锂离子电池包或电池模组、适于该锂离子电池包或电池模组用的冷却液及冷却方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池包或电池模组，包括壳体、固定支架和若干个单体电池，壳体、固定支架和若干个单体电池形成有适于冷却液流动的第一流动空间或第二流动空间：第一流动空间通过由四面侧板形成的壳体及由上下两层平板形成的固定支架围合形成，若干单体电池通过安装孔位嵌入地安装于上下两层平板上，所述若干单体电池上端靠近正极位置的小部分身长裸露于壳体及上平板之外；第二流动空间通过呈方体结构的六面平板围合形成，若干单体电池通过安装孔位嵌入地安装于上下两层平板上后整体浸没在冷却液中被壳体包围；第一流动空间和第二流动空间的壳体上均设置有冷却液进口和冷却液出口。本发明专利技术锂离子电池包或电池模组冷却液及冷却方法。

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池包或电池模组、适于该锂离子电池包或电池模组用的冷却液及冷却方法
本专利技术涉及一种锂离子电池包或电池模组、适于该锂离子电池包或电池模组用的冷却液及冷却方法。
技术介绍
近几年，随着中国对环保型新能源的大力开发，锂电池成为了储能、UPS、电动汽车的主要动力源，其中电动汽车发展最为快速，但同时也带来了一些问题，比如电池包的热管理方面存在较大的差异化。现有的电池包主要是采用自然冷却、风冷、管道式液冷的散热模式，此类的热管理方式在一定程度上可以缓解电池包的散热问题，但是不能从根本上彻底解决电池包在各类工况下、各类环境下发热及加热的问题，如此的热管理方式，一方面不能让电池包内的热量迅速传导到电池包以外，另一方面内部的热量会叠加，从而导致电池包内的温度越来越高，最终直接影响电池包的使用寿命和电池包的安全性能。电动汽车使用环境恶劣、使用频率高，而对于搭载的动力电池要求更加严格、苛刻，其必须保证电池包内的温场均匀，由于电池包对外围防护等级、抗震性能的要求很高，所以现行的技术不足以够达到其要求。因此解决电池包热的问题成了各生产厂家迫切需要解决的问题。现有的热管理模式依然存在很大的缺陷；自然风冷(大多数通过电池包和外界热交换，或者通过电池包内部安装微型风扇对电芯进行风冷，起到热交换作用)。全部依托电芯自身的发热特性，在极端条件下电池包温度过高，对电芯的损害巨大，其安全性更不能保证，电池包长期在较高的温度环境下工作，电池包的寿命会急剧下降。传统的风冷模式，因为电池包内外需要产生热对流，整个电池包很难做到密封，此种方案带来的问题是，内外空气对流会带入很多粉尘、杂质及水蒸气，因此对电池包内部的高、低压连接零部件、电子部件、高压器件、电芯带来加速老化的风险，电子零部件、高压器件失效的风险，同样对电池包的安全性能带来巨大的威胁。新型的管道式冷却模式(在电池模组电芯之间缠绕冷却管道，通过冷却管道内的液体进行间接的一个热交换冷却)。因为电池包内部的热量需要通过管道内的冷却液体把热传出来，所以在电池包的电芯缝隙之间需要布局非常多的管道，尤其对于圆柱电芯来说，管道的结构、布局、工艺都非常的复杂，而且给制造成本跟生产效率带来巨大的压力。单个电池包内部的管道越多，接口就会越多，多一个接口就会增加一个泄漏的风险，另外圆柱电芯跟管道接触的面积相当有限，正常是整个电芯的1/4，导热面积有限，单个模组越大，温差范围就会越宽，冷却液体的输入侧跟冷却液体输出侧，由于冷却液体的路径因素，温差范围会比较宽。整个电池包在这种温差较大的环境中工作，同样对电池包的性能有很大破坏。无论是自然冷却、风冷还是管道式冷却都属于间接冷却，其冷却效果和效率都有限制。