CN116632412A - 一种可散耗电池内部热量的方型铝壳锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池散热技术领域，提出了一种可散耗电池内部热量的方型铝壳锂离子电池，包括多个小电池组，多个小电池组之间具有多个X轴方向间隔与多个Y轴方向间隔，其中，小电池组包括多个单体方型电池，多个单体方型电池之间存在多个X轴方向间隙，还包括封堵散热机构和封堵热量辅助散耗机构。本发明通过对多个方型铝壳锂离子电池之间X轴方向间隙的封堵、封堵空间的散热与热量排出、对热量排出部件蛇形冷却管的双重冷却与快速冷却、以及对蛇形冷却管进行快速冷却时还能辅助整个大电池组内多元化的空气流动，可以更高效和多元化的利于方型铝壳锂离子电池大电池组内的内部热量散耗排出，并且整体的散热性较好。

Description

一种可散耗电池内部热量的方型铝壳锂离子电池

技术领域

本发明涉及电池散热技术领域，具体的，涉及一种可散耗电池内部热量的方型铝壳锂离子电池。

背景技术

在电动汽车远距离行驶过程中，电池的温度会急剧上升，所搭载的电池数量越多，电池组的温度过高就显得尤其严重，若电池在温度较高的情况下工作，其工作寿命将会大幅降低，同时也会影响电动汽车整车的可靠性和工作性能，如果电池系统内部的热量得不到有效的控制，会引起电池的热失控，电池温度过高，也会造成电池循环寿命降低，同时电池在充放电过程中也会发热，存在失火等风险，因此，电池的冷却散热对于保证电池寿命，安全性和一致性至关重要。

在电池技术中，方形锂离子电池的壳体一般为钢壳或者铝壳，随着市场对能量密度的追求的驱动以及加工工艺的进步，铝壳逐渐成为主流方形锂离子电池的优势，方形电池的优势是封装可靠度高、系统能量效率高、相对重量轻、能量密度较高、结构较为简单，扩容也相对方便，是当前通过提高单体容量来提高能量密度的紧要选项。

方型铝壳锂离子电池在联合使用时，一般是先由多个单体方型电池联合形成小电池组，为了相互之间的通风散热性，多个单体方型电池相互之间会留有较小的间隙缝隙，再由多个这种小电池组联合形成大电池组，多个小电池组之间会留有相对间隙缝隙更大一点的间隔，由于方型铝壳锂离子电池平直的外形，多个方型铝壳锂离子电池联合时相互之间的间隙缝隙对比多个圆柱型电池联合时相互之间带有弧度的类四角星缝隙较为窄小，间隙缝隙内部的热量不易散耗出，也更加容易蓄积灰尘，进一步影响方型铝壳锂离子电池本身的散热，对此，我们提出一种可散耗电池内部热量的方型铝壳锂离子电池。

发明内容

本发明提出一种可散耗电池内部热量的方型铝壳锂离子电池，解决了相关技术中多个方型铝壳锂离子电池联合使用时，窄小和容易蓄积灰尘的间隙缝隙内部的热量不易散耗出，不利于方型铝壳锂离子电池散热的问题。

本发明的技术方案如下：

一种可散耗电池内部热量的方型铝壳锂离子电池，包括多个小电池组，多个所述小电池组之间具有多个X轴方向间隔与多个Y轴方向间隔，其中，所述小电池组包括多个单体方型电池，多个所述单体方型电池之间存在多个X轴方向间隙，还包括封堵散热机构与封堵热量辅助散耗机构；

