电池模块的制作方法

本公开总体上涉及电化学电池领域。特别地，本公开涉及具有就地形成的热管理部件(formed-in-place thermal-management component)的电池模块，以及制造这种电池模块的方法。

背景技术：

1、在一些传统的设计中，例如，电池模块由电池芯(诸如一堆袋型电化学电池)构成，该电池芯容纳在由树脂基材料(诸如树脂浸渍的碳纤维布)制成的刚性壳体中。这种模块中的壳体具有相对较低的热导率，通常在0.2w/mk至0.3w/mk的数量级。当模块不包括任何热管理部件(如散热器)时，热偏移(thermal excursion)会导致电池管理系统停止充电或放电，这取决于热偏移期间的操作模式。当然，停止充电和停止放电都会严重影响由电池模块供电的电气装置/设备的运行。

2、在其他传统设计中，具有复合壳体的电池模块包括热管理部件，诸如集成到壳体底壁中以便用作电池芯的散热器的铝板。铝板位于底壁的开口中，并从壳体的外部延伸到壳体的内部，并被放置成与电池芯热连通，通常在电池芯和铝板之间放置电绝缘体，以保持电池芯在壳体内电隔离。虽然铝板允许对电池芯进行热管理，但它会使壳体的重量增加近一倍，从而对电池模块的重量能量密度产生负面影响。

技术实现思路

1、在一个实施方式中，本公开涉及一种电池模块，该电池模块包括包围第一内部空间的壳体，该壳体具有壁，壁由第一介电材料(dielectric material)构成并具有外侧；电池芯，该电池芯包括一个或更多个电化学电池；以及就地形成的热管理部件，该就地形成的热管理部件延伸穿过壳体的壁，使得在电池模块的使用期间，当电池芯产生热量时，就地形成的热管理部件可以将热量从电池芯传导到壁的外侧。

2、在一些实施例中，所述壁包括多个孔，并且所述就地形成的热管理部件借助所述多个孔延伸穿过所述壁。

3、在一些实施例中，所述就地形成的热管理部件具有在所述多个孔上延伸的外部部分。

4、在一些实施例中，所述就地形成的热管理部件由热粘合剂构成。

5、在一些实施例中，所述就地形成的热管理部件由不同于所述第一介电材料的第二介电材料制成。

6、在一些实施例中，所述第二介电材料具有大于0.5w/mk的热导率。

7、在一些实施例中，所述第二介电材料具有大于1.0w/mk的热导率。

8、在一些实施例中，所述第一介电材料具有小于0.5w/mk的热导率。

9、在一些实施例中，所述第一介电材料具有小于0.3w/mk的热导率。

10、在一些实施例中，所述壁的所述外侧具有外表面，并且所述就地形成的热管理部件具有外部部分，所述外部部分具有与所述壁的所述外表面间隔开的外表面。

11、在一些实施例中，所述壁包括多个孔，并且所述就地形成的热管理部件借助所述多个孔延伸穿过所述壁，并且所述外部部分在所述多个孔上延伸。

12、在一些实施例中，所述就地形成的热管理部件粘性地结合到所述电池芯。

13、在一些实施例中，所述壳体具有矩形横截面形状。

14、在一些实施例中，所述电池芯包括多个袋型电化学电池。

15、在一些实施例中，每个电化学电池是锂电池。

16、在一些实施例中，每个电化学电池是锂金属电池。

17、在一些实施例中，所述壁是所述壳体的底壁。

18、在一些实施例中，所述壳体具有圆形横截面形状。

19、在一些实施例中，所述壁是所述壳体的端壁。

20、在一些实施例中，所述壳体包围第二内部空间，并且所述第二内部空间包括与所述电池芯操作通信的电池管理系统电路。

21、在另一个实施方式中，本公开涉及制造电池模块的方法。该方法包括提供电池模块，其中该电池模块包括壳体，该壳体包围内部空间并具有由第一介电材料构成并具有外侧的壁，该壁具有多个孔，该内部空间容纳电池芯；将可流动材料施加到壁，以便流过多个孔并进入内部空间，并且接触电池芯并填充多个孔；以及使可流动材料固化，从而产生就地形成的热管理部件，该就地形成的热管理部件将在使用过程中由电池芯产生的热量传导穿过壳体的壁。

