CN114824574A - 一种大尺寸圆柱型锂电池包 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锂电池制造技术领域，公开了一种大尺寸圆柱型锂电池包，包括：多个电池模组连接为一体的电池装配体、设置在电池装配体上方和下方的汇流板以及用于定位电池装配体与汇流板的外壳体；电池模组包括多个卡接的散热体、设置在散热体内部的锂电池以及与散热体连通的进水板、出水板，汇流板与锂电池电连接；散热体的内部设有水道，相邻散热体的水道通过对接口连通，进水板与出水板分别与电池模组端部的散热体相连通。该大尺寸圆柱型锂电池包将锂电池封装在中空六棱柱的散热体内，散热体内设有多层水道，通过对锂电池在不同高度进行水冷散热，减小电池模组在使用过程中的安全风险，并且散热体可适应于不同型号的电池模组，适用性广。

Description

一种大尺寸圆柱型锂电池包
技术领域
本发明涉及锂电池制造技术领域，尤其涉及一种大尺寸圆柱型锂电池包。
背景技术
圆柱型锂电池具有一致性能好、生产成本低的优点，被广泛应用于电动汽车、无人机及工业VGA小车等领域。锂电池作为核心动力供能部件，对工作温度要求较高，当锂电池在高温下工作将导致电池电极降解，造成电池内部结构永久性损坏，严重时将会造成起火、爆炸等危险现象。现阶段，为提高电池的单位体积能量密度，设计和制造的圆柱型锂电池单体体积越来越大，随着电池体积的增大，电池在快速充电和放电过程中释放的热量会进一步增加，电池的散热要求也变得更高。
锂电池散热方式主要有空气冷却与液体冷却。液体冷却热管理系统由于液体介质导热系数高，能快速带走电池产生的热量具良好的散热性能，但液冷散热存在散热结构复杂、维修保养困难及电池成组不灵活等缺点。目前，对圆柱锂电池模组主要通过整体式液冷管道及液冷板的形式实现液冷散热，在电池高度方向的温差控制考虑较少，使电池在高度上的温差较大，存在较大的安全问题，限制了大尺寸圆柱锂电池的应用，而且现在应用的水冷管道散热均是针对特定电池模组单独设计，不具有通用性，不能满足不同形式的电池模组应用。
发明内容
本发明提供了一种大尺寸圆柱型锂电池包，解决现有散热装置在电池高度方向上散热效果不佳的问题。
一种大尺寸圆柱型锂电池包，包括：多个电池模组连接为一体的电池装配体、设置在电池装配体上方和下方的汇流板以及用于定位电池装配体与汇流板的外壳体；
电池模组包括多个卡接的散热体、设置在散热体内部的锂电池以及与散热体连通的进水板、出水板，汇流板与锂电池电连接；散热体的内部设有水道，相邻散热体的水道通过对接口连通，进水板与出水板分别与电池模组端部的散热体相连通。
采用上述技术方案的有益效果：将多个圆柱型的锂电池封装在散热体内，并进一步将多个装有电池的散热体连接为电池模组，多排电池模组构成电池装配体，电池装配体内的每一块电池外侧均设有用于水冷散热的散热体，散热体之间相互相互连通并充分考虑了在电池高度方向上的散热问题，因此在散热体高度方向上均设置了多条水道，保证电池的不同部位温差不大，防止安全事故的发生。
进一步地，上述进水板包括中空的分流板、与分流板连通的进水管头，分流板的上部设有水道封头，分流板上远离进水管头的一侧设有沉孔，沉孔与分流板的中空内部相连通并与对接口相对应。
采用上述技术方案的有益效果：分流板内部中空，且分流板上设有多个与散热体对接口相对应的沉孔，沉孔与对接口相连通，通过进水管头注入水时，可以使散热体的每个对接口都有水流流动，对电池的不同高度部位进行散热，减小温差。
进一步地，上述锂电池的外壁上套有用于均布热量的导热垫层，导热垫层的外侧紧贴在散热体的内壁上。
采用上述技术方案的有益效果：导热垫层对电池产生的热量进行分散，防止某一局部温度过高而产生燃烧或爆炸事故。
进一步地，上述散热体为中空六棱柱形状，对向面上分别设有T型槽与T型导轨，T型槽与T型导轨相适配。
采用上述技术方案的有益效果：散热体外形为六棱柱，不仅便于相邻散热体之间的连接，而且可以减小相互连接间的空隙，有利于增加电池密度，也有利于散热体带走电池产生的热量。
进一步地，上述外壳体包括上壳体与下壳体，上壳体的边缘处设有卡扣，下壳体的边缘处设有与卡扣配合连接的卡槽。
采用上述技术方案的有益效果：上壳体与下壳体在边缘处采用卡扣连接的方式有利于压紧内部的汇流板，使汇流板平整的贴在电池上。