所述封堵散热机构的数量与多个所述小电池组的数量一致，所述封堵散热机构用于对所述小电池组内的多个所述X轴方向间隙进行封堵以及封堵后的热量排出，封堵散热机构包括：

缝隙封堵架，所述缝隙封堵架的数量与单个所述小电池组内的所述X轴方向间隙的数量一致，所述缝隙封堵架设置在所述X轴方向间隙内；

蛇形冷却管，所述蛇形冷却管的数量与多个所述缝隙封堵架的数量一致，所述蛇形冷却管Z轴方向往复贯穿设置在所述缝隙封堵架内，用于将所述缝隙封堵架内的热量带出；

液冷机构，所述液冷机构用于多个所述蛇形冷却管进行冷却循环；

所述封堵热量辅助散耗机构的数量与多个所述封堵散热机构的数量一致，所述封堵热量辅助散耗机构用于对所述封堵散热机构的热量进行辅助耗散，同时用于辅助所述X轴方向间隔内与所述Y轴方向间隔内气流流动，所述封堵热量辅助散耗机构包括：

散耗罩，所述散耗罩内Y轴方向贯通，并且所述散耗罩内分为两个通风腔，多个所述蛇形冷却管的底部贯穿伸入两个所述通风腔内；

散热扇，所述散热扇设置为两个，两个所述散热扇呈对角连通设置在两个所述通风腔的两侧，两个所述散热扇用于向两个所述通风腔内进行方向相反的吹风；

集中出风筒，所述集中出风筒设置为两个，两个所述集中出风筒呈对角连通设置在两个所述通风腔的另外两侧，同时两个所述集中出风筒沿Z轴方向交错设置。

优选的，所述缝隙封堵架包括：

间隙挡板，所述间隙挡板与所述X轴方向间隙贴合；

直纹波浪板，所述直纹波浪板Z轴方向设置在所述X轴方向间隙内，所述直纹波浪板的顶端与所述间隙挡板的底端固定连接，并且所述直纹波浪板的底端与所述散耗罩的顶端固定连接，同时所述直纹波浪板Y轴方向的波浪高点分别与相邻的两个所述单体方型电池的外侧壁接触。

为了被动增加散热扇的风速，提高散热扇吹出气流的散热性，本发明进一步的，所述散热扇的出风口密封连通有集风罩，并且所述集风罩的另一端与所述通风腔的一端密封连通，所述集风罩为沙漏型。

为了被动增加从散耗罩内吹出的气流的风速，使这种吹出的气流能够辅助X轴方向间隔内与Y轴方向间隔内气流流动，本发明更进一步的，所述集中出风筒Y轴方向的两端分别为大口与小口，所述大口与所述通风腔密封连通。

优选的，所述蛇形冷却管由多个直管与多个U型连接管间隔连接组成。

为了进一步增加散热扇吹出的气流对多个U型连接管针对性的吹风散热作用，本发明再进一步的，所述散耗罩内对应多个U型连接管Y轴方向设置有多个内腔分隔板。

为了保证直纹波浪板对蛇形冷却管分隔的均匀性，优选的，所述蛇形冷却管的多个所述直管分别从所述直纹波浪板的每个波浪中穿过。

为了蛇形冷却管的上侧位置也能在外界进行通风散热，优选的，位于上侧位置的多个所述U型连接管贯穿所述间隙挡板并伸出至所述间隙挡板的上侧位置。

本发明相比于现有技术，具有以下有益效果：

1、本发明中，多个方型铝壳锂离子电池联合使用时，通过缝隙封堵架中的间隙挡板与直纹波浪板，可以对小电池组内多个单体方型电池之间的多个X轴方向间隙进行封堵，可以避免X轴方向间隙内蓄积灰尘影响方型铝壳锂离子电池本身的散热；

2、本发明中，通过蛇形冷却管往复贯穿设置在缝隙封堵架内，能够对X轴方向间隙被封堵的空间内的热量继续冷却以及带出，同时配合液冷机构可以实现蛇形冷却管的冷却循环；

3、本发明中，蛇形冷却管位于散耗罩内的部分可以通过封堵热量辅助散耗机构进行辅助耗散，具体方式为：通过两个散热扇向两个通风腔内同时进行方向相反的吹风，集风罩被动增加散热扇的风速，集中出风筒被动增加从散耗罩内吹出的气流的风速，蛇形冷却管位于散耗罩内的部分经这种高速气流可以快速带走热量进行散热；

