CN215008406U - 圆柱动力电池模组及电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种圆柱动力电池模组及电池系统，涉及动力电池领域，圆柱动力电池模组包括圆柱电芯、第一支撑组件、第二支撑组件，多个圆柱电芯排列在一起，所述第一支撑组件和所述第二支撑组件分别支撑在排列在一起的圆柱电芯的相对两侧，所述第一支撑组件和/或所述第二支撑组件设有液冷机构。本实用新型的优点在于：通过在第一支撑组件和/或第二支撑组件设置液冷机构进行降温，解决了传统的液冷带液冷流阻大以及对模组装配工艺要求较高的问题。

Description

圆柱动力电池模组及电池系统

技术领域

本实用新型涉及动力电池领域，尤其涉及一种圆柱动力电池模组及电池系统。

背景技术

电动汽车市场销量逐年增加，动力电池需求也越来越旺。对于动力电池，电池外形分为三种基本的形态，圆柱，软包和方形。圆柱动力电池模组在大倍率充放电时电芯发热比较高，温升大，长期使用会严重影响电芯寿命和安全性。常见的降温方式是在电芯间缠绕液冷带，工质流动时带走热量，达到降温的目的。这种结构方式存在一些弊端，比如液冷带较长，流阻大；液冷带结构对模组装配工艺要求较高；汇流排温度最高，但离液冷带较远，冷却效果差。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种液冷流阻小且方便装配的圆柱动力电池模组及电池系统。

本实用新型是通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：圆柱动力电池模组，包括圆柱电芯(1)、第一支撑组件、第二支撑组件，多个圆柱电芯(1)排列在一起，所述第一支撑组件和所述第二支撑组件分别支撑在排列在一起的圆柱电芯(1)的相对两侧，所述第一支撑组件和/或所述第二支撑组件设有液冷机构。通过在第一支撑组件和/或第二支撑组件设置液冷机构进行降温，解决了传统的液冷带液冷流阻大以及对模组装配工艺要求较高的问题。

作为优化的技术方案，各圆柱电芯(1)的轴线相互平行，各圆柱电芯(1)的极柱位于同一侧，所述第一支撑组件支撑在各圆柱电芯(1)设有极柱的一侧，所述第二支撑组件支撑在各圆柱电芯(1)与极柱相对的一侧。各圆柱电芯设有极柱的一侧和/或与极柱相对的一侧设置液冷机构进行降温，冷却效果好。

作为优化的技术方案，所述第一支撑组件包括第一支架(2)、第一液冷板(3)；所述第一支架(2)支撑在各圆柱电芯(1)设有极柱的一侧，所述第一液冷板(3)固定连接在所述第一支架(2)背对各圆柱电芯(1)的一侧；所述第一支架(2)上设有汇流排和采样组件，所述汇流排连接各圆柱电芯(1)的电极，所述采样组件连接所述汇流排。汇流排温度最高，第一液冷板离汇流排距离近，冷却效果好。

作为优化的技术方案，所述汇流排和采样组件均固定连接在所述第一支架(2)朝向所述第一液冷板(3)的一侧，所述第一液冷板(3)朝向所述第一支架(2)的一侧固定连接有导热绝缘层。通过导热绝缘层对第一液冷板与汇流排进行绝缘，不影响液冷效果。

作为优化的技术方案，所述第二支撑组件包括第二支架(5)、第二液冷板(6)，所述第二支架(5)支撑在各圆柱电芯(1)与极柱相对的一侧，所述第二液冷板(6)固定连接在所述第二支架(5)背对各圆柱电芯(1)的一侧。第二液冷板与第一液冷板共同作用，进一步提高冷却效果。

作为优化的技术方案，各圆柱电芯(1)的防爆口位于与极柱相对的一侧；所述第一支架(2)上对应各圆柱电芯(1)位置分别设有第一支撑孔，所述第一支撑孔为贯穿所述第一支架(2)的通孔，各圆柱电芯(1)设有极柱的一端分别固定连接在各第一支撑孔中；所述第一液冷板(3)覆盖住各第一支撑孔；所述第二支架(5)上对应各圆柱电芯(1)位置分别设有第二支撑孔，所述第二支撑孔为贯穿所述第二支架(5)的通孔，各圆柱电芯(1)与极柱相对的一端分别固定连接在各第二支撑孔中；所述第二液冷板(6)上对应各圆柱电芯(1)位置分别设有第二通气孔，所述第二通气孔为贯穿所述第二液冷板(6)的通孔。当防爆口与极柱位于不同侧时，第一支撑孔用于支撑各圆柱电芯并方便汇流排连接各圆柱电芯的电极，第一液冷板不开孔，第二支撑孔用于支撑各圆柱电芯并用于通气，第二通气孔用于通气。

作为优化的技术方案，各圆柱电芯(1)的防爆口与极柱位于同一侧；所述第一支架(2)上对应各圆柱电芯(1)位置分别设有第一支撑孔，所述第一支撑孔为贯穿所述第一支架(2)的通孔，各圆柱电芯(1)设有极柱的一端分别固定连接在各第一支撑孔中；所述第一液冷板(3)上对应各圆柱电芯(1)位置分别设有第一通气孔，所述第一通气孔为贯穿所述第一液冷板(3)的通孔；所述第二支架(5)上对应各圆柱电芯(1)位置分别设有第二支撑孔，所述第二支撑孔为盲孔，各圆柱电芯(1)与极柱相对的一端分别固定连接在各第二支撑孔中。当防爆口与极柱位于同一侧时，第一支撑孔用于支撑各圆柱电芯并用于通气和方便汇流排连接各圆柱电芯的电极，第一通气孔用于通气，第二支撑孔用于支撑各圆柱电芯，第二液冷板不开孔。

作为优化的技术方案，该圆柱动力电池模组还包括隔热机构(4)，各圆柱电芯(1)的间隙中设有隔热机构(4)，所述隔热机构(4)采用绝缘材料。通过隔热机构可以对各圆柱电芯进行隔热。

电池系统，包括上述圆柱动力电池模组，还包括固定垫(7)、箱体(9)；所述圆柱动力电池模组位于所述箱体(9)的内部；多个固定垫(7)固定连接在所述圆柱动力电池模组与所述箱体(9)之间，各固定垫(7)之间形成排气通道。圆柱动力电池模组通过固定垫与箱体固定连接，排气通道方便排气。

电池系统，包括上述圆柱动力电池模组，还包括侧梁(8)、箱体(9)、横梁(10)；所述圆柱动力电池模组位于所述箱体(9)的内部；所述圆柱动力电池模组的两侧分别固定连接有侧梁(8)；所述横梁(10)固定连接在所述箱体(9)的内部，所述侧梁(8)与所述横梁(10)固定连接，所述圆柱动力电池模组与所述箱体(9)之间留有空隙，形成排气通道。圆柱动力电池模组通过侧梁与箱体固定连接，其与箱体之间的空隙方便排气。

本实用新型的优点在于：

1、解决了传统的液冷带液冷流阻大以及对模组装配工艺要求较高的问题，液冷流阻小，方便装配，结构紧凑，安全性高，适合快速充放电的圆柱动力电池模组。

2、第一液冷板离汇流排距离近，冷却效果好。

3、第二液冷板与第一液冷板共同作用，进一步提高冷却效果。

4、圆柱动力电池模组与电池系统的箱体之间方便排气。

附图说明

图1是本实用新型实施例一圆柱动力电池模组的爆炸示意图。

图2是本实用新型实施例一圆柱动力电池模组的结构示意图。

图3是本实用新型实施例一固定垫与圆柱动力电池模组固定连接状态的示意图。

图4是本实用新型实施例一电池系统的局部示意图。

图5是本实用新型实施例二圆柱动力电池模组的结构示意图。

图6是本实用新型实施例二电池系统的局部示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，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作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。

实施例一

如图1、图2所示，圆柱动力电池模组，包括圆柱电芯1、第一支撑组件、隔热机构4、第二支撑组件。

所述第一支撑组件和所述第二支撑组件均设有液冷机构，所述第一支撑组件包括第一支架2、第一液冷板3，所述第二支撑组件包括第二支架5、第二液冷板6。

多个圆柱电芯1排列在一起，各圆柱电芯1的轴线相互平行，各圆柱电芯1的极柱位于同一侧，各圆柱电芯1的防爆口位于与极柱相对的一侧；所述第一支撑组件和所述第二支撑组件分别支撑在排列在一起的圆柱电芯1的相对两侧，所述第一支撑组件支撑在各圆柱电芯1设有极柱的一侧，所述第二支撑组件支撑在各圆柱电芯1与极柱相对的一侧。

第一支架2采用绝缘材料如塑胶；第一支架2支撑在各圆柱电芯1设有极柱的一侧，第一支架2上对应各圆柱电芯1位置分别设有第一支撑孔(图未标示)，所述第一支撑孔为贯穿第一支架2的通孔，各圆柱电芯1设有极柱的一端分别固定连接在各第一支撑孔中；第一支架2可以由多个分别固定连接在各圆柱电芯1上的支撑结构粘接在一起，也可以通过模具一体成型制成；第一支架2位于圆柱电芯1与第一液冷板3之间，第一支架2朝向第一液冷板3的一侧固定连接有汇流排和采样组件(图未标示)；所述汇流排连接各圆柱电芯1的电极，将各圆柱电芯1串联或并联；所述采样组件连接所述汇流排，所述采样组件采用FPC(FlexiblePrinted Circuit柔性电路板)，能够对电压及温度进行采样。

