一種動力鋰電池模組冷卻裝置的製作方法
2023-07-04 02:19:26
本發明涉及動力鋰電池散熱領域，具體涉及一種動力鋰電池模組冷卻裝置。
背景技術：
目前，動力鋰電池因其優異的高能量密度、高循環壽命、寬工作溫區和低自放電性能而被廣泛應用於各電子行業。尤其，近期被廣泛應用於新能源電動汽車作為動力供給和能量儲存系統。動力鋰電池屬於二次充電電池，能量儲存和釋放都是經過一系列複雜的化學反應和物理結構變化而實現，因此在儲存和釋放能量過程中伴隨著大量的熱生成，對其自身的安全性帶來潛在的威脅。所以，在對鋰離子電池應用於電動汽車領域必須採取一種有效的、可靠的、經濟的電池模組熱管理系統來防止或避免電池系統的安全事故。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服現有技術的缺點與不足，提供一種能夠有效提高電池組可靠性、一致性和延長電池組使用壽命的動力鋰電池模組冷卻裝置。
本發明的目的通過下述技術方案實現：
一種動力鋰電池模組冷卻裝置，包括箱體座、箱體蓋、電池管理系統、電池管理系統保護件、接線埠、進液接口、出液接口、手提把、固定耳和電池模組，其中，所述箱體座為中空結構，所述箱體蓋設置於箱體座的頂部；所述電池管理系統保護件設於箱體座正面，所述電池管理系統位於所述電池管理系統保護件內，所述電池管理系統保護件上設有散熱風扇；所述接線埠設置於所述箱體座的正面；所述進液接口和出液接口都設於所述箱體座的一側面；所述手提把設有兩個，且分別設於所述箱體座的兩側面；所述固定耳設有兩個，且分別設於所述箱體座的兩側面的底部；所述電池模組設於所述箱體座內，且與所述電池管理系統相連接；
所述電池模組包括液體流道管、電池組、PCB極板和單體電池，其中，所述液體流道管設有兩個，所述兩個液體流道管的一端分別與所述進液接口和出液接口相連通，所述兩個液體流道管的另一端與所述電池組相連通；所述電池組內設有流體通道，所述流體通道與所述兩個液體流道管的另一端相連通；所述電池組的外表面設有外殼，所述外殼上設有凹陷的孔洞，所述單體電池設置於所述孔洞內，所述單體電池和孔洞的接觸面之間設有導熱材料；所述外殼的孔洞設有多個，相應地設置多個單體電池，所述多個單體電池與所述PCB極板並聯連接；所述PCB極板與所述接線埠相連接。
優選地，所述電池模組設有多個，且多個電池模組串聯連接；通過多個電池模組的串聯連接方式可以靈活的調整電池包的額定電壓，從而達到不同輸出需求的要求。
優選地，所述電池模組為5-15個；根據磷酸鐵鋰電芯的標稱電壓為3.2V，優選所述的電池模組5-15個，從而使得電池包的標稱電壓在16-48V以內，從而使得在使用及維修過程中電池模組的帶電電壓在安全範圍內。
優選地，所述電池組內的單體電池為10-30個；在所述的電池組內並聯多節電芯，可以使得電池包的額定容量增加，在滿足箱體的尺寸結構要求上儘量增加容量，提高電動汽車的巡航裡程。
優選地，所述箱體座和箱體蓋通過模具鑄造成型，所述箱體座和箱體蓋通過螺釘連接；所述電池管理系統保護件與所述箱體座通過螺釘固定連接；通過模具鑄造成型可以提高生產效率，同時也可以提高箱體的整體強度；通過螺釘連接可以有效的固定相應零部件，同時在後期的拆卸中方便操作。
優選地，所述液體流道管通過密封膠、密封帶或者法蘭與所述電池組相連通，所述液體流道管由高導熱金屬材料製成；使用高導熱金屬材料可以有效強化換熱效率，增強冷卻效果。
優選地，所述電池組的外殼由高導熱金屬材料製成；通過高導熱的金屬外殼可以使得電池模組與箱體內的空氣換熱得到強化，使得電芯所產生的熱量一部分通過電池組的外殼進行散熱。
優選地，所述高導熱金屬材料為銅、紫銅、黃銅或者鋁合金；所述的金屬具有高導熱係數，加快導熱速率，減小導熱熱阻。
優選地，所述單體電池和孔洞的接觸面之間的導熱材料為矽膠或者矽脂；通過填充導熱材料可以有效的加強接觸效果，使得接觸熱阻減小，強化傳熱過程。
本發明與現有技術相比具有以下的有益效果：
(1)本發明通過環繞單體電池外表面的流體通道與液體流道管相連通，從而與外界流道連通，通過液體換熱可以有效的控制電池的溫升和電池組的溫差，防止電池模組在工作時出現溫升較大和溫度不均勻問題；
(2)本發明可以顯著地提高電池組可靠性、一致性和延長使用壽命；
(3)本發明結構簡單，布局合理，方便後期維護和檢修。
附圖說明
圖1為本發明的立體圖；
圖2為本發明的結構示意圖；
圖3為本發明電池模組的結構示意圖；
圖4為本發明電池組的結構示意圖；
圖5為本發明電池組與PCB極板的結構示意圖。
圖中附圖標記為：1、箱體座；11、固定耳；12、手提把；2、箱體蓋；3、電池管理系統保護件；31、散熱風扇；4、接線埠；5、進液接口；6、出液接口；7、液體流道管；8、電池組；81、單體電池；82、外殼；83、孔洞；84、流體通道；9、PCB極板。
具體實施方式
下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限於此。
