CN110364762A - 一种集成液冷式动力电池模组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成液冷式动力电池模组，其包括：模组本体，所述模组本体的顶面或/和底面设有液冷板；端板，所述端板设置在所述模组本体的端面；一体式极耳支架，所述一体式极耳支架设置在所述模组本体的侧面；模组保护盖，所述模组保护盖设置在所述一体式极耳支架的外侧面上。本发明结构简单，便于安装和维修，解决了锂电池一致性和散热效率的问题。

Description

一种集成液冷式动力电池模组

技术领域

本发明涉及一种电池模组，具体涉及一种集成液冷式动力电池模组。

背景技术

锂离子动力电池已广泛应用在新能源纯电动汽车及混合动力新能源汽车领域，随着技术的成熟，市场的需求，对锂电池使用寿命、散热效率和防护等级也提出了新的要求。锂电池的发热问题严重影响着锂电池系统的寿命，提高电池系统散热效率成为解决上述问题的根本。

现有技术为软包电芯通过成组技术组装成模组，模组与液冷板通过导热材料结合在一起，从而实现电芯的热管理。由于电芯-液冷板的传热路径较长，导致电芯不同位置的温度差异大，严重影响了电池本体的寿命。

发明内容

本发明为了解决上述问题，从而提供一种集成液冷式动力电池模组。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种集成液冷式动力电池模组，所述集成液冷式动力电池模组包括(按照图1所示)：

模组本体，所述模组本体的顶面或/和底面设有液冷板；

端板，所述端板设置在所述模组本体的端面；

一体式极耳支架，所述一体式极耳支架设置在所述模组本体的侧面；

模组保护盖，所述模组保护盖设置在所述一体式极耳支架的外侧面上。

在本发明的一个优选实施例中，所述模组本体由多个电芯沿着所述模组本体的厚度方向依次堆叠而成，并且相邻两个所述电芯的折边与折边之间可形成内凹的冷却通道。

在本发明的一个优选实施例中，所述一体式极耳支架上匀距设有多个限位槽，每个所述限位槽与一个所述电芯一侧的极耳配合连接。

在本发明的一个优选实施例中，所述模组本体的顶面和底面分别设有一个所述液冷板，每个所述液冷板的一个表面上设有至少一个凸起流道。

在本发明的一个优选实施例中，凸起流道容纳在所述冷却通道内，所述凸起流道与所述模组本体接触。

在本发明的一个优选实施例中，所述液冷板上未设有所述凸起流道的另一个表面与所述模组本体接触。

在本发明的一个优选实施例中，位于模组本体的顶面的液冷板的流出口与位于模组本体的底面的液冷板的流入口通过连通管道连通，位于模组本体的顶面的液冷板的流入口与位于模组本体的底面的液冷板的流出口通过连通管道连通。

在本发明的一个优选实施例中，所述连通管道预埋入所述端板中或位于所述端板的外侧。

在本发明的一个优选实施例中，所述模组本体的底面设有所述液冷板，所述模组本体的顶面设有模组顶侧板，所述液冷板的一个表面上设有至少一个凸起流道，所述凸起流道与所述模组本体接触。

在本发明的一个优选实施例中，所述模组本体包括两个相对的端面、两个相对的侧面和相对的顶面和底面，所述模组本体的顶面或/和底面设有一液冷板；

所述模组本体的两个所述端面上分别设有端板，所述端板和所述液冷板固定连接，

所述模组本体的两个所述侧面上分别设有一体式极耳支架；所述一体式极耳支架背离所述模组本体的外侧面上设有模组保护盖，所述模组保护盖与所述端板固定连接。

本发明的有益效果是：

本发明结构简单，便于安装和维修，解决了锂电池一致性和散热效率的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的爆炸图；

图2为本发明的轴视图；

图3为模组本体的顶面和底面分别都设置液冷板的一种安装截面图；

图4为模组本体的顶面和底面分别都设置液冷板的另一种安装截面图；

图5为模组本体顶面设置液冷板的截面图；

图6为模组本体底面设置液冷板的截面图；

图7为连通管道的安装示意图。

附图标记：

模组本体100、电芯模块110、泡棉120、端板200、一体式极耳支架300、模组保护盖400、液冷板500、凸起流道510、空隙610、间隙620、模组底板710、模组顶板720、连通管道800。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1和图2，本发明提供的集成液冷式动力电池模组，其包括模组本体100、两个端板200、两个一体式极耳支架300、两个模组保护盖400和至少一个液冷板500。模组本体100由多个电芯沿着模组厚度方向依次堆叠而成，模组本体包括两个相对的端面、两个相对的侧面和相对的顶面和底面。所述电芯包括软包电芯和硬壳电芯。优选软包电芯，软包电芯的铝塑模封边后折形成折边，相邻两个软包电芯的折边与折边之间可形成一个内凹的冷却通道，即电芯上方的折边之间可形成一个内凹的冷却通道，同样电芯下方的折边之间也可形成一个内凹的冷却通道。本公开所述的“多个”或“至少一个”是指2个-100个。

