CN219457819U - 一种大容量电池壳体和大容量电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种大容量电池壳体和大容量电池，主要解决现有电池的冷却装置结构复杂、占用电池安装空间且安装繁琐的问题。该大容量电池壳体包括电池箱体、电池上盖和电池下盖；电池上盖和电池下盖分别为电池的正极柱和负极柱；电池箱体的至少一个侧壁上设置有液冷通道，且液冷通道设置在靠近极耳的电池箱体侧壁上，电池箱体的侧壁上设置有与液冷通道连通的进液口和排液口。本实用新型将液冷通道与大容量电池壳体一体设置，不占用大容量电池壳体内部的空间，同时，该种液冷方式结构简单，只需在大容量电池壳体上设置液冷通道即可。

Description

一种大容量电池壳体和大容量电池

技术领域

本实用新型属于电池领域，具体涉及一种大容量电池壳体和大容量电池。

背景技术

锂离子电池的应用领域十分广泛，可以被应用于储能、动力电池等领域。近年来随着锂离子电池的进一步发展，锂离子电池的安全使用也受到关注。由于锂离子电池的原理和结构特性，在充放电过程中会产生较大的热量，而且热量会逐渐增加，若产生的热量无法有效释放，热量将会累积于单体电池中，造成电池温度不均匀，从而降低电池使用寿命，严重时电池的热平衡会被破坏，引发一连串的自加热副反应，引发电池的安全事故。

中国专利CN110890494B公开了一种带有液冷装置的电池模组及电池箱，该带有液冷装置的电池模组及电池箱包括壳体、多个电芯和液冷装置，多个所述电芯依次横向排列在所述壳体内，所述液冷装置包括设在所述壳体上的进液管路、回液管路以及多个液冷板，所述液冷板设在相邻的两个电芯之间，所述液冷板内设有主进液流道。该液冷结构中，液冷板紧贴电芯，保证了电芯各部位能够均匀散热，电芯温度一致性好，提高了电芯使用过中的可靠性、延长了电芯的使用寿命。该电池模组中，液冷装置通过多个部件实现，使得液冷装置的结构较为复杂，占用电池安装空间，且安装繁琐。

发明内容

为解决现有电池的冷却装置结构复杂、占用电池安装空间且安装繁琐的问题，本实用新型提供一种大容量电池壳体和大容量电池。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种大容量电池壳体，包括电池箱体、电池上盖和电池下盖；所述电池上盖和电池下盖密封绝缘设置在电池箱体两侧的敞口端，且所述电池上盖、电池下盖与电池箱体形成用于放置至少一个单体电芯的容纳腔；所述电池上盖和电池下盖分别为大容量电池的正极和负极；所述电池箱体的至少一个侧壁设置有液冷通道，所述电池箱体的侧壁上设置有与液冷通道连通的进液口和排液口。

进一步地，所述液冷通道设置在靠近单体电芯极耳的侧壁上。

进一步地，所述液冷通道的进液口处设置有进液管，所述液冷通道的排液口处设置有排液管，所述进液口和排液口设置在电池箱体侧壁的同一侧，且进液管和进液口的过流断面的面积和形状相同，所述排液管与排液口的过流断面的面积和形状相同。

进一步地，所述液冷通道包括N个横向流道和N-1个纵向流道，相邻横向流道通过纵向流道连通为单向流通的液冷通道，所述横向流道的长度是电池箱体侧壁长度的85％～90％，所述进液口和排液口的过流断面面积为液冷通道的过流断面面积的80％～120％。

进一步地，所述液冷通道通过设置在电池箱体侧壁上的冷却凹槽和密封所述冷却凹槽的密封盖板形成。

进一步地，所述冷却凹槽的槽底与电池箱体的侧壁内表面之间的距离为D，所述电池箱体的侧壁壁厚为H,H/D＝1.5～2。

进一步地，所述密封盖板的形状与冷却凹槽的形状相匹配，且所述密封盖板密封冷却凹槽的面为平面，用于实现冷却凹槽的可靠密封。

进一步地，所述冷却凹槽的横截面为弧形或半圆形，用于减小过流阻力。

进一步地，所述电池箱体未设置液冷通道的侧壁外表面上设置有外加劲肋，所述电池箱体的侧壁内表面上设置有多个内加劲肋，用于增加大容量电池壳体的承压能力和散热效果。

本实用新型还提供一种大容量电池，包括多个单体电芯以及上述任一所述的大容量电池壳体；多个单体电芯并联设置在大容量电池壳体内；每个单体电芯的正极耳和负极耳分别通过导电连接装置与电池上盖、电池下盖连接。

