一种电动汽车用电源模块的空冷散热单元及其电源模块

摘要

本发明公开了一种电动汽车用电源模块的空冷散热单元及其电源模块，该散热单元由塑料支架、散热铝片、电芯和隔棉构成2P电芯单元；2P电芯单元包括两个1P电芯单元，两个1P电芯单元通过一个隔棉的双面分别粘接在两个电芯上保持间隔层叠设置，最外侧的两个塑料支架相互扣合成一体。还公开了一种电源模块，包括盖板和压板，还包括设置在盖板和压板之间的2P电芯单元，2P电芯单元相互串联层叠设置。该装置优化结构，采用间隙散热方式，实现良好的散热效果，去除额外的液冷散热结构，大幅度降低了制造成本。

说明书

技术领域

    本发明涉及电动汽车电源设备技术领域，尤其是涉及一种电动汽车用电源模块的空冷散热单元及其电源模块。

背景技术

随着新能源汽车在全球如火如荼的发展，电动汽车越来越受人们重视。动力设备的不断升级对电源系统的性能要求也越来越高，电池散热差引起的一系列问题日益突出。目前市场大多新能源车常采用在液冷或风冷装置来实现动力系统的热管理。但现有技术致使在一定程度上过多增加了整车的重量，而且具有排布难度大、成本高等问题，在行业竞争中难以占据优势。因此既能满足混合动力大巴电源系统热管理需求，又能在一定程度上降低整车成本和重量，使电池模块本身结构简单，具备较好的散热效果的研发势在必行。

公告号为CN202585590U，公告日为2012年12月5日的中国专利文件中公开了一种电动汽车电源模块结构，包括两块压板及层叠设置在两块压板间的若干个第一电源单体和第二电源单体，第一电源单体和第二电源单体间隔排列并且层叠设置，且第一电源单体的正极、负极分别和第二电源单体的负极、正极相邻，层叠起来的第一电源单体和第二电源单体依次相串联，所述的第一电源单体和第二电源单体均有2N个并联连接的电芯。在该结构中，第一电源单体和第二电源单体均有偶数个电芯并联而成，且包含的电芯数相同，两块压板间按第一电源单体、第二电源单体层叠顺序排列。而电源模块整体结构是先将偶数个电芯并联构成电源单体，再将电源单体进行串联构成的。虽然这种结构可以减小电源模块内外温差及连续内阻的差异，使得内部温度一致及连接内阻一致，但是构成其第一电源单体和第二电源单体的第一子单体和第二子单体的结构中，采用四层支架、一层散热铝片及泡沫棉夹装电芯的固定方式，结构件应用繁琐复杂，大幅度提高制造成本，电芯直接夹装在支架内易造成晃动的现象，而且电芯与铝片非完全接触式装配其散热效果不佳，并且铝片需要连接额外的液冷散热装置。

发明内容

    本发明针对现有技术的不足，所要解决的技术问题是提供一种电动汽车用电源模块的空冷散热单元，其通过优化结构，去除额外的液冷散热结构，采用间隙散热方式，实现良好的散热效果；使电芯受力均匀，实现性能最优化；减少结构件，降低制造成本，提高装配效率。同时还提供了一种由该空冷散热单元构成的电源模块，其结构得到精简，散热效果更好，大幅度降低了制造成本。

    本发明是通过以下技术方案使上述的技术问题得以解决。

    一种电动汽车用电源模块的空冷散热单元，由塑料支架、散热铝片、电芯和隔棉构成2P电芯单元；散热铝片装设在塑料支架镂空框体的内侧，散热铝片的外侧面上设有若干凸起，凸起从塑料支架的镂空框体中露出，电芯粘接在散热铝片的内侧面上从而形成1P电芯单元；2P电芯单元包括两个1P电芯单元，两个1P电芯单元通过一个隔棉的双面分别粘接在两个电芯上保持间隔层叠设置，最外侧的两个塑料支架相互扣合成一体；塑料支架镂空框体的外侧设有卡接结构，当2P电芯单元之间层叠设置时，相邻的塑料支架之间通过所述卡接结构保持一定间隙卡接在一起。

    该空冷散热单元通过优化精简结构，将电芯直接粘接在散热铝片上，可实现良好的散热效果。这种固定电芯的方式，牢固可靠，消除了电芯在塑料支架内发生晃动的现象。当2P电芯单元之间层叠设置时，由于相邻的塑料支架之间形成有间隙的卡接配合，有助于电芯的散热，因此去除了复杂设计的液冷散热结构，使得制造成本得到大幅度降低，易于装配制造。在散热铝片的外侧面上设置凸起，该凸起凸出于塑料支架的镂空框体，当2P电芯单元之间层叠设置时，相邻的散热铝片通过相互对应的凸起之间的挤压力来均衡2P电芯单元内部的受力，进而使得电芯受力均匀，实现性能最优化。

作为优选，凸起为冲压成型结构。有利于加工制造，成本低廉，质量可靠。

作为优选，塑料支架上设置限位柱，散热铝片上设置与限位柱相卡接配合的卡孔。确保将散热铝片定位在塑料支架上不发生偏移，错位现象。

作为优选，所述卡接结构为在塑料支架镂空框体的外侧的两侧边上间隔设置若干凸台，在其中一侧侧边的凸台上设置连接柱，在另一侧侧边的凸台上设置与连接柱相卡接配合的凹槽。或者采用在两侧侧边的凸台上间隔设置连接柱和与连接柱相卡接配合的凹槽。当2P电芯单元之间层叠设置时，相邻的塑料支架之间通过连接柱卡接在凹槽内保证固定连接，同时凸台高于塑料支架镂空框体的侧边，从而形成一定的间隙，通过这个间隙可实现良好的散热效果。

