电池组件的制作方法

1.本实用新型涉及电池领域，更具体地讲，涉及一种包括冷却板的电池组件。


背景技术：

2.在基于二次电池的电化学储能系统中，电芯的充放电由于电池内阻的存在会在充电放电过程中产生大量热量。要保证电池工作于合理的温度范围内，需要对电池的电芯进行冷却。
3.目前，电池的常见的冷却方式具有风冷和液冷两种基本冷却形式。液冷系统的散热能力更强，同一电池包的内部，电芯温度差异相对更小。
4.液冷系统通常使用一块导热板，液冷系统的内部构建有液体流道，电池与导热板的外表面直接接触，从而将电芯的热量传递给导热板，内部流道内的液体再传递导热板的热量，实现冷却散热。
5.常见的电池的电芯大致可分为圆柱形和方块形。方块形电池的空间利用率更好，更容易制造大容量的储能电芯，因此方块形电芯通常采用多片单个电源单元电池叠加并联而成，顶部引出正负极耳。
6.基于方块形电池的液冷系统通常在电芯底部与导热板接触进行传热。底面大小由叠片层数和单个叠片宽度决定。由于电池工艺和单层极片的传热特性决定了底面为电池的六个表面中最小的面。在接触导热过程中，热量从上向下从电芯流向导热板，因此用底面作为传热面时的电芯温度分布不均，电芯的顶部与底部存在较大温差，具有影响电芯使用寿命、散热效果较差等缺点。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的之一在于提供一种冷却效率较高的电池组件。
8.本实用新型的目的之一在于提供一种实际使用寿命较长的电池组件。
9.根据本公开的一方面，提供一种电池组件，该电池组件包括：支撑板，多个电芯，设置在支撑板上并且排列成多排；多个冷却板，多个冷却板中的至少一个冷却板位于多个电芯的侧部并且布置在相邻的两排电芯之间，每个冷却板包括导热板和设置在导热板上的冷却管道，冷却管道包括流入冷却液的冷却管道入口端和流出冷却液的冷却管道出口端；流入管道和流出管道，分别连接到冷却管道入口端和冷却管道出口端。
10.根据本公开的实施例，电芯可以为方块形电芯，每排方块形电芯的具有最大面积的表面可共面并且可与导热板贴合。
11.根据本公开的实施例，电池组件还可包括拉杆，拉杆可穿过导热板上的安装孔并且使导热板垂直于支撑板导热板。
12.根据本公开的实施例，冷却管道可布置在导热板的表面上或布置在导热板上的弯曲通孔中。
13.根据本公开的实施例，冷却管道的至少一部分可弯曲为s形或z形。
14.根据本公开的实施例，布置在导热板上的弯曲通孔中的冷却管道可从导热板相对的两个表面暴露，并且可分别与导热板的两个表面齐平。
15.根据本公开的实施例，从导热板的两个表面暴露的冷却管道可与相邻的两排电芯贴合。
16.根据本公开的实施例，冷却管道的冷却管道入口端和冷却管道出口端可位于冷却板的同一侧，并且同一冷却板的冷却管道入口端可位于冷却管道出口端的下方。
17.根据本公开的实施例，流入管道的流入管道入口端可连接到外部冷却液存储部，流入管道的多个流入管道出口端可分别连接到多个冷却管道的冷却管道入口端，流出管道的多个流出管道入口端可分别连接到多个冷却管道的冷却管道出口端，流出管道的流出管道出口端可连接到外部冷却液收集部。
18.流入管道的多个流入管道出口端可位于流入管道的同一侧，并且流出管道的多个流出管道入口端可位于流出管道的同一侧。
19.根据本实用新型的实施例的电池组件可具有以下有益技术效果：
20.1)充分利用了电芯表面的散热面积，提高散热效率。
21.2)有效改善电芯内的温度分布，降低温度差。
22.3)提升电池组件的实际使用寿命。
附图说明
23.通过下面结合附图进行的详细描述，本实用新型的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：
24.图1是示出根据本实用新型的实施例的电池组件的分解示意图；
25.图2是示出根据本实用新型的实施例的电池组件的分解示意图；
26.图3是示出根据本实用新型的实施例的冷却板的安装方式的示意图；
