CN115642344A - 大容量电池系统及组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大容量电池系统及组装方法，该大容量电池系统包括电池组和冷却介质流通装置，每个电池组包括多个电池单元，每个电池单元均包括U型支架、绝缘导热垫、电芯。U型支架内设有冷却流道。冷却介质流通装置包括流入总管、流出总管和多个支架模组，每个支架模组均包括流入支架、流出支架和支撑支架，流入支架内设有流入腔体，流出支架内设有流出腔体，每流入腔体和流出腔体与电池单元的冷却流道相连。该大容量电池系统的各个电池单元的散热效率基本相同，使得整个大容量电池系统的均温性较好,且U型支架与流入支架、流出支架以及支撑支架中的一个拼接相连，在组装过程中不需要安装螺丝等繁琐的小零件，组装效率较高，可靠性较高。

Description

大容量电池系统及组装方法

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种大容量电池系统及组装方法。

背景技术

锂离子电池系统在新能源汽车及各类储能系统中已得到广泛应用，在碳达峰、碳中和的大背景下，大型储能及长续航的大能量车用储能系统将是必然方向。相应的，取代小容量电池并联，而直接采用大容量单体电池串联是锂离子电池的技术发展趋势。这样，可减少连接件数量、降低电池管理系统的复杂程度，提高能量密度、降低成本，同时，还可提高系统的可监控性，进而提高电池系统的可靠性及安全性。在电池的充放电过程中，动力电池会产生电化学反应热、电流焦耳热和极化热等大量的热量，如果不布置合适的散热方案，会导致动力电池的温度升高，影响电池的充放电性能和循环使用寿命，极端情况下甚至会导致电池的热失控。在冬季，电池温度低时，也需要对电池加热。

完整的液体热管理系统包括外部液体热管理系统和内部液体热管理系统，动力电池系统的外部热管理系统由液冷压缩机、水泵、膨胀水壶、换热器、蒸发器，冷凝器、水箱、加热器和管路等主要部件组成，也即可分别提供热源与冷源，在夏季或是电池温度较高需要降温时提供冷源，在冬季需要升温时提供热源。

目前方形铝壳电池采用液冷方式的做法是，将方形铝壳电池组装成大模组或是直接通过结构胶粘接组成系统，在电池底部或是侧面放置液冷板，通过液体循环系统对电池进行热管理。由于流经每个电池的冷却液的流量都不相同，流经每个电池的流阻也有差异，从而使得各电池的流程差异大，散热效率差异大，其中管路路径长、管径小的电池的流量小，散热效率低，而管路路径短、管径大的电池的流量大，散热效率高。

所以，在现有技术中不论通过风冷、液冷或风冷液冷结合的方式对电池进行散热，都会因为各电池的位置不同，使得各电池的散热效率不一致，从而使得各电池之间存在较大的温差，即均温性较差。

发明内容

本发明的第一个目的在于提出一种大容量电池系统，该大容量电池系统的各个电池单元的散热效率基本相同，从而使得各个电池单元之间的温差较小，整个大容量电池系统的均温性较好。

本发明的第二个目的在于提出一种大容量电池系统的组装方法，使用该大容量电池系统组装方法组装的电池系统的各个电池单元的散热效率基本相同，从而使得各个电池单元之间的温差较小，整个大容量电池系统的均温性较好。

为实现上述技术效果，本发明的技术方案如下：

本发明公开了一种大容量电池系统，包括：电池组，所述电池组为多个，每个所述电池组包括多个电池单元，每个所述电池单元均包括U型支架、绝缘导热垫、电芯，所述电芯设在所述U型支架内，所述绝缘导热垫设在所述电芯与所述U型支架之间，所述U型支架内设有冷却流道，所述冷却流道内流通有用于冷却所述电芯的冷却介质；冷却介质流通装置，所述冷却介质流通装置包括流入总管、流出总管和多个支架模组，每个支架模组对应一个所述电池组设置，每个支架模组均包括流入支架、流出支架和支撑支架，所述流入支架内设有流入腔体，所述流入腔体与对应设置的所述电池组内的多个所述电池单元的所述冷却流道相连；所述流出支架内设有流出腔体，每个所述流出腔体与对应设置的所述电池组内的多个所述电池单元的所述冷却流道相连；其中：沿所述电芯的厚度方向，相邻的两个U型支架拼接相连，沿所述电芯的宽度方向，所述U型支架与所述流入支架、所述流出支架以及所述支撑支架中的一个拼接相连。

在一些实施例中，所述U型支架的底壁、顶壁以及侧壁上均设有拼接凹槽，所述流入支架、所述流出支架以及所述支撑支架上均设有与所述拼接凹槽配合的拼接凸起；沿所述电芯的厚度方向，相邻的两个U型支架通过配合的所述拼接凹槽内的拼接条拼接。

