电池组极耳冷却结构、电池组以及具有该电池组的车辆的制作方法

本公开涉及电池组极耳冷却结构、具有所述电池组极耳冷却结构的电池组以及具有至少一个所述电池组的车辆。

背景技术：

在当今世界中，车辆已经成为人们工作和生活必不可少的交通工具，而伴随着石油资源的紧缺、环保要求的提高以及技术的发展，通过全部或部分地使用电能来驱动行进的车辆越来越普遍。

目前，在新能源电动汽车领域内，动力电池组系统冷却方式主要有自然冷却、风冷和液冷三种散热方式，其中液冷一般是分为每颗电芯单体表面的散热和基于模组底面或其它的一个表面的散热，对于每颗电芯单体表面液冷散热，散热效果最好，但成本高，空间利用率差，并且可靠性差。基于模组底面或其它的一个表面的散热，容易实现并且成本低，而且空间利用率比较高，但散热效果相对较差。因此，存在改进基于模组底面或其它的一个表面进行散热的系统的结构以提高其散热效果的需求。

技术实现要素：

本公开的一个目的是提供一种改进的电池组极耳液冷结构。本公开的另一个目的提供一种具有根据本公开的电池组极耳冷却结构的电池组以及具有该电池组的车辆。

根据本公开的第一方面，本公开提供了一种电池组极耳冷却结构，其包括：极耳连接件，所述极耳连接件用于电连接电池组的相邻的两个电芯的极耳；绝缘导热块，所述绝缘导热块设置有夹持槽，所述夹持槽具有相互平行的第一表面和第二表面以及连接所述第一表面和第二表面的第三表面，并且，所述极耳连接件和所述电芯的极耳的连接部被夹持在所述夹持槽中，以使至少所述第一表面和第二表面分别与所述连接部的两个相对的侧表面形成面接触，以将在所述极耳处产生的热量导出到所述绝缘导热块；和液冷板，所述液冷板与所述绝缘导热块形成面接触，并且冷却液能够流过所述液冷板，以便冷却所述绝缘导热块。通过本公开的电池组极耳冷却结构，能够将在电芯的极耳处产生的热量高效地导出到绝缘导热块，并经由绝缘导热块进一步导出到液冷板，最终由流过液冷板的冷却流体带走。由此，能够对电芯进行高效的散热。而且，通过液冷板的冷却流体的流量是能够可控地变化的，由此不管电池组的负荷如何，都能够将电芯的温度保持在电芯的最优工作温度。

在根据本公开的第一方面中，优选地，所述极耳连接件通过焊接连接到所述极耳。

在根据本公开的第一方面中，优选地，所述极耳连接件与所述极耳形成面接触，以便降低极耳连接件和极耳之间的电阻并提高极耳连接件和极耳之间的热传导性能。

在根据本公开的第一方面中，优选地，所述第一表面和所述第二表面与所述连接部的两个相对的侧表面之间涂布有导热胶，由此能够在第一表面和第二表面以及所述连接部的两个相对的侧表面之间实现更好的热接触，从而提高散热性能。

在根据本公开的第一方面中，优选地，所述液冷板与所述绝缘导热块的接合面处涂有导热胶，以便实现更好的热接触，从而提高散热性能。

在根据本公开的第一方面中，优选地，所述第三表面与所述极耳连接件和所述极耳中的至少一个的端面形成面接触，以进一步增大热传导面积，增强散热效果。

在根据本公开的第一方面中，优选地，所述第三表面与所述极耳连接件和所述极耳中的至少一个的端面之间涂布有导热胶，以便实现更好的热接触，从而提高散热性能。

在根据本公开的第一方面中，优选地，所述极耳连接件和所述极耳通过超声波焊接、电阻焊或激光焊连接在一起。

在根据本公开的第一方面中，优选地，所述极耳连接件呈大致U形，并且包括相互平行的第一支臂和第二支臂、以及连接所述第一支臂和第二支臂并且基本垂直于所述第一支臂和第二支臂延伸的第三支臂，每个极耳连接件均布置在相邻的两个电芯之间，使得所述极耳连接件的第一支臂和第二支臂分别与所述相邻的两个电芯的极耳电连接。

在根据本公开的第一方面中，优选地，所述绝缘导热块呈大体倒U形，并且包括相互平行的第一支臂、第二支臂、以及连接所述第一支臂和第二支臂并且基本垂直于所述第一支臂和第二支臂延伸的第三支臂，并且，所述夹持槽包括第一夹持槽和第二夹持槽，所述第一夹持槽形成在所述第一支臂和所述第三支臂之间，所述第二夹持槽形成在所述第二支臂和所述第三支臂之间。

