CN210723286U - 一种40度以下环境高功率锂电池组结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及新型电池技术领域，公开了一种40度以下环境高功率锂电池组结构，包括控温器壳、电池安装板、横向导液管和竖向导液管，电池安装板控温器壳为中空壳体，电池安装板控温器壳固定安装于电池安装板正端面上，电池安装板控温器壳正端面矩阵开设有电池插孔，电池安装板横向导液管和竖向导液管均固定装设于控温器壳内，电池安装板横向导液管和竖向导液管均紧密贴合于电池插孔的孔壁内侧；通过设置横向导液管和竖向导液管安装于控温器壳内并紧贴电池插孔，使温控结构覆盖全面，便于通过通入冷却液或热溶液对电池组进行快速的升温或冷却，提升了温度控制效果和效率。

Description

一种40度以下环境高功率锂电池组结构

技术领域

本实用新型涉及新型电池技术领域，具体涉及一种40度以下环境高功率锂电池组结构。

背景技术

锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。随着科学技术的发展，现在锂电池已经成为了主流。锂电池性质深受温度因素的影响，其放电效率会随温度的变化而剧烈变化。目前锂电池的工作温度范围为-20℃-60℃，最适温度范围为0℃-40℃。

在低温环境下，锂电池的持续发电效率会受到明显的影响，更有甚者其效率会折损过半，连为“冷冰冰”的锂电池充电都是件困难的事。而高温情况下，若没有合适的散热方案，锂电池包内各处温度将出现较大差异，影响电池单体的一致性并引发一系列的后续问题。其中较为严重的是电池过充导致“热失控”，进而导致锂电池着火、爆炸，具有极大的危险性。因此，确保锂电池组系统的高效性和安全性，关键在于对温度的控制。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种40度以下环境高功率锂电池组结构，该设计方案具备温度控制效果好，温控变化快速，温控结构覆盖全面，易于操作控制的优点，解决了传统的锂电池温控结构过于简单，导致温度控制效果差，温控结构覆盖不全面，进而无法对电池组进行有效温控的问题。

本实用新型的一种40度以下环境高功率锂电池组结构，包括控温器壳、电池安装板、横向导液管和竖向导液管，电池安装板控温器壳为中空壳体，电池安装板控温器壳固定安装于电池安装板正端面上，电池安装板控温器壳正端面矩阵开设有电池插孔，电池安装板横向导液管和竖向导液管均固定装设于控温器壳内，电池安装板横向导液管和竖向导液管均紧密贴合于电池插孔的孔壁内侧；电池安装板横向导液管两端分别连通有横管进管和横管出管，电池安装板竖向导液管两端分别连通有竖管进管和竖管出管，控温器壳外壁对应位置开设有横管进水口、横管出水口、竖管进水口和竖管出水口，电池安装板横管进管密封插接于横管进水口内，电池安装板横管出管密封插接于横管出水口内，电池安装板竖管进管密封插接于竖管进水口内，电池安装板竖管出管密封插接于竖管出水口；电池安装板横管进水口和横管出水口连通至外部冷热交换装置，竖管进水口和竖管出水口连通至另一外部冷热交换装置。

本实用新型的一种40度以下环境高功率锂电池组结构，其中电池安装板横向导液管和竖向导液管均有若干组，电池安装板横向导液管和竖向导液管的水平端面均平行于控温器壳正端面。

本实用新型的一种40度以下环境高功率锂电池组结构，其中电池安装板横向导液管和竖向导液管的水平端面相互等距层叠但不重合，电池安装板横向导液管和竖向导液管的管体交错成井字且相互远离。

本实用新型的一种40度以下环境高功率锂电池组结构，其中电池安装板横向导液管和竖向导液管均有若干组，各组电池安装板横向导液管的水平端面呈平行等距排列，各组电池安装板竖向导液管的水平端面呈平行等距排列。

本实用新型的一种40度以下环境高功率锂电池组结构，其中电池安装板横向导液管和竖向导液管的水平端面均垂直于控温器壳正端面，且电池安装板横向导液管和竖向导液管的水平端面相互垂直交叉，电池安装板横向导液管和竖向导液管的管体交错成井字且相互远离。

