CN213816254U - 锂离子电池的浸没式冷却机构及锂离子电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型的实施例涉及一种锂离子电池，具体地说涉及一种锂离子电池的浸没式冷却机构及锂离子电池模组，该浸没式冷却机构包括：由多块壁板构成的密闭容器和冷却循环装置；密闭容器内为用于充斥冷却介质的冷却腔，冷却腔内还具有若干个用于固定电池单体的安装位，电池包的各电池单体可通过各安装位固定于密闭容器的冷却腔内，密闭容器的至少一块壁板为具有腔体的冷却板，冷却板上还具有与冷却腔连通的进水端和出水端；浸没式冷却机构还包括：设置于密闭容器外的冷却循环装置，冷却循环装置分别与进水端和出水端连接。同现有技术相比，可极大的减少冷却介质的使用量，并且可使冷却介质的使用周期得意延长，从而效降低冷却介质的使用成本。

Description

锂离子电池的浸没式冷却机构及锂离子电池模组

技术领域

本实用新型的实施例涉及一种锂离子电池，具体地说涉及一种锂离子电池的浸没式冷却机构及锂离子电池模组。

背景技术

随着中国对环保型新型能源的大力开发，锂电池成为了储能、UPS、电动汽车的主要动力源，其中电动汽车发展最为快速，但同时也带来了一些问题，比如电池包的热管理方面存在较大的差异化。现有的电池包主要是采用自然冷却、风冷、管道式液冷等散热模式，此类的热管理方式在一定程度上可以缓解电池包的散热问题，但不能从根本上彻底解决电池包在各类工况下、各类环境下的发热的问题。因此目前，也有将电池包中的各电池单体浸没在充斥有冷却介质的容器中，并且让容器中的冷却介质通过外部循环装置不断循环，以达到对电池包中各电池单体的冷却，此种冷却方式虽然具有较好的冷却效果，但由于冷却介质需要借助循环装置不断的循环，使得容器内的冷却介质可被不断的输送至外部的冷却系统中，并重新借助冷却系统进行冷却，而经冷却系统冷却后的冷却介质又可重新回到容器中，以达到对电池单体冷却的目的，此种冷却方式虽然具有较好的冷却效果，但为了维持冷却效果，需要借助循环装置不断的将容器内的已对电池进行换热后的冷却介质与容器外的经冷却系统制冷后的冷却介质进行不断循环，因此，就需要大量的冷却介质，由于冷却介质采用的是不导电的冷却液，此种冷却液一般价格过于高昂，并在经反复循环后，会对冷却液的使用周期造成影响，因此就需要经常更换冷却介质，造成使用成本过高。

实用新型内容

本实用新型的实施例的目的在于提供一种锂离子电池的浸没式冷却机构及锂离子电池模组，可减少对电池包冷却用的冷却介质的使用量，从而有效降低冷却液的使用成本。

为了实现上述目的，本实用新型的实施例提供了一种锂离子电池的浸没式冷却机构，包括：

由多块壁板构成的密闭容器；所述密闭容器内为用于充斥冷却介质的冷却腔，所述冷却腔内还具有若干个用于固定电池单体的安装位，至少一块所述壁板为具有腔体的冷却板，所述冷却板上还具有与所述冷却腔连通的进水端和出水端；

冷却循环装置，分别与所述进水端和所述出水端连接。

另外，本发明的实施例还提供了一种锂离子电池模组，包括：若干电池单体构成的电池包、如上所述的浸没式冷却机构；

所述电池单体的数量与所述安装位的数量相同，且唯一对应，各所述电池单体均固设于唯一对应的所述安装位。

本实用新型的实施例相对于现有技术而言，由于密闭容器内具有用于充斥冷却介质的冷却腔，并且密闭容器的至少一块壁板为具有腔体的冷却板，同时冷却板上还具有进水端和出水端，且进水端和出水端连接冷却循环装置，因此在实际应用时，利用冷却腔内的冷却介质可实现对各电池单体的冷却，同时可在冷却板的腔体内充斥冷却水，并在冷却循环装置的作用下，通过冷却板上的进水端、出水端，使得冷却水可在腔体内进行不断循环，从而可与冷却腔内的冷却介质实现换热，使得冷却介质可始终具有最够的冷量对电池包内各电池单体进行持续冷却，另外由于冷却板中的腔体与密闭容器的冷却腔是相互独立，因此冷却板内所采用的冷却水无需考虑其导电特性，只需采用普通的冷却水即可作为换热时的冷源，而无需考虑冷却水的导电特性。由于此种各电池单体的散热方式，可极大的减少冷却介质的使用量，同时由于冷却腔内的冷却介质无需进行循环，因此使得冷却腔内的冷却介质的使用周期得意延长，从而效降低冷却介质的使用成本。