22、在一些实施例中，所述内部空间容纳电池芯，并且将可流动材料施加到所述壁包括施加可流动导热材料，使得所述可流动导热材料接触所述电池芯。

23、在一些实施例中，所述可流动材料包括导热粘合剂。

24、在一些实施例中，所述方法还包括在施加所述可流动材料之前，将热管理部件形成工具与所述壳体接合。

25、在一些实施例中，所述多个孔分布在具有第一面积的所述壁的开孔区域上；所述热管理部件成形工具包括开口，所述开口具有等于或大于所述第一面积的第二面积；并且将所述热管理部件形成工具与所述壳体接合包括将所述热管理部件形成工具与所述壳体接合，使得所述开口与所述壁的所述开孔区域对准。

26、在一些实施例中，所述热管理部件形成工具具有框架，所述框架限定所述开口并被配置成接合所述开孔区域外部的所述壁，所述框架具有用于限定所述就地形成的热管理部件的外部部分的边缘的第一厚度。

27、在一些实施例中，所述壁由第一介电材料制成。

28、在一些实施例中，所述就地形成的热管理部件由不同于所述第一介电材料的第二介电材料制成。

29、在一些实施例中，所述第二介电材料具有大于0.5w/mk的热导率。

30、在一些实施例中，所述第二介电材料具有大于1.0w/mk的热导率。

31、在一些实施例中，所述第一介电材料具有小于0.5w/mk的热导率。

32、在一些实施例中，所述第一介电材料具有小于0.3w/mk的热导率。

技术特征：

1.一种电池模块，其特征在于，所述电池模块包括：

2.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述壁包括多个孔，并且所述就地形成的热管理部件借助所述多个孔延伸穿过所述壁。

3.根据权利要求2所述的电池模块，其特征在于，所述就地形成的热管理部件具有在所述多个孔上延伸的外部部分。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的电池模块，其特征在于，所述就地形成的热管理部件由热粘合剂构成。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的电池模块，其特征在于，所述就地形成的热管理部件由不同于所述第一介电材料的第二介电材料制成。

6.根据权利要求5所述的电池模块，其特征在于，所述第二介电材料具有大于0.5w/mk的热导率。

7.根据权利要求5所述的电池模块，其特征在于，所述第二介电材料具有大于1.0w/mk的热导率。

8.根据权利要求6和7中任一项所述的电池模块，其特征在于，所述第一介电材料具有小于0.5w/mk的热导率。

9.根据权利要求8所述的电池模块，其特征在于，所述第一介电材料具有小于0.3w/mk的热导率。

10.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述壁的所述外侧具有外表面，并且所述就地形成的热管理部件具有外部部分，所述外部部分具有与所述壁的所述外表面间隔开的外表面。

11.根据权利要求10所述的电池模块，其特征在于，所述壁包括多个孔，并且所述就地形成的热管理部件借助所述多个孔延伸穿过所述壁，并且所述外部部分在所述多个孔上延伸。

12.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述就地形成的热管理部件粘性地结合到所述电池芯。

13.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述壳体具有矩形横截面形状。

14.根据权利要求13所述的电池模块，其特征在于，所述电池芯包括多个袋型电化学电池。

15.根据权利要求14所述的电池模块，其特征在于，每个电化学电池是锂电池。

16.根据权利要求15所述的电池模块，其特征在于，每个电化学电池是锂金属电池。

17.根据权利要求13所述的电池模块，其特征在于，所述壁是所述壳体的底壁。

18.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述壳体具有圆形横截面形状。

19.根据权利要求18所述的电池模块，其特征在于，所述壁是所述壳体的端壁。

20.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述壳体包围第二内部空间，并且所述第二内部空间包括与所述电池芯操作通信的电池管理系统电路。

技术总结本申请涉及电池模块。具有由可流动材料制成的就地形成的热管理部件的电池模块，该就地形成的热管理部件在电池模块的使用过程中用于将热量从电池模块内部的电池芯传导到位于电池模块外部的散热器。在一些实施例中，电池模块具有由有相对低热导率的相对轻质的材料制成的壳体，并且就地形成的热管理部件由具有高于壳体材料的热导率的热导率的材料制成。还公开了制造这种就地形成的热管理部件的方法。技术研发人员：王显杰,梁记卫,郑铖铖受保护的技术使用者：麻省固能（上海）新能源科技有限公司技术研发日：20231107技术公布日：2024/7/25