若为了提高冷却效率而采用直接冷却的方式，则需要考虑电池外壳直接与冷却介质接触后的效果，若冷却介质选择不当，则会产生腐蚀电池外壳、正负极通过介质连接造成短路、介质在冷热循环时化学性质不稳定、介质易燃而增加电池工作的安全隐患等。现有的应用于间接冷却方式的冷却液选择性较少，且工作条件要求较严格。在间接冷却方式中，目前大量运用为水/乙二醇混合溶液、硅油或硅脂。其中，水/乙二醇的混合液体虽然流动性较好，可是暴露在氧气中容易氧化，氧化后易腐蚀电池外壳。硅油、硅脂的化学成分虽然比较稳定，可是流动性较差且有一定的导电性能。因此，使用以上几款冷却液对电池包的冷却管道密封性要求很高，若一旦发生漏液，有很大的安全隐患。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种构造精巧便于冷却的锂离子电池包、电池模组。本专利技术提供的一种锂离子电池包或电池模组，其特征在于包括壳体、固定支架和若干个单体电池，所述壳体、固定支架和若干个单体电池形成有适于冷却液流动的流动空间：所述流动空间包括第一流动空间或第二流动空间：所述第一流动空间通过由四面侧板形成的壳体及由上下两层平板形成的固定支架围合形成，所述上下两层平板上设置有单体电池安装孔位，所述若干单体电池通过安装孔位嵌入地安装于上下两层平板上，所述若干单体电池上端靠近正极位置的小部分身长裸露于壳体及上平板之外；所述第二流动空间通过呈方体结构的六面平板围合形成，所述固定支架为上下两层平板，所述上下两层平板上设置有单体电池安装孔位，所述若干单体电池通过安装孔位嵌入地安装于上下两层平板上后整体浸没在冷却液中被壳体包围；所述第一流动空间和第二流动空间的壳体上均设置有冷却液进口和冷却液出口。作为本专利技术进一步的改进：所述第一流动空间的固定支架与电芯正极端通过密封处理，且正极滚槽以上部分作为电池包或模组串并联焊接位置；所述第二流动空间的壳体上设置有数个单体电池“X”和“Y”轴固定卡位。作为本专利技术进一步的改进：所述第一流动空间和第二流动空间的下层板的单体电池安装孔位呈开口向上的凹槽状，所述凹槽的截面呈倒立的梯形状，且所述凹槽的底部还设置有溢胶槽。作为本专利技术进一步的改进：所述固定支架与单体电池之间在“Z”轴、“X”轴及“Y”轴方向均设置有位移约束，且在“X”轴及“Y”轴采用结构胶固定；所述若干单体电池的壳体表面均裸露；所述固定支架的上平板的安装孔位的截面呈为“V”型敞口结构。作为本专利技术进一步的改进：所述第二流动空间还设置有冷却液储藏槽和数个导流孔，所述数个导流孔间隔地设置于固定支架的上下平板的边缘，所述冷却液储藏槽由壳体的侧面与固定支架之间的间隙形成。作为本专利技术进一步的改进：所述单体电池为圆柱形或方形的铝塑膜锂离子电池；所述固定支架由铝合金材料或者高强度低密度的复合材料制成；所述高强度低密度的复合材料为选自PPE、PS、ABS/PC、SMC、玻璃纤维增强尼龙、PA66/PPS合金、PPO/PTFE合金、PPO/PA合金、玻璃纤维增强PET和PAR/PC合金材料中的一种或几种的混合物。本专利技术还提供一种适用范围广，冷却效果良好的锂离子电池包或电池模组用冷却液：所述冷却液为水或市售冷却液，所述水或市售冷却液内添加有纳米材料添加剂，按重量百分比计，所述纳米材料添加剂占水或市售冷却液总重的比例为0.1％-10％。作为本专利技术进一步的改进：按重量百分比计，所述纳米材料添加剂占水或市售冷却液总重的比例为1％-5％；所述纳米材料的颗粒度为100nm以下。作为本专利技术进一步的改进：所述纳米材料的形态为椭圆或球形；所述纳米材料为表面经过处理的不导电金属纳米材料和不导电碳类纳米材料:所述金属纳米材料包括选自金属氧化物γ-氧化铝、二氧化钛、氧化硅、二氧化锆和氧化锌中的一种；所述金属纳米材料包括选自铜、锑和铝中的一种；所述碳类纳米材料包括单层或多层碳纳米管。