另外，所述密闭容器的各壁板分别为：底板、与所述底板相对的盖板、设置于所述底板和所述盖板之间的至少一块侧板，各所述侧板在所述底板和所述盖板之间围绕构成所述冷却腔；

所述盖板可拆卸地盖设于所述侧板远离所述底板的一侧。

另外，所述底板、所述盖板或所述侧板为所述冷却板。

另外，所述盖板为所述冷却板，所述盖板相对于所述底板的一侧还设有进入所述冷却腔内的导热翅片。

另外，所述导热翅片设有多片，各所述导热翅片在所述盖板相对于所述底板的一侧，沿预设直线方向排列设置。

另外，沿所述盖板的周向，所述进水端和所述出水端设置于所述盖板的同一侧；

或者，所述进水端和所述出水端分别设置于所述盖板任意相对的两侧。

另外，所述安装位至少包括：开设于所述底板相对于所述盖板一侧的凹槽，所述凹槽用于被所述电池单体部分插入。

另外，所述凹槽的槽口为一V形开口。

另外，所述凹槽的槽底还设置溢流槽。

另外，所述密闭容器还包括：设置于所述冷却腔内的支撑板，所述支撑板平行于所述盖板和所述底板设置；

对应所述凹槽，所述安装位还包括：开设于所述支撑板上可被电池单体穿过的定位孔。

附图说明

图1为本实用新型第一实施方式中密闭容器的结构示意图；

图2为本实用新型第一实施方式的锂离子电池的浸没式冷却机构的结构示意图；

图3为本实用新型第一实施方式的浸没式冷却机构与电池包各电池单体的装配示意图；

图4为本实用新型第一实施方式中电池单体与底板和支撑板的装配示意图；

图5为本实用新型第一实施方式中盖板与冷却循环装置的连接示意图；

图6为本实用新型第二实施方式的锂离子电池模组的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本实用新型的第一实施方式涉及一种锂离子电池的浸没式冷却机构，如图1所示，包括：由多块壁板13构成的密闭容器1和冷却循环装置4。

其中，结合图2所示，密闭容器1内为用于充斥冷却介质的冷却腔11，冷却腔11内还具有若干个用于固定电池单体31的安装位12，电池包3的各电池单体31可通过各安装位12固定于密闭容器1的冷却腔11内。另外，如图1和图2所示，密闭容器1的至少一块壁板13为具有腔体131的冷却板，且冷却板上还具有与冷却腔13连通的进水端132和出水端133。

另外，如图4所示，本实施方式的浸没式冷却机构还包括：设置于密闭容器外的冷却循环装置4，该冷却循环装置4分别与进水端132和出水端133连接。

通过上述内容不难看出，在实际应用时，结合图2、图3和图4所示，利用冷却腔11内的冷却介质可实现对各电池单体31的冷却，同时在冷却板的腔体131内充斥冷却水，并在冷却循环装置的作用下，通过冷却板上的进水端132、出水端133，使得冷却水可在腔体131内进行不断循环，从而可与冷却腔11内的冷却介质实现换热，使得冷却介质可始终具有最够的冷量对电池包3内各电池单体31进行持续冷却，另外由于冷却板中的腔体131与密闭容器1的冷却腔11是相互独立，因此冷却板内所采用的冷却水无需考虑其导电特性，只需采用普通的冷却水即可作为换热时的冷源，而无需考虑冷却水的导电特性。由于此种各电池单体的散热方式，可极大的减少冷却介质的使用量，同时由于冷却腔11内的冷却介质无需进行循环，因此使得冷却腔内的冷却介质的使用周期得意延长，从而效降低冷却介质的使用成本。

