CN111180824A - 两级散热式电池包液体冷却*** - Google Patents
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Abstract
发明的原理：经过仔细研究，我们发现，一个电池包中，电池单体使过程用的热量主要是在电池单体的正负极发出，在电池柱体的中间发热明显较少。所以以往用液冷管将电池包中每节电池单体（电芯）柱体包住来冷却的方法虽然达到了冷却电池的目的，但是也极大的浪费了液冷管材料，增加了液冷***重量。本发明中，我们改为了直接对圆柱电池的两极进行液冷冷却处理，同样达到了高效冷却电池包的效果，这样就大大减少了冷管耗材的使用，也简化了整个液冷***电池包组装的工艺，也就大大降低了整个液冷***的单位成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池包的冷却***领域，尤涉及对圆柱电池包及方形电池包的夜冷冷却领域。
背景技术
目前圆柱形锂电池电芯与方形锂电池电芯广泛用于动力电池的电池包，但是由于许多电芯合成的电池包在供电或充电时，会产生大量的热量，这就需要快速将这些热量扩散出去，以保持电池包中的电池温度一直在比较适宜的工作温度范围内。目前行业内主要有风冷和液冷两种冷却法，风冷成本较低但是效果较差。液冷效果较好，但之前的液冷***都是对电池包中圆柱电池柱体或方形电池柱体进行液冷，整个液冷***比较笨重和庞大，一来大大降低整个电池包***的能量密度，二来大都只能用在比较大、重数百公斤以上的动力电池包***中，三来液冷***成本也比较昂贵。
发明内容
经过对圆柱电池电池及方形电池发热及散热特性的研究，本发明大大改进了以上存在的问题，做到了：整个液冷***质量与电池包质量比，比重较小；整个液冷***不但可以提供给大到几百上千公斤的电池包使用，也可以提供给更小的电池包使用，甚至小到给只有几公斤的电池包使用；整个液冷***的成本大大降低。
1，发明的原理：经过仔细研究，我们发现，一个电池包中，电池单体使过程用的热量主要是在电池单体的正负极发出，在电池柱体的中间发热明显较少。所以以往用液冷管将电池包中每节电池单体（电芯）柱体包住来冷却的方法虽然达到了冷却电池的目的，但是也极大的浪费了液冷管材料，增加了液冷***重量。本发明中，我们改为了直接对圆柱电池的两极进行液冷冷却处理，同样达到了高效冷却电池包的效果，这样就大大减少了冷管耗材的使用，也简化了整个液冷***电池包组装的工艺，也就大大降低了整个液冷***的单位成本。
2，技术方案核心：电池包04中，电池的正负极集中在两个平面中（如图1中的正负极16、17、20在一个平面中，透视图2中的正负极23、24、25在一个平面中），我们只要对这两个平面进行冷却，贴着这两个平面装两块夜冷板，就可以把这两个平面的热量带走，达到冷却每个单体电池正负极的目的。但是这两个平面上的电池正负极是金属的，液冷版也是金属的，不能让这两者有接触否则会产生短路，所以需要在这两者“电池包正负极的平面”和“液冷版”之间加一层导热硅胶垫，如：正负极16、17、20所在的平面和液冷板07之间需要加一层硅胶垫06这样既起到了绝缘效果，又起到了导热效果。
3，本液冷***组装工艺：
A，选取满足下要求的电池包04：电池正负极集中在两个平面上，如装配图中1的正负极16、17、20在一个平面中，透视图1中的正负极23、24、25在一个平面中，电池包中的所有电芯已由金属板21、2、27、28已连接成一个整体；电池包电池架26的各处有若干固定定位管20。
B，用若干根固定定位管05，从左到右依次穿过塑料挡板01、液冷板02、导热硅胶垫03、电池包04、导热硅胶垫06、液冷板07、塑料挡板08上对应的定位孔（如18、20），将这7块配件固定成一块整个电池包，并连上冷却***的供电导线10，放入电池包外壳20，并将供电导线10的线头和水冷管09的管头留在电池外壳20外。（说明：固定管05和液冷板03、07直接的接触部分要做绝缘处理）。
