CN115133103B - 一种集成式的锂电池组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成式的锂电池组件，包括锂电池组，所述锂电池组上固定连接有顶板以及双层式的电池护板，且顶板上固定安装有中心吸热盘，所述中心吸热盘上固定连接有进水管，且进水管连通在循环水箱上，所述进水管上固定连接有导热管，且导热管嵌入在中心吸热盘上，所述顶板上固定安装有侧吸热板，且侧吸热板中嵌入安装有直排管和循环管，且直排管以及循环管通过三通管连接在导热管上，且循环管上固定连接有连接管，所述连接管连接在电池护板中的散热管上；本发明依托于锂电池组进行了集成式的热均衡机构的安装，能够根据锂电池组不同位置温度的不同，进行均衡的调控，从而提高锂电池组的使用寿命。

Description

一种集成式的锂电池组件

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，具体为一种集成式的锂电池组件。

背景技术

随着锂电池技术的发展，锂电池的储电能力不断增强，搭载锂电池的新能源汽车续航能力持续增加，消费者的接受度逐渐提高，因此新能源汽车的市场占比逐渐增加。

电池热管理电池使用过程中，内阻、电池布置方式等因素的差异，会在充放电过程出现自身温度和环境温度的差异，这样会直接导致其输出性能的差异。电池热管理作用是将电池组的工作温度保持在电池最优的工作温度范围之内。保证电池之间温度条件的一致，从而确保电池使用参数的一致性。(电池在不同温度状态的寿命不同，温度每升高10℃其退化速度就增加一倍)。

但是传统的方形锂电池模组受其结构限制，其单体电芯受热的均匀性差，往往是位于中心的电池单体环境温度高于两侧，且电池单体的上部充放电部位温度高于底部基础安装部位，导致电芯之间的温度差异，从而影响锂电池模组的一致性，进而影响锂电池包***的循环寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成式的锂电池组件，以达到均衡调节锂电池组上下表面、中心边缘位置的温度，从而提高电池使用寿命的目的，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种集成式的锂电池组件，包括锂电池组，所述锂电池组上固定连接有顶板以及双层式的电池护板，且顶板上固定安装有中心吸热盘，所述中心吸热盘上固定连接有进水管，且进水管连通在循环水箱上，所述进水管上固定连接有导热管，且导热管嵌入在中心吸热盘上，所述顶板上固定安装有侧吸热板，且侧吸热板中嵌入安装有直排管和循环管，且直排管以及循环管通过三通管连接在导热管上，所述直排管通过第一回水管连接在循环水箱上，且循环管上固定连接有连接管，所述连接管连接在电池护板中的散热管上，且散热管连接在汇流管上，所述汇流管通过第二回水管连接在循环水箱上，所述散热管上覆盖设置有接触板，且散热管上连接有根据内外温度差调节的散热翅片结构，通过散热翅片结构均匀调节锂电池组底部的环境温度。

优选的，所述锂电池组采用方形框架，且框架中排列设置有相互连接的锂电池单体，所述顶板通过螺栓安装在锂电池组的顶部，且电池护板安装在锂电池组的底部，所述电池护板由中间板以及底板构成，且中间板和底板之间连接有缓冲柱，在中间板和底板之间构成缓冲间隙。

优选的，所述中心吸热盘以及侧吸热板贴靠设置在锂电池组的锂电池单体上，且侧吸热板在中心吸热盘的两侧对称设置有两个，所述进水管贯穿顶板连接在导热管上。

优选的，所述直排管、第一回水管、循环管、连接管均设置有两个，对称设置在导热管的两端，所述循环水箱上设置有水泵，对循环水箱中设置的冷却水进行供压。

优选的，所述进水管、导热管、直排管、第一回水管构成第一吸热通路，且进水管、导热管、循环管、连接管、对流管、散热管、汇流管、第二回水管构成第二吸热通路，所述循环水箱中的冷却水在两个吸热通路中流通，进行锂电池组的均匀式散热，所述散热管排列设置有至少八个，连通在对流管和汇流管之间。

优选的，所述散热翅片结构包括有滑动安装在散热管上的第一翅片，且第一翅片在散热管上排列设置有至少八个，且第一翅片上设置有螺孔，所述第一翅片通过螺孔连接在转动杆上，且转动杆上关于中点设置有镜像的第一螺纹以及第二螺纹，所述第一螺纹和第二螺纹均由多个独立的螺距逐渐增大的螺纹副构成，所述第一翅片分布连接在不同螺距的螺纹副上。

