CN109119718A - 电池散热板及其制造方法和使用电池散热板的电池包 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电池散热板及其制造方法和使用电池散热板的电池包,以解决现有技术中的电池散热板对不同高度的电池适应性差的问题。为解决上述问题,本发明中的电池散热板采取如下技术方案:电池散热板上设有用于安装电池单体的电池安装孔,散热板是由层叠设置以适应不同高度的电池单体的散热子板层叠而成,所述散热子板上设有沿层叠方向贯穿的通孔以在层叠后形成所述电池安装孔,散热子板内或相邻的散热子板之间设有围绕电池安装孔的冷却介质流道。内部设有冷却介质流道或能够与相邻的散热子板组合成冷却介质流道的散热子板层叠形成散热板,使得散热板的厚度与电池单体的高度对应,能对不同高度的电池单体进行冷却。
Description
技术领域
本发明涉及电池散热板及其制造方法和使用电池散热板的电池包。
背景技术
随着经济和社会的发展,能源危机和环境污染的问题日益突出,电池作为一种绿色动力能源在各行业的发展中扮演着重要角色。但是电池在充放电的过程中会产生热量导致电池自身温度升高,而温度直接影响着电池的循环寿命、效率、可靠性和安全性。过高的温度会使电池发热失控,最终可能导致电池***,因此,必须对电池进行散热处理。
使用时,通常将多个电池单体连成一个整体以电池包的形式对外供电,常规的电池包散热方式主要是在电池包底部设置散热板,散热板内部设有流动的冷却介质,散热板内部的冷却介质与外部冷却介质循环***连通,电池包产生的热量经散热板本体传递给散热板内部的冷却介质,外部冷却介质循环***促使冷却介质流动,热的冷却介质将热量带出散热板,同时冷的冷却介质进入散热板,以此循环实现冷却电池包的目的。该散热方式可以在一定程度上保证电池包整体最大温度不超过设定的额定温度,但是由于电池包内部的相邻电池单体之间没有做散热处理,电池单体上距离散热板越远的位置,温度也就越高,采用这种散热方式的电池包内部的不同位置温度相差较大,事实上,我们希望电池包内的不同位置的温度差异越小越好,通过实现电池包内部的均温来保证电池的寿命、效率、可靠性和安全性。
现有技术中也有对电池包内的每个电池单体的整个高度范围进行冷却以降低电池包内的不同位置的温度差的散热装置,如授权公告号为CN205723864U、申请日为2016年05月10日的中国实用新型专利公开了一种圆形电池液冷包,包括散热板,所述散热板中设有若干矩阵排列的电池安装孔,在每排电池安装孔之间设置有流道,并且相邻两条流道相互连通,形成连续的液冷流道;在散热板的边侧开设有分别与液冷流道两端连通的开口,该两开口分别作为进液口和出液口,所述电池安装孔的深度小于电池单体的高度。此方案中的电池包只包含有一层散热板,对不同高度的电池单体的适应性差。
发明内容
本发明的目的在于提供电池散热板及其制造方法和使用电池散热板的电池包,以解决现有技术中的电池散热板对不同高度的电池适应性差的问题。
为解决上述问题,本发明中的电池散热板采取如下技术方案:电池散热板上设有用于安装电池单体的电池安装孔,散热板是由层叠设置以适应不同高度的电池单体的散热子板层叠而成,所述散热子板上设有沿层叠方向贯穿的通孔以在层叠后形成所述电池安装孔,散热子板内或相邻的散热子板之间设有围绕电池安装孔的冷却介质流道。
相邻的散热子板之间的接触面中至少有一个面上加工有用于与相邻散热子板围合成所述流道的凹槽。
所述凹槽在散热子板上呈纵横交错的布置,凹槽所围成的网格的最小单元内设置用于形成电池安装孔的通孔。
相邻散热子板通过钎焊连接以使相邻散热子板密封贴合形成所述流道。
层叠设置的散热子板的顶层设置有顶层板,所述顶层板上设有用于与外部冷却介质循环***接通的冷却介质进、出口。
