[发明专利]一种动力电池模组结构

说明书

本发明公开了一种动力电池模组结构，包括液冷板、电池组、汇流片组和绝缘保护板组，所述液冷板包括电池孔和冷却流道，汇流片组包括第一汇流片组件和第二汇流片组件，所述绝缘保护板组包括第一绝缘保护板和第二绝缘保护板，所述电池组包括多个电池单体，电池单体安插在液冷板的电池孔中，液冷板上层分布第一汇流片组件，下层分布第二汇流片组件，第一汇流片组件上方分布第一绝缘保护板，第二汇流片组件下方分布第二绝缘保护板。单体电池与冷却流道距离短，与液冷板接触面积大，提高传热效率，有效保证电池温度一致性，延长电池单体和电池模组寿命；单体电池置于蜂窝孔内，有效预防单体电池发生热失控时对其他电池的热扩散。

技术领域

本发明涉及动力电池热管理领域，特别是一种动力电池模组结构。

背景技术

电动车辆依靠动力电池组提供能源，动力电池的安全性、可用容量和使用寿命决定了电动汽车的整体性能。锂电池依靠内部化学反应存储和释放电力，工作中会产生可观热量，而电池温度是影响电池性能使用容量、充放电倍率等和安全的重要因素。电池内部材料不同，其适宜工作温度不同，铅酸电池适宜的工作温度是25-45℃；锂电池一般适宜的工作温度是15-35℃。温度对锂离子电池的电压、内阻、充放电容量和寿命的影响显著。过高的温度不仅会影响电池的可用容量和寿命，甚至会引起热失控等安全事故；过低的温度会明显降低电池的充放电性能，甚至会引起析锂缩短电池的寿命。因此一个智能且有效的电池热管理系统对锂电池及电动车辆性能和安全至关重要。以往动力电池的热管理方式多采用风冷，由于风冷的冷却效率低、电池温度一致性差和实现IP67 防水等级比较困难等原因，未来将被液冷或者其他热管理方式取代。其它散热方式如相变材料等，由于成本高，占用空间大等问题，无法普及使用。未来一段时间内，动力电池组热管理仍以液冷或者冷媒直冷为主要方式。

现有圆柱动力电池模组热管理方式主要为自然冷却和液体冷却。自然冷却电池模组由于没有主动降温手段，在极限工况和高温天气下，电池温度过高；而且一个模组内排列众多电池，单体电池的散热条件差异很大，造成电池温度一致性差，上述原因严重影响电池单体和电池组寿命和安全。

圆柱电池自身导热性能不如方形电池，不宜采取电池底部或者顶部冷却方案。目前圆柱电池的液冷方式以Tesla为代表的蛇形管液冷为主，Tesla采用液冷蛇形管侧面贴合电池的方式传递热量。蛇形管冷却效果较好，电池温度一致性好。但蛇形管为与电池圆周面贴合弧面多，加工难度大，成本高。蛇形管与圆柱电池的装配工艺复杂，不易实现自动化装配。蛇形管流道截面积小，内部流阻较大。

除了蛇形管以外，圆柱电池液冷模组设计方案和专利也很多，多为采用导热材料如铝板等与电池圆柱面接触，再由导热材料与冷却板接触等方式将电池产生的热量传递出去。上述设计方案不是结构复杂、成本高、生产工艺复杂和装配困难；就是导热路径长，冷却效果差，电池温度一致性不好，无法满足动力电池组温度控制要求。

发明内容

本发明的目的解决以上现有技术的不足，提供一种动力电池模组结构，提高电池模组散热能力，延长使用寿命，结构简单便于自动化安装，提高生产效率。

为实现以上目的，提供以下技术方案：

一种动力电池模组结构，包括液冷板、电池组、汇流片组和绝缘保护板组，所述液冷板包括电池孔和冷却流道，汇流片组包括第一汇流片组件和第二汇流片组件，所述绝缘保护板组包括第一绝缘保护板和第二绝缘保护板，所述电池组包括多个电池单体，电池单体安插在液冷板的电池孔中，液冷板上层分布第一汇流片组件，下层分布第二汇流片组件，第一汇流片组件上方分布第一绝缘保护板，第二汇流片组件下方分布第二绝缘保护板；所述液冷板的电池孔与冷却流道交替分布，每两列电池孔中间隔有一条冷却流道；所述电池单体与电池孔接触处包有绝缘导热材料，同时电池单体与电池孔过盈配合。

优选地，所述液冷板较窄两端分布有进水嘴和出水嘴。

优选地，所述第二汇流片组件由若干个汇流片组成，同时还包括正极片和负极片。