一种新型电池系统的制作方法

1.本实用新型涉及电池模组技术领域，特别是涉及一种新型电池系统。


背景技术：

2.目前，锂离子电池具有比能量高、循环使用次数多、存储时间长等优点，不仅在便携式电子设备(如移动电话、数码摄像机和手提电脑)上得到广泛应用，而且也广泛应用于电动汽车、电动自行车以及电动工具等大中型电动设备方面，因此对锂离子电池的性能要求越来越高。
3.对于新能源车使用的锂电池系统，安全问题尤为重要，尤其是对于三元电芯，热失控剧烈，随着市场端热失控问题的频发，对系统防止热扩散的要求也越来越高，均已不发生热扩散为最终目标，同时也需要保证整车的续航里程，保证电池能量密度也需要维持一个较高的水平。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种新型电池系统。
5.为此，本实用新型提供了一种新型电池系统，包括顶部开口的、中空的箱体；
6.箱体的内部，设置有多个纵向并列分布的电池模组；
7.每个电池模组的左右两侧分别设置有一个垂直分布的液冷板；
8.对于每个电池模组，其分别包括相互串联的、纵向分布的多个电芯，多个电芯的中心点位于同一纵向直线上，并且任意相邻的两个电芯的相对一侧设置有一个气凝胶垫；
9.对于每个电池模组，任意相邻的两个电芯的窄侧面相对设置；
10.每个气凝胶垫分别包括回形的硅胶泡棉圈和矩形的气凝胶块，气凝胶块位于硅胶泡棉圈的内侧；
11.每个电芯的四周外侧面分别包裹有pet绝缘膜，并且每个电芯的底面没有包裹pet绝缘膜；
12.每个电池模组的底部分别粘接有一个纵向分布的、具有绝缘功能的防胶贴；
13.每个防胶贴在与每个电芯底面相对应的位置设置有镂空豁口；
14.电池模组中的每个电芯的底面，与箱体的底板上表面相粘接；
15.箱体的底板在与每个电池模组底部相对应的位置，分别设置有一个长条形的、纵向分布的限位卡槽；
16.每个电池模组的底部与箱体底板上的限位卡槽相卡接；
17.对于每个电池模组，其包括的任意相邻的两个电芯分别通过激光焊的方式与一个汇流排相连接；
18.每个液冷板为中空的结构，其内部具有中空且前后贯通的腔体；
19.每个液冷板的前后两侧中间位置，分别设置有一个液冷板进出水接头；
20.箱体的左面板前后两端，分别设置有一个箱体进出水口；
21.箱体的内腔前后两侧，分别设置有一根横向分布的液冷板连接水管；
22.每根液冷板连接水管，分别与相邻的液冷板上的液冷板进出水接头相连通。
23.优选地，硅胶泡棉圈和气凝胶块的前后两侧分别设置有塑封膜；
24.塑封膜的外侧面上设置有双面胶；
25.塑封膜通过双面胶与相邻的电芯相粘接。
26.优选地，防胶贴的镂空豁口与每个电芯没有包裹pet绝缘膜的底面对应设置；
27.防胶贴的镂空豁口的形状大小，与每个电芯底面的形状大小相对应匹配。
28.优选地，箱体的底板在与每个液冷板底部相对应位置，分别设置有一个长条形的、纵向分布的凹形槽；
29.液冷板底部，对应嵌入到凹形槽中。
30.优选地，每根液冷板连接水管上设置有多个接水口，每个接水口分别通过一个液冷板接头与相邻的液冷板上的一个液冷板进出水接头相连通。
31.优选地，每个箱体进出水口通过一根中间连接管与相邻的液冷板连接水管相连通。
32.优选地，两个箱体进出水口分别通过中空的连接管道，对应与一个外部冷却泵的出液口和进液口相连通，液冷板连接水管以及液冷板中预先注入有冷却液。
33.优选地，箱体的顶部，设置有一个箱体上盖。
34.箱体上盖上设置有总正极输出端和总负极输出端，用于连接外部的用电设备；
35.任意相邻的两个电池模组之间的正极输出端，分别通过一个模组间正极汇流排相连接；
36.任意相邻的两个电池模组之间的负极输出端，分别通过一个模组间负极汇流排相连接；
37.总正极输出端与模组间正极汇流排相导电连接；
38.总负极输出与模组间负极汇流排相导电连接。
