内置热管的电池包的制作方法

1.本实用新型涉及内置热管的电池包，属动力/储能电池技术领域。


背景技术：

2.现有电池包（或称电池）主要由壳体及阵列分布于壳体内腔的若干电芯（单体电池，例如，单体锂电池）组成，通过汇流片及bms电路板等相关电路实现电芯之间所需的连接及电池的充放电等工作状态管理，为避免工作时温升过高，需要进行散热，现有技术下有若干中散热方式，其中主要散热方式为通风或强制通风。例如，中国专利文献公开了一种dps高压锂电池组结构，涉及锂电池领域，包括电芯、第一电芯支架、第二电芯支架、第一盖板、第二盖板；所述第一电芯支架、第二电芯支架上分别安装有若干电芯；所述第一电芯支架、第二电芯支架上的电芯在电芯安装面上排列成至少两行，各行之间相互平行，每隔一行对齐排列，相邻两行的各列相互错开；所述第一电芯支架与所述第二电芯支架连接在一起，各自的电芯安装面相互对应；所述第一盖板连接在所述第一电芯支架向外的电芯安装面上，所述第二盖板连接在所述第二电芯支架向外的电芯安装面上，第一盖板和第二盖板上分别设有若干散热孔，通过两侧散热孔实现空气的流通，带走壳体内的热量，这种产品适应于机柜的条件，能够最大化利用机柜的内部高度并且能够快速进行包裹绝缘，其散热能力也能够满足机柜条件下的工作要求。然而，当应用场合或电池组本技术需要更高的散热能力时，这种相对简单的自然通风散热方式难以满足需求。
3.为获得更好的通风散热效果，强制通风冷却的散热方式被提出。例如，中国专利文献cn217334174u公开了一种便于散热的锂电池结构，包括盒体、散热固定结构和散热风扇结构，其中盒体为上端开口的空腔结构，且上端设置有上盖，所述上盖和所述盒体之间形成安装腔室，其中散热固定结构设置于所述盒体的底部，其内部设置有锂电池电芯，所述散热固定结构和所述盒体底部之间设置有软垫，其中散热风扇结构对称设置于所述盒体内部的左右两侧内壁上，所述盒体上对应散热风扇结构的位置设置有多个通风孔，据该文献介绍，这种产品通过将锂电池电芯设置于在电池散热结构内，同时这是散热风扇结构，弧形的电池散热结构更有利于电芯的热量排出，使锂电池的热量能够快速的排出。然而，这种散热结构不仅需要占用较多的空间，影响电池的储能密度，而且气流只从散热罩体外侧流过，不进入放置腔室。在储能密度要求更高的场合，仅仅依靠放置腔内的自然导热，不能快速地将内部热能送出，导致内部温度明显高于外侧温度，即使提高通风流量甚至降低送风温度，也难以达到理想的散热效果。