进一步地，上述沉孔与对接口处均设有密封圈，相邻密封圈相互紧贴。
采用上述技术方案的有益效果：设置两组密封圈可以保证水道流通的水不会渗漏至外侧。
进一步地，上述导热垫层内壁为光滑圆弧形且与锂电池贴合，导热垫层的外壁为六棱柱形且与散热体内壁贴合。
采用上述技术方案的有益效果：该结构的导热垫层不仅导热性好，而且空隙小，使电池装配体体积更小。
进一步地，上述出水板包括中空的分流板，分流板上连接有出水管头。
进一步地，上述出水管头与水箱连接，进水管头与水泵连接。
本发明具有以下有益效果：
(1)该圆柱型锂电池包将锂电池封装在中空六棱柱的散热体内，散热体内设有多层水道，通过对锂电池在不同高度进行水冷散热，减小电池模组在使用过程中的安全风险；
(2)中空六棱柱结构的散热体可以将多排电池模组紧密的连接为电池装配体，这种高密度的连接方式具有两个优势，一方面，同体积的电池装配体，单个六棱柱散热体可以与周围的六个散热体紧密连接，形成的电池装配体能量密度更大，另一方面，一条散热水道可以为两个相邻的散热体进行散热降温；有利于提高降温效率；
(3)通过T型槽与T型导轨相互配合连接，不仅安装速度快，而且也便于后期的拆卸维修；
(4)该种散热体具有通用性，能满足不同形式的电池模组散热使用。
附图说明
图1为本发明的锂电池包分层结构示意图；
图2为本发明的电池模组连接示意图；
图3为本发明的锂电池与散热体连接的爆炸图；
图4为本发明中散热体的结构示意图；
图5为本发明中散热体的水平剖面示意图；
图6为本发明中进水板的结构示意图；
图7为本发明中出水板的结构示意图；
图8为本发明中上壳体与下壳体的连接示意图。
图中：1-电池装配体；11-散热体；110-T型槽；111-T型导轨；112-水道；113-对接口；12-锂电池；13-导热垫层；14-进水板；140-分流板；141-水道封头；142-进水管头；143-沉孔；15-出水板；150-出水管头；16-密封圈；2-汇流板；3-上壳体；31-卡扣；4-下壳体；41-卡槽。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
参考图1至图8，本发明提供了一种大尺寸圆柱型锂电池包，包括：多个电池模组连接为一体的电池装配体1、设置在电池装配体1上方和下方的汇流板2以及用于定位电池装配体1与汇流板2的外壳体；
外壳体包括上壳体3与下壳体4，上壳体3的边缘处设有多个卡扣31，下壳体4的边缘处设有多个与卡扣31配合连接的卡槽41，通过卡扣31与卡槽41连接固定，可以使汇流板2平整的铺设在锂电池12的上，保证良好的电连接。
电池模组包括多个卡接的散热体11、设置在散热体11内部的锂电池12以及与散热体11连通的进水板14、出水板15；散热体11为中空六棱柱形状，内部设有多层贯通的水道112，六棱柱的对向面上分别设有T型槽110与T型导轨111，T型槽110与T型导轨111相适配，便于两个散热体11之间的连接固定；单个电池模组呈一直线排布，相邻散热体11通过T型槽110与T型导轨111连接，保证冷却水流的距离短，提高换热效率。
锂电池12封装在散热体11内部，锂电池12的外壁上贴有用于均布热量的导热垫层13，导热垫层13内壁为光滑圆弧形且与锂电池12贴合，导热垫层13的外壁为六棱柱形且与散热体11内壁贴合，导热垫层13将锂电池12不同部位的热量进行均匀分散，避免某处温度过高发生爆燃事故，设置导热垫层13，在水冷散热时，散热效果也更稳定。
散热体11的每条水道112两端都开设有对接口113，对接口113的尺寸、形状与位置均固定，便于两个散热体11对接；电池模组中部的相邻散热体11的对接口113相连通，并且对接口113处设有密封圈16，密封圈16的高度略高于对接口113表面，这样两个相邻散热体11在进行水道112连通时，可以向两个相接的密封圈16施加压力，起到良好的密封作用；电池模组两端部的散热体11分别与进水板14与出水板15相连通，进水板14包括中空的分流板140、与分流板140连通的进水管头142，分流板140的上部设有水道封头141，分流板140上远离进水管头142的一侧设有沉孔143，沉孔143与分流板140的中空内部相连通，通过分流板140可以将从进水管头142输送的水流分别从多个沉孔143输送至水道112，保证锂电池12不同高度部位均有水流通过，沉孔143处也设有密封圈16，相邻密封圈16相互紧贴，避免水流渗透。
