CN115275450A - 一种方形铝壳电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种方形铝壳电池,涉及动力电池技术领域,包括:电芯,所述电芯上具有冷却液通道,所述冷却液通道具有进液口和第一出液口;水冷板,所述电芯的下端与所述水冷板连接,所述水冷板内具有储液腔,所述进液口与所述储液腔连通,冷却液经由所述储液腔进入至所述冷却液通道中并从所述第一出液口排出;其中,所述第一出液口位于所述进液口的上方,本发明公开一种方形铝壳电池,本发明减少了电池包重量,提升了能量密度,极大提升了冷却效率;有一定的变形能力,能够提升电芯长循环后期对变形的适应力。
Description
技术领域
本发明涉及动力电池技术领域,特别涉及一种方形铝壳电池。
背景技术
电动车因其节能环保的特点得到了广泛认可,动力电池作为电动车的能量来源,直接影响车辆的动力性、可靠性、安全性和经济性。铝壳方形锂电池封装可靠度高;***能量效率高;相对重量轻,能量密度较高;结构较为简单,扩容相对方便,是当前通过提高单体容量来提高能量密度的重要选项。
方形铝壳电芯在排列过程中接触面积过大,高倍率充放电到导致剧烈升温,现有设计常常将冷却板与电芯大面接触,但这样设计虽然方便了热管理但是损失了大量的能量密度。
鉴于此,实有必要提供一种方形铝壳电池及冷却方法以克服以上缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种方形铝壳电池,实现了在保持良好的热管理的前提下,大幅提高电池的能量密度。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种方形铝壳电池,,包括:电芯,所述电芯上具有冷却液通道,所述冷却液通道具有进液口和第一出液口;水冷板,所述电芯的下端与所述水冷板连接,所述水冷板内具有储液腔,所述进液口与所述储液腔连通,冷却液经由所述储液腔进入至所述冷却液通道中并从所述第一出液口排出;其中,所述第一出液口位于所述进液口的上方。
进一步地,所述电芯具有壳体;所述壳体套设于所述电芯上,所述电芯的外表面与所述外壳的内表面连接。
进一步地,所述壳体包括内壳和外壳,所述内壳位于所述外壳的内部,所述内壳的内表面与所述电芯连接;所述内壳通过多个加强筋与所述外壳连接;所述冷却液通道由相邻的所述加强筋所围成。
进一步地,所述加强筋的下端与所述壳体的下端位于同一平面,所述加强筋的上端与所述壳体的上端位于同一平面。
进一步地,所述内壳与所述外壳之间的距离为2mm-8mm。
进一步地,所述水冷板上设有连接头,所述连接头与所述储液腔连通,所述连接头能够从所述进液口伸入至所述冷却液通道中;所述水冷板上设有注液口,所述注液口与所述储液腔连通,冷却液经由所述注液口进入至所述储液腔中。
进一步地,还包括上盖板和下盖板,所述上盖板设于所述壳体的上端,所述下盖板设于所述壳体的下端,所述电芯位于所述上盖板、所述壳体和所述下盖板所围成的封闭空间内,所述电芯的下端与所述下盖板连接,所述电芯的上端与所述上盖板连接;所述下盖板位于所述电芯与所述水冷板之间,所述下盖板与所述水冷板之间设有导热胶层;所述壳体的下端位于所述下盖板的上表面的下方1cm-5cm处。
进一步地,所述上盖板向下延伸有凸沿,所述凸沿内设有冷却液回路,所述冷却液回路的位置与所述冷却液通道的位置相对应,且所述冷却液回路与所述冷却液通道相连通;所述凸沿的侧壁上设有第二出液口,所述第二出液口与所述冷却液回路相连通;所述凸沿与所述外壳通过激光焊接的方式连接,所述凸沿与所述内壳通过穿透焊接的方式连接。
进一步地,所述凸沿的厚度不超过5cm。
