CN111261976A - 一种带散热管的大容量电池 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种带散热的大容量电池,属于电池散热技术领域。其包括铝壳、圆柱卷芯、正极盖板、负极盖板、正极汇流片、负极汇流片、正极硅胶片、负极硅胶片和电池支架以及散热管；圆柱卷芯由卷芯和包裹卷芯的金属圆筒组成；所有金属圆筒焊接为一个整体；圆柱卷芯为无极耳结构；铝壳内设有若干个圆柱卷芯，圆柱卷芯的正极端与正极汇流片进行焊接；负极汇流片和负极盖板之间填充有负极硅胶片，正极汇流片和正极盖板之间填充有正极硅胶片，用于导热；电池支架卡在各圆柱卷芯之间；散热管与相邻的金属圆筒焊接在一起。电池的散热管道结构简单实用，散热管从电池内部穿过，同时进行散热与均温，提高散热效率、延长电池使用寿命并提高电池的热安全性。

Description

一种带散热管的大容量电池
技术领域
本申请涉及一种带散热管的大容量电池,属于电池散热技术领域。
背景技术
随着环境污染的进一步加剧，新能源汽车技术得到了空前的发展。电池热管理是新能源汽车的关键技术之一，动力电池在使用过程中会产生大量的热量，若这些热量不被及时排出，将会使电池模块的温度持续升高，这样不仅会影响动力电池的性能，缩短电池寿命，还会对电池结构造成一定程度的损害，甚至导致热失控等安全事故的发生，所以有效的热管理对于电池极其重要。
目前的热管理一般是在单体电池成组时，在单体电池***增加散热***，而大容量电池由于三维尺寸较大，在实际应用时，电池内部温度不均一的情况非常严重，靠近散热面与远离散热面的温差，或是散热面与电池中心位置的温差较大，最大温差甚至高达10～20℃(与电池厚度、容量和充放电倍率正相关)。大容量单体电池内部温度的不一致性会造成电池综合性能下降，甚至带来安全问题。
发明内容
为了解决上述问题，本申请设计了一种内部设置散热管的大容量电池，可大幅提高电池内部的散热速率，改善电池内部温度的均一性，同时也提高了电池的安全性。
本申请设计的大容量电池，包括金属外壳、圆柱卷芯、正极盖板、负极盖板、正极汇流片、负极汇流片、正极绝缘导热片、负极绝缘导热片、电池支架以及散热管；
金属外壳形状不局限于圆柱形或方形，可设计为任意需要的形状，比如六边形、椭圆形、圆柱形或方形；
圆柱卷芯由卷芯和包裹卷芯的金属圆筒组成；所有金属圆筒焊接为一个整体；圆柱卷芯为无极耳结构，卷芯的一端为正极基体，另一端为负极基体。
金属外壳内设有若干个圆柱卷芯，圆柱卷芯正极端的正极基体与正极汇流片进行焊接，圆柱卷芯负极端的负极基体与负极汇流片进行焊接，如此并联连接成一个卷芯组；
负极汇流片和负极盖板之间填充有负极绝缘导热片，正极汇流片和正极盖板之间填充有正极绝缘导热片，用于导热；
负极汇流片和负极绝缘导热片上均开设有若干个圆孔，用以注液；
负极端使用电池支架固定圆柱卷芯，电池支架卡在各圆柱卷芯之间；其轴向的上方位以绝缘导热片和负极盖板限位，轴向的下方位以金属圆筒限位。
正极汇流片与圆柱卷芯正极端的金属圆筒进行焊接；
负极盖板上设置有负极柱、注液孔和防爆膜(防爆阀)。
散热管的入口端从正极(或负极)盖板***，从负极(或正极)盖板伸出，散热管与相邻金属圆筒焊接、粘接或一体成型在一起，既固定了散热管，也保证了卷芯热量通过金属圆筒传递到散热管上。
另外，散热管可以为直线型结构。散热管也可以为U形结构，从一侧盖板***，再从同一侧盖板伸出。散热管可以为一个、两个或三个以上。散热管位于多个圆柱卷芯之间。最好散热管位于多个圆柱卷芯中心位置。
也可以将所有的负极基体、负极汇流片、金属圆筒、散热管、金属外壳之间进行两两连接。
所述绝缘导热片的材质具有绝缘性及较高的导热系数，可以是硅胶片、硅橡胶、橡胶等具有此特性的任何一种，且不局限于所述的这些种类。
