CN210805858U - 一体设置水冷板的大电芯模组单元及其动力电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及动力电池制造领域，具体地涉及一体设置水冷板的大电芯模组单元及其动力电池包，其中的一体设置水冷板的大电芯模组单元包括堆叠电芯(220)堆叠电芯的底部设有水冷板(400)，水冷板朝向堆叠电芯的表面覆设有导热胶层(401)。本实用新型在大电芯模组单元一体设置有水冷板，结构简单紧凑、降低成本，简化装配程序。

Description

一体设置水冷板的大电芯模组单元及其动力电池包

技术领域

本实用新型涉及动力电池制造领域，具体地涉及一体设置水冷板的大电芯模组单元及其动力电池包。

背景技术

为了保证动力电池能够在适宜的温度区间工作，通常会在动力电池内部设置热管理系统用于在高温环境中为电池包散热，而在低温环境中为电池包保温。采用冷却板为构成动力电池包的电池模组散热，是一种最常见的方式。在现有技术中，首先使用螺栓把冷却板固定到电池包下壳体内，然后在冷却板与模组底面之间涂导热胶或者粘贴导热垫，并且在冷板底部使用泡棉、弹簧等弹性材料进行支撑，以达到更好的热管理性能。现有的这种装配形式操作繁琐，冷却板与电池模组之间的接触效果易受装配情况影响；而且，为保证电池包的底部的安全性能，冷却板与壳体底面的间隙较大，支撑材料用量较多，成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的电池模组与水冷板分隔设置的问题，提供一体设置水冷板的大电芯模组单元及其动力电池包，大电芯模组单元一体设置有水冷板，结构简单紧凑、降低成本，简化装配程序。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种一体设置水冷板的大电芯模组单元，包括堆叠电芯，所述堆叠电芯的底部设有水冷板，所述水冷板朝向所述堆叠电芯的表面覆设有导热胶层。

优选地，所述水冷板背向所述堆叠电芯的表面设有支撑条。

优选地，所述支撑条环绕设置在所述水冷板的的边缘。

优选地，所述水冷板为矩形，所述支撑条设置在所述矩形表面的相对两侧的长边或短边上。

优选地，所述水冷板上设有水冷插件，所述堆叠电芯的内部对应开设有供所述水冷插件穿设的穿设孔。

优选地，所述水冷插件包括设置在所述水冷板上并与所述水冷板内部的循环水路相连的进水柱和出水柱。

优选地，所述堆叠电芯的外部围设有模组框架，所述模组框架包括彼此依次首尾相连的端板和侧板，所述侧板的外表面设有用于与动力电池包的下壳体相连的凸耳。

本实用新型第二方面提供一种动力电池包，包括下壳体、上壳体以及设置在所述下壳体和上壳体形成的容纳空间中的电池模组，所述电池模组中包括有相互连接的多个平行设置的如上所述的一体设置水冷板的大电芯模组单元。

优选地，所述下壳体包括底板、围设在底板四周边缘的边梁和设置在由所述边梁围设而成的区域内的横梁，所述横梁上设有连接位，所述连接位与所述凸耳对应设置；相邻两个所述大电芯模组单元上与所述凸耳对应设置的连接位，在所述横梁上是交错设置的。

优选地，至少有两个所述一体设置水冷板的大电芯模组单元由模组规格彼此不同的堆叠电芯组成。

通过上述技术方案，提供一体设置水冷板的大电芯模组单元及其动力电池包，大电芯模组单元一体设置有水冷板，结构简单紧凑、降低成本，简化装配程序。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中的一体设置水冷板的大电芯模组单元的整体结构分解示意图；

图2和图3分别为本实用新型支撑条在水冷板的设置位置；

图4为本实用新型一实施例中的动力电池包整体装配爆炸图；

图5为本实用新型一实施例中相邻两个大电芯模组单元的连接位交错设置位置示意图。

附图标记说明

20模组框架 100下壳体 110边梁 120横梁 130底板 200电池模组 201端板 202侧板 203凸耳 204柔性电路板 205汇流排 206上壳 210大电芯模组单元220堆叠电芯 230隔道 231低压线束232护线盒 233水冷管路 234电池切断单元 235电池管理系统 236高压铜排 300上壳体 400水冷板 401导热胶层 410支撑条 420进水柱 430出水柱

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”通常是指相对于各部件本身的轮廓的内外；“远、近”通常是指相对于各部件本身的轮廓的远近。

如图1、图2并结合图3所示，本实用新型提供一种一体设置水冷板的大电芯模组单元210，包括模组框架20、围设在所述模组框架20内的堆叠电芯220和盖设在所述堆叠电芯220上的上壳206，所述堆叠电芯220的底部设有水冷板400，所述水冷板400与所述堆叠电芯220一体设置，所述水冷板400朝向所述堆叠电芯220的一侧表面覆设有导热胶层401。