本实用新型的一种40度以下环境高功率锂电池组结构，其中电池安装板电池插孔可以为正方形、长方形、圆形或椭圆形。

本实用新型的一种40度以下环境高功率锂电池组结构，其中电池安装板控温器壳内填充有导热介质。

本实用新型的一种40度以下环境高功率锂电池组结构，其中电池安装板控温器壳底部向外延伸形成凸缘，电池安装板凸缘上等距开设有螺纹孔，电池安装板凸缘通过紧固螺栓固定安装于电池安装板上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1、本方案通过设置横向导液管和竖向导液管安装于控温器壳内并紧贴电池插孔，使温控结构覆盖全面，便于通过通入冷却液或热溶液对电池组进行快速的升温或冷却，提升了温度控制效果和效率。

2、本方案通过设置横向导液管和竖向导液管的水平端面垂直电池外壁，使温控结构所接触的电池插孔的数量多，进而需要的外部冷热交换装置的组数较少，更易于操作；同时横向导液管和竖向导液管所在水平端面均相互平行，方便进行安装和拆卸，成本低廉，更易于操作和维护；设置横向导液管和竖向导液管的水平端面紧贴于电池外壁，使温控结构对于单个电池的接触面积较大，外部冷热交换装置的组数也相应增加，温度控制效果更好更精确。

3、本方案通过设置电池插孔可以根据实际需求形状和尺寸进行替换，而不会影响横向导液管和竖向导液管的温度控制效果，扩大了结构的适用范围。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为正方形电池插孔的控温器壳正视面剖视结构示意图；

图2为圆形电池插孔的控温器壳正视面剖视结构示意图；

图3为锂电池组结构左视面剖视结构示意图；

图4为实施例一的横向导液管和竖向导液管正视面结构示意图；

图5为实施例一的控温器壳正视面结构示意图；

图6为实施例一的控温器壳仰视面结构示意图；

图7为实施例二的横向导液管和竖向导液管仰视面剖视结构示意图；

图8为实施例二的控温器壳正视面结构示意图；

图9为实施例二的控温器壳仰视面结构示意图。

图中：1、控温器壳；2、电池安装板；3、横向导液管；4、竖向导液管；11、电池插孔；12、凸缘；13、横管进水口；14、横管出水口；15、竖管进水口；16、竖管出水口；17、导热介质；31、横管进管；32、横管出管；41、竖管进管；42、竖管出管。

具体实施方式

以下将以图式揭露本实用新型的多个实施方式：

实施例1：参阅1-9，一种40度以下环境高功率锂电池组结构，包括控温器壳1、电池安装板2、横向导液管3和竖向导液管4，控温器壳1为中空壳体，控温器壳1固定安装于电池安装板2正端面上，控温器壳1正端面矩阵开设有电池插孔11，横向导液管3和竖向导液管4均固定装设于控温器壳1内，横向导液管3和竖向导液管4均紧密贴合于电池插孔11的孔壁内侧；横向导液管3两端分别连通有横管进管31和横管出管32，竖向导液管4两端分别连通有竖管进管41和竖管出管42，控温器壳1外壁对应位置开设有横管进水口13、横管出水口14、竖管进水口15和竖管出水口16，横管进管31密封插接于横管进水口13内，横管出管32密封插接于横管出水口14内，竖管进管41密封插接于竖管进水口15内，竖管出管42密封插接于竖管出水口16；横管进水口13和横管出水口14连通至外部冷热交换装置，竖管进水口15和竖管出水口16连通至另一外部冷热交换装置。本方案通过设置横向导液管3和竖向导液管4安装于控温器壳1内并紧贴电池插孔11，使温控结构覆盖全面，便于通过通入冷却液或热溶液对电池组进行快速的升温或冷却，提升了温度控制效果和效率。

实施例2与实施例1的区别为：横向导液管3和竖向导液管4均有若干组，横向导液管3和竖向导液管4的水平端面均平行于控温器壳1正端面。

实施例3与实施例2的区别为：横向导液管3和竖向导液管4的水平端面相互等距层叠但不重合，横向导液管3和竖向导液管4的管体交错成井字且相互远离。本方案通过设置横向导液管3和竖向导液管4的水平端面垂直电池外壁，使温控结构所接触的电池插孔11的数量多，进而需要的外部冷热交换装置的组数较少，更易于操作；同时横向导液管3和竖向导液管4所在水平端面均相互平行，方便进行安装和拆卸，成本低廉，更易于操作和维护。