通过呈大致U形的极耳连接件和呈大体倒U形的绝缘导热块的配合，能够进一步增大热接触面积从而提高散热较高。而且，上述形状的极耳连接件和绝缘导热块结构简单、易于制造并且易于装配，从而降低了制造成本。

在根据本公开的第一方面中，优选地，所述绝缘导热块的第三支臂的上表面具有凹部，并且所述液冷板的下表面具有凸部，所述凸部被接收在所述凹部中，以便增大所述液冷板和所述绝缘导热块之间的接触面积。

具有上述结构的所述绝缘导热块、所述极耳连接件、所述端部电芯护板和所述中间电芯护板构成了一种模块化结构，这种模块化结构使得能够灵活地调整电池组极耳冷却结构的结构，以便适应需要冷却的电芯数量。

根据本公开的第二方面，本公开提供了一种电池组，所述电池组包括至少两个电芯和上述所述电池组极耳冷却结构，所述电池组极耳冷却结构设置在所述至少两个电芯的正极耳和负极耳中的至少一个处。

在根据本公开的第二方面中，优选地，所述电池组还包括位于相邻的两个电芯之间的电芯护板。

在根据本公开的第二方面中，优选地，所述电芯护板包括限位槽，用于接收所述极耳连接件或所述绝缘导热块的对应的限位部。由此，同一个电芯护板能够对电芯、极耳连接件和绝缘导热块起到限位作用，由此简化了结构，并减少了电池组的不同部件的数量。

在根据本公开的第二方面中，优选地，所述限位槽与所述极耳连接件或所述绝缘导热块的对应的限位部之间涂布有导热胶，以便实现更好的热接触，从而提高散热性能。

根据本公开的第三方面，本公开提供了一种车辆，其特征在于，所述车辆包括至少一个上述电池组。

附图说明

现在将参考附图在下面具体描述中描述本公开，其中贯穿附图相同的附图标记表示相同或相似的组件。要理解的是，附图不一定按比例绘制，并且附图只用于说明本公开的示例性实施例，不应该认为是对本公开范围的限制。其中：

图1示出了根据本公开的一个实施例的车辆；

图2示出了根据本公开的一个实施例的电池组的立体分解图；

图2A示出了图2中的A部的局部放大图；

图2B示出了电池组的绝缘导热块的放大图；

图2C示出了电池组的极耳连接件的放大图；

图3示出了图2中的电池组处于组装状态的一个侧视图；

图4示出了沿着图3中的B-B剖切线获得的局部剖视图；和

图4A示出了沿着图4中的C部的局部放大图。

具体实施方式

下面将参考附图详细描述本公开的各种示例性实施例。但要理解的是，对各种实施例的描述仅仅是说明性的，不作为对本公开的技术的任何限制。

本文中所用的术语，仅仅是为了描述特定的实施例，而不意图限制本公开。除非上下文明确地另外指出，本文中所用的单数形式的“一”和“该”意图同样包括复数形式。还要理解的是，“包括”一词在本文中使用时，说明存在所指出的特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件，但是并不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件以及/或者它们的组合。

现在参考图1，图1示出了根据本公开的一个实施例的车辆的示意性侧视图。通常地，车辆10可以包括车身12、多个将车身12支撑在行驶路面上的车轮14、以及车辆动力系统16等。该车辆动力系统16可以包括至少一个驱动电机22。

应当理解在本文中使用的车辆动力系统16可以广泛地包括能够用于推动车辆的具有一个或多个驱动电机的任何车辆动力系统。该车辆动力系统可以用于例如纯电动车辆以及混合动力车辆。在混合动力车辆的动力系统中，至少一个驱动电机与发动机可以串行或并行地推动车辆的行进。混合动力车辆的例子可以包括但不限于插电式混合动力车辆、双模式混合动力车辆、全混合动力车辆、增程式混合动力车辆、动力辅助混合动力车辆、轻度混合动力车辆、串联式混合动力车辆、并联式混合动力车辆、串联-并联式混合动力车辆、液力混合动力车辆、功率分流式混合动力车辆、BAS混合动力车辆以及任何其他类型的混合动力车辆。本公开中的车辆可以被配置为轿车、运动型车、卡车、公共汽车、商用车、跨界车、休闲车等。应当理解的是本公开的技术可以用于任何上述车辆动力系统，而不局限于某一特定类型。

如图1所示，车辆动力系统16通常可以包括至少一个电池组3、逆变器20、控制单元18、驱动电机22以及输入装置26。如上所述，车辆动力系统16可以采用其他布置和/或配置，但通常地包括至少一个驱动电机。在一些实施例中，驱动电机22可操作性地连接到至少一个车轮14，向车轮14施加转矩从而推动车辆10。驱动电机22通常可以包括永磁同步电机、无刷直流电机，但不限于此。