27.图4是示出根据本实用新型的单个冷却板的示意图；
28.图5是示出根据本实用新型的单个冷却板的示意图。
29.附图标记说明：
30.100：冷却板；101：导热板；102：冷却管道；103：冷却管道出口端； 104：冷却管道入口端；110：第二安装孔；1021：第一弯折部；1022：第二弯折部；1023：线性延伸部；120：第一安装孔；130：通孔；200：第一端板； 300：电芯；310：第一电芯短接排；320：第二电芯短接排；330：拉杆；500：支撑板；600：流入管道；601：流入管道出口端；602：流入管道入口端；700：流出管道；701：流出管道出口端；702：流出管道入口端；800：第二端板； 900：风扇。
具体实施方式
31.在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。
32.术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者
隐含地包括一个或者更多个该特征。
33.在本公开的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，并且涉及数量的“一个或更多个”或“多个”等的概括为并列概括而非上位概括，并且并列概括的数量均为正整数。
34.在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。
35.本公开可用两块冷却板将电芯夹在中间进行冷却，或者可用单块冷却板冷却两排电芯。另外，可使用电芯表面中面积最大的两个表面传导热量，可以大幅度增大接触导热面积，减少热端与冷端之间的温差，提高散热能力。下面参照附图详细描述本实用新型的优选实施例。
36.图1是示出根据本实用新型的实施例的电池组件的分解示意图，图2是示出根据本实用新型的实施例的电池组件的分解示意图，图3是示出根据本实用新型的实施例的冷却板的安装方式的示意图，图4是示出根据本实用新型的单个冷却板的示意图，图5是示出根据本实用新型的单个冷却板的示意图。
37.本实用新型的实施例的电池组件包括支撑板500、多个电芯300、多个冷却板100。此外，该电池组件还可包括冷却液流入管道600和流出管道700。
38.多个电芯300设置在支撑板500上并且排列成排(例如，排列成多行和/ 或多列)，例如，如图1所示，多个电芯300可设置成4行8列，电芯300的数量以及排列方式不受具体限制，并且可根据电池容量及安装空间等因素而变化。
39.每个电芯300可具有方块形形状(即，大体呈长方体形状)，电芯300也可具有诸如圆柱形状的其他形状。当电芯300具有方块形形状时，电芯300 的面积最小的表面可以与支撑板500相对，并且可以与支撑板500接触。当电芯300具有诸如圆柱形状等的其他形状时，电芯300的底表面可以为平面，并且可以固定安装在支撑板500上。电芯300的其上设置有正负极耳的表面可以为上表面，并且可以大体为平面。电芯300的侧表面或侧部可以与支撑板500垂直，并且电芯300的侧表面或侧部可以是弯曲的。
40.如图2所示，同一列上的电芯300之间可通过拉杆330分开，同一行上的电芯300可通过冷却板100分开。
41.作为示例，同一行上的电芯300之间可通过拉杆330分开，同一列上的电芯300可通过冷却板100分开，也就是说，冷却板100可以横向安装，也可以纵向安装，拉杆330可以与冷却板100的导热板101垂直。拉杆330可利用绝缘材料制成，但本公开不限于此。
42.另外，拉杆330可穿过导热板101上的安装孔并且限制导热板101垂直于支撑板500，并且使导热板101可沿着拉杆330的延伸方向上活动调节。
43.如图1至图3所示，相邻的电芯300之间的拉杆330的数量可以为多个，例如，同一列上的相邻的两个电芯300之间的拉杆330的数量可以为两个或更多个，相邻的电芯300之间的拉杆330的数量不受限制，相邻的电芯300 之间的多个拉杆330可以布置在不同的高度。布置在不同高度的多个拉杆330 可穿过冷却板100上的对应安装孔或固定孔。
