一種基于圓柱電芯極片的水冷模組的制作方法
【專利說明】一種基于圓柱電芯極片的水冷模組
[0001]
技術領域
[0002]本發明屬于動力電池成組技術領域，具體涉及一種基于圓柱電芯極片的水冷模組。
【背景技術】
[0003]日益嚴重的環境問題成為全球各個國家共同面對的難題，同樣促使城市交通車輛朝著高效、清潔和可持續發展的方向發展。由于傳統汽車是以內燃機作為動力，排放的尾氣造成環境污染，從而引起溫室效應及全球變暖。電動汽車相對于傳統燃油車而言是零排放的，以電能取代石油，消除溫室氣體等污染物對環境的排放，其淘汰的電芯又可以回收處理，作為儲能裝置二次利用。
[0004]電驅動汽車是一個高度集成化的產品，關鍵零部件技術(電機、電池、電控等)的研究日趨成熟，產業化程度日益提高，一些科研機構和汽車公司在電動汽車及混動汽車方面進行了深入的研究，但是電芯的成組模式仍有許多方面值得去研究探索，主要表現在成組后的能量密度、結構強度、熱管理性能等方面，因此，集成度高、使用性能好的動力電池模組是新能源汽車領域至關重要的研究目標。目前所采用的電芯極片模組，存在散熱效果不好，模組結構強度不穩定等缺點。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在于提供一種基于圓柱電芯極片的水冷模組，在實現模組電芯有效熱管理的同時，通過合理的結構設計及優化，保證了電池模組的結構強度及模組串并聯固定的穩定性。
[0006]為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案:一種基于圓柱電芯極片的水冷模組，包括第一側板和第二側板及位于第一側板和第二側板之間的第一電池模塊和第二電池模塊，所述第一電池模塊與第二電池模塊之間、第一電池模塊與第一側板之間及第二電池模塊與第二側板之間分別設有一水冷板，所述第一電池模塊和第二電池模塊的兩側分別依次通過柔性極片、絕緣導熱片與水冷板相連，所述第一側板、第二側板、第一電池模塊、第二電池模塊、柔性極片、絕緣導熱片及水冷板通過拉桿固定為一體。
[0007]所述第一電池模塊與第二電池模塊的結構相同，所述第一電池模塊包括多個電芯及用于安裝電芯的模塊體，所述模塊體由兩個大致呈工字型的殼體連接構成，所述殼體包括縱梁和設于縱梁兩端的橫梁，所述殼體之間所形成內腔的大小與電芯的長度相匹配，所述縱梁上對應設有多個用于安裝電芯端部的電芯型腔，所述柔性極片、絕緣導熱片及水冷板依次契合在模塊體兩側所形成的凹槽中。
[0008]所述模塊體的上下表面分別設有多個加強筋條。
[0009]所述柔性極片的整體形狀大致呈L形，包括與縱梁長度相匹配的第一連接板及與縱梁寬度相匹配的第二連接板，所述第一連接板上設有多個與所述電芯型腔相對應的極片限位凸腔，所述第二連接板上設有串聯固定孔，所述縱梁側面設有與所述串聯固定孔相匹配的凸臺。
[0010]所述水冷板由形狀大小與模塊體的凹槽相匹配的板體及盤旋固定在板體側面的冷卻管組成，所述板體的四周設有與其板面相垂直的折邊，所述冷卻管的進水口和出水口分別通過折邊引出固定。
[0011 ]所述橫梁由多個U形模塊間隔排列組成，所述第一側板與第二側板結構的邊緣分別設有多個與U形模塊之間所形成的間隙相契合的U形限位槽，該U形模塊上設有多個拉桿通孔和螺紋孔。
[0012]所述第一側板與第二側板結構相同，所述第一側板由鋁合金加工制造，其邊緣設有折彎結構，所述折彎結構上設有底座固定孔，所述第一側板上設有多個散熱減重孔及與拉桿通孔相對應的拉桿固定孔。