技术实现要素：

4.为克服现有技术的上述缺陷，本实用新型提供了一种内置热管的电池包，以便在通风冷却的情形下，有效地将内部热能引出，更好地降低内部温度。
5.本实用新型的技术方案是：内置热管的电池包，包括壳体及设置于壳体内若干电池模组，所述电池模组由若干电芯阵状排列而成，组成电芯阵列，所述电池模组的横向外侧
设置有散热片（或称散热器），电池模组内设有热管，所述热管斜向设置于电芯阵列的间隙中，其蒸发段（底端）位于电芯阵列的底部，冷凝段（顶端）从电芯阵列一侧的上部伸出，连接相应侧的散热片。
6.优选地，所述电芯阵列的底部设有导热胶层，各电芯的底部和热管的底部均位于导热胶层内。
7.优选地，所述电池模组设有用于安装固定的支架采用分体结构，包括上支架和下支架，所述上支架和下支架上分别设有对应的电芯安装孔，电芯的上端和下端分别固定安装在上支架和下支架上的相应电芯安装孔上。
8.优选地，所述导热胶层设置在所述下支架上。
9.优选地，所述下支架的周边设有向上延伸的侧边，所述导热胶层填充在四周由下支架的侧边围出的区域。
10.电池模组的横向一侧设有散热片，另一侧可以不设散热片；或者，电池模组的横向两侧可以都设有散热片，同一横向上的热管左右对称设置。
11.位于相邻电池模组之间的散热片可以为两电池模组共用或者为各自独立（不共用）。
12.优选地，所述散热片为柱形鳍片散热片，包括平板状的基板和基板所连接的若干散热鳍片，所述基板竖立设置，平行于电池模组的对应侧。
13.优选地，所述散热鳍片按矩形阵列分布，在竖向上和水平方向上均对齐排列。
14.优选地，壳体的纵向（垂直于横向的水平方向）两端分别设有进风口和出风口。
15.本实用新型的有益效果是：由于设置了伸入电池模组的热管，热管的蒸发段在电池模组中吸热，冷凝段向风冷的散热片放热，由此能够更快、更有效地将电池模组内部的热能引出，有利于提高散热效率和散热量，且通过降低电池模组的内部温度，更好地实现电芯温度的一致性。由于将风冷通道和散热片设置在电池模组的侧面（一侧或两侧），有利于优化电池内部的空间布局，避免因设置风冷而对其他组件的布设产生过多影响，特别是对于电池包高度严格受限的场合，竖向上没有设置散热片及相应通风道的足够空间，将散热片及通风道设置在侧面就成为唯一适宜的选择，而针对电池模组设置散热片及通风道（以及相应的热管），相对于针对整个电池包设置散热片和通风道而言，缩短了热管的导热距离，降低了热管的导热量，有利于改善散热效果，更好地实现电池包内部温度的一致性。由于采用斜向设置的热管，且在电池模组的下部填充导热胶，不仅为将风冷通道和散热片设置在电池模组的侧面提高了条件，而且还通过导热胶与电芯和热管的连接，依靠导热胶的高导热性能，有效地实现各电芯向热管的导热，以减小因热管斜向设置对部分电芯向热管导热的负面影响。由于采用了柱形鳍片散热片，可以将散热片固定安装在壳体上，且对通风的遮挡及阻力小，通风气流能够与柱形鳍片表面有效地接触，保证了通风散热的有效性，提高了散热效率且有利于减小通风的动力消耗。由于在壳体的进风端设置了均压室，有助于实现各通道散热片冷却的均衡及通风量的合理组织，优化风冷效果，保持各电池模组风冷效果的一致性。
附图说明
16.图1是单侧设有散热片的电池模组示意图；
17.图2是两侧设有散热片的电池模组示意图；
18.图3是回型热管示意图；
19.图4是回型热管与电芯配合方式的侧视示意图；
20.图5是本实用新型的主视透视示意图；
21.图6是本实用新型的俯视示意图。
具体实施方式
22.参见图1-6，这种电池包的壳体10内设置若干电池模组40，电池模组可以通过现有技术安装在壳体内，底部可以设置减振垫19，通过减振垫支承在壳体的底板11上，电池模组中的电芯30竖向设置，且阵状排列，形成电芯阵列，阵列中的电芯等间距分布为若干行，相邻行中的电芯相互对齐或者相互交错，用于风冷散热的散热片（或称散热器）24位于电池模组横向上的一侧或者两侧，实践中任一边长方向均可以用作设置散热片的横向，与散热片配套的热管20斜向设置于电芯阵列的间隙（行之间的间隙）中，其蒸发段（底端）位于电芯阵列的底部，冷凝段从电芯阵列一侧的上部伸出，连接相应侧的散热片。
23.热管在横向上倾斜，倾斜方向依据对应的散热片设置。当电池模组只在一侧设置散热片时，则该模组仅设置向一侧倾斜的热管（参见图1），当电池模组只在两侧都设置散热片时，则热管分为左右两部分，各部分的热管分别向相应侧的散热片倾斜，使其上端能够与对应的散热片连接（参见图2）。
