CN106099246A - 一种锂离子电池包导热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂离子电池包导热装置，所述锂离子电池包导热装置包括液冷板和组合安装在液冷板上的导热板，所述液冷板在电池模块前端与电池模块前端面平行设置，所述液冷板与电池模块前端面紧密贴合，液冷板与电池模块的接触侧为平面结构，在液冷板上还具有换热流道，所述导热板垂直于液冷板安装，导热板面与电池模块的侧壁紧密贴合，在液冷板上设有导热板安装插口，导热板前端穿过液冷板上的导热板安装插口固定在液冷板上，导热板后端延伸至电池模块后端面，该电池包导热装置具有导热率高，均温性能好，结构紧凑，便于扩展与安装等优点。

Description

一种锂离子电池包导热装置
技术领域
本发明涉及一种电池包导热装置，属于动力电池技术领域。
背景技术
在当前能源与环境问题愈发严重的背景下，绿色能源引起了极大的关注，将锂离子电池应用于电动汽车成为了研究热点。由于电池自身的特性，需工作在适宜的温度范围内，温度过高或过低都将影响电池的使用寿命、能量效率及其他性能发挥，甚至产生安全问题。另外电池包由大量的单体电芯串并联组成，各单体电芯的发热与散热速率存在差异，致使电池包不同区域的单体电芯温度不一致，加剧了电池的不一致性，影响使用性能，严重时产生安全问题。目前电池包的导热主要为风冷和液冷两种方式，其中风冷系统的结构相对简单，但所需的风道对电池箱的空间要求较大，而且冷却速度慢，温度一致性较差；液冷系统的冷却速度快，温度均匀性较好，但液冷系统结构复杂，重量相对较大。
发明内容
发明要解决的技术问题是：针对现有技术存在的上述问题，提供一种锂离子电池包导热装置，该电池包导热装置具有导热率高，均温性能好，结构紧凑，便于扩展与安装等优点。
解决技术问题所采取的技术方案：一种锂离子电池包导热装置，包括液冷板和组合安装在液冷板上的导热板，所述液冷板在电池模块前端与电池模块前端面平行设置，所述液冷板与电池模块前端面紧密贴合，液冷板与电池模块的接触侧为平面结构，在液冷板上还具有换热流道，所述导热板垂直于液冷板安装，导热板面与电池模块的侧壁紧密贴合，在液冷板上设有导热板安装插口，导热板前端穿过液冷板上的导热板安装插口固定在液冷板上，导热板后端延伸至电池模块后端面。
作为本发明的改进：在导热板前端设有与液冷板平行的导热板固定边。
进一步地，在导热板的后端设有与液冷板平行的导热板连接边。
进一步地，所述导热板固定边和导热板连接边由导热板端部的直角折边构成，导热板在电池模块底面的投影呈L或Z形。
进一步地，在导热板固定边与液冷板上设有导热板固定螺孔，导热板固定边与液冷板通过螺钉固定。
作为本发明的进一步改进：所述导热板为平板热管。
作为本发明的再进一步改进：所述液冷板由基板和位于基上的换热流道构成，所述换热流道至少具有一个换热介质入口和一个换热介质出口。
进一步地，所述换热流道为焊接在基板上的金属导热管，金属导热管在基板平面上呈蛇形折曲盘绕。
作为本发明的更进一步改进：所述导热板的厚度为1～10mm，所述导热板的宽度为30～200mm，所述导热板的长度不小于电池模块的长度。
作为本发明最佳方案：所述导热板的数量为电池模块的数量加1，所述导热板与电池包内的每个电池模块接触位置与接触面积一致。
有益效果：本发明的锂离子电池包导热装置，由于采用了所述锂离子电池包导热装置包括液冷板和组合安装在液冷板上的导热板，所述液冷板在电池模块前端与电池模块前端面平行设置，所述液冷板与电池模块前端面紧密贴合，液冷板与电池模块的接触侧为平面结构，在液冷板上还具有换热流道，所述导热板垂直于液冷板安装，导热板面与电池模块的侧壁紧密贴合，在液冷板上设有导热板安装插口，导热板前端穿过液冷板上的导热板安装插口固定在液冷板上，导热板后端延伸至电池模块后端面的技术方案，导热板本体与电池包内电池模块表面接触，前端与液冷板接触，在电池模块与液冷板之间传导热量，将电池包内的温度快速均衡。当电池包温度过高时，导热板将热量快速传递给液冷板，液冷板内通入低温换热介质，低温换热介质吸收热量并将热量带出；当电池包温度过低时，液冷板内通入高温换热介质，高温换热介质将热量传递给导热板，导热板将热量传递给电池包，使电池包工作在适宜的温度范围内。