CN212587577U - 一种动力电池及其液冷电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动力电池及其液冷电池模组，其中，液冷电池模组包括：电芯、汇流排、导热垫和液冷板；所述液冷板包括：设置于所述汇流排上方的液冷板主体；设置于所述液冷板主体，支撑在所述电芯上的限位脚；所述导热垫设置在所述液冷板主体与所述汇流排之间，且与所述液冷板主体和所述汇流排均为接触配合。在本方案中，汇流排上的热量直接通过导热垫传导到液冷板上，传导路径短，经过的界面少，进而使得汇流排的散热更加高效，从而有助于实现了电池模组的高效散热；此外，再基于限位脚的支撑设计，以便于控制液冷板与汇流排之间的距离，有利于导热垫分别与汇流排和液冷板形成紧密接触配合，以进一步确保了电池模组的高效散热。

Description

一种动力电池及其液冷电池模组

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，特别涉及一种动力电池及其液冷电池模组。

背景技术

近年来，新能源动力电池技术发展迅猛，但是市场对动力电池的要求也越来越高，主要体现在更高的充电效率，更短的充电时间，更宽的工作温度范围。但是，由于锂离子电池化学性能的自身限制，在自然冷却情况下，大电流充电或放电过程中会产生大量热量，极易导致电池温升过高，导致循环寿命降低，甚至引发热失控；另外，锂离子电池自身工作温度范围较窄，若不配置散热装置，电池性能无法满足全国多区域的覆盖要求。

其中，动力电池模组一般是由多个电芯组成模组，各个电芯之间通过汇流排连接，然后将模组再安装在箱体内。

然而，目前市场上存在有多种类型的液冷模组方案，但都是通过电芯本体进行散热，或在电芯底部，或在侧面，而模组发热最严重处是汇流排处，通过电芯本体散热，不仅效率较低，而且还存在散热接触不好而引起散热效果不佳等问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种液冷电池模组，能够使得汇流排上的热量直接通过导热垫传导到液冷板上，传导路径短，经过的界面少，进而使得汇流排的散热更加高效，从而有助于实现了电池模组的高效散热；此外，再基于限位脚的支撑设计，以便于控制液冷板与汇流排之间的距离，有利于导热垫分别与汇流排和液冷板形成紧密接触配合，以进一步确保了电池模组的高效散热。

本实用新型还提供了一种应用上述液冷电池模组的动力电池。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种液冷电池模组，包括：电芯、汇流排、导热垫和液冷板；

所述液冷板包括：

设置于所述汇流排上方的液冷板主体；

设置于所述液冷板主体，支撑在所述电芯上的限位脚；

所述导热垫设置在所述液冷板主体与所述汇流排之间，且与所述液冷板主体和所述汇流排均为接触配合。

优选地，所述限位脚的数量为两个，且分别设置于所述液冷板主体的左右两端。

优选地，所述液冷板主体设有用于同所述电芯的防爆阀的泄压路径配合的避让结构。

优选地，所述避让结构为设置于所述液冷板主体的泄压孔。

优选地，所述泄压孔的数量为多个，且与多个所述防爆阀一一对位分布。

优选地，所述泄压孔的孔径大于所述防爆阀的尺寸。

优选地，所述导热垫包括：

设置在所述液冷板主体和左排所述汇流排之间的左侧导热垫；

设置在所述液冷板主体和右排所述汇流排之间的右侧导热垫；所述右侧导热垫与所述左侧导热垫为间隔设置。

优选地，所述左侧导热垫包括：

分别同所述液冷板主体的底部与左排所述汇流排的顶部接触配合的左侧汇流排导热部；

连接于所述左侧汇流排导热部的左端，与所述电芯的顶部接触配合的左侧电芯导热部；

所述右侧导热垫包括：

用于分别同所述液冷板主体的底部与右排所述汇流排的顶部接触配合的右侧汇流排导热部；

连接于所述右侧汇流排导热部的右端，与所述电芯的顶部接触配合的右侧电芯导热部。

优选地，所述汇流排设有用于同FPC的采集片配合的焊接槽；所述焊接槽的深度大于所述采集片的厚度。

一种动力电池，包括：动力电池模组，所述动力电池模组为如上所述的液冷电池模组。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的液冷电池模组中，液冷板设置于汇流排上方，而且两者之间布置有导热垫，并且导热垫与液冷板和汇流排均为接触配合，如此一来，以使得汇流排上的热量直接通过导热垫传导到液冷板上，传导路径短，经过的界面少，进而使得汇流排的散热更加高效，从而有助于实现了电池模组的高效散热；此外，再基于限位脚的支撑设计，以便于控制液冷板与汇流排之间的距离，不仅有利于导热垫分别与汇流排和液冷板形成紧密接触配合，以进一步确保了电池模组的高效散热，还可避免导热垫因过度压缩而被破坏。

本实用新型还提供了一种动力电池，由于采用了上述的液冷电池模组，因此其也就具有相应的有益效果，具体可以参照前面说明，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的液冷电池模组的结构爆炸图；

图2为本实用新型实施例提供的液冷电池模组的结构前视图；

图3为图2的局部放大图A；

图4为本实用新型实施例提供的液冷电池模组的结构俯视图；

图5为本实用新型实施例提供的液冷电池模组的结构俯视图(省略液冷板)；

图6为本实用新型实施例提供的液冷电池模组的结构俯视图(省略导热垫和液冷板)；

图7为图6的局部放大图B。

其中，1为电芯，11为防爆阀；2为汇流排，21为焊接槽；3为FPC支撑垫；4为FPC，41为采集片；5为导热垫，51为左侧导热垫，511为左侧汇流排导热部，512为左侧电芯导热部，52为右侧导热垫；6为液冷板，61为液冷板主体，611为泄压孔，62为限位脚。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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。

本实用新型实施例提供的液冷电池模组，如图1所示，包括：电芯1、汇流排2、导热垫5和液冷板6；

如图3所示，液冷板6包括：

设置于汇流排2上方的液冷板主体61；

设置于液冷板主体61，支撑在电芯1上的限位脚62；

导热垫5设置在液冷板主体61与汇流排2之间，且与液冷板主体61和汇流排2均为接触配合。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的液冷电池模组中，液冷板设置于汇流排上方，而且两者之间布置有导热垫，并且导热垫与液冷板和汇流排均为接触配合，如此一来，以使得汇流排上的热量直接通过导热垫传导到液冷板上，传导路径短，经过的界面少，进而使得汇流排的散热更加高效，从而有助于实现了电池模组的高效散热；此外，再基于限位脚的支撑设计，以便于控制液冷板与汇流排之间的距离，不仅有利于导热垫分别与汇流排和液冷板形成紧密接触配合，以进一步确保了电池模组的高效散热，还可以避免导热垫因过度压缩而被破坏。

具体地，如图2和图3所示，限位脚62的数量为两个，且分别设置于液冷板主体61的左右两端。本方案如此设计，以便于提高支撑液冷板主体61的稳定性，而且也适配于左右双排汇流排2的布局特点。

在本方案中，如图1所示，电芯1上有防爆阀11，当电芯1内部压力过大时，可通过防爆阀11泄压以防止电芯1爆炸。对此，为了不影响电芯防爆泄压，相应地，本方案新增的导热垫5和液冷板6均需设于相应的避让结构。其中，液冷板主体61设有用于同电芯1的防爆阀11的泄压路径配合的避让结构。

具体地，如图4所示，避让结构为设置于液冷板主体61的泄压孔611。本方案如此设计，具有结构简单，易于加工等特点。

进一步地，为了实现多个防爆阀11泄压路径的通畅，相应地，如图1和图4所示，泄压孔611的数量为多个，且与多个防爆阀11一一对位分布。

为了进一步优化上述技术方案，为了确保防爆阀11的顺利排泄，相应地，泄压孔611的孔径大于防爆阀11的尺寸。

在本方案中，为了避免导热垫5影响电芯的防爆泄压，将导热垫5设计成间隔设置，且分别布置于FPC4两侧的两部分，以避免与防爆阀11的上部空间干涉；

相应地，如图5所示，导热垫5包括：

设置在液冷板主体61和左排汇流排2之间的左侧导热垫51；

设置在液冷板主体61和右排汇流排2之间的右侧导热垫52；右侧导热垫52与左侧导热垫51为间隔设置。其中，右侧导热垫52与左侧导热垫51的间隔距离大于或等于FPC4的宽度。

具体地，如图3所示，左侧导热垫51包括：

分别同液冷板主体61的底部与左排汇流排2的顶部接触配合的左侧汇流排导热部511；

连接于左侧汇流排导热部511的左端，与电芯1的顶部接触配合的左侧电芯导热部512，如此一来，以实现了左侧导热垫51与电芯1顶部的接触配合，对于左排汇流排2传导给电芯1的热量，可通过左侧电芯导热部512将其传导到液冷板6，以进一步增强了左排汇流排2的散热效果；

右侧导热垫52包括：

用于分别同液冷板主体61的底部与右排汇流排2的顶部接触配合的右侧汇流排导热部；

连接于右侧汇流排导热部的右端，与电芯1的顶部接触配合的右侧电芯导热部。同理地，右侧电芯导热部的设计原理同上，此处不再赘述。总的来说，本方案基于左侧电芯导热部512和右侧电芯导热部，以便于实现了导热垫5与电芯1顶部的接触配合，进而以使得汇流排2从电芯1上传导的热量也能通过导热垫5传导到液冷板6上，从而进一步提高了汇流排2散热的效率和均衡性。

在本方案中，FPC4的采集片41外端与汇流排2配合，且导热垫5与汇流排2的顶部接触配合；若采集片41凸出汇流排2的表面，则会影响到导热垫5与汇流排2顶部的接触配合(可能会刺破导热垫5)，进而引发短路。为此，在汇流排2上需设有用于内置采集片41的搭接结构。相应地，如图6和图7所示，汇流排2设有用于同FPC4的采集片41配合的焊接槽21；焊接槽21的深度大于采集片41的厚度，以确保采集片41不会超出汇流排2的上表面，从而以避免采集片41刺破导热垫5。

本实用新型实施例还提供了一种动力电池，包括：动力电池模组，所述动力电池模组为如上所述的液冷电池模组。由于本方案采用了上述的液冷电池模组，因此其也就具有相应的有益效果，具体可以参照前面说明，在此不再赘述。

下面再结合具体实施例对本方案作进一步介绍：

本实用新型要解决的技术问题：

本专利的液冷结构布置在模组顶部，直接对汇流排散热，并且不影响模组数据采集和电芯防爆泄压。

本实用新型技术方案详细描述：

本液冷电池模组由电芯1、汇流排2、FPC支撑垫3、FPC4、导热垫5和液冷板6组成。

汇流排2作为电芯1的高压连接零件，属于模组的严重发热部位，液冷板6位于汇流排2上方，且两者之间布置有导热垫5，同时导热垫5与两者紧密接触，汇流排2上的热量通过导热垫5传导到液冷板6上，传导路径短，经过的界面少，从而使散热更高效，同时降低模组温差，另外导热垫5还会与电芯顶部接触，汇流排从电芯本体上传导的热量也能通过导热垫5传导到液冷板6上，进一步提高散热的效率和均衡性。

液冷板6(液冷板主体61)的两边设计有限位脚62，限位脚62支撑在电芯1上，可以保证液冷板6与汇流排2之间的距离，从而控制导热垫5的压缩量，既使导热垫5与汇流排2和液冷板6都紧密贴合，保证散热性能，又可以避免导热垫5因过度压缩而被破坏。

电芯1上有防爆阀11，当电芯1内部压力过大时，通过防爆阀11泄压，防止电芯1爆炸，因此，设计时需要保证泄压路径通畅，本专利创新设计导热垫5和液冷板6都有相应的避让结构；具体地，导热垫5设计成两部分(左侧导热垫51和右侧导热垫52)，分别布置在模组的两侧，两部分中间间隔一定距离，不与防爆阀的上部空间干涉；液冷板6上设计有泄压孔61，位置与电芯的位置对应，尺寸大于防爆阀11的尺寸，当防爆阀11动作时，压力可顺利排泄。

FPC4用于采集模组的电压和温度信息，布置在模组上部的中间，与电芯1之间布置FPC支撑垫3，其上的采集片41与汇流排2连接；若采集片41凸出汇流排2表面，则可能刺破导热垫5，引发短路，因此在汇流排2上设计焊接槽21，深度大于采集片41的厚度，采集片41放置于焊接槽21后，将不会超出汇流排2表面。

本实用新型的创新点：

1、液冷板6布置在汇流排2上，液冷板6与汇流排2之间设计有导热垫5；

2、液冷板6两侧有限位脚62，限位脚62支撑在电芯1上；

3、导热垫5分为两块，液冷板6中部开泄压孔61，位置与电芯1的防爆阀11对应；

4、FPC4上的采集片41位于汇流排2上的焊接槽21内，且采集片41的高度不超过汇流排2的上表面。

本实用新型的有益效果：

1、液冷板直接对汇流排进行散热，使散热效率更高，从而降低模组的工作温度，同时减小温差；另外，导热垫也有绝缘功能，防止汇流排2通过液冷板6形成短路；液冷板6无需承受模组重量，可通过降低强度来减小重量；

2、液冷板6压在导热垫5上，限位脚62可控制导热垫的压缩量在合理范围内，既保证了散热的效率和均衡性，又避免导热垫过度压缩而被破坏；

3、导热垫5和液冷板6都未遮挡电芯1的防爆阀11，不影响电芯1的防爆泄压；

4、采集片41不超出汇流排2上表面，可避免采集片41刺破导热垫5。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种液冷电池模组，其特征在于，包括：电芯(1)、汇流排(2)、导热垫(5)和液冷板(6)；

所述液冷板(6)包括：

设置于所述汇流排(2)上方的液冷板主体(61)；

设置于所述液冷板主体(61)，支撑在所述电芯(1)上的限位脚(62)；

所述导热垫(5)设置在所述液冷板主体(61)与所述汇流排(2)之间，且与所述液冷板主体(61)和所述汇流排(2)均为接触配合。

2.根据权利要求1所述的液冷电池模组，其特征在于，所述限位脚(62)的数量为两个，且分别设置于所述液冷板主体(61)的左右两端。

3.根据权利要求1所述的液冷电池模组，其特征在于，所述液冷板主体(61)设有用于同所述电芯(1)的防爆阀(11)的泄压路径配合的避让结构。

4.根据权利要求3所述的液冷电池模组，其特征在于，所述避让结构为设置于所述液冷板主体(61)的泄压孔(611)。

5.根据权利要求4所述的液冷电池模组，其特征在于，所述泄压孔(611)的数量为多个，且与多个所述防爆阀(11)一一对位分布。

6.根据权利要求4所述的液冷电池模组，其特征在于，所述泄压孔(611)的孔径大于所述防爆阀(11)的尺寸。

7.根据权利要求1所述的液冷电池模组，其特征在于，所述导热垫(5)包括：

设置在所述液冷板主体(61)和左排所述汇流排(2)之间的左侧导热垫(51)；

设置在所述液冷板主体(61)和右排所述汇流排(2)之间的右侧导热垫(52)；所述右侧导热垫(52)与所述左侧导热垫(51)为间隔设置。

8.根据权利要求7所述的液冷电池模组，其特征在于，所述左侧导热垫(51)包括：

分别同所述液冷板主体(61)的底部与左排所述汇流排(2)的顶部接触配合的左侧汇流排导热部(511)；

连接于所述左侧汇流排导热部(511)的左端，与所述电芯(1)的顶部接触配合的左侧电芯导热部(512)；

所述右侧导热垫(52)包括：

用于分别同所述液冷板主体(61)的底部与右排所述汇流排(2)的顶部接触配合的右侧汇流排导热部；

连接于所述右侧汇流排导热部的右端，与所述电芯(1)的顶部接触配合的右侧电芯导热部。

9.根据权利要求1所述的液冷电池模组，其特征在于，所述汇流排(2)设有用于同FPC(4)的采集片(41)配合的焊接槽(21)；所述焊接槽(21)的深度大于所述采集片(41)的厚度。

10.一种动力电池，包括：动力电池模组，其特征在于，所述动力电池模组为如权利要求1-9任意一项所述的液冷电池模组。

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