一种电池及运输工具制造技术

本实用新型专利技术提供一种电池及运输工具，涉及锂电池技术领域，该一种电池，在使用工况下，所述电池外壳在侧面壳壁和/或上底面和/或下底面的重力和/或水平方向上包含有两个以上独立相变传热的扁平状密封腔体，所述密封腔体的部分或全部腔壁是所述外壳的一部分，所述密封腔体内灌注的相变传热工质能够直接接触电池外壳进行热交换；基于该种电池的热管理系统具有更好抑制熄火热失控的能力，并且提高了电池系统的空间利用率。统的空间利用率。统的空间利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种电池及运输工具


[0001]本技术涉及锂电池
，具体是一种电池及运输工具。

技术介绍

[0002]锂电池广泛用于电动汽车、电动船舶、电力储能等新能源领域。锂电热管理是锂电池应用的关键技术，涉及锂电使用的安全及锂电工作寿命。
[0003]液冷方式正逐渐成为锂电热管理的主流技术。锂电池主要有三种形态，即柱状电池、软包电池和方形电池。柱状电池的液冷方案是采用蛇形液冷板与柱状电池外壳接触进行热交换，通过液冷板中流动的冷媒把电池产生的热带走；软包电池的液冷方案是将软包电芯夹在液冷板的中间进行热交换，通过液冷板中流动的冷媒把电池产生的热带走；方形电池的液冷方案是在方形电池下面设置液冷板进行热交换，通过液冷板中流动的冷媒把电池产生的热带走。对于这三种电池形态及其液冷方案，各有优缺点，譬如柱状和软包电池液冷方案的热交换效果好，但电池系统的空间利用率低，方形电池液冷方案的热交换效果差，但电池系统的空间利用率高。上述三种电池形态的液冷方案均存在一个共同缺点，当电车熄火时，液冷板中的液体不再流动，电池由于老化原因所造成短路发出的热，无法快速分散开，热量累积会酿成热失控，即难以抑制熄火热失控，2021年中国电车热失控事故的统计数据显示大约25％的电车是在熄火状态发生的。而且，随着极速充电技术的发展，目前方形电池的液冷方案已经不能满足锂电散热的需要，柱状电池和软包电池的液冷方案空间利用率低。总之，目前柱状电池、软包电池、方形电池所采用的液冷方案均不甚理想。
[0004]中国专利技术专利CN201910078281.5公布了一种锂电池及锂电池封装壳体，该专利技术的技术方案是在电池壳体上集成了相变传热腔体，利用相变传热把热量快速转移走。但该专利技术所公开的相变传热技术方案不能实现逆重力传热，即相变传热工质不能克服重力回流，电池产生的热量只能向上传送，为此该专利技术专利在电池铝壳表面、相变传热腔体的顶部布置了水道，通过相变传热快速将热汇集到顶部水道后被带走。该专利技术未能解决锂电液冷技术存在的难以抑制熄火热失控、空间利用率低的技术问题。
[0005]中国专利技术专利CN202111218813.4公布了一种方形电池外壳和采用该外壳的电池、电池包及汽车。该专利技术所公布的锂电池外壳中包含了相变传热腔体，并在密封腔体中设置了吸液芯，具备逆重力传热能力，可以采用在电池下面设置液冷板的液冷方案，该方案可同时解决锂电液冷技术存在的难以抑制熄火热失控、空间利用率低的技术问题。由于铝密度低且价格便宜，方形电芯通常采用铝壳，水相变传热工质不适用在铝密封腔体中工作，适用在铝腔体中工作的相变传热工质，逆重力回流的能力只有水相变传热工质的三分之一，这使得方形锂电池的高度受限，难以应用。
[0006]在电池壳体上集成相变传热腔体、把液冷板设置在电池底部，是最有希望克服目前锂电热管理液冷方案两大缺点(抑制熄火热失控能力弱、电池系统空间利用率低)的技术方案，问题的关键是如何解决相变传热工质克服重力快速回流的技术问题。

技术实现思路

[0007]本技术的目的在于提供一种电池及运输工具，旨在克服锂电池液冷热管理方案的两大缺点，即抑制熄火热失控能力弱、电池系统空间利用率低的问题。
[0008]为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种电池，在使用工况下，所述电池外壳在侧面壳壁的重力方向上包含有两个以上独立相变传热的扁平状密封腔体，所述密封腔体的部分或全部腔壁是所述外壳的一部分，所述密封腔体内灌注的相变传热工质能够直接接触电池外壳进行热交换。
[0009]本技术的进一步的技术方案为，在使用工况下，所述电池外壳侧面和/或上底面和/或下底面的水平方向上包含有两个以上独立相变传热的扁平状密封腔体，所述密封腔体的部分或全部腔壁是所述外壳的一部分，所述密封腔体内灌注的相变传热工质能够直接接触电池外壳进行热交换。
[0010]本技术的进一步的技术方案为，相邻所述密封腔体的间距≤5cm。
[0011]本技术的进一步的技术方案为，所述密封腔体的两个内表面局部焊接在一起。
[0012]本技术的进一步的技术方案为，所述密封腔体内设置有丝或网或板以提高逆重力传热能力。
[0013]本技术的进一步的技术方案为，所述密封腔体的内表面经过化学蚀刻或/和激光或/和离子束表面处理以提高逆重力传热能力。
[0014]本技术的进一步的技术方案为，所述电池外壳包含第一壳体和第二壳体，第一壳体和/或第二壳体有1或2个开口，第一壳体和第二壳体嵌套在一起，设置在电池外壳的相变传热密封腔体的两个腔壁包含第一壳体和第二壳体。
[0015]本技术的进一步的技术方案为，所述电池外壳的外表面设置有散热翅片。
[0016]本技术的进一步的技术方案为，所述密封腔体的内表面经过机械加工形成微沟槽或/和粗糙表面以提高逆重力传热能力。
[0017]一种运输工具，包括上述任一项所述的电池。
[0018]本技术的有益效果是：
[0019]1、电池外壳的侧面壳壁的重力、水平方向上包含有两个以上独立相变传热的扁平状密封腔体，密封腔体的部分或全部腔壁是电池外壳的一部分，密封腔体中灌注有相变传热工质，密封腔体内灌注的相变传热工质能够直接接触电池外壳，整体上提高了电池与外部环境进行热交换的能力，尤其是与液冷热管理系统配合，增强了抑制电车熄火热失控能力，提高了锂电系统的空间利用率。
[0020]2、通过焊点将密封腔壁的两内表面局部焊接在一起，焊点不会导致密封腔体中液态或汽态相变传热工质隔离，该焊点的设置增强了密封腔体的强度，避免汽态相变传热工质受热膨胀时，导致腔体鼓包，变形过大。
附图说明
[0021]图1是本技术第一实施例示意图；
[0022]图2是本技术第一实施例的对比方案示意图；
[0023]图3是本技术第一实施例倾斜工况示意图；
[0024]图4是本技术第二实施例示意图；
[0025]图5是本技术第二实施例倾斜工况示意图；
[0026]图6是本技术第三实施例示意图；
[0027]图7是本技术第四实施例示意图。
具体实施方式
[0028]采用相变传热技术提高锂电外壳与液冷板之间的热交换能力是抑制热失控和提高锂电系统空间利用率的一种可行方法，但需要解决相变传热工质在逆重力工况下能够快速回流到热源处的技术问题，即本技术要解决的问题。
[0029]下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步的说明。
[0030]如图1所示为本技术的第一实施例，一种电池，在使用工况下，电池外壳20的侧面壳壁的重力方向上包含有两个以上独立相变传热的扁平状密封腔体40，密封腔体40的部分或全部腔壁是电池外壳的一部分，密封腔体40中灌注有相变传热工质，密封腔体40内灌注的相变传热工质能够直接接触电池外壳，整体上提高了热交换及传热性能；在本实施例中，设置了三个独立相变传热的扁平状密封腔体401、402和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池，其特征是：在使用工况下，所述电池具有电池外壳，所述电池外壳在侧面壳壁的重力方向上包含有两个以上独立相变传热的扁平状的密封腔体，所述密封腔体的部分或全部腔壁是所述外壳的一部分，所述密封腔体内灌注的相变传热工质能够直接接触电池外壳进行热交换。2.根据权利要求1所述的电池，其特征是：在使用工况下，所述电池外壳侧面和/或上底面和/或下底面的水平方向上包含有两个以上独立相变传热的扁平状密封腔体，所述密封腔体的部分或全部腔壁是所述外壳的一部分，所述密封腔体内灌注的相变传热工质能够直接接触电池外壳进行热交换。3.根据权利要求1或2所述的电池，其特征是：相邻所述密封腔体的间距≤5cm。4.根据权利要求1或2所述的电池，其特征是：所述密封腔体的两个内表面局部焊接在一起。5.根据权利要求1或2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王乾新，
申请(专利权)人：舜传科技深圳有限公司，
类型：新型
国别省市：