如圖1-5所示，一種動力鋰電池模組冷卻裝置，包括箱體座1、箱體蓋2、電池管理系統、電池管理系統保護件3、接線埠4、進液接口5、出液接口6、手提把12、固定耳11和電池模組，其中，所述箱體座1為中空結構，所述箱體蓋2設置於箱體座1的頂部；所述電池管理系統保護件3設於箱體座1正面，所述電池管理系統位於所述電池管理系統保護件3內，所述電池管理系統保護件3上設有散熱風扇31；所述接線埠4設置於所述箱體座1的正面；所述進液接口5和出液接口6都設於所述箱體座1的一側面；所述手提把12設有兩個，且分別設於所述箱體座1的兩側面；所述固定耳11設有兩個，且分別設於所述箱體座1的兩側面的底部；所述箱體座1和箱體蓋2通過模具鑄造成型，所述箱體座1和箱體蓋2通過螺釘連接；所述電池管理系統保護件3與所述箱體座1通過螺釘固定連接；所述電池模組設於所述箱體座1內，且與所述電池管理系統相連接；
所述電池模組包括液體流道管7、電池組8、PCB極板9和單體電池81，所述電池模組為5-15個，且多個電池模組串聯連接，其中，所述液體流道管7設有兩個，所述兩個液體流道管7的一端分別與所述進液接口5和出液接口6相連通，所述兩個液體流道管7的另一端與所述電池組8相連通；所述電池組8內設有流體通道84，所述流體通道84與所述兩個液體流道管7的另一端相連通，所述液體流道管7通過密封膠、密封帶或者法蘭與所述電池組8相連通，從而形成封閉的迴路，僅靠進液接口5和出液接口6與外界相連通；所述液體流道管7由高導熱金屬材料製成，所述高導熱金屬材料為銅、紫銅、黃銅或者鋁合金；所述電池組8的外表面設有外殼82，所述電池組8的外殼82由高導熱金屬材料製成，所述高導熱金屬材料為銅、紫銅、黃銅或者鋁合金，所述外殼82上設有凹陷的孔洞83，所述單體電池81設置於所述孔洞83內，所述單體電池81和孔洞83的接觸面之間設有導熱材料，所述單體電池81和孔洞83的接觸面之間的導熱材料為矽膠或者矽脂，所述電池組8內的單體電池81為10-30個；所述外殼82的孔洞83設有多個，相應地設置多個單體電池81，所述多個單體電池81與所述PCB極板9並聯連接；所述PCB極板9與所述接線埠4相連接。
具體地說，如圖1中所示的箱體座1與箱體蓋2是通過模具鑄造成型工藝加工出來，在箱體座1上的電池管理系統保護件3是通過螺釘來固定在箱體座1的，如圖1正視面上，並且在電池管理系統保護件3的上面設有散熱風扇31，可以對電池管理系統保護件3長期工作提供冷卻作用。接線埠4同樣設置在電池管理系統保護件3的同面箱體座1上，方便電池箱體裝置與其他設備連接，為其他設備供電。在箱體座1上設置有一對手提把12，方便電池箱體的搬移，同時也在箱體座1的兩邊設置有用來固定用的固定耳11。箱體座1與箱體蓋2通過螺釘固定連接形成一個容納空間，如圖2中所示。
如圖2中所示，進液接口5和出液接口6同時開設在箱體座1的同一側面上，提供外界液體與箱體內部液體交換通道，外部的管道和液體通過此接口與液體流道管7相連接。如圖5所示，PCB極板9與電池組8平行連接後再與另一個電池組8串聯連接，依次按該連接方式串聯5塊電池組8構成整個電池模組，置於箱體座1內。所述的液體流道管7與所述的電池組8是通過密封膠或密封帶或法蘭來連接，從而構成一個液體流通迴路。
如圖3所示，電池組8的外殼82是中空結構，在電池組8的外殼82中有構成相互交織的流體通道84，通過流體通道84的導流作用使得流體流經各個孔洞83的表面。外殼82是由具有高導熱的鋁或紫銅材料加工而成，具有很好的導熱能力，可以快速的將電池單體所產生的熱量傳遞到液體被吸收。在電池組8上開設有填裝單體電池81所用的孔洞83，在組裝時，單體電池81與孔洞83的接觸面塗摸一層很薄的導熱矽膠或矽脂來增加倆者之間的傳熱。
如圖4所示，在電池組8中，所有孔洞83內填裝好單體電池81後，通過與所述的PCB極板9連接好，使得同一塊電池組8上所有的單體電池81都是並聯連接。在整體電池模組中單塊電池組8之間的連接方式如圖5所示，通過PCB極板9進行串聯，從而達到規定的容量需求。在本案例實施中僅以本專利圖所示的單體電池81數量和電池組8數量來描述，依本發明權利要求所作的等同變化，仍屬本發明所涵蓋的範圍。
本發明通過環繞單體電池外表面的流體通道與液體流道管相連通，從而與外界流道連通，通過液體散熱可以有效的控制電池的溫升和電池組的溫差，防止電池模組在工作時出現溫升較大和溫度不均勻問題；可以顯著地提高電池組可靠性、一致性和延長使用壽命；結構簡單，布局合理，方便後期維護和檢修。通過本發明實施，可以有效的對電池組進行散熱和均溫作用，維持電池組在適宜的工作溫區，提高電池組一致性、可靠性和延長使用壽命，本發明成組模塊化高，組裝簡單，方便後期檢修和維護，大大降低使用成本。
上述為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式並不受上述內容的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護範圍之內。