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一種電芯散熱裝置及電源裝置的制作方法

文檔序號(hào):11104989閱讀:749來(lái)源:國(guó)知局
一種電芯散熱裝置及電源裝置的制造方法

本發(fā)明涉及電池?zé)峁芾眍I(lǐng)域,具體而言,涉及一種電芯散熱裝置及電源裝置。



背景技術(shù):

目前,電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電池組大多采用S形水冷板對(duì)電芯進(jìn)行散熱管理。S形水冷板繞行于電池模組內(nèi),與電芯接觸,吸收電芯工作過(guò)程中散發(fā)出的熱量。但是,該種水冷板的散熱效果不理想,無(wú)法滿(mǎn)足高散熱需求的動(dòng)力電池組。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的在于提供一種電芯散熱裝置及電源裝置,以改善上述問(wèn)題。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種電芯散熱裝置,應(yīng)用于包括多個(gè)電芯的動(dòng)力電池模組,該電芯散熱裝置包括第一平面匯流板、第二平面匯流板以及至少一個(gè)散熱套管,其中:

所述第一平面匯流板和第二平面匯流板分別設(shè)置于所述動(dòng)力電池模組相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面,所述第一平面匯流板和第二平面匯流板中的其中一個(gè)設(shè)有進(jìn)液口,另一個(gè)設(shè)有出液口;

每個(gè)所述散熱套管套設(shè)于所述動(dòng)力電池模組中的一個(gè)電芯上,所述散熱套管的一端與所述第一平面匯流板連接、相對(duì)的另一端與所述第二平面匯流板連接,每個(gè)所述散熱套管上設(shè)有連通所述進(jìn)液口和出液口的液體流通通道。

優(yōu)選地,所述散熱套管的管壁包括內(nèi)壁和外壁,所述液體流通通道為由所述內(nèi)壁和外壁圍成的環(huán)狀中空結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地,所述液體流通通道包括設(shè)置于所述散熱套管的管壁上并沿軸向貫通該管壁的至少一個(gè)通孔。

優(yōu)選地,所述液體流通通道包括多個(gè)所述通孔,該多個(gè)所述通孔在散熱套管的管壁上沿周向間隔設(shè)置。

優(yōu)選地,多個(gè)所述通孔在散熱套管的管壁上沿周向等間距排列。

優(yōu)選地,所述散熱套管為鋁質(zhì)的圓柱形套管。

優(yōu)選地,所述動(dòng)力電池模組中的多個(gè)電芯被劃分為層疊設(shè)置的若干子模組,每層子模組包括數(shù)個(gè)電芯,所述電芯散熱裝置對(duì)應(yīng)每層子模組設(shè)置至少一個(gè)散熱套管,且位于同一層的兩個(gè)相鄰散熱套管之間間隔至少一個(gè)電芯。

優(yōu)選地,所述散熱套管的管壁的內(nèi)、外側(cè)面分別設(shè)有導(dǎo)熱絕緣層。

優(yōu)選地,所述兩個(gè)平面匯流板分別設(shè)置于動(dòng)力電池模組相對(duì)的第一側(cè)面和第二側(cè)面,進(jìn)液口與出液口分別位于動(dòng)力電池模組相對(duì)的第三側(cè)面和第四側(cè)面,且進(jìn)液口的設(shè)置高度大于出液口的設(shè)置高度。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種電源裝置,包括動(dòng)力電池模組和如上述所述的電芯散熱裝置。

本發(fā)明實(shí)施例提供的電芯散熱裝置包括設(shè)置于動(dòng)力電池模組相對(duì)兩側(cè)的第一、第二平面匯流板以及一對(duì)一地套設(shè)于動(dòng)力電池模組中的單體電芯上、管體兩端分別連接所述第一和第二平面匯流板的至少一個(gè)散熱套管。應(yīng)用該電芯散熱裝置的電源裝置在工作時(shí),冷卻液由第一、第二平面匯流板中的其中一個(gè)流入,并通過(guò)散熱套管上設(shè)置的液體流通通道流出至另一個(gè)平面匯流板,再由該平面匯流板上的出液口流出。由于散熱套管套設(shè)于單體電芯上,所以冷卻液在管壁的液體流通通道中流動(dòng)時(shí),能夠較好地吸收該單體電芯工作所產(chǎn)生的熱量,然后通過(guò)出液口流出時(shí),將吸收到的熱量散發(fā)至動(dòng)力電池模組外,從而達(dá)到較為理想的散熱效果。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,應(yīng)當(dāng)理解,以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例,因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電芯散熱裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電芯散熱裝置中散熱套管的立體結(jié)構(gòu)示意圖;