散热管中可以通冷却液或通风，散热管与外部连接的技术为公知技术，不在本专利要求之列。
本申请具有如下的技术效果和优点：
该大容量电池的散热管道结构简单实用，散热管从电池内部穿过，对大容量电池同时进行了散热与均温，提高了散热效率、延长了电池的使用寿命并提高了电池的热安全性。
附图说明
图1为本申请的带单直线型散热管的大容量电池的***图。
图2为本申请的带单直线型散热管的大容量电池的立体图。
图3为本申请的带单直线型散热管的大容量电池的正面图。
图4为沿图3所示的带单直线型散热管的大容量电池的A-A线的剖面图。
图5为本申请的圆柱卷芯与散热管焊接示意图。
图6为本申请的圆柱卷芯与散热管焊接示意立体图。
图7为本申请的圆柱卷芯与散热管焊接示意侧面图。
图8为本申请的带单U型散热管的大容量电池的***图。
图9为本申请的带单U型散热管的大容量电池的的正面图。
图10为沿图9所示的带单U型散热管的大容量电池的的A-A线的剖面图。
图11为本申请的带双U型散热管的大容量电池的***图。
图12为本申请的带双U型散热管的大容量电池的立体图。
图13为本申请的带双U型散热管的大容量电池的正面图。
图14为沿图13所示的带双U型散热管的大容量电池的A-A线的剖面图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本申请的具体实施方式。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。
在附图中，1为负极盖板，21为负极绝缘导热片，22为正极绝缘导热片，3为负极汇流片，4为金属外壳，5为电池支架，6为圆柱卷芯，7为正极汇流片，8为正极盖板，11为负极柱，12为注液口(防爆膜或防爆阀)，61为卷芯，62为金属圆筒，9为散热管。
图1为本申请的带单直线型散热管的大容量电池的***图。图2为本申请的带单直线型散热管的大容量电池的立体图。图3为本申请的带单直线型散热管的大容量电池的正面图。图4为沿图3所示的带单直线型散热管的大容量电池的A-A线的剖面图。如图1-4所示，本申请设计的大容量电池，包括金属外壳4、圆柱卷芯6、正极盖板8、负极盖板1、正极汇流片7、负极汇流片3、正极绝缘导热片21、负极绝缘导热片22和电池支架5；金属外壳形状不局限于圆柱形或方形，可设计为任意需要的形状，比如六边形、椭圆形、圆柱形或方形；圆柱卷芯6由卷芯61和包裹卷芯的金属圆筒62组成；圆柱卷芯为无极耳结构，卷芯的一端为正极基体，另一端为负极基体。
金属外壳4内设有若干个圆柱卷芯6，所有金属圆筒62焊接为一个整体；圆柱卷芯6正极端的正极基体与正极汇流片7进行焊接，圆柱卷芯6负极端的负极基体与负极汇流片3进行焊接，如此并联连接成一个卷芯组；负极汇流片3和负极盖板1之间填充有负极绝缘导热片21，正极汇流片7和正极盖板8之间填充有正极绝缘导热片22，用于导热；负极汇流片3和负极绝缘导热片21上均开设有若干个圆孔，用以注液；负极端使用电池支架5固定圆柱卷芯6，电池支架5卡在各圆柱卷芯6之间；其轴向的上方位以绝缘导热片和负极盖板1限位，轴向的下方位以金属圆筒62限位。
正极汇流片7与圆柱卷芯6正极端的金属圆筒62进行焊接；负极盖板1上设置有负极柱11、注液孔12和防爆膜(防爆阀)。
散热管9的入口端从正极(或负极)盖板8***，从负极(或正极)盖板1伸出，散热管9与相邻金属圆筒62焊接在一起，既固定了散热管，也保证了卷芯热量通过金属圆筒传递到散热管上。散热管中的冷却液及与外部连接的技术为公知技术，不在本专利要求之列。
图5为本申请的圆柱卷芯与散热管焊接示意图。图6为本申请的圆柱卷芯与散热管焊接示意立体图。图7为本申请的圆柱卷芯与散热管焊接示意侧面图。如图所示，散热管9***后，与相邻金属圆筒62联结在一起，最好，散热管9***后，与相邻金属圆筒62焊接在一起。散热管9位于多个圆柱卷芯6之间，最好，散热管9位于多个圆柱卷芯6中心位置。
