CN111740063A - 一种用于两相浸没式液冷的带有气泡挡板的圆柱形电池模组支架 - Google Patents

一种用于两相浸没式液冷的带有气泡挡板的圆柱形电池模组支架 Download PDF

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Abstract

本发明属于动力电池技术领域，提供了一种用于两相浸没式液冷的带有气泡挡板的圆柱形电池模组支架。利用气泡挡板对下一层电池工作时产生的气泡流进行导流，避免下层产生的气泡流影响上一层电池换热而造成不同层电池之间温度不均匀。相比于传统的圆柱形电池模组支架，具有以下优点：不同层电池之间的冷却过程互不干扰，极大的提高了不同电池单体之间温度的均一性；气泡挡板可以对中承载板起到很好的支撑作用，使得中承载板的结构更具稳定性。

Description

一种用于两相浸没式液冷的带有气泡挡板的圆柱形电池模组 支架
技术领域
本发明属于动力电池技术领域，具体涉及一种用于两相浸没式液冷的带有气泡挡板的圆柱形电池模组支架。
背景技术
锂电池对于温度十分敏感，在较高的温度下锂离子电池阻抗降低，性能上升，但是高温也会加剧锂电池的衰降速度，而在较低的温度下，锂电池内阻上升，电池性能下降，在极低温度下甚至会导致负极析锂，严重的影响锂电池的使用安全。为了保证锂电池良好的性能，以及优异的循环寿命，需要将锂电池的工作温度控制在一定的温度范围之内，因此温度管理系统应运而生
对于锂圆柱形锂电池而言，由于其表面取热困难，因此一种两相浸没式液冷方式应运而生。传统的圆柱形电池支架由于没有气泡挡板，很难抑制下层气泡对上层电池换热的影响，因此影响了不同电池单体之间温度的均一性。鉴于上述传统的圆柱形电池支架所出现的不足，本发明提出了一种用于两相浸没式液冷的带有气泡挡板的圆柱形电池模组支架。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供了一种用于两相浸没式液冷的带有气泡挡板的圆柱形电池模组支架，使得不同层电池的散热过程互不干扰，使得电池即使在高倍率放电条件下，仍能保持不同电池单体之间优异的均温性。
本发明的技术方案：
一种用于两相浸没式液冷的带有气泡挡板的圆柱形电池模组支架，包括承载板和上盖板，其中：
所述下承载板和上盖板结构相同，其上均匀分布有电池限位槽(2)和导气孔(5)，电池限位槽(2)用于电池(1)的固定；导气孔(5)，用于气泡的流通；下承载板和上盖板分别固定于电池箱体底部和顶部；
所述中承载板包括中下承载板(7)、中上承载板(6)以及两者之间的气泡挡板(8)，中承载板固定于电池箱体中部；中下承载板(7)、中上承载板(6) 与下承载板结构相同。
所述下承载板、中承载板和上盖板侧壁固定有支撑柱(3)，支撑柱(3)上开有限位孔(4)；限位孔(4)实现承载板与电池箱体的固定连接，即下承载板固定于电池箱体底部，中承载板固定于电池箱体中部，上盖板固定于电池箱体顶部。
所述圆柱形电池模组支架采用绝缘材质制成，并且与冷却工质具有相容性。
所述下承载板、中承载板以及上盖板表面具有一层亲水疏气涂层。
所述位于下承载板的支撑柱(3)下边缘凸出下承载板的下表面，使得底层电池(1)的下表面与冷却工质充分接触。
本发明的有益效果：
1)不同层电池之间的冷却过程互不干扰，极大的提高了不同电池单体之间温度的均一性；
2)气泡挡板可以对中承载板起到很好的支撑作用，使得中承载板的结构更具稳定性；
3)下承载板、中承载板以及上盖板表面均具有一层亲水疏气涂层，使得产生的气泡能快速进入到气相区；
4)该圆柱形电池模组支架为组合式结构，可以灵活的固定不同层数的电池模组。
附图说明
图1为带有气泡挡板的圆柱形电池模组的结构示意图。
图2为下承载板的结构示意图。
图3为下承载板沿图2所示A-A面剖开后的结构示意图。
图4为下承载板沿图2所示B-B面剖开后的结构示意图。
图5为中承载板的结构示意图(斜视)。
图6为中承载板沿图5所示C-C面剖开后的结构示意图。
图7为中承载板的结构示意图(平视)。
图8为上盖板的结构示意图。
图9为上盖板沿图8所示D-D面剖开后的结构示意图。
图10为带有气泡挡板的圆柱形电池支架与电池装配体的结构示意图(斜视)。
图11为带有气泡挡板的圆柱形电池支架与电池装配体的结构示意图(平视)。图中：1电池；2电池限位槽；3支撑柱；4限位孔；5导气孔；6中上承载板； 7中下承载板；8气泡挡板。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明公开了一种用于两相浸没式液冷的带有气泡挡板的圆柱形电池模组支架，包括：下承载板、中承载板以及上盖板。
所述电池支架采用绝缘材质制成，并且与冷却工质具有良好的相容性。在本示例中采用的是具有绝缘性且导热性良好的导热塑料。
所述下承载板、中承载板以及上盖板四周设有支撑柱3且支撑住3上面设有限位孔4，用于与箱体相连，分别固定下承载板、中承载板以及上盖板。
所述下承载板、中承载板以及上盖板设有电池限位槽2，用于电池1的固定，与此同时，下承载板、中承载板以及上盖板均设有导气孔5，用于气泡的流通。
所述下承载板、中承载板以及上盖板表面具有一层亲水疏气涂层，在本示例中，该涂层主要成分为纳米氧化硅。涂敷结束后置于真空干燥箱中干燥两个小时，最终所得的表面接触角小于10度。
