CN202585673U - 一种圆柱形动力电池模块的冷却结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种圆柱形动力电池模块的冷却结构，包括分别设在动力电池模块的两块端盖板，两块端盖板上设有相互对应的三排的小通风孔和相互对应的三排大通风孔；大通风孔与倒圆角三棱柱上的小通风孔相间错位布置，同一排上的相邻两个大通风孔的孔间距离与同一排上的相邻两个小通风孔的孔间距离相等；同一排上的大通风孔与相邻一排上最近的小通风孔的孔间距离相等。本实用新型由于冷却空气垂直于电池模块的一端盖板上的大、小通风孔进入电池模块内部，对圆柱形电池侧壁面进行冷却，然后再经由另一端盖板上的大、小通风孔离开电池模块，从而减小了电池温度梯度，实现了每个电池表面冷却风速一致，提高了动力电池的热效率及安全性。

Description

一种圆柱形动力电池模块的冷却结构

技术领域

本实用新型涉及电动汽车的动力电池模块，具体涉及一种圆柱形动力电池模块的冷却结构。 

背景技术

动力电池模块是电动汽车的核心部件，其容量和寿命是电动汽车能否得到普及的关键因素。电池组工作热环境对电池组的容量和寿命有重要影响；另一方面，因为电池组由多个动力电池模块串联组成，每个动力电池模块由多个电池单体串联组成，所以动力电池模块内电池单体间的性能一致性也影响到整个电池组的容量和寿命，为此需要一种动力电池模块的冷却结构，来保证动力电池模块内的电池单体间的工作热环境的高度一致。 

对于冷却风道串联的冷却结构，冷却风在经过前面的电池单体以后温度升高，在冷却后面的电池单体时效率降低，造成前后电池单体冷却不均匀，工作热环境一致性差；对于冷却风道并联的冷却结构，如果每个并联冷却风道的流速不一致，也会降低工作热环境的一致性。因此，为了实现电池单体工作热环境的高度一致，冷却结构需要尽量采用冷却风道并联结构，并且每个并联冷却风道的流速相等。 

当前的圆柱形动力电池模块的冷却结构，由于受到车辆空间大小因素的影响，往往采用冷却风道串联结构；另一方面，由于空气的流动特性，即使采用冷却风道并联结构，也往往无法做到并联风道的风速相同。因此，都很难保证电池单体工作热环境的高一致性。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种圆柱形动力电池模块的冷却结构，该冷却结构能够实现动力电池模块内的电池单体之间工作热环境高度一致，增大电池组的容量和延长电池组的寿命。 

为实现上述目的，本设计予以实施的技术方案是：该圆柱形动力电池组冷却结构采用冷却风道并联的方式。 

本实用新型所述的一种圆柱形动力电池模块的冷却结构，包括分别设在动力电池模块的前端和后端的端盖板，两块端盖板上设有相互对应的大通风孔和用于固定夹持电池的倒圆角三棱柱、其特征是：每个倒圆角三棱柱上均设有一小通风孔，两块端盖板上对应的小通风孔构成通风通道。 

三排大通风孔与三排倒圆角三棱柱上的小通风孔相间错位布置，同一排上的相邻两个大通风孔的孔间距离与同一排上的相邻两个小通风孔的孔间距离相等；一排上的大通风孔与相邻一排上最近的小通风孔的孔间距离相等；第一排上的一个小通风孔和第二排上最近的两个小通风孔的中心连线为等边三角形，第一排上的一个大通风孔和第二排上最近的两个大通风孔的中心连线也为等边三角形；三个小通风孔的中心连线构成的等边三角形与三个的通风孔的中心连线构成的等边三角形相等。同半径圆周上的三个倒圆三棱柱柱面与圆柱形电池柱面接触，并起到支撑、固定圆形电池的作用； 

进一步，一端盖板上的大通风孔与倒圆角三棱柱上的小通风孔分别按排排列，大通风孔构成的排与小通风孔构成的排相间错位布置。

进一步，所述前端盖板和后端盖板均为长方形的盒体，前端盖板和后端盖板的边缘均设有对应的螺孔，并通过螺钉连接为一体。 

进一步，动力电池模块内的电池的轴线与三个固定夹持电池的倒圆角三棱柱上的小通风孔的中心连线构成的等边三角形的中心垂直；任一倒圆角三棱柱周围的三个电池之间形成通风道与任一大通风孔周围的三个圆柱形电池之间形成通风道一致。 

进一步，动力电池模块内的圆柱形电池的轴线与三个小通风孔的中心连线构成的等边三角形的中心垂直，圆柱形电池的圆柱面与三根倒圆角三棱柱接触，棱柱（或小通风孔）或大通风孔周围三个柱形电池之间形成通风道。 

本实用新型的有益效果：由于冷却空气垂直于电池模块的一端盖板上的大、小通风孔进入电池模块内部，对圆柱形电池进行冷却，然后再经由另一端盖板上的大、小通风孔离开电池模块。考虑结构强度因素，不能将大小通风孔孔径设计成一致。根据气体的流动特性，空气优先通过流动阻力较小的流道，即经过端盖板上的大通风孔进入的气体，将大部分冷却靠近大通风孔的电池表面(流速较快)，若无另外的空气对靠近小通风孔电池表面进行冷却，将加剧电池温度梯度分布，恶化电池工作环境。此时，经过端盖板上的小通风孔进入的气体将对靠近小通风孔的电池表面进行冷却，从而减小了电池温度梯度，优化了电池的工作环境，实现了每个电池表面冷却风速一致，提高了动力电池的热效率及安全性。 

