CN108736098A - 一种高能量密度的底部液冷电池模组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高能量密度的底部液冷电池模组，涉及电池技术领域，包括：单体电池装配体、壳体装配体、导电装配体、冷却板、盖板、外包隔热硅胶；所述单体电池装配体***壳体装配体中，所述单体电池装配体与所述导电装配体连接，所述导电装配体放在所述冷却板上，冷却液通过泵打入所述冷却板的进口末端，从冷却板的出口末端流出，所述盖板在所示单体电池装配体、壳体装配体、所述导电装配体、所述冷却板的外部,电池模组的外包络用外包隔热硅胶包裹。本发明优点在于：能够防止单体电池热失控引起的连锁***，最大程度地提高电池模组的能量密度，同时降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，更具体涉及一种高能量密度的底部液冷电池模组。
背景技术
随着常规化石能源的生产和消耗迫近顶峰且逐步趋向枯竭，随之而来的环境污染日益突出，以可再生能源为主的能源体系正在逐渐形成。在当前全球汽车工业面临能源和环境问题的巨大挑战下，发展新能源电动汽车，推到传统汽车产业的战略转型，在国际上已经达成共识。从汽车行业节能减排趋势看，我国发展节能与新能源汽车是汽车技术进步与产业升级的必然选择。
动力电池的大型化使得其表面积与体积之比相对减小，电池内部热量不易散出，更可能出现内部温度不均、局部温升过高等问题，从而进一步加速电池衰减，缩减电池寿命。传统电池冷却***主要机构是冷却管，能够达到一定的冷却效果，但是只能部分范围内冷却，易产生电池局部温度过高现象，导致单体电池热失控引起的连锁***。
在电动汽车行业中，尽可能将单体电池安装紧密，以占据最小的空间。这也给出了一个特定类型的单体电池，在一定体积中输出最大能量密度。电池模组重量减轻，即减轻了整车的重量，因此获得了更高的电池包重量能量密度。电池包能量比较高，整车的续航能力越好。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在电池内部温度不均匀，局部温升过高，使得单体电池热失控引起的连锁***。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，具体技术方案如下：
一种高能量密度的底部液冷电池模组，其特征在于，包括：单体电池装配体(100)、壳体装配体(200)、导电装配体(300)、冷却板(400)；所述单体电池装配体(100)***壳体装配体(200)中，所述单体电池装配体(100)与所述导电装配体(300)连接，所述导电装配体(300)放在所述冷却板(400)上，冷却液通过泵打入所述冷却板(400)的进口末端(410)，从冷却板的出口末端(420)流出。
优选地，所述单体电池装配体(100)包括单体电池(110)、导体(120)、导热硅胶(130)，所述导体(120)的一端安装在所述单体电池(110)的负极或底部，所述导体(120)的另一端延伸到所述单体电池(110)的正极上部，并用所述导热硅胶(130)缠绕所述单体电池(110)和所述导体(120)的外部，形成所述单体电池装配体(100)。
优选地，所述导电装配体(300)包括正极导电板(310)、焊丝(320)、负极导电板(350)、硅胶板(340)，所述正极导电板(310)通过所述焊丝(320)连接至少一个所述单体电池(110)的正极，在所述正极导电板(310)上安装所述硅胶板(340)，所述负极导电板(350)连接多个所述导体(120)，形成所述导电装配体(300)。
优选地，所述壳体装配体(200)包括支撑筒(210)、边框(220)、垫板(230)，通过所述支撑筒(210)按一规定的排布与所述边框(220)和所述垫板(230)用钎焊焊接形成所述壳体装配体(200)，所述单体电池装配体(100)***所述支撑筒(210)内。
优选地，还包括盖板(500)、外包隔热硅胶(600)、“0”型圈(700)，所述盖板(500)在所述单体电池装配体(100)、壳体装配体(200)、所述导电装配体(300)、所述冷却板(400)的外部，电池模组的外包络用外包隔热硅胶(600)包裹，所述“0”型圈(700)密封在所述盖板(500)的边缘。
优选地，所述冷却板(400)内部是微通道扁管，能够控制冷却液的流量来维持各个所述单体电池装配体(100)的温度差。
优选地，所述外包隔热硅胶(600)选用绝缘硅橡胶模制成。
