CN213878202U - 圆柱电芯外部和中心冷却结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了圆柱电芯外部和中心冷却结构，属于新能源汽车电池系统技术领域，包括侧冷却管、电芯冷却管和冷却板，侧冷却管有两个且互相平行，电芯冷却管垂直安装在两个侧冷却管之间，冷却板安装在两个侧冷却管之间，电芯的中心有水平贯穿的通孔，电芯冷却管穿过通孔，电芯固定在冷却板上。本实用新型通过对电芯中心和外部同时冷却，提高了热管理的散热功率，降低了电芯中心和外部的温差，降低了发生热失控的可能性。
Description
技术领域
本实用新型属于新能源汽车电池系统技术领域，涉及圆柱电芯外部和中心冷却结构。
背景技术
目前动力电池主要包括方形硬壳、软包电芯，圆柱电芯等，三种动力锂离子电池的工作原理区别不大，差异在于软包锂电池采用铝塑膜作为封装外壳，而圆柱和方形电池主要采用金属材料作为外壳。圆柱电芯具有很多优点，如循环性能优越、可快速充放电、输出功率大、生产工艺成熟、产品良率高等。目前圆柱电芯的冷却主要采用在电芯外部冷却的方式，这种冷却方式的工艺技术较为成熟，对于较小尺寸的圆柱电芯如18650，对电芯外表面进行冷却就可以满足散热需求，但当电芯尺寸较大时，只对电芯外表面进行冷却时，电芯中心的热量不能得到很好的散失，电芯中心位置的散热本身就比外部散热条件要差，随着能量密度的提升，模组的尺寸逐渐增大，同时电芯的尺寸也在逐渐增大，对于圆柱电芯而言，电芯的尺寸越大，电芯中心和外部的温差会越大，当只给电芯外部冷却时，电芯中心位置温度过高会造成电芯中心和外部的温差过大，当电芯内外温差过大时，在长时间的充放电循环后，会降低电芯内部和外部的一致性，进而降低电池循环使用寿命。为了降低电芯中心位置的温度，降低电芯内外的温差，提出一种给电芯中心位置和外部同时冷却的结构形式。
实用新型内容
本实用新型要解决的问题是圆柱电芯外部和中心冷却结构，属于新能源汽车电池系统技术领域，通过对电芯中心和外部同时冷却，提高了热管理的散热功率，降低了电芯中心和外部的温差，降低了发生热失控的可能性。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：圆柱电芯外部和中心冷却结构，属于新能源汽车电池系统技术领域，包括侧冷却管、电芯冷却管和冷却板，侧冷却管有两个且互相平行，电芯冷却管垂直安装在两个侧冷却管之间，冷却板安装在两个侧冷却管之间，电芯的中心有水平贯穿的通孔，电芯冷却管穿过通孔，电芯固定在冷却板上。
进一步的，冷却板的形状是蛇形。
进一步的，还包括导热胶，导热胶填充在液冷板和电芯之间。
进一步的，还包括密封圈，密封圈安装在电芯冷却管和侧冷却管的连接处的外表面。
进一步的，侧冷却管包括上冷却管、第一连接管和下冷却管，上冷却管和下冷却管平行设置，第一连接管垂直安装在上冷却管和下冷却管之间。
进一步的，还包括第二连接管，第二连接管垂直安装在两个第一连接管之间。
进一步的，冷却板的中间有凸起，凸起的下端有中空区域，第二连接管穿过中空区域。
进一步的，还包括喷淋头，喷淋头安装在侧冷却管和电芯冷却管上。
与现有技术相比，本实用新型具有的优点和积极效果如下：
1.本实用新型通过对电芯中心和外部同时冷却，提高了热管理的散热功率，降低了电芯中心和外部的温差，降低了发生热失控的可能性。
2.本实用新型的侧冷却管和电芯冷却管可以对电芯内部进行散热，冷却板可以对电芯外部进行散热，两个散热管路分开控制，根据实时温度分别调节各自的冷却液流量，通过控制流量进而控制各个电芯之间的温差以及同一电芯内部和外表面之间的温差。
3.本实用新型的冷却板的形状是蛇形，电芯与冷却板的接触面积更大，固定更加牢固，散热效果更好。
4.本实用新型的导热胶填充在液冷板和电芯之间，降低了接触热阻，导热效果更好。
5.本实用新型的密封圈安装在电芯冷却管和侧冷却管的连接处的外表面，防止了密封不好导致的冷却液泄漏。
6.本实用新型的喷淋头安装在侧冷却管和电芯冷却管上，当温度特别高时，喷淋头会开启，把冷却液喷淋到电芯上形成降温，从而起到抑制热失控的作用。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1是本实用新型圆柱电芯外部和中心冷却结构的示意图；
图2是本实用新型圆柱电芯外部和中心冷却结构的电芯外表面冷却示意图；
图3是本实用新型圆柱电芯外部和中心冷却结构的电芯中心冷却示意图。
附图标记：
1、侧冷却管；2、电芯冷却管；3、冷却板；4、电芯；5、导热胶；6、密封圈；7、第二连接管；11、上冷却管；12、第一连接管；13、下冷却管；31、凸起；32、中空区域；41、通孔。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。
