CN110474005A - 锂电池温度管理箱及锂电池系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂电池温度管理箱及电池系统。锂电池温度管理箱用于承载电池模组，锂电池温度管理箱包括：箱体，箱体内部设有循环水路，箱体的箱壁上设有与循环水路连通的进水口和出水口，箱体的上表面设有柔性导热层，箱体的下表面设有保温层。通过柔性导热层增加电池模组与箱体的热传导同时起到一定缓震作用，通过在箱体内部设置循环水路实现对电池模组的冷却或加热，通过设置保温层对电池模组进行保温，实现对电池模组的温度管理，提高电池模组性能的稳定性。

Description

锂电池温度管理箱及锂电池系统
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，更具体地，涉及一种锂电池温度管理箱及包括该锂电池温度管理箱的锂电池系统。
背景技术
铝壳或软包增加铝壳的锂离子动力锂电池已经广泛应用于纯电动力和混合动力等领域，随着新能源汽车的发展，对锂电池系统的环境温度使用范围要求越来越宽，对锂电池系统的能量密度要求也在不断提升。由于锂电池自身化学性质所限，单体锂电池最佳工作温度在20～40℃，因此需要对锂电池系统增加保温加热以及冷却系统可有效拓宽锂电池系统的环境使用温度，确保锂电池系统无论在高温或低温环境下均可以在最适宜温度工作。
现有的锂电池温度控制系统零部件种类较多、集成度低且增加了整个锂电池系统的重量，导致锂电池系统结构复杂且能量密度低。因此需要提出一种锂电池温度控制装置，实现高度集成化、减少零件数量、降低其他零部件在重量和种类上的系统占比从而有效提高系统能量密度。
发明内容
本发明的目的是提出一种锂电池温度管理箱及包括该锂电池温度管理箱的锂电池系统，实现高度集成化、减少零件数量、降低其他零部件在重量和种类上的系统占比从而有效提高系统能量密度。
为实现上述目的，本发明提出了一种锂电池温度管理箱，所述锂电池温度管理箱用于承载锂电池模组，包括：箱体，所述箱体内部设有循环水路，所述箱体的箱壁上设有与所述循环水路连通的进水口和出水口，所述箱体的上表面设有柔性导热层，所述箱体的下表面设有保温层。
可选地，所处箱体内部设有密闭腔体，且所述密闭腔体内部设有多个连接所述箱体顶壁和底壁的筋板。
可选地，多个所述筋板在所述箱体内平行且交错分布形成所述循环水路。
可选地，所述箱体的上表面设有第一凹槽，所述柔性导热层设于所述第一凹槽内。
可选地，所述箱体的下表面设有第二凹槽，所述保温层设于所述第二凹槽内。
可选地，所述保温层通过胶黏剂粘接于所述第二凹槽内。
可选地，所述箱体的两侧分别设有用于与外部设备连接的固定连接部，所述固定连接部沿竖直方向从所述箱体的上表面贯穿至下表面。
可选地，所述固定连接部包括多根金属管，每根所述金属管的上下两端分别与所述箱体顶部和底部预设的两个固定孔过盈配合并密封焊接。
可选地，所述柔性导热层包括导热结构胶。
本发明还提出了一种锂电池系统，包括锂电池模组以及以上所述的锂电池温度管理箱，所述锂电池模组设于所述锂电池温度管理箱上。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明的锂电池温度管理箱通过在箱体上表面设置柔性导热层能够增加箱体上部承载的锂电池模组与箱体的热传导，同时柔性导热层还能起到一定缓震作用有益于保护锂电池模组，通过在箱体内部设置循环水路能够在锂电池模组温度较高时通过冷却水将锂电池模组的热量传导致外部避免锂电池模组过热，或者在锂电池温度较低时通过外部加热水对锂电池模组进行加热，通过在箱体底部设置保温层有益于在锂电池模组温度较低时对锂电池模组进行保温，实现对锂电池模组的温度管理，提高锂电池模组性能的稳定性。
进一步地，箱体由拉伸铝合金型材组成，能够提高锂电池温度管理箱的热传导性能，通过在箱体内设置多个筋板能够提高箱体的机械强度，循环水路由多个平行交错的筋板在箱体中的空腔内形成，实现了循环水管路与箱体的高度集成化，省去了额外的管路零部件，简化了装置的结构并降低成本，通过在箱体上表面设置用于放置锂电池模组和柔性导热层的第一凹槽便于锂电池模组的装配并能够限制锂电池模组的侧移，通过在箱体的两侧分别设置多个固定连接部便于与外部设备的连接。
(2)应用上述锂电池温度管理箱的锂电池模组实现了锂电池系统的散热和保温问题，锂电池成组时，锂电池与锂电池之间使用导热结构胶粘接，即解决了锂电池模组固定和散热的需求，又提高了产品的能量密度，同时锂电池模组与锂电池温度管理箱连接时，具有锂电池系统成组效率高、箱体强度高、成本低、散热效果好的特点。