实施例1：
如图1-7所示，散热管9为直线型结构，从正极(或负极)盖板8***，从负极(或正极)盖板1伸出，散热管9与相邻金属圆筒62焊接在一起，既固定了散热管，也保证了卷芯热量通过金属圆筒传递到散热管上。散热管数量不限，可为多个。
实施例2：
图8为本申请的带单U型散热管的大容量电池的***图。图9为本申请的带单U型散热管的大容量电池的正面图。图10为沿图9所示的带单U型散热管的大容量电池的A-A线的剖面图。如图8-10所示，散热管9为U形结构，从一侧盖板***，再从同一侧盖板伸出，散热管9与相邻金属圆筒62焊接在一起，既固定了散热管，也保证了卷芯热量通过金属圆筒传递到散热管上。
图11为本申请的带双U型散热管的大容量电池的***图。图12为本申请的带双U型散热管的大容量电池的立体图。图13为本申请的带双U型散热管的大容量电池的正面图。图14为沿图13所示的带双U型散热管的大容量电池的A-A线的剖面图。如图11-14所示，两个U型散热管9从一侧盖板***，再从同一侧盖板伸出，散热管9与相邻金属圆筒62焊接在一起。为提高散热效果，散热管数量不限，可为多个。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带散热管的大容量电池，其特征在于，包括金属外壳、圆柱卷芯、正极盖板、负极盖板、正极汇流片、负极汇流片、正极绝缘散热片、负极绝缘散热片、电池支架以及散热管；圆柱卷芯由卷芯和包裹卷芯的金属圆筒组成；所有金属圆筒焊接为一个整体；圆柱卷芯为无极耳结构，卷芯的一端为正极铝箔，另一端为负极铜箔；金属外壳内设有若干个圆柱卷芯，圆柱卷芯正极端的正极基体与正极汇流片进行焊接，圆柱卷芯负极端的负极基体与负极汇流片进行焊接，如此并联连接成一个卷芯组；负极汇流片和负极盖板之间填充有负极绝缘散热片，正极汇流片和正极盖板之间填充有正极绝缘散热片，用于导热；负极汇流片和负极绝缘散热片上均开设有若干个圆孔，用以注液；负极端使用电池支架固定圆柱卷芯，电池支架卡在各圆柱卷芯之间；其轴向的上方位以绝缘散热片和负极盖板限位，轴向的下方位以金属圆筒限位；正极汇流片与圆柱卷芯正极端的金属圆筒进行焊接；负极盖板上设置有负极柱、注液孔和防爆阀；所述散热管与相邻的所述金属圆筒焊接、粘接或一体成型在一起，也可以将所有的负极基体、负极汇流片、金属圆筒、散热管、金属外壳之间进行两两连接。
2.根据权利要求1所述的带散热的大容量电池，其特征在于，所述金属外壳形状为六边形、椭圆形、圆柱形或方形的任意需要的形状。
3.根据权利要求1或2所述的带散热的大容量电池，其特征在于，所述散热管与相邻的所述金属圆筒焊接在一起。
4.根据权利要求1或2所述的带散热管的大容量电池，其特征在于，所述散热管为直线型结构，所述散热管的入口端从负极盖板***，从正极盖板伸出。
5.根据权利要求1或2所述的带散热的大容量电池，其特征在于，所述散热管为直线型结构，所述散热管的入口端从正极盖板***，从负极盖板伸出。
6.根据权利要求1或2所述的带散热的大容量电池，其特征在于，所述散热管为U形结构，从一侧盖板***，再从同一侧盖板伸出。
7.根据权利要求1或2所述的带散热的大容量电池，其特征在于，所述散热管为多个。
8.根据权利要求6所述的带散热的大容量电池，其特征在于，所述散热管为多个，所述散热管位于多个圆柱卷芯之间。
9.根据权利要求6所述的带散热的大容量电池，其特征在于，
所述散热管位于多个圆柱卷芯中心位置。
10.根据权利要求1所述的大容量电池，其特征在于，所述绝缘导热片的材质具有绝缘性及较高的导热系数，可以是硅胶片、硅橡胶、橡胶等具有此特性的任何一种，且不局限于所述的这些种类。
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