一种浸入式热管理组合电芯结构制造技术

本发明专利技术公开了一种浸入式热管理组合电芯结构，涉及电池领域，包括壳体，壳体内排列布置有组合分区；壳体设有流动的冷却液，冷却液填充壳体内部与每个组合分区形成的空隙中；冷却液由壳体的一端流入，由壳体的另一端流出；每个组合分区由方壳和层叠设置在方壳中的软包电芯组成；方壳内还具有第一冷却介质，第一冷却介质填充在方壳内部与软包电芯形成的空隙间。通过分区实现系统层级电芯间温差的调节，使得各个组合分区始终在健康的温度范围内进行充放电工作。采用本方案的设计可以更好的实现热传导和温度控制，可以允许电池布置密度更大进而实现更佳的体积利用率。浸入式冷却可以确保电池始终工作在健康的温度区间，无论式充电或者放电条件下。电或者放电条件下。电或者放电条件下。

【技术实现步骤摘要】
一种浸入式热管理组合电芯结构


[0001]本专利技术涉及电池领域，具体为一种浸入式热管理组合电芯结构。

技术介绍

[0002]动力电池作为纯电动汽车的关键部件之一，其性能好坏直接影响纯电动汽车的发展前景。常用的锂离子电池从结构装配方面主要分为三大类，分别是方形、圆柱、软包。其中，方形和圆柱锂离子电池的外壳主要采用的是铝合金、不锈钢等硬壳，软包锂离子电池的外壳则采用的是铝塑膜。
[0003]软包电芯的优点是比能量高，散热能力高、功率及寿命较好；软包电芯的缺点是机械强度差，不易固定，还有就是安全性低，容易鼓包，另外一致性也比较低也是其中的缺点之一。
[0004]方壳电芯和圆柱电芯的优点是机械强度好、易模块化和标准化，安全性好及热管理简单。但是也有一定的缺点，比如是比能量低、散热差、盖板设计要求高及成本高。
[0005]随着用户对电动车的续航能力的要求逐渐提升，同时对于电动车的充电时间要求快，更要保证电动车使用安全的前提下，这样就要重点突破动力电池能量密度、高低温性能、快充及安全性能。目前，在新能源汽车中，动力电池包冷却系统多采用液冷方式进行冷却，冷却液从入水口流入冷却器，流过并行的若干管道，吸收热量，再从出口流出后进入整车的空调冷却，比如在现有技术(申请号：201420265406.8；名称：一种多级热管理动力电池组)中就已经提出了类似通过往各个支管中分别注入冷却液来进行降温的方案。但是相关技术中，动力电池包中的设计管道不仅结构复杂，设计难度也增加，制造和装配成本高，影响整车续航，不仅占据电池包Y轴方向空间大，而且供冷却液流通的管道宽度受限，从而导致冷却效果并不能够得到有效的提升。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种浸入式热管理电池的技术方案，通过重新设计电池的组合结构，利用软包电芯与硬壳方壳组装，对于提升机械强度、易模块化和标准化具有极大的促进作用；同时不再适用传统在电池内部设置冷却管道的方案，采用本方案的设计可以将空间利用率提升15％左右，更好的实现热传导和温度控制，可以允许电池布置密度更大进而实现更佳的体积利用率。
[0007]具体的，本专利技术提出的详细技术方案如下：
[0008]一种浸入式热管理组合电芯结构，包括壳体，所述壳体内排列布置有至少一个组合分区；
[0009]所述壳体设有流动的冷却液，所述冷却液填充所述壳体内部与每个所述组合分区形成的空隙中；所述冷却液由所述壳体的一端流入，由所述壳体的另一端流出；
[0010]每个所述组合分区由方壳和层叠设置在所述方壳中的软包电芯组成；所述方壳内还具有第一冷却介质，所述第一冷却介质填充在所述方壳内部与所述软包电芯形成的空隙
间。
[0011]进一步的，所述第一冷却介质为绝缘相变材料，所述方壳被配置为密封结构。
[0012]进一步的，所述第一冷却介质为绝缘流体介质材料；
[0013]所述方壳包括本体和焊接在所述本体左右两侧的正极盖板和负极盖板；
[0014]所述正极盖板中开设有进液孔，所述负极盖板中开设有出液孔；所述第一冷却介质经所述进液孔进入到所述方壳中并从所述出液孔中流出。
[0015]进一步的，所述进液孔处连接有进液支管，所述出液孔处连接有出液支管；
[0016]每个所述组合分区的进液支管并联并与液体前导管连接，每个所述组合分区的出液支管并联并与液体后导管连接。
[0017]进一步的，每个所述进液支管中均设有控制第一冷却介质流速的控制阀。
[0018]进一步的，每个所述组合分区中还设有NTC热敏电阻，所述NTC热敏电阻被配置为对所述方壳中的软包电芯进行温度监测。
[0019]进一步的，所述方壳内的软包电芯一一对应堆叠排列，所有所述软包电芯的正极连接在一起，所有所述软包电芯的负极连接在一起。
[0020]进一步的，所述软包电芯具有铝塑膜壳体，以及密封于所述铝塑膜壳体内的极组和电解液。
[0021]进一步的，所述第一冷却介质为氟化液、油基和合成酯基介质。