在一些实施例中，每个所述U型支架上设有进液管和出液管，所述进液管和所述出液管分别位于所述U型支架的斜对角；所述流入支架上设有第一接头和多个第二接头，所述第一接头通过第一连接管和第一转接头与所述流入总管相连，多个所述第二接头通过多个第二连接管和多个第二转接头与多个所述进液管一一对应连接；所述流出支架上设有第三接头和多个第四接头，所述第三接头通过第三连接管和第三转接头与所述流出总管相连，多个所述第四接头通过多个第四连接管和多个第四转接头与多个所述进液管一一对应连接。

在一些实施例中，每个所述电池单元内设有至少两个沿所述电芯的厚度方向层叠设置的所述电芯，相邻的两个所述电芯以及两个所述电池单元之间均设有导热绝缘片，所述大容量电池系统还包括连接组件和采样组件，所述连接组件用于实现多个所述电池单元的电连接以及多个所述电芯的电连接。

在一些具体的实施例中，所述连接组件包括：第一连接件，所述第一连接件为多个且用于串联同一个所述电池单元内相邻的两个所述电芯，或者用于串联沿相邻的两个电池单元；第二连接件，所述第二连接件用于串联沿所述电芯的宽度方向相邻的两个电池组。

在一些更具体的实施例中，所述第一连接件包括第一套环、第一压套和第一旋钮，所述第一套环上设有两个间隔设置的第一套设部，所述第一套设部用于套设在所述电芯的极柱上，所述第一压套套设在所述第一套环上，且位于两个所述第一套设部之间，所述第一旋钮配合在所述第一压套上且能够压缩所述第一压套使得所述第一套环锁紧在所述电芯的极柱上；所述第二连接件包括连接本体、第二压套和第二旋钮，所述连接本体包括一体成型的连接部和第二套环，所述第二套环为多个，所述连接部连接的相邻的两个第二套环之间，每个所述第二套环上设有两个间隔设置的第二套设部，所述第二套设部用于套设在所述电芯的极柱上，所述第二压套套设在所述第二套环上，且位于两个所述第二套设部之间，所述第二旋钮配合在所述第二压套上且能够压缩所述第二压套使得所述第二套环锁紧在所述电芯的极柱上。

在一些可选的实施例中，所述采样组件包括电压采样线，所述电压采样线的一端上设有U型的电压采样端子，所述电压采样端子卡接在所述第一旋钮或者所述第二旋钮上。

在一些具体的实施例中，所述连接组件还包括第三连接件，所述第三连接件为两个，两个所述第三连接件分别用于所述大容量电池系统的正极引出以及负极引出；

所述第三连接件包括第三套环、第三压套、第三旋钮和引出部，所述第三套环上设有两个间隔设置的第三套设部，所述第三套设部用于套设在所述电芯的极柱上，所述第三压套套设在所述第三套环上，且位于两个所述第三套设部之间，所述第三旋钮配合在所述第三压套上且能够压缩所述第三压套使得所述第三套环锁紧在所述电芯的极柱上，所述引出部与所述第三套环一体成型，且用于连接外部引线。

在一些更具体的实施例中，所述采样组件包括温度采样线，所述温度采样线的一端粘接在所述电芯的负极柱或者正极柱上。

本发明还公开了一种前文所述的大容量电池系统的组装方法，包括：

将两个电芯层叠设置且两个所述电芯之间设置导热绝缘片；

将绝缘导热垫放入U型支架内，并且将层叠设置的两个所述电芯放置在所述绝缘导热垫上，且在位于上方的所述电芯上方设置所述导热绝缘片以完成电池单元的组装；

将组装完成的多个所述电池单元沿竖直方向依次拼接以组装成电池组；

将流入支架、流出支架以及支撑支架分别拼接到所述电池组上，并且将多个电池组拼接相连；

将流入总管和流出总管安装到所述电池组的上方；

将流入支架与所述流入总管与所述U型支架上的进液管相连，将流出支架与所述流出总管与所述U型支架上的出液管相连；

在电池组沿其长度方向的一端，使用第一连接件将同一个所述电池单元内的沿竖直方向相邻设置的正极柱和负极柱相连，且将电压采样线连接在第一连接件上；

在电池组沿其长度方向的另一端，使用所述第一连接件将相邻的两个电池单元的沿竖直方向相邻设置的正极柱和负极柱相连，使用第二连接件将位于最下方的一排的所述电芯的极柱相连，且将电压采样线连接在所述第二连接件上，使用两个第三连接件分别将最上方一排的两端的电芯的极柱相连；

将温度采样线粘接在所述电芯的正极柱或负极柱上。

本发明的大容量电池系统的有益效果：冷却介质流通装置及U型支架中流通有冷却介质，使电芯的四周均流通有冷却介质，确保了各个电芯的散热效率基本相同，从而使得各个电池单元之间的温差较小，并且当有一个电池单元发生热失控时，由于U型支架的阻挡作用，不会引起热扩散，大幅度提高了系统的安全性。与此同时，电芯上面积较大的下表面通过绝缘导热垫与U型支架的内侧底壁相接触，有利于电芯的均匀散热。