优选的，所述转动杆的端部固定连接有皮带轮，且皮带轮通过皮带进行连接，且靠近最边缘的散热管安装的转动杆上固定连接有减速齿轮组，且减速齿轮组通过驱动轴进行驱动。

优选的，所述散热翅片结构包括有滑动安装在散热管上的第二翅片，且第二翅片上固定连接有弹簧，所述弹簧固定连接在底座上，且第二翅片上固定安装有拉块，所述散热管的一侧设置有导向轨，且导向轨上固定安装有氦气管，所述氦气管中滑动安装有活塞杆，且活塞杆上固定连接有拉绳。

优选的，所述第二翅片排列设置在散热管上，且底座位于第二翅片的侧面，所述底座固定安装在底板上，所述导向轨靠近散热管的中心位置进行设置，且氦气管在其上镜像设置有两个，所述导向轨上设置有导向套，且拉绳穿过导向套连接在排列设置的第二翅片上，通过位于中部的氦气管中的氦气随温度涨缩来调节第二翅片的位置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明依托于锂电池组进行了集成式的热均衡机构的安装，能够根据锂电池组不同位置温度的不同，进行均衡的调控，从而使得锂电池组中各处温度相同，提高锂电池单体的一致性，从而提高锂电池组的使用寿命，并有效的规避新能源汽车使用过程中的安全隐患；

2.本发明中针对散热管上还设置有散热翅片结构，能够帮助散热管中的热量排放，并且散热翅片结构能够根据锂电池组中心和边缘位置的温度差进行调节，改变不同位置的散热能力，使得锂电池组下表面中心和边缘位置的温度保持一致，提高电池单体工作环境的一致性。

附图说明

图1为本发明整体结构的第一示意图；

图2为本发明整体结构的第二示意图；

图3为本发明锂电池结构的示意图；

图4为本发明导热结构的示意图；

图5为本发明顶板的示意图；

图6为本发明吸热管道结构的示意图；

图7为本发明电池护板结构的示意图；

图8为本发明底板结构的示意图；

图9为本发明第一散热结构的示意图；

图10为本发明第一调节结构的局部示意图；

图11为本发明第二散热结构的示意图；

图12为本发明第二调节结构的局部示意图。

图中：锂电池组1、顶板2、中心吸热盘3、进水管4、循环水箱5、导热管6、侧吸热板7、直排管8、第一回水管9、循环管10、连接管11、中间板12、底板13、缓冲柱14、对流管15、散热管16、汇流管17、第二回水管18、接触板19、第一翅片20、转动杆21、第一螺纹22、第二螺纹23、皮带轮24、皮带25、减速齿轮组26、驱动轴27、第二翅片28、弹簧29、底座30、拉块31、导向轨32、氦气管33、活塞杆34、拉绳35、温度传感器组36。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例，须知，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图12，本发明提供一种技术方案：一种集成式的锂电池组件，包括锂电池组1，锂电池组1上固定连接有顶板2以及双层式的电池护板，且顶板2上固定安装有中心吸热盘3，中心吸热盘3上固定连接有进水管4，且进水管4连通在循环水箱5上，进水管4上固定连接有导热管6，且导热管6嵌入在中心吸热盘3上，顶板2上固定安装有侧吸热板7，且侧吸热板7中嵌入安装有直排管8和循环管10，且直排管8以及循环管10通过三通管连接在导热管6上，直排管8通过第一回水管9连接在循环水箱5上，且循环管10上固定连接有连接管11，连接管11连接在电池护板中的散热管16上，且散热管16连接在汇流管17上，汇流管17通过第二回水管18连接在循环水箱5上，散热管16上覆盖设置有接触板19，且散热管16上连接有根据内外温度差调节的散热翅片结构，通过散热翅片结构均匀调节锂电池组1底部的环境温度。

本发明依托于锂电池组1进行了集成式的热均衡机构的安装，能够根据锂电池组1不同位置温度的不同，进行均衡的调控，从而使得锂电池组1中各处温度相同，提高锂电池单体的一致性，从而提高锂电池组1的使用寿命，并有效的规避新能源汽车使用过程中的安全隐患；