本发明的装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一个实施例的一种锂电池温度管理箱正视图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的一种锂电池温度管理箱局部正视图。
图3示出了根据本发明的一个实施例的一种锂电池温度管理箱内部剖视图。
图4示出了根据本发明的一个实施例的一种包括锂电池温度管理箱的锂电池系统正视图。
图5示出了根据本发明的一个实施例的一种包括锂电池温度管理箱的锂电池系统俯视图。
附图标记说明：
1、箱体；2、柔性导热层；3、保温层；4、进水口；5、出水口；6、密闭腔体；7、第一凹槽；8、第二凹槽；9、筋板；10、循环水路；11、固定连接部；12、锂电池。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
图1、图2、图3分别示出了根据本发明的一个实施例的一种锂电池温度管理箱的正视图、局部正视图以及内部剖视图，如图1至图3所示，根据本发明的一种锂电池温度管理箱，所述锂电池温度管理箱用于承载锂电池模组，包括：箱体1，所述箱体1内部设有循环水路10，所述箱体1的箱壁上设有与所述循环水路10连通的进水口4和出水口5，所述箱体1的上表面设有柔性导热层2，所述箱体1的下表面设有保温层3。
具体地，通过在锂电池温度管理箱的箱体1上表面设置柔性导热层2增加箱体1上部承载的锂电池模组与箱体1的热传导，同时柔性导热层2还能起到一定缓震作用有益于保护锂电池模组；通过在箱体1内部设置循环水路10能够在锂电池模组温度较高时通过冷却水将锂电池模组的热量传导致外部避免锂电池模组过热，或者在锂电池温度较低时通过外部加热水对锂电池模组进行加热，通过在箱体1底部设置保温层3有益于在锂电池模组温度较低时对锂电池模组进行保温，实现对锂电池模组的温度管理，提高锂电池模组性能的稳定性。
本实施例中，所处箱体1内部设有密闭腔体6，且所述密闭腔体6内部设有多个连接所述箱体1顶壁和底壁的筋板9。
具体地，为保证箱体1的强度，可以使用多块铝型材焊接形成箱体1，铝型材形成的型腔中设有长条状的筋板9，筋板9竖直设置并连接箱体1侧壁的上部和下部，通过这些筋板9可以增强箱体1的结构强度。本发明的其他实施例中要也可以通过浇注一体成型带有空腔和多个筋板9的铝型材箱体1。
本实施例中，多个所述筋板9在所述箱体1内平行且交错分布形成所述循环水路10。
具体地，通过将多个筋板9平行交错的设置在铝型材形成的箱体1的空腔中形成循环水路10，实现循环水路10与箱体1的高度集成化，有益于减轻锂电池温度管理箱整体的重量省去了单独设置循环水路10的零部件，减轻了箱体1的重量并简化了结构。其中，具体实施过程中，通过拉伸成型带有多个筋板9的铝合金型材，此时的多个筋板9为与型材长度相同的通筋，然后通过机械打磨、机械切割等方式去除通筋的一部分，使多个筋板9形成交错分布的形式，最后将拉伸铝型材的两端开口与铝合金板焊接形成箱体，因此循环水路10分为铝型材形成的水道和机械加工形成的水道两部分，通过上述两种方式形成循环水路10畅通的型腔，再通过对铝型材形成的箱体1进行保护焊或搅拌摩擦焊等焊接方式形成密闭的型腔，并预留进水口4和出水口5，可用于液体流通。
本实施例中，所述箱体1的上表面设有第一凹槽7，所述柔性导热层2设于所述第一凹槽7内。
具体地，在箱体1上部用于承载锂电池模组，箱体1上表面设置第一凹槽7，第一凹槽7内设置柔性导热层2后可以在柔性导热层2上部放置锂电池模组，第一凹槽7便于锂电池模组的装配并能够限制锂电池模组的侧移并固定在第一凹槽7内，第一凹槽7的尺寸可以根据需要安装的锂电池的个数大小具体设计。
本实施例中，所述箱体1的下表面设有第二凹槽8，所述保温层3设于所述第二凹槽8内。
具体地，在箱体1底部外侧设置用于容纳保温层3的第二凹槽8，具体实施过程中，可以在铝型材拉伸成型时预留可容纳保温材质的型腔形成第二凹槽8，第二凹槽8便于保温层3的设置。
本实施例中，所述保温层3通过胶黏剂粘接于所述第二凹槽8内。
具体地，保温层3通过胶黏剂粘接固定在第二凹槽8内，以实现对箱体1保温的效果，也可以根据保温层3材料的不同通过喷涂、填充等其他方式实现保温层3与第二凹槽8的固定连接。保温层3的材料可以选择现有能够实现保温的任意材料，例如聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、酚醛泡沫、聚苯板、气凝胶等，本领域技术人员可根据实际情况选择，此处不再赘述。
在一个示例中，所述箱体1的两侧分别设有用于与外部设备连接的固定连接部11，所述固定连接部11沿竖直方向从所述箱体1的上表面贯穿至下表面。
具体地，在箱体1中任意相对的两侧分别设置与外部连接的固定连接部11，以实现与电动汽车内外部设备的固定连接。