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種電芯散熱裝置中散熱套管的立體結(jié)構(gòu)示意圖;

圖4A為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種電芯散熱裝置中散熱套管的平面結(jié)構(gòu)示意圖;

圖4B為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種電芯散熱裝置中散熱套管的平面結(jié)構(gòu)示意圖;

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的圖4A所示的散熱套管的局部放大圖;

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的圖4B所示的散熱套管的另一局部放大圖;

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種應(yīng)用所述電芯散熱裝置的電源裝置的爆炸圖;

圖8為圖7所示的電源裝置的平面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖標(biāo):100-電芯散熱裝置;102-第一平面匯流板;104-第二平面匯流板;106-散熱套管;1062-液體流通通道;1022-進(jìn)液口;1042-出液口;1064-內(nèi)壁;1066-外壁;1068-加強(qiáng)筋;1070-子通道;1072-通孔;200-電源裝置;210-動(dòng)力電池模組;212-單體電芯;220-第一支撐板;230-第二支撐板;240-第一集流板;250-第二集流板。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來(lái)布置和設(shè)計(jì)。

應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類(lèi)似項(xiàng),因此,一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義,則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

因此,以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍,而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示,是本發(fā)明較佳實(shí)施例提供的一種電芯散熱裝置100的立體結(jié)構(gòu)示意圖。該電芯散熱裝置100包括第一平面匯流板102、第二平面匯流板104以及散熱套管106。其中,所述散熱套管106的管壁上設(shè)有液體流通通道1062(圖1中未示出);所述第一平面匯流板102和第二平面匯流板104中的一個(gè)設(shè)有進(jìn)液口1022,另一個(gè)設(shè)有出液口1042,本實(shí)施例中,為了方便描述,不失一般性地,假設(shè)所述進(jìn)液口1022設(shè)置于所述第一平面匯流板102上,所述出液口1042設(shè)置于所述第二平面匯流板104上。

該電芯散熱裝置100具體安裝應(yīng)用時(shí),所述第一平面匯流板102、第二平面匯流板104分別設(shè)置于所述散熱套管106的管體兩端,并與所述管體連接。連接完成后,所述散熱套管106的管壁上的液體流通通道1062連通所述進(jìn)液口1022和出液口1042,即液體由進(jìn)液口1022流入所述第一平面匯流板102后,經(jīng)散熱套管106管壁上的液體流通通道1062流動(dòng)至所述第二平面匯流板104內(nèi),最后經(jīng)該第二平面匯流板104上的出液口1042流出。

如圖2所示,是本發(fā)明較佳實(shí)施例提供的一種所述散熱套管106的立體結(jié)構(gòu)示意圖。該散熱套管106可選為鋁合金材質(zhì)的圓柱形套管。鋁合金密度低,但強(qiáng)度較高,接近或超過(guò)優(yōu)質(zhì)鋼,塑性好,可加工成各種型材,具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性和抗腐蝕性。當(dāng)然,于其他實(shí)施例中,散熱套管106的形狀及材質(zhì)可根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境及散熱需求進(jìn)行相應(yīng)的變化。例如,所述散熱套管106的管體可以是波浪形曲面,以增大管壁中液體流通通道1062的液體容積量,從而提高散熱效率。

本實(shí)施例中,所述散熱套管106的圓柱形管體包括內(nèi)壁1064和外壁1066。所述液體流通通道1062為由所述內(nèi)壁1064和外壁1066圍成的環(huán)狀中空結(jié)構(gòu)。冷卻液從進(jìn)液口1022流入第一平面匯流板102后,經(jīng)該環(huán)狀中空結(jié)構(gòu)(液體流通通道1062)流動(dòng)至第二平面匯流板104。

