用于间接冷却环保型汽车的电池模块的装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于间接冷却环保型汽车的电池模块的装置，包括：导热界面板，其中嵌有超模压的热管，该导热界面板布置在至少两个单元电池之间；以及散热器，其整体连接于每个超模压的热管的上端部，该散热器布置在冷却空气流路中。从而提高界面板与单元电池之间的粘附力，因此可以最大化地提高电池的散热性能，以防止因散热而引起的体积膨胀。该装置还包括：具有等于或小于大约0.5mm厚度的平面发热体，其被布置在未配置界面板的单元电池之间，以便在冷启动和低温环境下将电池加热到适当水平的温度，以改善电池性能并防止车辆动力的下降。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种用于间接冷却环保型汽车的电池模块的装置，包括：导热界面板，其中嵌有超模压的热管，该导热界面板布置在至少两个单元电池之间；以及散热器，其整体连接于每个超模压的热管的上端部，该散热器布置在冷却空气流路中。从而提高界面板与单元电池之间的粘附力，因此可以最大化地提高电池的散热性能，以防止因散热而引起的体积膨胀。该装置还包括：具有等于或小于大约0.5mm厚度的平面发热体，其被布置在未配置界面板的单元电池之间，以便在冷启动和低温环境下将电池加热到适当水平的温度，以改善电池性能并防止车辆动力的下降。【专利说明】用于间接冷却环保型汽车的电池模块的装置
本专利技术涉及一种用于间接冷却环保型汽车的电池模块的装置，更特别涉及这样一 种用于间接冷却环保型汽车的电池模块的装置，其利用插有热管的界面板来间接地冷却电 池模块，从而使电池的散热性能最大化，并防止电池性能的劣化。
技术介绍
环保型汽车是指不产生任何排放的电动车、燃料电池车等，并且在环保型汽车中， 安装有电池以驱动用于驱动车辆的电动机。由于电池系统的可靠性和稳定性充当用于确定 电动车生产力的重要角色，因此电池系统的温度应该保持在大约35_40°C的适当温度范围， 以防止电池性能因各种外部温度的变化而劣化。因此，需要一种用于袋状电池模块的热控 制系统，其在一般气候条件下具有改善的散热性能，且在低温环境下可以将电池保持在适 当温度。 对于电动车的电池，因快速充电、高动力、重复充电的次数等产生的热量，在单元 电池之间可能会产生局部温度差异，或者产生热耗散，而其会使电池的效率和稳定性劣化。 与电池内部产生的热量相比，散热或热扩散到电池外部不充分时，就认为产生了这种现象。 袋型单元电池承受由于在充电和放电期间锂离子在电极材料内的嵌入和脱嵌而 引起的体积变化，从而导致两个电极材料之间的分离器的潜在损坏以及电池中的电极膨 胀。分离器的损坏会导致电池性能的劣化、电池最终容量的减少以及内部电阻的产生，因 此，需要一种能够克服电池体积膨胀的散热界面材料。 当袋型电池显著膨胀时，聚合物袋可能会损坏，因此内部电解液可能会泄漏且可 能会排出气体。由于袋型电池模块是通过堆叠若干单元电池来配置的，因此在发生膨胀或 气体排放或爆炸时，可能会对邻近的电池产生直接损坏。通过减小用于冷却单元电池之间 的冷却空气流路的大小，袋型电池的膨胀可加速散热。 此外，作为常规技术的一个示例，直接冷却方案已经广泛地为人所熟知，在这个方 案中，冷却空气直接接触电池表面，以散发电池中产生的热量。特别地，冷却空气直接对电 池进行冷却，因此可以忽略封装电池的壳体材料的导热性；但是，其中流动有冷却空气的冷 却空气流路应以预定尺寸或更大的尺寸固定在单元电池之间，从而限制每单位体积的电池 数量的增加。 已知的常规技术公开一种利用热管的电池散热结构，其中电池散热特征可以通过 形成间接冷却结构来提高，在该间接冷却结构中，平板型的热管插入在锂离子电池和以百 叶窗式散热器的形式的散热销之间，其是在热管的上部分中彼此相交的冷凝单元。然而，这 种技术可能不会处理由于快速充电/放电而引起的电池(例如，袋型电池）的体积膨胀。 袋型电池的表面通常是不均匀的，因此，当常规技术中公开的平板型的热管放置 在单元电池之间时，由于平板型的热管和单元电池之间的平整度降低而可能产生界面传送 阻力。此外，在常规示例的另一实施例中应用的平板型热管直接接触电池表面，导致由在车 辆的振动或电池模块装配过程中制造的热管内产生的金属毛刺而引起的袋型电池的潜在 破裂。 此外，常规电池模块的另一个缺点在于，没有设置用于克服车辆在冷启动或者低 温环境下动力下降的材料或装置。换句话说，如图1所示，普通的锂离子电池在低温环境下 可能会使车辆的动力性能劣化，更具体地，动力性能可能从约l〇°C或更低的温度时开始劣 化，使得大约30%的性能在大约-20°c下降。因此，需要一种单独的材料或装置，其可以在冷 启动和低温环境下将电池加热到大约30-40°C。
