导热衬垫以及电池组制造技术

本实用新型专利技术涉及导热衬垫以及电池组。具体而言，公开了一种导热衬垫(54)，所述导热衬垫用于在电池组(10)中的电池模块(12)和冷却系统(14)之间提供热接触。导热衬垫(54)包括一层电绝缘膜(95)和至少一层导热塑性材料(94)。导热衬垫(54)可有助于维持爬电值和间隙值，同时确保冷却系统(14)和电池模块(12)之间的良好热接触。此外，如果需要更换电池模块，则衬垫(54)可同时容易地更换，从而允许实现与新模块的良好热接触。此外，衬垫可避免冷却系统为了提供电绝缘而具有涂层或膜的需要，这可简化制造的成本和复杂性。造的成本和复杂性。造的成本和复杂性。

【技术实现步骤摘要】
导热衬垫以及电池组


[0001]本技术涉及一种导热衬垫，并且具体地涉及用于在包括多个电池模块和冷却系统的电池组中使用的导热衬垫。本技术特别但不排他地应用于在诸如电动车辆或混合动力电动车辆、建筑设备等的移动应用中使用的电池组。

技术介绍

[0002]电动车辆和混合动力电动车辆(例如小汽车、公共汽车、货车和卡车)通常使用电池组，这种电池组被设计成具有高安培
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小时容量，以便在持续的时间段内提供电力。电池组通常包括串联和并联连接以实现总电压和电流要求的大量单独电化学电池。为了有助于制造和组装，电池组中的电池可以被分组成模块。电池模块可以包括支撑结构和用以管理电池充电和放电的电池管理单元。电池组的电池模块和其它部件可以容纳在壳体内，该壳体可以包括框架和壳体面板。可以在框架内部在电池模块的排之间设置横向构件。
[0003]为了有助于包装效率，一些已知的电池模块使用软包电池(pouch cell)。通常，多个软包电池在支撑结构内部堆叠在一起以形成电池模块。模块中的电池串联和并联连接以实现目标电压。软包电池以相对薄且大致扁平的包袋的形式提供能量密集的电存储。然而，电池之间缺乏空气间隙会导致热量的积累。因此，已知的是给电池组设置冷却系统，以便冷却电池并由此延长它们的工作寿命。
[0004]为了有助于电池组的维修，电池模块可以是可更换的。在这种情况下，必须确保将可移除电池模块充分地限制在电池组内。这可以使用某种形式的夹紧装置来实现。
[0005]当使用可更换的电池模块时，电池模块本身通常对电池组的结构没有贡献。因此，可能需要给电池组设置结构特征以确保电池组具有足够的整体强度。此外，可能需要冷却系统来吸收来自电池模块的负载。因此，冷却系统可能需要相对重，以便确保冷却系统具有所需的机械强度。这些(和其它)要求可能使得难以实现关于电池组的总电池组体积和质量的高能量密度电池组，而这些(和其它)要求是移动电池组应用中的关键参数。
[0006]用于电池组的冷却系统可以包括冷却板。通常，邻近每个电池模块设置单独的冷却板。冷却板包括腔室，冷却流体可以流动经过该腔室，以便将热量从电池模块传导走。为了确保良好的热性能，期望在冷却系统和电池模块之间具有良好的热接触。然而，同时，还必须确保在系统的电气部件之间实现爬电距离和间隙距离要求。这可能降低冷却系统将热量从电池模块传导出去的能力。
[0007]因此，希望提供一种夹紧装置，该夹紧装置可以帮助确保结构刚度和模块约束，同时帮助减小电池组体积和重量。还期望在冷却系统和电池模块之间提供良好的热接触，同时实现期望的爬电距离和间隙距离。

