软包电芯水冷模组机构制造技术

本发明专利技术公开了一种电动汽车用软包电池冷却系统的软包电芯水冷模组机构，为了解决铝塑膜作为外部防护，组装过程中易刺破，且尺寸公差大，组装工艺复杂，电芯单体热量难散发等问题，其特征是每片软包电芯均有相框防护，在软包电芯的一侧设置绝缘水冷散热片，绝缘水冷散热片内部设有毛细血管孔，与软包电芯表面进行热交换；在软包电芯的另一侧设置具有缓冲抗震的发泡板，以消除软包电芯的膨胀；一组软包电芯串并后形成：绝缘水冷散热片+软包电芯+发泡板+绝缘水冷散热片…循环结构；电芯极耳通过超声波焊接方式与汇流板进行连接；端板上设有冷却液进出口，冷却液在模组内部形成一个液流回路。散热效果好，电池寿命长。

【技术实现步骤摘要】
软包电芯水冷模组机构
本专利技术涉及锂离子电池技术，特别是一种电动汽车用软包电池冷却系统的软包电芯水冷模组机构。
技术介绍
目前锂离子电池市场日趋成熟，软包电芯电池组优势也逐渐体现出来，现有的电池在电芯单体、水冷结构方面各有特点，但其效果都不尽人意。如专利公开号为CN104916880A，一种电动汽车电池水冷装置，包括呈矩阵排布的若干个电池以及彼此之间通过连接管连通的若干组冷却管路，冷却管路包括分别与进水室、出水室连接的进水管、出水管，一组冷却管路的进水室和出水室之间通过蛇形管连通，该蛇形管贴靠于电池的侧壁形成S形连续环绕状。又如专利公告号为CN205811008U设计的一种软包电芯模组散热结构，包括多块电芯以及多片槽型结构的散热片，多片散热片并列排布并在每片散热片内分别安置有两块电芯，每片散热片中位于外侧的电芯靠压在相邻的散热片的外端面上，最外侧的散热片的两侧设置有挡板，两侧的挡板之间设置有螺杆，散热片的顶部设置有盖板，散热片的底部设置有底板。这种结构后散热片的热量通过侧面的翅片与空气对流散热以及通过底部折弯段与电池模块底部大铝板接触散热。在现有产品以及公开技术的软包电芯成组工艺中，软包电芯本身往往采用铝塑膜作为外部防护，在组装过程中容易刺破，同时软包电芯尺寸公差范围大，成组后尺寸公差更大，不利于电池模组组装，很难实现自动化生产，生产效率低下。由于复杂组装工艺，电芯单体以搭积木方式堆叠，电芯单体在充放电时，产生的热量也很难散发，冷却系统更是无法经过每个单体电芯，致使在夏季时电池在高温的环境下工作，降低了电池的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决以下问题：采用传统的铝塑膜作为外部防护，组装过程中易刺破，且成组后尺寸公差大，不利于电池模组组装，难以实现自动化生产；组装工艺复杂，电芯单体充放电时产生的热量难散发，冷却系统无法经过每个单体电芯，导致夏季电池在高温环境下作业，降低了电池使用寿命。本方案提供一种软包电芯水冷模组机构。本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种软包电芯水冷模组机构，其特征是每片软包电芯均有相框防护，在软包电芯的一侧设置绝缘水冷散热片，绝缘水冷散热片内部设有毛细血管孔，与软包电芯表面进行热交换；在软包电芯的另一侧设置具有缓冲抗震的发泡板，以消除软包电芯的膨胀；一组软包电芯串并后形成：绝缘水冷散热片+软包电芯+发泡板+绝缘水冷散热片…循环结构；电芯极耳通过超声波焊接方式与汇流板进行连接；端板上设有冷却液进出口，冷却液在模组内部形成一个液流回路。本技术方案主要应用于电动汽车用软包电芯动力电池系统中，其中用相框来定位和安装软包电芯，所有的软包电芯同向排列，通过长螺栓把整个模组进行组合，使密封水冷管道内置。绝缘水冷散热片采用铝片，铝片与电芯单体表面直接接触，铝片内部设计毛细血管孔，冷却液通过这些毛细血管孔直接与电芯表面进行热交换，铝片能有效将电芯热量导入或导出，保证电芯温差一致性。汇流板用于单体电芯之间的串并连，并通过位于模组两端的总极汇流板进行整个模组合并。模组上盖用于模组串并连完成后，模组上部高压连接处的包裹与防护。冷却液通过进出接头在模组内部形成一个回路。在相框组合并串过程中，每片绝缘水冷散热铝片与电池之间粘贴一片发泡板，发泡板采用发泡泡棉，可消除软包电芯的厚度公差，同时可以降低软包电芯在充放电过程中的膨胀率。由于每个软包电芯均有相框防护，绝缘水冷散热片和软包电芯热交换及时而覆盖全面，热量会快速交换，从而提高整套电池包的使用寿命。软包电芯极耳通过超声波与汇流板进行焊接，焊接时间短，可实现软包电芯动力电池全自动化生产。作为优选，所述的绝缘水冷散热片进行电泳处理。作为优选，所述的相框上设有软包电芯安置槽，相邻两片软包电芯按同一方向排放。作为优选，所述的相框、绝缘水冷散热片、发泡板上分别设有相互叠配的液体进出口，在液体进出口部位设有密封圈。密封橡胶圈置于相框与绝缘水冷散热铝片之间，用于密封系统水冷管道。作为优选，所述的相框上设有若干支长螺杆，长螺杆与模组成组串并共用。作为优选，所述的绝缘水冷散热片为铝片，铝片内部设计毛细血管孔，铝片与软包电芯单体表面直接接触。作为优选，所述的密封圈位于相框与绝缘水冷散热片之间的系统水冷管道中。作为优选，所述的整个模组两端设有总极汇流板，所述的汇流板用于单体电芯之间的串并连，总极汇流板用于模组与模组之间的串并连。作为优选，所述的在汇流板上设有采样点螺孔，一组软包电芯通过汇流板联接，汇流板部位设有采样线槽，采样线槽内布置采样线束，采样线槽作为串接的单体电芯之间的绝缘体。采样线槽一方面用于线束走线，另一方面用于单体电芯串与串之间的绝缘，管理系统通过采样点螺孔固定的采样线采集电压、电流信息。本专利技术的有益效果是：每个软包电芯均有相框防护，绝缘水冷散热片和软包电芯之间热交换面大，绝缘水冷散热片能有效将软包电芯热量导入或导出，保证电芯温差的一致性，提高了整套电池包的使用寿命；发泡泡棉的设计消除了电芯的膨胀值，电芯极耳通过超声波与汇流板进行连接，焊接时间短，可实现软包电芯动力电池自动化生产，提高生产效率。附图说明图1是本专利技术的一种组装过程结构示意图。图2是本专利技术的一种组装后结构示意图。图中：1.模组上盖，2.汇流板，3.相框，4.软包电芯，5.绝缘水冷散热片，6.端板，7.出水口，8.长螺杆，9.进水口，10.密封圈，11.发泡板，12.采样线槽。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。本实施例一种软包电芯水冷模组机构，如图1、图2所示，在电池模组中，每片软包电芯4都采用相框3进行防护固定，相框3中设有软包电芯4的安置槽，相邻两片串并的软包电芯4按同一方向排放，即软包电芯4正负极一一对应，正极对正极，负极对负极。串并的软包电芯4层与层之间的布置如下：软包电芯4的一侧设置绝缘水冷散热片5，绝缘水冷散热片5为铝片，绝缘水冷散热片5内部设有毛细血管孔，绝缘水冷散热片5与软包电芯4表面直接接触进行热交换；在软包电芯4的另一侧设置具有缓冲、抗震作用的发泡板11，发泡板11采用发泡泡棉，发泡泡棉可消除软包电芯4的膨胀；串并后最后形成：绝缘水冷散热片5+软包电芯4+发泡板11+绝缘水冷散热片5…的循环结构。所有的电芯极耳通过超声波焊接方式与汇流板2进行连接。端板6上设有冷却液进出口，进水口9和出水口7，相框3、绝缘水冷散热片5、发泡板11上分别设有相互叠配的液体进出口，在液体进出口部位设有密封圈10，即密封圈10安装于相框3与绝缘水冷散热片5之间的整个系统水冷管道中，冷却液在模组内部形成一个液流回路。在相框3上上下两端共设4支M6长螺杆8，长螺杆8作为整个模组成组串并之用。汇流板2用于单体软包电芯4之间的串并连，另外，整个模组两端分别设有总极汇流板，总极汇流板用于模组与模组之间的串并连。在每件汇流板2上均设有M3的采样点螺孔，一组软包电芯4通过汇流板2联接，汇流板2部位设置采样线槽12，采样线槽12内用来布置采样线束，采样线槽12同时作为串接的单体软包电芯4之间的绝缘体之用。自动化作业装配过程是：首先将相框3放置在工装上，然后将软包电芯4置于相框的电芯放置槽内，再绝缘水冷散热片5（铝片）通过卡口卡插方式固定在相框3上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种软包电芯水冷模组机构，其特征是每片软包电芯（4）均有相框（3）防护，在软包电芯的一侧设置绝缘水冷散热片（5），绝缘水冷散热片内部设有毛细血管孔，与软包电芯表面进行热交换；在软包电芯的另一侧设置具有缓冲抗震的发泡板（11），以消除软包电芯的膨胀；一组软包电芯串并后形成：绝缘水冷散热片+软包电芯+发泡板+绝缘水冷散热片…循环结构；电芯极耳通过超声波焊接方式与汇流板（2）进行连接；端板（6）上设有冷却液进出口，冷却液在模组内部形成一个液流回路。

【技术特征摘要】
1.一种软包电芯水冷模组机构，其特征是每片软包电芯（4）均有相框（3）防护，在软包电芯的一侧设置绝缘水冷散热片（5），绝缘水冷散热片内部设有毛细血管孔，与软包电芯表面进行热交换；在软包电芯的另一侧设置具有缓冲抗震的发泡板（11），以消除软包电芯的膨胀；一组软包电芯串并后形成：绝缘水冷散热片+软包电芯+发泡板+绝缘水冷散热片…循环结构；电芯极耳通过超声波焊接方式与汇流板（2）进行连接；端板（6）上设有冷却液进出口，冷却液在模组内部形成一个液流回路。2.根据权利要求1所述的一种软包电芯水冷模组机构，其特征在于所述的绝缘水冷散热片（5）进行电泳处理。3.根据权利要求1所述的一种软包电芯水冷模组机构，其特征是所述的相框（3）上设有软包电芯（4）安置槽，相邻两片软包电芯按同一方向排放。4.根据权利要求1或2或3所述的一种软包电芯水冷模组机构，其特征是所述的相框（3）、绝缘水冷散热片（5）、发泡板（11）上分别设有相互叠配的液体进出口，在液体进出口部...

【专利技术属性】
技术研发人员：施金龙，庄俊峰，姚林云，任宁，
申请(专利权)人：浙江超威创元实业有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33