CN107863586B - 具液冷板的电池模组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种动力电池技术领域，尤其是一种具液冷板的电池模组，克服现有电池模组重量重、体积大、能量密度比低的问题，方案是：电池模组由若干电芯和若干液冷板间隔叠合而成，电芯为平板状，电芯具有由主体材料形成的较厚的主体轮廓，液冷板的外轮廓大于电芯的主体轮廓，液冷板延伸在电芯主体轮廓外的位置处设置有一体成型的环绕的沟槽，沟槽的截面形状为圆弧形，环绕的沟槽内设有环绕的液冷管，液冷管的两端从液冷板上伸出分别形成与外部冷却液循环系统连通的进液口和出液口。

Description

具液冷板的电池模组
技术领域
本发明涉及一种动力电池技术领域，尤其是一种带液冷板的电池模组。
背景技术
由于能源成本以及环境污染的问题越来越突出，新能源汽车以其能够大幅消除甚至零排放汽车尾气的优点，受到政府以及各汽车企业的重视。
新能源汽车的关键技术之一是动力电池系统，电池系统的好坏一方面决定着新能源汽车的成本，另一方面决定着新能源汽车的性能，然而新能源汽车的电池系统尚有很多技术问题需要突破。
由于电池产生电能的过程属于化学反应，所以在电池的使用对温度有较高要求，这不仅对整个电池系统性能产生影响，还影响到整个电池系统的安全。电池系统的热管理技术便是电池系统中重要的技术难点之一。在夏季环境温度较高，在冬季环境温度较低，加上电池系统内部电芯工作原理为化学反应对使用温度有较高要求，此时需要电池热管理系统，液冷系统是较好的热管理系统之一，液冷板是热管理系统中重要的组成部分。
液冷板是设置在电池模组中各电芯之间对电芯外表面进行冷却的装置，是具冷却液流道的铝板或铝合金板，传统的液冷板由底板和盖板组成，底板平面上加工有盘槽作为冷却液流道，盖板盖在底板上封住盘槽，这种液冷板由于液冷流道通过数控铣床加工，然后进行焊接，打磨，制造成本高，结构复杂，可靠性差，重量重，体积大，厚度最低在6毫米以上，极大的影响了使用空间，装在电池包内时机械性能也造成极大影响，重要的是严重减低电池模组的主要性能指标——能量密度比。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提出一种重量轻，体积小，能量密度比高的电池模组。
本发明所采用的技术方案为：一种具液冷板的电池模组，所述的电池模组由若干电芯和若干液冷板间隔叠合而成，所述的电芯为平板状，电芯具有由主体材料形成的较厚的主体轮廓，所述液冷板的外轮廓大于电芯的主体轮廓，液冷板延伸在电芯主体轮廓外的位置处设置有一体成型的环绕的沟槽，所述沟槽的截面形状为圆弧形，环绕的沟槽内设有环绕的液冷管，液冷管的两端从液冷板上伸出分别形成与外部冷却液循环系统连通的进液口和出液口。
叠合的电芯与液冷板由外部的框架夹持固定成一体，形成电池模组。
当然，应保证液冷管的外径与圆弧形沟槽的内径相一致、两者充分接触。
本方案中说明的电芯主体轮廓是为了区别于电芯本身还具有的包裹物封装形成的较薄的外部轮廓而言的。
为了保证电池模组的使用性能，考虑电芯材料充放电过程和/或环境温度变化时的正常变形，所述的液冷板上分布有间隔的突起部，突起部周围为允许电芯主体材料变形的容变区。
为了加工组装方便和增加散热接触面面积，所述沟槽的截面形状为半圆的圆弧形。
作为一种固定手段，所述的液冷管焊接在液冷板的沟槽内。
具体说，所述的液冷板为厚度0.5-2毫米的铝板，液冷管为外直径2-8毫米的铝管。
本发明的有益效果是：本方案的电池模组，液冷板可采用1毫米薄型铝板和最小4毫米直径的液冷管这样的标准板材型材经成型焊接后制成，由于材料为标准规格，市场成本较低，重量轻，设置液冷管并且将液冷管设置在电芯的周圈，大大减低了电池模组的厚度，制造加工工艺简单，可靠性高；成型后的液冷板及液冷管具有较好的结构强度，液冷管与外部的循环冷却系统连通，使电芯发出的热量通过液冷板及液冷管被冷却液带走，所以本发明的结构可满足电池模组的冷却要求并且还具有较高的机械性能，实现了电池模组能量大重量轻的技术效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的单个液冷板与液冷管组件结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是图2的B处放大图；
图4是图液冷板液冷管组件与电芯叠合的示意图；
图中：1、电芯；2、液冷板；3、液冷管；21、突起部；22、容变区；31、进液口；32、出液口。
具体实施方式
现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
图4是一种具液冷板的电池模组，为便于显示，外部的框架没有画出，框架可以是各种结构，只需将叠合在一起的电芯及液冷板夹在一起，结构上电池模组由若干电芯1和若干液冷板2间隔叠合而成，电芯1为平板状，电芯1具有由主体材料形成的较厚的主体轮廓，液冷板2的外轮廓大于电芯1的主体轮廓，液冷板2延伸在电芯1主体轮廓外的位置处设置有一体成型的环绕的沟槽，所述沟槽的截面形状为圆弧形，如图2和图3，环绕的沟槽内设有环绕的液冷管3，液冷管3的两端从液冷板2上伸出分别形成与外部冷却液循环系统连通的进液口31和出液口32。
如图1和图2，液冷板2上分布有间隔的突起部21，突起部21的周围为允许电芯主体材料变形的容变区22，突起部21的突起高度为0.5-2毫米，突起的高度一般为不大于液冷板2的料厚。
如图2和图3，沟槽的截面形状为半圆的圆弧形。
液冷管3焊接在液冷板2的沟槽内，也可以用导热胶固定在沟槽内，或同时焊接加导热胶固定。
从尺寸上来说，液冷板2为厚度0.5-2毫米的铝板，液冷管3为外直径2-8毫米的铝管，当然液冷板2和液冷管3的大小是与电芯的规格适配的。
以上说明书中描述的只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离本发明的实质和范围。

Claims (3)

1.一种具液冷板的电池模组，所述的电池模组由若干电芯(1)和若干液冷板(2)间隔叠合而成，所述的电芯(1)为平板状，电芯(1)具有由主体材料形成的主体轮廓，其特征在于：所述液冷板(2)的外轮廓大于电芯(1)的主体轮廓，液冷板(2)延伸在电芯(1)主体轮廓外的位置处设置有一体成型的环绕的沟槽，所述沟槽的截面形状为圆弧形，环绕的沟槽内设有环绕的液冷管(3)，液冷管(3)的两端从液冷板(2)上伸出分别形成与外部冷却液循环系统连通的进液口(31)和出液口(32)；所述的液冷板(2)上分布有间隔的突起部(21)，突起部(21)的周围为允许电芯主体材料变形的容变区(22)；所述的液冷板(2)为厚度0.5-2毫米的铝板，液冷管(3)为外直径2-8毫米的铝管。
2.如权利要求1所述的具液冷板的电池模组，其特征在于：所述沟槽的截面形状为半圆的圆弧形。
3.如权利要求1所述的具液冷板的电池模组，其特征在于：所述的液冷管(3)焊接在液冷板(2)的沟槽内。
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