实施例4与实施例3的区别为：横向导液管3和竖向导液管4均有若干组，各组横向导液管3的水平端面呈平行等距排列，各组竖向导液管4的水平端面呈平行等距排列。

实施例5与实施例4的区别为：横向导液管3和竖向导液管4的水平端面均垂直于控温器壳1正端面，且横向导液管3和竖向导液管4的水平端面相互垂直交叉，横向导液管3和竖向导液管4的管体交错成井字且相互远离。本方案通过设置横向导液管3和竖向导液管4的水平端面紧贴于电池外壁，使温控结构对于单个电池的接触面积较大，外部冷热交换装置的组数也相应增加，温度控制效果更好更精确。

实施例6与实施例5的区别为：电池插孔11可以为正方形、长方形、圆形或椭圆形。本方案通过设置电池插孔11可以根据实际需求形状和尺寸进行替换，而不会影响横向导液管3和竖向导液管4的温度控制效果，扩大了结构的适用范围。

实施例7与实施例6的区别为：控温器壳1内填充有导热介质17。本方案通过设置导热介质17，有助于温度的传导，进一步提升了结构的温度控制效果。

实施例8与实施例7的区别为：控温器壳1底部向外延伸形成凸缘12，凸缘12上等距开设有螺纹孔，凸缘12通过紧固螺栓固定安装于电池安装板2上。

本实用新型在使用时：将控温器壳1的凸缘12通过紧固螺栓固定安装于电池安装板2上，将横管进水口13和横管出水口14连通至外部冷热交换装置，竖管进水口15和竖管出水口16连通至另一外部冷热交换装置，将锂电池插入电池插孔11内，即可对锂电池组温度进行调整和控制。

当外界温度较高或电池组工作时已经产生大量热量时，在横向导液管3和竖向导液管4内循环通入冷却液，由于横向导液管3和竖向导液管4均固定装设于控温器壳1内，且均紧密贴合于电池插孔11的孔壁内侧，因此产生的热量会被横向导液管3和竖向导液管4管体内的冷却液吸收并随液流循环带走，进而对电池插孔11的电池进行冷却降温。

当外界温度较低导致电池组无法工作或放电效率降低时，在横向导液管3和竖向导液管4内循环通入热溶液，热溶液的热量会通过横向导液管3和竖向导液管4循环输送至电池插孔11出，然后被电池吸收，提升电池的温度，进而使其达到工作温度或恢复正常发电效率。

实施例一，参阅图4，其中横向导液管3和竖向导液管4均有若干组，且横向导液管3和竖向导液管4的水平端面均平行于控温器壳1正端面，各组横向导液管3和各组竖向导液管4的水平端面均相互等距层叠但不重合，且横向导液管3和竖向导液管4的管体交错成井字且相互远离。

实施例二，参阅图7，其中横向导液管3和竖向导液管4均有若干组，各组横向导液管3的水平端面呈平行等距排列，各组竖向导液管4的水平端面呈平行等距排列，横向导液管3和竖向导液管4的水平端面均垂直于控温器壳1正端面，且横向导液管3和竖向导液管4的水平端面相互垂直交叉，横向导液管3和竖向导液管4的管体交错成井字且相互远离。

两个实施例均能实现对电池插孔11内的电池的温度的有效控制，其区别在于：

实施例一中的横向导液管3和竖向导液管4的水平端面垂直电池外壁，各组横向导液管3和竖向导液管4所接触的电池插孔11的数量较实施例二更多，因此需要的横向导液管3和竖向导液管4组数较少，进而需要的外部冷热交换装置的组数也较少，更易于操作；同时横向导液管3和竖向导液管4所在水平端面均相互平行，方便进行安装和拆卸。因此实施例一相较实施例二成本更低廉，更易于操作和维护。

实施例二中的横向导液管3和竖向导液管4的水平端面紧贴于电池外壁，各组横向导液管3和竖向导液管4所接触的电池插孔11的数量较少，而对于单个电池的接触面积较实施例一要大，因此实施例二的温度控制效果更好，但需要的横向导液管3和竖向导液管4的组数也相应增加，进而需要的外部冷热交换装置的组数也相应增加；同时横向导液管3和竖向导液管4的水平端面相互垂直交叉，横向导液管3和竖向导液管4的管体相互交叉缠绕，导致横向导液管3和竖向导液管4难以相互分离，进而增大了安装和拆卸的难度。因此实施例二相较实施例一温度控制效果更好，但成本更高，且较难进行操作和维护。

