CN114628813A - 一种快充型锂电池模组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锂电池技术领域，公开一种快充型锂电池模组，包括：冷却板，包括上层冷却板和下层冷却板，上层冷却板中设有第一冷却通道，下层冷却板中设有第二冷却通道，上层冷却板的一端设有进液口，下层冷却板的一端设有出液口，上层冷却板和下层冷却板之间设有连通件，且连通件处于远离进液口和出液口的一端，第一冷却通道和第二冷却通道之间通过连通件连通；其中，上层冷却板上和下层冷却板上设有多个一一对应的通孔；多个电池单体，穿设在通孔中；前端板、右端板、后端板和左端板，进液口和出液口均固定在前端板上，连通件固定在后端板上。本发明的优点在于，本电池模组的散热效果好、结构紧凑，且结构稳定性好。

Description

一种快充型锂电池模组
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种快充型锂电池模组。
背景技术
国家大力推行新能源汽车，也推动工程机械领域“油改电”的普及。锂离子电池是新能源汽车以及新兴工程应用领域的核心部件，目前还存在容量低以及充电时间短的问题。高容量的锂离子电池由于材料本身的特性，存在极高的安全隐患，超快充锂离子电池愈来成为诸多企业的研发中心。当下超快充锂电池市场主要集中于港口机械等工程领域，由于超快充锂电池具有高功率的特性，可满足大倍率放电，满足特定的工程作业要求，备受青睐。
超快充锂离子电池在成组使用过程中，由多个电池单体进行串并联构成。在进行大倍率充放电时，会产生大量的热，若电池产生的热量无法及时散出，可能导致单体电芯温度升高。温度过高将会影响电池寿命、容量等其他性能，甚至产生热失控的风险。
现有电池模组的散热方式主要有液体冷却和空气冷却，在液体冷却结构中，对于电池模组内部电池，串并联的电池内部间隙的热量，无法及时散出，热量堆积，散热效果不好。而且模组内部液冷管道体积过大，导致模组空间利用率低的问题，散热结构在使用过程中容易出现变形。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题在于，提出一种散热效果好、空间利用率高，且结构稳定性好的快充型锂电池模组。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是，提出一种快充型锂电池模组，包括：
冷却板，包括上下并排设置的上层冷却板和下层冷却板，所述上层冷却板中设有第一冷却通道，所述下层冷却板中设有第二冷却通道，所述上层冷却板延其长度方向的一端设有与所述第一冷却通道连通的进液口，所述下层冷却板靠近所述进液口的一端设有与所述第二冷却通道连通的出液口，所述上层冷却板和所述下层冷却板之间设有连通件，且所述连通件处于远离所述进液口和所述出液口的一端，所述第一冷却通道和第二冷却通道之间通过所述连通件连通；其中，所述上层冷却板上和所述下层冷却板上设有多个一一对应的通孔；
多个电池单体，穿设在所述通孔中；
依次围设在多个所述电池单体四周的前端板、右端板、后端板和左端板，所述进液口和出液口均固定在所述前端板上，所述连通件固定在所述后端板上。
进一步地，所述上层冷却板和下层冷却板呈平行、间隔设置，所述上层冷却板上和下层冷却板上均设有多排和多列所述通孔，每个所述电池单体穿设在上层冷却板的一个所述通孔中以及下层冷却板的一个所述通孔中。
进一步地，所述进液口凸出在所述上层冷却板上，所述出液口凸出在所述下层冷却板上；
所述前端板上开设有与所述进液口对应的第一通槽，和与所述出液口对应的第二通槽，所述进液口固定安装在所述第一通槽中，所述出液口固定安装在所述第二通槽中。
进一步地，所述进液口设有至少两个，并排设置在所述上层冷却板的一端，所述出液口的数量与所述进液口的数量相等，且多个所述出液口并排设置在所述下层冷却板的一端。
进一步地，所述连通件的数量与所述进液口的数量相同，并列设置在远离所述进液口和出液口的一端。
