一种具有散热缓冲结构的电池模组及电池包制造技术

本发明专利技术提出了一种具有散热缓冲结构的电池模组及电池包，包括电芯模组、底液冷组件及侧液冷组件，电芯模组包括多个单体电芯，底液冷组件包括若干与单体电芯底面相接触的第一液冷管件，若干第一液冷管件沿其径向方向依次串联，每个单体电芯大面上均设置有一组侧液冷组件，侧液冷组件包括若干与单体电芯大面相接触的第二液冷管件，若干第二液冷管件沿其径向方向依次串联，第一液冷管件及第二液冷管件均为弹性材质；通过单体电芯底面和大面均设置液冷管件，使得单体电芯的大面和底面均能够实现液冷散热，提高电池模组的冷却散热效率；同时，液冷管件为弹性材质，实现了液冷管件在对电池模组散热的同时，也能起到在电池模组膨胀时给予缓冲的作用。予缓冲的作用。予缓冲的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种具有散热缓冲结构的电池模组及电池包


[0001]本专利技术涉及动力电池
，特别设计动力电池热管理
，尤其涉及一种具有散热缓冲结构的电池模组及电池包。

技术介绍

[0002]随着经济的发展和科技的进步，能源的需求逐渐增大。新能源作为清洁的二次能源，具有污染小、可再生等优点，受到人们越来越多的青睐。通常，新能源的储备及利用是通过动力单体电池包来实现的。每一个单体电池包是由多个电池模组组成，每个电池模组由多个单体电池串并联组成。近年来，为了提高储能系统能量密度，动力单体电池包的单体电池一般采用方形铝壳大电芯，此类单体电池的特点是厚度较厚、高度较高，整体尺寸较大。而市场上对高倍率运行电化学储能系统保持需求，高倍率运行对单体电池的要求较高。
[0003]对于动力电池而言，在使用过程中，一方面会出现因为电池模组温升过高，无法持续进行高倍率充放电，影响储能产品整体的运行寿命，另一方面，随着单体电池的能量密度越来越高，单体电池的膨胀力也越来越大，相对应电池模组的膨胀力也越来越高，缩短电池模组的使用寿命。
[0004]为了解决上述问题，现阶段通常采用在电池模组底面设置液冷板，来为电池模组中的单体电池进行冷却散热，并在单体电池大面之间设置泡棉，来一定程度上吸收、缓冲电池模组的膨胀。
[0005]在电池模组底部增加液冷板换热的散热方式，该方式一般用于低倍率运行、发热较少的电化学储能产品上。但对于方形铝壳大电芯在高倍率运行工况，单体电池发热量较大，仅通过电池模组底部设置液冷板形式，已经很难控制电池模组的温升。同时，该散热方式，也会单体电池发热过程中，膨胀力更明显，从而使泡棉无法满足对膨胀压力的缓冲吸收。
[0006]中国专利CN113437414A公开了一种具有导热缓冲结构的电池模组，它是在电池模组底面设置液冷板，并在单体电池大面之间设置导热体，并使导热体的下部与液冷板连接，同时导热体采用弹性缓冲材料制成。一方面，使单体电池大面产生的热量通过导热体传递到液冷板上，实现热量散去；另一方面，导热体的材质采用弹性缓冲材质，可以在受到挤压的情况下被压缩，从而吸收单体电池产生的膨胀力，以保证整个电池模组产生的膨胀力减少。
[0007]上述专利虽然能够解决电池模组的冷却散热问题，又能解决因电池模组膨胀而产生的膨胀力问题。但单体电池之间产生的热量是通过导热体传递到电池模组底面的液冷板上，此种方式，本质上还是电池模组底面的液冷板在承受整个电池模组的冷却换热，换热效率低，并不能高效的控制电池模组的温升。
[0008]虽然在上述专利的教导下，本领域技术人员可以在单体电池大面之间也设置液冷板，提高冷媒的使用量，从而增大电池模组换热效率。但液冷板属于整板设计，没有可压缩性，无法吸收充放电过程中单体电池膨胀力，如果需要解决膨胀缓冲问题，就需要在液冷板
两侧面分别设置缓冲部件，由此一来，就会带来一些问题，一方面，液冷板两侧增加缓冲部件，使得单体电池之间间隙增大，降低了电池模组的能量密度，另一方面，液冷板是通过缓冲部件与单体电池大面之间进行热交换，缓冲部件参与了热传递，降低了液冷板的液冷效率。