技术实现思路
因此，本专利技术提供一种间接冷却环保型汽车的电池模块的装置，其中超模压并嵌 入的热管的导热界面板，紧密地布置在单元电池之间；散热器是整体地连接到热管的上端 的冷凝单元，该散热器布置在空气冷却路径上，以提高界面板与单元电池之间的粘附力，因 此可以最大化地提高电池的散热性能，以防止因散热而引起的体积膨胀。 本专利技术还提供一种间接冷却环保型汽车的电池模块的装置，其中平面发热体被布 置在未配置界面板的单元电池之间，以便在冷启动和低温环境下将电池加热到适当水平的 温度，以改善电池性能并防止车辆动力的下降。 根据本专利技术一个方面，一种间接冷却环保型汽车的电池模块的装置可以包括导热 界面板，热管通过超模压而被嵌入其中，该导热界面板以紧密接触的方式布置在选自多个 单元电池的两个或多个单元电池之间；以及散热器，其整体地连接到每个热管的上端部并 被放置在冷却空气流路中。 该界面板可以使用具有高导热性的热塑性弹性体材料。该热管可以是具有利用铝 材形成的带状的平板形状，并可以以等间隔嵌入在界面板中。该热管可被制造成具有大约 1. 0-1. 5t的厚度，并且界面板可被模压成具有大约2-5mm的厚度，该厚度包括热管的厚度。 散热器可以是冷凝单元，对在热管中蒸发的工作流体进行冷凝，并且可以包括多个散热板， 该多个散热板沿垂直方向以等间隔整体地形成在热管的上端部分中。 此外，具有大约0.5mm或更小厚度的平面发热体，可以以紧密接触的方式布置在 未配置界面板的单元电池之间。平面发热体可以包括：薄膜，在该薄膜中，用于与单元电池 完全表面接触的聚氨酯层和用于在发热中耐热的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)层彼此层 叠；发热体，其涂覆在薄膜的PET层上；以及液体硅烷树脂（LSR)的保护层，其涂覆并表面硬 化在发热体上，以保护发热体。 封装单元电池的外壳体可以由具有低导热性的材料制成，并且其中布置散热器的 单个冷却空气流路可以形成在外壳体的上端部中。 【专利附图】【附图说明】 现在，本专利技术的上述和其他特征将参考附图中所示的本专利技术的一个示例性实施例 详细描述，其仅通过说明的方式在下文给出，和因此不限制本专利技术，并且其中： 图1是示出根据相关现有技术的环保型汽车的低温动力性能下降部分的示例性 曲线图； 图2是示出根据本专利技术一个示例性实施例的用于间接冷却环保型汽车的电池模 块的装置的热管和界面板的示例性视图； 图3是示出根据本专利技术一个示例性实施例的位于单元电池之间的间接冷却环保 型汽车的电池模块的装置的界面板和平面发热体的示例性视图； 图4是示出根据本专利技术一个示例性实施例的布置在单元电池之间且由外壳体封 装的用于间接冷却环保型汽车的电池模块的装置的热管和界面板的示例性图示； 图5是示出根据本专利技术一个示例性实施例的用于间接冷却环保型汽车的电池模 块的装置的平面发热体的横截面结构的示例性横截面图； 图6是示出根据本专利技术一个示例性实施例的用于测试用于间接冷却环保型汽车 的电池模块的装置的散热性能的结构的示例性示意图； 图7是根据本专利技术一个示例性实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于间接冷却环保型汽车的电池模块的装置，包括：导热界面板，其中嵌有超模压的热管，所述导热界面板布置在至少两个单元电池之间；以及散热器，其整体连接于每个超模压的热管的上端部，所述散热器布置在冷却空气流路中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：郭真佑，韩道锡，李建求，宋京花，姜赫，徐正勋，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR