帶溫度控制裝置的電池組的製作方法

2023-08-22 22:04:06

專利名稱：帶溫度控制裝置的電池組的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種帶溫度控制裝置的電池組。
背景技術：
一般電池組包括若干個單體電池，若干單體電池組合連接固定；為了方便電池組 的單體電池之間的組裝和連接，公開號為101369649的中國專利提出了一種電池連接裝 置，其通過軸向兩端具有插槽的電池連接單元，將插設於兩端的插槽內的兩個單體電池串 聯，再通過同一層並排固定的連接單元之間的電連接，實現同一層並排的單體電池之間的 並聯。對於電池組來說，尤其是對於大容量、高電壓、密集排列有較多單體電池的電池組來 說，位於電池組中間部分的單體電池的散熱效果較差，電池發熱的熱量的積累會給電池組 的使用帶來影響，有可能造成電池組的不穩定以及縮短電池組的壽命。

發明內容
本發明目的是提供一種帶溫度控制裝置的電池組，其既能將電池組內聚集的熱 量迅速帶到電池組的外部散發掉，有效的保證電池組工作的穩定性和延長電池組的使用壽 命；又可以對電池組內進行加溫，使其在寒冷環境下能夠正常使用。本發明的技術方案是一種帶溫度控制裝置的電池組，所述電池組具有若干多層 串和/或並聯的單體電池，單體電池之間形成空隙，所述電池組還包括一端插入空隙內的 熱管，所述熱管的另一端位於電池組的外部。熱管一端為蒸發端，另外一端為冷凝端，當熱 管一端受熱時，管中的液體迅速蒸發，蒸發的氣體在微小的壓力差下流向另外一端的冷凝 端，並且釋放出熱量，重新凝結成液體，液體再流回蒸發端，如此循環不止，熱量由熱管一端 傳至另外一端。這種循環是快速進行的，熱量可以被源源不斷地傳遞到電池組外，達到控制 電池組內部的溫度。進一步的，在上述帶溫度控制裝置的電池組中，電池組內的單體電池為圓柱體，聚 集在一起的至少三個單體電池之間自然形成空隙，所述熱管為一端插設於所述空隙之間的 圓柱體熱管。這樣的熱管安排方式，並不需要改變電池組內單體電池原先的排列固定方式， 熱管插設在單體電池之間的空隙中，使得圍在它周圍並與它相鄰的若干單體電池都能享受 到熱管的降溫或加溫作用。進一步的，在上述帶溫度控制裝置的電池組中，所述電池組包括軸向連接的至少 兩層單體電池，所述熱管插入所述至少兩層單體電池對應貫通的空隙內。進一步的，在上述帶溫度控制裝置的電池組中，所述電池組的若干單體電池通過 電池連接單元對應連接，所述電池連接單元上具有與空隙對應貫通的內凹結構。本發明中 的電池連接單元與公開號為101369649的中國專利中記載的電池連接裝置類似的，在軸向 兩端各連接一個單體電池，該兩個單體電池通過電池連接單元串聯，同時電池連接單元還 與其並排相鄰的電池連接單元機械固定連接和電連接，使得並排的單體電池之間並聯。這 種電池連接單元可拆卸的與單體電池以及鄰近的電池單元連接，客戶可以根據需要使用的電池組的性能來決定需要串聯和/或並聯的單體電池的數量。當單體電池串聯的數量較 多——即電池組中單體電池的層數較多時，通過一根熱管可以對熱管周圍多層單體電池進 行冷卻或加溫，使得熱管的使用更加經濟。進一步的，在上述帶溫度控制裝置的電池組中，相鄰電池連接單元上的內凹結構 圍成的孔的內徑可以與熱管的外徑相配合。這樣使得內凹結構可以輔助對熱管進行固定， 無需使用粘合劑等將熱管固定在單體電池上，使得熱管的裝卸更加方便。進一步的，在上述帶溫度控制裝置的電池組中，除了上述的電池連接單元外，所述 電池組的若干單體電池可以通過若干連接條連接，所述每根連接條與一排並聯的單體電池 的一極端電連接並固定，所述連接條的寬度小於單體電池的徑向尺寸，並排相鄰連接條之 間的間隙與所述空隙對應且間隙的大小大於熱管的徑向尺寸。使得熱管可以順利通過連接 條之間的間隙而插入空隙內。或者，所述電池組的若干單體電池通過匯流板連接，所述匯流板與一層並聯的單 體電池的一極端電連接並固定，所述匯流板上設有與空隙對應的穿孔，所述穿孔的大小大 於熱管的徑向尺寸。