CN104466058B - 用于解决锂电芯散热与安全的电池壳体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于解决锂电芯散热与安全的电池壳体，包括壳体主体，壳体主体上留有放置电池的开口；在壳体主体的侧面上设有若干圈第一散热凸沿，每一圈第一散热凸沿之间互相平行；在壳体主体的侧面上沿与所述第一散热凸沿垂直的方向分别平行设置第二散热凸沿；在每一圈第一散热凸沿的相对应的位置处分别设置若干凹槽，每一圈第一散热凸沿相对应位置处的凹槽共同组成第一散热通道。本发明有益效果：电池壳体条纹凸起设计，便于安装人员的搬运、取放，更好地避免了在电池搬运或取放过程中，因掉落等引起的安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池壳体，尤其涉及一种用于解决锂电芯散热与安全的电池壳体。
背景技术
随着国内外电动汽车及储能系统的发展与应用，作为动力来源与储能载体的动力电池的需求量越来越大，随之而来的是电池爆炸、电池燃烧等事件不断出现。其中，电池壳体的散热设计、安全设计等是影响电池安全性的主要因素。因此，针对电池壳体的设计越来越受到重视。针对电池壳体设计，按照壳体材料可分为钢壳、铝壳、铝塑膜及塑壳等包装。其中，钢壳、铝壳包装具有较好导热性，但其有着生产成本高、重量大、易爆炸等缺点；针对铝塑膜包装因不易发生爆炸，其具有较高安全性，但铝塑膜包装力学性能较差，易因挤压、碰撞或刮伤等出现漏液现象，从而导致较大安全隐患。塑壳包装具有低成本、高安全性、高能量比及良好力学性能等的特点，但其散热性较差，需要对塑壳散热结构等进行进一步设计。
目前，用于电动汽车及储能系统等所应用的动力电池多以塑壳包装为主。但针对散热及安全性设计存在不足(如图1、图2所示)，散热通道单一，组成电池堆后不利于散热，且搬运、取放易滑落，存在对人身或财产易造成损害等安全隐患。
因此，现有的用于电动汽车及储能系统的电池壳体具有如下不足：
1、电池壳体散热比表面积小，不利于散热。
2、电池成组后，电池与电池模块间紧密接触，散热通道少且单一，影响了电池循环寿命与安全性能。
3、针对重量较大电池模块，由于电池壳体无防滑设计，不利于安装人员搬运、取放，易滑落掉落而对人及财产等造成安全隐患。
4、电池壳体无条纹设计，抗震性及力学强度较差。
5、电池壳体设计过厚，在遇到电池胀气时，容易形成瞬间爆炸，安全性不高。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了一种用于解决锂电芯散热与安全的电池壳体，该设计充分考虑电池壳体散热凹槽设计、机械强度设计、壳体安全性等，电池模块整个壳体表面均可实现散热，电池成组后，上下、左右均设计有通风通道，避免了电池模块壳体表面紧密接触，防止电池堆热量聚积而影响电池使用寿命及安全性，并且便于电池堆风冷等散热设计。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于解决锂电芯散热与安全的电池壳体，包括壳体主体，壳体主体上留有放置电池的开口；在所述壳体主体的侧面上设有若干圈第一散热凸沿，所述每一圈第一散热凸沿之间互相平行；在所述壳体主体的侧面上沿与所述第一散热凸沿垂直的方向分别平行设置第二散热凸沿；
在所述每一圈第一散热凸沿的相对应的位置处分别设置若干凹槽，所述每一圈第一散热凸沿相对应位置处的凹槽共同组成第一散热通道。
所述壳体主体上与放置电池的开口相对的底面上设置若干第三散热凸沿。
所述每一圈第一散热凸沿之间的间距以及第二散热凸沿之间的间距根据实际情况设定。
所述每两个电池壳体接触时，由于第一散热凸沿的对接，在两个电池壳体相接触的面上形成若干第二散热通道。
在所述电池壳体的每一个面的边沿处，均分别相应的设置第一散热凸沿或者第二散热凸沿。
所述第一散热凸沿、第二散热凸沿和第三散热凸沿的形状根据需要分别设置为方形、梯形、圆弧形或者角形。
所述电池壳体上由第一散热凸沿和第二散热凸沿围成的方形凹槽的壁厚小于第一散热凸沿和第二散热凸沿的壁厚。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过对电池壳体设计，增加电池壳体表面积，较大程度上提高电池总成后的散热性能；
2、电池总成后，从电池堆上、下、左、右各个方向均具备散热通道，提高了电池摆放、风冷等设计的灵活性；
3、电池壳体条纹凸沿设计，便于安装人员的搬运、取放，更好地避免了在电池搬运或取放过程中，因掉落等引起的安全隐患；
4、由于电池壳体表面设置的散热凸沿的壁厚大于电池壳体上散热凸沿之外的壁厚，当通过壳体包装后的电池因碰撞或短路等因素造成电池快速胀气，并且达到一定程度时，电池壳体上散热凸沿之外的位置更容易被胀裂，而不会因壳体高密封、高强度(如钢壳、铝壳等包装)而产生爆炸，有助于电池使用的安全性。
附图说明
图1为现有电池壳体结构示意图一；
图2为现有电池壳体结构示意图二；
图3为本发明电池壳体结构示意图；
图4为本发明电池壳体侧视图一；
图5为本发明电池壳体侧视图二；
图6为本发明电池壳体俯视图；
图7为本发明电池壳体仰视图；
图8为本发明电池堆侧视图一；
图9为本发明电池堆侧视图二；