作为优选，塑料支架的镂空框体的两侧边朝向内侧延伸有加强筋。加强筋可以提高塑料支架的强度。进一步改进，一侧侧边的加强筋上设有卡舌，另一侧侧边的加强筋上设有与卡舌相扣合连接的卡槽，2P电芯单元的两个塑料支架之间通过卡舌和卡槽相扣合成一体。

一种电源模块，包括盖板和压板，还包括设置在盖板和压板之间的2P电芯单元，2P电芯单元相互串联层叠设置。由于采用2P电芯单元，其结构更加简单紧凑，散热效果更好，从而大幅度降低了制造成本，提高了企业的经济效益。

    总而言之，本发明的电动汽车用电源模块的空冷散热单元经过精简优化设计成2P电芯单元结构，减少结构件的同时，大幅度降低了制造成本。而且具有良好的散热效果。由该空冷散热单元构成的电源模块，在精简结构的基础上，去除了额外液冷散热结构，提高了生产装配效率，为企业带来可观的经济效益。

附图说明

图1是2P电芯单元的一种结构示意图；

图2是图1的侧视结构示意图；

图3是图2的分解结构示意图；

图4是2P电芯单元的塑料支架的一种结构示意图；

图5是图4的主视结构示意图；

图6是图5的侧视结构示意图；

图7是2P电芯单元的散热铝片的一种结构示意图；

图8是2P电芯单元的散热铝片装配在塑料支架上的一种结构示意图；

图9是2P电芯单元中隔棉在安装之前的装配示意图；

图10是本发明电源模块的一种结构示意图。

图中：1-塑料支架，2-散热铝片，3-电芯，4-隔棉，5-凸起，6-限位柱，7-卡孔，8-凸台，9-连接柱，10-加强筋，11-卡舌，12-卡槽，13-盖板，14-压板，15-2P电芯单元。

具体实施方式

    下面结合附图对本发明的实施方式进行详细的说明。

如图1图2图3所示的本发明一种电动汽车用电源模块的空冷散热单元，由塑料支架1、散热铝片2、电芯3和隔棉4构成2P电芯单元15。如图8中所示，散热铝片2装设在塑料支架1镂空框体的内侧，作为一种实施方式，结合图4、图5和图7可知，在塑料支架1上设置限位柱6，散热铝片2上设置与限位柱6相卡接配合的卡孔7，散热铝片2通过限位柱6卡接在卡孔7上实现定位，并与塑料支架1固定成一体，保证散热铝片2不会出现移位、晃动的现象。散热铝片2的外侧面上设有若干凸起5，如图2所示，凸起5从塑料支架1的镂空框体中露出。为了保证加工方便，质量可靠，可以优选设置凸起5为散热铝片2的冲压成型结构。参看图9，电芯3粘接在散热铝片2的内侧面上从而形成1P电芯单元。2P电芯单元15包括两个1P电芯单元，两个1P电芯单元通过一个隔棉4的双面分别粘接在两个电芯3上保持间隔层叠设置，如图2中所示，最外侧的两个塑料支架1相互扣合成一体。参看图2、图3和图6所示，塑料支架1镂空框体的外侧设有卡接结构，当2P电芯单元15之间层叠设置时，相邻的塑料支架1之间通过所述卡接结构保持一定间隙卡接在一起。作为所述卡接结构的一种实施方式，在塑料支架1镂空框体的外侧的两侧边上间隔设置若干凸台8，在其中一侧侧边的凸台8上设置连接柱9，在另一侧侧边的凸台8上设置与连接柱9相卡接配合的凹槽。当2P电芯单元15之间层叠设置时，相邻的塑料支架1之间通过连接柱9卡接在所述凹槽内实现固定连接，由于凸台8高于塑料支架1镂空框体的侧边而形成一定的间隙，则利用这个间隙便可实现良好的散热效果。作为所述卡接结构的另一种实施方式，可以选择在凸台8上间隔设置连接柱9和与连接柱9相卡接配合的凹槽。同样该结构可以利用凸台8形成的间隙进行散热，并且保证连接柱9与所述凹槽之间的牢固连接，防止相邻的塑料支架1之间出现位置偏移的现象。

    作为2P电芯单元15中两个塑料支架1之间扣合连接的一种实施方式，如图2和图3所示，在塑料支架1的镂空框体的两侧边朝向内侧延伸设置加强筋10。加强筋10可以增加塑料支架1的刚度。在其中一侧侧边的加强筋10上设置卡舌11，另一侧侧边的加强筋10上设置与卡舌11相扣合连接的卡槽12，这样的结构可以保证2P电芯单元15的两个塑料支架1之间通过卡舌11和卡槽12牢固可靠的扣合在一起。

    如图10所示的本发明一种电源模块，包括盖板13和压板14，还包括设置在盖板13和压板14之间的2P电芯单元15，2P电芯单元15相互串联层叠设置。

本发明不局限于以上所述的实施方式，2P电芯单元的两个塑料支架之间的扣合结构，以及2P电芯单元之间层叠设置时相邻的塑料支架之间保持间隙的卡接结构也可以采用本领域技术人员所能够获得的公知技术或者现有技术当中等效替换的结构变形的实施方式。只要采用了本发明经过优化的2P电芯单元结构的实施方式均落在本发明的保护范围内。