如图1所示，为圆柱形电池模组，在本示例中以1组60颗电池模组为例，采用的电池以18650形电池为例。如图2所述为下承载板的结构示意图，将下承载板放置于箱体底部，通过位于支撑柱3上的限位孔4与箱体进行连接。其支撑柱的下边缘略凸出下承载板的下表面，使承载板的下表面与箱体之间有一定的间隙，进而使得电池底部能与冷却工质充分接触。图3为下承载板沿图2 所示A-A面剖开后的结构示意图，可以看出导气5孔为圆柱形的通孔。图4为下承载板沿图2所示B-B面剖开后的结构示意图，可以看出电池限位槽2为台阶形的通孔。
如图5所示，为中承载板的结构示意图(斜视)，设置于两层电池之间，通过限位孔4与箱体相连。其主体包括三部分，分别为：中下承载板7、中上承载板6以及两者之间的一层气泡挡板8。如图6所示为中承载板沿图5所示C-C 面剖开后的结构示意图，可以看出中下承载板7与中上承载板6的导气孔5均为圆柱形通孔。如图7所示为中承载板的结构示意图(平视)，可以看出气泡挡板8可以有效的阻挡下层电池在散热过程中所产生的气泡，带有坡度的气泡挡板8可以有效的引导气泡从箱体两侧通过，从而避免了下层产生的气泡对上层电池换热产生影响
如图8所示，为上盖板的结构示意图，上盖板固定于电池箱内侧顶部，位于最顶层电池之上，通过限位孔4与箱体相连。如图9所示，为上盖板沿图8所示D-D面剖开后的结构示意图，可以看出，上盖板的电池限位槽2仍为台阶形的通孔，该台阶形通孔的方向与下承载板的电池限位槽2相反。
在安装的过程中，以两层电池模组为例，第一步安装下承载板，即将下承载板放置于箱体底部，通过位于支撑柱3上的限位孔4与箱体进行连接进而完成了下承载板的固定。第二步放置下层电池模组，将电池单体放入相应的电池限位槽2内。第三步放置中承载板，在安装的过程中要确保第一层电池模组的顶部位于中下承载板7的电池限位槽2内，然后将位于中承载板上的限位孔4 与箱体进行连接进而完成了中承载板的固定。第四步放置第二层电池模组，将电池1放入相应的电池限位槽2内。最后安装上盖板，在安装的过程中要确保第二层电池模组的顶部位于上盖板限位槽2内。安装完毕后即如图10、11所示。
综上所述，本发明公开了一种用于两相浸没式液冷的带有气泡挡板的圆柱形电池模组支架。利用气泡挡板8对下一层电池工作时产生的气泡流进行导流，避免下层产生的气泡流影响上一层电池换热而造成不同层电池之间温度不均匀。该圆柱形电池模组支架为组合式结构，可以灵活的用于不同层数电池模组的固定。
以上所述的具体示例，对本公开的技术方案以及有益效果进行了详尽的阐述，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体示例而已，并不限制本发明。图中各元件的尺寸和形状不反应真实大小和比例，而仅表示本示例的内容。凡是在本公开的原则和精神上，所做的任何修改、改进以及等同替换等，均在本公开的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于两相浸没式液冷的带有气泡挡板的圆柱形电池模组支架，其特征在于，该用于两相浸没式液冷的带有气泡挡板的圆柱形电池模组支架包括承载板和上盖板，其中：
所述下承载板和上盖板结构相同，其上均匀分布有电池限位槽(2)和导气孔(5)，电池限位槽(2)用于电池(1)的固定；导气孔(5)，用于气泡的流通；下承载板和上盖板分别固定于电池箱体底部和顶部；
所述中承载板包括中下承载板(7)、中上承载板(6)以及两者之间的气泡挡板(8)，中承载板固定于电池箱体中部；中下承载板(7)、中上承载板(6)与下承载板结构相同。
2.根据权利要求1所述的用于两相浸没式液冷的带有气泡挡板的圆柱形电池模组支架，其特征在于，所述下承载板、中承载板和上盖板侧壁固定有支撑柱(3)，支撑柱(3)上开有限位孔(4)；限位孔(4)实现承载板与电池箱体的固定连接，即下承载板固定于电池箱体底部，中承载板固定于电池箱体中部，上盖板固定于电池箱体顶部。
3.根据权利要求1或2所述的用于两相浸没式液冷的带有气泡挡板的圆柱形电池模组支架，其特征在于，所述圆柱形电池模组支架采用绝缘材质制成，并且与冷却工质具有相容性。
4.根据权利要求1或2所述的用于两相浸没式液冷的带有气泡挡板的圆柱形电池模组支架，其特征在于，所述下承载板、中承载板以及上盖板表面具有一层亲水疏气涂层。
5.根据权利要求3所述的用于两相浸没式液冷的带有气泡挡板的圆柱形电池模组支架，其特征在于，所述下承载板、中承载板以及上盖板表面具有一层亲水疏气涂层。
6.根据权利要求1、2或5所述的用于两相浸没式液冷的带有气泡挡板的圆柱形电池模组支架，其特征在于，所述位于下承载板的支撑柱(3)下边缘凸出下承载板的下表面，使得底层电池(1)的下表面与冷却工质充分接触。
7.根据权利要求3所述的用于两相浸没式液冷的带有气泡挡板的圆柱形电池模组支架，其特征在于，所述位于下承载板的支撑柱(3)下边缘凸出下承载板的下表面，使得底层电池(1)的下表面与冷却工质充分接触。
8.根据权利要求4所述的用于两相浸没式液冷的带有气泡挡板的圆柱形电池模组支架，其特征在于，所述位于下承载板的支撑柱(3)下边缘凸出下承载板的下表面，使得底层电池(1)的下表面与冷却工质充分接触。
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