CN218123550U - 一种集成液冷功能的电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种集成液冷功能的电池模组，属于新能源电池模组技术领域。该电池模组包括顶板、两个电芯组件和三个液冷板。三个液冷板在水平方向上平行间隔布置，液冷板的两端均设置有条形安装块，条形安装块上具有卡接凹槽，位于液冷板两端的条形安装块上分别具有进水口和出水口。两个电芯组件分别设置于相邻两个液冷板之间，电芯组件均包括两个端板和电芯组，电芯组通过导热结构胶与相邻两个液冷板的板面固定粘接，端板的两侧端面均设置有卡接凸起，端板通过卡接凸起与卡接凹槽配合卡接。顶板固定安装于两个电芯组件上方。在保证均温散热效果的同时，利用合理的装配结构对大模组内的电芯组实现紧密固定连接，减少占用体积，提升实用性。

Description

一种集成液冷功能的电池模组

技术领域

本实用新型涉及新能源电池模组技术领域，特别涉及一种集成液冷功能的电池模组。

背景技术

在新能源电池领域，为了提高续航能力，往往需要将不同数量的电芯通过串并联连接起来形成电池模组，以提供相应的电压或电流供负载端使用。电池模组在工作时，因高倍率的充放电，会导致电池温升过高，从而影响其性能和寿命等，如果温升得不到有效处理甚至可能引起热失控，危及到使用者的生命安全。因此电池模组需要针对性地做好散热降温设计以保证正常工作，提高使用寿命。

在相关技术中，针对方形铝壳电池内的电池模组，通常采用扎带加端板配合固定形式，在并列设置的电芯底部设置挤型材或者冲压钎焊的液冷板，利用外部供水管道与液冷板的进出水口连接形成冷却水循环，利用流动的冷却水与电芯进行换热，实现散热均温。

采用相关技术中的冷却方式，对于单排设置的长电池模组，位于下方的液冷板也需要相应的拉长设置，占用体积大且冷却水在液冷板内的行程较长，随着冷却水的温度升高导致前后段散热效果不均。而在用双排模组的大模组方案，由于并列设置的两排电芯使模组整体宽度增加，采用扎带进行固定的形式往往难以提供足够大的力对端板之间的电芯进行紧密固定连接，需要额外设置结构件进行固定，导致电池模组的整体占用体积增大。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种集成液冷功能的电池模组，在保证均温散热效果的同时，利用合理的装配结构对大模组内的电芯组实现紧密固定连接，减少占用体积，提升实用性。所述技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种集成液冷功能的电池模组，包括：

顶板、两个电芯组件和三个液冷板，

所述三个液冷板在水平方向上相互并列且平行间隔布置，所述液冷板在水平方向上的两端均设置有条形安装块，所述条形安装块沿竖直方向设置，在垂直于所述液冷板的方向上，所述条形安装块的两侧端面上具有卡接凹槽，所述卡接凹槽沿所述条形安装块的长度方向布置，位于所述液冷板两端的所述条形安装块上分别具有与所述液冷板内部连通的进水口和出水口，所述液冷板内部具有多条平行间隔设置的流道筋板，所述流道筋板与所述条形安装块垂直；

所述两个电芯组件分别设置于相邻两个所述液冷板之间，每个所述电芯组件均包括两个端板和电芯组，所述电芯组由多个电芯沿水平方向组合而成，所述电芯组在水平方向上的两侧边通过呈条形的导热结构胶与相邻两个所述液冷板的板面固定粘接，所述导热结构胶沿水平方向布置且与所述多个电芯均粘接，在所述导热结构胶的长度方向上，所述两个端板分别位于所述电芯组的两端，所述端板垂直于所述液冷板，所述端板的两侧端面均凸出设置有与所述卡接凹槽相匹配的卡接凸起，所述端板通过所述卡接凸起与相邻两个所述条形安装块上的所述卡接凹槽配合卡接，所述端板与所述电芯组相抵接；

