[0001] 本实用新型涉及新能源电池技术领域，具体涉及一种软包电池模块以及电池封边热阻测试系统。

[0002] 铝塑膜(Aluminum Laminated Film,ALF)是软包装锂电池电芯封装的关键材料，是由多种塑料、铝箔和粘合剂组成的高强度、高阻隔的多层复合材料。单片电池组装后用铝塑膜密封，形成一个电池，铝塑膜起保护内容物的作用。软包锂电池用铝塑复合膜具有良好的阻隔性、耐电解液稳定性、冷冲压成型性、抗穿刺性和绝缘性，是软包锂电池中最为关键的一个安全环节，是技术要求极其苛刻的一种复合材料。典型铝塑膜的结构主要为：ON(表层)/Al(铝箔层)/CPP(树脂层)。其中，最外层通常为尼龙层或PET与尼龙的复合层，主要起防污染、耐腐蚀及防止外力损伤的保护功能；中间铝箔层为基体材料，起防水、阻隔作用及产品形态成型；聚丙烯为热封层，主要作用是封口粘接，并起到将铝层与电芯隔开，防止包装的电解质泄露而腐蚀铝箔；粘合剂或粘合树脂复合层主要起到层间强联接作用。

[0003] 由于软包电池特殊的结构形式，一般电芯成组后，均采用封边侧进行导热和散热，这非常不利于软包电芯充放电过程的热量导出和导入。这是因为封边侧与模组或pack上采用的软管理结构接触面积小，接触热阻值大。同时软包电池封边是铝塑膜对接热封后裁切得到，同时为了保证密封性还要把封边再进行弯折。这导致软包电池侧封边是多层复合材料堆叠以及中间可能夹杂空气的复杂导热或传热结构，使得封边结构的导热热阻通过理论计算很难计算准确。

[0004] 目前封边结构的导热热阻一般是通过理论计算得到，首先需要知道铝塑膜的各层材料的导热系数、厚度、层数等值，通过类似电路中电阻串并联的计算方法进行热阻值得确定。这种方法需要对铝塑膜基础参数了解详细，且不能考虑实际结构中接触热阻的影响，导致理论计算的热阻值误差偏大，后续仍要进行多轮修正。实用新型内容

[0005] 本实用新型为了解决理论计算需要详细的铝塑膜材料参数，且不能考虑接触热阻导致误差较大，提供了一种软包电池模块以及电池封边热阻测试系统。

[0006] 本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种软包电池模块，包括待测电芯堆叠模块、参考电芯堆叠模块以及加热装置，所述待测电芯堆叠模块的第一封边侧与所述参考电芯堆叠模块的其中一个封边侧相对布置且夹设固定有所述加热装置；所述待测电芯堆叠模块由多个电芯堆叠而成，多个电芯中存在至少一个待测电芯，所述待测电芯位于第一封边侧的封边上固定有封边热电偶，所述待测电芯邻近第一封边侧的电芯本体上固定有电芯边缘热电偶。

[0007] 本实用新型的有益效果是：本实用新型采用加热装置作为加热源对待测电芯的第一封边侧进行加热，通过直接固定在待测电芯封边上的封边热电偶对封边温度进行检测，通过直接固定在待测电芯封边附近的电芯边缘热电偶对封边附近温度进行检测，得到的温度值即为实际结构中电芯封边以及封边附近的温度值，通过计算即可得到待测电芯封边的热阻值。本实用新型通过采用参考电芯堆叠模块与待测电芯堆叠模块夹设加热装置，加热装置的加热功率实际上是传导给了两侧的两个电芯堆叠模块，方便后续热传导功率计算，提高了计算精度。本实用新型的电池模组，能够快速得出待测电芯封边处的热阻值，为指导优化电芯传热结构提供了相关参数。

