一种聚合物锂离子电池组的集成式散热结构的制作方法

本技术涉及电池热管理，特别涉及一种聚合物锂离子电池组的集成式散热结构。

背景技术：

1、聚合物锂离子电池组作为一种高能量密度、轻量化和可定制化的储能装置，广泛应用于消费电子、电动工具、电动汽车及储能系统等领域。在电池组工作过程中，由于电化学反应和内阻发热，会产生一定的热量，若热量不能及时有效地散出，可能影响电池组的性能稳定性、循环寿命及使用安全性。

2、为实现对电池组的热管理，现有技术中常采用风冷、液冷或相变材料等散热方式，通过在电池组外部或内部设置散热部件，以传导或对流的方式将热量带走。部分结构还结合导热垫、金属散热片或冷却流道等元件，以提升整体散热效率。

3、但是现有的聚合物锂离子电池组散热结构，大多将散热组件以附加方式安装于电池组表面或框架上，其与电池单体之间的热耦合依赖于装配压力或导热界面材料，存在热传导路径较长、接触热阻较明显的情况，因而在持续高负荷运行时，局部热量积聚的现象仍有发生，影响了整体热管理的响应速度与均匀性。

技术实现思路

1、实用新型的目的在于提供一种聚合物锂离子电池组的集成式散热结构，解决了背景技术中提到的问题。

2、本实用新型是这样实现的，一种聚合物锂离子电池组的集成式散热结构，包括一体式导热框架、电芯夹持机构和流体循环机构，其中：

3、所述一体式导热框架，所述一体式导热框架包括基板与自所述基板表面垂直延伸的多个分隔壁，相邻的两个所述分隔壁与所述基板共同界定出用于安放聚合物锂离子电池单体的收容腔，所述基板和所述分隔壁内部均设置有相互连通的冷却液微通道，所述一体式导热框架的外表面一体成型有散热鳍片阵列。

4、所述电芯夹持机构，所述电芯夹持机构设置于所述分隔壁内，并与所述收容腔的内壁相配合，用于对置于所述收容腔内的聚合物锂离子电池单体施加持续且均匀的压紧力，以紧密贴合所述分隔壁的内壁。

5、所述流体循环机构，所述流体循环机构与所述冷却液微通道的入口和出口相连通，用于向所述冷却液微通道内输送冷却液并循环带走热量。

6、可选的，所述一体式导热框架由高导热系数的铝合金或铜合金材料经压铸或机加工一体成型。所述冷却液微通道在所述基板内部呈蛇形分布，并在所述分隔壁内部呈竖直流向分布，所述一体式导热框架的侧壁上设置有与所述冷却液微通道连通的进液口和出液口。

7、可选的，所述电芯夹持机构包括压紧板、多个复位弹簧和多个弹簧容纳槽，所述分隔壁朝向所述收容腔的一侧开设有与所述压紧板外形相适配的安装凹槽，所述压紧板滑动安装于所述安装凹槽内，所述弹簧容纳槽开设于所述安装凹槽的底壁，所述复位弹簧的一端抵接于所述弹簧容纳槽的槽底，另一端与所述压紧板的背离收容腔的一侧表面相抵接。

8、可选的，所述压紧板朝向所述收容腔的表面上复合有一层柔性导热硅胶垫，所述柔性导热硅胶垫的厚度略高于所述压紧板与所述分隔壁表面的高度差，在聚合物锂离子电池单体装入收容腔后，所述柔性导热硅胶垫受到压缩变形以填充接触界面的微小空隙。

9、可选的，所述流体循环机构包括进液歧管、出液歧管和若干密封接头，所述进液歧管和所述出液歧管分别固定于所述一体式导热框架的两端，所述进液歧管内部具有与所述进液口相连通的分流腔，所述出液歧管内部具有与所述出液口相连通的汇流腔，所述密封接头螺纹连接于所述进液口和出液口处，所述密封接头的内部设置有环形密封圈。

10、可选的，所述一体式导热框架的顶部边缘处一体成型有电极引出结构，所述电极引出结构包括多个绝缘穿通孔和固定于所述绝缘穿通孔内壁的绝缘衬套，所述绝缘穿通孔的位置与所述收容腔内电池单体的电极片位置相对应，所述聚合物锂离子电池单体的电极片穿过所述绝缘衬套伸出。

11、可选的，所述一体式导热框架的顶部表面还一体成型有多个用于固定串并联汇流排的汇流排固定座，所述汇流排固定座上开设有螺纹孔，汇流排通过紧固件固定于所述汇流排固定座上，并与穿出的电极片相连接。

12、可选的，所述结构还包括外壳防护组件，所述外壳防护组件包括顶盖板和底盖板，所述顶盖板和底盖板分别覆盖于所述一体式导热框架的顶部和底部，并通过卡扣或螺栓与所述一体式导热框架的边缘可拆卸连接，所述顶盖板和底盖板上均开设有通风栅格，所述通风栅格正对于所述散热鳍片阵列。

