方形电池包水冷模组的制作方法

本实用新型涉及一种电池模组，具体为方形电池包水冷模组。

背景技术：

电池包在使用过程中会产生热量，因此在组装电池包时需要考虑散热问题。随着电池包的广泛推广使用，电池包能量密度和功率密度不断提升，电池的发热量也不断增大，高效的散热结构成为迫切需求。现有技术中的散热结构也是五花八门，而各技术人员也在不断研发新的散热结构，以期达到散热效果好，结构紧凑等要求。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种方形电池包水冷模组，其结构设计紧凑，安装简单，散热效果好，可保证锂离子电容单体间散热均一性，进而提高电池和模组性能、延长模组使用寿命。

为解决上述技术问题，本实用新型所述方形电池包水冷模组，包括外框和按序排列在外框内的若干个方形储能电池，所述外框包括位于底部的底板，位于两侧的端板，以及位于顶部的上盖板，在底板上设置有底板隔离板，在底板隔离板上竖立放置有扁平状的水冷板，该水冷板呈蛇形弯曲绕行于方形储能电池之间，方形储能电池的电极端通过铜排连接，所述铜排从上盖板上方露出，所述模组外侧还包裹有若干条钢扎带。

进一步地，所述底板隔离板上设置有若干条隔断筋，水冷板置于该隔断筋上。该隔断筋起到支撑水冷板和隔断并固定方形储能电池的作用。

进一步地，若干个方形储能电池的窄面头尾相贴形成一电池列；位于模组两侧的电池列的外侧宽面贴合端板，内侧宽面贴合水冷板；其余每两个电池列之间的宽面由一块中隔板隔开，另一个宽面贴合水冷板。所述方形储能电池可以是锂电池、电容或锂离子电池等二次储能元件。

进一步地，中隔板的底部开设有数量、尺寸与隔断筋匹配的开槽，隔断筋卡入该开槽内。

进一步地，所述中隔板的顶部设置有若干个凸起的隔离板特征，相邻的铜排由该隔离板特征隔离。起到隔离电池和铜排的作用，起到防短路的作用。

进一步地，所述水冷板内部设置有若干条平行的流道；水冷板的两个端头分别设置有各为进水或出水的进出水嘴，两个进出水嘴从模组的同一端露出。在水冷板内部设置若干条平行的流道，通过加强筋隔开，加强筋起到加强流道结构、形成流道并增加换热面积的作用。水冷板优选采用纯铝合金制作、具有传热能力强、质轻、价低的优势。

进一步地，在所述底板、端板和上盖板上均开设有若干过钢扎带槽，钢扎带卡入过钢扎带槽固定。钢扎带扎紧整个模组，使水冷板与电池紧密接触，降低接触热阻。

进一步地，所述端板的内侧中部横向设置有凸台，外侧竖直开设有若干端板过钢扎带槽。凸台用于对夹模组。

进一步地，所述上盖板由非金属板制成，包括一圈矩形外框，在该矩形外框内横向设置有若干块压板，在每个压板上均开设有一条压板过钢扎带槽，在两块压板之间为用于避让铜排的避让开口。压板部分用于压盖并固定电池。

进一步地，所述底板由金属材质制成，两端向上弯折形成有阻挡板，两侧向内开设有若干底板过钢扎带槽。可用的金属材质如不锈钢，起到承载水冷模组的作用。

为方便描述，本实用新型模组以方形储能电池电极端子朝上水平放置时，定义方形储能电池前后左右四个面中较宽的为宽面，较窄的为窄面。模组中垂直水平面方向为竖向；在水平面方向上垂直宽面的方向为横向，平行宽面的方向为纵向。

本实用新型采用合理的结构，使方形储能电池的宽面与水冷板接触，具有接触热阻小、电池(也可称电芯)传热路径短、散热面积大，电池的散热效果好的特点，且各电池与水冷板接触一致，各电池的散热效果一致，可获得较好的电池温度一致性。因此具有冷却能力强的优势，能够满足电池较大发热功率的使用工况。

附图说明

图1为本实用新型的水冷模组结构示意图；

图2为本实用新型水冷模组爆炸结构示意图图；

图3为本实用新型的底板结构示意图；

图4为本实用新型的端板结构示意图；

图5为本实用新型端板内侧的结构示意图；

图6为本实用新型的上盖板结构示意图；

图7为本实用新型实施例1所述铜排的结构示意图；

图8为本实用新型实施例1所述铜排的结构示意图；

图9为本实用新型的底板隔离板结构示意图；

图10为本实用新型的钢扎带结构示意图；

图11为本实用新型的中隔板结构示意图；

图12为本实用新型的中隔板与底板隔离板插接后的示意图；

图13为本实用新型的水冷板结构示意图；

图14为本实用新型水冷板部分透视结构放大示意图；

图15为本实用新型的单个方形储能电池示意图；

图16为本实用新型方形储能电池的窄面相贴放置的示意图；

图17为本实用新型未捆上钢扎带时的部分放大结构示意图。

图中标记：1-端板、1.2-端板过钢扎带槽、2-上盖板、2.1-矩形外框、2.2- 避让开口、2.3-压板过钢扎带槽、3-底板隔离板、4-底板、4.1-阻挡板、4.2- 底板过钢扎带槽、5-钢扎带、6-铜排、7-方形储能电池、7.1-宽面、7.2-窄面、 7.3-电极端子、8-中隔板、9-水冷板、9.1-加强筋、10-卡扣、11-凸台、12-压板、13-隔断筋、14-开槽、15-隔离板特征、16-进出水嘴。

