CN113659234A - 一种风冷大倍率充放电电池包 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风冷大倍率充放电电池包，属于电池技术领域，电池包包括绝缘材料浇注一体成型底壳、多个电芯包、多个风冷散热器；多个电芯包并列放置；电芯包内包括多个电芯，电芯间有2mm间隙，间隙作为风道的一部分，电芯顶部的电极铜排顶面紧贴风冷散热器；轴流风机安装在电池包背面，向外抽风。本发明所提供的这种结构的电池包散热效果好，各个电芯的温升较低而且比较均匀，电池包结构紧凑，整体体积较小。

Description

一种风冷大倍率充放电电池包
技术领域
本发明涉及电池散热技术领域，具体而言，涉及一种风冷大倍率充放电电池包。
背景技术
大倍率充放电电池包的使用寿命及可靠性与电芯的温升及温差有着密切关系。对于大倍率充放电的电芯而言，大电流充放电时电芯本身温升较高，若不进行有效的散热，会极大影响电芯的正常工作以及寿命。电芯在大电流充放电过程中，电芯释放的热量在电芯内部也不均匀，热量释放较集中部分的材料容易老化变质，导致电芯内部性能逐步变得不均匀，最终表现为整个性能的衰减。因此保证电池包内电芯的有效散热和均匀散热是个关于电池包性能和寿命的极其重要的事情。
而现有的风冷散热方式，散热风道不均匀，电芯顶部电极部分温升最高，电池包外形较大，安装固定方式复杂。
发明内容
本发明提供一种电池包，以改善现有电池包散热不均以及整体体积较大的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种风冷大倍率充放电电池包，包括由底壳与盖板组成的外框以及设置在外框内的电芯包，底壳由绝缘材料浇注一体成型的顶面开放且四周和底面为封闭的盒体结构，底壳四周边壁顶部开设有螺槽，盖板顶面四周边沿通过长螺钉与底壳紧固连接；
底壳内沿长度和宽度方向并排放置有多个电芯包，任一电芯包包括多块并行设置的电芯，任一电芯的电极朝上，相邻电芯贴合面的四个边角处设置有绝缘垫片，位于最外侧的两个电芯的外侧壁分别贴合有一个支撑架，支撑架顶面开设有贯通的螺孔，底壳的底表面沿宽度依次开设有三根与底壳长度方向平行的凸条，凸条设置有与支撑架螺孔对应的螺槽，支撑架通过长螺钉固定在底壳的底表面，两个支撑架及其夹持的多块电芯通过四周侧面的扎带紧固于一体并构成一个电芯包；
电芯顶部与电极铜排相连接，电极铜排顶面安装有风冷散热器，风冷散热器与电极铜排顶面紧密贴合；
底壳一侧面设有与轴流风机连通的出风孔，轴流风机固定安装在底壳一侧面外部，轴流风机向外抽风，底壳远离轴流风机的一侧面开设有进风孔，底壳远离轴流风机的一侧面还设置有供电极铜排通过的卡槽；
风冷散热器顶部与合上后的盖板之间留有缝隙，相邻电芯包之间设有缝隙，电芯包与底壳侧壁之间设有缝隙，底壳位于凸条之间的位置开设有散热格栅，从而形成内部紧凑且纵横交错的走风通道。
优选地，盖板为绝缘材料；
优选地，支撑架由绝缘材料浇注一体成型；
优选地，绝缘垫片厚度为2mm，放置在电芯之间，保证电芯之间有2mm的间隙，形成风道；
优选地，底壳一侧面设有两个定位导向孔，能实现一种风冷大倍率充放电电池包的单面安装维护。
优选地，电极铜排与风冷散热器的接触面涂有导热硅脂材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用本发明独特散热结构的电池包散热效果好，各个电芯的温升较低而且比较均匀，电池包结构紧凑，整体体积较小。
附图说明
图1为本申请实施例提供电池包在第一视角下的结构外形图；
图2为本申请实施例提供的电池包的内部构成图；
图3为本申请实施例提供的电芯包的结构外形图；
图4为本申请实施例提供的电池包底壳结构外形图；
图5为本申请实施例提供的电芯结构外形图；
图6为本申请实施例提供的风冷散热器结构外形图；
图中：10 底壳、12电池包定位孔、21 电芯、22 支撑架、23 扎带、24 绝缘垫片、25电极铜排、26 风冷散热器、30 盖板、50 轴流风机。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
第一方面，本申请实施例提供一种电池包，包括风冷散热器和电芯包：
多个电芯包在电池包深度和宽度方向并排放置，所述电芯包包括多个电芯、端面支撑架，固定扎带和绝缘垫片；
所述电芯顶部电极铜排和风冷散热器固定，由风冷散热器带走电芯顶部的热量。
