CN115954576A - 一种液冷储能电池包 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液冷储能电池包，所述的电池包包括上盖、电池模组、液冷板、前端板、底板和后端板；所述的电池模组侧面设置均温板，用于带出电池热量到侧面；所述的上盖置于电池模组上方；所述的液冷板为两个，分别与电池模组两侧的均温板连接，用于通过冷却液带走电池模组热量；所述的前端板与电池模组的前端连接，用于约束电池模组；所述的底板放置于电池模组下表面，用于支撑电池模组的重量；所述的后端板与电池模组的后端连接，用于约束电池模组；所述的上盖、液冷板、前端板、底板和后端板固定为一个将电池模组包裹住的框体结构。与现有技术相比，本发明具有有效控制温差、结构简单、成本低、散热效果好等优点。

Description

一种液冷储能电池包

技术领域

本发明涉及一种电池包，尤其是涉及一种液冷储能电池包。

背景技术

随着新能源行业的发展，锂电池成为汽车的主要动力来源。而电池包是作为锂电池应用的基本单元，主要用来实现锂电池的固定和连接等。在电池包工作时，往往会产生较大的热量，如不进行散热，则会对其造成损坏，以及带来安全风险。

现有的电池包冷却主要有自然散热、风冷和液冷三种，其中液冷的效果最好。当前液冷电池包的液冷方式大都以底部液冷为主，对于方形电芯在电芯高度方向上(电芯极柱与电芯壳体底部)温差较大，随着高度的增加，如市场常见的280Ah(174X74X204宽厚高)，若继续采用底部液冷方式，则顶部和底部会存在7-10℃温差，单体电芯顶部和底部的温差对电芯的循环寿命及安全性产生较大的影响，且当前市场上Pack(电池组)主要由模组、液冷系统、箱体等关键零部件组成，结构较复杂，成本较高。

因此，研究一种结构简单、成本较低、冷却效果好的液冷电池组具有非常重大的意义。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种液冷储能电池包。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种液冷储能电池包，所述的电池包包括上盖、电池模组、液冷板、前端板、底板和后端板；所述的电池模组侧面设置均温板，用于带出电池热量到侧面；所述的上盖置于电池模组上方；所述的液冷板为两个，分别与电池模组两侧的均温板连接，用于通过冷却液带走电池模组热量；所述的前端板与电池模组的前端连接，用于约束电池模组；所述的底板放置于电池模组下表面，用于支撑电池模组的重量；所述的后端板与电池模组的后端连接，用于约束电池模组；所述的上盖、液冷板、前端板、底板和后端板固定为一个将电池模组包裹住的框体结构。

进一步地，所述的液冷板和均温板之间设置导热结构，用于充分接触并传导热量。

进一步地，所述的前端板上设置前面板，用于电池模组的高压连接器和通讯接插件安装；所述的前面板和前端板通过密封条或密封胶密封连接。

进一步地，所述的液冷板上设置用于冷却液进入的进水口和冷却液流出的出水口。

进一步地，所述的前端板与电池模组的前端之间以及后端板与电池模组的后端之间均设置弹性元件，用于消除电池模组的长度偏差。

进一步地，所述的上盖与电池模组之间设置密封条，用于密封；所述的底板与电池模组之间也设置用于密封的密封条。

进一步地，所述的上盖、液冷板、前端板、底板和后端板的固定方式包括螺栓固定、铆接或焊接。

进一步地，所述的电池模组还包括多个组合在一起的电芯和导热垫；所述的导热垫粘附于电芯的侧面，并与均温板连接，用于电芯与均温板充分接触；所述的液冷板4放置在电芯侧面；所述的导热垫为导热系数0.5-3W/mK的导热垫。

进一步地，所述的均温板为内部具备微通道，并灌注相变工质的均温板。

进一步地，述的液冷板为导热系数为40-415W/mK的金属材料制成的水冷板；所述的底板为金属材料制成的底板。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

一、本发明通过在电池模组侧方布置液冷板与均温板接触将电芯的热量带走，在大倍率1C连续充放电下可将电池模组温差控制在3-5℃以内，冷却散热的效果更好。

二、本发明通过在电芯间布置高传热密度、高导热性能和高均温特性的均温板，将电芯各向温差有效均温平衡，使电芯上下温差由6-10℃减小至2℃以内。

三、本发明结构进一步简化电池包结构，侧边液冷板同时也作为箱体结构件，两侧端板既作为控制电池模组膨胀力的结构件同时也作为箱体的结构件，结构更简单，更加集成，可有效降低成本，提高电池包的空间利用率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的电芯示意图；

图3为本发明的成品示意图。

图中标号所示为：

1、上盖，2、电池模组，201、电芯，202、导热垫，203、均温板，3、导热结构，4、液冷板，5、前面板，6、前端板，7、底板，8、后端板，9、弹性元件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

如图1～3所示，一种液冷储能电池包，所述的电池包包括上盖1、电池模组2、导热结构3、液冷板4、前面板5、前端板6、底板7、后端板8、弹性元件9；所述的电池模组2包括多个组合在一起的电芯201、导热垫202和均温板203；所述的均温板203设置在电池模组2的侧面，通过导热垫202与电芯201的侧面充分接触，用于带出热量，将电芯201的各向温差有效均温；均温板203内部具备微通道，并灌注相变工质，具备高传热密度、高导热性能和高均温特性，传热密度可达600W/cm²～1000W/cm²，导热系数可达4000～10000W/m·K，可实现长距离的温差控制在1℃以内；所述的导热垫202粘附于电芯201的侧面，并与均温板203连接；导热胶202在装配时通过液冷板4挤压，使电芯201与均温板203充分接触，减小热阻；导热胶202具备导热性能，导热系数为0.5-3W/mK，可根据电池模组2的充放电倍率选型，将电芯201侧面热量传导至均温板203。

