一种圆柱电池的半包式散热结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种圆柱电池的半包式散热结构，其特征在于，包括多个沿径向呈矩阵布置的圆柱电池和散热板，所述散热板沿矩阵的长度方向或宽度方向延伸设置，且在该方向上的任意相邻两个所述圆柱电池之间绕圆柱电池呈S形弯曲，并与对应的所述圆柱电池相贴合；所述散热板采用纤维增强复合材料制作而成，且内部具有多根沿长度方向贯通设置的散热通道。本实用新型专利技术具有能够保证单体电池之间的均匀散热，兼具轻量化和防冲击能力等优点。兼具轻量化和防冲击能力等优点。兼具轻量化和防冲击能力等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种圆柱电池的半包式散热结构


[0001]本技术涉及新能源汽车电池散热
，特别的涉及一种圆柱电池的半包式散热结构。

技术介绍

[0002]随着电池能量密度、续航能力以及充放电速度的大幅提升，空气冷却已经不能满足电池散热的安全需求，电动汽车的电池均需采用液冷热管理系统。目前，大多采用铝合金制作电池散热结构，比如铝制液冷圆筒、铝微通道液冷板、柔性铝微通道板等。
[0003]另外，为了减少电池的发热量，已经出现了无极耳圆柱电池，该电池的电流收集时采用“无极耳”的电流收集方法，该方法可以使圆柱电池内部温度分布更加均匀以及每个集电箔的大部分边缘都保持在同一电位。理论上来看，可以减少电池大部分欧姆损失和热量产生，特别是去除了电池两端的极耳，从而减少了极耳热。虽然无极耳圆柱电池相比于同体积电池的发热量更低，但是，随着电池功率密度的增加，电池组在运行过程中产生的热量也会随之增加，采用铝合金制作的电池散热结构，虽然能够满足散热和轻量化要求，但为了提升电池的防冲击能力，还需要添加其他缓冲材料，如纤维增强复合材料等，使得电池包装的结构复杂。同时，单体电池之间的温升和温差也成为散热的难点。如何能够提供一种能够保证单体电池之间均匀散热，兼具轻量化和防冲击能力的电池散热结构成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术的不足，本技术所要解决的技术问题是：如何提供一种能够保证单体电池之间的均匀散热，兼具轻量化和防冲击能力的圆柱电池的半包式散热结构。
[0005]为了解决上述技术问题，本技术采用了如下的技术方案：
[0006]一种圆柱电池的半包式散热结构，其特征在于，包括多个沿径向呈矩阵布置的圆柱电池和散热板，所述散热板沿矩阵的长度方向或宽度方向延伸设置，且在该方向上的任意相邻两个所述圆柱电池之间绕圆柱电池呈S形弯曲，并与对应的所述圆柱电池相贴合；所述散热板采用纤维增强复合材料制作而成，且内部具有多根沿长度方向贯通设置的散热通道。
[0007]纤维增强复合材料是由增强纤维材料，如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等，与基体材料经过缠绕，模压或拉挤等成型工艺而形成的复合材料。与铝合金相比，纤维增强复合材料具有更优异的力学性能和抗疲劳性能，以及更低的密度，通过采用纤维增强复合材料制作的散热板绕圆柱电池呈S形弯曲，一方面能够更好地接触电池表面，提升热传递效果，改善每个单体电池的散热效果，解决单体电池之间的温升和温差问题。而且相邻单体圆柱电池之间通过纤维增强复合材料分隔，能够获得更好的结构保护，让电池包装更加简单。纤维增强复合材料相比铝合金更容易加工成型。
[0008]进一步的，所述散热板的厚度为2～5mm。
[0009]进一步的，所述散热通道的内孔截面形状为矩形、圆形或菱形。
[0010]进一步的，所述散热通道为埋设在所述散热板内的中空玻璃管或金属毛细管。
[0011]进一步的，所述散热通道沿所述散热板的宽度方向等距设置有多个。
[0012]进一步的，所述散热板的两端分别具有沿宽度方向设置的集流管和分流管，所述散热通道的两端分别连接至所述集流管和分流管。
