[发明专利]圆柱形动力电池组合用金属框架结构

说明书

一种圆柱形动力电池组合用金属框架结构由金属框架、绝缘框架、电池串联连接装置以及散热器等构成。本发明利用金属框架具有较好的热容性能和散热性能，通过金属材料制成的电池串联连接装置与动力电池表面接触，与圆柱形动力电池的温度进行热交换。进一步，金属框架连接散热器可以提高散热效率，液体循环散热器可以对圆柱形动力电池进行散热和加热，使动力电池在全工况条件下保持在最佳温度状态。采用金属框架的圆柱形动力电池模块和系统，具有散热和加热温度均匀，结构简单，成本低廉等优点，可以使动力电池模块和系统始终工作在最佳温度，提高动力电池的充放电效率和使用寿命，杜绝电池模块热失控事故的发生。

【技术领域】

本发明涉及一种圆柱形动力电池组合用金属框架结构。

【背景技术】

目前动力电池已经广应用在新能源汽车、大型能量存储系统等领域，动力电池热管理是直接影响动力电池系统的安全性、寿命和充放电性能的关键技术之一。圆柱形动力电池模块和系统的热管理一直是影响电池安全性和电池寿命的技术瓶颈，目前还没有比较好的方法得到广泛应用。目前圆柱形动力电池组合都是使用塑胶材料的框架，塑胶材料框架具有良好的电气绝缘性能和绝热性能,没有散热的作用。美国特斯拉Tesla公司采用多孔铝管布置在电池之间，并且在铝管内充满液体，通过液体循环的方法收到了良好的电池温度调节效果。由于多孔铝管加工工艺复杂，给电池模块增加了很多成本。

【发明内容】

本发明的目的是利用金属材料具有较好的热容性能和散热性能，发明一种可以调节电池温度，成本低廉的圆柱形动力电池组合用金属框架结构。

本发明由金属框架、绝缘框架、电池串联连接装置以及散热器等构成。

所述的金属框架由金属材料铸造成型，金属框架的平面布置若干个大于电池直径的圆孔，金属框架的周边有连接散热器的螺纹孔。

所述的绝缘框架由塑胶材料压制成型，绝缘框架的平面布置与金属框架圆孔对应的小圆孔，每一个小圆孔下面都有一个与电池直径呈间隙配合的大圆孔，绝缘框架固定在金属框架的里面。

所述的电池串联连接装置是本人的专利，专利名称：一种圆柱形单体电池串联连接装置，专利号：201220312608.4，圆柱形单体电池串联连接装置采用导电材料加工成一个倒置的圆帽形，圆帽形的底部有一个凸起的平面，圆帽形的圆周上有若干个向内凸起的圆弧形弹片。电池串联连接装置的外径和内径分别与金属骨架圆孔的内径和动力电池的外径呈过盈配合，并且与金属骨架的圆孔和动力电池外径的表面保持必要的接触面积。

所述的散热器采用导热性能良好的金属材料加工成型，散热器可以分为型材散热器、金属外壳散热器和液体循环温控系统。

所述的型材散热器是采用的带有翅片结构的铝型材，依靠散热器的表面积和周围的空气进行热交换，以利于提高散热效率。

所述的金属外壳散热器是采用金属薄板加工成电池模块外壳，使用螺钉将金属外壳散热器固定在金属框架上。金属外壳散热器依靠金属外壳的面积和周围的空气进行热交换，金属外壳散热器可以降低散热器的成本和缩小产品的体积。

所述的液体循环温控系统包括液体循环散热器、储水箱、加热器和水泵。在液体循环散热器中间布置有水管，水管连接储水箱、加热器和水泵。水泵驱动管道中的液体循环可以调节散热器、金属框架和动力电池的温度。

圆柱形动力电池在工作中产生的热量可以通过电池串联连接装置、金属骨架散发出去。为了提高散热效率，可以在金属框架的周边连接散热器，把金属框架的热量通过散热器的表面积散发出去。进一步，可以在金属框架的周边连接液体循环系统，利用液体循环系统管道中的冷水循环，对金属框架、电池串联连接装置和动力电池进行散热，同样可以利用液体循环温控系统管道中的热水循环，对金属框架、电池串联连接装置和动力电池进行加热，从而达到对动力电池进行温度调节的目的。