优选地，所述硅胶板(340)上有与所述正极导电板(310)一一对应的狭缝。
优选地，所述垫板(230)为中空的结构，所述垫板(230)两边分别为所述边框(220)和所述支撑筒(210)。
优选地，所述支撑筒(210)为铝制薄壁柱状筒，底部为封闭的，顶部为开口的。
本发明相比现有技术具有以下优点：
1、本发明在单体电池负极或者底部引出导体，单体电池安装简易，焊接程序简化，更易形成自动化，降低电池模组装配成本。
2、本发明是360°环绕方式减少电池内的温度差异，阻止局部热区的形成，防止高温位置处电池过快衰减，增加电池组整体寿命。
3、本发明独特的导弹式支撑筒设计，当单体电池有缺陷，由于热失控或任何原因引起***，支撑筒和正极导电板形成一个类似于导弹发射管的装置，防止热失控连锁产生。
4、本发明的电池模组外包络都通过绝缘硅橡胶模制成，阻燃隔热能够使电池模组在较宽的温度范围内工作。硅胶不能够渗透，并且使结构密封。因此，它能够防水，同时硅胶还具有防振和缓冲的作用，“0”型圈密封在盖板的边缘处。
5、本发明使用支撑筒将单体电池隔开，使每一个个体电池都有独立的存放空间，而且每一个支撑筒是彼此相邻的，相当于将单体电芯紧密的安装在一起，相当于冷却管液冷方式大大提高了模组的比能量。
附图说明
图1(a)为本发明实施例的高能量密度的底部液冷电池模组的正视图。
图1(b)为本发明实施例的高能量密度的底部液冷电池模组的左视图。
图1(c)为本发明实施例的高能量密度的底部液冷电池模组的俯视图。
图2(a)为本发明实施例的高能量密度的底部液冷电池模组的单体电池装配体的外部示意图。
图2(b)为本发明实施例的高能量密度的底部液冷电池模组的单体电池导体内部示意图。
图3为本发明实施例的高能量密度的底部液冷电池模组的单体电池装配示意图。
图4为本发明实施例的高能量密度的底部液冷电池模组的整体结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
高能量密度的底部液冷电池模组的结构示意图如图1(a)、(b)、(c)，图2(a)、(b)、图3、图4所示，包括：单体电池装配体100、壳体装配体200、导电装配体300、冷却板400、盖板500、外包隔热硅胶600、“0”型圈700。
单体电池装配体100***壳体装配体200中，单体电池装配体100与导电装配体300连接，导电装配体300放在冷却板400上，冷却液通过泵打入冷却板400的进口末端410，从冷却板400的出口末端420流出，盖板500在单体电池装配体100、壳体装配体200、导电装配体300、冷却板400的外部，电池模组的外包络用外包隔热硅胶600包裹，“0”型圈700密封在盖板500的边缘。冷却板400内部是微通道扁管，能够控制冷却液的流量来维持各个单体电池装配体100的温度差。其中，外包隔热硅胶600选用绝缘硅橡胶模制成。
单体电池装配体100包括单体电池110、导体120、导热硅胶130，导体120一端安装在单体电池110的负极或底部，导体120的另一端延伸到单体电池110的正极上部，并用导热硅胶130缠绕所述单体电池110和导体120的外部，形成单体电池装配体100。
导电装配体300包括正极导电板310、焊丝320、负极导电板350、硅胶板340，正极导电板310通过焊丝320连接至少一个单体电池110的正极，在正极导电板310上安装硅胶板340，负极导电板350连接多个导体120，形成导电装配体300。硅胶板340上有与正极导电板310一一对应的狭缝。
壳体装配体200包括支撑筒210、边框220、垫板230，通过支撑筒210按一规定的排布与边框220和垫板230用钎焊焊接形成壳体装配体200。其中，支撑筒210为铝制薄壁柱状筒，底部为封闭的，顶部为开口的。垫板230为中空的结构，垫板230两边分别为边框220和支撑筒210，单体电池装配体100***支撑筒210内。
具体的，导体120的一端连接单体电池110的负极或底部，导体120的另一端扩展到单体电池110的正极上部，然后表面缠绕导热硅胶130，用于单体电池110的绝缘、导热和固定。
电池模组的底部结构是冷却板400，冷却板400内设有通道用于引导冷却液流动维持各个单体电池110的温度差异。
各个单体电池装配体100***边框220、垫板230和支撑筒210组成的壳体装配体200中，然后放在冷却板400上，类似360度环绕方式，通过冷却液带走各个单体电池110产生的热量，减小电池组内的温度差异，抑制局部热区的形成，防止温度位置处电池过快衰减，增加电池组整体寿命。支撑筒210为铝制薄壁柱柱状筒，底部为封闭的，顶部为开口的，单体电池110之间通过支撑筒210隔离和独立，充分保证单体电池110的安全。