本发明的大容量电池系统的组装方法的有益效果：由于沿电芯的厚度方向，相邻的两个U型支架拼接相连，沿电芯的宽度方向，U型支架与流入支架、流出支架以及支撑支架中的一个拼接相连，在组装过程中不需要安装螺丝等繁琐的小零件，组装效率较高，可靠性较高，并且还可以根据系统能量及电压的要求灵活设置电池单元以及电池组的数量，组装完成后的电池系统，冷却介质流通装置及U型支架中流通有冷却介质，使电芯的四周均流通有冷却介质，确保了各个电芯的散热效率基本相同，从而使得各个电池单元之间的温差较小。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本发明实施例的大容量电池系统的结构示意图；

图2为本发明实施例的大容量电池系统的另一方向结构示意图；

图3为本发明实施例的大容量电池系统的电池单元的示意图；

图4为本发明实施例的大容量电池系统的电池单元的爆炸图；

图5本发明实施例的大容量电池系统的冷却介质流通装置与U型支架的拼接结构示意图；

图6本发明实施例的大容量电池系统的冷却介质流通装置与U型支架另一个方向的拼接结构示意图；

图7为本发明实施例的大容量电池系统的电芯的结构示意图；

图8为本发明实施例的大容量电池系统的电芯的另一端的结构示意图；

图9为本发明实施例的大容量电池系统的拼接条的结构示意图；

图10为本发明实施例的大容量电池系统的第一连接件的结构示意图；

图11为本发明实施例的大容量电池系统的第二连接件的结构示意图；

图12为本发明实施例的大容量电池系统的第三连接件的结构示意图；

图13为本发明实施例的大容量电池系统的电压采样线及温度采样线的结构示意图；

图14为本发明实施例的另一个实施例的大容量电池系统的局部结构示意图。

附图标记：

1、电池组；11、电池单元；111、U型支架；1111、拼接凹槽；1112、进液管；1113、出液管；112、绝缘导热垫；113、电芯；1131、正极柱；1132、负极柱；114、导热绝缘片；

2、冷却介质流通装置；21、流入总管；22、流出总管；2301、拼接凸起；231、流入支架；232、流出支架；233、支撑支架；

3、拼接条；41、第一连接管；42、第一转接头；51、第二连接管；52、第二转接头；61、第三连接管；62、第三转接头；71、第四连接管；72、第四转接头；

8、第一连接件；81、第一套环；811、第一套设部；82、第一压套；83、第一旋钮；

9、第二连接件；91、连接本体；911、第二套环；9111、第二套设部；912、连接部；92、第二压套；93、第二旋钮；

10、第三连接件；101、第三套环；1011、第三套设部；102、第三压套；103、第三旋钮；104、引出部；

20、采样组件；201、电压采样线；2011、电压采样端子；202、温度采样线。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图14描述本发明实施例的大容量电池系统的具体结构。

本发明公开了一种大容量电池系统，如图1-图2所示，本实施例的大容量电池系统包括电池组1和冷却介质流通装置，电池组1为多个，每个电池组1包括多个电池单元11，每个电池单元11均包括U型支架111、绝缘导热垫112、电芯113，电芯113设在U型支架111内，绝缘导热垫112设在电芯113与U型支架111之间，U型支架111内设有冷却流道，冷却流道内流通有用于冷却电芯113的冷却介质，冷却介质流通装置包括流入总管21、流出总管22和多个支架模组，每个支架模组对应一个电池组1设置，每个支架模组均包括流入支架231、流出支架232和支撑支架233，流入支架231内设有流入腔体，流入腔体与对应设置的电池组1内的多个电池单元11的冷却流道相连；流出支架232内设有流出腔体，每个流出腔体与对应设置的电池组1内的多个电池单元11的冷却流道相连；其中：沿电芯113的厚度方向，相邻的两个U型支架111拼接相连，沿电芯113的宽度方向，U型支架111与流入支架231、流出支架232以及支撑支架233中的一个拼接相连。

可以连接的是，冷却介质流通装置及U型支架111中流通有冷却介质，使电芯113的四周均流通有冷却介质，确保了各个电芯113的散热效率基本相同，从而使得各个电池单元11之间的温差较小，并且当有一个电池单元11发生热失控时，由于U型支架111的阻挡作用，不会引起热扩散，大幅度提高了系统的安全性。与此同时，电芯113上面积较大的下表面通过绝缘导热垫112与U型支架111的内侧底壁相接触，有利于电芯113的均匀散热。此外，沿电芯113的厚度方向，相邻的两个U型支架111拼接相连，沿电芯113的宽度方向，U型支架111与流入支架231、流出支架232以及支撑支架233中的一个拼接相连，在组装过程中不需要安装螺丝等繁琐的小零件，组装效率较高，可靠性较高，并且还可以根据系统能量及电压的要求灵活设置电池单元11以及电池组1的数量，提升了本实施例的大容量电池系统的兼容性。