进一步地，所述连通件与所述上层冷却板、下层冷却板呈一体设置，且凸出在所述上层冷却板和下层冷却板上；
所述后端板上设有第三通槽，所述连通件固定安装在所述第三通槽中。
进一步地，所述左端板上开设有多个第一通风孔，所述右端板上开设有多个第二通风孔，多个所述第二通风孔与多个所述第一通风孔一一对应。
进一步地，还包括下端板和上端板，所述前端板、右端板、后端板和左端板四者依次首尾相接，所述下端板设置在四者的下方，所述上端板盖设在所述四者的上方，多个所述电池单体处于所述上端板和下端板之间。
进一步地，所述上端板上设有第四通槽。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明中，冷却板包括了相互连通的上层冷却板和下层冷却板，冷却液从上层冷却板端部的进液口进入，在上层冷却板中的第一冷却通道中绕行，经过连通件进入下层冷却板中的第二冷却通道中，并在第二冷却通道中绕行，最终通过下层冷却板端部的出液口流出，而电池单体安装在上层冷却板和下层冷却板两者的通孔中，冷却液将电池单体产生的热量及时带走，第一冷却通道和第二冷却通道分别沿着上层冷却板和下层冷却板的长度方向布置，流程长、且分层冷却，使电池单体均能得到良好的冷却。由于将进液口和出液口均固定安装在前端板上，连通件固定安装在后端板上，在长期使用过程中，冷却结构也不会发生形变，强度好；且也直接将热量传递于前端板和后端板上，增大了其与前端板和后端板的接触面积，提高散热效果。另一方面，在左端板上开设了多个第一通风孔，右端板上开设了多个与第一通风孔一一对应的第二通风孔，以使模组内部的电池单体与空气有更大的接触面积，提高电池单体表面的自然换热系数，进一步增大电池单体表面的散热能力。
附图说明
图1为本发明锂电池模组的爆炸图；
图2为图1另一视角的结构示意图；
图3为冷却板与前、右、后、左端板的装配图；
图4为图3另一视角的结构示意图；
图5为图3的爆炸图；
图6为图5装入电池单体后的结构示意图。
图中：
1、冷却板；10、上层冷却板；100、通孔；101、进液口；11、下层冷却板；111、出液口；12、连通件；
2、电池单体；
3、前端板；30、第一通槽；31、第二通槽；
4、右端板；40、第二通风孔；
5、后端板；50、第三通槽；
6、左端板；60、第一通风孔；
7、上端板；70、第四通槽；
8、下端板。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”、“一”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
如图1-图6所示，一种快充型锂电池模组，包括：冷却板1、多个电池单体2、前端板3、右端板4、后端板5、左端板6、上端板7和下端板8。
冷却板1，包括上下并排设置的上层冷却板10和下层冷却板11，所述上层冷却板10和下层冷却板11呈平行、间隔设置，所述上层冷却板10中设有第一冷却通道(图中未标注)，所述下层冷却板11中设有第二冷却通道(图中未标注)，第一冷却通道沿上层冷却板10随形设置，第二冷却通道沿下层冷却板11随形设置，也即上层冷却板10和下层冷却板11均为空心薄壁件，保证冷却液能流向上层冷却板10和下层冷却板11的各个位置，保证冷却充分。
其中，所述上层冷却板10延其长度方向的一端设有与所述第一冷却通道连通的进液口101，所述下层冷却板11靠近所述进液口101的一端设有与所述第二冷却通道连通的出液口111，出液口111处于进液口101的正下方，处于冷却板1上的同一侧，方便连接冷却液。且所述进液口101设有至少两个，并排设置在所述上层冷却板10的一端，本附图中示意了进液口101和出液口111均为两个的情况，但其并不限于就为两个，也可以为更多个。所述出液口111的数量与所述进液口101的数量相等，多个所述出液口111并排设置在所述下层冷却板11的一端。进液口101设置多个，可供多股冷却液流入，在第一冷却通道中混合，提高散热效果，出液口111设置与进液口101匹配、均衡，方便冷却液流出。