参见图3，另外，每相邻两个电芯用导热胶粘接形成一个电芯模块110，导热胶可粘贴在任意一个电芯上或两个电芯上都粘导热胶，相邻两个电芯模块之间贴有一片泡棉120，这样可防止电芯窜动，提高稳定性，最终组成模组本体。

另外，通过导热胶粘接既能固定电芯，又能增加电芯模块的刚度。

再者，通过设置泡棉120，可为模组本体提供一定的缓冲作用，同时给电芯提供合适的压力有利于电芯的使用寿命，贴泡棉120可以起到缓冲和吸收电芯膨胀所产生的厚度变化。

两个端板200分别设置在模组本体100的两个端面上，并与模组本体100最外侧的电芯接触，用于保护模组本体100。

另外，在两个端板200上设有螺栓孔，通过螺栓与螺栓孔配合可将端板200固定到模组本体上。

两个一体式极耳支架300设置在模组本体100的两个侧面，用于对模组本体100中的各个电芯进行限位固定，具体可在每个一体式极耳支架300上匀距设有多个限位槽，每个限位槽与一个电芯一侧的极耳配合连接，极耳可安插进限位槽内。

如图2和图3所示，每个一体式极耳支架300的外侧面上设置一个模组保护盖400，并且模组保护盖400的端部与端板200的端部固定连接，连接的方式为本领域常用的连接方式，例如：焊接、通过卡扣和卡槽之间卡接、滑块和导轨配合、楔键和楔槽之间楔和、螺栓和螺母配合等连接方式。这样既能保护一体式极耳支架300，又能与端板200连接紧固，形成模组本体100的外部保护壳。优选，模组保护盖400上设有背向一体式极耳支架300凸起的多个凸部，起到缓冲抗压的作用。

在模组本体100的顶面或/和底面设有一个液冷板500，具体可根据实际需求而定，液冷板500可用于对模组本体100进行冷却，从而提高使用寿命。

液冷板500具体也与端板200固定连接，从而形成一整体，提高牢固性。

参见图3和图4，在液冷板500的一个表面设有至少一个凸起流道510，凸起流道510与冷却通道配合连接。参见图1和图2，在液冷板500上的凸起流道510成“井”字型。

当模组本体100的软包电芯上存在侧封边或侧封边较大时，则将液冷板500上凸起流道510的一面与模组本体100接触，并且每个凸起流道510可容纳在所述冷却通道内，凸起流道510与冷却通道之间所形成的空隙610可用导热材料填充，该导热材料有很强的粘接强度，这样通过在每个凸起流道510内填充冷却液就可对模组本体100进行快速冷却。

另外，而当模组本体100的软包电芯上不存在侧封边或侧封边较小时，则只需将液冷板500上不设有凸起流道510的一个表面与模组本体100接触，液冷板500与模组本体100之间的间隙620内可填充导热材料，该导热材料有很强的粘接强度，这样模组本体100上的热量可先快速传递到液冷板500上，然后再通过位于液冷板500外侧的凸起流道510内的冷却液进行散热，这样也提高了模组本体100的散热效果。

再者，相邻两个动力电池模组之间也可通过将两个模组本体100上的液冷板500进行串联，从而实现各个动力电池模组之间的冷却循环。

参见图7，为了进一步提高冷却效率，在液冷板500上分别设有流出口和流入口，流出口和流入口分别与各个凸起流道510连通，位于模组本体的顶面的液冷板500的流出口与位于模组本体的底面的液冷板500的流入口可通过连通管道800连通，位于模组本体的顶面的液冷板500的流入口与位于模组本体的底面的液冷板500的流出口通过连通管道800连通，这样可实现循环冷却，从而进一步提高冷却效率。

