CN208589485U - 车辆、电池组及电池组极耳的冷却结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种车辆、电池组及电池组极耳的冷却结构，其中，冷却结构包括：极耳连接件，极耳连接件包括极耳连接板和多个极耳固定块，每个极耳固定块用于固定相邻的两个子极耳部，并与相邻的两个子极耳部的输出端形成第一表面，极耳连接板用于电连接电芯的所有子极耳部，并与第一表面形成面接触；设置在极耳连接板之上的绝缘导热板，与极耳连接板形成面接触，以将在极耳处产生的热量导出至绝缘导热板；被夹持在第一夹持槽和第二夹持槽中的液冷板，与绝缘导热板形成面接触。该冷却结构能够实现对包含多层极耳的电池组进行冷却，有效防止电池组大倍率放电时极耳温升过高，为电池组的高倍率放电提供安全保障，且该结构简单易实现，通用性强。

Description

车辆、电池组及电池组极耳的冷却结构

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池组极耳的冷却结构、一种电池组和一种车辆。

背景技术

众所周知，锂离子电池因能量密度高、循环寿命长、环境友好等突出优势，成为了科研机构、企业和广大消费者关注的重点。但是，锂离子电池在广泛应用的同时，其安全性受到了人们的质疑。极耳作为锂离子电池充放电时电流传输的纽带，其导电和导热性能的优劣直接影响了锂离子电池高倍率放电的安全性。因为电池在大倍率放电时，极耳发热严重，导致电池整体温升过高，电池容易热失控，造成电池倍率放电性能和循环性能恶化。目前，电池大倍率放电时，一方面要尽量避免电池产生大量的热；另一方面要改善电池的散热能力。解决前者的有效措施就是改变电芯的正、负极材料、隔膜、电解液等的构成，而后者主要是通过优化电池结构来改善其散热能力。

为解决上述问题，相关技术中公开了一种电池组极耳冷却结构，如图1所示，该冷却结构A包括：极耳连接件43、绝缘导热块42和液冷板41。其中，极耳连接件43用于电连接电池组的相邻的两个电芯31的极耳31a、31b，其中，电池组还包括端部电芯护板32a和中间电芯护板32b；绝缘导热块42设置有夹持槽，夹持槽具有相互平行的第一表面和第一表面以及连接第一表面和第一表面的第二表面，极耳连接件43和电芯31的极耳31a、31b的连接部被夹持在夹持槽中，以使至少第一表面和第一表面分别与连接部的两个相对的侧表面形成面接触，以将在极耳31a、31b处产生的热量导出到绝缘导热块42；液冷板41与绝缘导热42块形成面接触，并且冷却液能够流过液冷板41，以便冷却绝缘导热块42。

然而，上述技术中，由于极耳连接件、绝缘导热块的结构是固定的，且比较复杂，导致液冷板的结构比较局限，只能是固定、单一的，所以缺少广泛的应用性。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的第一个目的在于提出一种电池组极耳的冷却结构，该冷却结构不仅能够实现对包含多层极耳的电池组的有效冷却，且其简单易实现，通用性强。

本实用新型的第二个目的在于提出一种电池组。

本实用新型的第三个目的在于提出一种车辆。

为达上述目的，本实用新型第一方面提出了一种电池组极耳的冷却结构，所述电池组包括多个单体电池，每个单体电池包括电芯和电池框，所述电芯的极耳包括第一极耳部和多个子极耳部，所述第一极耳部的输入端连接于所述电芯，多个所述子极耳部的输入端并联连接于所述第一极耳部的输出端，所述电池框设置有正对的第一夹持槽和第二夹持槽，所述冷却结构包括：极耳连接件，所述极耳连接件包括极耳连接板和多个极耳固定块，每个所述极耳固定块用于固定相邻的两个子极耳部，并与相邻的两个所述子极耳部的输出端形成第一表面，所述极耳连接板用于电连接所述电芯的所有子极耳部，并与所述第一表面形成面接触；绝缘导热板，所述绝缘导热板设置在所述极耳连接板之上，并与所述极耳连接板形成面接触，以将在所述极耳处产生的热量导出至所述绝缘导热板；液冷板，所述液冷板被夹持在所述第一夹持槽和所述第二夹持槽中，以固定所述液冷板，并使所述液冷板与所述绝缘导热板形成面接触，其中，冷却液流过所述液冷板，以冷却所述绝缘导热板。

本实用新型的电池组极耳的冷却结构，能够实现对极耳的多个子极耳部的有效冷却，有效减小电池组在大倍率放电时极耳的温升，避免电池组热失控的发生，从而有助于为电池组的高倍率放电提供安全保障，且该结构简单易实现，通用性强。