附图说明

图1为电池模块的前端盖板/前端盖板上的大、小通风孔布置示意图； 

图2为图1的 A-A剖视图；

图3为圆柱形电池在电池模块内的布置截面图；

图4为电池模块内的圆柱形电池与大、小通风孔的位置示意图；

图5为电池模块装配图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明： 

参见图1、图2、图3、图4和图5所示的一种圆柱形动力电池模块的冷却结构，包括分别设在动力电池模块的前端和后端的端盖板6，两块端盖板上设有相互对应的大通风孔1和用于固定夹持电池的倒圆角三棱柱5；每个倒圆角三棱柱上均设有一小通风孔3，两块端盖板6上对应的小通风孔3构成通风通道7。

三排大通风孔1与三排倒圆角三棱柱上的小通风孔3相间错位布置，同一排上的相邻两个大通风孔1的孔间距离与同一排上的相邻两个小通风孔3的孔间距离相等；一排上的大通风孔1与相邻一排上最近的小通风孔3的孔间距离相等；第一排上的一个小通风孔3和第二排上最近的两个小通风孔3的中心连线为等边三角形，第一排上的一个大通风孔1和第二排上最近的两个大通风孔1的中心连线也为等边三角形；三个小通风孔3的中心连线构成的等边三角形与三个的大通风孔1的中心连线构成的等边三角形相等。同半径圆周上的三个倒圆三棱柱柱面与圆柱形电池柱面接触，并起到支撑、固定圆形电池的作用。 

所述前端盖板和后端盖板均为长方形的盒体，两块端盖板6的边缘均设有对应的螺孔，并通过螺钉连接为一体。两块端盖板均为注塑成型件，板厚L为1mm－3mm；倒圆用三棱柱高H为6.5-9mm； 

动力电池模块内的圆柱形电池4的轴线与三个小通风孔3的中心连线构成的等边三角形的中心垂直，圆柱形电池4的圆柱面与三根倒圆角三棱柱5接触，棱柱（或小通风孔）或大通风孔周围三个柱形电池之间形成通风道2。

圆柱形电池半径R1为12.5mm－13.5mm；圆柱形电池周围6个通风孔所处圆周半径R2为15.5mm－16.5mm前端盖板和后端盖板上的大通风孔半径R3为3.5mm－4.5mm；前端盖板和后端盖板上小通风孔半径R4为1.5mm－2.5mm；两个横向相邻列的两个圆柱形电池（电池单体）的中心距D1为27mm－28mm；两个纵向相邻行的两个圆柱形电池（电池单体）的中心距D2为23.4mm－24.2mm。 

  以大通风孔中心为圆心，R2为半径的圆周上，等弧度分布三个小通风孔；以小通风孔中心为圆心，R2为半径的圆周上，等弧度分布三个大通风孔；以圆柱形电池中心为圆心，R2为半径的圆周上，等弧度分布六个通风孔，其中三个大通风孔，三个小通风孔，且大、小通风孔均匀，等弧度间隔分布。 

其中要求：大通风孔1按设计尺寸、位置在两块端盖板上形成通孔；小通风孔3：首先在小通风孔的位置往盒体状的两块端盖板盒内侧注塑形成半径为1.5倍R3，长度为8mm－10mm的倒圆角三棱柱5，再对其进行切削，要求三根倒圆角三棱柱围成的支架可以刚好放入半径为R1的圆柱形电池的一端；接着，再按照小通风孔（半径R3）尺寸、位置对倒圆角三棱柱打通孔。 

在目前这种冷却结构实施方式下，冷却风由电池端盖板上的大、小通风孔进入电池模块，形成关联风道，且流速一致，流经圆柱形电池表面，最后经由电池另一端盖板流出。 

Claims (5)

1.一种圆柱形动力电池模块的冷却结构，包括分别设在动力电池模块的前端和后端的端盖板(6)，两块端盖板上设有相互对应的大通风孔（1）和用于固定夹持电池的倒圆角三棱柱（5）、其特征在于：每个倒圆角三棱柱上均设有一小通风孔（3），两块端盖板（6）上对应的小通风孔（3）构成通风通道（7）。

2.根据权利要求1所述的一种圆柱形动力电池模块的冷却结构，其特征是：一端盖板（6）上大通风孔（1）与倒圆角三棱柱上的小通风孔（3）分别按排排列，大通风孔（1）构成的排与小通风孔（3）构成的排相间错位布置。

3.根据权利要求1所述的一种圆柱形动力电池模块的冷却结构，其特征是：所述端盖板（6）上相邻的三个倒圆角三棱柱用于固定夹持电池（4）。

4.根据权利要求3所述的一种圆柱形动力电池模块的冷却结构，其特征是：动力电池模块内的电池（4）的轴线与三个固定夹持电池（4）的倒圆角三棱柱上的小通风孔（3）的中心连线构成的等边三角形的中心垂直；任一倒圆角三棱柱周围的三个电池（4）之间形成通风道（2）与任一大通风孔周围的三个圆柱形电池（4)之间形成通风道一致。

5.根据权利要求1所述的一种圆柱形动力电池模块的冷却结构，其特征是：所述两块端盖板均为长方形的盒体，两块端盖板的边缘均设有对应的螺孔，并通过螺钉连接为一体。

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