本發(fā)明涉及鋰離子電池散熱領(lǐng)域，具體涉及一種鋰電池模組散熱結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

目前，鋰離子電池因其優(yōu)異的高能量密度、高循環(huán)壽命、寬工作溫區(qū)和低自放電性能而被廣泛的應(yīng)用于各電子行業(yè)。尤其，近期被廣泛的應(yīng)用于無(wú)人飛機(jī)作為動(dòng)力供給和能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)。但是鋰離子電池在其高倍功率作業(yè)以及在惡劣的工作環(huán)境中會(huì)產(chǎn)生巨大的熱量，從而導(dǎo)致電池溫度過(guò)高而影響其壽命及放電性能，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致電池自燃或爆炸等重大危險(xiǎn)事故發(fā)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種有效控制鋰電池溫度，提高鋰電池可靠性、獲得鋰電池溫度一致性和延長(zhǎng)鋰電池使用壽命的鋰電池模組散熱結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種鋰電池模組散熱結(jié)構(gòu)，包括模組外殼、電池模組和相變材料，其中，所述模組外殼為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，且所述模組外殼為頂部設(shè)有開(kāi)口的中空腔體，所述電池模組位于所述模組外殼內(nèi)，所述相變材料填充于所述中空腔體內(nèi)；所述模組外殼的外壁上設(shè)有散熱翅片，所述模組外殼的內(nèi)壁上設(shè)有熱傳導(dǎo)翅片；所述相變材料包裹所述電池模組；所述相變材料與所述模組外殼內(nèi)壁的熱傳導(dǎo)翅片相接觸；

所述電池模組包括電池包、導(dǎo)熱片和相變材料，所述電池包由單體電池并聯(lián)連接構(gòu)成，所述電池包頂端設(shè)有正極片和負(fù)極片；所述電池包設(shè)有多個(gè)，所述多個(gè)電池包通過(guò)所述正極片和負(fù)極片串聯(lián)連接；所述多個(gè)電池包相互之間設(shè)有間隙，所述導(dǎo)熱片位于所述多個(gè)電池包的間隙中，所述相變材料包裹所述導(dǎo)熱片；所述導(dǎo)熱片從電池包的間隙中向下延伸并與所述模組外殼的底面相接觸。

優(yōu)選地，所述模組外殼采用輕質(zhì)鋁合金材料制成；所述的鋁合金材質(zhì)具有質(zhì)輕的特性，并且其強(qiáng)度能達(dá)到其應(yīng)用要求。

優(yōu)選地，所述模組外殼外壁上的散熱翅片的截面呈三角形結(jié)構(gòu)、矩形結(jié)構(gòu)或者梯形結(jié)構(gòu)；在所示的鋁合金外殼外表面上設(shè)置有散熱翅片，目的是增加外殼與空氣的接觸面積，從而加快熱量的交換，導(dǎo)熱熱量，增強(qiáng)冷卻效果。

優(yōu)選地，所述多個(gè)電池包相互之間的間隙為0.5-1mm；電池包之間的間隙用來(lái)填充高導(dǎo)熱的導(dǎo)熱材質(zhì)，可以有效的將電池中間的熱量導(dǎo)出并被相變材料吸收，同時(shí)也可以減小電池模組結(jié)構(gòu)尺寸。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)熱片由高導(dǎo)熱性質(zhì)的材料制成；高導(dǎo)熱材料具有高導(dǎo)熱系數(shù)，可以快速的將熱量導(dǎo)出。

優(yōu)選地，所述高導(dǎo)熱性質(zhì)的材料為石墨片、銅片、銅網(wǎng)或者鋁片；這些材料的導(dǎo)熱系數(shù)高，成本低，來(lái)源廣泛，加工工藝簡(jiǎn)單。

優(yōu)選地，所述相變材料由高分子材料制成；高分子材料來(lái)源廣泛，并且高分子材料物理加工簡(jiǎn)單。

優(yōu)選地，所述高分子材料為石蠟或者膨脹石墨；這些材料具有高的相變潛熱，可以吸收更多的熱量，且成本低。

優(yōu)選地，所述相變材料的相變溫度在45℃-55℃之間；這樣設(shè)置可以有效的調(diào)節(jié)電池模組的溫度，使得電池處于最適宜的工作溫度區(qū)間。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的有益效果：

(1)本發(fā)明通過(guò)高導(dǎo)熱的導(dǎo)熱片將電池所產(chǎn)生的熱量快速傳遞到相變材料從而快速的被模組外殼吸收并向外散熱，能夠有效控制鋰電池溫度，同時(shí)均衡各電池之間的溫度；

(2)本發(fā)明通過(guò)模組外殼的散熱翅片強(qiáng)化了與外界的熱交換，從而提高相變材料的循環(huán)使用效率；

(3)本發(fā)明有效地吸收無(wú)人機(jī)電池在進(jìn)行大倍率放電時(shí)所產(chǎn)生的熱量，維持電池組在適宜的工作溫區(qū)，能夠提高鋰電池的工作穩(wěn)定性，提高鋰電池可靠性，獲得鋰電池溫度的一致性，也能夠延長(zhǎng)鋰電池的使用壽命。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的立體圖；

圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明電池包和導(dǎo)熱片的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中附圖標(biāo)記為：1、模組外殼；101、熱傳導(dǎo)翅片；102、散熱翅片；2、電池包；201、正極片；202、負(fù)極片；3、導(dǎo)熱片；4、相變材料。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