进一步地，所述极耳连接板通过焊接分别连接到多个所述子极耳部。

进一步地，每个所述子极耳部均为片状结构，多个所述子极耳部相互平行，且相邻两个所述子极耳部之间具有间隙，其中，所述极耳固定块的外形为立方体结构，所述极耳固定块穿插在所述间隙中，并与相邻的两个所述子极耳部形成面接触。

进一步地，每个所述极耳固定块与相邻的两个所述子极耳部的接合面处涂有导热胶。

进一步地，所述液冷板与所述绝缘导热板的接合面处涂有导热胶。

进一步地，所述液冷板的外形为方板结构，所述液冷板的第一边被所述第一夹持槽夹持，所述液冷板的第二边被所述第二夹持槽夹持。

进一步地，所述液冷板的第三边或者第四边设置有第一入水口和第一出水口。

进一步地，所述液冷板的第三边设置有第二入水口和第二出水口，所述液冷板的第四边设置有第三入水口和第三出水口，其中，所述第二入水口正对所述第三出水口，所述第三入水口正对所述第二出水口，且冷却液从所述第二入水口流入，从所述第二出水口流出，冷却液从所述第三入水口流入，从所述第三出水口流出，或者，冷却液从所述第二入水口流入，从所述第三出水口流出，冷却液从所述第三入水口流入，从所述第二出水口流出。

进一步地，所述液冷板的第一表面与所述绝缘导热板面接触，所述液冷板的第二表面上设置有第四入水口和第四出水口。

进一步地，所述第四入水口和第四出水口均靠近所述液冷板的同一边设置，或者，所述第四入水口和第四出水口分别靠近所述液冷板正对的两个边设置。

为达上述目的，本实用新型第二方面提出了一种电池组，其包括多个单体电池，每个单体电池包括电芯和电池框，所述电芯的极耳包括第一极耳部和多个子极耳部，所述第一极耳部的输入端连接于所述电芯，多个所述子极耳部的输入端并联连接于所述第一极耳部的输出端，所述电池框设置有第一夹持槽和第二夹持槽；以及上述的电池组极耳的冷却结构，所述电池组极耳的冷却结构设置在多个所述电芯的正极耳和/或负极耳中。

本实用新型的包含多层极耳的电池组，采用上述的电池组极耳的冷却结构，能够实现极耳的有效冷却，避免电池组热失控的发生，从而有助于为高倍率放电提供安全保障，且上述冷却结构简单易实现，通用性强。

为达上述目的，本实用新型第三方面提出了一种车辆，其包括上述的电池组。

本实用新型的车辆，采用上述电池组，能够实现极耳的有效冷却，避免电池组热失控的发生，从而有助于保证车辆使用过程中电池组放电的安全性，且上述电池组中的冷却结构简单易实现，通用性强。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为相关技术中电池组极耳的冷却结构的示意图；

图2为本实用新型一个实施例的电池组极耳的冷却结构的结构示意图；

图3为本实用新型一个实施例的电池组极耳的局部放大示意图；

图4为一个示例中图2中B区域的示意图；

图5为另一个示例的图2中B区域的示意图；以及

图6为本实用新型一个示例的液冷板上出水口个入水口设置的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参照附图描述根据本实用新型实施例提出的电池组极耳的冷却结构、电池组和车辆。

首先，参照附图2-6描述本实用新型实施例的电池组极耳的冷却结构。

在本实用新型的实施例中，参照图2、图3，电池组包括多个单体电池，每个单体电池包括电芯10和电池框20，电芯10的极耳11包括第一极耳部111和多个子极耳部112，第一极耳部111的输入端连接于电芯10，多个子极耳部112的输入端并联连接于第一极耳部 111的输出端，电池框20设置有正对的第一夹持槽21和第二夹持槽22。在该实施例中，电池组可采用锂离子电池组。

其中，极耳11是从电芯10中将正极和负极引出来的金属导电体，用于连接外部的电子设备。如图2、图3所示，每个电芯10都具有两个电极，包括正极和负极，对应正极设置正极耳11a，对应负极设置负极耳11b，以引出电芯10的正极和负极。其中，正极耳11a 和负极耳11b可设置在电芯10的同侧(如图2、图3所示)，也可设置在电芯11相对的两侧，具体位置可根据需要设置，此处不做限定。