技术实现思路

[0008]根据本技术的一个方面，提供了一种用于在电池组中的电池模块和冷却系统之间提供热接触的导热衬垫，该导热衬垫包括一层电绝缘膜和至少一层导热塑性材料。
[0009]至少一层导热塑性材料优选地是呈现塑性变形的材料。这可以允许导热衬垫变形以便符合电池模块和/或冷却系统的形状。因此，导热衬垫可以帮助补偿电池模块和/或冷却系统的表面高度的任何变化，从而帮助确保良好的热接触。电绝缘膜优选地提供电池模块和冷却系统之间的电隔离。
[0010]通过提供包括一层电绝缘膜和一层导热塑性材料的导热衬垫，可以维持爬电值和间隙值，同时确保冷却系统和电池模块之间的良好热接触。例如，导热塑性材料可有助于补偿由公差叠加和组装公差引起的电池模块内的电池之间的高度差。此外，如果需要更换电池模块，则可以同时容易地更换衬垫，从而允许实现与新模块的良好热接触。此外，衬垫的使用可避免冷却系统为了提供电绝缘而具有涂层或膜的需要，这可简化制造的成本和复杂性。
[0011]优选地，导热衬垫包括两层导热塑性材料，在电绝缘膜的每一侧各有一层。这可以帮助确保导热衬垫能够符合电池模块和冷却系统的形状。
[0012]优选地，选择电绝缘膜以便在电池模块和冷却系统之间提供足够的电绝缘，同时维持两者之间的导热性。这可以例如通过适当选择材料的类型和厚度来实现。
[0013]优选地，所述一层电绝缘膜延伸超过所述一层或每层导热塑性材料。因此，导热衬垫可以包括电绝缘膜的延伸超过导热塑性材料的裙部。这可以帮助维持爬电距离。此外，裙部可包括对准特征，该对准特征可用于定位和保持衬垫。
[0014]优选地，导热衬垫包括用于定位该衬垫的至少一个对准孔。例如，在衬垫包括电绝缘膜的裙部的情况下，裙部可以包括一个或多个对准孔。
[0015]根据本技术的另一方面，提供了一种电池组，该电池组包括电池模块、冷却系统和上述形式中的任一种形式的导热衬垫，其中，导热衬垫设置在电池模块和冷却系统之间。
[0016]电池组还可以包括用于夹紧电池模块的夹紧装置，该夹紧装置包括用于向电池模块施加夹紧力而使得电池模块经由导热衬垫与冷却系统维持接触的装置。
[0017]优选地，夹紧装置还包括用于向冷却系统提供反作用力的装置。用于提供反作用力的装置可以是例如压缩泡沫或任何其它合适的弹性材料。例如，在一个实施方式中，反向夹紧部件包括位于冷却系统的与电池模块相对的一侧的泡沫层。在这种情况下，可以选择泡沫的尺寸、类型和/或压缩曲线以及夹紧装置的其它参数，以提供所需的反作用力，从而确保在电池模块和冷却系统之间维持热接触。
[0018]夹紧装置还可以包括用于支撑电池模块的支撑装置。支撑装置可以被布置成定位电池模块。这可以帮助确保当插入或替换电池模块时，电池模块正确地定位在电池组内。然而，如果需要，还可以与支撑装置分开地设置用于定位电池模块的装置。
[0019]支撑装置可以包括多个销。这些销可以连接到支撑结构(诸如壳体面板)并且可以被布置成与电池模块接合。
[0020]这些销中的至少一个可以是定位销，该定位销可以被布置成与电池模块中的对应孔接合。定位销可以包括可以用作压缩止动件的肩部。替代地或另外，这些销中的至少一个可以是支撑销，该支撑销可以被布置成与电池模块上的衬垫接合。销可以具有任何适当的横截面，例如圆形、椭圆形、矩形、正方形、六边形等。
[0021]通过提供用于支撑电池模块的多个销，可以实现比在其它情况下更精确的模块定
位。精确的模块定位可有助于确保冷却板上的均匀压力，降低冷却系统中的压降的风险，并且可有助于实现模块放置的更好的灵活性。
[0022]在优选实施方式中，支撑装置包括具有肩部的至少一个定位销，该肩部用作压缩止动件。例如，支撑装置可以包括多个定位销(例如，三个定位销)和用于每个电池模块的至少一个支撑销。这可以帮助确保电池模块被正确地定位，同时允许电池模块具有一些公差和/或膨胀，并且提供压缩止动件。
[0023]可替代地，这些销和/或衬垫中的至少一些可以以相反的方式设置，即，这些销中的一个或多个可以设置在电池模块上并且布置成与支撑结构上的孔或衬垫接合。
[0024]导热衬垫可包括至少一个对准孔，并且支撑装置可穿过对准孔。例如，裙部可以包括一个或多个孔，支撑装置可以穿过所述孔。这可以帮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导热衬垫，所述导热衬垫用于在电池组中的电池模块和冷却系统之间提供热接触，其特征在于，所述导热衬垫包括一层电绝缘膜和至少一层导热塑性材料。2.根据权利要求1所述的导热衬垫，其特征在于，所述至少一层导热塑性材料层被布置成变形，以便符合所述电池模块和/或所述冷却系统的形状。3.根据权利要求1或2所述的导热衬垫，其特征在于，所述导热衬垫包括两层导热塑性材料，在所述电绝缘膜的每一侧各有一层导热塑性材料。4.根据权利要求1或2所述的导热衬垫，其特征在于，所述一层电绝缘膜提供所述电池模块与所述冷却系统之间的电隔离。5.根据权利要求1或2所述的导热衬垫，其特征在于，所述一层电绝缘膜延伸超过所述至少一层导热塑性材料。6.根据权利要求1或2所述的导热衬垫，其特征在于，所述导热衬垫包括至少一个对准孔。7.一种电池组，所述电池组包括电池模块、冷却系统和根据权利要求1或2所述的导热衬垫，其特征在于，所述导热衬垫设置在所述电池模块和所述冷却系统之间。8.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：I，
申请(专利权)人：康明斯公司，
类型：新型
国别省市：