如圖1-3所示，一種鋰電池模組散熱結(jié)構(gòu)，包括模組外殼1、電池模組和相變材料4，其中，所述模組外殼1為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，所述模組外殼1采用輕質(zhì)鋁合金材料制成，且所述模組外殼1為頂部設(shè)有開(kāi)口的中空腔體，所述電池模組位于所述模組外殼1內(nèi)，所述相變材料4填充于所述中空腔體內(nèi)，所述相變材料4由高分子材料制成，所述高分子材料為石蠟或者膨脹石墨，所述相變材料4的相變溫度在45℃-55℃之間；所述模組外殼1的外壁上設(shè)有散熱翅片102，所述模組外殼1外壁上的散熱翅片102的截面呈三角形結(jié)構(gòu)、矩形結(jié)構(gòu)或者梯形結(jié)構(gòu)，所述模組外殼1的內(nèi)壁上設(shè)有熱傳導(dǎo)翅片101；所述相變材料4包裹所述電池模組；所述相變材料4與所述模組外殼1內(nèi)壁的熱傳導(dǎo)翅片101相接觸；

所述電池模組包括電池包2、導(dǎo)熱片3和相變材料4，所述電池包2由單體電池并聯(lián)連接構(gòu)成，所述電池包2頂端設(shè)有正極片201和負(fù)極片202；所述電池包2設(shè)有多個(gè)，所述多個(gè)電池包2通過(guò)所述正極片201和負(fù)極片202串聯(lián)連接；所述多個(gè)電池包2相互之間設(shè)有間隙，所述多個(gè)電池包2相互之間的間隙為0.5-1mm，所述導(dǎo)熱片3位于所述多個(gè)電池包2的間隙中，所述導(dǎo)熱片3由高導(dǎo)熱性質(zhì)的材料制成，所述高導(dǎo)熱性質(zhì)的材料為石墨片、銅片、銅網(wǎng)或者鋁片，所述相變材料4包裹所述導(dǎo)熱片3；所述導(dǎo)熱片3從電池包2的間隙中向下延伸并與所述模組外殼1的底面相接觸。

具體地說(shuō)，如圖1和圖2中所示的模組外殼1呈長(zhǎng)方體的腔體，用來(lái)容納所述電池包2、導(dǎo)熱片3和相變材料4。同時(shí)，為了強(qiáng)化模組外殼1與外界的空氣自然或?qū)α鲹Q熱，在所述的模組外殼1的外壁面設(shè)置了散熱翅片102，并且散熱翅片102的截面形狀如三角形形狀，在其內(nèi)表面也設(shè)置了熱傳導(dǎo)翅片101(如圖2所示)用來(lái)強(qiáng)化相變材料4與模組外殼1之間的熱傳導(dǎo)。通過(guò)無(wú)人機(jī)在上升飛行階段所產(chǎn)生的空氣流流經(jīng)模組外殼1，從而形成空氣對(duì)流強(qiáng)化與模組外殼1的換熱。與此同時(shí)，所述的電池包2是通過(guò)多塊單體電池串聯(lián)連接構(gòu)成，并且在其中設(shè)置了0.5-1mm的縫隙，其構(gòu)成的整體置于模組外殼1的腔體里面。在所述的電池包2中設(shè)置了一塊導(dǎo)熱片3填充于中，用來(lái)導(dǎo)出電池中間產(chǎn)生的熱量，并且導(dǎo)熱片3的底端是與模組外殼1的底面相接觸，從而起到支撐電池包2的作用，同時(shí)伸出端的導(dǎo)熱片3可以與相變材料4(如圖2所示)更好的接觸以加強(qiáng)熱傳導(dǎo)效應(yīng)。

如圖3所示，無(wú)人機(jī)電池包2與導(dǎo)熱片3的裝配結(jié)構(gòu)圖，電池包2上設(shè)置有正極片201和負(fù)極片202，多塊電池包2通過(guò)其上端的正極片201和負(fù)極片202串聯(lián)或并聯(lián)連接構(gòu)成電池模組。導(dǎo)熱片3的外形尺寸比無(wú)人機(jī)電池的外形尺寸略小，導(dǎo)熱片3是通過(guò)兩塊電池包2采用三明治形式夾層固定。在導(dǎo)熱片3與電池包2之間所剩余的空間中填充有相變材料4對(duì)電池進(jìn)行吸熱，導(dǎo)熱片3底端伸出的部分是置于底部的相變材料4中，增大其接觸面積加快熱傳導(dǎo)速率，從而實(shí)現(xiàn)快速的導(dǎo)出熱量被吸收再被轉(zhuǎn)移到外界空氣中去的效果。

本發(fā)明通過(guò)高導(dǎo)熱的導(dǎo)熱片將電池所產(chǎn)生的熱量快速傳遞到相變材料從而快速的被模組外殼吸收并向外散熱，能夠有效控制鋰電池溫度，同時(shí)均衡各電池之間的溫度，通過(guò)模組外殼的散熱翅片強(qiáng)化了與外界的熱交換，從而提高相變材料的循環(huán)使用效率；有效地吸收無(wú)人機(jī)電池在進(jìn)行大倍率放電時(shí)所產(chǎn)生的熱量，維持電池組在適宜的工作溫區(qū)，能夠提高鋰電池的工作穩(wěn)定性，提高鋰電池可靠性，獲得鋰電池溫度的一致性，也能夠延長(zhǎng)鋰電池的使用壽命。

上述為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述內(nèi)容的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。