CN216213700U - 圆柱电池、散热系统以及电动车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种圆柱电池、散热系统以及电动车辆，本实用新型涉及电池领域，其中，圆柱电池，包括：内壳体、外壳体和卷芯，卷芯和内壳体置于外壳体内，卷芯包括隔膜和极片，隔膜与极片连接，其中，内壳体为中空，用于输送冷却液，隔膜绕制在内壳体外壁上，隔膜与极片之间设置有绝缘片，极片设置在卷芯两端，极片包括正负极用于连接电源。本实用新型提供的圆柱电池，通过设置中空的内壳体，增大电池散热面积，并且采用绝缘片将缠绕在内壳体的隔膜与极片空间上分隔开，使得内壳体不带电，从而可以将内壳体作为冷却液输送通道，实现对电池内部的降温，保证电池内外温差的同时，可以高效的保证电池的最佳工作温度，提高热管理效率。

Description

圆柱电池、散热系统以及电动车辆

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种圆柱电池、散热系统以及电动车辆。

背景技术

近年来，电动叉车以全新造型，绿色节能环保，高性能、智能化等优势在搬运行业应用越来越多，具有广阔的发展前景。电池是电动叉车的核心部件，电池给电动叉车提供前进动力和举升动力。电池的最佳工作温度范围为15～35℃，为保证电池正常工作，需要对电池进行散热处理以维持最佳的工作温度。

现有圆柱电池组在使用时大多是将多个电池成组串并联后使用，在各电动汽车和储能系统中需要高电压高容量的电池组，电池排布成组体积大数量之多，加之正负极之间串并联关系，电池中间间隙非常之小。在电池散热中一般采用风冷，自然冷却等形式，由于电池在充放电过程中，内部化学反应复杂，并伴随有热量的产生，尤其是对于多个电池单体组成的装置，这样较小的间隙较密的排布容易形成中间的热累积，中间电池本身热量无法得到有效的散热，电池内部的温度很难监控，致使容易发生热失控现象。

实用新型内容

本实用新型提供一种圆柱电池、散热系统以及电动车辆，用以解决现有技术中电池结构均为内部实心结构，散热只能对电池外壳进行，散热效果不好的缺陷，实现采用中空内壳体结构，导通冷却液对电池进行内部散热，提高电池散热效果。

本实用新型提供一种圆柱电池，包括：内壳体、外壳体和卷芯，所述卷芯和所述内壳体置于所述外壳体内，所述卷芯包括隔膜和极片，所述隔膜与所述极片连接，

其中，所述内壳体为中空，能够输送冷却液，所述隔膜绕制在所述内壳体外壁上，所述隔膜与所述极片之间设置有绝缘片，所述极片设置在所述卷芯两端，所述极片包括正负极用于连接电源。

根据本实用新型提供的圆柱电池，所述极片包括极耳和极柱，所述极耳的一端与所述极柱连接，所述极耳的另一端穿过所述绝缘片与所述隔膜连接。

根据本实用新型提供的圆柱电池，所述内壳体的两端设置有螺纹，用于相邻的所述圆柱电池进行串并联连接。

根据本实用新型提供的圆柱电池，所述内壳体的两端设置有内螺纹，所述内壳体的长度与所述外壳体长度相等；

或所述内壳体的两端设置有外螺纹，所述内壳体的长度大于所述外壳体长度，所述外螺纹设置在所述内壳体长出所述外壳体的部分。

根据本实用新型提供的圆柱电池，所述内壳体的一端为内螺纹，另一端为外螺纹，所述内壳体的所述内螺纹所在的一端长度与所述外壳体长度相等，所述内壳体的所述外螺纹所在的一端长度大于所述外壳体，

其中，所述外螺纹设置在所述内壳体长出所述外壳体的部分。

根据本实用新型提供的圆柱电池，所述外壳体包括端盖，所述端盖设置在内壳体和外壳体的两端，所述端盖与所述极柱在同一水平面上。

根据本实用新型提供的圆柱电池，所述外壳体还包括橡胶圈，所述橡胶圈设置在端盖与所述极柱之间。

根据本实用新型提供的圆柱电池，所述极柱为环形，所述极柱的内环侧与外环侧均设置有所述橡胶圈。

本实用新型还提供了一种散热系统，包括制冷装置、液冷管路和上述的圆柱电池，所述制冷装置通过所述液冷管路与所述内壳体的进口和出口相连通。

本实用新型还提供了一种电动车辆，包括上述的散热系统；或所述电动车辆包括上述的圆柱电池。

本实用新型提供的圆柱电池，通过设置中空的内壳体，增大电池散热面积，并且采用绝缘片将缠绕在内壳体的隔膜与极片空间上分隔开，使得内壳体不带电，从而可以将内壳体作为冷却液输送通道，实现对电池内部的降温，保证电池内外温差的同时，可以高效的保证电池的最佳工作温度，提高热管理效率。

进一步地，在本实用新型提供的散热系统和电动车辆中，由于具备如上所述的圆柱电池，因此同样具备如上所述的各种优势。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本实用新型提供的圆柱电池的整体结构示意图之一；

图2是本实用新型提供的圆柱电池的整体流程示意图之二；

图3是本实用新型提供的圆柱电池的剖视图。

附图标记：

100：外壳体； 200：内壳体； 300：卷芯；

101：端盖； 201：绝缘片； 202：橡胶圈；

203：螺纹； 301：隔膜； 302：极片；

310：极耳； 311：极柱。

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，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型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。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“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实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

下面结合图1至图3，对本实用新型的实施例进行描述。应当理解的是，以下所述仅是本实用新型的示意性实施方式，并不对本实用新型构成限定。

如图1至3所示，本实用新型提供了一种圆柱电池，包括：内壳体200、外壳体100和卷芯300，卷芯300和内壳体200置于外壳体100内，卷芯300包括隔膜301和极片302，隔膜301与极片302连接，其中，内壳体200为中空，能够输送冷却液，隔膜301绕制在内壳体200外壁上，隔膜301与极片302之间设置有绝缘片201，极片302设置在卷芯300两端，所述极片302包括正负极用于连接电源。

具体来说，中空的内壳体200置于电池的中部并贯穿整个电池，中空的内壳体200一方面给隔膜301提供绕线支撑，另一方面用于导通冷却液，提高电池的散热能力。

其中，极片302包括正极片和负极片，正极片和负极片分别置于内壳体200和外壳体100的夹层之间，并且置于缠绕在内壳体200的隔膜301的两端，正极片和负极片均与隔膜301连接。为了实现在中空的内壳体200中流动冷却液，因此在内壳体200和外壳体100的夹层之间设置绝缘片201，用于隔离正极片和负极片与内壳体200。

如图3所示，在本实用新型的一个实施例中，极片302包括极耳310和极柱311，极耳310的一端与极柱311连接，极耳310另一端穿过绝缘片201与隔膜301连接。

换句话说，正极片包括正极耳和正极柱，负极片包括负极耳和负极柱，正极柱和负极柱用于直接与电源连接，正极柱和负极柱通过正极耳和负极耳连通隔膜301。绝缘片201呈环形置于正极柱和负极柱与隔膜301之间，因此绝缘片201与正极柱和负极柱之间有夹层，夹层内设置有正极耳和负极耳。

如图1和图2所示，进一步地，在本实用新型的一个可选实施例中，外壳体100包括端盖101，端盖101设置在内壳体200和外壳体100的两端，端盖101与极柱311在同一水平面上。

具体地，端盖101置于内壳体200和外壳体100的夹层之间，并且置于外壳体100的两端用于封装卷芯300，为了便于电源和电池的导通，正极柱和负极柱均与端盖101在同一水平面。换言之，端盖101可以用于支撑和固定极柱311。

其中，在电池制备过程中，端盖101开设有注液孔，用于注入电解液，在电解液注入完成后进行封口处理。

此外，在本实用新型的其它实施例中，外壳体100还包括橡胶圈202，橡胶圈202设置在端盖101与极柱311之间。具体来说，橡胶圈202起到绝缘定位的作用。在正极柱与端盖101之间设置有橡胶圈202，在负极柱与端盖101之间也设置有橡胶圈202。使得正极柱和负极柱只与正极耳和负极耳导通。端盖101不带电，外壳体100和内壳体200均不带电。

继续参考图1和图2，其中，在本实用新型的另一个可选实施例中，极柱311为环形，极柱311的内环侧与外环侧均设置有橡胶圈202。其中，极柱311的环形可以为封闭环或开放环，其中封闭环可以为圆环、矩形环、五边型环、六边型环等多边形环；开放环可以为多个弧段或多个直段有间距的组成的圆环、矩形环、五边型环、六边型环等多边形环。

针对极柱311为环形而言，端盖101也为环形。并且端盖101可以包括小环和大环，小环置于极柱311与内壳体200之间，大环置于极柱311与外壳体100之间。其中，极柱311的内环侧即小环与极柱311之间，设置有橡胶圈202；极柱311的外环侧即大环与极柱311之间，也设置有橡胶圈202。

继续参考图3，在本实用新型的另一个实施例中，内壳体200的两端设置有螺纹203，用于相邻的圆柱电池进行串并联连接。在两节电池需要进行串联或并联时，可以采用内壳体200两端的螺纹203进行紧密连接，并且由于内壳体200并不带电，只用于连接电池，因此减少安全隐患。两节彼此相连的电池通过极柱311实现接通。

具体地，如图3所示，在本实用新型的一个可选实施例中，内壳体200的两端设置有内螺纹，内壳体200的长度与外壳体100长度相等。

换言之，内壳体200的上下两端的内部均设置有螺纹即内螺纹，两个电池连接的状态下，可以采用外螺纹的螺柱进行连接，螺柱的两端分别与两个具有内螺纹的内壳体200的电池进行连接。