出水板15与进水板14的结构基本一致，也包括中空的分流板140，分流板140上连接有出水管头150，不同之处在于出水板15的外壁为T型槽110，进水板14的外壁为T型导轨111，这是便于在安装连接时便于区分。
出水管头150与水箱连接，进水管头142与水泵连接，通过水泵供水使水流流经多个水道112，带走锂电池12产生的热量，通过水泵可以调节水流的流速，满足不同容量电池的散热需要；从水道112排出的水通过水箱收集，便于下次循环使用。
本发明的工作原理：将大尺寸圆柱型的锂电池封装在中空六棱柱形状的散热体内，散热体内部在锂电池高度方向上设有多条贯通的水道，水道两端设有对接口，在散热体的外壁上设有T型槽与T型导轨，通过T型槽与T型导轨可以将多个散热体连接为单排电池模组，多排电池模组连接形成电池装配体；相邻两个散热体的水道也通过对接口连通，外部进入的水流可以在电池装配体内部流动，进而带走锂电池产生的热量。在每块锂电池的不同高度周围均设置有水道，可以充分减少锂电池散热不均的问题；六棱柱形状的散热体不仅便于连接，而且有利于提高锂电池的密度，增加电池装配体的使用时间。
以上所述仅为本发明的较优实施例，该实施例不代表本发明的所有可能形式，本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种变形与改进，这些变形与改进仍然在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种大尺寸圆柱型锂电池包，其特征在于，包括：多个电池模组连接为一体的电池装配体(1)、设置在所述电池装配体(1)上方和下方的汇流板(2)以及用于定位所述电池装配体(1)与所述汇流板(2)的外壳体；
所述电池模组包括多个卡接的散热体(11)、设置在所述散热体(11)内部的锂电池(12)以及与所述散热体(11)连通的进水板(14)、出水板(15)，所述汇流板(2)与所述锂电池(12)电连接；所述散热体(11)的内部设有水道(112)，相邻所述散热体(11)的水道(112)通过对接口(113)连通，所述进水板(14)与所述出水板(15)分别与所述电池模组端部的散热体(11)相连通。
2.根据权利要求1所述的大尺寸圆柱型锂电池包，其特征在于：所述进水板(14)包括中空的分流板(140)、与所述分流板(140)连通的进水管头(142)，所述分流板(140)的上部设有水道封头(141)，所述分流板(140)上远离所述进水管头(142)的一侧设有沉孔(143)，所述沉孔(143)与所述分流板(140)的中空内部相连通并与所述对接口(113)相对应。
3.根据权利要求1所述的大尺寸圆柱型锂电池包，其特征在于：所述锂电池(12)的外壁上套有用于均布热量的导热垫层(13)，所述导热垫层(13)的外侧紧贴在所述散热体(11)的内壁上。
4.根据权利要求3所述的大尺寸圆柱型锂电池包，其特征在于：所述散热体(11)为中空六棱柱形状，对向面上分别设有T型槽(110)与T型导轨(111)，所述T型槽(110)与所述T型导轨(111)相适配。
5.根据权利要求1所述的大尺寸圆柱型锂电池包，其特征在于：所述外壳体包括上壳体(3)与下壳体(4)，所述上壳体(3)的边缘处设有卡扣(31)，所述下壳体(4)的边缘处设有与所述卡扣(31)配合连接的卡槽(41)。
6.根据权利要求2所述的大尺寸圆柱型锂电池包，其特征在于：所述沉孔(143)与所述对接口(113)处均设有密封圈(16)，相邻所述密封圈(16)相互紧贴。
7.根据权利要求4所述的大尺寸圆柱型锂电池包，其特征在于：所述导热垫层(13)内壁为光滑圆弧形且与所述锂电池(12)贴合，所述导热垫层(13)的外壁为六棱柱形且与所述散热体(11)内壁贴合。
8.根据权利要求2所述的大尺寸圆柱型锂电池包，其特征在于：所述出水板(15)包括中空的分流板(140)，所述分流板(140)上连接有出水管头(150)。
9.根据权利要求8所述的大尺寸圆柱型锂电池包，其特征在于：所述出水管头(150)与水箱连接，所述进水管头(142)与水泵连接。
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