4、本发明中：由于两个散热扇呈对角连通设置在两个通风腔的两侧，两个散热扇的进风侧处于交错位置，多个方型铝壳锂离子电池联合使用时，两个小电池组之间相邻的两个散热扇的进风侧可以在这两个小电池组之间的X轴方向间隔产生流动的气流，同时，由于两个集中出风筒呈对角连通设置在两个通风腔的另外两侧，两个集中出风筒沿Z轴方向交错设置，经集中出风筒吹出的气流可以在两个小电池组之间的Y轴方向间隔内吹动，从而使多个小电池组处于多元化的空气流动环境中，也有利于多个小电池组成的大电池组的内部热量散耗排出。

5、因此，本发明通过对多个方型铝壳锂离子电池之间X轴方向间隙的封堵、封堵空间的散热与热量排出、对热量排出部件蛇形冷却管的双重冷却与快速冷却、以及对蛇形冷却管进行快速冷却时还能辅助整个大电池组内多元化的空气流动，对比现有技术多个单体方型电池联合使用时相互之间留有较小的间隙缝隙，可以更高效和多元化的利于方型铝壳锂离子电池大电池组内的内部热量散耗排出，并且整体的散热性较好。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明中封堵散热机构与封堵热量辅助散耗机构配合的结构示意图；

图3为本发明中散热扇、集风罩、散耗罩与集中出风筒配合的气流方向的结构示意图；

图4为本发明中封堵散热机构与封堵热量辅助散耗机构配合的另一角度的结构示意图；

图5为本发明中蛇形冷却管与液冷机构配合的结构示意图；

图6为本发明中封堵热量辅助散耗机构分解的结构示意图；

图7为本发明中封堵热量辅助散耗机构的结构示意图；

图8为本发明中多个小电池组配合的俯视结构示意图；

图9为本发明中单个小电池组俯视的结构示意图。

图中：

1、小电池组；2、X轴方向间隔；3、Y轴方向间隔；4、单体方型电池；5、X轴方向间隙；

101、缝隙封堵架；102、蛇形冷却管；103、液冷机构；

201、散耗罩；202、通风腔；203、散热扇；204、集中出风筒；205、集风罩；206、内腔分隔板；

301、间隙挡板；302、直纹波浪板；

401、直管；402、U型连接管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。

如图1至图9所示，实施例一，本发明提出了一种可散耗电池内部热量的方型铝壳锂离子电池，包括多个小电池组1，如图8所示，多个小电池组1之间具有多个X轴方向间隔2与多个Y轴方向间隔3，其中，小电池组1包括多个单体方型电池4，如图9，多个单体方型电池4之间存在多个X轴方向间隙5，还包括封堵散热机构；

如图2、图4与图5所示，封堵散热机构的数量与多个小电池组1的数量一致，封堵散热机构用于对小电池组1内的多个X轴方向间隙5进行封堵以及封堵后的热量排出，封堵散热机构包括缝隙封堵架101、蛇形冷却管102与液冷机构103，缝隙封堵架101的数量与单个小电池组1内的X轴方向间隙5的数量一致，缝隙封堵架101设置在X轴方向间隙5内，蛇形冷却管102的数量与多个缝隙封堵架101的数量一致，蛇形冷却管102Z轴方向往复贯穿设置在缝隙封堵架101内，用于将缝隙封堵架101内的热量带出，液冷机构103用于多个蛇形冷却管102进行冷却循环；