需要说明的是，可以在各组横管进水口13和横管出水口14，以及竖管进水口15和竖管出水口16成对装设温度传感器，通过温度传感器监测横向导液管3和竖向导液管4的进水温度和出水温度，能够更有效的判断电池组内各部位的温度情况及其变化情况，有助于更好的对锂电池组进行温度控制。这个过程是现有技术可以实现的，故在此不再赘述。

另外，现有的锂电池普遍采用圆柱体、正方柱体或长方柱体，也少见有椭圆柱体，本方案中的电池插孔11可以根据实际需求形状和尺寸进行替换，而不会影响横向导液管3和竖向导液管4的温度控制效果，扩大了结构的适用范围。

控温器壳1内填充导热介质17，有助于温度的传导，进一步提升了结构的温度控制效果。

本实用新型具备温度控制效果好，温控变化快速，温控结构覆盖全面，易于操作控制的优点，解决了传统的锂电池温控结构过于简单，导致温度控制效果差，温控结构覆盖不全面，进而无法对电池组进行有效温控的问题。

以上所述仅为本实用新型的实施方式而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种40度以下环境高功率锂电池组结构，其特征在于：包括控温器壳（1）、电池安装板（2）、横向导液管（3）和竖向导液管（4），所述控温器壳（1）为中空壳体，所述控温器壳（1）固定安装于电池安装板（2）正端面上，所述控温器壳（1）正端面矩阵开设有电池插孔（11），所述横向导液管（3）和竖向导液管（4）均固定装设于控温器壳（1）内，所述横向导液管（3）和竖向导液管（4）均紧密贴合于电池插孔（11）的孔壁内侧；

所述横向导液管（3）两端分别连通有横管进管（31）和横管出管（32），所述竖向导液管（4）两端分别连通有竖管进管（41）和竖管出管（42），控温器壳（1）外壁对应位置开设有横管进水口（13）、横管出水口（14）、竖管进水口（15）和竖管出水口（16），所述横管进管（31）密封插接于横管进水口（13）内，所述横管出管（32）密封插接于横管出水口（14）内，所述竖管进管（41）密封插接于竖管进水口（15）内，所述竖管出管（42）密封插接于竖管出水口（16）；

所述横管进水口（13）和横管出水口（14）连通至外部冷热交换装置，竖管进水口（15）和竖管出水口（16）连通至另一外部冷热交换装置。

2.根据权利要求1所述的一种40度以下环境高功率锂电池组结构，其特征在于：所述横向导液管（3）和竖向导液管（4）均有若干组，所述横向导液管（3）和竖向导液管（4）的水平端面均平行于控温器壳（1）正端面。

3.根据权利要求2所述的一种40度以下环境高功率锂电池组结构，其特征在于：所述横向导液管（3）和竖向导液管（4）的水平端面相互等距层叠但不重合，所述横向导液管（3）和竖向导液管（4）的管体交错成井字且相互远离。

4.根据权利要求3所述的一种40度以下环境高功率锂电池组结构，其特征在于：所述横向导液管（3）和竖向导液管（4）均有若干组，各组所述横向导液管（3）的水平端面呈平行等距排列，各组所述竖向导液管（4）的水平端面呈平行等距排列。

5.根据权利要求4所述的一种40度以下环境高功率锂电池组结构，其特征在于：所述横向导液管（3）和竖向导液管（4）的水平端面均垂直于控温器壳（1）正端面，且所述横向导液管（3）和竖向导液管（4）的水平端面相互垂直交叉，所述横向导液管（3）和竖向导液管（4）的管体交错成井字且相互远离。

6.根据权利要求5所述的一种40度以下环境高功率锂电池组结构，其特征在于：所述电池插孔（11）可以为正方形、长方形、圆形或椭圆形。

7.根据权利要求6所述的一种40度以下环境高功率锂电池组结构，其特征在于：所述控温器壳（1）内填充有导热介质（17）。

8.根据权利要求7所述的一种40度以下环境高功率锂电池组结构，其特征在于：所述控温器壳（1）底部向外延伸形成凸缘（12），所述凸缘（12）上等距开设有螺纹孔，所述凸缘（12）通过紧固螺栓固定安装于电池安装板（2）上。

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