所述顶板固定安装于所述两个电芯组件上方并覆盖所述两个电芯组件。

可选地，所述进水口和所述出水口均位于所述条形安装块远离所述顶板一端的端部，所述液冷板内具有圆弧导流筋，所述圆弧导流筋设置于所述进水口处，所述圆弧导流筋的一端与所述进水口的边缘连接，所述圆弧导流筋的另一端朝向距离所述进水口最远的所述流道筋板的端部弯曲设置。

可选地，所述电池模组还包括进水总管和出水总管，所述进水总管和所述出水总管与所述液冷板垂直且间隔设置于所述三个液冷板下方，所述进水总管上间隔设置有三个进水接头，所述三个进水接头分别与位于所述三个液冷板一端的所述条形安装块上的所述进水口配合连接；所述出水总管上间隔设置有三个出水接头，所述三个出水接头分别与位于所述三个液冷板另一端的所述条形安装块上的所述出水口配合连接。

可选地，所述电池模组还包括两个模组固定梁，所述模组固定梁与所述液冷板垂直且即那个设置于所述三个液冷板下方，所述两个模组固定梁分别与所述电芯组两端的所述端板远离所述顶板的一侧端面相抵接，所述模组固定梁内部具有型腔，所述进水总管和所述出水总管分别设置于两个所述模组固定梁的所述型腔中。

可选地，所述模组固定梁、所述液冷板、所述顶板和所述端板均为铝合金制件。

可选地，所述端板和所述电芯组制件设置有弹性绝缘罩。

可选地，在所述导热结构胶的长度方向上，所述电芯组的两端凸出设置有绝缘支座，所述端板靠近所述顶板的一侧端面上具有支撑凹槽，所述绝缘支座伸入所述支撑凹槽内且与所述支撑凹槽的槽底相抵接。

可选地，所述电芯组在水平方向上的两侧边均涂覆有多条所述导热结构胶，多条所述导热结构胶沿竖直方向均匀间隔布置。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

该电池模组结构装配简单，利用相互配合的液冷板和端板对电芯组进行夹持，相比扎带绑定，其固定连接效果更加稳定。在电池模组工作时，位于电芯组两侧的液冷板通过进水口和出水口进行冷却水循环，冷却水在液冷板内的流道筋板之间流动与发热的电芯组进行换热。相比将液冷板设置于电芯底端的散热方式，本实用新型实施例中的液冷板由电芯组的两侧同时进行散热均温，液冷板与电芯组的接触面积更大，散热效果更加均匀，同时能够减少整个电池模组在竖直方向上的空间占用体积。在保证均温散热效果的同时，利用合理的装配结构对大模组内的电芯组实现紧密固定连接，减少占用体积，提升实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本实用新型实施例提供的集成液冷功能的电池模组的立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的集成液冷功能的电池模组的立体结构爆炸图；

图3是本实用新型实施例提供的集成液冷功能的电池模组的俯视结构示意图；

图4是如图3中A处的局部放大示意图；

图5是本实用新型实施例提供的集成液冷功能的电池模组的右视结构示意图；

图6是如图5中B处的局部放大示意图；

图7是本实用新型实施例提供的液冷板的结构剖视图；

图8是本实用新型实施例提供的液冷板的立体结构示意图。

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实施方式作进一步地详细描述。

在相关技术中，针对方形铝壳电池内的电池模组，通常采用扎带加端板配合固定形式，在并列设置的电芯底部设置挤型材或者冲压钎焊的液冷板，利用外部供水管道与液冷板的进出水口连接形成冷却水循环，利用流动的冷却水与电芯进行换热，实现散热均温。

采用相关技术中的冷却方式，对于单排设置的长电池模组，位于下方的液冷板也需要相应的拉长设置，占用体积大且冷却水在液冷板内的行程较长，随着冷却水的温度升高导致前后段散热效果不均。而在用双排模组的大模组方案，由于并列设置的两排电芯使模组整体宽度增加，采用扎带进行固定的形式往往难以提供足够大的力对端板之间的电芯进行紧密固定连接，需要额外设置结构件进行固定，导致电池模组的整体占用体积增大。

