CN116505121A - 一种风冷电池模块 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种风冷电池模块，包括：底板以及设于底板上的第一电池组和第二电池组，第一电池组和第二电池组均包括多个堆叠设置的电芯；第一腔道，设于第一电池组和第二电池组之间；第二腔道，设于相邻电芯之间，第二腔道与第一腔道和外界相连通；风机，设于底板上风机能够从第一腔道抽风，以使得外界冷空气经过第二腔道进入第一腔道后被抽出。上述风冷电池模块以相连通的第一腔道和第二腔道作为空气流通路径，并将第二腔道与外界相连通，这使得外界冷空气能够有效的穿过电芯间的间隙，与电芯表面进行充分热交换并带走电芯产生的热量，从而可以避免因电芯温升和温差过大而影响电芯性能，有利于提升风冷电池模块的使用寿命。

Description

一种风冷电池模块
技术领域
本申请属于电池技术领域，具体涉及一种风冷电池模块。
背景技术
目前，市场上的风冷储能系统电池模块采用单独风扇对模块内部的电池模组进行散热的散热方式。通常散热进风口预留在模块后侧，其中组成电池模组的电芯之间留有4-5mm间隙，用以形成空气流动热交换区域。由于风冷储能系统电池模块箱体和电池模组之间的距离在25mm左右，模组之间并列间隙15mm左右，电池模块风扇工作时，环境中的冷空气不能有效的穿过电芯间的散热缝隙，不能和电芯表面进行充分热交换，带走电芯产生的热量，导致电芯温升和温差都较大，影响电芯性能，进而影响风冷储能系统使用寿命。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种风冷电池模块。
本申请实施例提供一种风冷电池模块，包括：底板以及设于底板上的第一电池组和第二电池组，所述第一电池组和所述第二电池组均包括多个堆叠设置的电芯；第一腔道，设于所述第一电池组和所述第二电池组之间；第二腔道，设于相邻所述电芯之间，所述第二腔道的第一端与所述第一腔道相连通，所述第二腔道的第二端与外界相连通；风机，设于所述底板上并位于所述第一腔道的第一端，所述风机能够从所述第一腔道抽风，以使得外界冷空气经过所述第二腔道进入所述第一腔道后被抽出。
在一些可选实施方案中，所述风冷电池模块为无箱盖结构。
在一些可选实施方案中，所述风冷电池模块还包括第一封装板；所述第一封装板设于所述第一电池组和所述第二电池组上，所述第一封装板与所述第一电池组、所述第二电池组和所述底板围护形成所述第一腔道。
在一些可选实施方案中，所述风冷电池模块还包括第二封装板；所述第二封装板设于所述第一封装板和所述底板之间并密封所述第一腔道的第二端。
在一些可选实施方案中，所述风冷电池模块还包括安装板；所述安装板位于所述第一腔道的第一端并与所述底板连接固定，所述安装板上安装有所述风机。
在一些可选实施方案中，所述安装板和所述第一腔道的第一端之间具有间隙。
在一些可选实施方案中，所述安装板和所述第一腔道的第一端之间设置有转接管，所述转接管的第一端与所述风机的进风侧相连通，所述转接管的第二端与所述第一腔道的第一端相连通。
在一些可选实施方案中，所述第一电池组和所述第二电池组均包括多个散热板，多个所述散热板和多个所述电芯间隔交替设置；所述散热板内设置有所述第二腔道。
在一些可选实施方案中，所述散热板的材质为以下材质中的一种：耐热钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢、镍基合金、哈氏合金和铝合金。
在一些可选实施方案中，所述第二腔道内设置有多个隔板，多个所述隔板用于将所述第二腔道分隔成多个子腔道，且每个所述子腔道均与所述第一腔道及外界相连通。
本申请的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
本申请实施例提供的风冷电池模块，以相连通的第一腔道和第二腔道作为空气流通路径，并将第二腔道与外界相连通，这使得在抽风散热的过程中，外界冷空气能够有效的穿过电芯间的间隙，与电芯表面进行充分热交换并带走电芯产生的热量，从而可以避免因电芯温升和温差过大而影响电芯性能，有利于提升风冷电池模块的使用寿命。
附图说明
图1是本申请实施例所提供的风冷电池模块的结构示意图；
