CN208078135U - 一种电芯侧放式电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种电芯侧放式电池模组，包括箱体、水冷通道、和多个竖直设置的电池单元，当电池单元因为工作温度升高后，冷媒通道、第一冷媒腔和第二冷媒腔中的冷媒介质与电池单元进行换热，冷媒介质温度升高之后，对电池单元的降温性能降低，由于水冷通道的冷却水作用，与水冷通道对应的冷媒通道中的冷媒介质首先降温，冷媒介质温度降低后密度会随之增加，高密度冷媒介质沿该冷媒通道下沉，下沉至第二冷媒腔后向两侧分流，然后流向两侧冷媒通道内，在此过程中冷媒介质被电池单元逐渐加热，密度降低、再向上流动，直至再次接触水冷通道降温、向下流动，如此实现循环，使电池模组的各个部分都得到较为均匀的冷却。

Description

一种电芯侧放式电池模组

技术领域

本实用新型涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种电芯侧放式电池模组。

背景技术

动力电池如锂离子电池能量密度高，体积小，循环寿命较长，在电动乘用车、商务车上应用潜力和市场很大。然而由于锂离子电池在充放电过程中温度升高影响自身性能与循环寿命，过高的温度甚至引起热失控，导致自燃、爆炸等事故，常规的钴酸锂正极材料电池温度需要控制在50摄氏度以内，以避免热失控和起火爆炸，提高安全性。随着电池材料和工艺的进步，以磷酸铁锂为正极材料的电池工作温度虽然可以提升到60摄氏度或更高，但随着温度进一步上升，在高温下仍然会发生热失控和着火现象。因此动力锂离子电池散热技术的研究和实施尤为迫切。

动力锂离子电池散热系统通常采取风冷方式冷却电池通道，风冷散热系统体积小，但是散热效果非常有限，并且电池温度均匀性差；此外，利用相变材料通常是石蜡材料具有相变过程吸收潜热高、温升小、化学稳定性好、体积小、结构简单、价格低廉等优点，应用在动力锂离子电池上能降低电池温升速度、缓和热冲击，提高电池寿命和稳定性亦有一定的效果，但是相变材料也同时存在导热率低，不能迅速、均匀地传热等缺点。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是解决现有的锂电池散热效果不好的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电芯侧放式电池模组，包括箱体、水冷通道和多个竖直设置的电池单元，多个所述电池单元间隔设置于所述箱体内，相邻的两个所述电池单元之间形成冷媒通道，且所述电池单元与所述箱体的顶壁之间设有与所述冷媒通道连通的第一冷媒腔，所述电池单元与所述箱体的底壁之间设有与所述冷媒通道连通的第二冷媒腔，所述冷媒通道、第一冷媒腔和第二冷媒腔内填充冷媒介质；所述水冷通道的数量为多条，多条所述水冷通道间隔设于第一冷媒腔内，且所述水冷通道对应的设于冷媒通道的上方，相邻的两条所述水冷通道之间间隔至少一条所述冷媒通道。