在一个示例中，所述固定连接部11包括多根金属管，每根所述金属管的上下两端分别与所述箱体1顶部和底部预设的两个固定孔过盈配合并密封焊接。
具体地，箱体1的两侧在成型后预留多个用于安装固定连接部11的固定孔，本实施例中箱体1的两侧分别预留两个固定孔，每个固定孔均贯穿箱体1的上下表面，其中固定连接部11以金属管的形式实现，金属管沿竖直贯穿箱体1的上下表面，其中金属管的上下两端分别与箱体1的上表面和下表面齐平，还可以根据实际需要在金属管的内壁设置螺纹，金属管的直径稍大于固定孔的直径，通过过盈压配与固定孔连接，然后将金属管两端与固定孔焊接在一起实现密封连接。本发明的其他实施例中，固定连接部11也可以为贯穿箱体1且两端突出箱体1上下表面的金属杆，还可以根据实际需求在金属杆外壁设置螺纹，本领域技术人员可以根据实际需求设置固定住的具体形式，此处不再赘述。
本实施例中，所述柔性导热层2包括导热结构胶。
具体地，导热结构胶为现有技术，其具有高导热、粘接力强的特点，能够作为传递热量的媒介，通过导热结构胶粘接箱体1与锂电池模组有益于提高锂电池模组与箱体1循环水路10中流体之间的热传递效果；同时导热结构胶还具有一定的弹性起到一定缓震效果，能够更好的保护锂电池模组。本发明的其他实施例中，也可以采用其他具有柔性和导热性的材质作为柔性导热层2，此处不再赘述。
本发明还提出了一种锂电池系统，包括锂电池模组以及以上所述的锂电池温度管理箱，所述锂电池模组设于所述锂电池温度管理箱上。
具体地，锂电池模组包括多个锂电池12，多个锂电池12的侧壁之间依次通过导热结构胶粘接固定，锂电池底部与柔性导热层2粘接；多个锂电池12的极耳通过激光焊接进行串联或并联；锂电池模组的端部设有夹板，夹板通过螺栓固定连接。锂电池成组时，锂电池12之间以及锂电池12与锂电池温度管理箱之间均使用导热结构胶粘接，即解决了锂电池模组固定和散热的需求，又提高了产品的能量密度和抗震性能，同时锂电池模组能够非常方便的设置于锂电池温度管理箱的顶部第一凹槽7内，达到锂电池系统成组效率高、箱体1强度高、成本低、散热效果好的效果，同时在锂电池组的端部设置夹板，夹板之间通过螺栓固定，进一步加固了锂电池模组的强度，多个锂电池12之间的极耳可以通过激光焊接实现串联或并联，最终形成循环水路10与箱体1集成并且温度可以控制的锂电池系统。
进一步地，应用上述锂电池温度管理箱的锂电池模组，能够通过锂电池温度管理箱内的循环水路10实现锂电池模组的散热和保温问题，其中循环水路10的进水口4和出水口5可以连接外部循环水系统，例如连接电动汽车中的冷却水循环系统，以实现锂电池的冷却，具体实施过程中，还需要在锂电池系统中设置温度检测装置和控制单元以实现锂电池模组的温度监测和自动化控制循环水路10中液体的流动，上述方案本领域人员容易实现，此处不再赘述。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种锂电池温度管理箱，所述锂电池温度管理箱用于承载锂电池模组，其特征在于，包括：箱体，所述箱体内部设有循环水路，所述箱体的箱壁上设有与所述循环水路连通的进水口和出水口，所述箱体的上表面设有柔性导热层，所述箱体的下表面设有保温层。
2.根据权利要求1所述的锂电池温度管理箱，其特征在于，所处箱体内部设有密闭腔体，且所述密闭腔体内部设有多个连接所述箱体的顶壁和底壁的筋板。
3.根据权利要求2所述的锂电池温度管理箱，其特征在于，多个所述筋板在所述箱体内平行且交错分布形成所述循环水路。
4.根据权利要求1所述的锂电池温度管理箱，其特征在于，所述箱体的上表面设有第一凹槽，所述柔性导热层设于所述第一凹槽内。
5.根据权利要求1所述的锂电池温度管理箱，其特征在于，所述箱体的下表面设有第二凹槽，所述保温层设于所述第二凹槽内。
6.根据权利要求5所述的锂电池温度管理箱，其特征在于，所述保温层通过胶黏剂粘接于所述第二凹槽内。
7.根据权利要求1所述的锂电池温度管理箱，其特征在于，所述箱体的两侧分别设有用于与外部设备连接的固定连接部，所述固定连接部沿竖直方向从所述箱体的上表面贯穿至下表面。
8.根据权利要求1所述的锂电池温度管理箱，其特征在于，所述固定连接部包括多根金属管，每根所述金属管的上下两端分别与所述箱体顶部和底部预设的固定孔过盈配合并密封焊接。
9.根据权利要求1所述的锂电池温度管理箱，其特征在于，所述柔性导热层包括导热结构胶。
10.一种锂电池系统，其特征在于，包括锂电池模组以及根据权利要求1至9所述的锂电池温度管理箱，所述锂电池模组设于所述锂电池温度管理箱上。
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