图2是本申请实施例所提供的风冷电池模块的剖视图；
图3是本申请实施例所提供的风冷电池模块的分解图；
图4是本申请实施例所提供的散热板的结构示意图；
图中，10、底板；20、第一电池组；30、第二电池组；31、电芯；32、散热板；33、隔板；40、风机；50、第一封装板；60、第二封装板；70、安装板；71、抽风口；80、转接管；100、第一腔道；200、第二腔道。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
图1示出了本申请实施例所提供的一种风冷电池模块的结构示意图。图2示出了本申请实施例所提供的一种风冷电池模块的空气流向图。图3示出了本申请实施例所提供的一种风冷电池模块的分解图。
如图1、图2、图3所示，本申请实施例提供的风冷电池模块，包括底板10、风机40以及设于底板10上的第一电池组20和第二电池组30。所述第一电池组20和所述第二电池组30均包括多个堆叠设置的电芯31。所述第一电池组20和所述第二电池组30之间设有第一腔道100。相邻所述电芯31之间设有第二腔道200。所述第二腔道200的第一端与所述第一腔道100相连通，所述第二腔道200的第二端与外界相连通。所述风机40设于所述底板10上并位于所述第一腔道100的第一端，所述风机40能够从所述第一腔道100抽风，以使得外界冷空气经过所述第二腔道200进入所述第一腔道100后被抽出。也就是说，该风冷电池模块以相连通的第一腔道100和第二腔道200作为空气流通路径，并将第二腔道200与外界相连通，这使得在抽风散热的过程中，外界冷空气能够有效的穿过电芯31间的间隙，与电芯31表面进行充分热交换并带走电芯31产生的热量，从而可以避免因电芯31温升和温差过大而影响电芯31性能，有利于提升风冷电池模块的使用寿命。
在本实施例中，所述第一电池组20和所述第二电池组30设置在所述底板10的上表面。具体地，所述第一电池组20和所述第二电池组30沿第一方向并列设置，所述电芯31沿第二方向间隔布置，所述第一方向和所述第二方向均平行于所述底板10的上表面，且所述第一方向和所述第二方向相互垂直。
应理解，本申请实施例提供的底板10需要承载相当重量的电池组，因此，该底板10应为具有一定结构强度的结构件。例如，本申请实施例提供的所述底板10可采用金属或者合金材质等。
需要说明的是，上述第一电池组20和第二电池组30的设置方式，可根据实际要求具体设置，而不限于上述讨论的方式。
在一些可选实施例中，所述风冷电池模块为无箱盖结构，这使得电池组能够暴露在外界环境中，这使得电池组可以与外界冷空气充分接触，进行热交换，同时，还可以避免因设置箱盖而产生的小范围内与外部环境的隔离区域，影响电池模块的热交换效率。
在一些可选实施例中，所述第一腔道100可以由风冷电池模块的内部结构围护而成，这样可以节省相应的构件，降低成本，并且还可以节省安装空间。
示例性的，所述风冷电池模块包括第一封装板50，所述第一封装板50设于所述第一电池组20和所述第二电池组30上，且所述第一封装板50与所述第一电池组20、所述第二电池组30和所述底板10围护形成所述第一腔道100。
在设置第一腔道100时，可以先将所述第一电池组20和所述第二电池组30安装在底板10的上表面，再将所述第一封装板50安装在所述第一电池组20的上表面和所述第二电池组30的上表面，从而围护形成所述第一腔道100。在安装时，可以通过螺纹连接件、卡扣、铆钉等不同的连接件固定连接，或者还可通过焊接、粘接等不同的连接方式进行连接，在本申请实施例中不做具体限定。
在具体实施中，所述第一封装板50与所述第一电池组20、所述第二电池组30和所述底板10之间相互接触的位置可以设置密封件，例如硅胶垫等，以保证连接位置的密封性。
进一步地，所述第一腔道100的部分进气端口设置封装结构，利用封装结构封堵所述第一腔道100的部分进气端口，以避免因外界冷空气直接进入第一腔道100而影响进入所述第二腔道200中的气体流量。
示例性的，所述风冷电池模块包括第二封装板60，所述第二封装板60设于所述第一封装板50和所述底板10之间并对所述第一腔道100的第二端进行密封，用于阻止外界冷空气从所述第一腔道100的第二端进入。其中，所述第一腔道100的第二端为与所述第一腔道100的第一端相对的一端。
