一种电池、电池包、储能系统及电动汽车的制作方法

本申请涉及电池，特别涉及一种电池、电池包、储能系统及电动汽车。

背景技术：

1、随着电池技术的发展，如各类电池在通信电源、数据中心、微网储能、电动车等领域的应用越来越广泛，电池单体容量设计的越来越高，在储能系统的各种组合也越来越复杂，电池单体中的各个电芯的散热难度较大，由于电芯各向散热系数不同，其中心部分散热困难且内阻较高，因此在实际应用时容易形成局部热点，进而造成电池寿命下降。

2、有鉴于此，需要提供一种简单、可靠的电池结构，从而能够有效的提升电池内部电芯的散热能力。

技术实现思路

1、本申请提供一种电池、电池包、储能系统及电动汽车，能够有效提升电池内部的电芯的散热能力。

2、第一方面，本申请提供一种电池，包括：电池壳体、上盖板、下盖板、多个电芯、多个第一液冷板以及第二液冷板；每个第一液冷板中设置有第一换热介质，第二液冷板中设置有第二换热介质；

3、电池壳体、上盖板以及下盖板构成容纳空间，多个电芯设置在容纳空间内部；多个电芯沿着电池壳体的径向方向并联连接，相邻两个电芯之间设置一个所述第一液冷板；上盖板上设置有极柱，极柱与多个电芯中的每个电芯连接，第二液冷板设置在容纳空间外部、且位于下盖板的下方，每个第一液冷板贯穿下盖板与第二液冷板接触；每个第一液冷板在与第二液冷板接触后，使第一换热介质以及第二换热介质完成热交换。

4、通过本申请提供的电池结构，电池可以做厚，内部设计的电芯可以分腔设置多层，既增加了电池的密度，又避免出现散热能力低问题，将第一液冷板置于电芯之间，提升电芯换热效率，且得益于底部第二液冷板与多个第一液冷板的接触，电池能维持在适宜的工作温度，提高电池使用寿命。

5、为了进一步提升散热能力，作为一种可能的实施方式，每个第一液冷板靠近第二液冷板的一侧开设有至少一个液冷通孔，第一液冷板通过至少一个液冷通孔与第二液冷板连通，第一换热介质和第二换热介质通过至少一个液冷通孔流通。

6、第二液冷板中的第二换热介质通过毛细导管的毛细现象被液冷通孔吸入第一液冷板中以实现第一液冷板中的换热介质循环。随着电池的运行，内部的电芯产生大量的废热，电芯产生热量被第一液冷板中的第一换热介质吸收，第一换热介质的热量则被吸入的第二换热介质带走。通过毛细导管的设置，让第二换热介质能够通过毛细现象自动注入第一液冷板中的多个毛细导管，外部仅需要一个功率较小的水泵便能实现换热介质的循环，节省了空间的同时让整个电池结构更加紧凑。

7、作为一种可能的实施方式，每个第一液冷板内部设置第一液冷通道、且每个第一液冷板靠近第二液冷板的一侧开设有至少一个与第一液冷通道连通的第一液冷通孔；第二液冷板内部设置第二液冷通道、且每个第二液冷板靠近所述第一液冷板的一侧开设有至少一个与第二液冷通道连通的第二液冷通孔；第一换热介质和第二换热介质通过第一液冷通路、至少一个第一液冷通孔、至少一个第二液冷通孔以及第二液冷通道流通。

8、其中，第一液冷通路可以为u型，u型液冷通路可以包括进液孔以及出液孔，u型液冷通路沿第一液冷板中线对称布置，u型液冷通路由多条并列的u型流道串联而成，通过进液孔进入内部的第一换热介质进入u型液冷通路循环流动并与电芯进行换热后，再由出液孔进入到第二液冷板，u型液冷通路形式能够有效减少流阻，保证流量均一，有效提高冷却散热效率。

9、作为一种可能的实施方式，所述第二液冷板中的所述第二液冷通路还与外部冷源连接，所述外部冷源用于向所述第二液冷通路循环供应冷却后的所述第二换热介质。

10、外部冷源可以使得电芯产生的热量被输送至电池外部，以对电池进行液冷散热，另外，外部冷源可以向第二液冷板内输送冷却后的第二换热介质，确保第二换热介质能够带走电芯产生的热量。

11、作为一种可能的实施方式，外部冷源包括散热器以及冷却风扇；散热器与第二液冷通路连通，冷却风扇用于利用吸入的空气对流经所述散热器的所述第二换热介质进行冷却。

12、示例性的，散热器可以采用翅片管式散热器，该翅片可以为铝制波浪式翅片，冷却风扇将环境空气吸入翅片管散热器中从而降低第二换热介质的温度。此外，外部冷源还可以根据电池的温度来调整冷却风扇转速，电池的温度越高，冷却风扇的转速越快。

13、作为一种可能的实施方式，电池还包括压缩制冷模块，压缩制冷模块包括如下：热交换器、压缩机、冷凝器以及循环泵；循环泵用于驱动第二换热介质在第二液冷板中循环流动；压缩机用于：将第二换热介质压缩成高压气态；冷凝器用于：使第二换热介质吸收空气中热量气化或对压缩后的第二换热介质进行冷凝降温。