各散热子板上均设有与各自的流道相通的进液口和出液口,所述进液口和出液口均为贯通散热子板的通孔并分别与冷却介质进、出口沿散热子板的层叠方向上对应。
所述散热子板和顶层板为矩形板件,所述冷却介质进、出口在矩形板件上对角设置。
本发明中的电池散热板的制造方法采取如下技术方案:该方法是将内部设有冷却介质流道或能够与相邻的散热子板组合成冷却介质流道的散热子板层叠形成散热板,使得散热板的厚度与电池单体的高度对应。
散热板上设有用于安装电池单体的电池安装孔,所述电池安装孔是在散热子板层叠形成散热板之后加工形成。
相邻的散热子板之间的接触面中至少有一个面上加工有用于与相邻散热子板围合成流道的凹槽,相邻散热子板是通过钎焊连接以使相邻散热子板密封贴合形成所述流道。
本发明中的使用电池散热板的电池包采取如下技术方案:电池包包括电池单体和电池散热板,散热板上设有用于安装电池单体的电池安装孔,所述散热板是由层叠设置以适应不同高度的电池单体的散热子板层叠而成,所述散热子板上设有沿层叠方向贯穿的通孔以在层叠后形成所述电池安装孔,散热子板内或相邻的所述散热子板之间设有围绕电池安装孔的冷却介质流道。
相邻的散热子板之间的接触面中至少有一个面上加工有用于与相邻散热子板围合成所述流道的凹槽。
所述凹槽在散热子板上呈纵横交错的布置,凹槽所围成的网格的最小单元内设置用于形成电池安装孔的通孔。
相邻散热子板通过钎焊连接以使相邻散热子板密封贴合形成所述流道。
层叠设置的散热子板的顶层设置有顶层板,所述顶层板上设有用于与外部冷却介质循环***接通的冷却介质进、出口。
各散热子板上均设有与各自的流道相通的进液口和出液口,所述进液口和出液口均为贯通散热子板的通孔并分别与冷却介质进、出口沿散热子板的层叠方向上对应。
所述散热子板和顶层板为矩形板件,所述冷却介质进、出口在矩形板件上对角设置。
本发明的有益效果是:散热子板层叠设置,其上设有用于安装电池单体的电池安装孔,根据电池单体的不同高度来设置散热子板的数量,每层散热子板之间或每个散热子板内设有用于冷却电池单体的流道,可以针对电池安装孔内的电池单体的不同部位实现冷却,使整个电池包内部的温度差异较小,实现对电池包的均温散热,保证电池的寿命、效率、可靠性和安全性。
附图说明
图1为本发明中的电池包的立体结构示意图;
图2为本发明中的电池散热板的顶层板的结构示意图;
图3为本发明中的电池散热板的中层板的结构示意图;
图4为本发明中的电池散热板的底层板的结构示意图。
附图中,1-液冷接头,2-顶层板,21-冷却介质进口,22-冷却介质出口,3-中层板,4-底层板,5-电池单体,6-电池转接件,7-凹槽,8-进液口,9-出液口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明中的电池散热板的具体实施例,如图1-4所示,电池散热板上设有用于安装电池单体5的电池安装孔,散热板是由层叠设置以适应不同高度的电池单体的散热子板层叠而成,所述散热子板上设有沿层叠方向贯穿的通孔以在层叠后形成所述电池安装孔,散热子板内或相邻的散热子板之间设有围绕电池安装孔的冷却介质流道。
本实施例中,散热板的顶层和底层分别设有顶层板2和底层板4,顶层板2和底层板4之间层叠有多个中层板3,所述中层板3形成所述散热子板,所述中层板3的层叠数量取决于电池单体5的高度,满足电池安装孔的深度大于或等于电池单体5的高度。在其他实施例中,中层板3的数量根据电池单体5的高度进行增减;电池安装孔的深度也可以小于电池单体5的高度。