具体地说，在本实施方式中，如图2和图3所示，密闭容器1的各壁板13分别为：底板13A、与底板13A相对的盖板13B、设置于底板13B和盖板13A之间的至少一块侧板13C，各侧板13C在底板13A和盖板13B之间围绕构成冷却腔11。并且，在本实施方式中，盖板13B是可拆卸地盖设于侧板13C远离底板13A的一侧，即在本实施方式中，盖板13B与侧板13C之间是可拆卸地连接方式，通过盖板13B可打开或关闭密闭容器1的冷却腔11，从而满足电池包3各电池单体31的放置以及冷却介质的更换。

另外，需要说明的是，在本实施方式中，底板13A、盖板13B和各侧板13C中的一块或多块壁板13均可为冷却板。然而，作为优选地方案，如图2所示，本实施方式中，仅以盖板13B为冷却板为例进行说明，并结合图3所示，由于密闭容器1的冷却腔11内的冷却介质在对各电池单体31进行冷却时，会对各电池单体31进行换热，从而导致冷却介质的温度会逐渐升高，借助于热量上升、冷量下沉的物理特性，使得冷却介质内的热量在上升后又可与盖板13B内的冷却水实现换热，并在冷却循环装置4的循环作用下可将热量带出密闭容器1，从而使得冷却腔11内的冷却介质可始终具有一个较低的温度，以达到对各电池单体31持续降温的目的。

并且，在本实施方式中，为了提高盖板13B对冷却介质的换热效率，在本实施方式中，盖板13B为一金属板，由于金属相对于其他材质具有更好的热传递性能，从而可进一步加快对冷却介质的换热效率。且此，结合图5所示，在部分实施方式中，盖板13B的腔体131中还设置多块隔板134，从而使得腔体131可被隔板134分割成多个连续的S形流道，使得经进水端132进入腔体131内的冷却水可在腔体1内流动较长的路径和时间，从而可充分的与冷却腔11内的冷却介质实现换热，进一步提高与冷却介质的换热效果。并且，需要说明的是，为了满足实际的使用需求，沿盖板13B的周向，进水端132和出水端133可设置于盖板13B的同一侧，或者，如图5所示，进水端132和出水端133也可分别设置于盖板任意相对的两侧。

此外，为了进一步提高盖板13B对冷却介质的换热效果，在本实施方式中，结合图2和图3所示，盖板13B相对于底板13A的一侧还设有进入冷却腔11内的导热翅片135。由此可知，在实际应用时，通过导热翅片135可增大盖板13B与冷却介质的接触面积，并利用盖板13B腔体内的冷却水的循环，可进一步加快盖板13B对冷却介质的换热效率。并且，在部分实施方式中，如图4所示，散热翅片135可设有多个，且各散热翅片135沿在盖板13B相对于底板13A的一侧，沿预设直线方向排列设置。需要说明的是，在本实施方式中，多个散热翅片135仅以沿直线方向排列方式为例进行说明，而在实际应用的过程中，散热翅片也可以环形整列的形成，或其他排列方式进行分布，而在本实施方式中，不对散热翅片135的分布方式作具体限定。

此外，值得一提的是，如图2和图3所示，本实施方式中所提到的各安装位12均至少包括：开设于底板13A相对于盖板13B一侧的凹槽121，且各凹槽121分别用于被电池单体31部分插入。通过凹槽12可实现对电池单体31的定位作用。并且，为了在装配过程中，进一步方便电池单体31插入凹槽121内，结合图4所示，各凹槽121的槽口为一V形开口1211，通过V形开口1211可对电池单体31的插入起到导向作用，同时各凹槽121的槽底1212还设置溢流槽122，通过溢流槽122可使得冷却腔11内的冷却介质可渗入溢流槽122中，因此当电池单体31在插入凹槽121内后，通过溢流槽122中的冷却介质可达到对电池单体31底部的冷却作用，从而避免对电池单体冷却时产生盲区，以进一步提高冷却效果。

另外，为了能够更加有效对各电池单体31进行支撑，如图2和图3所示，密闭容器1还包括：设置于冷却腔11内的支撑板14，并且，该支撑板14平行于盖板13B和底板13A设置。同时，对应各凹槽121，各安装位12还包括：开设于支撑板14上可被电池单体31穿过的定位孔123。由此不难看出，通过各定位孔123可进一步提高对各电池单体31的固定效果。