其中，所述冷媒介质为相变材料。

其中，还包括检测装置和控制装置，所述检测装置设于所述冷媒介质内，所述控制装置与所述检测装置及水冷通道连接。

其中，所述检测装置为温度传感器。

其中，相邻的两条所述水冷通道之间间隔一条所述冷媒通道。

其中，所述箱体为密封结构。

其中，所述水冷通道的进水口及出水口分别从所述箱体内伸出，且与所述箱体密封连接。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下优点：本实用新型提供的一种电芯侧放式电池模组，包括箱体、水冷通道、和多个竖直设置的电池单元，多个电池单元间隔设置于箱体内，相邻的两个电池单元之间形成冷媒通道，且电池单元与箱体的顶壁之间设有冷媒通道连通的第一冷媒腔，电池单元与箱体的底壁之间设有与冷媒通道连通的第二冷媒腔，冷媒通道、第一冷媒腔和第二冷媒腔内填充冷媒介质，水冷通道的数量为多条，多条水冷通道间隔的设于第一冷媒腔内，水冷通道对应的设于冷媒通道的上方，相邻的两条水冷通道之间至少间隔一条冷媒通道。当电池单元因为工作温度升高后，冷媒通道、第一冷媒腔和第二冷媒腔中的冷媒介质与电池单元进行换热，对电池单元进行全方位的降温，冷媒介质温度升高之后，对电池单元的降温性能降低，在冷媒介质温度升高至融化状态时，由于水冷通道的冷却水作用，与水冷通道对应的冷媒通道中的冷媒介质首先降温，依据热胀冷缩原理，冷媒介质温度降低后密度会随之增加，高密度冷媒介质沿该冷媒通道下沉，下沉至第二冷媒腔后向两侧分流，然后流向两侧冷媒通道内，在此过程中冷媒介质被电池单元逐渐加热，密度降低、再向上流动，直至再次接触水冷通道降温、向下流动，如此实现循环，使电池模组的各个部分都得到较为均匀的冷却。

除了上面所描述的本实用新型解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本实用新型的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的电芯侧放式电池模组的结构示意图。

图中：1：箱体；2：电池单元；3：第一冷媒腔；4：第二冷媒腔；5：冷媒通道；6：水冷通道。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。

如图1所示，本实用新型实施例提供的一种电芯侧放式电池模组，包括箱体1、水冷通道6和多个竖直设置的电池单元2，多个电池单元2横向间隔设置于箱体1内，相邻的两个电池单元2之间形成冷媒通道5，且电池单元2与箱体1的顶壁之间设有与冷媒通道5连通的第一冷媒腔3，电池单元2与箱体1的底壁之间设有与冷媒通道5连通的第二冷媒腔4，冷媒通道5、第一冷媒腔3和第二冷媒腔4内填充冷媒介质；水冷通道6的数量为多条，多条水冷通道6沿横向间隔设于第一冷媒腔3内，且水冷通道6对应的设于冷媒通道5的上方，相邻的两条水冷通道6之间间隔至少一条冷媒通道5。当电池单元2因为工作温度升高后，冷媒通道5、第一冷媒腔3和第二冷媒腔4中的冷媒介质与电池单元2进行换热，对电池单元2进行全方位的降温，冷媒介质温度升高之后，对电池单元2的降温性能降低，在冷媒介质温度升高至融化状态时，由于水冷通道6的冷却水作用，与水冷通道6对应的冷媒通道5中的冷媒介质首先降温，依据热胀冷缩原理，冷媒介质温度降低后密度会随之增加，高密度冷媒介质沿该冷媒通道5下沉，下沉至底部后向两侧分流，然后流向两侧冷媒通道5内，在此过程中冷媒介质被电池单元2逐渐加热，密度降低、再向上流动，直至再次接触水冷通道6降温、向下流动，如此实现循环，使电池模组的各个部分都得到较为均匀的冷却。

进一步地，冷媒介质为相变材料。相变材料在温度达到融点之后会由固态变为液态，使之可以在箱体1内流动，进而实现对电池模组的全方位散热。

进一步地，还包括检测装置和控制装置(图上未示出)，检测装置设于冷媒介质内，控制装置与检测装置及水冷通道6连接。检测装置检测冷媒介质的状态，当冷媒介质由于升温变为液态时，控制装置控制水冷通道6打开对冷媒介质进行降温，使冷媒介质可以持续的与电池单元换热，降低电池单元的温度。