[0022]进一步的，所述正极盖板还包括第一防爆阀和正极极柱；所述负极盖板还包括第二防爆阀和负极极柱；所述本体为铝材质。
[0023]采用本技术方案所达到的有益效果为：
[0024]利用软包电芯，软包电芯的极芯占比大，可以提高体积利用率和能量密度，软包电芯加工成本低。软包电芯与硬壳的方壳组装，机械强度好、易模块化和标准化，此设计可以将PACK空间利用率提升15％左右。另外更好的热传导和温度控制，可以允许电池布置密度更大进而实现更佳的体积利用率。同时，本方案通过创新性的结构合计，使得软包电芯浸入绝缘冷却液中。当发生安全隐患的情况下，软包电芯会鼓气裂开，无论是因为破损或者刺穿，绝缘冷却液都能立即驱散因热失控或损坏而产生的任何热量。并且将绝缘冷却液引入电芯结构内部，简化整包流道设计，以实现最大化直接冷却效果。另外通过分区实现系统层级电芯间温差的调节，使得各个组合分区始终在健康的温度范围内进行充放电工作。因为更好的热传导和温度控制，可以允许电池工作在更大的充电速率和放电速率。浸入式冷却可以确保电池始终工作在健康的温度区间，无论式充电或者放电条件下。这将会对提高电池寿命减少电池衰减非常有利。
附图说明
[0025]图1为本方案浸入式热管理组合电芯结构平面示意图。
[0026]图2为组合分区内部的平面示意图。
[0027]图3为方壳的结构图。
[0028]其中：100壳体、101组合分区、200方壳、201软包电芯、202正极盖板、203负极盖板。
具体实施方式
[0029]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0030]本实施提供了一种浸入式热管理组合电芯结构，通过采用本方案提出的组合电芯结构，以此来将电芯内部空间利用率进行提升，实现更好的热传导和温度控制，可以允许电池布置密度更大进而实现更佳的体积利用率。
[0031]在本方案中，参见图1
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图3，提出的浸入式热管理组合电芯结构包括壳体100，在这里的壳体100内排列布置有至少一个组合分区101；在本实施例中，提供的组合分区101设置有多个，多个组合分区101在壳体100的内部进行分布排列；同时在壳体100内设有流动的冷却液，冷却液填充壳体100内部与每个组合分区101形成的空隙；冷却液由壳体100的一端流入，由壳体100的另一端流出。
[0032]可以理解为，在本实施例中，为了使得每个组合分区101能够进行有效的散热，通过向壳体100中输入冷却液的方式来实现热交换；也即向壳体100中直接注入冷却液，使得冷却液填充在壳体100中并进行流动，各个组合分区101浸入在冷却液中，冷却液的流动将各个组合分区101产生的热量带走。
[0033]在本实施例中，每个组合分区101由方壳200和层叠设置在方壳200中的软包电芯210组成；同时方壳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浸入式热管理组合电芯结构，包括壳体(100)，所述壳体(100)内排列布置有至少一个组合分区(101)；其特征在于，所述壳体(100)设有流动的冷却液，所述冷却液填充所述壳体(100)内部与每个所述组合分区(101)形成的空隙中；所述冷却液由所述壳体(100)的一端流入，由所述壳体(100)的另一端流出；每个所述组合分区(101)由方壳(200)和层叠设置在所述方壳(200)中的软包电芯(210)组成；所述方壳(200)内还具有第一冷却介质，所述第一冷却介质填充在所述方壳(200)内部与所述软包电芯(210)形成的空隙间。2.根据权利要求1所述的一种浸入式热管理组合电芯结构，其特征在于，所述第一冷却介质为绝缘相变材料，所述方壳(200)被配置为密封结构。3.根据权利要求1所述的一种浸入式热管理组合电芯结构，其特征在于，所述第一冷却介质为绝缘流体介质材料；所述方壳(200)包括本体(201)和焊接在所述本体(201)左右两侧的正极盖板(202)和负极盖板(203)；所述正极盖板(202)中开设有进液孔，所述负极盖板(203)中开设有出液孔；所述第一冷却介质经所述进液孔进入到所述方壳(200)中并从所述出液孔中流出。4.根据权利要求3所述的一种浸入式热管理组合电芯结构，其特征在于，所述进液孔处连接有进液支管，所述出液孔处连接有...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾永强，刘振勇，金兆鑫，黄敏，
申请(专利权)人：岚图汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：