在一些实施例中，如图3、图5及图6所示，U型支架111的底壁、顶壁以及侧壁上均设有拼接凹槽1111，流入支架231、流出支架232以及支撑支架233上均设有与拼接凹槽1111的配合的拼接凸起2301；沿电芯113的厚度方向，相邻的两个U型支架111通过配合的拼接凹槽1111内的拼接条3拼接。可以理解的是，采用拼接凹槽1111和拼接凸起2301的方式，在组装过程中不需要安装螺丝等繁琐的小零件，组装效率较高，可靠性较高，确保了U型支架111与流入支架231、流出支架232以及支撑支架233的连接稳定性，相邻的两个U型支架111通过配合的拼接凹槽1111内的拼接条3拼接，组装效率较高，可靠性较高，确保了两个电池单元11之间的连接稳定性。

这里需要说明的是，在本发明的实施例中，拼接凸起2301、拼接凹槽1111的形状以及数量可以根据实际需要进行选择，拼接条3的形状可以根据拼接凹槽1111的形状确定。

在一些实施例中，如图5-图6所示，每个U型支架111上设有进液管1112和出液管1113，进液管1112和出液管1113分别位于U型支架111的斜对角；流入支架231上设有第一接头和多个第二接头，第一接头通过第一连接管41和第一转接头42与流入总管21相连，多个第二接头通过多个第二连接管51和多个第二转接头52与多个进液管1112一一对应连接。流出支架232上设有第三接头和多个第四接头，第三接头通过第三连接管61和第三转接头62与流出总管22相连，多个第四接头通过多个第四连接管71和多个第四转接头72与多个进液管1112一一对应连接。可以理解的是，采用连接管和连接头的连接方式，在实际操作过程中，只需要对应插接即可，操作非常方便，并且能够较好地保证密封性。多个第二接头通过多个第二连接管51和多个第二转接头52与多个进液管1112一一对应连接，且多个第四接头通过多个第四连接管71和多个第四转接头72与多个进液管1112一一对应连接，能够使得同一个流入支架231内的冷却液流入多个U型支架111，多个U型支架111的冷却流能够流入到同一个流出支架232上，一个电池组1无需设置多个流入支架231和多个流出支架232，简化了整个大容量电池系统的结构，降低了制造成本。

在一些实施例中，如图3-图4所示，每个电池单元11内设有至少两个沿电芯113的厚度方向层叠设置的电芯113，相邻的两个电芯113以及两个电池单元11之间均设有导热绝缘片114，大容量电池系统还包括连接组件和采样组件20，连接组件用于实现多个电池单元11的电连接以及多个电芯113的电连接。可以理解的是，每个电池单元11内设置至少两个电芯113能够提升电池单元11的容量，采用连接组件而不是直接采用导线连接，能够方便电芯113与电芯113之间的串联或者并联，采样组件20能够采集电芯113的电信号，从而在大容量电池系统工作过程中对电芯113进行实时监控，提升大容量电池系统的工作可靠性。

在一些具体的实施例中，如图1-图2所示，连接组件包括第一连接件8和第二连接件9，第一连接件8为多个且用于串联同一个电池单元11内相邻的两个电芯113，或者用于串联相邻的两个电池单元11，第二连接件9用于串联沿电芯113的宽度方向相邻的两个电池组1。可以理解的是，在实际工作过程中，可以制造多个第一连接件8和第二连接件9，作为大容量电池系统的标准件，这样在根据系统能量及电压的要求灵活设置电池单元11以及电池组1的数量，可以直接采用不同数量的第一连接件8和第二连接件9即可，这种采用标准的结构作为电芯113的电连接件，相比于现有技术中采用导线或者汇流排的方式更加方便灵活，提升了组装效率。

在一些更具体的实施例中，如图10所示，第一连接件8包括第一套环81、第一压套82和第一旋钮83，第一套环81上设有两个间隔设置的第一套设部811，第一套设部811用于套设在电芯113的极柱上，第一压套82套设在第一套环81上，且位于两个第一套设部811之间，第一旋钮83配合在第一压套82上且能够压缩第一压套82使得第一套环81锁紧在电芯113的极柱上。可以理解的是，在实际使用过程中，将第一套设部811套设在电芯113的极柱上，然后拧紧第一旋钮83压缩第一压套82，第一压套82被压缩的同时第一套设部811的内圈会变小，这样就能够将第一连接件8稳定性连接在电池单元11的极柱上，反之，在拆卸过程中只需要拧松第一旋钮83释放第一压套82，第一套设部811的内圈会变大，这样就能够轻松地将第一连接件8从极柱上取下来。

在一些更具体的实施例中，如图11所示，第二连接件9包括连接本体91、第二压套92和第二旋钮93，连接本体91包括一体成型的连接部912和第二套环911，第二套环911为多个，连接部912连接的相邻的两个第二套环911之间，每个第二套环911上设有两个间隔设置的第二套设部9111，第二套设部9111用于套设在电芯113的极柱上，第二压套92套设在第二套环911上，且位于两个第二套设部9111之间，第二旋钮93配合在第二压套92上且能够压缩第二压套92使得第二套环911锁紧在电芯113的极柱上。可以理解的是，在实际使用过程中，将第二套设部9111套设在电芯113的极柱上，然后拧紧第二旋钮93压缩第二压套92，第二压套92被压缩的同时第二套设部9111的内圈会变小，这样就能够将第二连接件9稳定性连接在电池单元11的极柱上，反之，在拆卸过程中只需要拧松第二旋钮93释放第二压套92，第二套设部9111的内圈会变大，这样就能够轻松地将第二连接件9从极柱上取下来。