在设置第二封装板60时，可以先将所述第二封装板60的一侧紧贴所述第一腔道100的第二端，然后将所述第二封装板60的两端(例如上下两端)分别与所述第一封装板50和所述底板10连接固定，从而实现对所述第一腔道100的第二端的密封。在连接固定时，可以通过螺纹连接件、卡扣、铆钉等不同的连接件固定连接，或者还可通过焊接、粘接等不同的连接方式进行连接，在本申请实施例中不做具体限定。
在具体实施中，所述第二封装板60与所述第一电池组20、所述第二电池组30和所述底板10之间相互接触的位置可以设置密封件，例如硅胶垫等，以保证连接位置的密封效果。
在其他可选实施例中，所述第一腔道100还可以由具有腔道空间的结构件提供。
在一些可选实施例中，所述风机40通过安装件安装在所述底板10上。
示例性的，所述风冷电池模块包括安装板70，所述安装板70位于所述第一腔道100的第一端并与所述底板10连接固定，所述安装板70上安装有所述风机40。
具体地，所述安装板70的背向所述第一腔道100的一侧安装有所述风机40。相应的，所述安装板70上设置有与所述风机40的进风侧相连通的抽风口71，以使所述风机40通过所述抽风口71与所述第一腔道100的第一端相连通。
在设置安装板70时，可以将所述安装板70的下端与所述底板10的侧面或者上表面进行连接固定。在连接固定时，可以通过螺纹连接件、卡扣、铆钉等不同的连接件固定连接，或者还可通过焊接、粘接等不同的连接方式进行连接，在本申请实施例中不做具体限定。
需要说明的是，所述安装板70还可以用于安装其他构件，例如开关结构、显示面板、指示灯和提拉把手等。
在一些可选实施例中，所述安装板70和所述第一腔道100的第一端之间具有间隙，这样可以避免因安装板70覆盖电池组部分区域而使该部分区域无法与外界冷空气接触，从而影响电池模块的热交换效率。
示例性的，所述安装板70和所述第一腔道100之间的间隙为15-50mm。例如，所述安装板70和所述第一腔道100之间的间隙可以是15mm、25mm、35mm和45mm等，在本申请实施例中不做具体限定。
根据上述方案，通过在所述安装板70和所述第一腔道100之间设置间隙，可以提高热交换效率，但同时也会造成风机40压力损失。为此，所述风机40的进风侧和所述第一腔道100之间可以设置转接件，利用转接件将所述风机40的进风侧和所述第一腔道100的第一端连通，以避免风机40的压力损失。
示例性的，所述安装板70和所述第一腔道100的第一端之间设置有转接管80，所述转接管80的第一端与所述风机40的进风侧相连通，所述转接管80的第二端与所述第一腔道100的第一端相连通。
在设置转接管80时，可以将所述转接管80的第一端与所述安装板70连接固定，将所述转接管80的第二端与所述第一封装板50和所述底板10连接固定。在连接固定时，可以通过螺纹连接件、卡扣、铆钉等不同的连接件固定连接，或者还可通过焊接、粘接等不同的连接方式进行连接，在本申请实施例中不做具体限定。
在具体实施中，所述转接管80与所述第一封装板50、所述底板10和所述安装板70之间相互接触的位置可以设置密封件，例如硅胶垫等，以保证连接位置的密封效果。
在一些可选实施例中，所述第二腔道200由具有腔道空间的结构件提供。该结构件在提供第二腔道200的同时，还可以起到隔离作用，能够在电芯31放电的过程中降低相邻电芯31之间的影响，尤其是在其中一个电芯31出现自爆、自燃等意外情况时，该结构件可以阻止对邻近的电芯31造成损伤。
示例性的，所述第一电池组20和所述第二电池组30均包括多个散热板32，多个所述散热板32和多个所述电芯31间隔交替设置，所述散热板32内设置有所述第二腔道200。例如，所述散热板32沿平行于所述底板10的上表面的方向设置所述第二腔道200。
在设置第二腔道200时，可以利用多个板结构围护形成第二腔道200，也可以采用挖设的方式在散热板32内形成第二腔道200。