39.由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本实用新型提供了一种新型电池系统，其结构设计科学，一方面，电池模组中的电芯采用纵向排布且窄侧面相对设置的方式，电芯与电芯间的接触面积相较于传统方案缩小，有效减少了热传导，防止热扩散，另一方面，通过在每个电池模组的左右两大侧面设置液冷板，不仅保证对电池模组中每个电芯的充分散热，维持电芯更高倍率的使用，又能解决电芯热失控后向相邻模组传递热量，进一步阻断热扩散，具有重大的实践意义。
40.此外，对于本发明，还通过电池模组间液冷板的设置以及电芯间气凝胶垫的设置，可以进一步有效保证避免电池模组之间发生热扩散问题。
41.另外，对于本发明，电池模组与箱体采用底部灌胶的方式组装，并且箱体设有相应的限位结构，保证模组的入箱位置。同时，本发明在电池模组的底部设置有专门设计的防胶贴，能够保证箱体与电池模组之间的胶水不浸入到模组的电芯间缝隙中，避免影响电芯在循环过程中的受力(如果底部胶水会浸入到电芯和电芯间的间隙中，会导致电芯大面受力不均，存在局部应力。从而影响整体的循环性能，降低循环次数)。
42.本发明是一种三元ctp的方案设计，较传统ctp方案，组装方便且能有效的解决热失控问题。
附图说明
43.图1为本实用新型提供的一种新型电池系统，在移开箱体上盖时的俯视图；
44.图2为本实用新型提供的一种新型电池系统中，任意一个电池模组的立体装配结构示意图；
45.图3为本实用新型提供的一种新型电池系统中，任意一个电池模组的立体爆炸分解示意图；
46.图4为本实用新型提供的一种新型电池系统中，任意一个电池模组底部与箱体上的限位卡槽的安装状态剖视图；
47.图5为本实用新型提供的一种新型电池系统中，任意一个气凝胶垫的结构分解示意图。
具体实施方式
48.下面将结合本实用新型的实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
49.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，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。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
50.在本实用新型的描述中，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；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
51.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
52.参见图1至图5，本实用新型提供了一种新型电池系统，包括顶部开口的、中空的箱体1；
53.箱体1的内部，设置有多个纵向并列分布的电池模组2；
54.每个电池模组2的左右两侧分别设置有一个垂直分布的液冷板22；
55.需要说明的是，对于本实用新型，通过在每个电池模组的左右两大侧面设置液冷板，不仅保证对电池模组中每个电芯的充分散热，维持电芯更高倍率的使用，又能解决电芯热失控后向相邻模组传递热量，阻断热扩散。
56.对于每个电池模组2，其分别包括相互串联的、纵向分布的多个电芯21，多个电芯21的中心点位于同一纵向直线上，并且任意相邻的两个电芯21的相对一侧设置有一个气凝
胶垫24；
57.对于每个电池模组2，任意相邻的两个电芯的窄侧面相对设置(即相向、面对面设置)；
58.需要说明的是，对于每个电池模组2，任意相邻的两个电芯之间采用窄边排列排(即窄侧面排列)的组成方式，任意相邻的两个电芯的窄侧面相对设置，能够使得电芯与电芯间的接触面积相较于传统方案缩小，有效减少了热传导，防止热扩散。