[0008] 在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

[0009] 进一步，所述待测电芯位于第一封边侧的封边中间位置以及邻近封边两端位置分别固定有至少一个封边热电偶。

[0010] 采用上述进一步方案的有益效果是：对待测电芯的封边位置温度都检测到，提高了后续封边热阻的计算精度。

[0011] 进一步，所述待测电芯堆叠模块沿电芯堆叠方向的中间位置以及两侧位置或邻近两侧位置各具有至少一个待测电芯。

[0012] 采用上述进一步方案的有益效果是：使整个待测电芯堆叠模块中的各个位置的电芯都检测到，提高了后续封边热阻的计算精度。

[0013] 进一步，所述电芯边缘热电偶位于所在电芯本体远离整个待测电芯堆叠模块外表面的一侧面上。

[0014] 采用上述进一步方案的有益效果是：不在待测电芯堆叠模块外表面上布置热电偶，即不在最外侧的电芯外表面布置热电偶，这是因为最外侧电芯裸露在外或靠近保温棉，会影响电芯边缘热电偶的温度采集精度。

[0015] 进一步，所述电芯边缘热电偶固定在所述待测电芯邻近第一封边侧的电芯本体的折边位置。

[0016] 采用上述进一步方案的有益效果是：避免离待测电芯封边太近或太远，提高后续封边热阻的计算精度。

[0017] 进一步，所述待测电芯堆叠模块还包括与所述第一封边侧相对布置的第二封边侧，所述封边热电偶所连接的采集线以及电芯边缘热电偶所连接的采集线均夹设在待测电芯堆叠模块的电芯之间，所述采集线穿过待测电芯堆叠模块的第二封边侧后向外引出。

[0018] 采用上述进一步方案的有益效果是：提高了采集线的稳定性，避免采集线拉扯而影响热电偶的固定。

[0019] 进一步，还包括保温壳体，所述保温壳体包覆在所述待测电芯堆叠模块、参考电芯堆叠模块以及加热装置的外侧，所述封边热电偶所连接的采集线、电芯边缘热电偶所连接的采集线以及加热装置的电源线均穿过所述保温壳体引出。

[0020] 采用上述进一步方案的有益效果是：保温壳体的设置，保证了测试过程中加热装置的热量尽可能传递给电芯，而不是散失到空气中。

[0021] 进一步，所述加热装置沿所述待测电芯堆叠模块的电芯堆叠方向的宽度不大于所述待测电芯堆叠模块的电芯堆叠厚度，所述加热装置沿垂直于所述待测电芯堆叠模块的电芯堆叠方向的长度不大于所述第一封边侧的长度。

[0022] 采用上述进一步方案的有益效果是：加热装置的面积应该略小于第一封边侧的面积，如果加热装置尺寸超出第一封边侧会导致加热功率损失，部分热量散失到其它位置而没有充分加热电芯，最终导致测试精度下降。

[0023] 进一步，所述待测电芯堆叠模块还包括与所述第一封边侧相对布置的第二封边侧，所述待测电芯邻近所述第二封边侧的电芯本体上固定有时间参考热电偶；所述时间参考热电偶位于所在电芯本体远离整个待测电芯堆叠模块外表面的一侧面上。

[0024] 采用上述进一步方案的有益效果是：当时间参考热电偶检测到温度上升，可以终止测试。

[0025] 一种电池封边热阻测试系统，包括上述的软包电池模块，还包括电源和数据记录仪，所述电源通过电源线与所述加热装置连接，所述数据记录仪通过采集线分别与所述封边热电偶以及电芯边缘热电偶连接。

[0026] 一种电池封边热阻测试系统，包括上述的软包电池模块，还包括电源和数据记录仪，所述电源通过电源线与所述加热装置连接，所述数据记录仪通过采集线分别与所述封边热电偶、电芯边缘热电偶以及时间参考热电偶连接。

[0027] 本实用新型的有益效果是：本实用新型的电池封边热阻测试系统，测试设备简易，测试方法简便，测试结果精度较高，为模组、pack设计提供了可靠的热阻数据支持，同时测试结果可以很好的标定热仿真分析模型，提高热仿真分析精度。