在一些可选的实施例中，采样组件20包括电压采样线201，电压采样线201的一端上设有U型的电压采样端子2011，电压采样端子2011卡接在第一旋钮83或者第二旋钮93上。由此，第一旋钮83和第二旋钮93在拧紧过程中，不仅能够压缩第一压套82和第二压套92，还可以锁紧电压采样端子2011，提升第一连接件8和第二连接件9与极柱的连接稳定性的同时还能够提升电压采样线201与极柱的连接稳定性。

在一些具体的实施例中，连接组件还包括第三连接件10，第三连接件10为两个，两个第三连接件10分别用于大容量电池系统的正极引出以及负极引出；第三连接件10包括第三套环101、第三压套102、第三旋钮103和引出部104，第三套环101上设有两个间隔设置的第三套设部1011，第三套设部1011用于套设在电芯113的极柱上，第三压套102套设在第三套环101上，且位于两个第三套设部1011之间，第三旋钮103配合在第三压套102上且能够压缩第三压套102使得第三套环101锁紧在电芯113的极柱上，引出部104与第三套环101一体成型，且用于连接外部引线。可以理解的是，在实际使用过程中，将第三套设部1011套设在电芯113的极柱上，然后拧紧第三旋钮103压缩第三压套102，第三压套102被压缩的同时第三套设部1011的内圈会变小，这样就能够将第三连接件10稳定性连接在电池的极柱上，反之，在拆卸过程中只需要拧松第三旋钮103释放第三压套102，第三套设部1011的内圈会变大，这样就能够轻松地将第三连接件10从极柱上取下来。引出部104与第三套环101一体成型，且用于连接外部引线，这样就能够方便整个大容量电池系统的引出。

在一些更具体的实施例中，采样组件20包括温度采样线202，温度采样线202的一端粘接在电芯113的负极柱1132或者正极柱1131上。由此，确保了温度采样线202能够稳定地采集电芯113的温度。

可选的，负极柱1132或者正极柱1131上设有与温度采样线202配合的凹坑，这样能够确保温度采样线202与正极柱1131或者负极柱1132的连接稳定性，确保了温度采样线202能够稳定地采集电芯113的温度。

实施例一：

如图1-图13所示，本实施例的大容量电池系统包括电池组1、冷却介质流通装置、连接组件和采样组件20，电池组1为多个，每个电池组1包括三个电池单元11，每个电池单元11均包括U型支架111、绝缘导热垫112、两个电芯113和导热绝缘片114，两个叠设电芯113设在U型支架111内，其中一个电芯113的正极柱1131和另一个电芯113的负极柱1132位于电池单元11的同一侧。绝缘导热垫112设在电芯113与U型支架111之间，导热绝缘片114夹设在两个电芯113之间以及位于上方的电芯113的上表面上。

U型支架111内设有冷却流道以及与冷却流道连通的进液管1112和出液管1113，进液管1112和出液管1113分别位于U型支架111的斜对角，冷却流道内流通有用于冷却电芯113的冷却介质，冷却介质流通装置包括流入总管21、流出总管22和多个支架模组，每个支架模组对应一个电池组1设置，每个支架模组均包括流入支架231、流出支架232和支撑支架233，流入支架231内设有流入腔体以及和流入腔体连通的第一接头和三个第二接头，第一接头通过第一连接管41和第一转接头42与流入总管21相连，三个第二接头通过多个第二连接管51和多个第二转接头52与三个进液管1112一一对应连接；流出支架232上设有流出腔体以及和流出腔体连通的第三接头和多个第四接头，第三接头通过第三连接管61和第三转接头62与流出总管22相连，多个第四接头通过多个第四连接管71和多个第四转接头72与多个进液管1112一一对应连接。U型支架111的底壁、顶壁以及侧壁上均设有拼接凹槽1111，流入支架231、流出支架232以及支撑支架233上均设有与拼接凹槽1111的配合的拼接凸起2301；沿电芯113的厚度方向，相邻的两个U型支架111通过配合的拼接凹槽1111内的拼接条3拼接。

连接组件包括第一连接件8、第二连接件9和第三连接件10，第一连接件8包括第一套环81、第一压套82和第一旋钮83，第一套环81上设有两个间隔设置的第一套设部811，第一套设部811用于套设在电芯113的极柱上，第一压套82套设在第一套环81上，且位于两个第一套设部811之间，第一旋钮83配合在第一压套82上且能够压缩第一压套82使得第一套环81锁紧在电芯113的极柱上；第二连接件9包括连接本体91、第二压套92和第二旋钮93，连接本体91包括一体成型的连接部912和第二套环911，第二套环911为两个，连接部912连接的相邻的两个第二套环911之间，每个第二套环911上设有两个间隔设置的第二套设部9111，第二套设部9111用于套设在电芯113的极柱上，第二压套92套设在第二套环911上，且位于两个第二套设部9111之间，第二旋钮93配合在第二压套92上且能够压缩第二压套92使得第二套环911锁紧在电芯113的极柱上。第三连接件10包括第三套环101、第三压套102、第三旋钮103和引出部104，第三套环101上设有两个间隔设置的第三套设部1011，第三套设部1011用于套设在电芯113的极柱上，第三压套102套设在第三套环101上，且位于两个第三套设部1011之间，第三旋钮103配合在第三压套102上且能够压缩第三压套102使得第三套环101锁紧在电芯113的极柱上，引出部104与第三套环101一体成型，且用于连接外部引线。