59.每个气凝胶垫24分别包括回形的硅胶泡棉圈241和矩形的气凝胶块 242，气凝胶块242位于硅胶泡棉圈241的内侧；
60.需要说明的是，对于本实用新型，通过气凝胶垫24，既能吸收电芯的部分膨胀力，又能隔热，阻断热扩散。
61.需要说明的是，在本实用新型中，硅胶泡棉圈241的主要作用有两方面，一方面在模组组装时可以为中间的气凝胶提供一定的厚度空间，保证气凝胶不被压缩而影响隔热效果；另一方面，硅胶泡棉圈保证了电芯间的间隙，给电池的呼吸膨胀提供空间，另外硅胶有一定的压缩性，保证电芯不会受到额外的应力。
62.在本实用新型中，气凝胶块242主要作用为隔热，防止电芯热失控后将热量快递的旁边的电芯，起到热阻隔的效果。
63.在本实用新型中，具体实现上，参见图5所示，硅胶泡棉圈241和气凝胶块242的前后两侧分别设置有塑封膜243；
64.塑封膜243的外侧面上设置有双面胶；
65.塑封膜243通过双面胶与相邻的电芯21相粘接。
66.需要说明的是，在本实用新型中，具体实现上，硅胶泡棉圈241和气凝胶块242两者只是接触连接，但是在两者的周围通过塑封膜243的方式，保证两者的位置。同时在塑封膜243外附双面胶，用于粘贴相邻的两个电芯。
67.每个电芯21的四周外侧面分别包裹有pet绝缘膜(即聚对苯二甲酸乙二醇酯膜)，并且每个电芯21的底面没有包裹pet绝缘膜；
68.需要说明的是，对于本实用新型，是专门针对三元电芯的设计方案；电芯采用开窗式包膜结构，电芯底部不包膜，能够保证电芯与箱体的底板之间的强粘接力。pet绝缘膜的作用是绝缘。
69.需要说明的是，对于本实用新型，由于该电池模组与箱体固定仅为胶水固定，没有紧固件等其他固定方式，因此需要保证粘接性能足够强，包膜与不包膜对于粘接力的影响主要为三方面：一是，胶水对于金属和pet绝缘膜表现出的粘接力差距较大，粘接金属的力基本为粘接pet绝缘膜的3～5倍，差距明显。二是、pet绝缘膜本身的材料强度较差，在一定的作用力下会发生破坏，导致粘接失效。三是，pet绝缘膜与电芯的粘接为双面胶粘接，双面胶的粘接力较低，在一定的作用力下，pet绝缘膜会脱离电芯。
70.每个电池模组2的底部分别粘接有一个纵向分布的、具有绝缘功能的防胶贴25；
71.每个防胶贴25在与每个电芯21底面相对应的位置设置有镂空豁口251；
72.电池模组2中的每个电芯21的底面，与箱体1的底板上表面相粘接(具体是通过结构胶相粘接)；
73.箱体1的底板在与每个电池模组2底部相对应的位置，分别设置有一个长条形的、
纵向分布的限位卡槽101；
74.每个电池模组2的底部与箱体1底板上的限位卡槽101相卡接。
75.在本实用新型中，具体实现上，防胶贴25的镂空豁口251与每个电芯 21没有包裹pet绝缘膜的底面对应设置；
76.防胶贴25的镂空豁口251的形状大小，与每个电芯21底面的形状大小相对应匹配。因此，当防胶贴25粘贴于电池模组的底部时，防胶贴25的镂空豁口251位置与电芯底面不贴pet绝缘膜的位置重合。
77.在本实用新型中，具体实现上，对于每个电池模组2，其包括的任意相邻的两个电芯21，分别通过激光焊的方式与一个汇流排23(如铝排)相连接。因此，可以实现电池模组内多个电芯间的串联，保证电池模组内的电连接通路。
78.在本实用新型中，具体实现上，箱体1的底板在与每个液冷板22底部相对应位置，分别设置有一个长条形的、纵向分布的凹形槽；
79.液冷板22底部，对应嵌入到凹形槽中。
80.具体实现上，液冷板为中间型材设计，在液冷板的底部有l形开槽设计，用于与箱体1上的凹形槽进行装配限位。
81.具体实现上，每个液冷板22为中空的结构，其内部具有中空且前后贯通的腔体；
82.每个液冷板22的前后两侧中间位置，分别设置有一个液冷板进出水接头220。
83.在本实用新型中，具体实现上，箱体1的左面板前后两端，分别设置有一个箱体进出水口11；
84.箱体1的内腔前后两侧，分别设置有一根横向分布的液冷板连接水管 13；
