本發(fā)明涉及純電動汽車、油電混合或儲能電源系統技術領域，特別涉及一種用于電動汽車的可擴展式液冷電池模組。

背景技術：

當前對電池模組所采用的主要冷卻方式有：自然對流換熱、強制風冷與強制液冷。因此，當前主流的電池模組根據冷卻方式分為：普通電池模組，即通過自然對換熱方式冷卻；風冷電池模組，即通過強制風冷冷卻；和液冷電池模組即通過強制液冷冷卻。自然對流換熱是指對電池模組不額外使用具有主動冷卻或溫度控制功能的設備，僅僅依靠電池本身與外界環(huán)境之間的被動熱交換。強制風冷是指在電池系統總成或者電池模組內部集成風機或者擾流器件等，以增大電池模組內部的空氣與電芯表面之間的表面對流換熱系數，將電芯產生的熱量通過電芯表面熱量帶走。強制液冷是指通過在電池系統總成或者電池模組使用液冷循環(huán)系統(由壓力泵、流體管道、水冷板、液體冷卻介質等組成系統集成)，通過水冷板與電芯表面之間進行熱交換，將電芯產生的熱量通過與外部循環(huán)的冷卻介質帶走。

普通電池模組的缺點是：由于電池模組僅僅依靠電池表面與環(huán)境空氣進行自然對流換熱，沒有外界條件進行強制干擾。因此，由于受到環(huán)境空氣的本身物理性質、環(huán)境空氣溫度較高，環(huán)境空氣流體的流速低等因素的影響，當前的普通電池模組的冷卻性能很差，基本上不能夠滿足大倍率持續(xù)充、放電的需求，即不能滿足電動汽車快速充電，持續(xù)大電流輸出等要求。當前的風冷電池模組的缺點是：為了配合使用風冷電池模組，電池系統總成需要設置用于冷卻風循環(huán)的進風口和出風口，設置了進風口和出風口以后，整個電池系統就難以滿足IP66/IP67(IP是指防護等級試驗及認證)等防塵、防水等級要求；且由于受空氣本身的物理性質影響和空氣擾流等因素的影響，風冷電池模組很難徹底解決散熱能力不夠和電芯之間溫差過大的問題。

當前的液冷電池模組的缺點是：(1)通常在電芯表面之間設置水冷板或者其他液冷器件，依靠水冷板通過電芯壁面與電芯進行熱量交換，如此即很難保 證每一顆電芯之間的溫度會得到很均勻的控制，即電芯之間的溫差偏大。(2)在一個液冷電池模組內部，用于冷卻電芯的流路通常為串聯回路，如此會明顯增加整個液冷回路的壓力損失，導致在冷卻系統流量一定的情況下，由于整車有限的布局空間而增加對冷卻循環(huán)系統中壓力泵和冷凝器的可選擇范圍。或者在整車選定壓力泵和冷凝器的情況下，由于冷卻系統流量的降低而不能滿足電池冷卻性能。(3)當前的液冷電池模組通常是結構固定，不能夠根據客戶的需求在外形尺寸上進行調整，即結構可擴展性很差。

技術實現要素：

本發(fā)明提供一種用于電動汽車的可擴展式液冷電池模組，解決現有的液冷電池組難以保證電芯之間溫差小、溫度分布均勻及電池模組的結構可擴展性差的問題。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為：

一種用于電動汽車的可擴展式液冷電池模組，包括至少一個基本電池模塊，基本電池模塊包括電芯、正極匯流排和負極匯流排，正極匯流排和負極匯流排分別焊接至電芯的正極柱和負極柱上；所述基本電池模塊還包括絕緣導熱泡棉、水冷板和塑料支架，正極匯流排和負極匯流排外側分別依次設置有絕緣導熱泡棉和水冷板，塑料支架設置在一水冷板的外側，兩個水冷板之間設置有塑料主流道，水冷板的進出口分別與塑料主流道連通，塑料支架的兩側壁底部設置有與塑料主流道連通的流道；所述可擴展式液冷電池模組最外側兩端分別固定設置有金屬壓板。

所述基本電池模塊至少為兩個，所述塑料支架設置在兩個基本電池模塊相鄰的兩個水冷板之間。

所述水冷板與所述塑料主流道之間在流道連接處設置有第一O型密封圈。

所述水冷板與所述塑料支架之間在流道連接處設置有第二O型密封圈。

所述水冷板內部設置有毛細流道。

所述水冷板為表面經過陽極氧化表面處理的鋁制水冷板或銅制水冷板。

所述金屬壓板通過穿過所述基本電池模板的長螺栓進行連接固定。

本發(fā)明的有益效果：

1.本發(fā)明通過鋁制水冷板降低正、負極匯流排的溫度，實現了降低電芯的溫度的目的，與傳統液冷電池模組相比，具有電芯之間的溫度分布均勻的優(yōu)點。

2.本發(fā)明通過使控制正、負極匯流排溫度的鋁制水冷板在整個液冷循環(huán)回路中并聯，與傳統液冷電池模組相比，具有系統壓力損失更小的優(yōu)點，能夠在滿足所需求的液冷系統流量和整車有限空間的前提下，獲得更為寬泛的壓力泵和冷凝器的選擇范圍。

3.本發(fā)明通過以基本電池模塊為單元，對冷卻每一個基本電池模塊設計與之匹配的具有互換性的水冷板、塑料主流道、塑料支架等，以實現液冷電池模組的可擴展性，具有高度定制化的優(yōu)點，能夠快速響應不同客戶需求。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明導熱原理示意圖；