在穿孔的孔壁周圍可以設置絕緣材料，使得通過穿孔插入空隙內的熱 管與匯流板相互絕緣設置。進一步的，在上述帶溫度控制裝置的電池組中，所述熱管的蒸發端位於所述電池 組內的單體電池之間，所述熱管的冷凝端位於電池組的外部。此時，熱管做電池冷卻裝置 用，蒸發端中液體蒸發時，大量吸收電池組內單體電池之間聚集的熱量，並將其快速散發到 電池組外部。或者，進一步的，在上述帶溫度控制裝置的電池組中，所述熱管的冷凝端位於所述 電池組內的單體電池之間，所述熱管的蒸發端位於電池組的外部。當電池組在寒冷環境下 使用時，可以對位於電池組外的蒸發端進行加溫，使得蒸發端將熱量迅速帶到冷凝端，並通 過冷凝端冷凝時散發熱量，使得對電池組內部的單體電池也進行均勻的加溫，使得電池能 夠在寒冷條件下正常使用。上述熱管插入電池組內的一端分別作為蒸發端和冷凝端使用時，並不需要將熱管 的兩端調換位置，從熱管的工作原理可知，當熱管一端的外部溫度環境較高時，該端就吸熱 汽化蒸發稱為蒸發端，此時熱管的另一端即為冷凝端。通過熱管的這一特性，無需對熱管進 行位置變動，即可實現對電池組的降溫或升溫，使用方便。進一步的，在上述帶溫度控制裝置的電池組中，所述溫度控制裝置還於電池組外 部設有與所述熱管位於電池組外部的一端進行熱交換的外熱交換裝置。當然，也可以不使 用專門的外熱交換裝置，而通過電池組的外部環境來對熱管進行自然冷卻或自然加溫。不 過設置外熱交換裝置之後，可以使得熱管冷卻和加溫的速度更快。進一步的，在上述帶溫度控制裝置的電池組中，所述的外熱交換裝置可以為風扇， 通過風扇的風加快熱管與周圍環境的熱交換。或者，進一步的，在上述帶溫度控制裝置的電池組中，所述外熱交換裝置包括具有 熱交換腔的殼體，即殼體的中空部位為熱交換腔，所述殼體上設有分別與熱交換腔連通的 熱交換介質進口和熱交換介質出口，所述熱管位於電池組外部的一端穿過殼體並位於所述 熱交換腔內，所述殼體與熱管接觸的接觸面為金屬等導熱材料。熱管的外端位於由殼體圍 成的熱交換腔內，從熱交換介質進口向熱交換腔內充入熱交換介質，熱交換介質與熱管外端進行了熱交換以後再從熱交換介質出口流出。該熱交換介質可以為水等液體介質，也可 以為氣體介質(比如說高壓氣體經過渦流管後出來的冷氣或熱氣)。本發明的優點是1.本發明在電池組上設置熱管來加快電池組內部與電池組外部的熱交換，使得電 池組的使用更加穩定，電池組的使用壽命長。2.本發明結構簡單，冷卻效果好，能夠使電池組內部溫度均勻，散熱速度快，簡單、可靠。3.本發明拆裝方便，尤其適用於拆卸方便的電池連接單元連接的電池組上。


下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述圖1和圖2為本發明具體實施例一的結構示意圖；圖3為本發明具體實施例二的結構示意圖；圖4為本發明具體實施例三的結構示意圖；圖5為本發明具體實施例四的結構示意圖。其中1電池組；2熱管；21蒸發端；22冷凝端；3單體電池；4外熱交換裝置；41殼 體；411熱交換介質進口 ；412熱交換介質出口 ；413接觸面；5電池連接單元；51內凹結構； 6空隙；7連接條；8匯流板。
具體實施例方式具體實施例一如圖1和圖2所示，一種帶溫度控制裝置的電池組，所述電池組1具有通過電池連 接單元5連接的若干單體電池3，本實施例中的單體電池3為圓柱形，成「田」字形並排相 鄰的四個單體電池之間自然形成空隙6，熱管2即為插設在該空隙之間的圓柱形。成「田」 字形並排相鄰的四個電池連接單元5上對應的內凹結構51圍成一個與熱管2配合的圓孔。 所述電池連接單元5上具有與空隙6對應貫通的內凹結構51，所述溫度控制裝置還包括插 入空隙6內的熱管2，所述熱管2的一端位於電池組1的外部。所述電池組1包括由電池連接單元5軸向連接的兩層單體電池3，所述熱管2穿過 電池連接單元5上的內凹結構51並位於所述至少兩層單體電池3對應的空隙6內。所述熱管2的蒸發端21位於所述電池組1內的單體電池3之間(為了圖面清楚 起見，圖中將熱管2的蒸發端21露出於單體電池3的外部，實際使用時，蒸發端21是位於 單體電池3之間的)，所述熱管2的冷凝端22位於電池組1的外部。本實施例熱管2的冷凝端22可以通過自然冷卻，或者強制風冷冷卻。具體實施例二 如圖3所示，本實施例其它結構與具體實施例一相同，但是所述熱管制冷裝置還 於電池組1外部設有與所述熱管2位於電池組1外部的一端進行熱交換的外熱交換裝置4。所述外熱交換裝置4包括具有熱交換腔的殼體41，所述殼體41上設有分別與熱交 換腔連通的熱交換介質進口 411和熱交換介質出口 412，所述熱管2位於電池組外部的一端 穿過殼體41並位於所述熱交換腔內，所述殼體41與熱管2接觸的接觸面413為金屬導熱材料。具體實施例三如圖4所示，本實施例其它結構與具體實施例一相同，但是其電池組的若干單體 電池3通過若干連接條7連接，本實施例中所述連接條7為鎳條，所述每根連接條7與一排 並聯的單體電池3的一極端焊接，所述連接條7的寬度小於單體電池的徑向尺寸，並排相鄰 連接條7之間的間隙與所述空隙6對應且間隙的大小大於熱管2的徑向尺寸。具體實施例四如圖5所示，本實施例其它結構與具體實施例一相同，但是其電池組的若干單體 電池3通過匯流板8連接，所述匯流板8與一層並聯的單體電池3的一極端焊接，所述匯流 板8上設有與空隙6對應的穿孔，所述穿孔的大小大於熱管2的徑向尺寸，該穿孔與熱管2 之間設有絕緣材料(圖中未示出)。以上僅是本發明的具體應用範例，對本發明的保護範圍不構成任何限制。除上述 實施例外，本發明還可以有其它實施方式。凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均 落在本發明所要求保護的範圍之內。
權利要求
一種帶溫度控制裝置的電池組，所述電池組(1)具有若干多層串和/或並聯的單體電池(3)，單體電池之間形成空隙(6)，其特徵在於所述電池組還包括一端插入空隙(6)內的熱管(2)，所述熱管(2)的另一端位於電池組(1)的外部。
2.根據權利要求1所述的帶溫度控制裝置的電池組，其特徵在於所述電池組(1)包 括軸向連接的至少兩層串和/或並聯的單體電池(3)，所述熱管(2)插入所述至少兩層單體 電池(3)對應貫通的空隙(6)內。
3.根據權利要求1所述的帶溫度控制裝置的電池組，其特徵在於所述單體電池(3) 為圓柱形電池。
4.根據權利要求1所述的帶溫度控制裝置的電池組，其特徵在於所述電池組(1)的 若干單體電池(3)通過電池連接單元(5)對應連接，所述電池連接單元(5)上具有與空隙 (6)對應貫通的內凹結構(51)。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的帶溫度控制裝置的電池組，其特徵在於所述 電池組(1)外部設有與所述熱管(2)位於電池組(1)外部的一端進行熱交換的外熱交換裝 置⑷。
6.根據權利要求5所述的帶溫度控制裝置的電池組，其特徵在於所述外熱交換裝置 (4)包括具有熱交換腔的殼體(41)，所述殼體(41)上設有分別與熱交換腔連通的熱交換 介質進口(411)和熱交換介質出口(412)，所述熱管(2)位於電池組外部的一端穿過殼體 (41)並位於所述熱交換腔內。
全文摘要
本發明公開了一種帶溫度控制裝置的電池組，所述電池組具有若干多層串和/或並聯的單體電池，單體電池之間形成空隙，所述電池組還包括一端插入空隙內的熱管，所述熱管的另一端位於電池組的外部。本發明既能將電池組內的單體電池之間聚集的熱量迅速帶到電池組的外部散發掉，有效的保證電池組工作的穩定性和延長電池組的使用壽命；又可以對電池組內加溫，使其在寒冷環境下能夠正常使用。
文檔編號H01M10/50GK101950823SQ20101028186
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月15日 優先權日2010年9月15日
發明者嶽江寧, 李相哲, 李革臣, 虞樟星, 許玉林, 許紅梅 申請人:賽恩斯能源科技有限公司