[0044] 以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

[0045] 实施例1

[0046] 如图1～图10所示，本实施例的一种软包电池模块100，包括待测电芯堆叠模块101、参考电芯堆叠模块102以及加热装置103，所述待测电芯堆叠模块101的第一封边侧104与所述参考电芯堆叠模块102的其中一个封边侧相对布置且夹设固定有所述加热装置103；
所述待测电芯堆叠模块101由多个电芯106堆叠而成，多个电芯106中存在至少一个待测电芯107，所述待测电芯107位于第一封边侧104的封边112上固定有封边热电偶108，所述待测电芯107邻近第一封边侧104的电芯本体上固定有电芯边缘热电偶109。

[0047] 其中，如图3和图4所示，本实施例的加热装置103可采用加热片、加热丝等加热设备进行加热；可待所有的热电偶都布置完成后，进行电芯的堆叠布置，在堆叠过程中利用工装夹具进行固定，保证堆叠良好，完成两个电芯堆叠模块的堆叠后，再将加热装置固定在待测电芯堆叠模块101的封边侧，可在加热装置两侧面分别设置背胶，便于固定和安装；加热装置在进行安装时，先将加热装置与待测电芯堆叠模块101的第一封边侧104进行粘接，需要保证加热装置居中对齐，不超出电芯封边尺寸，粘接好后再将加热装置置于底部放置并静置一段时间，通过待测电芯堆叠模块101的自重可以更好的保证与加热装置的接触，然后按照同样的要求把参考电芯堆叠模块102与加热装置粘接固定即可。本实施例利用加热装置103提供恒定加热功率P作为加热源对电芯封边进行加热，测量封边上下侧的温度T1和T2，通过公式R＝(T2‑T1)/P，得到电芯封边的热阻值。

[0048] 具体的，所述封边热电偶108以及电芯边缘热电偶109可采用导热双面胶进行粘接固定，同时为保证热电偶探头位置不被拉扯移动，热电偶的采集线也需要用胶带进行局部固定。

[0049] 如图5～图9所示，本实施例的所述待测电芯107位于第一封边侧104的封边中间位置以及邻近封边两端位置分别固定有至少一个封边热电偶108。对待测电芯的封边位置温度都检测到，提高了后续封边热阻的计算精度。

[0050] 如图1和图3所示，本实施例的所述待测电芯堆叠模块101沿电芯106堆叠方向的中间位置以及两侧位置或邻近两侧位置各具有至少一个待测电芯107。使整个待测电芯堆叠模块中的各个位置的电芯都检测到，提高了后续封边热阻的计算精度。

[0051] 如图1所示，本实施例的所述电芯边缘热电偶109位于所在电芯本体远离整个待测电芯堆叠模块101外表面的一侧面上。不在待测电芯堆叠模块外表面上布置热电偶，即不在最外侧的电芯外表面布置热电偶，这是因为最外侧电芯裸露在外或靠近保温棉，会影响电芯边缘热电偶的温度采集精度。

[0052] 如图6～图8所示，本实施例的所述电芯边缘热电偶109固定在所述待测电芯107邻近第一封边侧104的电芯本体的折边位置。避免离待测电芯封边太近或太远，提高后续封边热阻的计算精度。

[0053] 如图1～图9所示，本实施例的所述待测电芯堆叠模块101还包括与所述第一封边侧104相对布置的第二封边侧105，所述封边热电偶108所连接的采集线500以及电芯边缘热电偶109所连接的采集线500均夹设在待测电芯堆叠模块101的电芯之间，所述采集线500穿过待测电芯堆叠模块101的第二封边侧105后向外引出。提高了采集线的稳定性，避免采集线拉扯而影响热电偶的固定。

[0054] 如图4所示，本实施例的所述加热装置103沿所述待测电芯堆叠模块101的电芯106堆叠方向的宽度不大于所述待测电芯堆叠模块101的电芯106堆叠厚度，所述加热装置103沿垂直于所述待测电芯堆叠模块101的电芯106堆叠方向的长度不大于所述第一封边侧104的长度。加热装置103的面积应该略小于第一封边侧104的面积，如果加热装置103尺寸超出第一封边侧104会导致加热功率损失，部分热量散失到其它位置而没有充分加热电芯，最终导致测试精度下降。