为了方便一体设置水冷板的大电芯模组单元210在转运过程中的放置，同时起到隔热的减震的效果，所述水冷板400背向所述堆叠电芯220的一侧表面设有支撑条410。根据需要，所述支撑条410可以采用多种设置方式，比如：可以设置在所述水冷板400的一侧表面的边缘且环绕一周；通常情况下，由于水冷板400为矩形，因此所述支撑条410还可以设置在所述矩形表面的相对两侧的长边或短边上。在图1所示的实施例中，支撑条410设置在水冷板400相对两侧的长边上。具体来说，在如图1、图2并结合图3所示的实施例中，水冷板400的底部两侧边沿的位置分别粘贴有支撑条410，支撑条410可以采用橡胶条，主要用于对水冷板400进行支撑。通常情况下，水冷板400与电池模组200采用电池包外部分装的形式，水冷板400使用导热胶粘贴到电池模组200的底部，再将一体设置的电池模组200和水冷板400整体装入到下壳体100内形成电池包内。支撑条410具有三个作用：第一是便于水冷板400电池包外的转运放置；第二是可以对水冷板400起到支撑的作用，保证在电池包寿命周期内，水冷板400与电池模组200中的电芯贴合良好，保证冷却性能；第三，由于支撑条410的导热系数较低，可保证水冷板400的制冷量或加热量尽可能少的传递到下壳体100，提高热管理效率。

此外，如图2并结合图3所示，所述水冷板400上设有水冷插件，为了方便装配，所述堆叠电芯220的内部对应开设有供所述水冷插件穿设的穿设孔(图中未示出)。通常情况下，水冷插件指的是用于与水冷板400内的循环管路相连的进水柱420和出水柱430。为了连接方便，所述电池模组20包括彼此依次首尾相连的端板201和侧板202，所述侧板202的外表面设有用于与动力电池包的下壳体相连的凸耳203。

具体来说，电池模组200集成水冷板400的装配过程如下：首先，将堆叠电芯220组合在一起形成大电芯模组单元210；然后，将电池模组200的端板201粘接到大电芯模组单元210的两端，利用工装将大电芯模组单元210及端板201压缩；其次，将电池模组200的侧板202与端板201进行焊接，形成模组框架20；再次，将水冷板400从电池模组200的底部装配，并用导热胶粘接大电芯模组单元210底部和水冷板400；下一步，在水冷板400底部粘接水冷支撑条410；随后，在电池模组200上面焊接柔性电路板204(FPC)和汇流排205；然后，装配可组合电池模组的正、负输出极和汇流排支架(图中未示出)；最后，装配上壳206；就此完成电池模组200的完整装配。

如图4所示，本实用新型还提供一种动力电池包，包括下壳体100、上壳体300以及设置在所述下壳体100和上壳体300形成的容纳空间中的电池模组200，所述电池模组200中包括有相互连接的多个平行设置的如上所述的一体设置水冷板的大电芯模组单元210。结合图4所示，通常情况下，所述下壳体100包括彼此相连的边梁110、横梁120和底板130，所述电池模组200通过所述连接凸耳203与所述横梁120相连固定，从而使电池模组200固定在下壳体100内。为了便于连接且受力均匀，所述连接凸耳203的设置数量为多个，多个所述连接凸耳203沿所述侧板202的长度方向连续间隔设置。相邻的两个凸耳203在长度方向上间隔的大小可以根据横梁120上对应的连接点位置进行设置，以设置在动力电池包中的各个部件之间不发生干涉为准。电池模组200通过侧壁固定在下壳体100上的这种连接方式，还在一定程度上提高了电池模组200的侧碰强度。结合图5所示，由于一体设置水冷板的大电芯模组单元210与下壳体100通过凸耳203连接完成之后，凸耳203与横梁120上的连接位的位置重合，因此只能够看到相邻两个所述一体设置水冷板的大电芯模组单元210上与凸耳203对应设置的连接位在横梁120上是交错设置的。

另外需要说明的是，为了根据装配空间的实际需要，充分合理地利用空间，多个所述一体设置水冷板的大电芯模组单元210中至少有两个的电池模组规格不同。具体来说，为了适应不同空间的需要并方便大电芯模组单元210的组合，所述电池模组200中至少有两行所述大电芯模组单元210中的堆叠电芯220的模组规格彼此不同。在图4所示的实施例中，组成每一个电池大电芯模组单元210的堆叠电芯220的设置数量均为两个，也就是说，每一个大电芯模组单元210都是由两个堆叠电芯220组合连接而成的，随后再将多个大电芯模组单元210平行设置为多行，进而组合为电池模组200，再将电池模组200固定在下壳体100内形成动力电池包。在图4所示的实施例中，一共设置了六行大电芯模组单元210，显然，其中有两行大电芯模组单元和另外四行大电芯模组单元的尺寸和模组规格是不同的，前者比后者的横向尺寸更小一些。通过采用这样的非标准尺寸的堆叠电芯的组合，实现对空间的合理利用。需要说明的是，构成每个大电芯模组单元210的堆叠电芯220的数量并不局限于两个，也可以根据实际安装空间的需要，按照其他的不同数量进行组合。

