[发明专利]一种大型圆柱电芯集成液冷结构

说明书

本发明提供一种大型圆柱电芯集成液冷结构，包括一液冷板，液冷板两侧均设有数个电芯支架，电芯支架内设有圆柱电芯，圆柱电芯间通过第一导电铝排电性连接，且位于电芯支架最外侧的圆柱电芯通过一第二导电铝排向外延申，位于液冷板同侧的电芯支架间通过一第三导电铝排配合第二导电铝排电性连接，位于液冷板两侧边缘的电芯支架通过一第四导电铝排配合所述第二导电铝排电性连接，本实用整体结构开发与设计难度大大降低，模具制作时间也相应缩短，模具成本相应降低，注塑成品合格率大幅提高，电池组装难度降低，可靠性提高，PACK方式的灵活性增大，可扩展性增强，散热效果优良。

技术领域

本发明涉及新能源动力锂电池圆柱形电芯PACK设计技术领域，具体涉及一种大型圆柱电芯集成液冷结构。

背景技术

圆柱形电芯是目前新能源锂电池行业内最常用的电芯，按照材料体系的不同，分为磷酸铁锂圆柱形电芯，三元锂圆柱电芯及其它圆柱电芯。按照外形尺寸的不同，分为18650，21700，26650等。最常用的为18650和21700两种型号的圆柱电芯。

圆柱电芯成组做为PACK电池后，考虑到电芯散热问题，行业内出现了两种液冷散热的设计方法。

第一种是以特斯拉为代表的设计，利用蛇形铝管，布置在众多规则排列的圆柱电芯之间，液冷铝管根据电芯排列的形状，利用电芯的圆柱面与铝管外表面接触，连续不断形成一条蜿蜒的蛇的形状，将电芯两列排成一组，蛇形铝管把这些两列分隔开来，其安装的位置轨迹，始终保持只与单个电芯的一部分接触(不是两部分或多部分)，简化了液冷铝管的安装轨迹，减少了铝管的长度。

第二种是在排列成模组的众多电芯底部，设计一块大的平面液冷板与所有电芯的一个端面接触，这种设计是利用众多圆柱电芯底部的串并联汇流片，形成整个大平面，把液冷板安装在这个大平面的底下。二者之间增加一块导热胶垫，起绝缘和导热的作用。使每个电芯在充放电时产生的热，通过与之接触的汇流片传导到液冷板，再让低温液体吸热并把热量带走。

第一种设计的优点是：以圆弧面这个大面作为接触冷却面，可以获得更好的散热效果。且每个电芯都得到冷却，有相同的冷却接触面积。理论上来说所有的电芯的散热效果相同。但是缺点是：液冷铝管的加工制造比较复杂，装配工艺困难，每个电芯与液冷管的实际接触面积有限或太小(因为考虑到铝管在众多电芯中折弯扭曲，折弯不能太大)。在整个电池内部，因为铝管来回环绕造成铝管长度较长，液体流过的路径也较长，以至于液体流经铝管的前部和后部，冷却的效果(或温度)不均匀。

第二种设计的优点是：简化了冷却接触面，以平面作为接触，便于模组的制作，可以灵活的制作各种尺寸的模组。缺点是：每个电芯只有端面上少部分平面参与热交换，接触面积小，冷却效果不太理想。而且正负极上带电，极易发生短路事故，对绝缘要求高。另外单个液冷板是矩形的，在这种液冷板内，流道设计和加工较复杂，流阻较大，中心和边缘的温差较大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种大型圆柱电芯集成液冷结构。

本发明的技术方案如下：

一种大型圆柱电芯集成液冷结构，包括：

一液冷板，所述液冷板两侧均设有数个电芯支架，所述电芯支架内设有圆柱电芯，所述圆柱电芯间通过第一导电铝排电性连接，且位于所述电芯支架最外侧的圆柱电芯通过一第二导电铝排向外延申，位于所述液冷板同侧的电芯支架间通过一第三导电铝排配合所述第二导电铝排电性连接，位于所述液冷板两侧边缘的电芯支架通过一第四导电铝排配合所述第二导电铝排电性连接。

在本发明中，所述液冷板上设有一进水口以及一出水口，所述液冷板内部设有空心流道，所述空心流道与所述进水口以及出水口连接，且所述液冷板两侧表面通过挤压成型有数道弧形凹槽，所述弧形凹槽与所述电芯支架的表面相配合。

在本发明中，所述电芯支架两侧均开设有数个导热孔位，且与所述液冷板接触一侧的导热孔位内设有导热片。