14、作为一种可能的实施方式，每个第一液冷板与第二液冷板的接触处还可以设置有密封材料。为了防止换热介质流出，第一液冷板与第二液冷板的接触处内可以以灌胶方式进行密封以避免间隙，从而保证了第一液冷板和第二液冷板之间的气密性封闭，同时也进一步加强了第一液冷板和第二液冷板的稳定性。

15、作为一种可能的实施方式，每个第一液冷板的外壁上还可以设置有多个高温破裂孔，在第一液冷板的表面温度超过设定温度阈值时，至少一个高温破裂孔破裂可以使第一换热介质喷洒到容纳空间内部。这样，在电芯发生热失控，导致第一液冷板的表面温度超过设定温度阈值时，高温破裂孔能够自动破裂，第一换热介质从高温破裂孔喷洒到容纳空间内部，从而可以及时地冷却电池，抑制电池内部的热失控过程。

16、作为一种可能的实施方式，第一换热介质可为全氟己酮。其中，全氟己酮在遇热后会快速汽化带走热量，从而使得电池整体温度下降，火自然会熄灭，并且全氟己酮在喷洒到容纳空间内部之后会形成隔离层，隔离层隔绝电芯与氧气，从而也可以快速把火熄灭。

17、第二方面，本申请提供一种电池包，包括电池管理单元和第一方面提供的电池；电池管理单元与电池电连接，用于获取电池的参数信息，以及用于向电池发送控制信息。由于上述第一方面中的电池具有相应的技术效果，因此这里提供的电池包也具有相应的技术效果，重复之处不予论述。

18、第三方面，本申请提供一种储能系统，包括储能变流器和上述第二方面提供的电池包，储能变流器与电池管理单元信号连接，以对输入所述电池的电流进行处理。由于上述第一方面中的电池具有相应的技术效果，因此这里提供的储能系统也具有相应的技术效果，重复之处不予论述。

19、第四方面，本申请提供一种电动汽车，包括车体和上述第三方面所述的储能系统，车体具有动力模组，储能系统用于为动力模组供电。由于上述第一方面中的电池具有相应的技术效果，因此这里提供的电动汽车也具有相应的技术效果，重复之处不予论述。

技术特征：

1.一种电池，其特征在于，包括：电池壳体、上盖板、下盖板、多个电芯、多个第一液冷板以及第二液冷板；每个第一液冷板中设置有第一换热介质，所述第二液冷板中设置有第二换热介质；

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，每个所述第一液冷板靠近所述第二液冷板的一侧开设有至少一个液冷通孔，所述第一液冷板通过所述至少一个液冷通孔与所述第二液冷板连通，所述第一换热介质和所述第二换热介质通过所述至少一个液冷通孔流通。

3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，每个所述第一液冷板内部设置第一液冷通道、且每个所述第一液冷板靠近所述第二液冷板的一侧开设有至少一个与所述第一液冷通道连通的第一液冷通孔；所述第二液冷板内部设置第二液冷通道、且每个所述第二液冷板靠近所述第一液冷板的一侧开设有至少一个与所述第二液冷通道连通的第二液冷通孔；

4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述第二液冷板中的所述第二液冷通路还与外部冷源连接，所述外部冷源用于向所述第二液冷通路循环供应冷却后的所述第二换热介质。

5.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，所述外部冷源包括散热器以及冷却风扇，所述散热器与所述第二液冷通路连通，所述冷却风扇用于利用吸入的空气对流经所述散热器的所述第二换热介质进行冷却。

6.根据权利要求1-5任一所述的电池，其特征在于，每个所述第一液冷板与所述第二液冷板的接触处设置有密封材料。

7.根据权利要求1-6任一所述的电池，其特征在于，每个所述第一液冷板的外壁上设置有多个高温破裂孔，在所述第一液冷板的表面温度超过设定温度阈值时，至少一个所述高温破裂孔破裂使所述第一换热介质喷洒到所述容纳空间内部。

8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述第一换热介质为全氟己酮。

9.一种电池包，其特征在于，包括电池管理单元和如权利要求1-8中任一项所述的电池；所述电池管理单元与所述电池电连接，用于获取所述电池的参数信息以及用于向所述电池发送控制信息。

10.一种储能系统，其特征在于，包括储能变流器和如权利要求9所述的电池包，所述储能变流器与所述电池管理单元信号连接，以对输入所述电池的电流进行处理。

11.一种电动汽车，其特征在于，包括车体和如权利要求10所述的储能系统，所述车体具有动力模组，所述储能系统用于为所述动力模组供电。

技术总结
本申请提供一种电池、电池包、储能系统及电动汽车，包括：电池壳体、上盖板、下盖板、多个电芯、多个第一液冷板以及第二液冷板；通过在相邻的电芯之间设置第一液冷板，能对电芯起到更好的散热效果，而通过在下盖板下方设置的第二液冷板，每个第一液冷板能贯穿下盖板后与第二液冷板接触，第一液冷板在吸收完电芯产生的热量后，可通过与第二液冷板接触后完成热交换。如此，电池整体结构可以做厚，内部设计的电芯可以分腔设置多层，既增加了电池的能量密度，又避免出现散热问题，将第一液冷板置于电芯之间，提升了电芯换热效率，且得益于底部第二液冷板与多个第一液冷板的接触，电池能维持在适宜的工作温度，提高电池使用寿命。

技术研发人员：钟正,陈诚,叶万祥
受保护的技术使用者：华为数字能源技术有限公司
技术研发日：20230131
技术公布日：2024/1/14