在所述上层冷却板10和所述下层冷却板11之间设有连通件12，且所述连通件12处于远离所述进液口101和所述出液口111的一端，所述第一冷却通道和第二冷却通道之间通过所述连通件12连通。所述连通件12的数量也与所述进液口101的数量相同，并列设置在远离所述进液口101和出液口111的一端。冷却液分别从上层冷却板1的两个进液口101进入，经过第一冷却通道，将上层冷却板10的热量带走，经过两个连通件12，进入第二冷却通道，将下层冷却板11热量带走，从下层冷却板10的出液口111排出。所以在冷却板1上安装多个电池单体2之后，冷却板1分层冷却，可将电池单体2参数的热量快速散去，散热效果好。
如图5-图6所示，所述上层冷却板10上和所述下层冷却板11上设有多个一一对应的通孔100，每层冷却板上的通孔100的数量与电池单体2的数量相同，多个电池单体2穿设在所述通孔中。具体地，所述上层冷却板10上和下层冷却板11上均设有多排和多列所述通孔100，每个所述电池单体2穿设在上层冷却板10的一个所述通孔100中以及下层冷却板11的一个所述通孔100中，在实际的装配过程中，本结构可以将多个电池单体2先装入冷却板1的通孔100中，再对电池单体2进行串、并联焊接，装配方便。冷却板1上的上下两个通孔100将电池单体2定位安装，结构稳定，不易移位。多个电池单体2呈等间距的间隔设置，保证热量可以及时散去。
如图1-图4所示，该快充型锂电池模组还包括依次围设在多个所述电池单体2四周的前端板3、右端板4、后端板5和左端板6，所述进液口101和出液口111均固定在所述前端板3上，所述连通件12固定在所述后端板5上，且均为可拆卸地固定。既保证了电池模组中的散热结构以及电池模组整体框架的结构稳定性。
具体地，所述进液口101凸出在所述上层冷却板10上，所述出液口111凸出在所述下层冷却板11上；所述前端板3上开设有与所述进液口101对应的第一通槽30，和与所述出液口111对应的第二通槽31，所述进液口101固定安装在所述第一通槽30中，所述出液口111固定安装在所述第二通槽31中。所述连通件12与所述上层冷却板10、下层冷却板11呈一体设置，且凸出在所述上层冷却板10和下层冷却板11上；所述后端板5上设有第三通槽50，所述连通件12固定安装在所述第三通槽50中。即进液口101和出液口111均嵌入前端板3中，连通件12嵌入后端板5中。这样可将电池单体2传递至上层冷却板10和下层冷却板11的热量直接传递至前端板3和后端板4，进一步提高散热均匀，且能保证电池模组中各端板的受热均衡。
其中，所述左端板6上开设有多个第一通风孔60，所述右端板4上开设有多个第二通风孔40，多个所述第二通风孔40与多个所述第一通风孔60一一对应，第一通风孔60和第二通风孔40均各设有十个，且相对设置，便于空气流动。第一通风孔60和第二通风孔40中可流过冷却风，对电池单体2进行风冷，水冷和风冷结合，提高对电池单体的冷却效果。
如图1-图2所示，该快充型锂电池模组还包括下端板8和上端板7，所述前端板3、右端板4、后端板5和左端板6四者依次首尾相接，所述下端板8设置在四者的下方，所述上端板7盖设在所述四者的上方，多个所述电池单体2处于所述上端板7和下端板8之间，整体呈长方体结构。其中，所述上端板7上设有第四通槽70，第四通槽70便于电池单体的电量输入和输出，可供导线穿过。
在实际使用过程中，本电池模组中，冷却板1包括了相互连通的上层冷却板10和下层冷却板11，冷却液从上层冷却板10端部的进液口101进入，在上层冷却板10中的第一冷却通道中绕行，经过连通件12进入下层冷却板11中的第二冷却通道中，并在第二冷却通道中绕行，最终通过下层冷却板11端部的出液口111流出，而电池单体2安装在上层冷却板10和下层冷却板11两者的通孔100中，冷却液将电池单体2产生的热量及时带走，第一冷却通道和第二冷却通道分别沿着上层冷却板10和下层冷却板11的长度方向布置，流程长、且分层冷却，使各个电池单体2均能得到良好的冷却。由于将进液口101和出液口111均固定安装在前端板3上，连通件12固定安装在后端板5上，在长期使用过程中，电池模组的冷却结构也不会发生形变，强度好；且也直接将电池模组内部的热量传递于前端板3和后端板5上，增大了其与前端板3和后端板5的接触面积，提高散热效果。另一方面，在左端板6上开设了多个第一通风孔60，在右端板4上开设了多个与第一通风孔60一一对应的第二通风孔40，以使模组内部的电池单体2与空气有更大的接触面积，提高电池单体2表面的自然换热系数，进一步增大电池单体表面的散热能力。