[0055] 如图12所示，本实施例还提供了一种电池封边热阻测试系统，包括上述的软包电池模块100，还包括电源200和数据记录仪300，所述电源200通过电源线400与所述加热装置103连接，所述数据记录仪300通过采集线500分别与所述封边热电偶108以及电芯边缘热电偶109连接。其中，所述数据记录仪300可采用安捷伦数字采集仪等。

[0056] 本实施例的软包电池模块中，封边热电偶108以及电芯边缘热电偶109的布置原则为，不在最外侧电芯外表面布置热电偶，这是因为最外侧布置热电偶会影响电芯的温度采集；而且热电偶所在的待测电芯的选取是按照在软包电池模块中两侧电芯和中间电芯都包含的原则，而且每个待测电芯上热电偶的布置位置要在极耳侧和中心位置均布置的原则。满足这些原则可能够有效提高测试结果的精确度。

[0057] 本实施例的软包电池模块中，待测电芯堆叠模块101中电芯的数量以及参考电芯堆叠模块102中电芯的数量可以任意选择，为了保证测试精度，可使设置数量分别为多片，例如8片、9片、10片、11片电芯等。而且在设置的设置可将待测电芯堆叠模块101中的电芯以及参考电芯堆叠模块102中电芯分别侧立放置并进行堆叠，而且为了保证不松散，相邻电芯之间可喷涂胶水进行粘接，也可以使用胶带将电芯堆叠模块进行缠绕固定。同时需严格要求电芯外部便捷对齐，尤其是与加热装置接触的封边位置，要精确保证电芯与加热装置接触的封边完全对齐，才能使加热装置与电芯充分良好接触。为了防止加热装置加热功率损失或者是加热不均匀，建议在堆叠电芯形成堆叠模块的过程中采用工装夹具进行夹紧。

[0058] 本实施例的一个具体方案为，如图5～图11所示，本实施例的封边热电偶108、电芯边缘热电偶109可分别采用9个，9个封边热电偶108定义为Ts1‑Ts9，9个电芯边缘热电偶109定位为Tb1‑Tb9，所有的封边热电偶108保证在同一水平高度上，所有的电芯边缘热电偶109也保证在同一水平高度上。可提前测量并标记好布置位置，而且靠近待测电芯的极耳侧布置的热电偶，不要距离极耳侧太近，同时要保证这部分热电偶尽量中心对称。将加热装置与电源进行连接，采集线连接数据记录仪形成电池封边热阻测试系统，如日置数采或安捷伦数采设备等。

[0059] 电池封边热阻测试系统的具体测试过程为，完成所有设备样品连接后，开始进行测试：第一步，记录并显示温度数据。开启数据记录仪后，观察温度点温度是否异常，如无异常可开启采集并记录。第二步，按照加热装置额定功率值，设定电源以此恒定功率输出。开始为整个软包电池模块进行加热。加热过程注意观察温度数据是否异常，同时要保证温度数值不要超出60℃，因为过大的温度可能会破坏电芯并有可能引起电芯热失控，发生起火现象。第三步，封边热电偶测试封边温度T1到T9，电芯边缘热电偶测试电芯下沿温度T10到T18。将数据记录仪的数据导出并存储为excel文档，然后对温度数据进行处理。第一部分热电偶数据即T1到T9，取平均值Tavg，Tavg＝(T1+T2+…+T9)/9，第二部分热电偶数据即T10到T18，取平均值Tmean，Tmean＝(T10+T11+…+T18)/9，计算两部分平均值的差值ΔT，ΔT＝Tavg‑Tmean，由于记录的数据是随时间变化的，因此此差值ΔT可以得到一个随时间变化的曲线，如图13所示。从上面的数据中选取T1到T2这段时间的数据，因为这段时间得到的温度差值已经趋于平缓稳定。然后计算得到这段时间的温差平均值ΔTavg，ΔTavg＝ΣΔT/(T2‑T1)。