上述技术方案中，所述电芯为金属外壳，电芯顶部为电极端口，电极铜排连接在电芯电极端口上。电芯在大电流充放电过程中，产生的热量主要集中在电芯顶部的电极铜排区域，其余部分热量由电芯金属外壳对外散热。风冷散热器直接安装固定在电芯电极铜排顶面，二者紧密贴合，电芯充放电产生的大部分热量由顶部的风冷散热器带走。电芯之间有2mm间隙，形成均匀的风道，电芯的其余部分热量由此风道带走。上述技术方案，能实现电芯的有效散热，降低温升，散热效果好，结构更加紧凑，可有效减小电池包整体体积。
另外，本申请实施例的电池包还具有如下附加的技术特征：
在本申请的一些实施例中，所述电芯包包括并排放置的多个电芯；
每相邻的两个电芯之间放置一个2mm厚绝缘垫片。
上述技术方案中，每相邻的两个电芯之间放置一个2mm厚绝缘垫片，所述绝缘垫片的作用是保证电芯之间形成2mm厚的风道，该风道将带走电芯外壳的热量。
上述技术方案中，所述电芯包还包括支撑架，所述支撑架放置在电芯包的两端，和扎带一起，将多个电芯固定成形。
所述电芯支撑架用螺栓将电芯包固定在所述电池包底壳上。
上述技术方案中，多个轴流风机固定在电池包底壳背面，轴流风机向外抽风。电池包内部的风冷流场的方向为从电池包正面指向背面，风冷散热器的翅片方向和该方向相同，这种方式，能保证电池包内风冷散热的流场均匀，每个电芯能均匀散热。
上述技术方案中，电池包底壳顶部安装有绝缘盖板，所诉底壳和所诉盖板，共同构成电池包的外形轮廓。
上述技术方案中，风冷散热器和电极铜排的接触面涂有导热硅脂材料，可有效提高热传导能力，提高散热效率。
本申请实施例提供一种风冷大倍率充放电电池包，采用强迫风冷的散热方式对电池包内的电芯21进行散热，具有很好的散热均热效果。
以下结合附图对电池包的具体结构进行详细阐述：
结合图1和图2，电池包外框由底壳10和盖板30组成，底壳由绝缘材料浇注一体成型，结构紧凑，强度高；盖板也是绝缘材料，因此电池包壳体对外能承受很高的绝缘电压。
多个轴流风机50固定在电池包底壳背面，轴流风机向外抽风。电池包内部的风冷流场的方向为从电池包正面指向背面，风冷散热器的翅片方向和该方向相同，这种方式，能保证电池包内风冷散热的流场均匀，每个电芯能均匀散热。
多个电芯包并排固定在电池包底壳内，电芯包之间有足够间隙，作为风道的一部分。电芯顶部电极端口连接电极铜排25，铜排顶面固定有风冷散热器26。电极铜排与风冷散热器的接触面涂有导热硅脂材料。
结合图3，电芯包内的多个电芯21之间有绝缘垫片24，保证电芯之间有2mm厚间隙，形成风道。多个电芯由端面支撑架和扎带固定成形。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种风冷大倍率充放电电池包，包括由底壳与盖板组成的外框以及设置在外框内的电芯包，其特征在于，所述底壳由绝缘材料浇注一体成型的顶面开放且四周和底面为封闭的盒体结构，所述底壳四周边壁顶部开设有螺槽，所述盖板顶面四周边沿通过长螺钉与底壳紧固连接；
所述底壳内沿长度和宽度方向并排放置有多个电芯包，任一所述电芯包包括多块并行设置的电芯，任一所述电芯的电极朝上，相邻所述电芯贴合面的四个边角处设置有绝缘垫片，位于最外侧的两个所述电芯的外侧壁分别贴合有一个支撑架，所述支撑架顶面开设有贯通的螺孔，所述底壳的底表面沿宽度依次开设有三根与底壳长度方向平行的凸条，所述凸条设置有与支撑架螺孔对应的螺槽，所述支撑架通过长螺钉固定在底壳的底表面，两个所述支撑架及其夹持的多块所述电芯通过四周侧面的扎带紧固于一体并构成一个电芯包；
所述电芯顶部与电极铜排相连接，所述电极铜排顶面安装有风冷散热器，所述风冷散热器与所述电极铜排顶面紧密贴合；
所述底壳一侧面设有与轴流风机连通的出风孔，所述轴流风机固定安装在底壳一侧面外部，所述轴流风机向外抽风，所述底壳远离轴流风机的一侧面开设有进风孔，所述底壳远离轴流风机的一侧面还设置有供电极铜排通过的卡槽；
所述风冷散热器顶部与合上后的盖板之间留有缝隙，相邻电芯包之间设有缝隙，所述电芯包与底壳侧壁之间设有缝隙，所述底壳位于凸条之间的位置开设有散热格栅，从而形成内部紧凑且纵横交错的走风通道。
2.根据权利要求1所述的一种风冷大倍率充放电电池包，其特征在于，所述盖板为绝缘材料。
3.根据权利要求1所述的一种风冷大倍率充放电电池包，其特征在于，所述支撑架由绝缘材料浇注一体成型。
4.根据权利要求1所述的一种风冷大倍率充放电电池包，其特征在于，所述绝缘垫片厚度为2mm，放置在电芯之间，保证电芯之间有2mm的间隙，形成风道。
5.根据权利要求1所述的一种风冷大倍率充放电电池包，其特征在于，所述底壳一侧面设有两个定位导向孔，能实现一种风冷大倍率充放电电池包的单面安装维护。
6.根据权利要求1所述的一种风冷大倍率充放电电池包，其特征在于，所述电极铜排与所述风冷散热器的接触面涂有导热硅脂材料。
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