分析可知,本发明公开一种方形铝壳电池,本发明减少了电池包重量,提升了能量密度,极大提升了冷却效率;有一定的变形能力,能够提升电芯长循环后期对变形的适应力。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。其中:
图1本发明一实施例的结构立体示意图。
图2本发明一实施例的结构俯视示意图。
图3本发明一实施例的纵切面示意图。
图4位图3的A处放大图。
图5本发明一实施例的部分横截面示意图。
附图标记说明:1、电芯、2、壳体;201、内壳;202、外壳;3、加强筋; 4、冷却液通道;5、上盖板;6、下盖板;7、第二出液口;8、冷却液回路。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上,本领域的技术人员将清楚,在不脱离本发明的范围或精神的情况下,可在本发明中进行修改和变型。例如,示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例,以产生又一个实施例。因此,所期望的是,本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
在本发明的描述中,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接;可以是直接相连,也可以通过中间部件间接相连;可以是有线电连接、无线电连接,也可以是无线通信信号连接,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
所附附图中示出了本发明的一个或多个示例。详细描述使用了数字和字母标记来指代附图中的特征。附图和描述中的相似或类似标记的已经用于指代本发明的相似或类似的部分。如本文所用的那样,用语“第一”、“第二”、“第三”以及“第四”等可互换地使用,以将一个构件与另一个区分开,且不旨在表示单独构件的位置或重要性。
如图1-图5所示,根据本发明的实施例,提供了一种方形铝壳电池,包括:电芯1,电芯1上具有冷却液通道4,冷却液通道4具有进液口和第一出液口;水冷板,电芯1的下端与水冷板连接,水冷板内具有储液腔,进液口与储液腔连通,冷却液经由储液腔进入至冷却液通道4中并从第一出液口排出;其中,第一出液口位于进液口的上方,本发明的冷却液的行进通道与现有的水冷方式完全不同,本发明在使用时,冷却液从水冷板的注液口进入至储液腔,并从注液通道的第一出液口排出,冷却液通道4设置在电芯1上,冷却液经过冷却液通道4后能够带走电芯1在工作时产生的热量,从而冷却电芯1上,冷却液通道4独立于电芯1中的其他结构,冷却液流经冷却液通道4时无需担心渗漏、腐蚀等可能造成电池损坏的情况,并且相比于传统的水冷板散热方式,冷却液通道4的设置能够使电芯1的散热更加均匀,不会造成温度不均匀的情况,再者本发明中水冷板已经与电芯1集成为一体,这种模块化的设计能够极大地减少单个电芯1所占用的空间,同时也增大了电芯1在安装时位置摆放的灵活性,而且由于电芯1与水冷板的整体集成化设计,使其在安装时不需要过多的处理,集成的结构在使用时稳定性更好,从而使本发明运行时更加可靠。
优选地,电芯1具有壳体2;壳体2套设于电芯1上,电芯1的外表面与壳体2的内表面连接,双层结构的壳体2能够加强壳体2对电芯1的保护效果,在不占用过多空间的前提下,尽可能地降低电芯使用过程中出现破损的可能。
