CN107887651A - 一种集成组装的高功率锂电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种集成组装的高功率锂电池组，该电池组包含：液冷部件，设置在液冷部件上的若干串联或并联的高功率锂电池，设置在液冷部件和高功率锂电池之间的下固定支架，设置在高功率锂电池上的上固定支架，用于容置且密封液冷部件、下固定支架、高功率锂电池和上固定支架的机箱，以及设置在机箱上的通信信号接口。下固定支架和上固定支架均用于固定高功率锂电池；下固定支架上设有缓冲材料。通信信号接口包含：电池输出输入接口和液冷部件接口。本发明的电池组能够使高功率输出的电池的温度保持，避免了电池温度过高或过低，提高了电池的性能和使用寿命。

Description

一种集成组装的高功率锂电池组
技术领域
本发明属于锂离子蓄电池的技术领域，其涉及一种锂电池组，具体涉及一种集成组装的高功率锂电池组。
背景技术
锂离子蓄电池相对于铅酸电池、镉镍电池、氢镍电池具有更高的能量密度、长循环寿命以及更低自放电率等优点，当前已广泛应用于各类电子产品、新能源汽车以及空间卫星电源分系统中。
目前，各类载荷对于电源系统的功率需求均不显著，一般在千瓦级别。而随着载荷需求电量的增加，对储能电源的功率需求越来越高，尤其应用于大电流大功率输出场合，这对储能电源系统的设计提出了更高的要求。
锂离子电池具有放电倍率高、能量密度高的特点，因此非常适合应用于大功率输出场合。但是，蓄电池组体温和荷电状态等随时都在发生着变化，蓄电池组适宜充电电压会随其体温发生显著的改变，会直接导致蓄电池组因过充、欠充、过放电而迅速报废。
特别是在恶劣的使用环境下，在极端炎热天气下大量使用电池，会导致电池的寿命减弱或者膨胀爆炸；在极端寒冷的天气下大量使用电池，会影响性能与寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种集成组装的高功率锂电池组，该电池组解决了电池易受温度的变化影响的问题，能够使高功率输出的电池的温度保持，避免了电池温度过高或过低，提高了电池的性能和使用寿命。
为了达到上述目的，本发明提供了一种集成组装的高功率锂电池组，该电池组包含：液冷部件，设置在所述的液冷部件上的若干串联或并联的高功率锂电池，设置在所述的液冷部件和高功率锂电池之间的下固定支架，设置在所述的高功率锂电池上的上固定支架，用于容置且密封所述的液冷部件、下固定支架、高功率锂电池和上固定支架的机箱，以及设置在机箱上的通信信号接口。
其中，所述的下固定支架和上固定支架均用于固定所述的高功率锂电池；所述的下固定支架上设有缓冲材料。
其中，所述的通信信号接口包含：电池输出输入接口和液冷部件接口；所述的电池输出输入接口与所述的高功率锂电池连接；所述的液冷部件接口与所述的液冷部件连接。
所述的液冷部件包含：液冷板；所述的液冷板设有液体流道。
所述的液体流道的形状为S型。
所述的液体流道内含有液冷介质。
所述的液冷介质包含：水和乙二醇的混合液。
所述的水和乙二醇的体积比为（20~80）：100。
所述的缓冲材料包含：硅橡胶。
所述的通信信号接口还包含：采样及均衡接口；所述的采样及均衡接口与所述的高功率锂电池连接，用于监控并均衡所述的高功率锂电池。
所述的机箱由一面未封闭的箱体以及用于封闭箱体的箱体盖构成；所述的箱体上设有安装把手；在所述的箱体的底部设有固定脚。
所述的电池组包含由16个串联的高功率锂电池，最高输出功率为10Kw。
本发明的集成组装的高功率锂电池组，解决了电池易受温度的变化影响的问题，具有以下优点：
（1）本发明的集成组装的高功率锂电池组，其装卸方便，安装容易，而且模块化的设计有利于整组电池的外部串联或并联，易于扩展复合设计；
（2）本发明的整个电池组的散热能力强，单体电池之间的温差小于5℃，同时能够保持一致性，有利于提高电池的使用寿命；
（3）本发明的机箱上设有均衡接口，能够监测每块电池的实时状态，并对电池进行小电流均衡；
（4）本发明的机箱密封，通过顶盖不仅能够方便拆卸，还使得机箱能够防雨防尘，能够经受各类复杂使用环境的考验；
（5）本发明的集成组装的高功率锂电池组，在采用16节单体串联时，最高可以输出10kw的峰值功率，具有高功率输出特征，同时放电完成后电池一致性优异，其取得了高功率能量输出、结构高度一体化设计、易于维护保养等有益效果。
附图说明
图1为本发明的集成组装的高功率锂电池组的立体示意图。
图2为本发明的集成组装的高功率锂电池组的结构爆炸图。
图3为本发明的集成组装的高功率锂电池组的俯视图。
图4为本发明的集成组装的高功率锂电池组的主视图。
图5为本发明的集成组装的高功率锂电池组的后视图。
图6为本发明的集成组装的高功率锂电池组的右视图。
图7为本发明一实施例的电池组的热仿真示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