第一液冷板3采用金属材料；第一液冷板3固定连接在第一支架2背对各圆柱电芯1的一侧；第一液冷板3为平板结构，第一液冷板3的内部设有第一液冷流道(图未示)，第一液冷板3上设有第一进液口(图未标示)、第一出液口(图未标示)，所述第一进液口、第一出液口分别连通所述第一液冷流道；第一液冷板3不开孔，第一液冷板3覆盖住各第一支撑孔；第一液冷板3朝向第一支架2的一侧固定连接有导热绝缘层(图未示)，所述导热绝缘层采用高导热塑胶；第一支架2、汇流排、采样组件、导热绝缘层、第一液冷板3通过胶水粘接为一体。

隔热机构4采用绝缘材料如塑胶，各圆柱电芯1的间隙中设有隔热机构4，隔热机构4的形式可以为各圆柱电芯1外分别套有相互独立的隔热环，或者为设有多个电芯安装孔的蜂窝状结构。

第二支架5采用绝缘材料如塑胶；第二支架5支撑在各圆柱电芯1与极柱相对的一侧，第二支架5上对应各圆柱电芯1位置分别设有第二支撑孔(图未标示)，所述第二支撑孔为贯穿第二支架5的通孔，各圆柱电芯1与极柱相对的一端分别固定连接在各第二支撑孔中；第二支架5可以由多个分别固定连接在各圆柱电芯1上的支撑结构粘接在一起，也可以通过模具一体成型制成。

第二液冷板6采用金属材料；第二液冷板6粘接在第二支架5背对各圆柱电芯1的一侧；第二液冷板6为平板结构，第二液冷板6的内部设有第二液冷流道(图未示)，第二液冷板6上设有第二进液口(图未标示)、第二出液口(图未标示)，所述第二进液口、第二出液口分别连通所述第二液冷流道；第一液冷板3与第二液冷板6连通或相互独立；第二液冷板6上对应各圆柱电芯1位置分别设有第二通气孔(图未标示)，所述第二通气孔为贯穿第二液冷板6的通孔；第一液冷板3与第二液冷板6连通或相互独立。

如图3、图4所示，电池系统，包括上述圆柱动力电池模组，还包括固定垫7、箱体9。

所述圆柱动力电池模组位于箱体9的内部；固定垫7采用隔热绝缘材料，多个条形的固定垫7粘接在所述圆柱动力电池模组的第二液冷板6与箱体9之间，各固定垫7相互平行间隔设置并位于所述第二支撑孔的间隔处，各固定垫7之间形成排气通道。

本实用新型圆柱动力电池模组及电池系统的工作原理为：冷却液通过第一进液口输送至第一液冷板3的第一液冷流道，通过第二进液口输送至第二液冷板6的第二液冷流道，再通过第一出液口、第二出液口排出，实现各圆柱电芯1与第一液冷板3和第二液冷板6之间的热交换，解决了传统的液冷带液冷流阻大以及对模组装配工艺要求较高的问题；汇流排温度最高，第一液冷板3离汇流排距离近，冷却效果好；圆柱动力电池模组与电池系统的箱体9之间形成排气通道，方便排气。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于：

各圆柱电芯1的防爆口与极柱位于同一侧；第一液冷板3上对应各圆柱电芯1位置分别设有第一通气孔，所述第一通气孔为贯穿第一液冷板3的通孔；所述第二支撑孔为盲孔；第二液冷板6不开孔。

实施例三

本实施例与实施例一的区别在于：

所述第一支撑组件设有液冷机构，所述第二支撑组件仅起支撑作用，不设第二液冷板6。

实施例四

本实施例与实施例一的区别在于：

所述第一支撑组件仅起支撑作用，不设第一液冷板3，所述第二支撑组件设有液冷机构。

实施例五

本实施例与实施例一的区别在于：

如图5、图6所示，电池系统，包括上述圆柱动力电池模组，还包括侧梁8、箱体9、横梁10。

所述圆柱动力电池模组位于箱体9的内部；所述圆柱动力电池模组的两侧分别固定连接有侧梁8，侧梁8与所述第一支撑组件、第二支撑组件分别固定连接；横梁10固定连接在箱体9的内部，侧梁8与横梁10通过多个螺栓固定连接，使所述圆柱动力电池模组悬空安装在箱体9的内部，所述圆柱动力电池模组的第二液冷板6与箱体9之间留有空隙，形成排气通道。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种圆柱动力电池模组，其特征在于：包括圆柱电芯(1)、第一支撑组件、第二支撑组件，多个圆柱电芯(1)排列在一起，所述第一支撑组件和所述第二支撑组件分别支撑在排列在一起的圆柱电芯(1)的相对两侧，所述第一支撑组件和/或所述第二支撑组件设有液冷机构。

