一种直接液冷电池系统及其制备方法技术方案

本申请提供了一种直接液冷电池系统及其制备方法，包括具有容置腔室的电池壳，电池壳上开设有注液口，注液口中安装有平衡阀；电池模组，安装于容置腔室中；冷却液，填充于容置腔室中；冷却液浸没电池模组的高度的

【技术实现步骤摘要】
一种直接液冷电池系统及其制备方法


[0001]本申请属于电池制备
，更具体地说，是涉及一种直接液冷电池系统及其制备方法
。

技术介绍

[0002]锂离子电池自商用化以来，凭借能量密度高
、
寿命长
、
环保无污染
、
无记忆效应的特点得到快速发展，从手机数码领域应用到电动汽车
、
储能电站等越来越广阔的领域
。
随着锂离子电池应用范围的拓展，也从单一电芯（
cell
）加保护板的方式，发展到多只电池串并联加电池管理系统（
BMS
）乃至高压电路
。
随着锂离子电池系统单套容量越来越大，应用越来越多，暴露出来的因内部热管理措施不到位，产生的电池性能变劣，寿命衰减乃至充
、
放电过程中着火
、
爆炸现象也越来越多
。
[0003]为了降低锂离子电池系统产生的较大热量，目前采用的冷却方案通常为风冷技术和液冷技术
。
风冷技术是通过风机实现空气强制对流以实现冷却；液冷技术是在锂离子电池系统内部加装冷却管，并在冷却管内添加循环流动的冷却液以实现冷却
。
[0004]然而，以上的风冷技术和液冷技术的结构较为复杂，而且风机的启动，以及冷却液在冷却管内的循环流动都要耗能，如此增加了锂离子电池系统的能耗，影响锂离子电池系统的续航
。
另外，以上风冷
、
液冷技术对提高电池安全性帮助有限
。