此外，在本实用新型的另一个可选实施例中，内壳体200的两端设置有外螺纹，内壳体200的长度大于外壳体100长度，外螺纹设置在内壳体200长出外壳体100的部分。换句话说，内壳体200包括覆盖段和裸露段，其中覆盖段为外壳体100与内壳体200重叠部分，裸露段为内壳体200的两端均长出外壳体100的部分，该部分设置有外螺纹。两个具有外螺纹的电池可以采用具有内螺纹的螺柱进行连接。

另外，在本实用新型的其它可选实施例中，内壳体200的一端为内螺纹，另一端为外螺纹，内壳体200的内螺纹所在的一端长度与外壳体100长度相等，内壳体200的外螺纹所在的一端长度大于外壳体100，其中，外螺纹设置在内壳体200长出外壳体100的部分。

例如，电池正极的内壳体200为外螺纹，电池负极的内壳体200为内螺纹，在两个电池串联时，无需其它连接件，一个电池正极的外螺纹与另一个电池负极的内螺纹连接即可实现串联。在两个电池并联时，需要其它连接件，一个电池正极的外螺纹需要通过连接件与另一个电池正极的外螺纹连接，其中，连接件可以为具有内螺纹的螺柱。一个电池负极的内螺纹需要通过另一个连接件与另一个电池负极的内螺纹连接，其中另一个连接件可以为具有外螺纹的螺柱。

换言之，电池负极的内壳体200为内螺纹，电池正极的内壳体200为外螺纹，同理。

本实用新型还提供了一种散热系统，包括制冷装置、液冷管路和上述的圆柱电池，制冷装置通过液冷管路与内壳体200的进口和出口相连通。

其中，制冷装置提供冷却液，冷却液通过液冷管路进入电池内壳体200中，带走电池产生的热量，冷却液吸收热量后通过液冷回路回到制冷装置中。并且，多个电池的内壳体200串并联之后，也可以形成连通的制冷回路，只需提供一套制冷装置就可以完成多个电池的散热。

本实用新型提供的圆柱电池，通过设置中空的内壳体200，增大电池散热面积，并且采用绝缘片201将缠绕在内壳体200的隔膜301与极片302空间上分隔开，使得内壳体200不带电，从而可以将内壳体200作为冷却液输送通道，实现对电池内部的降温，保证电池内外温差的同时，可以高效的保证电池的最佳工作温度，提高热管理效率。

进一步地，在本实用新型提供的散热系统和电动车辆中，由于具备如上所述的圆柱电池，因此同样具备如上所述的各种优势。

最后应说明的是：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)

1.一种圆柱电池，其特征在于，包括：内壳体、外壳体和卷芯，所述卷芯和所述内壳体置于所述外壳体内，所述卷芯包括隔膜和极片，所述隔膜与所述极片连接，

其中，所述内壳体为中空，能够输送冷却液，所述隔膜绕制在所述内壳体外壁上，所述隔膜与所述极片之间设置有绝缘片，所述极片设置在所述卷芯两端，所述极片包括正负极用于连接电源。

2.根据权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，所述极片包括极耳和极柱，所述极耳的一端与所述极柱连接，所述极耳的另一端穿过所述绝缘片与所述隔膜连接。

3.根据权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，所述内壳体的两端设置有螺纹，用于相邻的所述圆柱电池进行串并联连接。

4.根据权利要求3所述的圆柱电池，其特征在于，所述内壳体的两端设置有内螺纹，所述内壳体的长度与所述外壳体长度相等；

或所述内壳体的两端设置有外螺纹，所述内壳体的长度大于所述外壳体长度，所述外螺纹设置在所述内壳体长出所述外壳体的部分。

5.根据权利要求3所述的圆柱电池，其特征在于，所述内壳体的一端为内螺纹，另一端为外螺纹，所述内壳体的所述内螺纹所在的一端长度与所述外壳体长度相等，所述内壳体的所述外螺纹所在的一端长度大于所述外壳体，

其中，所述外螺纹设置在所述内壳体长出所述外壳体的部分。

6.根据权利要求2所述的圆柱电池，其特征在于，所述外壳体包括端盖，所述端盖设置在内壳体和外壳体的两端，所述端盖与所述极柱在同一水平面上。

7.根据权利要求6所述的圆柱电池，其特征在于，所述外壳体还包括橡胶圈，所述橡胶圈设置在端盖与所述极柱之间。

8.根据权利要求7所述的圆柱电池，其特征在于，所述极柱为环形，所述极柱的内环侧与外环侧均设置有所述橡胶圈。

9.一种散热系统，其特征在于，包括制冷装置、液冷管路和权利要求1至8中任一项所述的圆柱电池，所述制冷装置通过所述液冷管路与所述内壳体的进口和出口相连通。

10.一种电动车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的散热系统；或所述电动车辆包括权利要求1至8任一项所述的圆柱电池。

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