[0060] 热阻计算：热阻即热量在物体上传输时，在物体两端温度差与热源功率之间的比值。根据此定义，目前测试已经得到了温度差，只需要得到热源功率即可计算热阻值。测试中加热片设定功率为P1，但这部分功率是给两部分电芯加热，待测电芯和参考电芯。因此实际测试模块电芯只有50％的功率。因此可由下式计算热阻值R，R＝2*ΔTavg/P1。

[0061] 本实施例的软包电池模块采用加热装置作为加热源对待测电芯的第一封边侧进行加热，通过直接固定在待测电芯封边上的封边热电偶对封边温度进行检测，通过直接固定在待测电芯封边附近的电芯边缘热电偶对封边附近温度进行检测，得到的温度值即为实际结构中电芯封边以及封边附近的温度值，通过计算即可得到待测电芯封边的热阻值。本实施例的电池封边热阻测试系统，测试设备简易，测试方法简便，测试结果精度较高，为模组、pack设计提供了可靠的热阻数据支持，同时测试结果可以很好的标定热仿真分析模型，提高热仿真分析精度。

[0062] 实施例2

[0063] 如图11所示，在实施例1的基础上，本实施例的软包电池模块还包括保温壳体600，所述保温壳体600包覆在所述待测电芯堆叠模块101、参考电芯堆叠模块102以及加热装置103的外侧，所述封边热电偶108所连接的采集线500、电芯边缘热电偶109所连接的采集线
500以及加热装置103的电源线400均穿过所述保温壳体600引出。保温壳体的设置，保证了测试过程中加热装置的热量尽可能传递给电芯，而不是散失到空气中。

[0064] 其中，具体的，本实施例的保温壳体600可以选用任何能够隔热保温的材质均可，例如可选用铝箔保温棉进行包裹，铝箔保温棉表面有一层银色铝箔可以有效降低热辐射损失。包裹过程需要把采集线和加热装置的电源线甩出，并用胶带把所有封口完全密封固定。

[0065] 实施例3

[0066] 在实施例1或实施例2的基础上，如图5和图9所示，本实施例的所述待测电芯堆叠模块101还包括与所述第一封边侧104相对布置的第二封边侧105，所述待测电芯107邻近所述第二封边侧105的电芯本体上固定有时间参考热电偶110；所述时间参考热电偶110位于所在电芯本体远离整个待测电芯堆叠模块101外表面的一侧面上。当时间参考热电偶检测到温度上升，可以终止测试。

[0067] 具体的，如图5～图11所示，本实施例的时间参考热电偶110布置于待测电芯侧面上沿位置的，时间参考热电偶110的数量可以任意设置，例如，可设置三个，定义为Tr1‑Tr3，当时间参考热电偶110检测的参考温度点出现温度变化时(温度上升)，此时可终止测试。

[0068] 本实施例通过采用参考电芯堆叠模块与待测电芯堆叠模块夹设加热装置，加热装置的加热功率实际上是传导给了两侧的两个电芯堆叠模块，方便后续热传导功率计算，提高了计算精度。本实用新型的电池模组，能够快速得出待测电芯封边处的热阻值，为指导优化电芯传热结构提供了相关参数。

[0069] 本实施例还提供了一种电池封边热阻测试系统，包括上述的软包电池模块100，还包括电源200和数据记录仪300，所述电源200通过电源线400与所述加热装置103连接，所述数据记录仪300通过采集线500分别与所述封边热电偶108、电芯边缘热电偶109以及时间参考热电偶110连接。本实施例的电池封边热阻测试系统，测试设备简易，测试方法简便，测试结果精度较高，为模组、pack设计提供了可靠的热阻数据支持，同时测试结果可以很好的标定热仿真分析模型，提高热仿真分析精度。

[0070] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

[0071] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

[0072] 在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

[0073] 在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0074] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

[0075] 尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。