CN106252786A - 一种动力锂电池模组冷却装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种动力锂电池模组冷却装置，包括箱体座、箱体盖、电池管理系统、电池管理系统保护件、接线端口、进液接口、出液接口、手提把、固定耳和电池模组，其中，所述箱体座为中空结构，所述箱体盖设置于箱体座的顶部；所述电池管理系统保护件设于箱体座正面，所述电池管理系统位于所述电池管理系统保护件内，所述电池管理系统保护件上设有散热风扇；本发明通过环绕单体电池外表面的流体通道与液体流道管相连通，从而与外界流道连通，通过液体换热可以有效的控制电池的温升和电池组的温差，防止电池模组在工作时出现温升较大和温度不均匀问题。

Description

一种动力锂电池模组冷却装置
技术领域
本发明涉及动力锂电池散热领域，具体涉及一种动力锂电池模组冷却装置。
背景技术
目前，动力锂电池因其优异的高能量密度、高循环寿命、宽工作温区和低自放电性能而被广泛应用于各电子行业。尤其，近期被广泛应用于新能源电动汽车作为动力供给和能量储存系统。动力锂电池属于二次充电电池，能量储存和释放都是经过一系列复杂的化学反应和物理结构变化而实现，因此在储存和释放能量过程中伴随着大量的热生成，对其自身的安全性带来潜在的威胁。所以，在对锂离子电池应用于电动汽车领域必须采取一种有效的、可靠的、经济的电池模组热管理系统来防止或避免电池系统的安全事故。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种能够有效提高电池组可靠性、一致性和延长电池组使用寿命的动力锂电池模组冷却装置。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种动力锂电池模组冷却装置，包括箱体座、箱体盖、电池管理系统、电池管理系统保护件、接线端口、进液接口、出液接口、手提把、固定耳和电池模组，其中，所述箱体座为中空结构，所述箱体盖设置于箱体座的顶部；所述电池管理系统保护件设于箱体座正面，所述电池管理系统位于所述电池管理系统保护件内，所述电池管理系统保护件上设有散热风扇；所述接线端口设置于所述箱体座的正面；所述进液接口和出液接口都设于所述箱体座的一侧面；所述手提把设有两个，且分别设于所述箱体座的两侧面；所述固定耳设有两个，且分别设于所述箱体座的两侧面的底部；所述电池模组设于所述箱体座内，且与所述电池管理系统相连接；
所述电池模组包括液体流道管、电池组、PCB极板和单体电池，其中，所述液体流道管设有两个，所述两个液体流道管的一端分别与所述进液接口和出液接口相连通，所述两个液体流道管的另一端与所述电池组相连通；所述电池组内设有流体通道，所述流体通道与所述两个液体流道管的另一端相连通；所述电池组的外表面设有外壳，所述外壳上设有凹陷的孔洞，所述单体电池设置于所述孔洞内，所述单体电池和孔洞的接触面之间设有导热材料；所述外壳的孔洞设有多个，相应地设置多个单体电池，所述多个单体电池与所述PCB极板并联连接；所述PCB极板与所述接线端口相连接。
优选地，所述电池模组设有多个，且多个电池模组串联连接；通过多个电池模组的串联连接方式可以灵活的调整电池包的额定电压，从而达到不同输出需求的要求。
优选地，所述电池模组为5-15个；根据磷酸铁锂电芯的标称电压为3.2V，优选所述的电池模组5-15个，从而使得电池包的标称电压在16-48V以内，从而使得在使用及维修过程中电池模组的带电电压在安全范围内。
优选地，所述电池组内的单体电池为10-30个；在所述的电池组内并联多节电芯，可以使得电池包的额定容量增加，在满足箱体的尺寸结构要求上尽量增加容量，提高电动汽车的巡航里程。
优选地，所述箱体座和箱体盖通过模具铸造成型，所述箱体座和箱体盖通过螺钉连接；所述电池管理系统保护件与所述箱体座通过螺钉固定连接；通过模具铸造成型可以提高生产效率，同时也可以提高箱体的整体强度；通过螺钉连接可以有效的固定相应零部件，同时在后期的拆卸中方便操作。
优选地，所述液体流道管通过密封胶、密封带或者法兰与所述电池组相连通，所述液体流道管由高导热金属材料制成；使用高导热金属材料可以有效强化换热效率，增强冷却效果。
优选地，所述电池组的外壳由高导热金属材料制成；通过高导热的金属外壳可以使得电池模组与箱体内的空气换热得到强化，使得电芯所产生的热量一部分通过电池组的外壳进行散热。