需要说明的是，液冷机构103与蛇形冷却管102形成的可以进行冷却循环的结构，为常规的电脑散热、电池散热都会用到的液冷系统，其基本原理为：包括管道、循环液、水泵和水箱或换热器，循环液由水泵的作用在循环的管路中流动，经过高温位置吸收了热量的液体后流走，新的低温的循环液继续流入高温位置内继续吸收热量，水管连接水泵和水箱，其作用是让循环液在一个密闭的通道中循环流动而不外漏，让液冷散热系统正常工作，水箱用来存储循环液，换热器就是一个类似散热片的装置，循环液将热量传递给具有大表面积的散热片，散热片上的风扇则将流入空气的热量带走，本发明中的蛇形冷却管102等同于上述液冷系统中的管道，本发明中的液冷机构103相当于除了管道以外的循环液、水泵、和水箱或换热器等部件，液冷机构103配合蛇形冷却管102能实现多个蛇形冷却管102进行冷却循环即可。

作为一种可以实现的优选方式，缝隙封堵架101包括间隙挡板301与直纹波浪板302，间隙挡板301与X轴方向间隙5贴合，从而可以对小电池组1内多个单体方型电池4之间的多个X轴方向间隙5的上侧进行封堵，避免X轴方向间隙5内蓄积灰尘影响方型铝壳锂离子电池本身的散热，直纹波浪板302沿Z轴方向设置在X轴方向间隙5内，直纹波浪板302的顶端与间隙挡板301的底端固定连接，并且直纹波浪板302的底端与散耗罩201的顶端固定连接，同时直纹波浪板302Y轴方向的波浪高点分别与相邻的两个单体方型电池4的外侧壁接触；

蛇形冷却管102由多个直管401与多个U型连接管402间隔连接组成，同时为了保证直纹波浪板302对蛇形冷却管102分隔的均匀性，蛇形冷却管102的多个直管401分别从直纹波浪板302的每个波浪中穿过，并且位于上侧位置的多个U型连接管402贯穿间隙挡板301并伸出至间隙挡板301的上侧位置，有助于蛇形冷却管102的上侧位置也能在外界进行通风散热；

由于方型铝壳锂离子电池并非每个地方的温度都是一致的，一种优先方式：直纹波浪板302为隔热材质，这种情况下，直纹波浪板302会将多个单体方型电池4之间的多个X轴方向间隙5分隔成多个小空间，减少方型铝壳锂离子电池不同位置之间相互的影响，也减少相邻的两个单体方型电池4对互相的影响，每个小空间内都由蛇形冷却管102将低温带进，将热量带出、进行这种小空间内的热量散耗排出；

另一种优先方式：直纹波浪板302为散热材质，这种情况下，直纹波浪板302可以均衡多个单体方型电池4之间的多个X轴方向间隙5之间的热量，并配合蛇形冷却管102进行散热；

综上所述，该实施例一的工作原理为：

多个方型铝壳锂离子电池联合使用时，多个方型铝壳锂离子电池之间的多个X轴方向间隙5会被多个间隙挡板301与直纹波浪板302遮挡住，使这种X轴方向间隙5形成一个相对密闭的小空间，避免X轴方向间隙5内蓄积灰尘，液冷机构103辅助蛇形冷却管102进行冷却循环，蛇形冷却管102往复贯穿设置在缝隙封堵架101内，从而会向X轴方向间隙5形成的这种小空间内不断的带入低温、将热量带出，实现X轴方向间隙5内热量的散耗排出。

实施例二，本实施例二在实施例一的基础上，还包括封堵热量辅助散耗机构，封堵热量辅助散耗机构的数量与多个封堵散热机构的数量一致，封堵热量辅助散耗机构用于对封堵散热机构的热量进行辅助耗散，同时用于辅助X轴方向间隔2内与Y轴方向间隔3内气流流动；

