CN218957851U - 一种电池壳体及大容量电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池壳体及大容量电池，包括筒体和盖板，还包括温控系统，所述温控系统包括均温部和热管理部，所述均温部设置在所述壳体内，所述热管理部设置在所述盖板上，并穿过所述盖板延伸至所述壳体内。本申请通过在电池壳体同时设置热管理部和均温部，对电池内部不同发热点的温度进行准确控制，热管理部集中对电池进行降温，均温部保持电池内部温度均衡，避免热管理部对电池局部温度控制后造成电池整体温度不均匀，提高电池性能。本申请的结构设计合理，不额外使用空间，空间利用率高，使用效果好。

Description

一种电池壳体及大容量电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池壳体及大容量电池。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、自放电小、无记忆效应、低温性能好、维护成本低、可快速充电且效率高、大电流放电时间长等诸多优势，是大型储能及动力电源的首选。

电池的安全主隐患主要来自电池的热失控，电池的热反应主要分为反应热、焦耳热和极化热、这些热又分别来自电池的物理产热和化学产热，那么作为锂离子电池安全设计和制造上，首要分析产热的机理；从材料上、结构上、体系上、都会带来电池产热，那么优化控制产热和散热问题便是设计和制造电池安全的首要，从体系上来看基本分成液态体系、凝胶态体系、固态体系、多孔态体系每个体系的制造工艺和对电池带来的性能均各有不同，液态体系导电性能好但安全性上差，凝胶态和准固态安全性能提高了但在倍率性能上又带来了新的问题，多方面的设计不合理性都会带来电池产热都是影响电池安全的因素。

大容量电池组起火爆炸的根本原因是电池内部出现热失控。当电池内部温度超过130℃时，会发生正极物质的分解等一系列猛烈的放热反应，使温度越来越高，变为热失控，进而起火爆炸。因此如何控制电池的温度就成了电池组设计的重要问题。

CN216488253U公开了一种风冷储能大容量电池，包括若干并联的电池模组、电池固定座和盖板，电池模组设置在电池固定座上，电池模组包括若干个串联的电芯，电芯竖向排列且彼此留有间隙；盖板包括底部盖板、前侧盖板、设置在电池模组两侧的电芯盖板；电池固定座固定在底部盖板上，最左侧电芯盖板和最右侧电芯盖板上设置进风口，其余电芯盖板上设置出风口，前侧盖板上设风扇，相邻的电池模组间设置有导风腔，导风腔与出风口相连通并引导风被风扇抽走；电芯独立散热，无热串联影响，形成的散热通道使得电芯的每个侧面都有冷却，提高了电芯间温差的一致性，提高了电池的充放电效率，延长电池的使用寿命，且仅需要使用一个风扇，功耗远低于行业水平。

上述专利利用风冷控制大容量电池的温度，这样的设计需要依靠良好的通风设计才能达到一定的散热效果，严重依赖外部环境，散热效果不理想。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型采用的一种技术方案是，提供一种电池壳体，包括筒体和盖板，还包括温控系统，所述温控系统包括均温部和热管理部，所述均温部设置在所述壳体内，所述热管理部设置在所述盖板上，并穿过所述盖板延伸至所述壳体内。

进一步的，所述均温部包括吸热材料层，当所述壳体内放置电芯组件后，所述吸热材料层填充电芯组件与所述壳体内的间隙，以吸收所述壳体内多点散发的热量。

进一步的，所述吸热材料层为相变材料层。

进一步的，所述相变材料层为石蜡复合材料层。

进一步的，所述热管理部包括液冷管、热管、换热器、半导体制冷器中的至少一种。

进一步的，所述热管理部包括热管、换热器，其中，所述热管一端与所述换热器连接，另一端弯折后延伸至所述壳体内。

进一步的，所述热管理部还包括液冷管，所述液冷管与所述换热器固定连接，以进行热交换。

进一步的，所述壳体内设置有热管固定槽，所述热管固定槽沿所述筒体的长度方向设置，所述热管嵌入所述热管固定槽。

进一步的，所述热管理部还设置有保护罩，设置在所述换热器上；所述换热器为陶瓷换热器；螺接在所述盖板上。

为解决上述问题，本实用新型采用的一种技术方案是，提供一种大容量电池，包括电芯和极柱，还包括上述所述的电池壳体。

进一步的，所述极柱沿所述壳体的长度方向延伸，并伸出所述盖板，所述热管固定槽沿所述极柱的长度方向延伸设置在所述极柱上。

本实用新型的有益效果：

本申请通过在电池壳体同时设置热管理部和均温部，对电池内部不同发热点的温度进行准确控制，热管理部集中对电池进行降温，均温部保持电池内部温度均衡，避免热管部理对电池局部温度控制后造成电池整体温度不均匀，提高电池性能。本申请的结构设计合理，不额外使用空间，空间利用率高，使用效果好。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例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为一个实施例中大容量电池壳体的结构示意图；

图2为一个实施例中温控系统的结构示意图；

图3为一个实施例中热管理部的结构示意图；

图4为另一个实施例中热管理部安装后的结构示意图。

附图标记：

200-温控系统

21-均温部

211-相变材料层

22-热管理部

221-热管

2211-热管固定槽

222-换热器

2222-绝缘块

223-液冷管

224-保护罩

400-极柱

42-鳍片

600-电池壳体

61-盖板

62-筒体

具体实施方式

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

以下，适当地参照附图详细说明具体公开了本申请的一种电池壳体及大容量电池。但是会有省略不必要的详细说明的情况。例如，有省略对已众所周知的事项的详细说明、实际相同结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，便于本领域技术人员的理解。此外，附图及以下说明是为了本领域技术人员充分理解本申请而提供的，并不旨在限定权利要求书所记载的主题。

如果没有特别的说明，本申请的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。如果没有特别的说明，本申请的所有技术特征以及可选技术特征可以相互组合形成新的技术方案。

如果没有特别的说明，本申请所提到的“包括”和“包含”表示开放式，也可以是封闭式。例如，“包括”和“包含”可以表示还可以包括或包含没有列出的其他组分，也可以仅包括或包含列出的组分。

应理解，术语“第一”、“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或顺序。

实施例1

如图1所示，为一种大容量电池壳体的结构示意图，包括盖板61和筒体62，还包括温控系统200。需要说明的是，本实施例中盖板和筒体为分体式，盖板和筒体的命名仅是为了清楚的说明电池壳体的具体位置，并非特指一体式壳体或分体式壳体，在另一些实施方式中盖板与筒体集成设置，也落入本申请的保护范围。

如图2所示，为一个实施例中温控系统的结构示意图。温控系统200包括均温部21和热管理部22，均温部21设置在壳体600内，热管理部22设置在壳体600的盖板61上，并穿过盖板61延伸至壳体600内。

均温部21包括吸热材料层，当壳体600内放置电芯组件后，吸热材料层填充电芯组件与壳体600内的间隙，以吸收壳体600内多点散发的热量。在一些实施方式中，吸热材料层为相变材料层211。本实施例中，相变材料层为石蜡复合材料层，相变温度为最低为55度。如图2所示，均温部21与沿电芯堆叠的方向延伸设置的极柱400接触的面积非常大，均温部21的吸热材料层能够包覆极柱400的鳍片42，最大程度的吸收极柱400散热的热量。吸热材料层还与筒体62的接触面积较大，当筒体62的温度升高，其热量也可以被吸热材料层所吸收。

需要指出的是，本申请中电芯组件是指电池壳体600内涉及的温控系统外的所有部件。

温控系统包括热管理部22，热管理部22包括液冷管、热管、换热器、半导体制冷器中的至少一种。

如图3和图4所示，为热管理部的结构示意图，在一些实施方式中，热管理部22设置在盖板61上，包括热管221、换热器222，其中，热管221一端与换热器连接222，另一端弯折后延伸至壳体600内。优选的，热管理部22还包括液冷管223，液冷管223与换热器222固定连接，以使热管221和液冷管223进行热交换。液冷管223可以连接多个大容量电池的壳体，热管221将热量传导至换热器222后再将热量传导至液冷管223，由液冷管内循环的冷水进一步将热量循环处理。

壳体600内设置有热管固定槽2211，热管固定槽2211沿筒体的长度方向设置，热管221嵌入热管固定槽2211固定。优选的，热管固定槽设置在极柱400的一侧，用于吸收极柱400散发的热量。

热管理部22还设置有保护罩224，设置在换热器222上；换热器222为陶瓷换热器，螺接在盖板61上。热管块221与液冷管223之间还设置有绝缘块2222，以防止热管221接触极柱400后向液冷管223导电。

热管理部22通常包括两根热管221，分别穿过盖板61延伸进入正极柱和负极柱处，以分别控制正极柱和负极柱的温度。两根热管221在换热器固定槽2211内不接触。保护罩224具有容纳空间，以贴合换热器222和固定好的热管221固定安装，以保护热管。保护罩224周向设置有连接孔，保护罩224与换热器222之间螺接。在一些实施方式中，也可以采用焊接、热熔、粘接等其他方式。

实施例2

本实施例提供一种大容量电池，包括电芯，还包括上述的电池壳体600。如图1所示，为一种大容量电池壳体的结构示意图，包括盖板61和筒体62，还包括温控系统200。需要说明的是，本实施例中盖板和筒体为分体式，盖板和筒体的命名仅是为了清楚的说明电池壳体的具体位置，并非特指一体式壳体或分体式壳体，在另一些实施方式中盖板与筒体集成设置，也落入本申请的保护范围。

