一种锂离子动力电池模组及其设计方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种锂离子动力电池模组及其设计方法，电池模组包括模组端板、绝缘板、打包带和蓄电池，所述电池模组还包括涂胶底板，所述蓄电池胶接在所述涂胶底板上，所述涂胶底板上包括底板导热胶区域和分布在所述底板导热胶区域两侧的底板结构胶区域，所述蓄电池的侧板包括侧板导热胶区域和分布在侧板导热胶区域两侧的侧板结构胶区域，所述底板导热胶区域与侧板导热胶区域连通，所述侧板结构胶区域和底板结构胶区域连通。本发明专利技术在保证结构强度的基础上，降低蓄电池模组或PACK的整体温度、并且降低不同蓄电池之间的温差。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子动力电池模组及其设计方法
本专利技术涉及电池散热
,具体地说是一种锂离子动力电池模组及其设计方法。
技术介绍
众所周知，在新能源汽车行业动力电池领域，合理的冷却系统设计至关重要。冷却系统的作用不仅仅是降低单体蓄电池温度，也要均衡各单体蓄电池之间的温度。为提升PACK(包装组，封装包)能量密度并且兼顾IP67的防护标准，自然冷却的方式成为目前纯电动车辆，尤其是纯电动公交车和纯电动大巴车的首选冷却方式，但是自然冷却散热效率是很低的；并且为了增加动力电池的能量密度，在新型材料、新型电池商业化前，电池单体的外形做的很大，热量很容易积聚在电池内部得不到有效释放；因此纯电动公交、纯电动大巴等车型使用的能量型PACK很容易产生电池高热的现象。另外由于不同单体蓄电池所处的散热环境不同，单体蓄电池之间普遍存在温差；这两方面原因会导致PACK或模组中单体蓄电池温差升高，且蓄电池总体温度上升，带来安全隐患。空气的导热系数很低，仅约0.023W/(m·K)，仅靠单体电池之间以及电池与底部端板或者与箱体之间的空气散热是肯定不够的。为了适应车辆正常行驶过程中的振动、跌落、挤压等安全测试，模组或者PACK各部分之间也需要具有一定的结构稳定性。单体、端板等结构件的固定主要通过端板夹紧和打包带捆绑等方式来实现。为保证各部件的结构稳定性，一般采用高粘接强度的结构胶。如上所述，单体电池之间，单体电池与底板之间既需要结构胶固定，又需要导热胶高效传输热量。目前市面上的结构胶的粘接强度大但是导热效率差，而导热胶的导热效率高但粘接强度差，同一胶体很难兼顾到高粘接强度和高散热效率。兼顾粘接和导热的胶体，主要靠进口，成本很高。
技术实现思路
本专利技术实施例中提供了一种锂离子动力电池模组及其设计方法，以解决现有技术中锂离子动力电池组散热效果差、电池固定不牢固的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例公开了如下技术方案：本专利技术第一方面提供了一种锂离子动力电池模组，包括模组端板、绝缘板、打包带和蓄电池，所述电池模组还包括涂胶底板，所述蓄电池胶接在所述涂胶底板上，所述涂胶底板上包括底板导热胶区域和分布在所述底板导热胶区域两侧的底板结构胶区域，所述蓄电池的侧板包括侧板导热胶区域和分布在侧板导热胶区域两侧的侧板结构胶区域，所述底板导热胶区域与侧板导热胶区域连通，所述侧板结构胶区域和底板结构胶区域连通。进一步地，所述底板导热胶区域和侧板导热胶区域均施加导热胶，所述底板结构胶区域和侧板结构胶区域均施加结构胶。进一步地，所述蓄电池的施胶侧板为面积最大的侧板。进一步地，所述蓄电池包括若干电池单体，相邻电池单体通过施胶侧板胶连接。进一步地，所述底板导热胶区域施加的导热胶为有机硅、环氧树脂胶、聚氨酯胶和填缝剂中的一种或多种胶体；侧板导热胶区域施加的导热胶为有机硅、环氧树脂胶、聚氨酯胶或填缝剂中的一种或多种胶体。进一步地，所述底板结构胶区域施加的结构胶为丙烯酸结构胶、聚氨酯结构胶或环氧结构胶中的一种或多种胶体；所述侧板结构胶区域施加的结构胶为丙烯酸结构胶、聚氨酯结构胶或环氧结构胶中的一种或多种胶体。进一步地，所述底板结构胶区域包括第一底板结构胶区域和第二底板结构胶区域，所述第一底板结构胶区域和第二底板结构胶区域对称分布在底板导热胶区域的两侧；所述侧板结构胶区域包括第一侧板结构胶区域和第二侧板结构胶区域，所述第一侧板结构胶区域和第二侧板结构胶区域分布在侧板导热胶区域的两侧。本专利技术第二方面提供了一种锂离子动力电池组的设计方法，包括以下步骤：在蓄电池单体的侧板设置导热胶涂胶区域和结构胶涂胶区域，且结构胶涂胶区域分布在导热胶涂胶区域的两侧；将蓄电池胶接到涂胶底板上，在涂胶底板上设置导热胶涂胶区域和结构胶涂胶区域，且结构胶涂胶区域分布在导热胶涂胶区域的两侧；将涂胶底板上的导热胶涂胶区域与蓄电池侧板的导热胶涂胶区域连通，涂胶底板上的结构胶涂胶区域与蓄电池侧板的结构胶涂胶区域连通。进一步地，设置导热胶涂胶区域和结构胶涂胶区域的具体过程为：通过结构仿真分析，确定蓄电池与涂胶底板固定所需要的粘结力；选用结构胶，并根据所述选用结构胶的粘结强度计算需要的结构胶区域的面积；根据涂胶区域的总面积和所述结构胶区域的面积确定导热胶区域的面积；通过热管理仿真分析，确定整车运行时蓄电池单体所需的散热量；根据所述散热量和导热胶区域的面积计算所需导热胶的导热系数。进一步地，另一种设置导热胶涂胶区域和结构胶涂胶区域的具体过程为：通过热管理仿真分析，确定整车运行时蓄电池单体所需的散热量；选用导热胶，根据所选导热胶的导热系数和所述散热量计算导热胶区域的面积；根据涂胶区域的总面积和所述导热胶区域的面积确定结构胶区域的面积；通过结构仿真分析，确定蓄电池与涂胶底板固定所需要的粘结力；根据所述粘结力和结构胶区域的面积，确定所需结构胶的强度。