采样组件20包括电压采样线201和温度采样线202，电压采样线201的一端上设有U型的电压采样端子2011，电压采样端子2011卡接在第一旋钮83或者第二旋钮93上。温度采样线202的一端粘接在电芯113的负极柱1132或者正极柱1131上。

实施例二：

如图14所示，本实施例的大容量电池系统的结构与实施例一大致相同，所不同的是，本实施例的大容量电池具有三个电池组1，每个电池组1包括十六个电池单元11。

本实施例的大容量电池系统的优点如下：

第一：电芯113上面积较大的下表面通过绝缘导热垫112与U型支架111的内侧底壁相接触，电芯113上面积较大的上表面通过导热绝缘片114与U型支架111的外侧底壁相接触，且两个电芯113之间设有导热绝缘片114，有利于电芯113的均匀散热；

第二：冷却介质流通装置及U型支架111中采用水作为传热介质，使电芯113的四周均流通有冷却介质，确保了各个电芯113的散热效率基本相同，从而使得各个电池单元11之间的温差较小，并且当有一个电池单元11发生热失控时，由于U型支架111的阻挡作用，不会引起热扩散，大幅度提高了系统的安全性；

第三：U型支架111的底壁、顶壁以及侧壁上均设有拼接凹槽1111，流入支架231、流出支架232以及支撑支架233上均设有与拼接凹槽1111的配合的拼接凸起2301；沿电芯113的厚度方向，相邻的两个U型支架111通过配合的拼接凹槽1111内的拼接条3拼接，在组装过程中不需要安装螺丝等繁琐的小零件，组装效率较高，且可靠性较高好。

第四：通过第一连接件8、第二连接件9以及第三连接件10的设置，电池单元11之间可任意串并联，电池单元11的行与列可根据系统能量及电压的要求灵活扩展，提升了本实施例的大容量电池系统的兼容性；

第五：U型支架111上设有进液管1112和出液管1113，流入支架231上设有第一接头和第二接头，流出支架232上设有第三接头和第四接头，采用快插式接头的方式实现U型支架111与流入支架231以及流出支架232的连接、流入支架231与流入总管21的连接以及流出支架232与流出总管22的连接，方便组装。

本实施例的大容量电池系统的组装方法，包括：

第一步：将两个电芯113层叠设置且两个电芯113之间设置导热绝缘片114；具体来说，在一个电芯113的上表面放置导热绝缘片114，再把另一个电芯113放置在导热绝缘片114之上，且与第一只电芯113的四边对齐，且两只电芯113放置的极柱方向相反。

第二步：将绝缘导热垫112放入U型支架111内，并且将层叠设置的两个电芯113放置在绝缘导热垫112上，且在位于上方的电芯113上方设置导热绝缘片114以完成电池单元11的组装；

第三步：将组装完成的多个电池单元11沿竖直方向依次拼接以组装成电池组1；具体来说，将组装完成的多个电池单元11沿竖直方向层叠设置，上层的U型支架111的拼接凹槽1111与下层U型支架111的拼接凹槽1111相对并形成孔道，在孔道中穿入拼接条3，完成对上下相邻的两个U型支架111进行固定；

第四步：将流入支架231、流出支架232以及支撑支架233分别拼接到电池组1上，并且将多个电池组1拼接相连；具体来说，直接将流入支架231、流出支架232以及支撑支架233上的拼接凸起2301直接拼接到U型支架111的左侧或者右侧的拼接凹槽1111内，将拼接完成的多个电池组1沿电芯113的宽度方向依次排布，然后将一个电池组1上的流入支架231或者流出支架232直接拼接到另一个电池组1的U型支架111上；

第五步，将流入总管21和流出总管22安装到电池组1的上方；

第六步：将流入支架231与流入总管21与U型支架111上的进液管1112相连，将流出支架232与流出总管22与U型支架111上的出液管1113相连；具体来说，第一接头使用第一连接管41和第一转接头42与流入总管21相连，第二接头使用第二连接管51和第二转接头52与进液管1112相连；第三接头使用第三连接管61和第三转接头62与流出总管22相连，第四接头使用第四连接管71和第四转接头72与出液管1113相连；

第七步：相连在电池组1沿其长度方向的一端，使用第一连接件8将同一个电池单元11内的沿竖直方向相邻设置的正极柱1131和负极柱1132相连，且将电压采样线201连接在第一连接件8上；具体来说，将第一套设部811套设在沿竖直方向相邻设置的正极柱1131和负极柱1132相连，且将电压采样端子2011卡接在第一旋钮83，然后旋转第一旋钮83谁第一套设部811与正极柱1131或者负极柱1132抱紧，并且锁死电压采样端子2011。