如图1～3所示，本实用新型为圆柱电芯外部和中心冷却结构，属于新能源汽车电池系统技术领域，包括侧冷却管1、电芯冷却管2和冷却板3，侧冷却管1有两个且互相平行，电芯冷却管2垂直安装在两个侧冷却管1之间，冷却板3安装在两个侧冷却管1之间，电芯4的中心有水平贯穿的通孔41，相比于实心电芯4，降低了系统的重量，电芯冷却管2穿过通孔41，电芯4固定在冷却板3上，侧冷却管1和电芯冷却管2可以对电芯4内部进行散热，冷却板3可以对电芯4外部进行散热，两个散热管路分开控制，根据实时温度分别调节各自的冷却液流量，通过控制流量进而控制各个电芯4之间的温差以及同一电芯4内部和外表面之间的温差。
优选地，冷却板3的形状是蛇形，电芯4与冷却板3的接触面积更大，固定更加牢固，散热效果更好。
优选地，导热胶5填充在液冷板和电芯4之间，降低了接触热阻，导热效果更好。
优选地，密封圈6安装在电芯冷却管2和侧冷却管1的连接处的外表面，防止了密封不好导致的冷却液泄漏。
优选地，侧冷却管1包括上冷却管11、第一连接管12和下冷却管13，上冷却管11和下冷却管13平行设置，第一连接管12垂直安装在上冷却管11和下冷却管13之间。
优选地，第二连接管7垂直安装在两个第一连接管12之间，第二连接管7将两个侧冷却管1连接在一起，优选地，冷却板3的中间有凸起31，凸起31的下端有中空区域32，第二连接管7穿过中空区域32，节省了冷却结构占用的空间。
优选地，喷淋头安装在侧冷却管1和电芯冷却管2上，当温度特别高时，喷淋头会开启，把冷却液喷淋到电芯4上形成降温，从而起到抑制热失控的作用。
在实际工作过程中，当电芯4在中心开孔时，会降低电芯4的体积，进而对能量密度有一定的降低，根据圆的面积公式S＝πR2，对于较大尺寸的电芯4，如直径R＝40mm，截面积为S＝πR2≈1256mm2，如在圆柱中心开5mm的孔道时，则截面积为S≈1177.5mm2，截面积大约减少6.29％，截面积乘以电芯4长度即得到电芯4体积，可见在圆柱中心开孔时对整体体积影响不大，同时，在电芯4中心位置，极片不容易实现卷绕，在电芯4中心开孔后，更方便极片卷绕工艺制作的实现。
以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
Claims (8)
1.圆柱电芯外部和中心冷却结构，其特征在于：包括侧冷却管、电芯冷却管和冷却板，侧冷却管有两个且互相平行，电芯冷却管垂直安装在两个侧冷却管之间，冷却板安装在两个侧冷却管之间，电芯的中心有水平贯穿的通孔，电芯冷却管穿过通孔，电芯固定在冷却板上。
2.根据权利要求1所述的圆柱电芯外部和中心冷却结构，其特征在于：冷却板的形状是蛇形。
3.根据权利要求1所述的圆柱电芯外部和中心冷却结构，其特征在于：还包括导热胶，导热胶填充在液冷板和电芯之间。
4.根据权利要求1所述的圆柱电芯外部和中心冷却结构，其特征在于：还包括密封圈，密封圈安装在电芯冷却管和侧冷却管的连接处的外表面。
5.根据权利要求1所述的圆柱电芯外部和中心冷却结构，其特征在于：侧冷却管包括上冷却管、第一连接管和下冷却管，上冷却管和下冷却管平行设置，第一连接管垂直安装在上冷却管和下冷却管之间。
6.根据权利要求5所述的圆柱电芯外部和中心冷却结构，其特征在于：还包括第二连接管，第二连接管垂直安装在两个第一连接管之间。
7.根据权利要求6所述的圆柱电芯外部和中心冷却结构，其特征在于：冷却板的中间有凸起，凸起的下端有中空区域，第二连接管穿过中空区域。
8.根据权利要求1～7任一项所述的圆柱电芯外部和中心冷却结构，其特征在于：还包括喷淋头，喷淋头安装在侧冷却管和电芯冷却管上。
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Cited By (3)
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| CN113745693A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-12-03 | 上海轶源动力科技有限公司 | 一种分级散热且具有保护功能的电摩电池 |
| DE102022107329A1 (de) | 2022-03-29 | 2023-10-05 | Audi Aktiengesellschaft | Batteriemodulanordnung für ein Kraftfahrzeug |
| CN118431609A (zh) * | 2023-09-08 | 2024-08-02 | 重庆太蓝新能源有限公司 | 电池模组、包含环形电池的模组及用电设备 |
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