具体实施方式

下面结合实施例，更具体地阐述本实用新型的内容。本实用新型的实施并不限于下面的实施例，对本实用新型所做的任何形式上的变通或改变都应在本实用新型的保护范围内。

实施例1：

本实用新型的方形电池包水冷模组，如图1和图2所示，主要包括外框和按序排列在外框内的若干个方形储能电池7，外框包括底板4、端板1和上盖板2，在方形储能电池7之间设置有水冷板9。

底板4位于模组的底部，如图3所示，呈长方形结构，该长方形的两端向上弯折形成有阻挡板4.1，两侧(即长度方向上)向内开设有若干底板过钢扎带槽 4.2。该底板4由金属材质制成，可用的金属材质如不锈钢，起到承载水冷模组的作用。

在底板4上前后左右居中放置有底板隔离板3(如图9所示)，该底板隔离板3上设置有若干条隔断筋13，水冷板9置于该隔断筋13上。隔断筋13起到支撑水冷板9和隔断并固定方形储能电池7的作用。

水冷板9居中放置在隔断筋13上，水冷板9的结构如图13所示，呈扁平状，在该扁平状结构的内部设置有若干平行的加强筋9.1，加强筋9.1将流道隔成了若干条，起到了加强流道结构、形成流道并增加换热面积的作用。该扁平状结构又经蛇形弯曲来回绕行，穿插在方形储能电池7之间。水冷板9的两个端头分别设置有各为进水或出水的进出水嘴16，两个进出水嘴16从模组的同一端露出。隔断筋13与水冷板9内的流道垂直，其水流方向如图13中箭头所示，或反向。水冷板优选采用纯铝合金制作、具有传热能力强、质轻、价低的优势。

在模组的两侧(即与进出水嘴16相邻的两侧)各设置有一个端板1如图4 所示，端板1的内侧横向设置有凸台11，外侧竖直开设有若干端板过钢扎带槽 1.2。凸台11接触电池，用于对夹模组。

单个的方形储能电池7如图15所示，其电极端子7.3朝上放置，前后左右四个面中较宽的两个为宽面7.1，较窄的两个为窄面7.2。

本实施例以方形储能电池7两两并联后再串联的排列方式为例(实际并联数量根据使用需求决定，并配合不同开孔数量及位置的铜排)。

若干个(本实施例采用6个)方形储能电池7的窄面7.2贴合排列得到一个电池列，如图16所示，本实施例共有电池列12列(根据实际需求，可通过增加或减少水冷板9的绕行数量来相应增加或减少电池列数量)，其中位于模组两侧的电池列的外侧宽面7.1贴合端板1，内侧宽面7.1贴合水冷板9；其余每两个电池列之间的宽面7.1由一块中隔板8隔开，另一个宽面7.1贴合水冷板9。每相邻两列电池列之间通过图7所示的铜排实现先两两并联后再串联的结构，再通过如图8所示的铜排横向串联。中隔板8的结构如图11所示，其底部开设有数量、尺寸与隔断筋13匹配的开槽14，隔断筋13卡入该开槽14内，如图12所示。在中隔板8的顶部设置有若干个(数量和尺寸应与需要隔离的铜排及电芯配套) 凸起的隔离板特征15，相邻的铜排6由该隔离板特征15隔离。起到隔离电芯和铜排的作用。本实用新型中每个方形储能电池7有一个宽面贴合水冷板9，提高冷却效率。所述方形储能电池7可以是锂电池、电容或锂离子电池等二次储能元件。

上盖板2由非金属板制成，结构如图6所示，包括一圈矩形外框2.1，在该矩形外框2.1内横向设置有若干块压板12，在每个压板12上均开设有一条压板过钢扎带槽2.3，在两块压板12之间为用于避让铜排6的避让开口2.2，即安装后，铜排6从上盖板2上方露出。压板12部分用于压盖并固定电池。

在底板4、端板1和上盖板2上各自开设的底板过钢扎带槽4.2、端板过钢扎带槽1.2以及压板过钢扎带槽2.3的位置与数量对应，当所有部件组装完毕后，将钢扎带5卡入各过钢扎带槽内，并用卡扣10卡紧固定。

该水冷模组结构简单紧凑，便于实施，钢扎带的使用可使各电芯与冷板紧密贴合，使得接触热阻降低；同时冷板与电芯的大面贴合，接触传热面积大，冷板位于电芯中部，电芯的传热路径短，因此整个水冷模组的散热效果好，在较大的发热量下可获得较小的温升。