第八步：在电池组1沿其长度方向的另一端，使用第一连接件8将相邻的两个电池单元11的沿竖直方向相邻设置的正极柱1131和负极柱1132相连，使用第二连接件9将位于最下方的一排的电芯113的极柱相连，且将电压采样线201连接在第二连接件9上，使用两个第三连接件10分别将最上方一排的两端的电芯113的极柱相连；具体来说，将第二套设部9111套设在对应的极柱上，且将电压采样端子2011卡接在第二旋钮93，然后旋转第二旋钮93使得第二套设部9111与极柱抱紧，并且锁死电压采样端子2011。将第三套设部1011套设在对应的极柱上，然后旋转第三旋钮103使得第三套设部1011与极柱抱紧；

第九步：将温度采样线202粘接在电芯113的正极柱1131或负极柱1132上，以完成组装。

本实施例的大容量电池系统的拆卸步骤，包括：

第一步：将温度采样线202、第一连接件8、第二连接件9、第三连接件10以及电压采样线201均拆下；

第二步：切断流入总管21与外部冷源回见的阀门，将流入总管21、流出总管22、流入支架231以及流出支架232中的冷却介质排出：

第三步：拆除第二连接管51、第二转接头52、第四连接管71和第四转接头72，断开流入支架231与U型支架111、以及流出支架232与U型支架111的液体流路；

第四步：拆除第一连接管41、第一转接头42、第三连接管61和第三转接头62，断开流入支架231与流入主管、以及流出支架232与流出主管的液体流路；

第五步：用工具敲击流入支架231和流出支架232，使得拼接凸起2301从拼接凹槽1111中脱出；

第六步：使用专用工具拔出拼接条3将多个电池单元11拆散；

第七步；取出每个电池单元11的电芯113，完成拆卸。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.大容量电池系统，其特征在于，包括：

电池组(1)，所述电池组(1)为多个，每个所述电池组(1)包括多个电池单元(11)，每个所述电池单元(11)均包括U型支架(111)、绝缘导热垫(112)、电芯(113)，所述电芯(113)设在所述U型支架(111)内，所述绝缘导热垫(112)设在所述电芯(113)与所述U型支架(111)之间，所述U型支架(111)内设有冷却流道，所述冷却流道内流通有用于冷却所述电芯(113)的冷却介质；

冷却介质流通装置，所述冷却介质流通装置包括流入总管(21)、流出总管(22)和多个支架模组，每个所述支架模组对应一个所述电池组(1)设置，每个所述支架模组均包括流入支架(231)、流出支架(232)和支撑支架(233)，所述流入支架(231)内设有流入腔体，所述流入腔体与对应设置的所述电池组(1)内的多个所述电池单元(11)的所述冷却流道相连；所述流出支架(232)内设有流出腔体，每个所述流出腔体与对应设置的所述电池组(1)内的多个所述电池单元(11)的所述冷却流道相连；其中：

沿所述电芯(113)的厚度方向，相邻的两个所述U型支架(111)拼接相连，沿所述电芯(113)的宽度方向，所述U型支架(111)与所述流入支架(231)、所述流出支架(232)以及所述支撑支架(233)中的一个拼接相连。

2.根据权利要求1所述的大容量电池系统，其特征在于，所述U型支架(111)的底壁、顶壁以及侧壁上均设有拼接凹槽(1111)，所述流入支架(231)、所述流出支架(232)以及所述支撑支架(233)上均设有与所述拼接凹槽(1111)配合的拼接凸起(2301)；

沿所述电芯(113)的厚度方向，相邻的两个所述U型支架(111)通过配合的所述拼接凹槽(1111)内的拼接条(3)拼接。

3.根据权利要求1所述的大容量电池系统，其特征在于，每个所述U型支架(111)上设有进液管(1112)和出液管(1113)，所述进液管(1112)和所述出液管(1113)分别位于所述U型支架(111)的斜对角；

所述流入支架(231)上设有第一接头和多个第二接头，所述第一接头通过第一连接管(41)和第一转接头(42)与所述流入总管(21)相连，多个所述第二接头通过多个第二连接管(51)和多个第二转接头(52)与多个所述进液管(1112)一一对应连接；

所述流出支架(232)上设有第三接头和多个第四接头，所述第三接头通过第三连接管(61)和第三转接头(62)与所述流出总管(22)相连，多个所述第四接头通过多个第四连接管(71)和多个第四转接头(72)与多个所述进液管(1112)一一对应连接。

4.根据权利要求1所述的大容量电池系统，其特征在于，每个所述电池单元(11)内设有至少两个沿所述电芯(113)的厚度方向层叠设置的所述电芯(113)，相邻的两个所述电芯(113)以及两个所述电池单元(11)之间均设有导热绝缘片(114)，所述大容量电池系统还包括连接组件和采样组件(20)，所述连接组件用于实现多个所述电池单元(11)的电连接以及多个所述电芯(113)的电连接。