硅胶板340上开有与单体电池110对应的狭缝，当单体电池110有缺陷或者其他任何原因而***，支撑筒210和正极导电板310形成一个类似于导弹发射管的装置，单体电池110喷出的碎片将穿过硅胶板340狭缝达到盖板500根部，同时负极导电板350和盖板500的内表面还有一定的空间，用于碎片的释放，使碎片不与导电板发生二次短路，并且该空间内抽真空并冲入氩气，当单体电池110发生燃烧时，阻止产生气体和碎片不会燃烧或着着火。***后，电池模组的盖板500发生变形，同时***产生的烟雾通过电池模组的盖板500边缘溢出，这样能够防止由于个别单体电池110发生热失控而引起的连锁***。
盖板500用外包隔热硅胶600包裹，最后将两外包硅胶装配体进行组装，这样能够使电池模组保温，适宜在较宽的温度范围内工作。外包隔热硅胶600具有防水、防振和缓冲的作用。同时盖板500密封处带有“0”型圈700，确保电池模组的防水性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高能量密度的底部液冷电池模组，其特征在于，包括：单体电池装配体(100)、壳体装配体(200)、导电装配体(300)、冷却板(400)；所述单体电池装配体(100)***壳体装配体(200)中，所述单体电池装配体(100)与所述导电装配体(300)连接，所述导电装配体(300)放在所述冷却板(400)上，冷却液通过泵打入所述冷却板(400)的进口末端(410)，从冷却板的出口末端(420)流出。
2.根据权利要求1所述的一种高能量密度的底部液冷电池模组，其特征在于，所述单体电池装配体(100)包括单体电池(110)、导体(120)、导热硅胶(130)，所述导体(120)的一端安装在所述单体电池(110)的负极或底部，所述导体(120)的另一端延伸到所述单体电池(110)的正极上部，并用所述导热硅胶(130)缠绕所述单体电池(110)和所述导体(120)的外部，形成所述单体电池装配体(100)。
3.根据权利要求2所述的一种高能量密度的底部液冷电池模组，其特征在于，所述导电装配体(300)包括正极导电板(310)、焊丝(320)、负极导电板(350)、硅胶板(340)，所述正极导电板(310)通过所述焊丝(320)连接至少一个所述单体电池(110)的正极，在所述正极导电板(310)上安装所述硅胶板(340)，所述负极导电板(350)连接多个所述导体(120)，形成所述导电装配体(300)。
4.根据权利要求1所述的一种高能量密度的底部液冷电池模组，其特征在于，所述壳体装配体(200)包括支撑筒(210)、边框(220)、垫板(230)，通过所述支撑筒(210)按一规定的排布与所述边框(220)和所述垫板(230)用钎焊焊接形成所述壳体装配体(200)，所述单体电池装配体(100)***所述支撑筒(210)内。
5.根据权利要求1所述的一种高能量密度的底部液冷电池模组，其特征在于，还包括盖板(500)、外包隔热硅胶(600)、“0”型圈(700)，所述盖板(500)在所述单体电池装配体(100)、壳体装配体(200)、所述导电装配体(300)、所述冷却板(400)的外部，电池模组的外包络用外包隔热硅胶(600)包裹，所述“0”型圈(700)密封在所述盖板(500)的边缘。
6.根据权利要求1所述的一种高能量密度的底部液冷电池模组，其特征在于，所述冷却板(400)内部是微通道扁管，能够控制冷却液的流量来维持各个所述单体电池装配体(100)的温度差。
7.根据权利要求1所述的一种高能量密度的底部液冷电池模组，其特征在于，所述外包隔热硅胶(600)选用绝缘硅橡胶模制成。
8.根据权利要求3所述的一种高能量密度的底部液冷电池模组，其特征在于，所述硅胶板(340)上有与所述正极导电板(310)一一对应的狭缝。
9.根据权利要求4所述的一种高能量密度的底部液冷电池模组，其特征在于，所述垫板(230)为中空的结构，所述垫板(230)两边分别为所述边框(220)和所述支撑筒(210)。
10.根据权利要求4所述的一种高能量密度的底部液冷电池模组，其特征在于，所述支撑筒(210)为铝制薄壁柱状筒，底部为封闭的，顶部为开口的。
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