图10为本发明电池堆俯视图。
其中，1、第一散热凸沿，2、第二散热凸沿，3、第三散热凸沿，4、凹槽，5、第一散热通道，6.第二散热通道，7.方形凹槽。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：
一种用于解决锂电芯散热与安全的电池壳体，结构如图3-7所示，包括壳体主体，壳体主体上留有放置电池的开口；在壳体主体的侧面上设有若干圈第一散热凸沿1，每一圈相邻的第一散热凸沿1之间平行设置；在壳体主体的侧面上沿与第一散热凸沿1垂直的方向分别平行设置第二散热凸沿2；每一圈第一散热凸沿1之间的间距以及第二散热凸沿2之间的间距根据实际情况设定。
在每一圈第一散热凸沿1的相对应的位置处分别设置若干凹槽4，每一圈第一散热凸沿1相对应位置处的凹槽4共同组成贯通电池壳体上下的第一散热通道5。
壳体主体上与放置电池的开口相对的底面上设置若干第三散热凸沿3。第三散热凸沿3的排列及组成情况可以根据实际需要自行设置，比如散热凸沿之间相互平行布置、散热凸沿之间交叉或者垂直布置或者是上述两种方式的结合等等。本实施例的第三散热凸沿3的结构如图7所示。
每两个电池壳体接触时，由于第一散热凸沿1的对接，在两个电池壳体相接触的面上会形成若干相通的空隙，这些空隙形成了贯通电池壳体左右的若干第二散热通道6。
在电池壳体的每一个面的边沿处，均分别相应的设置第一散热凸沿1或者第二散热凸沿2，避免了电池模块壳体表面的紧密接触，更有利于散热。
第一散热凸沿1、第二散热凸沿2和第三散热凸沿3可以分别设置成设置成方形、梯形、圆弧形或者角形，优选的形状为方形，便于电池与电池之间的对接与散热，更有利于模具成型、节约成本。本实施例给出了第一散热凸沿1、第二散热凸沿2和第三散热凸沿3均设置为方形的结构。
以上结构使得电池壳体表面均可实现散热，电池成组后，当2个及2个以上电池壳体组装成电池组时，由于单个壳体四个侧面均具备第一散热凸沿1设计，壳体与壳体接触处第一散热凸沿1通过对接，从而形成若干方形第二散热通道6，由于在每一圈第一散热凸沿1的相对应位置处均设置凹槽4，相对应位置处的凹槽4共同组成第一散热通道5，以实现电池组上下、左右、前后均可散热的功能，如图8-10所示。
第一散热凸沿1和第二散热凸沿2的设计，避免了电池模块壳体表面紧密接触，防止电池堆热量聚积而影响电池使用寿命及安全性，并且便于电池堆风冷等散热设计。
电池壳体上的散热凸沿的设计，在壳体表面形成方形纹路，便于安装人员搬运、取放，并且能够更好地提高模块抗震性与力学强度。
由第一散热凸沿1和第二散热凸沿2围成的方形凹槽7的壁厚小于第一散热凸沿1和第二散热凸沿2的壁厚，是壳体相对薄弱处，当通过壳体包装后的电池因碰撞或短路等因素造成电池快速胀气，并且达到一定程度时，方形凹槽7更容易被胀裂，而不会因壳体高密封、高强度(如钢壳、铝壳等包装)而产生爆炸，有助于电池使用的安全性。
由于电池壳体表面设置的散热凸沿，使得电池壳体的内壁不用做的很厚，相对减小了壳体内壁的厚度，在电池胀气到达一定程度时，内壁能够直接破裂，防止因为电池内壁过厚造成的瞬间爆炸，提高电池的使用安全性。
壳体设计采用由尼龙-66等为主要原料合成的具有耐腐蚀、耐高温、绝缘性好、高韧性树脂类材质，更好地解决了因铝塑膜等包装的电芯电解液泄露，提高了电池堆抗震及抗碰撞、挤压等特性；同时，因壳体采用树脂类材质，有效避免电池爆炸，提高了电池安全性。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (6)
1.一种用于解决锂电芯散热与安全的电池壳体，包括壳体主体，壳体主体上留有放置电池的开口；其特征是，在所述壳体主体的侧面上设有若干圈第一散热凸沿，每一圈第一散热凸沿之间互相平行；在所述壳体主体的侧面上沿与所述第一散热凸沿垂直的方向分别平行设置第二散热凸沿；
在所述每一圈第一散热凸沿的相对应的位置处分别设置若干凹槽，所述每一圈第一散热凸沿相对应位置处的凹槽共同组成第一散热通道；
第二散热凸沿较第一散热凸沿的高度低，形成第二散热通道；
所述电池壳体上由第一散热凸沿和第二散热凸沿围成的方形凹槽的壁厚小于第一散热凸沿和第二散热凸沿的壁厚。
2.如权利要求1所述的一种用于解决锂电芯散热与安全的电池壳体，其特征是，所述壳体主体上与放置电池的开口相对的底面上设置若干第三散热凸沿。
3.如权利要求1所述的一种用于解决锂电芯散热与安全的电池壳体，其特征是，所述每一圈第一散热凸沿之间的间距以及第二散热凸沿之间的间距根据实际情况设定。
4.如权利要求1所述的一种用于解决锂电芯散热与安全的电池壳体，其特征是，每两个所述电池壳体接触时，由于第一散热凸沿的对接，在两个电池壳体相接触的面上形成若干第二散热通道。
5.如权利要求3所述的一种用于解决锂电芯散热与安全的电池壳体，其特征是，在所述电池壳体的每一个面的边沿处，均分别相应的设置第一散热凸沿或者第二散热凸沿。
6.如权利要求1所述的一种用于解决锂电芯散热与安全的电池壳体，其特征是，所述第一散热凸沿、第二散热凸沿和第三散热凸沿的形状根据需要分别设置为方形、梯形、圆弧形或者角形。
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