和现有技术相比，本实用新型技术方案具有如下优点：

本实用新型液冷通道与大容量电池壳体一体设置，不占用大容量电池壳体的空间，且该种液冷方式结构简单，只需在大容量电池壳体上设置液冷通道即可。同时，该种液冷通道设置在大容量电池壳体外部，从而避免了冷却液进入大容量电池壳体内部对单体电芯产生损坏。此外，本实用新型将液冷通道设置在靠近电池极耳的电池箱体侧壁上，从而将电池极耳处的热量及时传递至大容量电池壳体上，进而将热量传递至外部的液冷通道，从而避免了大容量电池壳体内部热量集中和温度不均匀，提高了电池的使用寿命，避免引发电池的安全事故。

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为本实用新型实施例中大容量电池壳体的结构示意图一；

图2为本实用新型实施例中大容量电池壳体的结构示意图二；

图3为本实用新型实施例中电池箱体的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中密封盖板的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中大容量电池的结构示意图。

附图标记：1-电池箱体，2-电池上盖，3-电池下盖，4-液冷通道，5-进液管，6-排液管，7-单体电芯，8-极耳，11-进液口，12-排液口，13-内加劲肋，14-外加劲肋，15-隔板，41-冷却凹槽，42-密封盖板，411-纵向流道，412-横向流道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用来解释本实用新型的技术原理，目的并不是用来限制本实用新型的保护范围。

本实用新型提供一种大容量电池壳体，该大容量电池壳体包括电池箱体、电池上盖和电池下盖；电池箱体为四个侧壁合围而成，且上下敞口的结构；电池上盖和电池下盖设置在电池箱体两侧的敞口端，与电池箱体形成电池容纳腔；该电池上盖和电池下盖分别为电池的正极柱和负极柱，且电池上盖和电池下盖均与电池箱体之间绝缘密封连接；电池箱体的至少一个侧壁上设置有液冷通道；该液冷通道可开设于电池箱体的侧壁内，通过铸造、3D打印或其它机械加工方法形成，优选的，液冷通道通过设置在电池箱体侧壁上的冷却凹槽和密封冷却凹槽的密封盖板形成，该种方式使得电池箱体的加工和制作简单，采用常规的加工方式即可完成，成本较低。同时，电池箱体的侧壁上设置有与液冷通道连通的进液口和排液口。

在电池工作过程中，单体电芯的极耳与导电连接装置连接处的温度是电池温度的较高点，因此，将液冷通道设置在靠近电池极耳的电池箱体侧壁上，从而将电池极耳处的热量及时传递至大容量电池壳体上，进而将热量传递至外部的液冷通道，从而避免了大容量电池壳体内部热量集中和温度不均匀，提高了电池的使用寿命，避免引发电池的安全事故。

本实用新型大容量电池壳体中进液口和排液口过流断面的面积为液冷通道过流断面面积的80％～120％，也就是说，进液口和排液口的横截面面积与冷却凹槽的横截面面积差异较小，冷却液体在依次经过进液口、液冷通道和排液口时为层流状态，而不是紊流状态，也不会形成滞流旋转状态，从而使得冷却液体流通时的阻力较小，进而能够快速有序非滞流地通过液冷通道，从而及时带走电池产生的热量。

为方便快速实现与外部液冷装置的连接，可在液冷通道的进液口处设置有进液管，液冷通道的排液口处设置有排液管，进液管和排液管可设置在电池箱体的侧壁的同一侧，方便外部液冷装置的排布和安装。同样的，还可将进液管和进液口的过流断面的面积设置为相同，排液管与排液口的过流断面的面积设置为相同，从而进一步地减小冷却液体的过流阻力，增加冷却速度。此外，还可在进液管和排液管上设置有阀门，方便对单个电池的冷却液进行控制。

本实用新型冷却凹槽的横截面为弧形、半圆形或跑道型，将冷却凹槽的内壁设置为光滑的曲面，冷却液流动的截面形状也基本保持一致，从而减小冷却液通过时的局部损失和沿程损失，使得冷却液通过时减小过流阻力，提高流速，提高冷却效率，有效降低能耗，从而更大获得经济效益。