锂电池组1采用方形框架，且框架中排列设置有相互连接的锂电池单体，顶板2通过螺栓安装在锂电池组1的顶部，且电池护板安装在锂电池组1的底部，电池护板由中间板12以及底板13构成，且中间板12和底板13之间连接有缓冲柱14，在中间板12和底板13之间构成缓冲间隙；

本发明的热均衡机构集成安装在锂电池组1的保护结构上，采用了顶板2和电池护板封装的方式进行锂电池组1的保护，目前新能源车中的锂电池组1一般安装在汽车底盘上，电池护板裸漏，因此电池护板采用双层缓冲式结构，由中间板12和底板13构成，中间板12和底板13之间由缓冲柱14形成缓冲间隙，能够有效的防止锂电池组1受到路面的碰撞，缓冲柱14还能阻断热桥；

中心吸热盘3以及侧吸热板7贴靠设置在锂电池组1的锂电池单体上，且侧吸热板7在中心吸热盘3的两侧对称设置有两个，进水管4贯穿顶板2连接在导热管6上；

本发明的热均衡机构首先针对锂电池组1位于上表面的充放电部位，由于锂电池组1的结构限制，位于电池组中心位置的电池单体往往难以散热，因此温度相对于外缘的单体温度更高，因此循环水箱5中的冷却水通过进水管4进入到导热管6中，导热管6从中心吸热盘3中经过，伸入到侧吸热板7中，进而将冷却水导入到直排管8以及循环管10中，在这个过程中，冷却水的温度是不断升高的，因此具有不同的吸热能力，中心位置的电池单体降温幅度更大，而边缘的电池单体降温幅度更小，因此起到均衡的散热效果；

直排管8、第一回水管9、循环管10、连接管11均设置有两个，对称设置在导热管6的两端，循环水箱5上设置有水泵，对循环水箱5中设置的冷却水进行供压；

进水管4、导热管6、直排管8、第一回水管9构成第一吸热通路，且进水管4、导热管6、循环管10、连接管11、对流管15、散热管16、汇流管17、第二回水管18构成第二吸热通路，循环水箱5中的冷却水在两个吸热通路中流通，进行锂电池组1的均匀式散热，散热管16排列设置有至少八个，连通在对流管15和汇流管17之间；

进行锂电池组1上表面降温的冷却水有两种流动方式，一部分进入到进水管4、导热管6、直排管8、第一回水管9构成第一吸热通路中，直接回返到循环水箱5中，另一部分进入到进水管4、导热管6、循环管10、连接管11、对流管15、散热管16、汇流管17、第二回水管18构成的第二吸热通路中，同时进行锂电池组1上表面以及下表面的热量吸收，这是因为锂电池组1下表面通常为基础构件部分，发热量较小，吸收了上表面热量的冷却水再进行下表面的热量吸收，降温幅度更小，有利于锂电池组1上下表面的温度均衡；

散热管16上还设置有散热翅片结构，能够帮助散热管16中的热量排放，并且散热翅片结构能够根据锂电池组1中心和边缘位置的温度差进行调节，改变不同位置的散热能力，使得中心和边缘位置的温度保持一致；

散热翅片结构的两个实施例如下：

实施例1

散热翅片结构包括有滑动安装在散热管16上的第一翅片20，且第一翅片20在散热管16上排列设置有至少八个，且第一翅片20上设置有螺孔，第一翅片20通过螺孔连接在转动杆21上，且转动杆21上关于中点设置有镜像的第一螺纹22以及第二螺纹23，第一螺纹22和第二螺纹23均由多个独立的螺距逐渐增大的螺纹副构成，第一翅片20分布连接在不同螺距的螺纹副上；

转动杆21的端部固定连接有皮带轮24，且皮带轮24通过皮带25进行连接，且靠近最边缘的散热管16安装的转动杆21上固定连接有减速齿轮组26，且减速齿轮组26通过驱动轴27进行驱动；

通过排列设置在接触板19上的温度传感器组36进行温度测量，温度传感器组36分别靠近电池组的中心和边缘进行设置，进而在感应到电池组中出现温度差的时候，通过驱动轴27带动减速齿轮组26转动，进而对转动杆21进行驱动，在转动杆21正向转动时，其上的第一螺纹22和第二螺纹23对其上的第一翅片20进行驱动，由于第一螺纹22和第二螺纹23都由不同螺距的多个螺纹副构成，靠近中心的螺距更小，因此排列设置的第一翅片20向着中心位置进行集中移动，能够增强锂电池组1中心部位的散热能力，反之，在转动杆21反向转动时，能够增强锂电池组1边缘部位的散热能力，根据锂电池组1中的温度差进行调节，提高电池单体工作环境的一致性；