图1是本实用新型实施例提供的集成液冷功能的电池模组的立体结构示意图。图2是本实用新型实施例提供的集成液冷功能的电池模组的立体结构爆炸图。图3是本实用新型实施例提供的集成液冷功能的电池模组的俯视结构示意图。图4是如图3中A处的局部放大示意图。图5是本实用新型实施例提供的集成液冷功能的电池模组的右视结构示意图。图6是如图5中B处的局部放大示意图。图7是本实用新型实施例提供的液冷板的结构剖视图。图8是本实用新型实施例提供的液冷板的立体结构示意图。如图1至8所示，通过实践，本申请人提供了一种集成液冷功能的电池模组，包括顶板1、两个电芯组件2和三个液冷板3。

其中，三个液冷板3在水平方向上相互并列且平行间隔布置，液冷板3在水平方向上的两端均设置有条形安装块31，条形安装块31沿竖直方向设置。在垂直于液冷板3的方向上，条形安装块31的两侧端面上具有卡接凹槽311，卡接凹槽311沿条形安装块31的长度方向布置。位于液冷板3两端的条形安装块31上分别具有与液冷板3内部连通的进水口312和出水口313，液冷板3内部具有多条平行间隔设置的流道筋板32，流道筋板32与条形安装块31垂直。

两个电芯组件2分别设置于相邻两个液冷板3之间，每个电芯组件2均包括两个端板21和电芯组22。电芯组22由多个电芯沿水平方向组合而成，电芯组22在水平方向上的两侧边通过呈条形的导热结构胶23与相邻两个液冷板3的板面固定粘接，导热结构胶23沿水平方向布置且与多个电芯均粘接。在导热结构胶23的长度方向上，两个端板21分别位于电芯组22的两端，端板21垂直于液冷板3，端板21的两侧端面均凸出设置有与卡接凹槽311相匹配的卡接凸起211，端板21通过卡接凸起211与相邻两个条形安装块31上的卡接凹槽311配合卡接，端板21与电芯组22相抵接。

顶板1固定安装于两个电芯组件2上方并覆盖两个电芯组件2。

在本实用新型实施例中，该集成液冷功能的电池模组采用两排电芯组22并列设置的大模组方案，利用导热结构胶23将两排电芯组22粘合间隔设置的三个液冷板3之间，形成相邻两个液冷板3将一组电芯组22夹持于其中的结构。之后将每个电芯组件2中的两个端板21上的卡接凸起211分别与液冷板3两端的条形安装块31上的卡接凹槽311对齐，将卡接凸起211由卡接凹槽311上方自上而下卡入到对应的卡接凹槽311中，使端板21以垂直于液冷板3的姿态卡接固定于相邻两个液冷板3之间，并由两侧与电芯组22相抵接。两个端板21和相邻两个液冷板3由电芯组22的四个侧面实现对电芯组22的粘接和夹紧固定，两个电芯组件2中的电芯组22均采用上述方式进行固定，最后将顶板1盖设于两个电芯组件2上方即可完成该电池模组的组装。结构装配简单，利用相互配合的液冷板3和端板21对电芯组22进行夹持，相比扎带绑定，其固定连接效果更加稳定。在电池模组工作时，位于电芯组22两侧的液冷板3通过进水口312和出水口313进行冷却水循环，冷却水在液冷板3内的流道筋板32之间流动与发热的电芯组22进行换热。相比将液冷板设置于电芯底端的散热方式，本实用新型实施例中的液冷板3由电芯组22的两侧同时进行散热均温，液冷板3与电芯组22的接触面积更大，散热效果更加均匀，同时能够减少整个电池模组在竖直方向上的空间占用体积。在保证均温散热效果的同时，利用合理的装配结构对大模组内的电芯组22实现紧密固定连接，减少占用体积，提升实用性。

可选地，端板21和电芯组22之间设置有弹性绝缘罩7。示例性地，在本实用新型实施例中，端板21和电芯组22的抵接接触面制件可以设置具有弹性的绝缘罩7进行隔离，在避免端板21和电芯组22直接导通发生短路的基础上，弹性绝缘罩7可以对因工作高温而发生膨胀的电芯组22对端板21产生的应力进行缓冲，避免端板21变形，进一步提高了电池模组的整体使用寿命。