[0013]所述第一電池模塊和第二電池模塊分別由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)加工成型。
[0014]所述第一側板與第二側板分別由鋁合金加工制成，所述絕緣導熱片為硅基材料，其表面具有導熱硅膠。
[0015]所述柔性極片由紫銅加工制成，其厚度為0.5mm。
[0016]由上述技術方案可知，本發明可以對圓柱電芯的正負極進行雙向水冷，電芯極片與水冷板之間由絕緣導熱片隔離，導熱硅膠進行固定，在保證絕緣防護性的前提下增大極片的導熱率，降低極片溫度。實現了模組電芯有效熱管理的同時，通過合理的結構設計及優化，保證了電池模組的結構強度及模組串并聯固定的穩定性。其中工字型殼體，材料為ABS塑料，采用模具成型，通過模塊的凹形腔及側邊便可固定水冷板，模塊上下表面有加強筋，提高模組的整體抗震性，側面開有拉桿安裝孔與凹形腔，便于拉桿及水冷板成組固定。極片與水冷板間采用絕緣導熱片貼合，表面涂抹導熱硅膠，隔絕極片與水冷板間的電傳導，同時提高導熱率。水冷板為矩形狀，鋁合金式材質，進、出水孔均開在單側，內部為環繞式排布，可利用重力與流道加快冷卻液流動速率。鋁合金側板開有U型卡槽及固定孔位，表面有矩形散熱通孔，進一步提高了本發明的散熱效果。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明的結構示意圖；
圖2是本發明的分解結構示意圖；
圖3是本發明第一電池模塊中工字形殼體的結構示意圖；
圖4是本發明的柔性極片結構示意圖；
圖5是本發明的水冷板結構示意圖；
圖6是本發明的側板結構示意圖；
圖7是本發明的絕緣導熱片結構示意圖；
圖8是本發明的拉桿結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對本發明做進一步說明:
如圖1所示，本實施例的基于圓柱電芯極片的水冷模組，包括第一側板I和第二側板2及位于第一側板I和第二側板2之間的第一電池模塊3和第二電池模塊4，第一電池模塊3與第二電池模塊4之間、第一電池模塊3與第一側板I之間及第二電池模塊4與第二側板2之間分別設有一水冷板5，第一電池模塊3和第二電池模塊4的兩側分別依次通過柔性極片6、絕緣導熱片7與水冷板5相連，第一側板1、第二側板2、第一電池模塊3、第二電池模塊4、柔性極片
6、絕緣導熱片7及水冷板5通過拉桿9固定為一體。
[0019]如圖2、3所示，第一電池模塊3與第二電池模塊4的結構相同，均由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)加工成型，其厚度為2mm，以第一電池模塊為例，該第一電池模塊3包括多個電芯31及用于安裝電芯31的模塊體32，模塊體32由兩個大致呈工字型的殼體連接構成，殼體包括縱梁321和設于縱梁321兩端的橫梁322，殼體之間所形成內腔的大小與電芯31的長度相匹配，縱梁321上對應設有多個用于安裝電芯31端部的電芯型腔323，柔性極片6、絕緣導熱片7及水冷板5依次契合在模塊體32兩側所形成的凹槽8中。
[0020]在模塊體32的上下表面分別設有多個加強筋條324，即該加強筋條324分別在橫梁322的外側表面，以增加模組的整體剛度，減小振動過程中產生的變形量。在本實施例中，該橫梁322使由多個U形模塊間隔排列組成，在第一側板I與第二側板2的邊緣分別設有多個與U形模塊之間所形成的間隙相契合的U形限位槽11，該U型限位槽11可使模組在水平方向具有良好的限位固定，能避免車輛在急剎車和急轉彎時所產生的慣性加速度對電池模組的影響，提高電池系統結構的安全性能。該U形模塊上設有多個