44.例如，在图5所示的状态下，布置在低处的多个拉杆330可对应穿过冷却板100上的多个第一安装孔120，布置在高处的多个拉杆330可对应穿过冷却板100上的多个第二安装
孔110，多个第一安装孔120的中心可以位于同一直线上，多个第二安装孔110的中心也可以位于同一直线上，每个安装孔可以为圆形孔或椭圆形孔。
45.如图1至图3所示，拉杆330可总体呈线性延伸。拉杆330也可以被局部弯折。也就是说，同一拉杆330可穿过不同冷却板100或导热板101上的位于不同高度的安装孔。
46.支撑板500可以是绝缘板，支撑板500可以位于电芯300的底部，使电芯300与外部绝缘。
47.如图1和图2所示，在电池组件的两端可分别设置有第一端板200和第二端板800，第一端板200和第二端板800均可布置有供拉杆330穿过的安装孔，拉杆330的延伸方向可以与第一端板200和第二端板800垂直。
48.另外，虽然没有示出，但本实用新型的电池组件还可包括覆盖电芯300 的上表面的盖板，也就是说，本实用新型的电池组件可具有外部壳体，该外部壳体可包括支撑板500、第一端板200、第二端板800以及端板。
49.如图1至图3所示，多个冷却板100中的至少一个冷却板100位于多个电芯300的侧部并且布置在相邻的两排电芯(例如，两行电芯和/或两列电芯) 之间。多个冷却板100中的最靠近第一端板200的冷却板100可位于相应的第一端板200与电芯300之间，多个冷却板100中的最靠近第二端板800的冷却板100可位于第二端板800与电芯300之间。
50.电芯300的侧部的表面(即，侧表面)可以是与支撑板500垂直的部分，电芯300的顶部的表面(即，顶表面或上表面)可以与支撑板500平行。
51.如图2所示，电芯300的顶部可安装有电芯短接排，第一电芯短接排310 可用于电连接同行不同列的两个电芯，第二电芯短接排320可用于电连接同列不同行的两个电芯。为了清楚，图2省略了部分电芯短接排。
52.冷却板100布置在电芯300的侧部，可改善电芯300的冷却效率。另外，可降低电芯300的顶部与底部的温差，提高电芯300的实际使用寿命。冷却板100在电芯300的侧部进行冷却，可以均衡电芯300在不同位置的散热效果，缓解顶部与底部温差过大导致电芯300的实际使用寿命低的问题。除了冷却板100布置在电芯300的侧部之外，也可以在电芯300的顶部或底部进一步设置冷却板100，从而进一步提高散热效率。
53.如图1和图4所示，多个冷却板100中的每个冷却板100包括导热板101 和布置在导热板101上的冷却管道102，冷却管道102包括流入冷却液(例如，水)的冷却管道入口端104和流出冷却液的冷却管道出口端103。
54.导热板101和冷却管道102可利用导热性能较好的材料形成，作为示例，导热板101和冷却管道102均可利用金属制成。每行或每列的电芯(例如，方块形电芯)的具有最大面积的表面可共面并且可面对导热板101。
55.作为示例，每行或每列的电芯(例如，方块形电芯)的具有最大面积的表面可共面并且可面对导热板101。例如，导热板101可以与每行或每列的电芯(例如，方块形电芯)的具有最大面积的表面基本平行，并且导热板101 可以与该表面接触，作为示例，导热板101的两个表面可分别与两排电芯的共面的表面接触或贴合。将电芯300的侧表面与面积最大的表面接触或相对可充分利用电芯表面的散热面积，提高散热效率。
56.在一个示例中，在导热板101与电芯300的侧表面之间还可设置诸如粘合构件或导热性能较好的导热构件等的中介构件。
57.导热板101可以与支撑板500垂直，并且可以与第一端板200和第二端板800平行布置，冷却管道102可布置在导热板101的表面上或布置在导热板101上的通孔(例如，弯曲通孔)中。
58.如图4所示，冷却管道102可布置在导热板101上的通孔中，冷却管道 102也可以直接布置在导热板101的表面上。