13、可选的，所述分隔壁的截面形状为梯形，其靠近基板的一端宽度大于远离基板的一端宽度，所述收容腔的开口端尺寸略大于底部尺寸。所述散热鳍片阵列中的散热鳍片为波浪形薄片结构，其排布方向与外部气流方向相适应。

14、本实用新型提供了一种聚合物锂离子电池组的集成式散热结构，具备以下有益效果：

15、该一种聚合物锂离子电池组的集成式散热结构，通过将容纳固定电池单体的分隔壁、基板与内部的冷却液微通道、外部的散热鳍片阵列进行一体化设计，聚合物锂离子电池单体的主要发热面直接与分隔壁的内壁接触，极大地缩短了热量从热源到散热介质的传导路径；电芯夹持机构利用复位弹簧的持续弹力，经由压紧板对电池单体施加均匀的接触压力，显著降低了界面接触热阻，提升了热耦合效率；内部冷却液微通道与外部散热鳍片阵列的协同作用，构建了液冷与风冷相结合的双重散热体系，可应对不同工况下的散热需求，提高了整体热管理的响应速度与散热效能，最终实现了对电池组工作温度的均匀化调控。

1.一种聚合物锂离子电池组的集成式散热结构，其特征在于，包括一体式导热框架(1)、电芯夹持机构(7)和流体循环机构(13)，其中：所述一体式导热框架(1)，所述一体式导热框架(1)包括基板(2)与自所述基板(2)表面垂直延伸的多个分隔壁(3)，相邻的两个所述分隔壁(3)与所述基板(2)共同界定出收容腔(4)，所述基板(2)和所述分隔壁(3)内部均设置有相互连通的冷却液微通道(5)，所述一体式导热框架(1)的外表面一体成型有散热鳍片阵列(6)；

2.根据权利要求1所述的一种聚合物锂离子电池组的集成式散热结构，其特征在于：所述电芯夹持机构(7)包括压紧板(8)、多个复位弹簧(9)和多个弹簧容纳槽(10)，所述分隔壁(3)朝向所述收容腔(4)的一侧开设有安装凹槽(11)，所述压紧板(8)滑动安装于所述安装凹槽(11)内，所述弹簧容纳槽(10)开设于所述安装凹槽(11)的底壁，所述复位弹簧(9)的一端抵接于所述弹簧容纳槽(10)的槽底，另一端与所述压紧板(8)的背离收容腔(4)的一侧表面相抵接。

3.根据权利要求2所述的一种聚合物锂离子电池组的集成式散热结构，其特征在于：所述压紧板(8)朝向所述收容腔(4)的表面上复合有一层柔性导热硅胶垫(12)，所述柔性导热硅胶垫(12)的厚度高于所述压紧板(8)与所述分隔壁(3)表面的高度差。

4.根据权利要求1所述的一种聚合物锂离子电池组的集成式散热结构，其特征在于：所述流体循环机构(13)包括进液歧管(14)、出液歧管(15)和密封接头(16)，所述进液歧管(14)和所述出液歧管(15)分别固定于所述一体式导热框架(1)的两端，所述一体式导热框架(1)设置有与所述冷却液微通道(5)连通的进液口(30)和出液口(31)，所述进液歧管(14)内部具有与所述进液口(30)相连通的分流腔(17)，所述出液歧管(15)内部具有与所述出液口(31)相连通的汇流腔(18)，所述密封接头(16)连接于所述进液口(30)和出液口(31)处，所述密封接头(16)的内部设置有环形密封圈(19)。

5.根据权利要求1所述的一种聚合物锂离子电池组的集成式散热结构，其特征在于：所述一体式导热框架(1)的顶部边缘处一体成型有电极引出结构(20)，所述电极引出结构(20)包括多个绝缘穿通孔(21)和固定于所述绝缘穿通孔(21)内壁的绝缘衬套(22)，所述绝缘穿通孔(21)的位置与所述收容腔(4)内聚合物锂离子电池单体(32)的电极片(33)位置相对应。

6.根据权利要求5所述的一种聚合物锂离子电池组的集成式散热结构，其特征在于：所述一体式导热框架(1)的顶部表面还一体成型有多个汇流排固定座(23)，所述汇流排固定座(23)上开设有螺纹孔(24)。

7.根据权利要求1所述的一种聚合物锂离子电池组的集成式散热结构，其特征在于：还包括外壳防护组件(25)，所述外壳防护组件(25)包括顶盖板(26)和底盖板(27)，所述顶盖板(26)和所述底盖板(27)分别覆盖于所述一体式导热框架(1)的顶部和底部，并通过卡扣(28)或螺栓与所述一体式导热框架(1)的边缘可拆卸连接，所述顶盖板(26)和底盖板(27)上均开设有通风栅格(29)，所述通风栅格(29)正对于所述散热鳍片阵列(6)。