技术实现思路

[0009]有鉴于此，本专利技术提出了一种具有散热缓冲结构的电池模组及电池包，在提高电池模组换热效率的同时，来解决电池模组膨胀力缓冲吸收问题。
[0010]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0011]一方面，本专利技术提供了一种具有散热缓冲结构的电池模组，其包括电芯模组、底液冷组件及侧液冷组件，电芯模组包括多个单体电芯，多个单体电芯沿其长度方向及宽度方向阵列排布，底液组件水平设置在电芯模组底面，并与单体电芯底面相接触，侧液冷组件设置在单体电芯大面与单面之间；
[0012]所述底液冷组件包括多个与单体电芯底面相接触的第一液冷管件，多个第一液冷管件沿其径向方向依次串联，第一液冷管件的长度方向与单体电芯长度方向齐平，第一液冷管件为弹性材质，第一液冷管件内部沿其长度方向开设有贯通第一液冷管件的第一液冷通道，第一液冷通道用于循环通入冷却液；
[0013]多个单体电芯大面上均设置有一组侧液冷组件，所述侧液冷组件包括若干与单体电芯大面相接触的第二液冷管件，多个第二液冷管件沿单体电芯的大面宽度方向依次平行设置；第二液冷管件为弹性材质，第二液冷管件内部沿其长度方向开设有贯通第二液冷管件的第二液冷通道，第二液冷通道用于循环通入冷却液。
[0014]在上述技术方案的基础上，优选的，所述第一液冷管件包括第一连接部、第一接触部及第一弹性部，第一连接部和第一接触部相对设置，所述第一连接部外顶面和所述单体电芯底面相连接，所述第一接触部远离第一连接部的一面呈弧形状，所述第一接触部外壁用于和安装电池模组的箱体底面相接触，第一连接部与第一接触部之间通过第一弹性部相连接，第一弹性部向第一液冷通道内部凹陷。
[0015]在上述技术方案的基础上，优选的，相邻两个单体电芯之间的两组侧液冷组件相互对齐，所述第二液冷管件包括第二连接部、第二接触部及第二弹性部，相邻两个单体电芯之间水平方向上的两个第二液冷管件通过第二连接部相互连接，第二连接部与第二接触部相对设置，第二接触部远离第二连接部的一面呈弧形状，第二接触部外壁和单体电芯大面相接触，第二连接部与第二接触部之间通过第二弹性部相连接，第二弹性部向第二液冷通道内部凹陷。
[0016]进一步，优选的，第一液冷管件还包括若干沿第一液冷管件长度方向成对设置的第一铰耳及第二铰耳，第一铰耳固定设置在第一连接部宽度方向一侧，第二铰耳固定设置在第一连接部宽度方向另一侧，相邻两条第一液冷管件之间的第一铰耳和第二铰耳通过铰轴进行铰连接；第二液冷管件还包括若干沿第二液冷管件长度方向成对设置的第三铰耳及第四铰耳，第三铰耳固定设置在第二连接部宽度方向一侧，第四铰耳固定设置在第二连接部宽度方向另一侧，相邻两条第二液冷管件之间的第三铰耳和第四铰耳通过铰轴进行铰连接。
[0017]在上述技术方案的基础上，优选的，每个单体电芯底面上均设置有一组底液冷组件，所述第一液冷管件的形状大小与第二液冷管件的形状大小相同，单体电芯两个大面上的侧液冷组件分别与单体电芯底面的底液冷组件串联，相邻两个单体电芯之间的两组侧液冷组件远离底液冷组件的一端串联。
[0018]在上述技术方案的基础上，优选的，所述第一液冷管件长度方向两端分别设置有与第一液冷通道相连接的第一进液接头和第一出液接头；所述第二液冷管件长度方向两端分别设置有与第二液冷通道相连接的第二进液接头和第二出液接头。
[0019]在上述技术方案的基础上，优选的，所述电芯模组长度方向两端分别设置有进液汇流板及出液汇流板，进液汇流板内设置有进液汇流流道，进液汇流板上设置有与进液汇流流道相连接的进液总管，第一进液接头和第二进液接头分别与进液汇流流道相连接；出液汇流板内设置有出液汇流流道，出液汇流板上设置有与出液汇流流道相连接的出液总管，第一出液接头和第二出液接头分别与出液汇流流道相连接。