所述的上盖1置于电池模组2上表方，二者之间设置密封条，用于实现密封；所述的液冷板4为两个，为采用导热系数为40-415W/mK的金属材料制成的水冷板，放置在电芯201两侧，分别与电池模组2两侧的均温板203连接，用于通过冷却液带走电池模组2的热量；液冷板4上分别有进水口和从出水口，左右两块液冷板4可根据系统的工况决定水流走向是并联还是串联形式；所述的液冷板4和均温板203之间设置导热结构3，用于充分接触并传导热量；所述的前端板6与电池模组2的前端连接，用于约束电池模组2，前端板6通过结构设计可用于固定电池管理系统、铜排、线束和熔断器等；所述的底板7放置于电池模组2下表面，并通过密封条密封，底板7可以是金属底板或者液冷底板，用于支撑电池模组2重量；所述的后端板8与电池模组2的后端连接，用于约束电池模组2；所述的前端板6上设置前面板5，用于电池模组2的高压连接器和通讯接插件安装；所述的前面板5和前端板6通过密封条或密封胶密封连接，确保电池包满足IP67要求；所述的前端板6与电池模组2的前端之间以及后端板8与电池模组2的后端之间均设置弹性元件9，用于吸收电芯201单体公差导致的电池模组2长度偏差，确保液冷板4与前端板6和后端板8的装配，同时起到隔热作用，避免电池模组2两端电芯201由于端板散热导致电池包内温差进一步拉大。所述的上盖1、液冷板4、前端板6、底板7和后端板8通过螺栓、铆接或焊接方式固定为一个将电池模组2包裹住的框体结构，与电池模组2接触，用于承受电芯201循环末期膨胀力，并约束电池2模组，避免因电芯201重量过大导致电芯201脱落；框体结构的连接部位均设置密封胶，确保电池包满足IP67要求。

本发明的电池包组装时，首先将电芯201与均温板203通过导热胶202，根据系统串并联数量堆叠；堆叠完成后，在电池模组2两端放置弹性元件9，再将前端板6和后端板8分别放置在电池模组2两端，通过挤压机挤压到要求尺寸；在电池模组2两侧安装导热结构3和液冷板4，并在下表面安装底板7，底板7与电芯201底部可采用结构胶或者导热结构胶粘结，进一步提升刚度；最后在电池模组2上表面放置上盖1；上盖1、液冷板4、前端板6、底板7和后端板8通过螺栓、铆接或焊接方式固定，完成电池包组装。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种液冷储能电池包，其特征在于，所述的电池包包括上盖(1)、电池模组(2)、液冷板(4)、前端板(6)、底板(7)和后端板(8)；所述的电池模组(2)侧面设置均温板(203)，用于带出电池热量到侧面；所述的上盖(1)置于电池模组(2)上方；所述的液冷板(4)为两个，分别与电池模组(2)两侧的均温板(203)连接，用于通过冷却液带走电池模组(2)热量；所述的前端板(6)与电池模组(2)的前端连接，用于约束电池模组(2)；所述的底板(7)放置于电池模组(2)下表面，用于支撑电池模组(2)的重量；所述的后端板(8)与电池模组(2)的后端连接，用于约束电池模组(2)；所述的上盖(1)、液冷板(4)、前端板(6)、底板(7)和后端板(8)固定为一个将电池模组(2)包裹住的框体结构。

2.根据权利要求1所述的一种液冷储能电池包，其特征在于，所述的液冷板(4)和均温板(203)之间设置导热结构(3)，用于充分接触并传导热量。

3.根据权利要求1所述的一种液冷储能电池包，其特征在于，所述的前端板(6)上设置前面板(5)，用于电池模组(2)的高压连接器和通讯接插件安装；所述的前面板(5)和前端板(6)通过密封条或密封胶密封连接。

4.根据权利要求1所述的一种液冷储能电池包，其特征在于，所述的液冷板(4)上设置用于冷却液进入的进水口和冷却液流出的出水口。

5.根据权利要求1所述的一种液冷储能电池包，其特征在于，所述的前端板(6)与电池模组(2)的前端之间以及后端板(8)与电池模组(2)的后端之间均设置弹性元件(9)，用于消除电池模组(2)的长度偏差。

6.根据权利要求1所述的一种液冷储能电池包，其特征在于，所述的上盖(1)与电池模组(2)之间设置密封条，用于密封；所述的底板(7)与电池模组(2)之间也设置用于密封的密封条。

7.根据权利要求1所述的一种液冷储能电池包，其特征在于，所述的上盖(1)、液冷板(4)、前端板(6)、底板(7)和后端板(8)的固定方式包括螺栓固定、铆接或焊接。

8.根据权利要求1所述的一种液冷储能电池包，其特征在于，所述的电池模组(2)还包括多个组合在一起的电芯(201)和导热垫(202)；所述的导热垫(202)粘附于电芯(201)的侧面，并与均温板(203)连接，用于电芯(201)与均温板(203)充分接触；所述的液冷板4放置在电芯(201)侧面；所述的导热垫(202)为导热系数0.5-3W/mK的导热垫。

9.根据权利要求1所述的一种液冷储能电池包，其特征在于，所述的均温板(203)为内部具备微通道，并灌注相变工质的均温板。

10.根据权利要求1所述的一种液冷储能电池包，其特征在于，所述的液冷板(4)为导热系数为40-415W/mK的金属材料制成的水冷板；所述的底板(7)为金属材料制成的底板。

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