优选地,壳体2包括内壳201和外壳202,内壳201位于外壳202的内部,内壳201的内表面与电芯1连接;内壳201通过多个加强筋3与外壳202 连接;冷却液通道4由相邻的加强筋3所围成,由于壳体2是内外双层结构,通过加强筋3能够显著提升壳体2的结构性能,使壳体2的强度更高,并且加强筋3的整体重量更低,不会显著的增加电芯1的整体重量,除此之外,加强筋3沿着竖直方向设置,相邻的加强筋3之间形成了冷却液通道4,由此形成的冷却液通道4分布均匀,并且不需设置额外的结构,从而最大程度上的降低陈本,并且冷却液通道4能够几乎完全覆盖整个电芯1的侧壁,从而最大化的提升散热效果,散热速率远超于传统的水冷板散热,并且能够最大程度利用冷却液,充分利用冷却液的吸热效果,降低了冷却液的供给压力,此外本发明的壳体2采用挤出型材的成型方式进行加工,内壳201的形状可以根据实际情况做出相应改变。
优选地,加强筋3的下端与壳体2的下端位于同一平面,加强筋3的上端与壳体2的上端位于同一平面,加强筋3与壳体2的上端和下端平齐,能够便于壳体2的安装,使壳体2的整体结构更加规整,并且使冷却液通道4 的竖直长度与壳体2的竖直长度相等,从而保证每个冷却液通道4均能在竖直高度上覆盖壳体2,加强筋3的形状可以根据实际生产时的强度要求进行适应设置,通常情况下,相邻的两个加强筋3能够围成横截面为多边形的冷却液通道4,一般选用四边形或者是蜂巢型,从而进一步提升加强筋3的结构强度,加强筋3配合壳体2能够在不增加过多重量的情况下极大地提升壳体的结构强度,从而提升电池的结构强度。
优选地,内壳201与外壳202之间的距离为2mm-8mm,厚度可选为2mm、 4mm、6mm、8mm,外壳202和内壳201的间距在2mm-8mm时,能够在不影响结构强度的情况下,尽可能的增大冷却液通道4的流量。
优选地,水冷板上设有连接头,连接头与储液腔连通,连接头能够从进液口伸入至冷却液通道4中;水冷板上设有注液口,注液口与储液腔连通,冷却液经由注液口进入至储液腔中,连接头的作用在于连通冷却液通道4和储液腔,并同时防止冷却液渗漏出来,此外连接头的存在极大的提高了本发明在生产时的便利性,降低了整体的生产难度,连接头均是安装在水冷板的上表面,其位置也与冷却液通道4的位置相对应。
优选地,还包括上盖板5和下盖板6,上盖板5设于壳体2的上端,下盖板6设于壳体2的下端,电芯1位于上盖板5、壳体2和下盖板6所围成的封闭空间内,电芯1的下端与下盖板6连接,电芯1的上端与上盖板5连接;下盖板6位于电芯1与水冷板之间,下盖板6与水冷板之间设有导热胶层,壳体2的下端位于下盖板6的上表面的下方1cm-5cm处,可选为1cm、 2cm、3cm、4cm、5cm,优选为2cm,通过导热胶层能够进一步提升电池组件下部的散热,提升整体的散热效果,壳体2的下端位于下盖板6的上表面的下方1cm-5cm能够使壳体2具有足够的长度从而与下盖板6共同密封电芯1。
优选地,上盖板5向下延伸有凸沿,凸沿内设有冷却液回路8,冷却液回路8的位置与冷却液通道4的位置相对应,且冷却液回路8与冷却液通道 4相连通;凸沿的侧壁上设有第二出液口7,第二出液口7与冷却液回路8 相连通;凸沿与外壳202通过激光焊接的方式连接,凸沿与内壳201通过穿透焊接的方式连接,凸沿上具有环形的冷却液回路8,冷却液能够在冷却液回路8内流通,冷却液通道4内的冷却液进入至冷却液回路8后从第二出液口7统一排出,通过第二出液口7使冷却液集中排出使使用者能够有效的控制冷却液的流向,实现对冷却液的可靠回收,由于第二出液口7位于电芯1 的顶端,而水冷板位于电芯1的下端,因此冷却液能够在竖直方向上经过整个电芯1,从而对电芯1的整体进行散热,使电芯1的散热更加均匀,同时也能够最大程度的利用冷却液,使冷却液能够发挥最大的散热效果。
优选地,凸沿的厚度不超过5cm,凸沿一般以1cm为最佳,凸沿的厚度在该厚度范围时,能够在不影响冷却液回路8工作的情况下,尽可能的降低电芯1的尺寸。