电池组3可以直接或间接地将电力提供给驱动电机22。电池组3可以包括一个或多个电池单元，并且可以采用锂离子、镍金属氢化物、钠氯化镍、镍镉以及任何适合的其他电池技术。

逆变器20可操作性地将电池组3和驱动电机22互联。逆变器20可以从电池组3接收直流电，将其转换为交流电，并且将交流电传递给驱动电机22。

控制单元18可操作性地连接到逆变器20，从而控制逆变器20。控制单元18可以是一个或多个通用的数字计算机或数据处理设备，通常可以包括但不限于处理器或微处理器或中央处理单元、存储器(诸如但不限于只读存储器、随机存取存储器、电可擦除可编程只读存储器)、输入/输出装置或装置、模拟数字转换器或转换电路、数字模拟转换器或转换电路、时钟等。控制单元18可以被配置为执行程序指令，该程序指令可以存储在控制单元18内的存储器或其他与控制单元18相关联的其他适当的存储装置中。控制单元18可以经由逆变器20对驱动电机22进行控制以实现各种操作。

在一些实施例中，输入装置26可操作性地连接到控制单元18。车辆的驾驶者操作输入装置26，以便经由控制单元18来控制驱动电机22的转矩输出。在一些实施例中，输入装置26可选择地包括踏板，控制单元18响应于踏板的位置状态经由逆变器调节传递到驱动电机22的电力的大小，从而调节驱动电机22的转矩输出。

下面将参照图2-图4A详细说明根据本公开的电池组3，所述电池组3具有根据本公开的电池组极耳冷却结构4。

如图2所示，电池组3包括电芯31、端部电芯护板32a、中间电芯护板32b以及上述极耳冷却结构4。电芯31具有正极耳31a和负极耳31b。电池组极耳冷却结构4具有液冷板41、绝缘导热块42和极耳连接件43。图2A示出了图2中的A部的局部放大图，其中更详细地示出了绝缘导热块42和极耳连接件43的结构。另外，图2B示出了电池组的绝缘导热块42的放大图，图2C示出了电池组的极耳连接件43的放大图。

图4示出了沿着图3中的B-B剖切线获得的局部剖视图，并且图4A示出了沿着图4中的C部的局部放大图。在图4中，用更密的剖面线示出了构成电池组3的一个子单元3A。需要注意的是，虽然图2-4中示出了电池组3包括15个电芯31，但是应当理解的是，根据具体的应用需求，电池组3也可以包括更少或更多个电芯31。此外，电芯31的形状、尺寸也可以是根据具体的应用需求而变化，即，电芯31的形状、尺寸可以不同于图2-4中所示的长方形形状，比如可以是正方形、椭圆形、圆形、多边形等等。极耳连接件43用于电连接电池组3的相邻的两个电芯31的极耳31a。

下面参照图2、图2B、图2C、图4以及图4A所示详细描述根据本公开的电池组3和电池组极耳冷却结构4。由于电芯31具有大致对称的极耳31a和31b，因此，下面将仅结合其中一个极耳31a详细描述电池组极耳冷却结构4。应当理解的是，结合极耳31a进行的以下描述也同样适用于另一个极耳31b。

如图2B所示，绝缘导热块42呈大体倒U形，并且包括相互平行的第一支臂421、第二支臂422、以及连接所述第一支臂421和第二支臂422并且基本垂直于所述第一支臂421和第二支臂422延伸的第三支臂423，并且，在所述第一支臂421和所述第三支臂432之间形成第一夹持槽424，在所述第二支臂422和所述第三支臂423之间形成第二夹持槽425。

如图2C所示，极耳连接件43呈大致U形，并且包括相互平行的第一支臂431和第二支臂432、以及连接所述第一支臂431和第二支臂432并且基本垂直于所述第一支臂431和第二支臂432延伸的第三支臂433，每个极耳连接件43均布置在相邻的两个电芯31之间，使得所述极耳连接件43的第一支臂431和第二支臂432分别与所述相邻的两个电芯31的极耳31a形成面接触，从而电连接所述相邻的两个电芯31的极耳31a。

如图2B所示，绝缘导热块42的所述第一夹持槽424和第二夹持槽425均具有相互平行的第一表面和第二表面以及连接所述第一表面和第二表面的第三表面。在图4中所示的电池组3的子单元3A中，极耳连接件43的第一支臂431的侧表面和与之相连的极耳31a的相对的侧表面分别与相应的绝缘导热块42的第二夹持槽425的第一表面和第二表面形成面接触，以将在所述极耳31a处产生的热量导出到所述绝缘导热块42。类似地，极耳连接件43的第二支臂432的侧表面和与之相连的极耳31a的相对的侧表面分别与另一个相应的绝缘导热块42的第一夹持槽424的第一表面和第二表面形成面接触。