如图2-5所示，冷却结构包括极耳连接件100、绝缘导热板200、液冷板300。其中，极耳连接件100包括极耳连接板101和多个极耳固定块102，每个极耳固定块102用于固定相邻的两个子极耳部112，并与相邻的两个子极耳部112的输出端形成第一表面，极耳连接板101用于电连接电芯10的所有子极耳部112，并与第一表面形成面接触。绝缘导热板200设置在极耳连接板101之上，并与极耳连接板101形成面接触，以将在极耳处产生的热量导出至绝缘导热板200。液冷板300被夹持在第一夹持槽21和第二夹持槽22中，以固定液冷板300，并使液冷板300与绝缘导热板200形成面接触，其中，冷却液流过液冷板300，以冷却绝缘导热板200。

具体地，第一极耳部111的输入端可深入到电芯10内，与电芯10内的级片连接，多个子极耳部112的输入端并联连接于第一极耳部111的输出端，通过多个子极耳部112的设置，一方面可以增大散热面积，提高散热效果，另一方面，极耳11出现发热情况主要是由于极耳11具有内阻，当电流经过极耳11时就会产生热量，并且其内阻越大发热量也越大，因此通过将多个子极耳部112并联设置，可以有效减小子极耳部的内阻，进而减小极耳11的发热量。也就是说，电芯10采用多个子极耳部112既可以减小发热量，也可以加快散热速度，进而可以使电池在高倍率放电时，可以避免电池的温度过高，提高电池的使用寿命。

进一步地，通过多个极耳固定块102将子极耳部112固定，并与子极耳部112的输出端形成第一表面，进而采用极耳连接板101、绝缘导热板200、液冷板300依次层叠在第一表面上。当液冷板300中流过冷却液时，依次使液冷板300、冷却绝缘导热板200、极耳连接板101、极耳11(极耳固定块102)冷却。由此，该冷却结构可有效避免极耳11温升过高，避免电池组热失控的发生，从而为电池组高倍率放电使用提供安全保障，且采用板的层叠结构，简单易实现，通用性强。

在本实用新型的实施例中，电芯10的极耳11的子极耳部112的个数可根据需要、电芯10 的厚度等进行设置，如子极耳部112的个数为2个、3个，即将电芯10的极耳11设置为双层极耳、三层极耳，由此可提高极耳11的散热效果，减小极耳11发热量。

在一个示例中，每个子极耳部112均为片状结构，多个子极耳部112相互平行，且相邻两个子极耳部112之间具有间隙，其中，极耳固定块102的外形为立方体结构，极耳固定块102穿插在间隙中，并与相邻的两个子极耳部112形成面接触，子极耳部112的输出端与极耳固定块102的一个表面形成上述第一表面。由此，可有效固定各个子极耳部11，便于极耳连接块101与子极耳部112输出端的电连接，且可增大极耳11的散热面积，有助于提高散热效果。

进一步地，子极耳部112也可采用片状结构的变形，如图3所示，电芯10的极耳11包括两个子极耳部112，每个子极耳部112呈凹形，且两个“凹口”正对设置，极耳固定块102可穿插在两个“凹口”组成的间隙中，用以固定这两个子极耳部112，并与相邻的两个子极耳部112的输出端形成第一表面，极耳连接板101与第一表面形成面接触。

在该示例中，每个极耳固定块102与相邻的两个子极耳部112的接合面处可涂有导热胶，以保证极耳固定块102和子极耳部112之间的粘接性，提高散热效果。

在本实用新型的一个实施例中，极耳连接板101可以通过焊接(如激光焊接、超声波焊接等)分别连接到多个子极耳部112，以保证电池组中所有同极极耳之间连接的可靠性。应当理解，极耳连接板101采用金属材质，以能够导电，通过该极耳连接板101可实现极耳11与外部设备的连接。

进一步地，液冷板300与绝缘导热板200的接合面处也可涂有导热胶，以保证液冷板 300与绝缘导热板200之间的黏连性，提高导热效果。

其中，导热胶可采用单组份、导热型、室温固化有机硅粘接密封胶，其具有卓越的抗冷热交变性能、耐老化性能和电绝缘性能，并具有优异的防潮、抗震、耐电晕、抗漏电性能和耐化学介质性能，且可持续使用在-60～280℃且保持性能，不溶胀，对大多数金属和非金属材料具有良好的粘接性。

在本实用新型的一个示例中，如图2、4-6所示，液冷板300的外形可以为方板结构，液冷板300的第一边被第一夹持槽21夹持，液冷板300的第二边被第二夹持槽22夹持。由此，可提高液冷板300、绝缘导热板200、极耳连接板101和第一表面的固定效果，保证冷却结构的稳定性，有效防止板发生脱离。