由上述电池模组200集成水冷板400的装配过程可知，本实用新型所提供的这种大电芯模组单元210和水冷板400一体设置的结构，决定了该动力电池包的装配过程也在一定程度上得到了简化。对于现有的电池模组和水冷板分体设置的动力电池包来说，模组装配至少需要四个主要的步骤，即：下壳体清理、装配水冷板、涂导热胶和装配模组，在涂导热胶的过程中还需要无尘室和打胶设备，显然，现有电池包装配过程繁琐而且设备投入高操作要求高；而本实用新型采用了大电芯模组单元210和水冷板400一体设置的结构，模组装配只需要两个步骤，即：下壳体清理、模组集成水冷板装配，且无需额外的设备和要求，可以节约人工成本和设备成本。

此外，如图4所示的实施例中，构成所述大电芯模组单元210的两个堆叠电芯220之间设有间隔，多个所述堆叠电芯220的所述间隔构成一贯穿在所述动力电池包中心的隔道230，为了方便布置且节省空间，所述动力电池包的低压线束231、护线盒232和水冷管路233设置在所述隔道230内。另外，所述动力电池包的电池切断单元234和电池管理系统235分别设置在所述动力电池包的前端的左、右两侧，所述动力电池包的高压铜排236连接多个所述大电芯模组单元210并设置在多个所述大电芯模组单元210的外侧。通过以上结构的设置，完成动力电池包各种附件的布局。

本实用新型提供一种一体设置水冷板的大电芯模组单元及其动力电池包，将电池模组与水冷板一体设置，结构紧凑、简化电池包装配过程，且能保证较好的热管理性能，同时降低了成本和设备投入。电池模组与下壳体的安装固定，通过完整的模组框架完成，由于模组框架中的侧板为整体结构，在电池包布置中可以提供电池包侧碰强度；再加上低压线束、护线盒和水冷管路在电池包中的合理布置，充分利用电池包内空间，可提升能量密度；而电池内部模组、热管理组件和电气组件等进行优化布置和优化装配关系，也提升整包成组效率。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，例如，可以根据水冷板的结构需要，改变支撑条在水冷板底面的设置位置。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种一体设置水冷板的大电芯模组单元，包括堆叠电芯(220)其特征在于，所述堆叠电芯(220)的底部设有水冷板(400)，所述水冷板(400)朝向所述堆叠电芯(220)的表面覆设有导热胶层(401)。

2.根据权利要求1所述的一体设置水冷板的大电芯模组单元，其特征在于，所述水冷板(400)背向所述堆叠电芯(220)的表面设有支撑条(410)。

3.根据权利要求2所述的一体设置水冷板的大电芯模组单元，其特征在于，所述支撑条(410)环绕设置在所述水冷板(400)的边缘。

4.根据权利要求2所述的一体设置水冷板的大电芯模组单元，其特征在于，所述水冷板(400)为矩形，所述支撑条(410)设置在所述水冷板(400)的相对两侧的长边或短边上。

5.根据权利要求1所述的一体设置水冷板的大电芯模组单元，其特征在于，所述水冷板(400)上设有水冷插件，所述堆叠电芯(220)的内部对应开设有供所述水冷插件穿设的穿设孔。

6.根据权利要求1所述的一体设置水冷板的大电芯模组单元，其特征在于，所述水冷插件包括设置在所述水冷板(400)上并与所述水冷板(400)内部的循环水路相连的进水柱(420)和出水柱(430)。

7.根据权利要求1所述的一体设置水冷板的大电芯模组单元，其特征在于，所述堆叠电芯(220)的外部围设有模组框架(20)，所述模组框架(20)包括彼此依次首尾相连的端板(201)和侧板(202)，所述侧板(202)的外表面设有用于与动力电池包的下壳体(100)相连的凸耳(203)。

8.一种动力电池包，包括下壳体(100)、上壳体(300)以及设置在所述下壳体(100)和上壳体(300)形成的容纳空间中的电池模组(200)，其特征在于，所述电池模组(200)中包括有相互连接的多个平行设置的如权利要求1-6任一项所述的一体设置水冷板的大电芯模组单元(210)。

9.根据权利要求8所述的动力电池包，其特征在于，所述堆叠电芯(220)的外部围设有模组框架(20)，所述模组框架(20)包括彼此依次首尾相连的端板(201)和侧板(202)，所述侧板(202)的外表面设有用于与动力电池包的下壳体(100)相连的凸耳(203)；

所述下壳体(100)包括底板(130)、围设在底板(130)四周边缘的边梁(110)和设置在由所述边梁(110)围设而成的区域内的横梁(120)，所述横梁(120)上设有连接位，所述连接位与所述凸耳(203)对应设置；

相邻两个所述大电芯模组单元(210)上与所述凸耳(203)对应设置的连接位，在所述横梁(120)上是交错设置的。

10.根据权利要求8所述的动力电池包，其特征在于，至少有两个所述一体设置水冷板的大电芯模组单元(210)由模组规格彼此不同的堆叠电芯(220)组成。

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