可选地，进水口312和出水口313均位于条形安装块31远离顶板1一端的端部，液冷板3内具有圆弧导流筋33，圆弧导流筋33设置于进水口312处，圆弧导流筋33的一端与进水口312的边缘连接，圆弧导流筋33的另一端朝向距离进水口312最远的流道筋板32的端部弯曲设置。示例性地，在本实用新型实施例中，由于整个液冷板3呈纵向设置，不同的流道筋板32之间存在一定的高度差，而为了方便配置进出水管路，进水口312又在竖直方向上处于条形安装块31的底端端部。通过液冷板3内靠近进水口312的位置设置一个向上弯曲的圆弧导流筋33，通过进水口312进入液冷板3中的部分冷却水能够在自身进水压力以及圆弧导流筋33的导向下流入到相对高度较高的流道筋板32所形成的流道中，是液冷板3内的水流更加均匀，进一步提高了电池模组的散热均温效果。

可选地，电池模组还包括进水总管4和出水总管5，进水总管4和出水总管5与液冷板3垂直且间隔设置于三个液冷板3下方，进水总管4上间隔设置有三个进水接头41，三个进水接头41分别与位于三个液冷板3一端的条形安装块31上的进水口312配合连接；出水总管5上间隔设置有三个出水接头51，三个出水接头51分别与位于三个液冷板3另一端的条形安装块31上的出水口313配合连接。示例性地，在本实用新型实施例中，通过在三个液冷板3两端的条形安装块31下方分别设置进水总管4和出水总管5，通过进水总管4同时对三个液冷板3进行供液，通过出水总管5同时收集三个液冷板3内经过换热的出液。避免对三个液冷板3分别配置进出水管道，进一步减少了电池模组的占用体积。

可选地，电池模组还包括两个模组固定梁6，模组固定梁6与液冷板3垂直且即那个设置于三个液冷板3下方，两个模组固定梁6分别与电芯组22两端的端板21远离顶板1的一侧端面相抵接，模组固定梁6内部具有型腔61，进水总管4和出水总管5分别设置于两个模组固定梁6的型腔61中。示例性地，在本实用新型实施例中，通过设置两个抵接并垫设于端板21下方的模组固定梁6，在起到对整个电芯组22的固定结构进行支撑的基础上，两个模组固定梁6可以通过内部型腔61分别对进水总管4和出水总管5进行容纳承装，并与电芯组22进行隔离。这样在电芯组22发生热失控事故时，位于进水总管4和出水总管5外部的模组固定梁6可以很好的保护进水总管4和出水总管5不被烧蚀，提高电池模组的整体使用寿命。

可选地，模组固定梁6、液冷板3、顶板1和端板21均为铝合金制件。示例性地，在本实用新型实施例中，模组固定梁6、液冷板3均为铝合金材质的挤压型材制件。顶板1和端板21也采用相同的铝合金材质，通用性强。

可选地，在导热结构胶23的长度方向上，电芯组22的两端凸出设置有绝缘支座221，端板21靠近顶板1的一侧端面上具有支撑凹槽212，绝缘支座221伸入支撑凹槽212内且与支撑凹槽212的槽底相抵接。

可选地，电芯组22在水平方向上的两侧边均涂覆有多条导热结构胶23，多条导热结构胶23沿竖直方向均匀间隔布置。示例性地，在本实用新型实施例中，基于液冷板3在竖直方向上的厚度，涂覆设置多条导热结构胶23进行对应粘合，在保证热交换效率的同时，粘接更加紧固，进一步提高电池模组的装配稳定性。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种集成液冷功能的电池模组，其特征在于，包括：顶板(1)、两个电芯组件(2)和三个液冷板(3)，

所述三个液冷板(3)在水平方向上相互并列且平行间隔布置，所述液冷板(3)在水平方向上的两端均设置有条形安装块(31)，所述条形安装块(31)沿竖直方向设置，在垂直于所述液冷板(3)的方向上，所述条形安装块(31)的两侧端面上具有卡接凹槽(311)，所述卡接凹槽(311)沿所述条形安装块(31)的长度方向布置，位于所述液冷板(3)两端的所述条形安装块(31)上分别具有与所述液冷板(3)内部连通的进水口(312)和出水口(313)，所述液冷板(3)内部具有多条平行间隔设置的流道筋板(32)，所述流道筋板(32)与所述条形安装块(31)垂直；