24.热管的底端通常无需延伸至其对应区域的最外侧。例如，在电池模组只有一侧设置散热片的情形下，热管的底端可以临近电池模组中没有对应散热片的底边，与该底边之间有一定间隔，例如，横向上位于该侧第一个电芯和第二个电芯之间，或者第二个电芯和第三个电芯之间。在电池模组两侧都设置了散热片的情形下，左右两部分热管采用横向上左右对称的设置方式。为获得高导热效果，可以在纵向上每个相邻行电芯间隙上都设置热管。如果纵向上并非每个相邻行电芯间隙上都设置热管，例如，每隔一个间隙设置一个热管，则两侧热管在纵向上可以相间分布，左右两侧的热管底端都可以临近但不位于电芯阵列的横向正中部，两者（两侧热管的底端）之间的横向位置可以是间隔一个电芯或多个电芯。
25.热管可以为直管状热管，也可以为回型热管（参见图3），所述回型热管相当于两个直管状热管通过上下两端的水平连接段连接为一体，位于顶端的水平连接段22构成热管冷凝段的一部分，位于底端的水平连接段21构成热管蒸发段的一部分，通过上下水平连接段的设置，不仅方便热管的装配，而且还有效地增大了热管顶端和底端与外部接触的面积，有利于提高导热效率。
26.回型热管上端的水平连接段可以固定连接在导热连接板23上，将导热连接板通过螺丝紧固在散热片的基板上，方便地实现热管在散热片上的连接且能够获得更大的导热接触面积，提高热管与散热片之间的热传导能力。
27.所述导热连接板呈竖立的平板状，安装到散热片上后，贴合在散热片的基板上，可以依据实际需要，在导热连接板和散热片的基板之间涂覆/填充导热胶。其他相互连接的连接件之间也可以依据导热需要涂覆/填充导热胶。
28.所述电芯阵列/电池模组的底部设有导热胶层25，各电芯的底部和热管的底部均位于导热胶层内，由此通过导热胶层实现各电芯与热管之间的高效导热，且有助于实现各
电芯通过热管散热量的均衡，有助于保持电芯温度的一致性。
29.导热胶（包括导热胶层的导热胶）可以采用任意适宜的现有技术，优选的导热胶应具有较高的导热率或导热能力，具有所需的电绝缘性能及机械性能等，可以为常见的导热硅胶、环氧树脂胶、聚氨酯胶及其他符合相应要求的导热胶体，例如各种适宜的电池灌封胶。
30.散热片（或称散热器）优选柱形鳍片散热片，柱形鳍片散热片的散热鳍片成柱形，可以为圆柱或者方柱，采用水平对齐且竖向对齐的矩阵分布。为便于实现与热管或导热连接板之间的导热连接，通常可以只在散热片基板的一侧设置散热鳍片，必要时（例如，两侧电池模组共用同一个散热片）也可以在基板的两侧都设置散热鳍片，当与导热连接板连接时，可以依据实际需要将基板连接部位的散热鳍片去除，柱形的散热鳍片的轴线垂直于基板，这种散热鳍片在具有较大散热面积的同时，允许通过平行于基板的各方向的气流，例如，水平气流、竖向气流、斜向气流甚至紊乱气流，使散热效果更为可靠。
31.可以通过相应的支架或连接件将散热片的基板固定安装在壳体上，以实现散热片的固定安装。
32.位于相邻电池模组之间的散热片可以为两电池模组共用（参见图5），将两侧电池模组的相应侧热管连接在共用的散热片的基板上，也可以为各自独立（不共用）的散热片（参加图6）。
33.由于电池模组在壳体内通常采用矩阵状分布，相邻电池模组之间的间隙可用作风冷的通风道，电池模组与相邻的壳体内壁之间的间隙也可用作风冷的通风道，设置于电池模组外侧的散热片位置相应的通风道内，通过向设有散热片的通风道进行强制通风，实现对散热片的强制风冷。
34.可以在壳体的纵向（垂直于横向的水平方向）两端分别设有进风口27和出风口28，风冷气流从进风口流入纵向延伸的通风道，从出风口流出，可以设置风扇/风机或供风系统，以产生或引入冷风。
35.所述进风口和出风口分别设置在壳体纵向两端的端板上。
36.可以在进风端的端板上设置均压腔26，以利于进风的均衡。
37.例如，壳体进风端的端板采用采用夹层结构，夹层结构的内腔构成均压腔，夹层结构的外端板上设有供气进口29，用于连接外部供气管道或者设有有风扇/风机，夹层结构的内端板上设有若干进风口，各进风口分别对应于散热片所在的通风道，所述通风道由相邻电池模组之间或电池模组与相邻壳体侧壁之间的间隙构成。
38.壳体出风端的端板分布有若干通孔，用作出风口，以实现均衡出风。
39.用于安装固定电芯的支架采用分体结构，包括上支架15和下支架16，所述上支架和下支架上分别设有对应的电芯安装孔，电芯的上端和下端分别固定安装在上支架和下支架上的相应电芯安装孔上。
40.依据实际需要，可以将导热胶层设置在所述下支架上。
41.下支架的周边设有向上延伸的侧边，将导热胶填充在四周由下支架的侧边围出的区域，形成导热胶层。
42.本实用新型公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定外，均可以任意组合，形成若干不同的技术方案。