環(huán)狀中空結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)所述內(nèi)壁1064和外壁1066的強(qiáng)度要求很高,否則一旦內(nèi)壁1064或外壁1066受到外力擠壓造成破損,導(dǎo)致冷卻液外流,后果將不堪設(shè)想。鑒于此,如圖3所示,本實(shí)施例中,在內(nèi)壁1064和外壁1066之間設(shè)置了多個(gè)加強(qiáng)筋1068,所述多個(gè)加強(qiáng)筋1068將原環(huán)狀中空結(jié)構(gòu)劃分成多個(gè)子通道1070。由此,每個(gè)散熱套管106上的液體流通通道1062由所述多個(gè)子通道1070構(gòu)成。本實(shí)施例中,所述加強(qiáng)筋1068的材質(zhì)可選為鋁合金。由鋁合金制成的加強(qiáng)筋1068強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性能好,能夠使多個(gè)子通道1070中冷卻液的溫度進(jìn)行中和,避免散熱不均勻,對(duì)電芯的壽命及動(dòng)力電池模組210的使用安全造成隱患。

如圖4A和4B所示,是本發(fā)明較佳實(shí)施例提供的另外兩種散熱套管106的平面結(jié)構(gòu)示意圖。所述兩種散熱套管106的材質(zhì)及形狀與圖2中所示的相同。不同之處在于,這兩種散熱套管106的管壁為實(shí)心結(jié)構(gòu)。所述液體流通通道1062為設(shè)置于所述管壁上并沿軸向貫通該管壁的至少一個(gè)通孔1072。所述通孔1072的形狀可以是,但不限于,圓形(如圖4A)或弧形(如圖4B)。此外,當(dāng)所述管壁上設(shè)置多個(gè)通孔1072時(shí),較佳地,該多個(gè)通孔1072在散熱套管106的管壁上沿周向等間距排列。當(dāng)然,于其他實(shí)施例中,多個(gè)通孔1072的排列方式以及間隔距離可以調(diào)整,不限于本實(shí)施給出的實(shí)施方式。但是,通常需要考慮電芯均勻散熱的需求,所以等間距排列應(yīng)是優(yōu)選。

如圖5所示,為本實(shí)施例提供的一種圖4A中所示散熱套管106的管壁的局部放大圖。該管壁上的通孔1072為圓形,考慮到管壁開(kāi)孔后的強(qiáng)度問(wèn)題,該通孔1072的直徑最好不大于所述管壁厚度的三分之一(圖5中d表示所述管壁的厚度)。

如圖6所示,為本實(shí)施例提供的圖4B中所示的散熱套管106管壁的局部放大圖。該管壁上的通孔1072為弧形,同樣地,考慮到管壁開(kāi)孔后的強(qiáng)度問(wèn)題,該通孔1072的厚度最好不大于所述管壁厚度的三分之一(圖6中d表示所述管壁的厚度)。

如圖7所示,是本發(fā)明較佳實(shí)施例提供的一種應(yīng)用所述電芯散熱裝置100的電源裝置200的立體結(jié)構(gòu)爆炸圖。該電源裝置200包括動(dòng)力電池模組210以及所述電芯散熱裝置100。所述動(dòng)力電池模組210包括多層層疊設(shè)置的子模組,每層子模組包括數(shù)個(gè)單體電芯212。所述電芯散熱裝置100中的每個(gè)散熱套管106套設(shè)于所述動(dòng)力電池模組210中的一個(gè)單體電芯212上,第一平面匯流板102、第二平面匯流板104分別位于所述動(dòng)力電池模組210相對(duì)的兩側(cè)。每個(gè)散熱套管106的管體的一端與所述第一平面匯流板102連接,另一端與所述第二平面匯流板104連接。

所述動(dòng)力電池模組210工作時(shí),冷卻液經(jīng)所述進(jìn)液口1022流入第一平面匯流板102后,再流動(dòng)至散熱套管106管壁上的液體流通通道1062內(nèi),冷卻液在液體流通通道1062內(nèi)流動(dòng)時(shí),吸收動(dòng)力電池模組210中單體電芯212工作時(shí)所產(chǎn)生的熱量,最后經(jīng)所述第二平面匯流板104的出液口1042流出,從而將熱量帶出動(dòng)力電池模組210外,達(dá)到為單體電芯212散熱的目的。