5.根据权利要求4所述的大容量电池系统，其特征在于，所述连接组件包括：

第一连接件(8)，所述第一连接件(8)为多个且用于串联同一个所述电池单元(11)内相邻的两个所述电芯(113)，或者用于串联沿相邻的两个所述电池单元(11)；

第二连接件(9)，所述第二连接件(9)用于串联沿所述电芯(113)的宽度方向相邻的两个所述电池组(1)。

6.根据权利要求5所述的大容量电池系统，其特征在于，所述第一连接件(8)包括第一套环(81)、第一压套(82)和第一旋钮(83)，所述第一套环(81)上设有两个间隔设置的第一套设部(811)，所述第一套设部(811)用于套设在所述电芯(113)的极柱上，所述第一压套(82)套设在所述第一套环(81)上，且位于两个所述第一套设部(811)之间，所述第一旋钮(83)配合在所述第一压套(82)上且能够压缩所述第一压套(82)使得所述第一套环(81)锁紧在所述电芯(113)的极柱上；所述第二连接件(9)包括连接本体(91)、第二压套(92)和第二旋钮(93)，所述连接本体(91)包括一体成型的连接部(912)和第二套环(911)，所述第二套环(911)为多个，所述连接部(912)连接的相邻的两个所述第二套环(911)之间，每个所述第二套环(911)上设有两个间隔设置的第二套设部(9111)，所述第二套设部(9111)用于套设在所述电芯(113)的极柱上，所述第二压套(92)套设在所述第二套环(911)上，且位于两个所述第二套设部(9111)之间，所述第二旋钮(93)配合在所述第二压套(92)上且能够压缩所述第二压套(92)使得所述第二套环(911)锁紧在所述电芯(113)的极柱上。

7.根据权利要求6所述的大容量电池系统，其特征在于，所述采样组件(20)包括电压采样线(201)，所述电压采样线(201)的一端上设有U型的电压采样端子(2011)，所述电压采样端子(2011)卡接在所述第一旋钮(83)或者所述第二旋钮(93)上。

8.根据权利要求4所述的大容量电池系统，其特征在于，所述连接组件还包括第三连接件(10)，所述第三连接件(10)为两个，两个所述第三连接件(10)分别用于所述大容量电池系统的正极引出以及负极引出；

所述第三连接件(10)包括第三套环(101)、第三压套(102)、第三旋钮(103)和引出部(104)，所述第三套环(101)上设有两个间隔设置的第三套设部(1011)，所述第三套设部(1011)用于套设在所述电芯(113)的极柱上，所述第三压套(102)套设在所述第三套环(101)上，且位于两个所述第三套设部(1011)之间，所述第三旋钮(103)配合在所述第三压套(102)上且能够压缩所述第三压套(102)使得所述第三套环(101)锁紧在所述电芯(113)的极柱上，所述引出部(104)与所述第三套环(101)一体成型，且用于连接外部引线。

9.根据权利要求6所述的大容量电池系统，其特征在于，所述采样组件(20)包括温度采样线(202)，所述温度采样线(202)的一端粘接在所述电芯(113)的负极柱(1132)或者正极柱(1131)上。

10.如权利要求1-9中任一项所述的大容量电池系统的组装方法，其特征在于，包括：

将两个电芯(113)层叠设置且两个所述电芯(113)之间设置导热绝缘片(114)；

将绝缘导热垫(112)放入U型支架(111)内，并且将层叠设置的两个所述电芯(113)放置在所述绝缘导热垫(112)上，且在位于上方的所述电芯(113)上方设置所述导热绝缘片(114)以完成电池单元(11)的组装；

将组装完成的多个所述电池单元(11)沿竖直方向依次拼接以组装成电池组(1)；

将流入支架(231)、流出支架(232)以及支撑支架(233)分别拼接到所述电池组(1)上，并且将多个所述电池组(1)拼接相连；

将流入总管(21)和流出总管(22)安装到所述电池组(1)的上方；

将所述流入支架(231)与所述流入总管(21)与所述U型支架(111)上的进液管(1112)相连，将所述流出支架(232)与所述流出总管(22)与所述U型支架(111)上的出液管(1113)相连；

在所述电池组(1)沿其长度方向的一端，使用第一连接件(8)将同一个所述电池单元(11)内的沿竖直方向相邻设置的正极柱(1131)和负极柱(1132)相连，且将电压采样线(201)连接在所述第一连接件(8)上；

在所述电池组(1)沿其长度方向的另一端，使用所述第一连接件(8)将相邻的两个所述电池单元(11)的沿竖直方向相邻设置的所述正极柱(1131)和所述负极柱(1132)相连，使用第二连接件(9)将位于最下方的一排的所述电芯(113)的极柱相连，且将所述电压采样线(201)连接在所述第二连接件(9)上，使用两个第三连接件(10)分别将最上方一排的两端的所述电芯(113)的极柱相连；

将温度采样线(202)粘接在所述电芯(113)的所述正极柱(1131)或所述负极柱(1132)上。

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