进一步地，检测装置为温度传感器。温度传感器设于冷媒介质中，测量冷媒介质的温度，通过测量的温度判断冷媒介质的状态，以及是否需要打开水冷通道6。

进一步地，相邻的两条水冷通道6之间间隔一条冷媒通道5。具体的，本实施例中的电池单元2的数量为6块，冷媒通道5的数量为5条，分别编号为A、B、C、D、E，第一冷媒腔3内布置两条水冷通道6，分别与编号为B的冷媒通道5和编号为D的冷媒通道5对应设置，在对电池单元2进行散热的过程中，箱体1内的相变材料由于吸收电池单元2的热量而升温，由固态变为液态，两条水冷通道6首先分别对其下方与之相对的编号为B的冷媒通道5和编号为D的冷媒通道5内的相变材料进行降温，使之温度首先减低，密度增大进而下沉，下沉至第二冷媒腔4后分别向两侧流动，编号为B的冷媒通道5中下沉的相变材料进入到编号为A和编号为C的冷媒通道5中，编号为D的冷媒通道5中下沉的相变材料进入到编号为C和编号为E的冷媒通道5中，随着与电池单元2的换热，编号为A、编号为C编号为C和编号为E的冷媒通道5内的相变材料温度升高，密度升高，开始上升，直至再次接触水冷通道6降温、向下流动，如此实现循环，使电池模组的各个部分都得到较为均匀的冷却。

进一步地，箱体1为密封结构，避免冷媒介质从箱体1内流出。水冷通道6的进水口及出水口分别从箱体1内伸出，且与箱体1密封连接。供水装置与水冷通道6的进水口连接，在供水装置与水冷通道6的进水口之间设有阀门，控制装置通过控制阀门的开闭来控制是否向水冷通道内通入冷媒。

使用时，本实用新型的冷媒介质采用的相变材料为石蜡。

综上所述，本实用新型实施例提供的一种电芯侧放式电池模组，包括密封的箱体、水冷通道和多个竖直设置的电池单元，相邻的电池单元之间形成冷媒通道，且电池单元的与箱体的顶壁之前设有与冷媒通道连通的第一冷媒腔，电池单元与箱体的底壁之间设有与冷媒通道连通的第二冷媒腔，冷媒通道、第一冷媒腔和第二冷媒腔中均填充相变材料，水冷通道设于第一冷媒腔中，且相邻的两条水冷通道之间间隔一条冷媒体通道。该电池模组采用相变材料对电池单元散热，又采用水冷通道对相变材料进行降温，相变材料在箱体内流动，实现对电池模组的各个部分进行均匀冷却，提高了对电池模组的散热效果，进而提高了电池模组的工作性能。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种电芯侧放式电池模组，其特征在于：包括箱体、水冷通道和多个竖直设置的电池单元，多个所述电池单元间隔侧放于所述箱体内，相邻的两个所述电池单元之间形成冷媒通道，且所述电池单元与所述箱体的顶壁之间设有与所述冷媒通道连通的第一冷媒腔，所述电池单元与所述箱体的底壁之间设有与所述冷媒通道连通的第二冷媒腔，所述冷媒通道、第一冷媒腔和第二冷媒腔内填充冷媒介质；所述水冷通道的数量为多条，多条所述水冷通道间隔设于第一冷媒腔内，且所述水冷通道对应的设于冷媒通道的上方，相邻的两条所述水冷通道之间间隔至少一条所述冷媒通道。

2.根据权利要求1所述的电芯侧放式电池模组，其特征在于：所述冷媒介质为相变材料。

3.根据权利要求1所述的电芯侧放式电池模组，其特征在于：还包括检测装置和控制装置，所述检测装置设于所述冷媒介质内，所述控制装置与所述检测装置及水冷通道连接。

4.根据权利要求3所述的电芯侧放式电池模组，其特征在于：所述检测装置为温度传感器。

5.根据权利要求1所述的电芯侧放式电池模组，其特征在于：相邻的两条所述水冷通道之间间隔一条所述冷媒通道。

6.根据权利要求1所述的电芯侧放式电池模组，其特征在于：所述箱体为密封结构。

7.根据权利要求6所述的电芯侧放式电池模组，其特征在于：所述水冷通道的进水口及出水口分别从所述箱体内伸出，且与所述箱体密封连接。