本实施例中,所述顶层板2为平板,所述中层板3为一面加工有“U”型凹槽7的板件,另一面为平面,所述凹槽7与相邻的板件围合成流道,本实施例中的相邻板件通过钎焊连接方式密封贴合。所述凹槽7的深度随着中层板3的板厚进行调整,不会影响板的强度即可,凹槽7在散热子板上呈纵横交错的布置,凹槽7所围成的网格的最小单元内设置用于形成电池安装孔的通孔。本实施例中的电池安装孔为与圆柱形电池单体5配合的矩形空腔。所述底层板4的朝向中层板3的一面设有所述凹槽7,所述中层板3的具有凹槽7的一面朝向顶层板2设置。在其他实施例中,所述中层板3也可以是内部设有流道的板件;所述中层板3之间设有管状的流道;所述凹槽7的形状也可以是其他形状,如半圆形;所述电池安装孔的形状根据电池单体的形状进行调整,如圆筒形;中层板3的具有凹槽7的一面也可以朝向底层板4层叠设置,此时在顶层板2朝向中层板3的面上设有所述凹槽7,底层板4为两面均为平面的板件;在中层板3的两侧面均设置所述凹槽7;所述凹槽7在散热子板上也可以采取其他交叉形状的布置,如围绕在所述通孔的周围并相互连通的圆形;所述顶层板2和/或底层板4上设有所述凹槽7。
本实施例中,所述顶层板2上设有用于与外部冷却介质循环***接通的冷却介质进、出口,冷却介质进、出口上设有液冷接头1,所述液冷接头1通过钎焊连接固定在冷却介质进、出口上。在其他实施例中,所述液冷接头1与冷却介质进、出口也可以通过螺纹连接或其他焊接方式连接。
本实施例中,各中层板3上均设有与各自的流道相通的进液口8和出液口9,所述进液口8和出液口9均为贯通中层板3的通孔并分别与冷却介质进、出口沿中层板3的层叠方向上对应。所述中层板3层叠后,各中层板3的进、出液口均相互对应且分别与冷却介质进口21和冷却介质出口22连通,最后各层流道均与冷却介质进、出口连通,所述底层板4与相邻的中层板3的进、出液口对应的位置设有非贯穿的与该板件上的凹槽连通的沉槽。所述顶层板2、中层板3和底层板4均为矩形板件,所述冷却介质进、出口设置在矩形板件的对角位置,所述进、出液口分别设置在与冷却介质进、出口相互对应位置。在其他实施例中,所述顶层板进、出口也可以设置在顶层板2的其他位置;所述顶层板2、中层板3和底层板4也可以是其他形状相同的板件,如圆形板件。
使用时,中层板3的毛坯件上的对角分别加工进、出液口,中层板3的一侧面上加工凹槽7;顶层板2的毛坯件上与进、出液口对应的位置分别加工冷却介质进口21和冷却介质出口22,所述冷却介质进、出口上钎焊连接有液冷接头1;底层板4的朝向中层板3的侧面上加工凹槽7,底层板4与相邻的中层板3上的进、出液口对应的位置加工有与底层板4上的凹槽7连通的沉槽;底层板4的设有凹槽7的一侧朝向中层板3的具有平面的一侧层叠设置,中层板3具有凹槽7的侧面与中层板3具有平面的侧面层叠设置,根据电池高度的不同设置中层板3的数量,中层板3的最顶层与顶层板2的侧面层叠设置,所述进、出液口相互对应且分别与冷却介质进、出口对应。上述顶层板2、中层板3和底层板4相互接触的面上均涂覆有钎焊焊料,在涂覆焊料时需要避开凹槽7以避免钎焊时造成堵塞。将上述层叠设置的板件通过钎焊的方式焊接成一个整体的焊接组件以在板之间形成密封,所述凹槽7通过相邻板件的密封形成流道,冷却介质只能通过流道进行流动循环。接着在流道形成的网格中的最小单元内避开所述流道沿层叠方向加工有一端开口的用于安装电池单体5的电池安装孔,所述电池安装孔的开口朝向顶层板2,所述电池安装孔也可以是通孔,但是需要对电池进行固定,接着对焊接组件进一步精加工并作防腐处理。然后在电池安装孔的内壁上涂覆导热硅胶或其他热界面材料,以更高的效率将电池单体5产生的热量传递给散热板,通过冷却介质流动带走热量实现电池包的散热,同时防止电池表面磨损后与安装孔内壁连通并造成电池包短路。电池组装时,将单个电池单体5的背离正负极的一端***到电池安装孔内,所有电池单体5的正负极通过电池转接件6串联而成,形成一个整体式的电池包。
