种具有散热缓冲结构的电池模组及电池包

说明书

本发明提出了一种具有散热缓冲结构的电池模组及电池包，包括电芯模组、底液冷组件及侧液冷组件，电芯模组包括多个单体电芯，底液冷组件包括若干与单体电芯底面相接触的第一液冷管件，若干第一液冷管件沿其径向方向依次串联，每个单体电芯大面上均设置有一组侧液冷组件，侧液冷组件包括若干与单体电芯大面相接触的第二液冷管件，若干第二液冷管件沿其径向方向依次串联，第一液冷管件及第二液冷管件均为弹性材质；通过单体电芯底面和大面均设置液冷管件，使得单体电芯的大面和底面均能够实现液冷散热，提高电池模组的冷却散热效率；同时，液冷管件为弹性材质，实现了液冷管件在对电池模组散热的同时，也能起到在电池模组膨胀时给予缓冲的作用。

技术领域

本发明涉及动力电池技术领域，特别设计动力电池热管理技术领域，尤其涉及一种具有散热缓冲结构的电池模组及电池包。

背景技术

随着经济的发展和科技的进步，能源的需求逐渐增大。新能源作为清洁的二次能源，具有污染小、可再生等优点，受到人们越来越多的青睐。通常，新能源的储备及利用是通过动力单体电池包来实现的。每一个单体电池包是由多个电池模组组成，每个电池模组由多个单体电池串并联组成。近年来，为了提高储能系统能量密度，动力单体电池包的单体电池一般采用方形铝壳大电芯，此类单体电池的特点是厚度较厚、高度较高，整体尺寸较大。而市场上对高倍率运行电化学储能系统保持需求，高倍率运行对单体电池的要求较高。

对于动力电池而言，在使用过程中，一方面会出现因为电池模组温升过高，无法持续进行高倍率充放电，影响储能产品整体的运行寿命，另一方面，随着单体电池的能量密度越来越高，单体电池的膨胀力也越来越大，相对应电池模组的膨胀力也越来越高，缩短电池模组的使用寿命。

为了解决上述问题，现阶段通常采用在电池模组底面设置液冷板，来为电池模组中的单体电池进行冷却散热，并在单体电池大面之间设置泡棉，来一定程度上吸收、缓冲电池模组的膨胀。

在电池模组底部增加液冷板换热的散热方式，该方式一般用于低倍率运行、发热较少的电化学储能产品上。但对于方形铝壳大电芯在高倍率运行工况，单体电池发热量较大，仅通过电池模组底部设置液冷板形式，已经很难控制电池模组的温升。同时，该散热方式，也会单体电池发热过程中，膨胀力更明显，从而使泡棉无法满足对膨胀压力的缓冲吸收。

中国专利CN113437414A公开了一种具有导热缓冲结构的电池模组，它是在电池模组底面设置液冷板，并在单体电池大面之间设置导热体，并使导热体的下部与液冷板连接，同时导热体采用弹性缓冲材料制成。一方面，使单体电池大面产生的热量通过导热体传递到液冷板上，实现热量散去；另一方面，导热体的材质采用弹性缓冲材质，可以在受到挤压的情况下被压缩，从而吸收单体电池产生的膨胀力，以保证整个电池模组产生的膨胀力减少。

上述专利虽然能够解决电池模组的冷却散热问题，又能解决因电池模组膨胀而产生的膨胀力问题。但单体电池之间产生的热量是通过导热体传递到电池模组底面的液冷板上，此种方式，本质上还是电池模组底面的液冷板在承受整个电池模组的冷却换热，换热效率低，并不能高效的控制电池模组的温升。

虽然在上述专利的教导下，本领域技术人员可以在单体电池大面之间也设置液冷板，提高冷媒的使用量，从而增大电池模组换热效率。但液冷板属于整板设计，没有可压缩性，无法吸收充放电过程中单体电池膨胀力，如果需要解决膨胀缓冲问题，就需要在液冷板两侧面分别设置缓冲部件，由此一来，就会带来一些问题，一方面，液冷板两侧增加缓冲部件，使得单体电池之间间隙增大，降低了电池模组的能量密度，另一方面，液冷板是通过缓冲部件与单体电池大面之间进行热交换，缓冲部件参与了热传递，降低了液冷板的液冷效率。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种具有散热缓冲结构的电池模组及电池包，在提高电池模组换热效率的同时，来解决电池模组膨胀力缓冲吸收问题。

本发明的技术方案是这样实现的：