实施例2

散热翅片结构包括有滑动安装在散热管16上的第二翅片28，且第二翅片28上固定连接有弹簧29，弹簧29固定连接在底座30上，且第二翅片28上固定安装有拉块31，散热管16的一侧设置有导向轨32，且导向轨32上固定安装有氦气管33，氦气管33中滑动安装有活塞杆34，且活塞杆34上固定连接有拉绳35；

第二翅片28排列设置在散热管16上，且底座30位于第二翅片28的侧面，底座30固定安装在底板13上，导向轨32靠近散热管16的中心位置进行设置，且氦气管33在其上镜像设置有两个，导向轨32上设置有导向套，且拉绳35穿过导向套连接在排列设置的第二翅片28上，通过位于中部的氦气管33中的氦气随温度涨缩来调节第二翅片28的位置；

当锂电池组1中心位置的温度过高时，会使得氦气管33中的氦气受热膨胀，进而推动氦气管33中的活塞杆34，通过活塞杆34拉动拉绳35，对第二翅片28进行拉动，使得第二翅片28向着散热管16中的中心位置集中，提高锂电池组1中心位置的散热能力，反之，当氦气回缩时，活塞杆34则放松拉绳35，使得第二翅片28在弹簧29的作用下移动，提高锂电池组1边缘位置的散热能力，根据锂电池组1中的温度差进行调节，提高电池单体工作环境的一致性。

本发明在使用时：首先，本发明依托于锂电池组1进行了集成式的热均衡机构的安装，能够根据锂电池组1不同位置温度的不同，进行均衡的调控，从而使得锂电池组1中各处温度相同，提高锂电池单体的一致性，从而提高锂电池组1的使用寿命，并有效的规避新能源汽车使用过程中的安全隐患，本发明的热均衡机构集成安装在锂电池组1的保护结构上，采用了顶板2和电池护板封装的方式进行锂电池组1的保护，目前新能源车中的锂电池组1一般安装在汽车底盘上，电池护板裸漏，因此电池护板采用双层缓冲式结构，由中间板12和底板13构成，中间板12和底板13之间由缓冲柱14形成缓冲间隙，能够有效的防止锂电池组1受到路面的碰撞，缓冲柱14还能阻断热桥，热均衡机构首先针对锂电池组1位于上表面的充放电部位，由于锂电池组1的结构限制，位于电池组中心位置的电池单体往往难以散热，因此温度相对于外缘的单体温度更高，因此循环水箱5中的冷却水通过进水管4进入到导热管6中，导热管6从中心吸热盘3中经过，伸入到侧吸热板7中，进而将冷却水导入到直排管8以及循环管10中，在这个过程中，冷却水的温度是不断升高的，因此具有不同的吸热能力，中心位置的电池单体降温幅度更大，而边缘的电池单体降温幅度更小，因此起到均衡的散热效果，进行锂电池组1上表面降温的冷却水有两种流动方式，一部分进入到进水管4、导热管6、直排管8、第一回水管9构成第一吸热通路中，直接回返到循环水箱5中，另一部分进入到进水管4、导热管6、循环管10、连接管11、对流管15、散热管16、汇流管17、第二回水管18构成的第二吸热通路中，同时进行锂电池组1上表面以及下表面的热量吸收，这是因为锂电池组1下表面通常为基础构件部分，发热量较小，吸收了上表面热量的冷却水再进行下表面的热量吸收，降温幅度更小，有利于锂电池组1上下表面的温度均衡，散热管16上还设置有散热翅片结构，能够帮助散热管16中的热量排放，并且散热翅片结构能够根据锂电池组1中心和边缘位置的温度差进行调节，改变不同位置的散热能力，使得中心和边缘位置的温度保持一致，提高电池单体工作环境的一致性。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种集成式的锂电池组件，包括锂电池组（1），其特征在于：所述锂电池组（1）上固定连接有顶板（2）以及双层式的电池护板，所述电池护板由中间板（12）以及底板（13）构成，且顶板（2）上固定安装有中心吸热盘（3），所述中心吸热盘（3）上固定连接有进水管（4），且进水管（4）连通在循环水箱（5）上，所述进水管（4）上固定连接有导热管（6），且导热管（6）嵌入在中心吸热盘（3）上，所述顶板（2）上固定安装有侧吸热板（7），且侧吸热板（7）中嵌入安装有直排管（8）和循环管（10），且直排管（8）以及循环管（10）通过三通管连接在导热管（6）上，所述直排管（8）通过第一回水管（9）连接在循环水箱（5）上，且循环管（10）上固定连接有连接管（11），所述连接管（11）连接在电池护板中的散热管（16）上，且散热管（16）连接在汇流管（17）上，所述汇流管（17）通过第二回水管（18）连接在循环水箱（5）上，所述散热管（16）上覆盖设置有接触板（19），且散热管（16）上连接有根据内外温度差调节的散热翅片结构，通过散热翅片结构均匀调节锂电池组（1）底部的环境温度；