一种集成组装的高功率锂电池组，如图1所示，为本发明的集成组装的高功率锂电池组的结构示意图，如图2所示，为本发明的集成组装的高功率锂电池组的结构爆炸图，该电池组包含：液冷部件10，设置在液冷部件10上的若干串联或并联的高功率锂电池30，设置在液冷部件10和高功率锂电池30之间的下固定支架20，设置在高功率锂电池30上的上固定支架40，用于容置且密封液冷部件10、下固定支架20、高功率锂电池30和上固定支架40的机箱，以及设置在机箱上的通信信号接口。
高功率锂电池30之间通过跨接片连接。
下固定支架20和上固定支架40均用于固定高功率锂电池30；下固定支架20上设有缓冲材料，具有减震缓冲作用。下固定支架20和上固定支架40均具有若干凹槽结构，高功率锂电池30的数目与凹槽结构的数目一致，每个高功率锂电池30放置于一个凹槽中，由上下两个凹槽同时固定住。
通信信号接口包含：电池输出输入接口61和液冷部件接口62。电池输出输入接口61与高功率锂电池30连接，用于电池充放电；液冷部件接口62与液冷部件10连接，用于输入液冷介质。
液冷部件10包含：液冷板；液冷板设有液体流道。液体流道是设置在液冷板上的管道，液冷板是由两块板子通过真空钎焊连接且预留有设置管道的通道。
液体流道的形状为S型。
液体流道内含有液冷介质。
优选地，液冷介质包含（但不限于）：水和乙二醇的混合液。液冷介质可以加热及冷却，将电池的温度控制在10~40℃之间。
水和乙二醇的体积比为（20~80）：100。
优选地，缓冲材料包含：硅橡胶。
通信信号接口还包含：采样及均衡接口63；采样及均衡接口63与高功率锂电池30和外部监测装置连接，用于监控并均衡高功率锂电池30，可监测每块电池的实时状态，并对电池进行小电流均衡。
如图3所示，为本发明的集成组装的高功率锂电池组的俯视图，如图4所示，为本发明的集成组装的高功率锂电池组的主视图，如图5所示，为本发明的集成组装的高功率锂电池组的后视图，如图6所示，为本发明的集成组装的高功率锂电池组的右视图，机箱由一面未封闭的箱体51以及用于封闭箱体51的箱体盖52构成；箱体51上设有安装把手53；在箱体51的底部设有固定脚54。机箱装卸方便，安装容易，并且能够防雨防尘，可用于各类复杂环境。
上述箱体盖52和箱体51连接处设置密封垫，通过胶水和螺钉进行整体密封。
根据本发明一实施例，电池组包含由16个串联的高功率锂电池30，最高输出功率为10Kw。如图7所示，为本发明一实施例的电池组的热仿真示意图，通过仿真分析可以看到该设计热分布均匀，单体电池之间的温差小于5℃，一致性较高。
综上所述，本发明的集成组装的高功率锂电池组，该电池组结构高度一体化设计，且具有液冷部件，组装及拆卸方便，且能够使高功率输出的电池的温度保持，避免了电池温度过高或过低，提高了电池的性能和使用寿命。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种集成组装的高功率锂电池组，其特征在于，该电池组包含：
液冷部件（10），
设置在所述的液冷部件（10）上的若干串联或并联的高功率锂电池（30），
设置在所述的液冷部件（10）和高功率锂电池（30）之间的下固定支架（20），
设置在所述的高功率锂电池（30）上的上固定支架（40），
用于容置且密封所述的液冷部件（10）、下固定支架（20）、高功率锂电池（30）和上固定支架（40）的机箱，以及
设置在机箱上的通信信号接口；
所述的下固定支架（20）和上固定支架（40）均用于固定所述的高功率锂电池（30）；所述的下固定支架（20）上设有缓冲材料；
所述的通信信号接口包含：电池输出输入接口（61）和液冷部件接口（62）；
所述的电池输出输入接口（61）与所述的高功率锂电池（30）连接；
所述的液冷部件接口（62）与所述的液冷部件（10）连接。
2.根据权利要求1所述的集成组装的高功率锂电池组，其特征在于，所述的液冷部件（10）包含：液冷板；
所述的液冷板设有液体流道。
3.根据权利要求2所述的集成组装的高功率锂电池组，其特征在于，所述的液体流道的形状为S型。
4.根据权利要求2或3所述的集成组装的高功率锂电池组，其特征在于，所述的液体流道内含有液冷介质。
5.根据权利要求4所述的集成组装的高功率锂电池组，其特征在于，所述的液冷介质包含：水和乙二醇的混合液。
6.根据权利要求5所述的集成组装的高功率锂电池组，其特征在于，所述的水和乙二醇的体积比为（20~80）：100。
7.根据权利要求6所述的集成组装的高功率锂电池组，其特征在于，所述的缓冲材料包含：硅橡胶。
8.根据权利要求5-7中任意一项所述的集成组装的高功率锂电池组，其特征在于，所述的通信信号接口还包含：采样及均衡接口（63）；
所述的采样及均衡接口（63）与所述的高功率锂电池（30）连接，用于监控并均衡所述的高功率锂电池（30）。
9.根据权利要求8所述的集成组装的高功率锂电池组，其特征在于，所述的机箱由一面未封闭的箱体（51）以及用于封闭箱体（51）的箱体盖（52）构成；
所述的箱体（51）上设有安装把手（53）；在所述的箱体（51）的底部设有固定脚（54）。
10.根据权利要求9所述的集成组装的高功率锂电池组，其特征在于，所述的电池组包含由16个串联的高功率锂电池（30），最高输出功率为10Kw。
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