技术实现思路

[0005]本申请实施例的目的在于提供一种直接液冷电池系统及其制备方法，以解决相关技术中存在的：用于锂离子电池系统的冷却结构复杂，能耗大，换热效果不好，对提示安全性帮助不大的问题
。
[0006]为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案是：一方面，提供一种直接液冷电池系统，包括：具有容置腔室的电池壳，所述电池壳上开设有与所述容置腔室连通的注液口，所述注液口中安装有平衡阀；电池模组，安装于所述容置腔室中；冷却液，填充于所述容置腔室中；其中，所述冷却液浸没所述电池模组的高度的
70%
‑
120%
，所述冷却液的液面高度小于所述容置腔室的顶面高度，所述平衡阀的高度大于所述冷却液的液面高度
。
[0007]在一个实施例中，所述冷却液包括硅油
、
‑
25#
及以下矿物质变压器油
、
导热油
、
氟化油中的一种或几种
。
[0008]在一个实施例中，所述直接液冷电池系统还包括用于加热所述电池模组的加热模组，所述加热模组安装于所述容置腔室中和
/
或所述电池模组上
。
[0009]在一个实施例中，所述电池模组的外周面与所述容置腔室的内周面之间的间距范围为
0.5mm
‑
5mm。
[0010]另一方面，提供一种直接液冷电池系统的制备方法，制备上述的直接液冷电池系统，所述直接液冷电池系统的制备方法包括步骤：在电池壳上分别安装充电端子
、
放电端子和电源开关并涂胶；将电池模组安装于所述电池壳的容置腔室中，将所述电池模组分别与所述充电端子
、
所述放电端子和所述电源开关电连接；通过所述电池壳上的注液口向所述容置腔室中注入冷却液；在所述注液口中安装平衡阀；将所述充电端子和所述放电端子分别与外部装置连接进行充放电测试
。
[0011]在一个实施例中，所述电池模组的组装包括步骤：将多个电芯安装于支架上；通过多个母排将多个所述电芯焊接实现串并联，通过电压采集线将多个所述母排焊接；将电池系统保护板安装于所述支架上，将所述电池系统保护板与所述电压采集线电连接
。
[0012]在一个实施例中，于所述通过多个母排将多个所述电芯焊接实现串并联，通过电压采集线将多个所述母排焊接步骤中：将多个所述电芯分为若干组，若干组所述电芯分别安装于若干所述支架上，将各组所述电芯通过所述母排焊接实现串并联，各组所述电芯与相应所述支架组合形成电池单元；在相邻两个所述电池单元之间安装加热板，将若干所述支架连接；通过所述电压采集线将多个所述电池单元电连接
。
[0013]在一个实施例中，所述直接液冷电池系统的制备方法还包括步骤：在多个所述电芯和
/
或所述支架上安装多个温度传感器，通过温度采集线将多个所述温度传感器电连接，将所述温度采集线与所述电池系统保护板电连接
。
[0014]在一个实施例中，所述直接液冷电池系统的制备方法还包括步骤：提供多个电芯本体，对多个所述电芯本体进行分选后得到多个所述电芯；所述提供多个电芯本体，对多个所述电芯本体进行分选后得到多个所述电芯步骤位于所述将多个电芯安装于支架上步骤之前
。
[0015]在一个实施例中，于所述将多个电芯安装于支架上步骤中：通过摄像模组对所述支架上的多个所述电芯进行检测
。
[0016]本申请实施例提供的直接液冷电池系统及其制备方法至少具有以下有益效果：本申请通过在电池壳内直接注入冷却液，冷却液可将电池模组部分或者全部浸没
。
首先，冷却液的比热容大，与电池模组直接接触有助于提高冷却效率；其次，采用冷却液浸没方式可将电池模组与空气隔绝，降低了电池模组氧化
、
腐蚀和燃烧的风险，有助于提高使用寿命和安全性；再次，冷却液浸没方式无需借助外部动力实现冷却，可取代传统的风冷技术和液冷技术，延长续行里程，提高体积比能量，能耗低
。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或示范性技术描
述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0018]图1为本申请实施例提供的直接液冷电池系统的结构示意图；图2为本申请实施例提供的直接液冷电池系统的分解示意图；图3为本申请实施例提供的第一壳体的结构示意图；图4为本申请实施例提供的电池模组的结构示意图；图5为本申请实施例提供的支架的结构示意图；图6为本申请实施例提供的直接液冷电池系统的制备方法的流程示意图；图7为本申请实施例提供的步骤
S2
的流程示意图；图8为本申请实施例提供的步骤
S22
的流程示意图；图9为本申请实施例提供的直接液冷电池系统的温度与剩余电量之间的关系图
。
[0019]其中，图中各附图主要标记：
1、
电池壳；
10、
注液口；
11、
平衡阀；
12、
充电端子；
13、
放电端子；
14、
电源开关；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种直接液冷电池系统，其特征在于，包括：具有容置腔室的电池壳，所述电池壳上开设有与所述容置腔室连通的注液口，所述注液口中安装有平衡阀；电池模组，安装于所述容置腔室中；冷却液，填充于所述容置腔室中；其中，所述冷却液浸没所述电池模组的高度的
70%
‑
120%
，所述冷却液的液面高度小于所述容置腔室的顶面高度，所述平衡阀的高度大于所述冷却液的液面高度
。2.
如权利要求1所述的直接液冷电池系统，其特征在于：所述冷却液包括硅油
、
‑
25#
及以下矿物质变压器油
、
导热油
、
氟化油中的一种或几种
。3.
如权利要求1所述的直接液冷电池系统，其特征在于：所述直接液冷电池系统还包括用于加热所述电池模组的加热模组，所述加热模组安装于所述容置腔室中和
/
或所述电池模组上
。4.
如权利要求1所述的直接液冷电池系统，其特征在于：所述电池模组的外周面与所述容置腔室的内周面之间的间距范围为
0.5mm
‑
5mm。5.
一种直接液冷电池系统的制备方法，制备如权利要求1‑4任一项所述的直接液冷电池系统，其特征在于，所述直接液冷电池系统的制备方法包括步骤：在电池壳上分别安装充电端子
、
放电端子和电源开关并涂胶；将电池模组安装于所述电池壳的容置腔室中，将所述电池模组分别与所述充电端子
、
所述放电端子和所述电源开关电连接；通过所述电池壳上的注液口向所述容置腔室中注入冷却液；在所述注液口中安装平衡阀；将所述充电端子和所述放电端...

【专利技术属性】
技术研发人员：付文印，
申请(专利权)人：山东京瓷光能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：