优选地，所述高导热金属材料为铜、紫铜、黄铜或者铝合金；所述的金属具有高导热系数，加快导热速率，减小导热热阻。
优选地，所述单体电池和孔洞的接触面之间的导热材料为硅胶或者硅脂；通过填充导热材料可以有效的加强接触效果，使得接触热阻减小，强化传热过程。
本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：
(1)本发明通过环绕单体电池外表面的流体通道与液体流道管相连通，从而与外界流道连通，通过液体换热可以有效的控制电池的温升和电池组的温差，防止电池模组在工作时出现温升较大和温度不均匀问题；
(2)本发明可以显著地提高电池组可靠性、一致性和延长使用寿命；
(3)本发明结构简单，布局合理，方便后期维护和检修。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为本发明电池模组的结构示意图；
图4为本发明电池组的结构示意图；
图5为本发明电池组与PCB极板的结构示意图。
图中附图标记为：1、箱体座；11、固定耳；12、手提把；2、箱体盖；3、电池管理系统保护件；31、散热风扇；4、接线端口；5、进液接口；6、出液接口；7、液体流道管；8、电池组；81、单体电池；82、外壳；83、孔洞；84、流体通道；9、PCB极板。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1-5所示，一种动力锂电池模组冷却装置，包括箱体座1、箱体盖2、电池管理系统、电池管理系统保护件3、接线端口4、进液接口5、出液接口6、手提把12、固定耳11和电池模组，其中，所述箱体座1为中空结构，所述箱体盖2设置于箱体座1的顶部；所述电池管理系统保护件3设于箱体座1正面，所述电池管理系统位于所述电池管理系统保护件3内，所述电池管理系统保护件3上设有散热风扇31；所述接线端口4设置于所述箱体座1的正面；所述进液接口5和出液接口6都设于所述箱体座1的一侧面；所述手提把12设有两个，且分别设于所述箱体座1的两侧面；所述固定耳11设有两个，且分别设于所述箱体座1的两侧面的底部；所述箱体座1和箱体盖2通过模具铸造成型，所述箱体座1和箱体盖2通过螺钉连接；所述电池管理系统保护件3与所述箱体座1通过螺钉固定连接；所述电池模组设于所述箱体座1内，且与所述电池管理系统相连接；
所述电池模组包括液体流道管7、电池组8、PCB极板9和单体电池81，所述电池模组为5-15个，且多个电池模组串联连接，其中，所述液体流道管7设有两个，所述两个液体流道管7的一端分别与所述进液接口5和出液接口6相连通，所述两个液体流道管7的另一端与所述电池组8相连通；所述电池组8内设有流体通道84，所述流体通道84与所述两个液体流道管7的另一端相连通，所述液体流道管7通过密封胶、密封带或者法兰与所述电池组8相连通，从而形成封闭的回路，仅靠进液接口5和出液接口6与外界相连通；所述液体流道管7由高导热金属材料制成，所述高导热金属材料为铜、紫铜、黄铜或者铝合金；所述电池组8的外表面设有外壳82，所述电池组8的外壳82由高导热金属材料制成，所述高导热金属材料为铜、紫铜、黄铜或者铝合金，所述外壳82上设有凹陷的孔洞83，所述单体电池81设置于所述孔洞83内，所述单体电池81和孔洞83的接触面之间设有导热材料，所述单体电池81和孔洞83的接触面之间的导热材料为硅胶或者硅脂，所述电池组8内的单体电池81为10-30个；所述外壳82的孔洞83设有多个，相应地设置多个单体电池81，所述多个单体电池81与所述PCB极板9并联连接；所述PCB极板9与所述接线端口4相连接。
具体地说，如图1中所示的箱体座1与箱体盖2是通过模具铸造成型工艺加工出来，在箱体座1上的电池管理系统保护件3是通过螺钉来固定在箱体座1的，如图1正视面上，并且在电池管理系统保护件3的上面设有散热风扇31，可以对电池管理系统保护件3长期工作提供冷却作用。接线端口4同样设置在电池管理系统保护件3的同面箱体座1上，方便电池箱体装置与其他设备连接，为其他设备供电。在箱体座1上设置有一对手提把12，方便电池箱体的搬移，同时也在箱体座1的两边设置有用来固定用的固定耳11。箱体座1与箱体盖2通过螺钉固定连接形成一个容纳空间，如图2中所示。
如图2中所示，进液接口5和出液接口6同时开设在箱体座1的同一侧面上，提供外界液体与箱体内部液体交换通道，外部的管道和液体通过此接口与液体流道管7相连接。如图5所示，PCB极板9与电池组8平行连接后再与另一个电池组8串联连接，依次按该连接方式串联5块电池组8构成整个电池模组，置于箱体座1内。所述的液体流道管7与所述的电池组8是通过密封胶或密封带或法兰来连接，从而构成一个液体流通回路。