[0020]进一步，优选的，所述进液汇流流道包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有散热缓冲结构的电池模组，其包括电芯模组(1)、底液冷组件(2)及侧液冷组件(3)，所述电芯模组(1)包括多个单体电芯(11)，多个所述单体电芯(11)阵列排布，所述底液冷组件(2)水平设置在电芯模组(1)底面，并与所述单体电芯(11)底面相接触，所述侧液冷组件(3)设置在所述单体电芯(11)大面与单面之间；其特征在于：所述底液冷组件(2)包括多个与单体电芯(11)底面相接触的第一液冷管件(20)，多个所述第一液冷管件(20)沿其径向方向依次串联，所述第一液冷管件(20)的长度方向与所述单体电芯(11)长度方向齐平，所述第一液冷管件(20)为弹性材质，所述第一液冷管件(20)内部沿其长度方向开设有贯通第一液冷管件(20)的第一液冷通道(201)，所述第一液冷通道(201)用于循环通入冷却液；多个所述单体电芯(11)大面上均设置有一组侧液冷组件(3)，所述侧液冷组件(3)包括多个与单体电芯(11)大面相接触的第二液冷管件(30)，多个所述第二液冷管件(30)沿所述单体电芯(11)的大面宽度方向依次平行设置，所述第二液冷管件(30)为弹性材质，所述第二液冷管件(30)内部沿其长度方向开设有贯通第二液冷管件(30)的第二液冷通道(301)，所述第二液冷通道(301)用于循环通入冷却液。2.如权利要求1所述的具有散热缓冲结构的电池模组，其特征在于：所述第一液冷管件(20)包括第一连接部(202)、第一接触部(203)及第一弹性部(204)，第一连接部(202)和第一接触部(203)相对设置，所述第一连接部(202)外顶面和所述单体电芯(11)底面相连接，所述第一接触部(203)远离第一连接部(202)的一面呈弧形状，所述第一接触部(203)外壁用于和安装电池模组的箱体(6)底面相接触，第一连接部(202)与第一接触部(203)之间通过第一弹性部(204)相连接，第一弹性部(204)向第一液冷通道(201)内部凹陷。3.如权利要求2所述的具有散热缓冲结构的电池模组，其特征在于：相邻两个单体电芯(11)之间的两组侧液冷组件(3)相互对齐，所述第二液冷管件(30)包括第二连接部(302)、第二接触部(303)及第二弹性部(304)，相邻两个单体电芯(11)之间水平方向上的两个第二液冷管件(30)通过第二连接部(302)相互连接，第二连接部(302)与第二接触部(303)相对设置，第二接触部(303)远离第二连接部(302)的一面呈弧形状，第二接触部(303)外壁和单体电芯(11)大面相接触，第二连接部(302)与第二接触部(303)之间通过第二弹性部(304)相连接，第二弹性部(304)向第二液冷通道(301)内部凹陷。4.如权利要求3所述的具有散热缓冲结构的电池模组，其特征在于：所述第一液冷管件(20)还包括若干沿第一液冷管件(20)长度方向成对设置的第一铰耳(205)及第二铰耳(206)，所述第一铰耳(205)固定设置在第一连接部(202)宽度方向一侧，所属于第二铰耳(206)固定设置在第一连接部(202)宽度方向另一侧，相邻两条所述第一液冷管件(20)之间的第一铰耳(205)和第二铰耳(206)通过铰轴进行铰连接；所述第二液冷管件(30)还包括若干沿第二液冷管件(30)长度方向成对设置的第三铰耳(305)及第四铰耳(306)，所述第三铰耳(305)固定设置在第二连接部(302)宽度方向一侧，所述第四铰耳(306)固定设置在第二连接部(302)宽度方向另一侧，相邻两条所述第二液冷管件(30)之间的第三铰耳(305)和第四铰耳(306)通过铰轴进行铰连接。5.如权利要求1所述的具有散热缓冲结构的电池模组，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志鹏，
申请(专利权)人：楚能新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：