如图2所示，为一个实施例中温控系统的结构示意图。温控系统200包括均温部21和热管理部22，均温部21设置在壳体600内，热管理部22设置在壳体600的盖板61上，并穿过盖板61延伸至壳体600内。

均温部21包括吸热材料层，当壳体600内放置电芯组件后，吸热材料层填充电芯组件与壳体600内的间隙，以吸收壳体600内多点散发的热量。在一些实施方式中，吸热材料层为相变材料层211。本实施例中，相变材料层为石蜡复合材料层，相变温度为最低为55度。如图2所示，均温部21与沿电芯堆叠的方向延伸设置的极柱400接触的面积非常大，均温部21的吸热材料层能够包覆极柱400的鳍片42，最大程度的吸收极柱400散热的热量。吸热材料层还与筒体62的接触面积较大，当筒体62的温度升高，其热量也可以被吸热材料层所吸收。

需要指出的是，本申请中电芯组件是指电池壳体600内涉及的温控系统外的所有部件。

温控系统包括热管理部22，热管理部22包括液冷管、热管、换热器、半导体制冷器中的至少一种。

如图3和图4所示，为热管理部的结构示意图，在一些实施方式中，热管理部22设置在盖板61上，包括热管221、换热器222，其中，热管221一端与换热器连接222，另一端弯折后延伸至壳体600内。优选的，热管理部22还包括液冷管223，液冷管223与换热器222固定连接，以使热管221和液冷管223进行热交换。液冷管223可以连接多个大容量电池的壳体，热管221将热量传导至换热器222后再将热量传导至液冷管223，由液冷管内循环的冷水进一步将热量循环处理。

壳体600内设置有热管固定槽2211，热管固定槽2211沿筒体的长度方向设置，热管221嵌入热管固定槽2211固定。优选的，热管固定槽设置在极柱400的一侧，用于吸收极柱400散发的热量。

热管理部22还设置有保护罩224，设置在换热器222上；换热器222为陶瓷换热器，螺接在盖板61上。热管块221与液冷管223之间还设置有绝缘块2222，以防止热管221接触极柱400后向液冷管223导电。

热管理部22通常包括两根热管221，分别穿过盖板61延伸进入正极柱和负极柱处，以分别控制正极柱和负极柱的温度。两根热管221在换热器固定槽2211内不接触。保护罩224具有容纳空间，以贴合换热器222和固定好的热管221固定安装，以保护热管。保护罩224周向设置有连接孔，保护罩224与换热器222之间螺接。在一些实施方式中，也可以采用焊接、热熔、粘接等其他方式。

本申请的上述实用新型内容并不意欲描述本申请中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。

Claims (9)

1.一种电池壳体，其特征在于，包括筒体和盖板，还包括温控系统，所述温控系统包括均温部和热管理部，所述均温部设置在所述壳体内，所述热管理部设置在所述盖板上，并穿过所述盖板延伸至所述壳体内；

所述均温部包括吸热材料层，当所述壳体内放置电芯组件后，所述吸热材料层填充电芯组件与所述壳体内的间隙，以吸收所述壳体内多点散发的热量；所述热管理部包括液冷管、热管、换热器、半导体制冷器中的至少一种。

2.如权利要求1所述的电池壳体，其特征在于，所述吸热材料层为相变材料层。

3.如权利要求2所述的电池壳体，其特征在于，所述相变材料层为石蜡复合材料层。

4.如权利要求1所述的电池壳体，其特征在于，所述热管理部包括热管、换热器，其中，所述热管一端与所述换热器连接，另一端弯折后延伸至所述壳体内。

5.如权利要求4所述的电池壳体，其特征在于，所述热管理部还包括液冷管，所述液冷管与所述换热器固定连接，以进行热交换。

6.如权利要求5所述的电池壳体，其特征在于，所述壳体内设置有热管固定槽，所述热管固定槽沿所述筒体的长度方向设置，所述热管嵌入所述热管固定槽。

7.如权利要求6所述的电池壳体，其特征在于，所述热管理部还设置有保护罩，设置在所述换热器上；所述换热器为陶瓷换热器，螺接在所述盖板上。

8.一种大容量电池，包括电芯和极柱，其特征在于，还包括权利要求1-7任一所述的电池壳体。

9.如权利要求8所述的大容量电池，其特征在于，所述极柱沿所述壳体的长度方向延伸，并伸出所述盖板，所述热管固定槽沿所述极柱的长度方向延伸设置在所述极柱上。

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