本方案中，本快充型锂电池模组的散热效果好、空间利用率高，且结构稳定性好。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种快充型锂电池模组，其特征在于，包括：
冷却板，包括上下并排设置的上层冷却板和下层冷却板，所述上层冷却板中设有第一冷却通道，所述下层冷却板中设有第二冷却通道，所述上层冷却板延其长度方向的一端设有与所述第一冷却通道连通的进液口，所述下层冷却板靠近所述进液口的一端设有与所述第二冷却通道连通的出液口，所述上层冷却板和所述下层冷却板之间设有连通件，且所述连通件处于远离所述进液口和所述出液口的一端，所述第一冷却通道和第二冷却通道之间通过所述连通件连通；其中，所述上层冷却板上和所述下层冷却板上设有多个一一对应的通孔；
多个电池单体，穿设在所述通孔中；
依次围设在多个所述电池单体四周的前端板、右端板、后端板和左端板，所述进液口和出液口均固定在所述前端板上，所述连通件固定在所述后端板上。
2.根据权利要求1所述的一种快充型锂电池模组，其特征在于，所述上层冷却板和下层冷却板呈平行、间隔设置，所述上层冷却板上和下层冷却板上均设有多排和多列所述通孔，每个所述电池单体穿设在上层冷却板的一个所述通孔中以及下层冷却板的一个所述通孔中。
3.根据权利要求1所述的一种快充型锂电池模组，其特征在于，所述进液口凸出在所述上层冷却板上，所述出液口凸出在所述下层冷却板上；
所述前端板上开设有与所述进液口对应的第一通槽，和与所述出液口对应的第二通槽，所述进液口固定安装在所述第一通槽中，所述出液口固定安装在所述第二通槽中。
4.根据权利要求3所述的一种快充型锂电池模组，其特征在于，所述进液口设有至少两个，并排设置在所述上层冷却板的一端，所述出液口的数量与所述进液口的数量相等，且多个所述出液口并排设置在所述下层冷却板的一端。
5.根据权利要求4所述的一种快充型锂电池模组，其特征在于，所述连通件的数量与所述进液口的数量相同，并列设置在远离所述进液口和出液口的一端。
6.根据权利要求1所述的一种快充型锂电池模组，其特征在于，所述连通件与所述上层冷却板、下层冷却板呈一体设置，且凸出在所述上层冷却板和下层冷却板上；
所述后端板上设有第三通槽，所述连通件固定安装在所述第三通槽中。
7.根据权利要求1所述的一种快充型锂电池模组，其特征在于，所述左端板上开设有多个第一通风孔，所述右端板上开设有多个第二通风孔，多个所述第二通风孔与多个所述第一通风孔一一对应。
8.根据权利要求1所述的一种快充型锂电池模组，其特征在于，还包括下端板和上端板，所述前端板、右端板、后端板和左端板四者依次首尾相接，所述下端板设置在四者的下方，所述上端板盖设在所述四者的上方，多个所述电池单体处于所述上端板和下端板之间。
9.根据权利要求8所述的一种快充型锂电池模组，其特征在于，所述上端板上设有第四通槽。
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CN114464923A (zh) * 2022-03-08 2022-05-10 合盛科技(宁波)有限公司 一种快充型锂离子电池模组结构
CN115764076A (zh) * 2023-01-10 2023-03-07 苏州宇量电池有限公司 电池模组及电池包

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