本发明的电池在使用时,一般沿电池的宽度方向排成两排从而一个整体,第二出液口7设置在整体的外侧,所有的电池能够安装在一个大的水冷板上,通过向水冷板注入冷却液,能够使水冷板中的冷却液同时进入至所有电池的冷却液通道4中,从而同时对所有的电池进行散热,而第二出液口7均位于整体的外侧,当冷却液从第二出液口7流出时,使用者可以根据自身的设计需求设计相应的通道或者管道,从而将所有电池的第二出液口7中排出的冷却液引导至相应的通道或管道内,实现统一控制所有电池的冷却液排放,降低了电池的日常维护难度,并且整体化的进水和出水工作极大地提高了电池的冷却效率,显著地提高了电池的集成度,降低了电池的体积。
从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:发明取消水冷板,减少了电池包重量,提升了能量密度;电芯1和壳体2与水冷板集成,极大提升了冷却效率;壳体2采用镂空的轻量化设计,内部为蜂巢或其他多边形的筋轮廓,有一定的变形能力,能够提升电芯1长循环后期对变形的适应力,使电芯1能够在长时间的使用中保持稳定的性能。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种方形铝壳电池,其特征在于,包括:
电芯,所述电芯上具有冷却液通道,所述冷却液通道具有进液口和第一出液口;
水冷板,所述电芯的下端与所述水冷板连接,所述水冷板内具有储液腔,所述进液口与所述储液腔连通,冷却液经由所述储液腔进入至所述冷却液通道中并从所述第一出液口排出;
其中,所述第一出液口位于所述进液口的上方。
2.根据权利要求1所述的一种方形铝壳电池,其特征在于,所述电芯具有壳体;
所述壳体套设于所述电芯上,所述电芯的外表面与所述壳体的内表面连接。
3.根据权利要求2所述的一种方形铝壳电池,其特征在于,所述壳体包括内壳和外壳,所述内壳位于所述外壳的内部,所述内壳的内表面与所述电芯连接;
所述内壳通过多个加强筋与所述外壳连接;
所述冷却液通道由相邻的所述加强筋所围成。
4.根据权利要求3所述的一种方形铝壳电池,其特征在于,所述加强筋的下端与所述壳体的下端位于同一平面,所述加强筋的上端与所述壳体的上端位于同一平面。
5.根据权利要求3所述的一种方形铝壳电池,其特征在于,所述内壳与所述外壳之间的距离为2mm-8mm。
6.根据权利要求1所述的一种方形铝壳电池,其特征在于,所述水冷板上设有连接头,所述连接头与所述储液腔连通,所述连接头能够从所述进液口伸入至所述冷却液通道中;
所述水冷板上设有注液口,所述注液口与所述储液腔连通,冷却液经由所述注液口进入至所述储液腔中。
7.根据权利要求3所述的一种方形铝壳电池,其特征在于,还包括上盖板和下盖板,所述上盖板设于所述壳体的上端,所述下盖板设于所述壳体的下端,所述电芯位于所述上盖板、所述壳体和所述下盖板所围成的封闭空间内,所述电芯的下端与所述下盖板连接,所述电芯的上端与所述上盖板连接;
所述下盖板位于所述电芯与所述水冷板之间,所述下盖板与所述水冷板之间设有导热胶层;
所述壳体的下端位于所述下盖板的上表面的下方1cm-5cm处。
8.根据权利要求7所述的一种方形铝壳电池,其特征在于,所述上盖板向下延伸有凸沿,所述凸沿内设有冷却液回路,所述冷却液回路的位置与所述冷却液通道的位置相对应,且所述冷却液回路与所述冷却液通道相连通;
所述凸沿的侧壁上设有第二出液口,所述第二出液口与所述冷却液回路相连通;
所述凸沿与所述外壳通过激光焊接的方式连接,所述凸沿与所述内壳通过穿透焊接的方式连接。
9.根据权利要求8所述的一种方形铝壳电池,其特征在于,所述凸沿的厚度不超过5cm。
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