[發明專利]嵌入式液冷集成電池箱

有效

• 申請號: 202010061061.4
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111029512B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 王佳先
• 申請（專利權）人: 王佳先
• 主分類號: H01M50/204
• 分類號: H01M50/204;H01M50/244;H01M50/249;H01M50/298;H01M50/502;H01M50/507;H01M10/613;H01M10/615;H01M10/625;H01M10/6556;H01M10/6565;H01M10/6567;H01M10/6568
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 任利國

本發明涉及一種嵌入式液冷集成電池箱，箱體上端口覆蓋有箱蓋，箱體左邊框的內側設有X向水梁，箱體右邊框的內側設有X向電梁，X向水梁與X向電梁之間均勻連接有多道Y向橫梁，相鄰兩Y向橫梁之間嵌裝有多個電池模組；X向水梁中設有上下兩道X向水槽，各Y向橫梁中設有上下兩道Y向水槽，各Y向橫梁上水槽的左端分別與X向水梁上水槽相貫通，各Y向橫梁下水槽的左端分別與X向水梁下水槽相貫通，各Y向橫梁下水槽的右端分別與相應Y向橫梁上水槽的右端相連通，X向水梁上水槽與X向水梁下水槽的前端分別連接有水管接頭；X向電梁的內腔設有X向電氣通道，X向電氣通道中設有高壓匯流總排。該電池箱的結構緊湊，重量輕，能量密度高，且安全可靠。

技術領域

本發明涉及一種電池箱，特別涉及一種嵌入式液冷集成電池箱，可用于電動汽車或其它采用蓄電池組提供動力的設備，屬于動力電池技術領域。

背景技術

電動汽車的電池箱有很多模組組成，很多鋰電池并聯或串聯組成模組，常用的鋰電池有方包電池和圓柱電池兩種。現在市場上的圓柱電池主要有三種即18650、20700和21700，以特斯拉電動車為代表的汽車行業常用的是21700電池，即21毫米粗70毫米高的21700圓柱電池。

圓柱電池的結構是把一張長方形正反面涂有正極和負極材料的銅箔卷起來塞到一個圓筒中，圓心引出負極接金屬圓筒的外圓表面，正極引出線從長方形的銅箔靠近卷軸中心約1/3的地方引到電池上面的中心。正極引線比較粗，利于帶出一些熱量；負極引線比較細以免太粗會影響卷的直徑。鋰電池之間的連接有三種方法：引線焊接、激光焊接和電阻焊接。焊接點是電池的中心和邊緣的上方。因為電池頂部是上部和下部所有電子的必經之路，所以工作時電池頂部的溫度比較高，底部的溫度比較低。

傳統的電池冷卻方法多為冷卻電池底部，鋰電池立在水冷板上，其底部接觸水冷板，因電池底部的溫度低，冷卻效果不好；還有一種冷卻方法為冷卻電池的側面，即鋰電池的側面接觸波紋水冷板，但是鋰電池與水冷板的接觸面積比較小，冷卻效果也不好；冷卻底部或側面都需要粘膠，鋰電池沒有辦法拆卸，不利于環保，且整個模組的冷卻結構復雜。最近出現了所謂的‘刀刃’電池，就是把大量的圓柱電池粘起來構成模組，但是由于要使用水冷板和水管，冷卻效果打了折扣，能量密度還是不夠高。

頂部是電池最熱的部位，對電池的正負極直接冷卻是最有效的冷卻方法，冷卻效率最高，但是正負極的絕緣和如何接線等問題難以解決。

發明內容

本發明的目的在于，克服現有技術中存在的問題，提供一種嵌入式液冷集成電池箱，結構緊湊，重量輕，散熱效率及能量密度高，且安全可靠。

為解決以上技術問題，本發明的一種嵌入式液冷集成電池箱，包括箱體，箱體的上端口覆蓋有箱蓋，箱體左邊框的內側設有X向水梁，箱體右邊框的內側設有X向電梁，X向水梁與X向電梁之間均勻連接有多道Y向橫梁，相鄰兩Y向橫梁之間沿左右方向嵌裝有多個電池模組；X向水梁中設有上下兩道X向水槽，各Y向橫梁中設有上下兩道Y向水槽，各Y向橫梁上水槽的左端分別與X向水梁上水槽相貫通，各Y向橫梁下水槽的左端分別與X向水梁下水槽相貫通，各Y向橫梁下水槽的右端分別與相應Y向橫梁上水槽的右端相連通，X向水梁上水槽與X向水梁下水槽的前端分別連接有水管接頭；X向電梁的內腔設有X向電氣通道，X向電氣通道中設有高壓匯流總排。

相對于現有技術，本發明取得了以下有益效果：冷卻水從水管下接頭進入X向水梁下水槽并向后流動，然后從X向水梁下水槽向右進入各Y向橫梁下水槽中，流至各Y向橫梁下水槽的右端時，拐彎向上進入各自的Y向橫梁上水槽中向左流動，接著冷卻水從各Y向橫梁上水槽的左端匯入X向水梁上水槽中，從水管上接頭流出。各排電池模組直接嵌裝于相鄰兩Y向橫梁之間，不需要很多固定機構，各電池模組前后兩側的絕緣導熱橡膠板均與Y向橫梁相貼合，流經Y向橫梁中的冷卻水可以迅速將絕緣導熱橡膠板的熱量帶走，不用水冷板，也不用水管，所以重量輕，能量密度高，同時杜絕了因腐蝕及車輛震動等原因導致的水管泄漏。本發明的電池箱在功率為1054kW的情況下，電池箱的總重量為520Kg，能量密度可達202Wh/Kg，體積密度可達332Wh/L，遠高于市場上所使用的電池箱。