如图3所示，电池组8的外壳82是中空结构，在电池组8的外壳82中有构成相互交织的流体通道84，通过流体通道84的导流作用使得流体流经各个孔洞83的表面。外壳82是由具有高导热的铝或紫铜材料加工而成，具有很好的导热能力，可以快速的将电池单体所产生的热量传递到液体被吸收。在电池组8上开设有填装单体电池81所用的孔洞83，在组装时，单体电池81与孔洞83的接触面涂摸一层很薄的导热硅胶或硅脂来增加俩者之间的传热。
如图4所示，在电池组8中，所有孔洞83内填装好单体电池81后，通过与所述的PCB极板9连接好，使得同一块电池组8上所有的单体电池81都是并联连接。在整体电池模组中单块电池组8之间的连接方式如图5所示，通过PCB极板9进行串联，从而达到规定的容量需求。在本案例实施中仅以本专利图所示的单体电池81数量和电池组8数量来描述，依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
本发明通过环绕单体电池外表面的流体通道与液体流道管相连通，从而与外界流道连通，通过液体散热可以有效的控制电池的温升和电池组的温差，防止电池模组在工作时出现温升较大和温度不均匀问题；可以显著地提高电池组可靠性、一致性和延长使用寿命；结构简单，布局合理，方便后期维护和检修。通过本发明实施，可以有效的对电池组进行散热和均温作用，维持电池组在适宜的工作温区，提高电池组一致性、可靠性和延长使用寿命，本发明成组模块化高，组装简单，方便后期检修和维护，大大降低使用成本。
上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种动力锂电池模组冷却装置，其特征在于，包括箱体座、箱体盖、电池管理系统、电池管理系统保护件、接线端口、进液接口、出液接口、手提把、固定耳和电池模组，其中，所述箱体座为中空结构，所述箱体盖设置于箱体座的顶部；所述电池管理系统保护件设于箱体座正面，所述电池管理系统位于所述电池管理系统保护件内，所述电池管理系统保护件上设有散热风扇；所述接线端口设置于所述箱体座的正面；所述进液接口和出液接口都设于所述箱体座的一侧面；所述手提把设有两个，且分别设于所述箱体座的两侧面；所述固定耳设有两个，且分别设于所述箱体座的两侧面的底部；所述电池模组设于所述箱体座内，且与所述电池管理系统相连接；
所述电池模组包括液体流道管、电池组、PCB极板和单体电池，其中，所述液体流道管设有两个，所述两个液体流道管的一端分别与所述进液接口和出液接口相连通，所述两个液体流道管的另一端与所述电池组相连通；所述电池组内设有流体通道，所述流体通道与所述两个液体流道管的另一端相连通；所述电池组的外表面设有外壳，所述外壳上设有凹陷的孔洞，所述单体电池设置于所述孔洞内，所述单体电池和孔洞的接触面之间设有导热材料；所述外壳的孔洞设有多个，相应地设置多个单体电池，所述多个单体电池与所述PCB极板并联连接；所述PCB极板与所述接线端口相连接。
2.根据权利要求1所述的动力锂电池模组冷却装置，其特征在于，所述电池模组设有多个，且多个电池模组串联连接。
3.根据权利要求2所述的动力锂电池模组冷却装置，其特征在于，所述电池模组为5-15个。
4.根据权利要求1所述的动力锂电池模组冷却装置，其特征在于，所述电池组内的单体电池为10-30个。
5.根据权利要求1所述的动力锂电池模组冷却装置，其特征在于，所述箱体座和箱体盖通过模具铸造成型，所述箱体座和箱体盖通过螺钉连接；所述电池管理系统保护件与所述箱体座通过螺钉固定连接。
6.根据权利要求1所述的动力锂电池模组冷却装置，其特征在于，所述液体流道管通过密封胶、密封带或者法兰与所述电池组相连通，所述液体流道管由高导热金属材料制成。
7.根据权利要求1所述的动力锂电池模组冷却装置，其特征在于，所述电池组的外壳由高导热金属材料制成。
8.根据权利要求6或7所述的动力锂电池模组冷却装置，其特征在于，所述高导热金属材料为铜、紫铜、黄铜或者铝合金。
9.根据权利要求1所述的动力锂电池模组冷却装置，其特征在于，所述单体电池和孔洞的接触面之间的导热材料为硅胶或者硅脂。
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