在设置散热板32时，可以在每个所述电芯31的两侧分别设置一个所述散热板32，也可以相邻多个电芯31为一组，在每组电芯31两侧分别设置一个所述散热板32，例如，以相邻两个电芯31为一组，在每组电芯31两侧分别设置一个所述散热板32。在具体实施中，所述散热板32的两侧可以与所述电芯31的侧面相接触，这样可以提高热交换效率，有利于快速降温。
进一步地，所述散热板32的材质可以是高导热率材质，能够进一步提高散热板32的热交换效率，实现快速降温。
示例性的，所述散热板32的材质可以是耐热钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢、镍基合金、哈氏合金和铝合金等中的一种。例如，所述散热板32的材质可以是铝合金材质。
更进一步地，所述第二腔道200内设置有换热结构，用以增加所述第二腔道200的内表面积，从而进一步提高所述散热板32的热交换效率。
如图4所示，示例性的，所述第二腔道200内设置有多个隔板33，多个所述隔板33用于将所述第二腔道200分隔成多个子腔道，且每个所述子腔道均与所述第一腔道100及外界相连通。风机40在抽风过程中，外界冷空气进入子腔道，空气在与第二腔道200的内壁和隔板33换热后进入第一腔道100，并被风机40抽出。相对于空气仅与第二腔道200的内壁换热，增加隔板33可以进一步提高散热板32的热交换效率。
在上述方案中，本申请实施例提供的风冷电池模块，以相连通的第一腔道100和第二腔道200作为空气流通路径，并将第二腔道200与外界相连通，这使得在抽风散热的过程中，外界冷空气能够有效的穿过电芯31间的间隙，与电芯31表面进行充分热交换并带走电芯31产生的热量，从而可以避免因电芯31温升和温差过大而影响电芯31性能，有利于提升风冷电池模块的使用寿命。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种风冷电池模块，其特征在于，包括：
底板以及设于底板上的第一电池组和第二电池组，所述第一电池组和所述第二电池组均包括多个堆叠设置的电芯；
第一腔道，设于所述第一电池组和所述第二电池组之间；
第二腔道，设于相邻所述电芯之间，所述第二腔道的第一端与所述第一腔道相连通，所述第二腔道的第二端与外界相连通；
风机，设于所述底板上并位于所述第一腔道的第一端，所述风机能够从所述第一腔道抽风，以使得外界冷空气经过所述第二腔道进入所述第一腔道后被抽出。
2.根据权利要求1所述的风冷电池模块，其特征在于，所述风冷电池模块为无箱盖结构。
3.根据权利要求1所述的风冷电池模块，其特征在于，所述风冷电池模块还包括第一封装板；
所述第一封装板设于所述第一电池组和所述第二电池组上，所述第一封装板与所述第一电池组、所述第二电池组和所述底板围护形成所述第一腔道。
4.根据权利要求3所述的风冷电池模块，其特征在于，所述风冷电池模块还包括第二封装板；
所述第二封装板设于所述第一封装板和所述底板之间并密封所述第一腔道的第二端。
5.根据权利要求1所述的风冷电池模块，其特征在于，所述风冷电池模块还包括安装板；
所述安装板位于所述第一腔道的第一端并与所述底板连接固定，所述安装板上安装有所述风机。
6.根据权利要求5所述的风冷电池模块，其特征在于，所述安装板和所述第一腔道的第一端之间具有间隙。
7.根据权利要求6所述的风冷电池模块，其特征在于，所述安装板和所述第一腔道的第一端之间设置有转接管，所述转接管的第一端与所述风机的进风侧相连通，所述转接管的第二端与所述第一腔道的第一端相连通。
8.根据权利要求1-7任一项所述的风冷电池模块，其特征在于，所述第一电池组和所述第二电池组均包括多个散热板，多个所述散热板和多个所述电芯间隔交替设置；
所述散热板内设置有所述第二腔道。
9.根据权利要求8所述的风冷电池模块，其特征在于，所述散热板的材质为以下材质中的一种：耐热钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢、镍基合金、哈氏合金和铝合金。
10.根据权利要求8所述的风冷电池模块，其特征在于，所述第二腔道内设置有多个隔板，多个所述隔板用于将所述第二腔道分隔成多个子腔道，且每个所述子腔道均与所述第一腔道及外界相连通。
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