C，选取和电池包散热功率相符的电池外壳外的液冷配件，然后将本冷却***的电池外壳外部部分水冷管09、供电线10、水泵11、散热***12（由风扇13、散热片14、水冷头15组成），按照装配图连接。
4,本液冷***工作流程：
液冷***的开关19由BMS***进行操控，当电池包温度过高时，BMS***会自动打开水冷***的开关，启动水冷***，对电池包进行降温。
电池产生的热量，由电池正负极16、17、20、23、24、25等传给连接电池的金属板21、22、27、28，再传给导热硅胶垫03、06，再传给夜冷板02、07，再通过水管09中的冷却液传送给散热***12，排散到空气中。
5，本说明中用图示实例图1具体列举了一个2并3串圆柱电芯组成的电池包的使用本液冷***的整体情况，图示实例图3列举了一个1并3串方形电芯组成的电池包的使用本液冷***的整体情况。
在实际运用中，本***的运用可根据需要采用各种数量电芯、各种串并方式组合的电池包，并不局限于举例的这两个电池包的电芯串并数量。只要符合有两个或两个以上电芯的正负极在一个平面上的电池包，都可以使用本冷却***。
在图1的举例，这些构件装配了一个带本冷却***的圆柱电芯电池包。
在图3的举例，这些构件装配了一个带本冷却***的方形电芯电池包。
在实际操作中，我们可以通过以下方法增加电芯数量，达到提供更大电力的目的：
A.增加一个电池包内电芯的数量，并将这些电芯的电路根据需要进行串并联，同步增大电池包外壳外的散热***散热功率。
B.增加一个电池包外壳内电池包的数量，并将这些电池包的电路根据需要进行串并联，对这些电池包的冷却液管道联通，同步增大电池包外壳外的散热***散热功率。
C.将多个带本冷却***及电池包外壳的电池包，根据需要串联或并联成更大的一个电池包。
6，图示实例图3、图4的各标注说明：
30为用3个方形电池电芯组成的一个电池包
31为中间方形电芯的负极
32为下方方形电芯的正极
33为上方方形电芯的正极
34为上方方形电芯的负极
35为中间方形电芯的正极
36为下方方形电芯的负极
附图说明
图1：圆柱电池包冷却***装配图
图2：圆柱电池包冷却***电池包透视图
图3：方形电池包冷却***装配图
图4：方形电池包冷却***电池包透视图。
Claims (6)
1.两级散热式电池包液体冷却***，其特征在于，电池包的若干单体电池（电芯）的正负极在集中在了某个平面（或多个平面）上，我们对这个平面开发出的液冷冷却***，对前文所述的每一个平面，本冷却***的结构是：贴着电芯正负极聚集的那个平面，装一片导热硅胶片，再贴着导热硅胶片装上液冷板，再通过液冷导管和电池盒外部散热***，通过液冷液体的流动把每个电芯正负极的热量带走，直接冷却每个单体电池正极或负极，达到冷却整个电池包的目的。
2.根据权利要求1所述的电池包正负极散热式液体冷却***，其特征在于，电池包中有部分若干个电池单体的正负极集中处在一个平面上，对这个平面进行液冷散热。
3.根据权利要求1所述的电池包正负极散热式液体冷却***，其特征在于，所述***中只主要对电芯的正负极进行接触式液冷冷却，不主要对电芯柱体的中部进行接触式液冷。
4.根据权利要求1所述的电池包正负极散热式液体冷却***，其特征在于，先通过硅胶垫与电芯正负极的接触，由硅胶垫将电池热量带走。
5.根据权利要求1所述的电池包正负极散热式液体冷却***，其特征在于，通过硅胶垫与液冷板的接触，由液冷板将硅胶垫上吸收到的电芯热量带走。
6.根据权利要求1所述的电池包正负极散热式液体冷却***，其特征在于，通过液冷管与电池包外壳外部的散热***，将液冷板上吸收的热量散步到空气中。
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