所述两个电芯组件(2)分别设置于相邻两个所述液冷板(3)之间，每个所述电芯组件(2)均包括两个端板(21)和电芯组(22)，所述电芯组(22)由多个电芯沿水平方向组合而成，所述电芯组(22)在水平方向上的两侧边通过呈条形的导热结构胶(23)与相邻两个所述液冷板(3)的板面固定粘接，所述导热结构胶(23)沿水平方向布置且与所述多个电芯均粘接，在所述导热结构胶(23)的长度方向上，所述两个端板(21)分别位于所述电芯组(22)的两端，所述端板(21)垂直于所述液冷板(3)，所述端板(21)的两侧端面均凸出设置有与所述卡接凹槽(311)相匹配的卡接凸起(211)，所述端板(21)通过所述卡接凸起(211)与相邻两个所述条形安装块(31)上的所述卡接凹槽(311)配合卡接，所述端板(21)与所述电芯组(22)相抵接；

所述顶板(1)固定安装于所述两个电芯组件(2)上方并覆盖所述两个电芯组件(2)。

2.根据权利要求1所述的集成液冷功能的电池模组，其特征在于，所述进水口(312)和所述出水口(313)均位于所述条形安装块(31)远离所述顶板(1)一端的端部，所述液冷板(3)内具有圆弧导流筋(33)，所述圆弧导流筋(33)设置于所述进水口(312)处，所述圆弧导流筋(33)的一端与所述进水口(312)的边缘连接，所述圆弧导流筋(33)的另一端朝向距离所述进水口(312)最远的所述流道筋板(32)的端部弯曲设置。

3.根据权利要求2所述的集成液冷功能的电池模组，其特征在于，所述电池模组还包括进水总管(4)和出水总管(5)，所述进水总管(4)和所述出水总管(5)与所述液冷板(3)垂直且间隔设置于所述三个液冷板(3)下方，所述进水总管(4)上间隔设置有三个进水接头(41)，所述三个进水接头(41)分别与位于所述三个液冷板(3)一端的所述条形安装块(31)上的所述进水口(312)配合连接；所述出水总管(5)上间隔设置有三个出水接头(51)，所述三个出水接头(51)分别与位于所述三个液冷板(3)另一端的所述条形安装块(31)上的所述出水口(313)配合连接。

4.根据权利要求3所述的集成液冷功能的电池模组，其特征在于，所述电池模组还包括两个模组固定梁(6)，所述模组固定梁(6)与所述液冷板(3)垂直且即那个设置于所述三个液冷板(3)下方，所述两个模组固定梁(6)分别与所述电芯组(22)两端的所述端板(21)远离所述顶板(1)的一侧端面相抵接，所述模组固定梁(6)内部具有型腔(61)，所述进水总管(4)和所述出水总管(5)分别设置于两个所述模组固定梁(6)的所述型腔(61)中。

5.根据权利要求4所述的集成液冷功能的电池模组，其特征在于，所述模组固定梁(6)、所述液冷板(3)、所述顶板(1)和所述端板(21)均为铝合金制件。

6.根据权利要求1所述的集成液冷功能的电池模组，其特征在于，所述端板(21)和所述电芯组(22)之间设置有弹性绝缘罩(7)。

7.根据权利要求1所述的集成液冷功能的电池模组，其特征在于，在所述导热结构胶(23)的长度方向上，所述电芯组(22)的两端凸出设置有绝缘支座(221)，所述端板(21)靠近所述顶板(1)的一侧端面上具有支撑凹槽(212)，所述绝缘支座(221)伸入所述支撑凹槽(212)内且与所述支撑凹槽(212)的槽底相抵接。

8.根据权利要求1所述的集成液冷功能的电池模组，其特征在于，所述电芯组(22)在水平方向上的两侧边均涂覆有多条所述导热结构胶(23)，多条所述导热结构胶(23)沿竖直方向均匀间隔布置。

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