本发明中的电池散热板的制造方法的具体实施例,所述制造方法在上述电池散热板的实施例中已经做过叙述,这里不再赘述。
本发明中的使用电池散热板的电池包的具体实施例,电池包包括电池单体和电池散热板,电池散热板与上述实施例中的散热板相同,这里不再赘述。
Claims (17)
1.电池散热板,其上设有用于安装电池单体的电池安装孔,其特征在于:散热板是由层叠设置以适应不同高度的电池单体的散热子板层叠而成,所述散热子板上设有沿层叠方向贯穿的通孔以在层叠后形成所述电池安装孔,散热子板内或相邻的散热子板之间设有围绕电池安装孔的冷却介质流道。
2.根据权利要求1所述的电池散热板,其特征在于:相邻的散热子板之间的接触面中至少有一个面上加工有用于与相邻散热子板围合成所述流道的凹槽。
3.根据权利要求2所述的电池散热板,其特征在于:所述凹槽在散热子板上呈纵横交错的布置,凹槽所围成的网格的最小单元内设置用于形成电池安装孔的通孔。
4.根据权利要求2或3所述的电池散热板,其特征在于:相邻散热子板通过钎焊连接以使相邻散热子板密封贴合形成所述流道。
5.根据权利要求2所述的电池散热板,其特征在于:层叠设置的散热子板的顶层设置有顶层板,所述顶层板上设有用于与外部冷却介质循环***接通的冷却介质进、出口。
6.根据权利要求5所述的电池散热板,其特征在于:各散热子板上均设有与各自的流道相通的进液口和出液口,所述进液口和出液口均为贯通散热子板的通孔并分别与冷却介质进、出口沿散热子板的层叠方向上对应。
7.根据权利要求6所述的电池散热板,其特征在于:所述散热子板和顶层板为矩形板件,所述冷却介质进、出口在矩形板件上对角设置。
8.电池散热板的制造方法,其特征在于:该方法是将内部设有冷却介质流道或能够与相邻的散热子板组合成冷却介质流道的散热子板层叠形成散热板,使得散热板的厚度与电池单体的高度对应。
9.根据权利要求8所述的电池散热板的制造方法,其特征在于:散热板上设有用于安装电池单体的电池安装孔,所述电池安装孔是在散热子板层叠形成散热板之后加工形成。
10.根据权利要求8所述的电池散热板的制造方法,其特征在于:相邻的散热子板之间的接触面中至少有一个面上加工有用于与相邻散热子板围合成流道的凹槽,相邻散热子板是通过钎焊连接以使相邻散热子板密封贴合形成所述流道。
11.使用电池散热板的电池包,包括电池单体和电池散热板,散热板上设有用于安装电池单体的电池安装孔,其特征在于:所述散热板是由层叠设置以适应不同高度的电池单体的散热子板层叠而成,所述散热子板上设有沿层叠方向贯穿的通孔以在层叠后形成所述电池安装孔,散热子板内或相邻的所述散热子板之间设有围绕电池安装孔的冷却介质流道。
12.根据权利要求11所述的电池包,其特征在于:相邻的散热子板之间的接触面中至少有一个面上加工有用于与相邻散热子板围合成所述流道的凹槽。
13.根据权利要求12所述的电池包,其特征在于:所述凹槽在散热子板上呈纵横交错的布置,凹槽所围成的网格的最小单元内设置用于形成电池安装孔的通孔。
14.根据权利要求12或13所述的电池包,其特征在于:相邻散热子板通过钎焊连接以使相邻散热子板密封贴合形成所述流道。
15.根据权利要求12所述的电池包,其特征在于:层叠设置的散热子板的顶层设置有顶层板,所述顶层板上设有用于与外部冷却介质循环***接通的冷却介质进、出口。
16.根据权利要求15所述的电池包,其特征在于:各散热子板上均设有与各自的流道相通的进液口和出液口,所述进液口和出液口均为贯通散热子板的通孔并分别与冷却介质进、出口沿散热子板的层叠方向上对应。
17.根据权利要求16所述的电池包,其特征在于:所述散热子板和顶层板为矩形板件,所述冷却介质进、出口在矩形板件上对角设置。
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