85.每根液冷板连接水管13，分别与相邻的液冷板22上的液冷板进出水接头220相连通；具体为：每根液冷板连接水管13上设置有多个接水口，每个接水口分别通过一个液冷板接头与相邻的液冷板22上的一个液冷板进出水接头220相连通。
86.具体实现上，每个箱体进出水口11通过一根中间连接管12与相邻的液冷板连接水管13相连通。
87.需要说明的是，具体实现上，两个箱体进出水口11分别通过中空的连接管道，对应与一个外部冷却泵(如水泵)的出液口和进液口相连通，液冷板连接水管13以及液冷板中预先注入有冷却液。
88.需要说明的是，所述冷却液为阻燃冷却液或者水。其中，外部冷却泵(如水泵)的作用是给连接管道、液冷板连接水管以及水冷板内的冷却液提供循环动力，从而保证冷却液可以在由液冷板以及中空的液冷板连接水管中流动，并可控制冷却液的流动速度。具体实现上，箱体进出水口11与外部冷却泵(如水泵)之间的连接管道上安装有散热器和加热器，以方便在夏天时对冷却液进行散热处理以及在冬季时，对冷却液进行加热处理。
89.在本实用新型中，具体实现上，防胶贴25的材质应为绝缘、本体有一定结构强度且可以做成厚度较薄的材质，如pc、pp等，可以有效防止箱体底部的胶水(即电池模组底部与箱体底板上表面之间的胶水)浸入到模组中的电芯的间隙中，避免影响电芯循环过程中的受力。
90.需要说明的是，在本实用新型中，箱体与电池模组之间的固定方式，采用限位加胶水的方式，在箱体和模组的液冷板的相应位置均设有开槽结构，保证模组入箱时的固定。
91.需要说明的是，在本实用新型中，箱体的左面板设有两个箱体进出水口 11，通过中间连接管以及液冷板连接水管13与各个电池模组的液冷板相连，进行散热。
92.在本实用新型中，具体实现上，箱体1的顶部，设置有(具体可以是卡接或者通过螺栓固定连接)一个箱体上盖。
93.具体实现上，箱体上盖上设置有总正极输出端(具体可以是一个接线柱) 和总负极输出端(具体可以是一个接线柱)，用于连接外部的用电设备；
94.任意相邻的两个电池模组之间的正极输出端，分别通过一个模组间正极汇流排相连接；
95.任意相邻的两个电池模组之间的负极输出端，分别通过一个模组间负极汇流排相连接；
96.总正极输出端与模组间正极汇流排相导电连接；
97.总负极输出与模组间负极汇流排相导电连接。
98.需要说明的是，对于本实用新型的电池系统，总正极输出端和总负极输出端是电池系统的总正、总负输出端，通过多个模组间正极汇流排以及多个模组间负极汇流排实现电池模组间的并联，保证了电池系统内的电连接通路。
99.综上所述，与现有技术相比较，本实用新型提供的一种新型电池系统，其结构设计科学，一方面，电池模组中的电芯采用纵向排布且窄侧面相对设置的方式，电芯与电芯间的接触面积相较于传统方案缩小，有效减少了热传导，防止热扩散，另一方面，通过在每个电池模组的左右两大侧面设置液冷板，不仅保证对电池模组中每个电芯的充分散热，维持电芯更高倍率的使用，又能解决电芯热失控后向相邻模组传递热量，进一步阻断热扩散，具有重大的实践意义。
100.此外，对于本发明，还通过电池模组间液冷板的设置以及电芯间气凝胶垫的设置，可以进一步有效保证避免电池模组之间发生热扩散问题。
101.另外，对于本发明，电池模组与箱体采用底部灌胶的方式组装，并且箱体设有相应的限位结构，保证模组的入箱位置。同时，本发明在电池模组的底部设置有专门设计的防胶贴，能够保证箱体与电池模组之间的胶水不浸入到模组的电芯间缝隙中，避免影响电芯在循环过程中的受力(如果底部胶水会浸入到电芯和电芯间的间隙中，会导致电芯大面受力不均，存在局部应力。从而影响整体的循环性能，降低循环次数)。
102.本发明是一种三元ctp的方案设计，较传统ctp方案，组装方便且能有效的解决热失控问题。
103.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。