上述冷却凹槽包括N个横向流道和N-1个纵向流道，相邻横向流道通过纵向流道连通为单向流通的液冷通道，横向流道的长度是电池箱体侧壁长度的85％～90％。该种设置可尽可能地扩大冷却流道流经的面积，从而快速有效地带走电池所产生的热量。

同时，将冷却凹槽的槽底与电池箱体的侧壁内表面之间的距离为D，电池箱体的侧壁的壁厚为H,H/D＝1.5～2。该种设置兼顾了经济性及蓄热性，H大于D的1.5倍，使得其有较厚有良好的蓄热性，能确保电芯产生的热量可以被较迅速地吸收及存储，避免电芯温度快速上升；H不超过D的两倍，则保证了电池箱体结构的轻便及经济性。

上述密封盖板的形状与冷却凹槽的形状相匹配，且密封盖板与密封液冷通道的面为平面，实现液冷通道的可靠密封。电池箱体未设置液冷通道的侧壁外表面上设置有外加劲肋，电池箱体的侧壁内表面上设置有多个内加劲肋，用于增加大容量电池壳体的承压能力。密封盖板与大容量电池壳体之间一体化连接：首选摩擦焊，其它的方式是胶粘、过盈配合等。

实施例1

如图1至图4所示，本实用新型提供一种大容量电池壳体，该大容量电池壳体包括电池箱体1、电池上盖2和电池下盖3；电池上盖2和电池下盖3设置在电池箱体1两侧的敞口端，与电池箱体1形成电池容纳腔，该电池容纳腔内设置有多个隔板15，形成多个电池安装空间，隔板15的高度小于电池容纳腔的高度，使得被分隔的多个腔体相互连通，连通后多个腔体内的压力相同，也使得多个单体电芯7在电芯壳体开口后可共电解液体系。电池上盖2和电池下盖3分别为电池的正极柱和负极柱，且与电池箱体1绝缘连接；电池箱体1的至少一个侧壁上设置有液冷通道4；液冷通道4通过设置在电池箱体1侧壁上的冷却凹槽41和用于密封冷却凹槽41的密封盖板42形成，电池箱体1的侧壁上设置有与冷却凹槽41连通的进液口11和排液口12。

本实施例中的冷却凹槽41包括N个横向流道412和N-1个纵向流道411，相邻横向流道412通过纵向流道411连通，横向流道412的长度是电池箱体1侧壁长度的85％～90％。与此相应的，密封盖板42的形状与冷却凹槽41的形状相匹配，且密封盖板42与密封液冷通道的面为平面，实现液冷通道的可靠密封。

实施例2

如图1至图4所示，本实用新型提供一种大容量电池壳体，该大容量电池壳体包括电池箱体1、电池上盖2和电池下盖3；电池上盖2和电池下盖3设置在电池箱体1两侧的敞口端，与电池箱体1形成电池容纳腔；电池上盖2和电池下盖3分别为电池的正极柱和负极柱，且与电池箱体1绝缘连接；电池箱体1的至少一个侧壁上设置有液冷通道4；液冷通道4通过设置在电池箱体1侧壁上的冷却凹槽41和密封冷却凹槽41的密封盖板42，电池箱体1的侧壁上设置有与冷却凹槽41连通的进液口11和排液口12，同时，该液冷通道的进液口11处设置有进液管5，液冷通道的排液口12处设置有排液管6，进液管5和排液管6可设置在电池箱体1的侧壁的同一侧，方便外部液冷装置的排布和安装。为方便快速实现与外部液冷装置的连接，同样的，还可将进液管5和进液口11的过流断面的面积设置为相同，排液管6与排液口12的过流断面的面积设置为相同，从而进一步地减小冷却液体的过流阻力，增加冷却速度。此外，还可在进液管5和排液管6上设置有阀门，方便对单个电池的冷却液进行控制。

本实施例中的冷却凹槽41包括N个横向流道412和N-1个纵向流道411，相邻横向流道412通过纵向流道411连通，横向流道412的长度是电池箱体1侧壁长度的85％～90％。与此相应的，密封盖板42的形状与冷却凹槽41的形状相匹配，且密封盖板42与密封液冷通道的面为平面，实现液冷通道的可靠密封。