进一步地，在一个示例中，如图4所示，液冷板300的第三边或者第四边设置有第一入水口301和第一出水口302，即液冷板300的入水口和出水口设置在同一边，且该为非夹持槽夹持边。其中，第一入水口301和第一出水口302可分别设置在其所在边的两端。当然，第一入水口301和第一出水口302的位置并不限于此，具体可结合冷却液流道进行设置。应当理解，冷却液从第一入水口301流入，从第一出水口302流出，当然也可从第一出水口302 流入，从第一入水口301流出。

可选地，第一入水口301和第一出水口302还可分别设置在液冷板300的第三边和第四边，具体位置可结合冷却液的流道设置。

在另一个示例中，如图5所示，液冷板300的第三边可以设置有第二入水口303和第二出水口304，液冷板300的第四边可以设置有第三入水口305和第三出水口306，其中，第二入水口303正对第三出水口306，第三入水口305正对第二出水口304，且冷却液从第二入水口 303流入，从第二出水口304流出，冷却液从第三入水口305流入，从第三出水口306流出，或者，冷却液从第二入水口303流入，从第三出水口306流出，冷却液从第三入水口305流入，从第二出水口306流出。也就是说，当液冷板300设置有两个入水口时，两个入水口分别设置在第三边和第四边，以保证冷却液采用逆向进水，增强液冷板300的均温性，从而有效提高极耳11的冷却效果。

当然，当入水口和出水口均设置在液冷板300的侧边时，入水口和出水口的设置方法(包括个数、位置、流道等)还可以有其他多种方式，具体可由本领域技术人员根据实际情况进行设定，在此不做具体限制。

在又一个示例中，如图6所示，液冷板的300第一表面P1与绝缘导热板200面接触，与第一表面P1正对的液冷板300的第二表面P2上设置有第四入水口307和第四出水口308。

其中，第四入水口307和第四出水口308可均靠近液冷板300的同一边设置，或者，第四入水口307和第四出水口308分别靠近液冷板300正对的两个边设置，以方便冷却液的流入和流出。

当然，当入水口和出水口均设置在液冷板300的第二表面P2时，入水口和出水口的设置方法(包括个数、位置、流道等)还可以有其他多种方式，具体可由本领域技术人员根据实际情况进行设定，在此不做具体限制。

下面以一个具体实施例来阐述本实用新型实施例的电池组极耳的冷却结构的制作过程和工作原理。

参照图2，在每个电芯10的相邻的两个子极耳部112穿插入极耳固定块102，以固定子极耳部112，且极耳固定块102与子极耳部112形成面接触，同时在子极耳部112的输出端处形成第一表面。进一步地，将每个电芯10安装在对应的电池框20中，两两电池框20之间可通过连接件(如卡扣)连接，进而采用激光焊接的方式，将极耳连接板101焊接在所有子极耳部112的输出端上，并与所有的第一表面形成面接触，并将绝缘导热板200置于极耳连接板101之上，且两者之间形成面接触；再将液冷板300置于绝缘导热板200之上，且两者之间形成面接触，并使液冷板300的第一边和第二边分别被所有的第一夹持槽21和第二夹持槽22夹持，以保证各板之间固定的稳定性。

其中，每个单体电池产生的热量传递过程如下：极耳11(包括极耳固定块102)→极耳连接板101→绝缘导热板200→液冷板300→冷却液，也就是说，当冷却液流过液冷板300时可以将热量带走，由此完成对电池组极耳11的冷却。

综上，根据本实用新型实施例的电池组极耳的冷却结构，能够实现对极耳的多个子极耳部的有效冷却，有效减小电池组在大倍率放电时极耳的温升，避免电池组热失控的发生，从而有助于为电池组的高倍率放电提供安全保障，且该结构简单易实现，通用性强。

基于上述实施例的电池组极耳的冷却机构，本实用新型实施例提出了一种电池组。

在本实用新型的实施例中，电池组包括多个单体电池和上述的电池组极耳的冷却结构。其中，每个单体电池包括电芯和电池框，电芯的极耳包括第一极耳部和多个子极耳部，第一极耳部的输入端连接于电芯，多个子极耳部的输入端并联连接于第一极耳部的输出端，电池框设置有第一夹持槽和第二夹持槽；电池组极耳的冷却结构设置在多个电芯的正极耳和/或负极耳中。

本实用新型的包含多层极耳的电池组，采用上述的电池组极耳的冷却结构，能够实现极耳的有效冷却，避免电池组热失控的发生，从而有助于为高倍率放电提供安全保障，且上述冷却结构简单易实现，通用性强。