[0013]综上所述，本技术具有能够保证单体电池之间的均匀散热，兼具轻量化和防冲击能力等优点。
附图说明
[0014]图1为电池正对布置状态的结构示意图。
[0015]图2为电池错位布置状态的结构示意图。
具体实施方式
[0016]下面结合实施例对本技术作进一步的详细说明。
[0017]具体实施时：如图1和图2所示，一种圆柱电池的半包式散热结构，包括多个沿径向呈矩阵布置的圆柱电池1和散热板2，所述散热板2沿矩阵的长度方向或宽度方向延伸设置，且在该方向上的任意相邻两个所述圆柱电池1之间绕圆柱电池呈S形弯曲，并与对应的所述圆柱电池1相贴合；所述散热板2采用纤维增强复合材料制作而成，且内部具有多根沿长度方向贯通设置的散热通道3；所述散热通道3为埋设在所述散热板2内的中空玻璃管。所述散热板2的两端分别具有沿宽度方向设置的集流管(图中未示出)和分流管(图中未示出)，所述散热通道3的两端分别连接至所述集流管和分流管。纤维增强复合材料由增强纤维材料，如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等，与基体材料经过缠绕，模压或拉挤等成型工艺而形成的复合材料，是成熟的现有技术。与铝合金相比，纤维增强复合材料具有更优异的力学性能和抗疲劳性能，以及更低的密度，通过采用纤维增强复合材料制作的散热板绕圆柱电池呈S形弯曲，一方面能够更好地接触电池表面，提升热传递效果，改善每个单体电池的散热效果，解决单体电池之间的温升和温差问题。而且相邻单体圆柱电池之间通过纤维增强复合材料分隔，能够获得更好的结构保护，让电池包装更加简单。纤维增强复合材料相比铝合金更容易加工成型。
[0018]具体实施时，散热通道2还可以是埋设的金属毛细管，比如不锈钢毛细管、铝毛细管和铜毛细管，或者通过现有的工艺制作，比如提取钢丝，熔化嵌入焊料，牺牲成分(VaSC)的汽化，以及3D打印技术。
[0019]本实施例中，选用的碳纤维增强复合材料由聚丙烯腈(PAN)和沥青衍生碳纤维织物制成，作为圆柱电池散热结构的材料，该材料属性如下表所示：
[0020][0021]如图1所示，圆柱电池1沿横向呈排设置后，再沿纵向正对地呈列设置，在每一列上，均具有一块所述散热板2，所述散热板2沿该列的长度方向依次绕过圆柱电池1，同时，位于相邻两列上的圆柱电池1之间隔有所述散热板2。本实施例中，散热板2的厚度为3mm，散热通道3设置有6根，且内孔截面形状为圆形。
[0022]如图2所示，圆柱电池1沿横向呈排设置后，再沿纵向正对地呈列设置，相邻两排之间错位设置，在每一列上，均具有一块所述散热板2，所述散热板2沿该列的长度方向依次绕过圆柱电池1，同时，位于相邻两列上的圆柱电池1之间隔有所述散热板2。本实施例中，散热板2的厚度为3mm，散热通道3设置有6根，且内孔截面形状为圆形。
[0023]以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不以本技术为限制，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种圆柱电池的半包式散热结构，其特征在于，包括多个沿径向呈矩阵布置的圆柱电池(1)和散热板(2)，所述散热板(2)沿矩阵的长度方向或宽度方向延伸设置，且在该方向上的任意相邻两个所述圆柱电池(1)之间绕圆柱电池呈S形弯曲，并与对应的所述圆柱电池(1)相贴合；所述散热板(2)采用纤维增强复合材料制作而成，且内部具有多根沿长度方向贯通设置的散热通道(3)。2.如权利要求1所述的圆柱电池的半包式散热结构，其特征在于，所述散热板(2)的厚度为2～5mm。3.如权利要求1所述的圆柱电池的半包式散热结构，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈勇，李东明，覃朝发，代娇，黄家乐，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：新型
国别省市：