圖2為實施例中可擴展式液冷電池模組的示意圖；

圖3為圖2中可擴展式液冷電池模組的爆炸圖；

圖4為實施例中導熱結構示意圖；

圖5為實施中水冷板并聯結構示意圖。

圖中，1.電芯，2.匯流排，3.絕緣導熱泡棉，4.水冷板，5.塑料支架，6.塑料主流道，7.金屬壓板，8.長螺栓，9.第一O型密封圈，10.第二O型密封圈

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

如圖1～圖5所示，本實施例提供一種用于電動汽車的可擴展式液冷電池模組，其導熱原理如圖1所示，本發(fā)明的可擴展式液冷電池模組，利用并聯的水冷板4對基本電池模塊的正極匯流排、負極匯流排進進行散熱，進而對電動汽車的動力電池進行主動式熱管理，且整體結構為可擴展式設計。

用于電動汽車的可擴展式液冷電池模組包括四個基本電池模塊，如圖2和圖3所示，每個基本電池模塊包括電芯1、匯流排2、絕緣導熱泡棉3、水冷板 4和塑料支架5，其中匯流排2分為正極匯流排和負極匯流排，正極匯流排和負極匯流排分別焊接至電芯1的正極柱和負極柱上；正極匯流排和負極匯流排外側分別依次設置有絕緣導熱泡棉3和水冷板4，塑料支架5設置在兩個基本電池模塊相鄰的兩個水冷板4之間，起到支撐、保護和固定基本電池模塊的作用。兩個水冷板4之間設置有塑料主流道6，水冷板4的進出口分別與塑料主流道6連通，塑料支架5的兩側壁底部設置有與塑料主流道6連通的流道。該基本電池模塊的結構可實現液冷電池模組的可擴展性，即在不改變基本電池模塊所有零部件設計的前提下，護展基本電池模塊可實現液冷電池模組的成組。

可擴展式液冷電池模組最外側兩端設置有金屬壓板7。金屬壓板7通過穿過基本電池模板的長螺栓8進行連接固定。本實施例設置8根長螺栓8，貫穿整個液冷電池模組的前后兩端，以實現液冷電池模組的整體機械連接和固定。流道上下兩側共設置4根長螺栓8，以實現液冷電池模組在流路上的各個連接端面的密封。

為了保證流道的密封性，水冷板4與塑料主流道6之間在流道連接處設置有第一O型密封圈9。

為了保護流道的密封性。水冷板4與塑料支架5之間在流道連接處設置有第二O型密封圈10。

水冷板4內部設置有毛細流道，可進一步地提高水冷的導熱效率。

本發(fā)明中，水冷板4為表面經過陽極氧化表面處理的鋁制水冷板或銅制水冷板。

每個基本電池模塊的導熱結構如圖4所示，導熱過程如下：

(1)由電芯1產生的熱量會首先經過電芯1的正負極極柱通過熱傳導的方式轉移到基本電池模塊的匯流排2上。在此過程中，由于基本電池模塊內部的電電芯1均勻分布于匯流排2的表面，每顆電芯1產生的熱量相同，每顆電芯1熱傳的路徑也相同，且匯流排2為薄壁銅板(或者鋁板)。因此，液冷電池模組的熱量為均勻地分布于匯流排2表面。

(2)絕緣導熱泡棉3完全貼合于匯流排2上，水冷板4完全貼合于絕緣導熱泡棉3，匯流排2上的熱量經過導熱絕緣泡棉通過熱傳導的方式轉移到水冷板4上。由于絕緣導熱泡棉3具有絕緣、薄壁、柔軟、較高熱傳導系數和較大可壓縮量等諸多特點，鋁制水冷板和完成焊接工藝以后的匯流排2均為良導體，且剛度 較高、不易變形等因此。因此，絕緣導熱泡棉3設置在匯流排2和鋁制水冷板之間，應用其絕緣特性可實現匯流排2和鋁制水冷板之間的電氣隔離，應用其柔軟、可壓縮特性，可以保證鋁制水冷板與匯流排2之間同時完全貼合絕緣導熱泡棉3的兩側，盡可能地排除兩者之間的空氣，已達到最佳的熱傳導效果。因此，經過絕緣導熱泡棉3以后，液冷電池模組的熱量會均勻地分布于鋁制水冷板上。

(3)水冷板4上熱量即可經過循環(huán)的冷卻液通過強制對流換熱轉移到液冷電池模組外部，最終把充放電過程中由電芯1產生的熱量帶走。由于冷卻液在水冷板4內部的眾多毛細流道、塑料主流道6和液冷電池模組外部形成循環(huán)，且眾多的毛細流道均勻地分布于水冷板4內部。因此，經過水冷板4，液冷電池模組的熱量會被與外部循環(huán)的冷卻水帶走。

圖5為實施中水冷板4并聯結構示意圖，水冷板4分別與塑料主流道6單獨相通，在流道連接處通過密封圈進行密封，由多個塑料主流道6連接分別組成了液冷電池模組的進、出主流道，即每個水冷板4在流路上均為并聯。

本發(fā)明的液冷電池模組，每一個的基本電池模塊的正負極匯流排都會被相同的鋁制水冷板單獨冷卻，以達到最大的冷卻效果。每一個基本電池模塊設計一個獨立的可拆卸的具有互換性的進口主流道和出口主流道，并且在流路上分別和塑料支架5的進、出口相通，以實現液冷電池模組可擴展性的特點。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。