59.当导热板101上设置有通孔(例如，弯曲通孔)时，冷却管道102可以从导热板101的两个表面暴露，并且冷却管道102分别从导热板101的一个表面暴露的第一部分以及从导热板101的另一表面暴露的第二部分中的至少一者可以与导热板的相应表面齐平，可以从相应的表面凸出，也可以相对于相应的表面凹陷。
60.作为示例，冷却管道102也可以安装在导热板101上的导热槽中，也就是说，冷却管道102可仅从导热板101的一个表面暴露，此时，也可以将冷却管道102视为安装在导热板101上。
61.可选地，导热板101上的弯曲通孔中的冷却管道102可从导热板101的彼此相对的两个表面暴露，并且可分别与导热板101的两个表面齐平，从导热板101的两个表面暴露的冷却管道102与相邻的两行电芯300或两列电芯 300接触。
62.冷却管道102的两侧均可与电芯300的侧表面或面积最大的表面接触或相对。由此，可进行充分冷却，从而提高散热效率。
63.当导热板101上没有设置通孔时，冷却管道102可以直接设置在导热板101的表面上，也就是说，冷却管道102可以仅有一侧与电芯300接触或面对。
64.冷却管道102可以为弯曲管道，也就是说，冷却管道102的至少一部分被弯曲，如图4和图5所示，冷却管道102的至少一部分可被弯曲为s形。作为示例，冷却管道102的至少一部分可被弯曲为z形或环形(例如，圆环形或椭圆环形)。
65.如图4和图5所示，导热板101可以为方形板。冷却管道102可包括分别位于导热板101的两端的第一弯折部1021和第二弯折部1022以及位于第一弯折部1021和第二弯折部1022之间的线性延伸部1023，第一弯折部1021 和第二弯折部1022均可呈u形。线性延伸部1023可以与导热板101的长度方向平行。
66.作为示例，冷却管道102的线性延伸部也可以与导热板101的长度方向成预定角度。例如，冷却管道102的线性延伸部可以与导热板101的对角线垂直的方向延伸。
67.参照图5，如上所述，导热板101可包括供拉杆330穿过的多个安装孔，这些安装孔可以使导热板101或整个冷却板100在与支撑板500垂直的方向上保持固定。第一安装孔120和第二安装孔110可分别位于相邻的两个线性延伸部1023之间。
68.如图1、图4和图5所示，冷却管道102的冷却管道入口端104和冷却管道102的冷却管道出口端103可位于冷却板100的同一侧。在图5所示的状态下，冷却管道102的冷却管道入口端104和冷却管道102的冷却管道出口端103可位于冷却板100的上侧。在图1所示的状态下，冷却管道102的冷却管道入口端104可位于冷却管道102的冷却管道出口端103的下方。
69.作为示例，冷却管道102的冷却管道入口端104和冷却管道102的冷却管道出口端103也可以位于冷却板100的两侧。例如，如果在图5所示的状态下，冷却管道102的冷却管道入口端104可位于冷却板100的上侧，冷却管道102的冷却管道出口端103可以位于冷却板
100的下侧；或者，冷却管道102的冷却管道入口端104可位于冷却板100的下侧，冷却管道102的冷却管道出口端103可以位于冷却板100的上侧；抑或，冷却管道102的冷却管道入口端104以及冷却管道102的冷却管道出口端103可以分别位于冷却板100的上侧和下侧并且位于冷却板100的对角线上。
70.冷却管道102的冷却管道入口端104和冷却管道102的冷却管道出口端 103可以通过导热板101上的通孔130从导热板101的一侧延伸到导热板101 的另一侧(或者从导热板101的一个表面延伸到导热板101的另一表面，并且从该另一表面突出)。通孔130可以与导热板101上的用于容纳冷却板100 的容纳槽或容纳孔分开。用于容纳冷却板100的容纳槽或容纳孔可以是一体连续形成的容纳槽或容纳孔。