2.如权利要求1所述的圆柱动力电池模组，其特征在于：各圆柱电芯(1)的轴线相互平行，各圆柱电芯(1)的极柱位于同一侧，所述第一支撑组件支撑在各圆柱电芯(1)设有极柱的一侧，所述第二支撑组件支撑在各圆柱电芯(1)与极柱相对的一侧。

3.如权利要求2所述的圆柱动力电池模组，其特征在于：所述第一支撑组件包括第一支架(2)、第一液冷板(3)；所述第一支架(2)支撑在各圆柱电芯(1)设有极柱的一侧，所述第一液冷板(3)固定连接在所述第一支架(2)背对各圆柱电芯(1)的一侧；所述第一支架(2)上设有汇流排和采样组件，所述汇流排连接各圆柱电芯(1)的电极，所述采样组件连接所述汇流排。

4.如权利要求3所述的圆柱动力电池模组，其特征在于：所述汇流排和采样组件均固定连接在所述第一支架(2)朝向所述第一液冷板(3)的一侧，所述第一液冷板(3)朝向所述第一支架(2)的一侧固定连接有导热绝缘层。

5.如权利要求3所述的圆柱动力电池模组，其特征在于：所述第二支撑组件包括第二支架(5)、第二液冷板(6)，所述第二支架(5)支撑在各圆柱电芯(1)与极柱相对的一侧，所述第二液冷板(6)固定连接在所述第二支架(5)背对各圆柱电芯(1)的一侧。

6.如权利要求5所述的圆柱动力电池模组，其特征在于：各圆柱电芯(1)的防爆口位于与极柱相对的一侧；所述第一支架(2)上对应各圆柱电芯(1)位置分别设有第一支撑孔，所述第一支撑孔为贯穿所述第一支架(2)的通孔，各圆柱电芯(1)设有极柱的一端分别固定连接在各第一支撑孔中；所述第一液冷板(3)覆盖住各第一支撑孔；所述第二支架(5)上对应各圆柱电芯(1)位置分别设有第二支撑孔，所述第二支撑孔为贯穿所述第二支架(5)的通孔，各圆柱电芯(1)与极柱相对的一端分别固定连接在各第二支撑孔中；所述第二液冷板(6)上对应各圆柱电芯(1)位置分别设有第二通气孔，所述第二通气孔为贯穿所述第二液冷板(6)的通孔。

7.如权利要求5所述的圆柱动力电池模组，其特征在于：各圆柱电芯(1)的防爆口与极柱位于同一侧；所述第一支架(2)上对应各圆柱电芯(1)位置分别设有第一支撑孔，所述第一支撑孔为贯穿所述第一支架(2)的通孔，各圆柱电芯(1)设有极柱的一端分别固定连接在各第一支撑孔中；所述第一液冷板(3)上对应各圆柱电芯(1)位置分别设有第一通气孔，所述第一通气孔为贯穿所述第一液冷板(3)的通孔；所述第二支架(5)上对应各圆柱电芯(1)位置分别设有第二支撑孔，所述第二支撑孔为盲孔，各圆柱电芯(1)与极柱相对的一端分别固定连接在各第二支撑孔中。

8.如权利要求1所述的圆柱动力电池模组，其特征在于：该圆柱动力电池模组还包括隔热机构(4)，各圆柱电芯(1)的间隙中设有隔热机构(4)，所述隔热机构(4)采用绝缘材料。

9.一种电池系统，其特征在于：包括如权利要求1--8任一项所述的圆柱动力电池模组，还包括固定垫(7)、箱体(9)；所述圆柱动力电池模组位于所述箱体(9)的内部；多个固定垫(7)固定连接在所述圆柱动力电池模组与所述箱体(9)之间，各固定垫(7)之间形成排气通道。

10.一种电池系统，其特征在于：包括如权利要求1--8任一项所述的圆柱动力电池模组，还包括侧梁(8)、箱体(9)、横梁(10)；所述圆柱动力电池模组位于所述箱体(9)的内部；所述圆柱动力电池模组的两侧分别固定连接有侧梁(8)；所述横梁(10)固定连接在所述箱体(9)的内部，所述侧梁(8)与所述横梁(10)固定连接，所述圆柱动力电池模组与所述箱体(9)之间留有空隙，形成排气通道。

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