所述散热翅片结构包括有滑动安装在散热管（16）上的第一翅片（20），且第一翅片（20）在散热管（16）上排列设置有至少八个，且第一翅片（20）上设置有螺孔，所述第一翅片（20）通过螺孔连接在转动杆（21）上，且转动杆（21）上关于中点设置有镜像的第一螺纹（22）以及第二螺纹（23），所述第一螺纹（22）和第二螺纹（23）均由多个独立的螺距逐渐增大的螺纹副构成，所述第一翅片（20）分布连接在不同螺距的螺纹副上，所述转动杆（21）的端部固定连接有皮带轮（24），且皮带轮（24）通过皮带（25）进行连接，且靠近最边缘的散热管（16）安装的转动杆（21）上固定连接有减速齿轮组（26），且减速齿轮组（26）通过驱动轴（27）进行驱动；

或者，所述散热翅片结构包括有滑动安装在散热管（16）上的第二翅片（28），且第二翅片（28）上固定连接有弹簧（29），所述弹簧（29）固定连接在底座（30）上，且第二翅片（28）上固定安装有拉块（31），所述散热管（16）的一侧设置有导向轨（32），且导向轨（32）上固定安装有氦气管（33），所述氦气管（33）中滑动安装有活塞杆（34），且活塞杆（34）上固定连接有拉绳（35），所述第二翅片（28）排列设置在散热管（16）上，且底座（30）位于第二翅片（28）的侧面，所述底座（30）固定安装在底板（13）上，所述导向轨（32）靠近散热管（16）的中心位置进行设置，且氦气管（33）在其上镜像设置有两个，所述导向轨（32）上设置有导向套，且拉绳（35）穿过导向套连接在排列设置的第二翅片（28）上，通过位于中部的氦气管（33）中的氦气随温度涨缩来调节第二翅片（28）的位置。

2.根据权利要求1所述的一种集成式的锂电池组件，其特征在于：所述锂电池组（1）采用方形框架，且框架中排列设置有相互连接的锂电池单体，所述顶板（2）通过螺栓安装在锂电池组（1）的顶部，且电池护板安装在锂电池组（1）的底部，且中间板（12）和底板（13）之间连接有缓冲柱（14），在中间板（12）和底板（13）之间构成缓冲间隙。

3.根据权利要求1所述的一种集成式的锂电池组件，其特征在于：所述中心吸热盘（3）以及侧吸热板（7）贴靠设置在锂电池组（1）的锂电池单体上，且侧吸热板（7）在中心吸热盘（3）的两侧对称设置有两个，所述进水管（4）贯穿顶板（2）连接在导热管（6）上。

4.根据权利要求3所述的一种集成式的锂电池组件，其特征在于：所述直排管（8）、第一回水管（9）、循环管（10）、连接管（11）均设置有两个，对称设置在导热管（6）的两端，所述循环水箱（5）上设置有水泵，对循环水箱（5）中设置的冷却水进行供压。

5.根据权利要求4所述的一种集成式的锂电池组件，其特征在于：所述进水管（4）、导热管（6）、直排管（8）、第一回水管（9）构成第一吸热通路，且进水管（4）、导热管（6）、循环管（10）、连接管（11）、对流管（15）、散热管（16）、汇流管（17）、第二回水管（18）构成第二吸热通路，所述循环水箱（5）中的冷却水在两个吸热通路中流通，进行锂电池组（1）的均匀式散热，所述散热管（16）排列设置有至少八个，连通在对流管（15）和汇流管（17）之间。