本实用新型的第二实施方式涉及一种锂离子电池模组，如图6所示，包括：若干电池单体31构成的电池包3、如第一实施方式所述的浸没式冷却机构。

其中，如图6所示，在本实施方式中，电池包3中电池单体31的数量与安装位12的数量相同，且唯一对应，各电池单体31均固设于唯一对应的安装位12中。

通过上述内容不难看出，利用冷却腔11内的冷却介质可实现对各电池单体31的冷却，同时在冷却板的腔体131内充斥冷却水，并在冷却循环装置的作用下，通过冷却板上的进水端132、出水端133，使得冷却水可在腔体131内进行不断循环，从而可与冷却腔11内的冷却介质实现换热，使得冷却介质可始终具有最够的冷量对电池包3内各电池单体31进行持续冷却，另外由于冷却板中的腔体131与密闭容器1的冷却腔11是相互独立，因此冷却板内所采用的冷却水无需考虑其导电特性，只需采用普通的冷却水即可作为换热时的冷源，而无需考虑冷却水的导电特性。由于此种各电池单体的散热方式，可极大的减少冷却介质的使用量，同时由于冷却腔11内的冷却介质无需进行循环，因此使得冷却腔内的冷却介质的使用周期得意延长，从而效降低冷却介质的使用成本。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (11)

1.一种锂离子电池的浸没式冷却机构，其特征在于，包括：

由多块壁板构成的密闭容器；所述密闭容器内为用于充斥冷却介质的冷却腔，所述冷却腔内还具有若干个用于固定电池单体的安装位，至少一块所述壁板为具有腔体的冷却板，所述冷却板上还具有与所述冷却腔连通的进水端和出水端；

冷却循环装置，分别与所述进水端和所述出水端连接。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池的浸没式冷却机构，其特征在于，所述密闭容器的各壁板分别为：底板、与所述底板相对的盖板、设置于所述底板和所述盖板之间的至少一块侧板，各所述侧板在所述底板和所述盖板之间围绕构成所述冷却腔；

所述盖板可拆卸地盖设于所述侧板远离所述底板的一侧。

3.根据权利要求2所述的锂离子电池的浸没式冷却机构，其特征在于，所述底板、所述盖板或所述侧板为所述冷却板。

4.根据权利要求3所述的锂离子电池的浸没式冷却机构，其特征在于，所述盖板为所述冷却板，所述盖板相对于所述底板的一侧还设有进入所述冷却腔内的导热翅片。

5.根据权利要求4所述的锂离子电池的浸没式冷却机构，其特征在于，所述导热翅片设有多片，各所述导热翅片在所述盖板相对于所述底板的一侧，沿预设直线方向排列设置。

6.根据权利要求4所述的锂离子电池的浸没式冷却机构，其特征在于，沿所述盖板的周向，所述进水端和所述出水端设置于所述盖板的同一侧；

或者，所述进水端和所述出水端分别设置于所述盖板任意相对的两侧。

7.根据权利要求2所述的锂离子电池的浸没式冷却机构，其特征在于，所述安装位至少包括：开设于所述底板相对于所述盖板一侧的凹槽，所述凹槽用于被所述电池单体部分插入。

8.根据权利要求7所述的锂离子电池的浸没式冷却机构，其特征在于，所述凹槽的槽口为一V形开口。

9.根据权利要求7所述的锂离子电池的浸没式冷却机构，其特征在于，所述凹槽的槽底还设置溢流槽。

10.根据权利要求7所述的锂离子电池的浸没式冷却机构，其特征在于，所述密闭容器还包括：设置于所述冷却腔内的支撑板，所述支撑板平行于所述盖板和所述底板设置；

对应所述凹槽，所述安装位还包括：开设于所述支撑板上可被电池单体穿过的定位孔。

11.一种锂离子电池模组，其特征在于，包括：若干电池单体构成的电池包、如权利要求1-10中任意一项所述的浸没式冷却机构；

所述电池单体的数量与所述安装位的数量相同，且唯一对应，各所述电池单体均固设于唯一对应的所述安装位。

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