如图1至图6所示，封堵热量辅助散耗机构包括散耗罩201、散热扇203以及集中出风筒204，散耗罩201内Y轴方向贯通，并且散耗罩201内分为两个通风腔202，多个蛇形冷却管102的底部贯穿伸入两个通风腔202内，散热扇203设置为两个，两个散热扇203呈对角连通设置在两个通风腔202的两侧，两个散热扇203用于向两个通风腔202内进行方向相反的吹风，集中出风筒204设置为两个，两个集中出风筒204呈对角连通设置在两个通风腔202的另外两侧，同时两个集中出风筒204沿Z轴方向交错设置，作为一种优选方式，两个集中出风筒204的小口均可以倾斜朝上（图中未示出，图4中所展示的另一种优选方式为位于左侧的集中出风筒204倾斜朝下，位于右侧的集中出风筒204为水平状），从而可以对多个单体方型电池4Y轴方向的侧面进行吹风辅助散热；

如图3、图6与图7所示，由于风速越高时风力也相对越大，降温效果越好，因此，为了被动增加散热扇203的风速，进一步提高散热扇203吹出气流的散热性，本发明在散热扇203的出风口密封连通有集风罩205，并且集风罩205的另一端与通风腔202的一端密封连通，集风罩205为沙漏型，同时为了被动增加从散耗罩201内吹出的气流的风速，使这种吹出的气流能够辅助X轴方向间隔2内与Y轴方向间隔3内气流流动，本发明更进一步的，集中出风筒204Y轴方向的两端分别为大口与小口，大口与通风腔202密封连通，以及为了进一步增加散热扇203吹出的气流对多个U型连接管402针对性的吹风散热作用，本发明再进一步的，散耗罩201内对应多个U型连接管402Y轴方向设置有多个内腔分隔板206；

该实施例二的工作原理为：

从散热扇203吹出的气流经过集风罩205沙漏型的中部被压缩，从而使风力和风速被动增加，然后高速的气流从集风罩205内进入散耗罩201内的通风腔202中，通风腔202中被多个内腔分隔板206分隔成多个小单间，蛇形冷却管102位于下侧的多个U型连接管402分别位于每个小单间中，高速气流在通风腔202中被多个内腔分隔板206导向着、针对的吹过蛇形冷却管102位于下侧的多个U型连接管402，高速气流有利于帮助多个U型连接管402的热量耗散以及带出，然后高速气流从大口内进入集中出风筒204内，并从集中出风筒204的小口中吹出，被动增加从散耗罩201内吹出的气流的风速，多个小口均朝向小电池组1Y轴方向长度的两侧，也就是多个小电池组1之间的Y轴方向间隔3，同时，由于两个集中出风筒204沿Z轴方向交错设置，多个小电池组1经集中出风筒204吹出的气流在两个小电池组1之间的Y轴方向间隔3内的吹动为交错状；

与此同时，由于散热扇203在启动时，散热扇203的进风侧也会有一定的气流流动，同时由于单个小电池组1中的两个散热扇203呈对角连通设置在两个通风腔202的两侧，两个散热扇203的进风侧处于交错位置，多个方型铝壳锂离子电池联合使用时，两个小电池组1之间相邻的两个散热扇203的进风侧配合可以在这两个小电池组1之间的X轴方向间隔2产生流动的气流，同时两个小电池组1之间相邻的两个散热扇203也不易对相互的进风产生影响；

整体来看，多个小电池组1组成的大电池组的整体可以处于多元化的空气流动环境中，有利于多个小电池组1成的大电池组的内部热量散耗排出，整体的散热性较好。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可散耗电池内部热量的方型铝壳锂离子电池，包括多个小电池组（1），多个所述小电池组（1）之间具有多个X轴方向间隔（2）与多个Y轴方向间隔（3），其中，所述小电池组（1）包括多个单体方型电池（4），多个所述单体方型电池（4）之间存在多个X轴方向间隙（5），其特征在于，还包括封堵散热机构与封堵热量辅助散耗机构：

所述封堵散热机构的数量与多个所述小电池组（1）的数量一致，所述封堵散热机构用于对所述小电池组（1）内的多个所述X轴方向间隙（5）进行封堵以及封堵后的热量排出，封堵散热机构包括：