液冷板41与绝缘导热块42形成面接触，并且冷却液体能够流过所述液冷板41，以便冷却所述绝缘导热块42。

在一个优选实施例中，所述极耳连接件43的第一支臂431和第二支臂432可以通过焊接连接到各个电芯31的极耳31a。例如，所述极耳连接件43的第一支臂431和第二支臂432和极耳31a可以通过例如超声波焊接、电阻焊或激光焊连接在一起。

在一个优选实施中，在第一夹持槽424和第二夹持槽425的第一表面和第二表面上涂布有导热胶，由此在绝缘导热块42、极耳连接片43以及极耳31a之间实现良好的导热。应当理解的是，也可以在极耳连接件的第一支臂431和第二支臂432以及电芯31的极耳31a上涂布导热胶。

在一个优选实施例中，绝缘导热块42的第一夹持槽424和第二夹持槽424的第三表面与所述极耳连接件43的第一支臂431和第二支臂432的端面和所述极耳31a的端面形成面接触，并且优选地在该第三表面和/或第一支臂431和第二支臂432的端面和所述极耳31a的端面处涂布有导热胶。

如图4和图4A所示，作为一个优选实施例，布置在相邻的电芯31之间的中间电芯护板32b能够辅助定位电芯31，并能够将电芯主体31c的热量导出。此外，所述中间电芯护板32b的上部还包括限位槽32b1，用于接收绝缘导热块42的限位部426或所述极耳连接件43的限位部434。优选地，所述中间电芯护板32b的限位槽32b1与所述绝缘导热块42的限位部426和所述极耳连接件43的限位部434之间也涂布有导热胶，以便实现良好的导热。

此外，如图2B、图4以及图4A所示，所述绝缘导热块42的第三支臂423的上表面具有凹部423a，并且所述液冷板41的下表面具有凸部41a，所述凸部41a被接收在所述凹部423a中，以便增加液冷板41和所述绝缘导热块42的接触面积，从而增强散热。优选地，所述液冷板41和所述绝缘导热块42的接合面处也涂有导热胶，以便进一步增强散热。应当理解的是，虽然图2-4中示出了绝缘导热块42的第三支臂423具有凹部423a而液冷板41的下表面具有凸部41a，但是也可以使绝缘导热块42的第三支臂423具有凸部而液冷板41的下表面具有凹部，只要能够增大液冷板41和所述绝缘导热块42之间的传热面积即可。此外，虽然图2-4中示出了所述凹部423a和所述凸部41a具有大致矩形的横截面，但是应当理解的是，所述凹部423a和所述凸部41a也可以具有其他形状的横截面。

在一个优选实施例中，冷却液能够根据极耳31a处的温度的高低以可控地变化的流量流过所述液冷板41，以便将电芯31的温度和/或电芯31的极耳31a的温度控制在预定范围内，而不受电池组3的负荷大小的影响。应当理解的是，冷却液也能够以恒定的流量流过所述液冷板41。可选地，根据本公开的电池组极耳冷却结构4也可以包括泵、流量控制阀、控制器、散热器等其它部件。

根据本公开的电池组极耳冷却结构4的绝缘导热块42、极耳连接件43、端部电芯护板32a以及中间电芯护板32b的上述结构允许以模块化的方式来构造电池组极耳冷却结构4，使得电池组极耳冷却结构4具有良好的扩展性，从而能够在不改变绝缘导热块42、极耳连接件43、端部电芯护板32a以及中间电芯护板32b这些主要部件的结构的情况下，对不同数量的电芯31进行冷却。

另外，根据本公开的电池组极耳冷却结构4的绝缘导热块42与极耳连接件43以及极耳31a以形锁合(即通过互补的形状配合)的方式相互连接，而不需要使用额外的紧固件。类似地，根据本公开的电池组极耳冷却结构4的液冷板41和绝缘导热块42也以形锁合(即通过互补的形状配合)的方式相互连接，而不需要使用额外的紧固件。由此，显著降低了电池组极耳冷却结构4的装配复杂度，并且提高了空间利用率。另外，上述形锁合(即通过互补的形状配合)方式的连接也使得容易拆卸电池组极耳冷却结构4和电池组3，从而使维修、更换电芯31、液冷板41等部件的维护/维修工作变得更加简单高效。

以上已经参照附图描述了本公开的一些实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且本公开也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。