由于采用了所述液冷板与导热板组合安装的可以折式结构，使本发明的锂离子电池包导热装置具有良好的扩展性，当电池包内的电池模块数量增加时，增加液冷板的长度和导热板的数目即可，当电池模块内单体电芯数量增加时，增加导热板的长度即可。本发明电池包导热装置，具有结构紧凑，安装方便，便于扩展，热导率高，均温性能好等优点。由于采用了在导热板前端设有与液冷板平行的导热板固定边的技术特征，不但方便了导热板与液冷板的连接固定，而且可以使导热板与液冷板的连接部的接触面积更大，导热效果更好。由于采用了在导热板的后端设有与液冷板平行的导热板连接边的技术特征，可以方便地将各导热板的后端也连接起来并固定，一方面增加了导热板的稳定性，使电池组的抗振动、抗冲击性更好，另一方面，导热板后端连接在一起也有利于导热板后端温度快速均衡，使各电池模块的温度更趋一致。由于采用了所述导热板固定边和导热板连接边由导热板端部的直角折边构成，导热板在电池模块底面的投影呈L或Z形的技术特征，通过折曲制成导热板固定边或连接边，使固定边或连接边与导热板本体（电池模块接触部）成为一体结构，使导热板的导热性能更好，机械强度更高。由于采用了在导热板固定边与液冷板上设有导热板固定螺孔，导热板固定边与液冷板通过螺钉固定的技术特征，方便了导热板与液冷板之间的组装和固定，更可以根据实际需要方便地更换导热板。由于采用了所述导板为平板热管的技术特征，使导热板的导热性能更好，电池组内各单体电芯的温度更均衡。由于采用了所述液冷板由基板和位于基上的换热流道构成，所述换热流道至少具有一个换热介质入口和一个换热介质出口的技术特征，使本发明的电池包导热装置可以方便地与电池包外的换热介质循环装置连接，形成换热介质的循环回路。由于采用了所述换热流道为焊接在基板上的金属导热管，金属导热管在基板平面上呈蛇形折曲盘绕的技术特征，使液冷板的结构更简单，制造成本更低，结构更紧凑，并且更易于日常维护和检修。由于合理地限定了导热板的尺寸，使本发明的导热板可以满足不同规格的电池包的导热要求。由于根据电池模块的数量合理地限定了导板板的数量，确保每一电池模块的侧壁均与对应的导热板接触、换热，且导热板与电池包内的每个电池模块接触位置与接触面积一致，保证了导热的均匀性。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的锂离子电池包导热装置在电池包中与电池模块的装配图；
图2是本发明的锂离子电池包导热装置中液冷板的结构示意图；
图3是本发明的锂离子电池包导热装置中导热板的结构示意图；
图4是本发明的锂离子电池包导热装置中液冷板与导热板的装配图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细地说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
需要说明的是，本实施例中的单体电芯为方形单体电芯，在本部分所采用的“前、后”、“左、右”、“上、下”等代表方位的术语其中，所谓“前、后”在附图中表示沿单体电芯的厚度方向及单体电芯叠置方向，即附图中的X方向；所谓电池模块两侧在附图中表示沿单体电芯的宽度方向的两侧面，即附图中的Y方向；所谓“上、下”在附图中表示沿单体电芯的高度方向，即附图中的Z方向。这些术语仅为描述方便而使用，不能解释为对本发明的限制，本发明的保护范围以权力要求为准。
图1示出了本发明的锂离子电池包导热装置使用状态，所述锂离子电池包导热装置，包括液冷板4和组合安装在液冷板上的导热板5，所述液冷板在电池模块1前端与电池模块前端面平行设置，所述液冷板与电池模块前端面紧密贴合，液冷板与电池模块的接触侧为平面结构，在液冷板上还具有换热流道44，所述导热板垂直于液冷板安装，导热板面与电池模块侧壁2紧密贴合，在液冷板上设有导热板安装插口，导热板前端穿过液冷板上的导热板安装插口固定在液冷板上，导热板后端延伸至电池模块后端面，液冷板与导热板通过螺丝3连接固定。
图2示出了本发明的锂离子电池包导热装置中液冷板的结构。所述液冷板4由基板43及换热流道44组成。所述基板为铝板、铜板或其它具有良好导热性能和机械强度的金属板。在基板的上、下两个面上各有八个安装孔47，分别对应八个电池模块上的安装孔。所述基板大面上设有九个矩形导热板安装插口45。在基板上还设有九个固定螺孔46。所述换热流道至少具有一个换热介质入口41和一个换热介质出口42，换热介质的入口和出口分别与电池包外的换热介质循环系统连接，实现换热介质在换热流道内的流动和换热。所述换热流道为焊接在基板上的铜管、铝管或其它具有良好导热性能和机械强度的金属导热管，金属导热管在基板平面上呈蛇形折曲盘绕。