71.当冷却管道102呈圆环形或椭圆环形(跑道环形)时，冷却管道102的冷却管道入口端104可以是内圈起端，冷却管道102的冷却管道出口端103 可以是外圈终端。冷却管道102的冷却管道入口端104可以是外圈起端，冷却管道102的冷却管道出口端103可以是内圈终端。
72.如图1所示，流入管道600和流出管道700可分别连接到冷却管道入口端104和冷却管道出口端103。
73.流入管道600的流入管道入口端602可连接到外部冷却液存储部，流入管道600的多个流入管道出口端601可分别连接到多个冷却管道102的冷却管道入口端104，例如，流入管道600的多个流入管道出口端601可分别焊接到冷却管道102的冷却管道入口端104。作为示例，流入管道600的多个流入管道出口端601也可通过连接器等固定连接到冷却管道102的冷却管道入口端104。
74.多个冷却板100可公用部分冷却路径，多个冷却板100的流入路径和回流路径均可公用。流入管道600可采用单入多出的方式供应冷却液。流入管道600和流出管道700可分别连接到冷却管道入口端104和冷却管道出口端103。
75.流入管道600的冷却液在公用部分的总体流动方向可以与支撑板500平行。流出管道700的冷却液在公用部分的总体流动方向也可以与支撑板500 平行。
76.流出管道700的多个流出管道入口端702可分别连接到多个冷却管道102 的冷却管道出口端103，流出管道700的流出管道出口端701可连接到外部冷却液收集部。流出管道700可采用多入单出的方式回流冷却液。
77.流入管道600的多个流入管道出口端601可位于流入管道600的同一侧，流出管道700的多个流出管道入口端702可位于流出管道700的同一侧。
78.在如图1所示的状态下，流出管道700可以位于流入管道600的上方，也就是说，供应到冷却管道102的冷却液从下往上流动。
79.例如，从流入管道600的多个流入管道出口端601流到冷却管道102的冷却管道入口端104的冷却液从下往上在冷却管道102中流动，并且经由冷却管道102的设置在更高位置的冷却管道出口端103回流到流出管道700，并且经由流出管道700流出到外部冷却液收集部(例如，外部水箱)。
80.流入管道600和流出管道700可位于电池组件的同一侧。在一个示例中，流入管道600和流出管道700可位于电池组件的不同侧。每个冷却板100的冷却路径可彼此独立，而不包括公用的部分。设置在每个冷却板100上的冷却管道102也可具有成对设置的多个入口端
和出口端，也就是说，冷却管道 102可以不是一体形成的，而是可包括彼此独立的多个部分，每个部分独立冷却。
81.如图1所示，本实用新型的电池组件还可包括风扇900，例如，风扇可安装在第一端板200和第二端板800上设置的安装孔中。第一端板200和第二端板800上可分别安装有两个风扇900，安装在第一端板200和第二端板 800的风扇可以与流入管道600和流出管道700一起布置在电池组件的同一侧，从而对流入管道600和流出管道700进行冷却。
82.另外，虽然没有示出，但是本实用新型的实施例的电池组件还可包括吊耳、喷头组件、绝缘膜、电池管理系统等部件，这些部分组件可另外安装或与电池组件分离设置，且这些部件与本公开的冷却方案的要点无关，因此省略其详细描述。
83.根据本实用新型的实施例的电池组件充分利用了电芯表面的散热面积，提高散热效率。
84.根据本实用新型的实施例的电池组件有效改善电芯内的温度分布，降低温度差。
85.根据本实用新型的实施例的电池组件提升电池组件的实际使用寿命。
86.上面对本实用新型的具体实施方式进行了详细描述，虽然已表示和描述了一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定其范围的本实用新型的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行组合、修改和完善(例如，可以对本实用新型的不同技术特征进行组合以得到新的技术方案)。这些组合、修改和完善也应在本实用新型的保护范围内。