进一步地，基于上述电池组，本实用新型提出一种车辆。

在本实用新型的实施例中，车辆包括上述的电池组。

本实用新型的车辆，采用上述电池组，能够实现极耳的有效冷却，避免电池组热失控的发生，从而有助于保证车辆使用过程中电池组放电的安全性，且上述电池组中的冷却结构简单易实现，通用性强。

另外，车辆的其它构成及其作用对本领域的技术人员而言是已知的，为减少冗余，此处不做赘述。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

Claims (12)

1.一种电池组极耳的冷却结构，其特征在于，所述电池组包括多个单体电池，每个单体电池包括电芯和电池框，所述电芯的极耳包括第一极耳部和多个子极耳部，所述第一极耳部的输入端连接于所述电芯，多个所述子极耳部的输入端并联连接于所述第一极耳部的输出端，所述电池框设置有正对的第一夹持槽和第二夹持槽，所述冷却结构包括：

极耳连接件，所述极耳连接件包括极耳连接板和多个极耳固定块，每个所述极耳固定块用于固定相邻的两个子极耳部，并与相邻的两个所述子极耳部的输出端形成第一表面，所述极耳连接板用于电连接所述电芯的所有子极耳部，并与所述第一表面形成面接触；

绝缘导热板，所述绝缘导热板设置在所述极耳连接板之上，并与所述极耳连接板形成面接触，以将在所述极耳处产生的热量导出至所述绝缘导热板；

液冷板，所述液冷板被夹持在所述第一夹持槽和所述第二夹持槽中，以固定所述液冷板，并使所述液冷板与所述绝缘导热板形成面接触，其中，冷却液流过所述液冷板，以冷却所述绝缘导热板。

2.根据权利要求1所述的电池组极耳的冷却结构，其特征在于，所述极耳连接板通过焊接分别连接到多个所述子极耳部。

3.根据权利要求1所述的电池组极耳的冷却结构，其特征在于，每个所述子极耳部均为片状结构，多个所述子极耳部相互平行，且相邻两个所述子极耳部之间具有间隙，其中，所述极耳固定块的外形为立方体结构，所述极耳固定块穿插在所述间隙中，并与相邻的两个所述子极耳部形成面接触。

4.根据权利要求3所述的电池组极耳的冷却结构，其特征在于，每个所述极耳固定块与相邻的两个所述子极耳部的接合面处涂有导热胶。

5.根据权利要求1所述的电池组极耳的冷却结构，其特征在于，所述液冷板与所述绝缘导热板的接合面处涂有导热胶。

6.根据权利要求1所述的电池组极耳的冷却结构，其特征在于，所述液冷板的外形为方板结构，所述液冷板的第一边被所述第一夹持槽夹持，所述液冷板的第二边被所述第二夹持槽夹持。

7.根据权利要求6所述的电池组极耳的冷却结构，其特征在于，所述液冷板的第三边或者第四边设置有第一入水口和第一出水口。

8.根据权利要求6所述的电池组极耳的冷却结构，其特征在于，所述液冷板的第三边设置有第二入水口和第二出水口，所述液冷板的第四边设置有第三入水口和第三出水口，其中，所述第二入水口正对所述第三出水口，所述第三入水口正对所述第二出水口，且冷却液从所述第二入水口流入，从所述第二出水口流出，冷却液从所述第三入水口流入，从所述第三出水口流出，或者，冷却液从所述第二入水口流入，从所述第三出水口流出，冷却液从所述第三入水口流入，从所述第二出水口流出。

9.根据权利要求6所述的电池组极耳的冷却结构，其特征在于，所述液冷板的第一表面与所述绝缘导热板面接触，所述液冷板的第二表面上设置有第四入水口和第四出水口。

10.根据权利要求9所述的电池组极耳的冷却结构，其特征在于，所述第四入水口和第四出水口均靠近所述液冷板的同一边设置，或者，所述第四入水口和第四出水口分别靠近所述液冷板正对的两个边设置。

11.一种电池组，其特征在于，包括：

多个单体电池，每个单体电池包括电芯和电池框，所述电芯的极耳包括第一极耳部和多个子极耳部，所述第一极耳部的输入端连接于所述电芯，多个所述子极耳部的输入端并联连接于所述第一极耳部的输出端，所述电池框设置有第一夹持槽和第二夹持槽；

根据权利要求1-10中的任一项所述的电池组极耳的冷却结构，所述电池组极耳的冷却结构设置在多个所述电芯的正极耳和/或负极耳中。

12.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括根据权利要求11所述的电池组。