本实施例中的流道7为焊接在基板上的铜导热管，所述流道7为单进单出式流道，所述流道7的热介质入口与热介质出口在同侧。在具体使用过程中也可以根据具体情况将换热流道设计成单进多出、多进单出或多进多出，热介质入口与热介质出口也可以设置在异侧。
图3示出了导热板的结构，在导热板前端设有与液冷板平行的导热板固定边52，所述导热板固定边由导热板前端部的直角折边构成，导热板在电池模块底面的投影呈L形，在导热板固定边设有导热板固定螺孔51。 图中， L形尺寸较小边为导热板固定边， L形尺寸较大的边为导热板本体53，在导热板固定边和导热板本体后端上各有一个固定螺孔54，所述导热板的厚度为1～10mm，优选为2mm，宽度为30～200mm ，优选为50mm，导热板的长度根据电池模块的尺寸确定，导热板的长度不小于电池模块的长度。
进一步地，也可以在导热板的后端设有与液冷板平行的导热板连接边，所述导热板连接边由导热板后端部的直角折边构成，导热板在电池模块底面的投影Z形，在导热板连接边设有固定螺孔。采用这种结构的导热板可以方便地在电池模块的后端增设液冷板，导热效果更好。
所述导热板优选为平板热管。
图4为液冷板与导热板的装配图，以八个电池模块构成的锂离子电池包为例，所述锂离子电池包导热装置由一个液冷板与九块导热板组成。所述九块导热板本体分别穿过基板上的九个矩形导热板安装插口。导热板固定边与基板平行并紧密贴合，导热板本体紧贴电池模块侧壁。导热板固定边上的固定孔与基板上的固定孔通过螺丝固定，导热板本体后端的固定孔与电池模块通过螺丝固定。导热板固定边与基板的接触面之间涂有导热硅胶，以确保导热板与基板良好的热接触。
本实施例中的电池包包括八个电池模块1，所述锂离子电池包导热装置包括一个液冷板4与九个导热板5。所述液冷板的基板上、下两个面上的安装孔分别与八个电池模块通过螺丝固定。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种锂离子电池包导热装置，包括液冷板和组合安装在液冷板上的导热板，其特征是：所述液冷板在电池模块前端与电池模块前端面平行设置，所述液冷板与电池模块前端面紧密贴合，液冷板与电池模块的接触侧为平面结构，在液冷板上还具有换热流道，所述导热板垂直于液冷板安装，导热板面与电池模块的侧壁紧密贴合，在液冷板上设有导热板安装插口，导热板前端穿过液冷板上的导热板安装插口固定在液冷板上，导热板后端延伸至电池模块后端面。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池包导热装置，其特征是：在导热板前端设有与液冷板平行的导热板固定边。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池包导热装置，其特征是：在导热板的后端设有与液冷板平行的导热板连接边。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池包导热装置，其特征是：所述导热板固定边和导热板连接边由导热板端部的直角折边构成，导热板在电池模块底面的投影呈L或Z形。
5.根据权利要求4所述的锂离子电池包导热装置，其特征是：在导热板固定边与液冷板上设有导热板固定螺孔，导热板固定边与液冷板通过螺钉固定。
6.根据权利要求1至5任一项所述的锂离子电池包导热装置，其特征是：所述导热板为平板热管。
7.根据权利要求1至5任一项所述的锂离子电池包导热装置，其特征是：所述液冷板由基板和位于基上的换热流道构成，所述换热流道至少具有一个换热介质入口和一个换热介质出口。
8.根据权利要求7所述的锂离子电池包导热装置，其特征是：所述换热流道为焊接在基板上的金属导热管，金属导热管在基板平面上呈蛇形折曲盘绕。
9.根据权利要求6所述的锂离子电池包导热装置，其特征是：所述导热板的厚度为1～10mm，所述导热板的宽度为30～200mm，所述导热板的长度不小于电池模块的长度。
10.根据权利要求9所述的锂离子电池包导热装置，其特征是：所述导热板的数量为电池模块的数量加1，所述导热板与电池包内的每个电池模块接触位置与接触面积一致。
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