缝隙封堵架（101），所述缝隙封堵架（101）的数量与单个所述小电池组（1）内的所述X轴方向间隙（5）的数量一致，所述缝隙封堵架（101）设置在所述X轴方向间隙（5）内；

蛇形冷却管（102），所述蛇形冷却管（102）的数量与多个所述缝隙封堵架（101）的数量一致，所述蛇形冷却管（102）Z轴方向往复贯穿设置在所述缝隙封堵架（101）内，用于将所述缝隙封堵架（101）内的热量带出；

液冷机构（103），所述液冷机构（103）用于多个所述蛇形冷却管（102）进行冷却循环；

所述封堵热量辅助散耗机构的数量与多个所述封堵散热机构的数量一致，所述封堵热量辅助散耗机构用于对所述封堵散热机构的热量进行辅助耗散，同时用于辅助所述X轴方向间隔（2）内与所述Y轴方向间隔（3）内气流流动，所述封堵热量辅助散耗机构包括：

散耗罩（201），所述散耗罩（201）内Y轴方向贯通，并且所述散耗罩（201）内分为两个通风腔（202），多个所述蛇形冷却管（102）的底部贯穿伸入两个所述通风腔（202）内；

散热扇（203），所述散热扇（203）设置为两个，两个所述散热扇（203）呈对角连通设置在两个所述通风腔（202）的两侧，两个所述散热扇（203）用于向两个所述通风腔（202）内进行方向相反的吹风；

集中出风筒（204），所述集中出风筒（204）设置为两个，两个所述集中出风筒（204）呈对角连通设置在两个所述通风腔（202）的另外两侧，同时两个所述集中出风筒（204）沿Z轴方向交错设置。

2.根据权利要求1所述的一种可散耗电池内部热量的方型铝壳锂离子电池，其特征在于，所述缝隙封堵架（101）包括：

间隙挡板（301），所述间隙挡板（301）与所述X轴方向间隙（5）贴合；

直纹波浪板（302），所述直纹波浪板（302）Z轴方向设置在所述X轴方向间隙（5）内，所述直纹波浪板（302）的顶端与所述间隙挡板（301）的底端固定连接，并且所述直纹波浪板（302）的底端与所述散耗罩（201）的顶端固定连接，同时所述直纹波浪板（302）Y轴方向的波浪高点分别与相邻的两个所述单体方型电池（4）的外侧壁接触。

3.根据权利要求2所述的一种可散耗电池内部热量的方型铝壳锂离子电池，其特征在于，所述散热扇（203）的出风口密封连通有集风罩（205），并且所述集风罩（205）的另一端与所述通风腔（202）的一端密封连通，所述集风罩（205）为沙漏型。

4.根据权利要求3所述的一种可散耗电池内部热量的方型铝壳锂离子电池，其特征在于，所述集中出风筒（204）Y轴方向的两端分别为大口与小口，所述大口与所述通风腔（202）密封连通。

5.根据权利要求4所述的一种可散耗电池内部热量的方型铝壳锂离子电池，其特征在于，所述蛇形冷却管（102）由多个直管（401）与多个U型连接管（402）间隔连接组成。

6.根据权利要求5所述的一种可散耗电池内部热量的方型铝壳锂离子电池，其特征在于，所述散耗罩（201）内对应多个所述U型连接管（402）Y轴方向设置有多个内腔分隔板（206）。

7.根据权利要求6所述的一种可散耗电池内部热量的方型铝壳锂离子电池，其特征在于，所述蛇形冷却管（102）的多个所述直管（401）分别从所述直纹波浪板（302）的每个波浪中穿过。

8.根据权利要求7所述的一种可散耗电池内部热量的方型铝壳锂离子电池，其特征在于，位于上侧位置的多个所述U型连接管（402）贯穿所述间隙挡板（301）并伸出至所述间隙挡板（301）的上侧位置。