连通管道800具体预埋入端板200中或位于端板200外侧。

当模组本体100内的电芯的个数不多时，可只需在模组本体100的顶面或底面设置一个液冷板500即可，而另一侧设置一个普通的侧板即可，这样可节约资源。

参见图5，在模组本体100的顶面设有一个液冷板500，模组本体100的底面设有一个模组底板710，液冷板500上设有凸起流道510的一个表面与模组本体100接触，并且每个凸起流道510容纳在冷却通道内，凸起流道510与冷却通道之间所形成的空隙610可用导热材料填充，该导热材料有很强的粘接强度，而模组底板710直接与模组本体100的底面接触，并且模组底板710与模组本体100之间的间隙也可用导热材料填充。

参见图6，在模组本体100的底面设有一个液冷板500，模组本体100的顶面设有一个模组顶板720，液冷板500的一个表面上设有凸起流道510，凸起流道510与模组本体100接触，并且每个凸起流道510可容纳在冷却通道内，凸起流道510与冷却通道之间所形成的空隙630可用导热材料填充，该导热材料有很强的粘接强度，而模组顶板720，直接与模组本体100的顶面接触，并且模组顶板720与模组本体100之间的间隙也可用导热材料填充。

另外，为了进一步散热效率，上述液冷板500、模组底板710和模组顶板720都是用铝合金材质制成。

这样，通过上述结构构成的集成液冷式动力电池模组，可达到如下效果：

将模组本体100与液冷板500通过导热材料结合在一起，减小了导热路径，提高了热传递的效率，同时大幅度改善了锂电池一致性；

由于液冷板500是铝合金材质，且与端板200刚性连接形成了一个稳定的框架结构，大幅度提高了模组的整体刚性和强度，且模组结构简单，模组装配也更加方便；

从整个电池系统角度看，模组本体100与液冷板500的集成，优化了电池液冷系统的结构，有利于电池系统轻量化的实现。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种集成液冷式动力电池模组，其特征在于，所述集成液冷式动力电池模组包括：

模组本体，所述模组本体的顶面或/和底面设有液冷板；

端板，所述端板设置在所述模组本体的端面；

一体式极耳支架，所述一体式极耳支架设置在所述模组本体的侧面；

模组保护盖，所述模组保护盖设置在所述一体式极耳支架的外侧面上。

2.根据权利要求1所述的集成液冷式动力电池模组，其特征在于，所述模组本体由多个电芯沿着所述模组本体的厚度方向依次堆叠而成，并且相邻两个所述电芯的折边与折边之间可形成内凹的冷却通道。

3.根据权利要求2所述的集成液冷式动力电池模组，其特征在于，所述一体式极耳支架上匀距设有多个限位槽，每个所述限位槽与一个所述电芯一侧的极耳配合连接。

4.根据权利要求3所述的集成液冷式动力电池模组，其特征在于，所述模组本体的顶面和底面分别设有一个所述液冷板，每个所述液冷板的一个表面上设有至少一个凸起流道。

5.根据权利要求4所述的集成液冷式动力电池模组，其特征在于，所述凸起流道容纳在所述冷却通道内，所述凸起流道和所述模组本体接触。

6.根据权利要求4所述的集成液冷式动力电池模组，其特征在于，所述液冷板上未设有所述凸起流道的另一个表面与所述模组本体接触。

7.根据权利要求4所述的集成液冷式动力电池模组，其特征在于，位于模组本体的顶面的液冷板的流出口与位于模组本体的底面的液冷板的流入口通过连通管道连通，位于模组本体的顶面的液冷板的流入口与位于模组本体的底面的液冷板的流出口通过连通管道连通。

8.根据权利要求7所述的集成液冷式动力电池模组，其特征在于，所述连通管道预埋入所述端板中或位于所述端板的外侧。

9.根据权利要求3所述的集成液冷式动力电池模组，其特征在于，所述模组本体的底面设有所述液冷板，所述模组本体的顶面设有模组顶侧板，所述液冷板的一个表面上设有至少一个凸起流道，所述凸起流道与所述模组本体接触。

10.根据权利要求1所述的集成液冷式动力电池模组，其特征在于，所述模组本体包括两个相对的端面、两个相对的侧面和相对的顶面和底面，所述模组本体的顶面或/和底面设有一液冷板；

所述模组本体的两个所述端面上分别设有端板，所述端板和所述液冷板固定连接，

所述模组本体的两个所述侧面上分别设有一体式极耳支架；所述一体式极耳支架背离所述模组本体的外侧面上设有模组保护盖，所述模组保护盖与所述端板固定连接。