本实施例中，电池箱体1未设置液冷通道4的侧壁外表面上设置有外加劲肋14，电池箱体1的侧壁内表面上设置有多个内加劲肋13，用于增加大容量电池壳体的承压能力。

实施例3

如图5所示，本实施例提供的大容量电池主要包括大容量电池壳体、至少一个单体电芯7和导电连接装置：大容量电池壳体主要由电池上盖、电池下盖和电池箱体1围合形成，电池上盖、电池下盖分别为大容量电池的正极柱、负极柱。每个单体电芯7的正极耳通过导电连接装置与上盖板(正极板)实现电连接，负极耳通过导电连接装置与下盖板(负极板)实现电连接，从而将多个单体电芯的电流通过上盖板、下盖板引出。上述导电连接装置为导电连接片等，例如，铝片等。电池上盖、电池下盖为极柱的结构大幅降低了电池的材料成本，也节约了电池内部空间，提高了电池的能量密度；同时，极柱是电池热量的聚集处，将极柱作为电池盖板，有利于电池极柱的散热；此外，在多个电池串联时，极柱间的接触面积变大，既提高了电池连接的有效性，也减少了热量的产生，提高了电池的安全性和使用寿命。

本实施例中，电池上盖2、电池下盖3与电池箱体1的接触面上设置有绝缘垫片或绝缘胶，从而实现电池上盖2、电池下盖3与电池箱体1的绝缘。

在电池工作过程中，单体电芯7的极耳8与导电连接装置的温度是电池温度的较高点，因此，将液冷通道4设置在靠近电池极耳8一侧的电池箱体1侧壁上，从而将电池极耳8处的热量及时传递至大容量电池壳体上，进而将热量传递至外部的液冷通道4，从而避免了大容量电池壳体内部热量集中和温度不均匀，提高了电池的使用寿命，避免引发电池的安全事故。

Claims (10)

1.一种大容量电池壳体，其特征在于，包括电池箱体、电池上盖和电池下盖；

所述电池上盖和电池下盖密封绝缘设置在电池箱体两侧的敞口端，且所述电池上盖、电池下盖与电池箱体形成用于放置至少一个单体电芯的容纳腔；

所述电池上盖和电池下盖分别为大容量电池的正极和负极；

所述电池箱体的至少一个侧壁设置有液冷通道，所述电池箱体的侧壁上设置有与液冷通道连通的进液口和排液口。

2.根据权利要求1所述的大容量电池壳体，其特征在于，所述液冷通道设置在靠近单体电芯极耳的侧壁上。

3.根据权利要求1所述的大容量电池壳体，其特征在于，所述液冷通道的进液口处设置有进液管，所述液冷通道的排液口处设置有排液管，所述进液口和排液口设置在电池箱体侧壁的同一侧，且进液管和进液口的过流断面的面积和形状相同，所述排液管与排液口的过流断面的面积和形状相同。

4.根据权利要求1所述的大容量电池壳体，其特征在于，所述液冷通道包括N个横向流道和N-1个纵向流道，相邻横向流道通过纵向流道连通为单向流通的液冷通道，所述横向流道的长度是电池箱体侧壁长度的85％～90％，所述进液口和排液口的过流断面面积为液冷通道的过流断面面积的80％～120％。

5.根据权利要求1至4任一所述的大容量电池壳体，其特征在于，所述液冷通道通过设置在电池箱体侧壁上的冷却凹槽和密封所述冷却凹槽的密封盖板形成。

6.根据权利要求5所述的大容量电池壳体，其特征在于，所述冷却凹槽的槽底与电池箱体的侧壁内表面之间的距离为D，所述电池箱体的侧壁壁厚为H,H/D＝1.5～2。

7.根据权利要求6所述的大容量电池壳体，其特征在于，所述密封盖板的形状与冷却凹槽的形状相匹配，且所述密封盖板密封冷却凹槽的面为平面，用于实现冷却凹槽的可靠密封。

8.根据权利要求7所述的大容量电池壳体，其特征在于，所述冷却凹槽的横截面为弧形或半圆形，用于减小过流阻力。

9.根据权利要求1至4任一所述的大容量电池壳体，其特征在于，所述电池箱体未设置液冷通道的侧壁外表面上设置有外加劲肋，所述电池箱体的侧壁内表面上设置有多个内加劲肋，用于增加大容量电池壳体的承压能力和散热效果。

10.一种大容量电池，其特征在于，包括多个单体电芯以及权利要求1至9任一所述的大容量电池壳体；多个单体电芯并联设置在大容量电池壳体内；每个单体电芯的正极耳和负极耳分别通过导电连接装置与电池上盖、电池下盖连接。