再者,所述電源裝置200還包括用于夾持所述動(dòng)力電池模組210中單體電芯212的第一支撐板220和第二支撐板230。其中,第一支撐板220位于所述第一平面匯流板102的外側(cè),第二支撐板230位于所述第二平面匯流板104的外側(cè),第一支撐板220和第二支撐板230將整個(gè)動(dòng)力電池模組210及電芯散熱裝置100夾持于中間。此外,所述第一支撐板220上還插接有第一集流板240,所述第二支撐板230上還插接有第二集流板250。

需要說(shuō)明的是,所述散熱套管106與兩側(cè)平面匯流板的連接方式可以是,但不限于,與第一平面匯流板102和第二平面匯流板104分別可拆卸連接,或者是,與第一平面匯流板102和第二平面匯流板104中的一個(gè)固定連接(如焊接),與另外一個(gè)可拆卸連接。散熱套管106與兩個(gè)平面匯流板的連接處應(yīng)為密封設(shè)置,避免冷卻液漏出。

另外,為了便于冷卻液流通,本實(shí)施例中,所述進(jìn)液口1022和出液口1042位于動(dòng)力電池模組210相對(duì)的兩側(cè),且進(jìn)液口1022的高度大于出液口1042的高度。具體地,如圖8所示,所述進(jìn)液口1022位于第一平面匯流板102的右上角伸出部上,所述出液口1042位于第二平面匯流板104的左下角伸出部上。

本實(shí)施例中,所述電芯散熱裝置100中散熱套管106的數(shù)量可以與單體電芯212的數(shù)目相同,即每一個(gè)單體電芯212均對(duì)應(yīng)套設(shè)有一散熱套管106,整個(gè)動(dòng)力電池模組210達(dá)到一種較為理想的散熱管理狀態(tài),也可以在每層子模組中間隔設(shè)置散熱套管106,且相鄰兩層子模組之間的散熱套管106交錯(cuò)設(shè)置,以使動(dòng)力電池模組210整體達(dá)到一種相對(duì)較佳的散熱狀態(tài)。

此外,考慮到散熱套管106與單體電芯212之間的絕緣需求,本實(shí)施例中,所述散熱套管106的管壁的內(nèi)、外側(cè)面分別設(shè)有導(dǎo)熱絕緣層。該導(dǎo)熱絕緣層可以是導(dǎo)熱絕緣硅膠墊或者是導(dǎo)熱石墨涂層。

本發(fā)明實(shí)施例提供的電芯散熱裝置100包括設(shè)置于動(dòng)力電池模組210相對(duì)兩側(cè)的第一平面匯流板102、第二平面匯流板104以及一對(duì)一地套設(shè)于動(dòng)力電池模組210中的單體電芯212上、管體兩端分別連接兩個(gè)平面匯流板的至少一個(gè)散熱套管106。應(yīng)用該電芯散熱裝置100的電源裝置200在工作時(shí),冷卻液由第一平面匯流板102上的進(jìn)液口1022流入,并通過(guò)散熱套管106上設(shè)置的液體流通通道1062流動(dòng)至第二平面匯流板104,再由該第二平面匯流板104上的出液口1042流出。由于散熱套管106套設(shè)于單體電芯212上,所以冷卻液在管壁的液體流通通道1062中流動(dòng)時(shí),能夠較好地吸收該單體電芯212工作所產(chǎn)生的熱量,然后通過(guò)出液口1042流出時(shí),將吸收到的熱量散發(fā)至動(dòng)力電池模組210外,從而達(dá)到較為理想的散熱效果。

在本發(fā)明的描述中,需要說(shuō)明的是,術(shù)語(yǔ)“上”、“左”、“右”、“豎直”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系,或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時(shí)慣常擺放的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中,還需要說(shuō)明的是,除非另有明確的規(guī)定和限定,術(shù)語(yǔ)“設(shè)置”、“連接”應(yīng)做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機(jī)械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過(guò)中間媒介間接相連,可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明中,除非另有明確的規(guī)定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸,也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過(guò)它們之間的另外的特征接觸。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。此外,術(shù)語(yǔ)“第一”和“第二”僅用于區(qū)分描述,不能理解為暗示或指示相對(duì)重要性。

以上所述,僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到變化或替換,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此,本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。

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