本专利技术进一步的还提供了一种巧妙操作便捷的冷却液对锂离子电池包或电池模组进行冷却的方法：所述单体电池上端靠近正极极柱以下的部分身长或单体电池整体浸没在冷却液中。本专利技术提供的锂离子电池包或电池模组、适于该锂离子电池包或电池模组用的冷却液及冷却方法，能够直接有效地解决电池包或电池模组的发热问题，所述装置能够让电池包或电池模组浸泡在冷却液中，电池包或电池模组工作中发出的热量，直接传递给冷却液体；所述装置内的冷却液体可以随着内部流道循环流动，主要是通过冷却液把热量带走；所述装置外部接有促进液体循环装置及液体冷却装置，能够快速的实现热传递效果，此装置在控制电池包或电池模组温度的反馈速度快，此装置采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池包或电池模组，其特征在于包括壳体、固定支架和若干个单体电池，所述壳体、固定支架和若干个单体电池形成有适于冷却液流动的流动空间：所述流动空间包括第一流动空间或第二流动空间：所述第一流动空间通过由四面侧板形成的壳体及由上下两层平板形成的固定支架围合形成，所述上下两层平板上设置有单体电池安装孔位，所述若干单体电池通过安装孔位嵌入地安装于上下两层平板上，所述若干单体电池上端靠近正极位置的小部分身长裸露于壳体及上平板之外；所述第二流动空间通过呈方体结构的六面平板围合形成，所述固定支架为上下两层平板，所述上下两层平板上设置有单体电池安装孔位，所述若干单体电池通过安装孔位嵌入地安装于上下两层平板上后整体浸没在冷却液中被壳体包围；所述第一流动空间和第二流动空间的壳体上均设置有冷却液进口和冷却液出口。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池包或电池模组，其特征在于包括壳体、固定支架和若干个单体电池，所述壳体、固定支架和若干个单体电池形成有适于冷却液流动的流动空间：所述流动空间包括第一流动空间或第二流动空间：所述第一流动空间通过由四面侧板形成的壳体及由上下两层平板形成的固定支架围合形成，所述上下两层平板上设置有单体电池安装孔位，所述若干单体电池通过安装孔位嵌入地安装于上下两层平板上，所述若干单体电池上端靠近正极位置的小部分身长裸露于壳体及上平板之外；所述第二流动空间通过呈方体结构的六面平板围合形成，所述固定支架为上下两层平板，所述上下两层平板上设置有单体电池安装孔位，所述若干单体电池通过安装孔位嵌入地安装于上下两层平板上后整体浸没在冷却液中被壳体包围；所述第一流动空间和第二流动空间的壳体上均设置有冷却液进口和冷却液出口。2.根据权利要求1所述的锂离子电池包或电池模组，其特征在于：所述第一流动空间的固定支架与电芯正极端通过密封处理，且正极滚槽以上部分作为电池包或模组串并联焊接位置；所述第二流动空间的壳体上设置有数个单体电池“X”和“Y”轴固定卡位。3.根据权利要求1所述的锂离子电池包或电池模组，其特征在于：所述第一流动空间和第二流动空间的下层板的单体电池安装孔位呈开口向上的凹槽状，所述凹槽的截面呈倒立的梯形状，且所述凹槽的底部还设置有溢胶槽。4.根据权利要求1所述的锂离子电池包或电池模组，其特征在于：所述固定支架与单体电池之间在“Z”轴、“X”轴及“Y”轴方向均设置有位移约束，且在“X”轴及“Y”轴采用结构胶固定；所述若干单体电池的壳体表面均裸露；所述固定支架的上平板的安装孔位的截面呈为“V”型敞口结构。5.根据权利要求1所述的锂离子电池包或电池模组，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈菲华，
申请(专利权)人：动能创科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US