技术实现思路
中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是专利技术所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：1、通过在涂胶底板和蓄电池侧板设置不同的涂胶区域，且相应的涂胶区域连通，在保证结构强度的基础上，降低蓄电池模组或PACK的整体温度、并且降低不同蓄电池之间的温差。2、蓄电池工作环境温度对其寿命影响较大，经过长期的试验和使用经验得知，如果保证电池工作时的温度在20℃～45℃范围内，其使用寿命可保证达到设计寿命。控制蓄电池温差，可有助于增强蓄电池一致性，使每块单体蓄电池的能量尽可能发挥到最大，延长蓄电池的使用寿命。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术电池模组的结构示意图；图2是本专利技术蓄电池侧板涂胶区域示意图；图3是本专利技术涂胶底的板涂胶区域示意图；图4是本专利技术所述方法的流程示意图。图中，1模组端板、2打包带、3绝缘板、4涂胶底板、401第一底板结构胶区域、402底板导热胶区域、403第二底板结构胶区域、5蓄电池、6侧板、601第一侧板结构胶区域、602侧板导热胶区域、603第二侧板结构胶区域、7模组底板。具体实施方式为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本专利技术进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本专利技术的不同结构。为了简化本专利技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本专利技术可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本专利技术省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本专利技术。如图1-3所示，本专利技术的锂离子动力电池模组包括模组端板1、打包带2、绝缘板3、涂胶底板4、若干蓄电池5和模组底板7，蓄电池组的两侧分别依次设置绝缘板3和模组端板1，打包带2缠绕在模组端板1外侧，起固定作用。蓄电池5胶接在涂胶底板4上，涂胶底板4上包括底板导热区域402和分布在底板导热区域402两侧第一底板结构胶区域401和第二底板结构胶区域403，蓄电池的侧板6包括侧板导热胶区域602和分布在侧板导热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子动力电池模组，包括模组端板、绝缘板、打包带和蓄电池，其特征是，所述电池模组还包括涂胶底板，所述蓄电池胶接在所述涂胶底板上，所述涂胶底板上包括底板导热胶区域和分布在所述底板导热胶区域两侧的底板结构胶区域，所述蓄电池的侧板包括侧板导热胶区域和分布在侧板导热胶区域两侧的侧板结构胶区域，所述底板导热胶区域与侧板导热胶区域连通，所述侧板结构胶区域和底板结构胶区域连通。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子动力电池模组，包括模组端板、绝缘板、打包带和蓄电池，其特征是，所述电池模组还包括涂胶底板，所述蓄电池胶接在所述涂胶底板上，所述涂胶底板上包括底板导热胶区域和分布在所述底板导热胶区域两侧的底板结构胶区域，所述蓄电池的侧板包括侧板导热胶区域和分布在侧板导热胶区域两侧的侧板结构胶区域，所述底板导热胶区域与侧板导热胶区域连通，所述侧板结构胶区域和底板结构胶区域连通。2.根据权利要求1所述的一种锂离子动力电池模组，其特征是，所述底板导热胶区域和侧板导热胶区域均施加导热胶，所述底板结构胶区域和侧板结构胶区域均施加结构胶。3.根据权利要求2所述的一种锂离子动力电池模组，其特征是，所述蓄电池的施胶侧板为面积最大的侧板。4.根据权利要求3所述的一种锂离子动力电池模组，其特征是，所述蓄电池包括若干电池单体，相邻电池单体通过施胶侧板胶连接。5.根据权利要求2所述的一种锂离子动力电池模组，其特征是，所述底板导热胶区域施加的导热胶为有机硅、环氧树脂胶、聚氨酯胶和填缝剂中的一种或多种胶体；侧板导热胶区域施加的导热胶为有机硅、环氧树脂胶、聚氨酯胶或填缝剂中的一种或多种胶体。6.根据权利要求2所述的一种锂离子动力电池模组，其特征是，所述底板结构胶区域施加的结构胶为丙烯酸结构胶、聚氨酯结构胶或环氧结构胶中的一种或多种胶体；所述侧板结构胶区域施加的结构胶为丙烯酸结构胶、聚氨酯结构胶或环氧结构胶中的一种或多种胶体。7.根据权利要求1-6任一项所述的一种锂离子动力电池模组，其特征是，所述底板结构胶区域包括第一底板结构胶区域和第二底板结构胶区域，所述第一底板结构胶区域和第二底板结构胶区域对称分布在底板...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚玉芬，武建国，杨金亮，王冠兰，
申请(专利权)人：中国重汽集团济南动力有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37