本技術(shù)涉及鋰離子電池，尤其涉及一種具有頂部液冷的電芯結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、消費(fèi)者對(duì)新能源汽車長(zhǎng)續(xù)航、快充的進(jìn)一步需求，對(duì)車用鋰離子動(dòng)力電池的能量密度、大電流過(guò)流能力等提出了更高的要求。但另一方面，電芯能量密度越大、充放電倍率越高將導(dǎo)致電池溫升過(guò)大，動(dòng)力電池長(zhǎng)時(shí)間高溫使用會(huì)對(duì)電池性能造成影響，嚴(yán)重的甚至將導(dǎo)致安全事故。因此，廠商通常在電芯、模組或電池包結(jié)構(gòu)中增加液冷板等散熱結(jié)構(gòu)，通過(guò)冷卻液介質(zhì)流動(dòng)以控制電池系統(tǒng)在適當(dāng)?shù)臏囟拳h(huán)境下工作。

2、另外，實(shí)際使用中電芯的溫度分布并非均勻。電芯內(nèi)部導(dǎo)熱系數(shù)是各向異性的，內(nèi)部熱量經(jīng)由大面方向沿金屬箔材、轉(zhuǎn)接片、極柱向外傳導(dǎo)占電芯傳熱的最主要部分，因此也使得電池頂蓋區(qū)域熱量最為集中，增大了電芯性能降低或發(fā)生安全事故的風(fēng)險(xiǎn)。

3、現(xiàn)有技術(shù)的整包pack級(jí)結(jié)構(gòu)主流方式是在整個(gè)電池包底部增加液冷板以對(duì)電芯進(jìn)行溫度控制，液冷板外部通常為鋼材或鋁材，內(nèi)部具有中空的流道設(shè)計(jì)。實(shí)際工作中水冷板與電芯的下表面接觸，隨冷卻液介質(zhì)流動(dòng)帶走熱量。底部放置液冷板僅與電芯的下表面接觸，然而電芯產(chǎn)熱通常集中于大面、極柱位置，底部散熱效率太低；其次，冷卻液與電池間隔多層結(jié)構(gòu)，也使液冷效果大大降低；另外，單獨(dú)的液冷板結(jié)構(gòu)需要占用更多的電池包空間，特別是在高度方向上壓縮了電池包的可使用設(shè)計(jì)面積。

4、現(xiàn)有技術(shù)中的寧德時(shí)代推出的“麒麟”電池包，采用電芯大面水冷的方式以提高電池包整體的散熱效率。該結(jié)構(gòu)需要在電芯間加裝液冷板，擠壓了電池包橫向的可利用空間。

5、綜上，在保證電芯、配組系統(tǒng)能量密度和空間利用率的前提下，如何對(duì)電芯進(jìn)行有效液冷散熱，成為了當(dāng)下亟待解決的問(wèn)題。

6、在背景技術(shù)部分中公開(kāi)的上述信息僅僅用于增強(qiáng)對(duì)本實(shí)用新型背景的理解，因此可能包含不構(gòu)成本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的是提供一種具有頂部液冷的電芯結(jié)構(gòu)，冷卻效果好且不占用電池包的橫向、縱向空間。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

3、本實(shí)用新型的一種具有頂部液冷的電芯結(jié)構(gòu)包括：

4、外殼體，其具有頂部開(kāi)口；

5、至少一個(gè)芯包，其經(jīng)由開(kāi)口容納于所述外殼體中，所述芯包的頂部設(shè)有極耳；

6、液冷板，其為中空流道結(jié)構(gòu)，所述液冷板包括設(shè)于上表面的極柱開(kāi)孔、防爆閥開(kāi)孔和第一注液孔以及設(shè)于側(cè)面的液冷流道；

7、蓋板，其蓋設(shè)于所述頂液冷板且密封連接外殼體，所述蓋板包括對(duì)齊所述極柱開(kāi)孔的極柱區(qū)域、對(duì)齊所述防爆閥開(kāi)孔的防爆閥和對(duì)齊所述第一注液孔的第二注液孔，

8、轉(zhuǎn)接片，其設(shè)于芯包與液冷板之間，所述轉(zhuǎn)接片包括連接所述極耳的極耳連接區(qū)和極柱連接區(qū)，所述極柱連接區(qū)經(jīng)由所述極柱開(kāi)孔連接所述極柱區(qū)域。

9、所述的一種具有頂部液冷的電芯結(jié)構(gòu)中，所述液冷板為內(nèi)設(shè)蛇形盤(pán)管的水平板。

10、所述的一種具有頂部液冷的電芯結(jié)構(gòu)中，所述液冷流道設(shè)有卡扣結(jié)構(gòu)，所述卡扣結(jié)構(gòu)設(shè)有內(nèi)凹槽，其經(jīng)由密封膠密封連接液冷流道。

11、所述的一種具有頂部液冷的電芯結(jié)構(gòu)中，所述液冷流道自所述液冷板兩側(cè)向外凸出。

12、所述的一種具有頂部液冷的電芯結(jié)構(gòu)中，所述外殼體的開(kāi)口設(shè)有向下凹進(jìn)的凹槽，所述液冷流道卡接于所述凹槽。

13、所述的一種具有頂部液冷的電芯結(jié)構(gòu)中，所述極耳連接區(qū)為凹形板結(jié)構(gòu)。

14、所述的一種具有頂部液冷的電芯結(jié)構(gòu)中，所述極柱連接區(qū)包括圓柱體結(jié)構(gòu)，其上穿所述極柱開(kāi)孔且連接所述極柱區(qū)域。

15、所述的一種具有頂部液冷的電芯結(jié)構(gòu)中，所述外殼體為方形結(jié)構(gòu)，所述具有頂部液冷的電芯結(jié)構(gòu)為對(duì)稱結(jié)構(gòu)。

16、所述的一種具有頂部液冷的電芯結(jié)構(gòu)中，芯包之間設(shè)有氣凝膠。

17、所述的一種具有頂部液冷的電芯結(jié)構(gòu)中，液冷管結(jié)構(gòu)連接多個(gè)依次排列所述注液密封結(jié)構(gòu)，液冷管結(jié)構(gòu)包括總流入口、連通總流入口的多個(gè)流道連接口和總流出口，流道連接口連通所述液冷流道。

18、在上述技術(shù)方案中，本實(shí)用新型提供的一種具有頂部液冷的電芯結(jié)構(gòu)，具有以下有益效果：本實(shí)用新型針對(duì)電芯的頂部區(qū)域進(jìn)行了水冷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，集成于電芯結(jié)構(gòu)中，提高了散熱效率；對(duì)電池包內(nèi)的利用空間沒(méi)有明顯擠壓，提高了其空間利用率，組件經(jīng)由卡扣式連接，電芯配組方式靈活，適配性；本結(jié)構(gòu)通過(guò)電芯結(jié)構(gòu)及電芯配組、外部液冷流道設(shè)計(jì)，采用電芯頂部液冷的方式對(duì)熱量產(chǎn)熱集中區(qū)域進(jìn)行針對(duì)性溫度調(diào)控，在提升散熱效率的同時(shí)，保證電池包內(nèi)電芯配組的可裝配性、適配性；電芯間引入氣凝膠，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性并降低電池包整體熱失控風(fēng)險(xiǎn)；不占用電池包的橫向、縱向空間。

技術(shù)特征：

1.一種具有頂部液冷的電芯結(jié)構(gòu)，其特征在于，其包括，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有頂部液冷的電芯結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述液冷板為內(nèi)設(shè)蛇形盤(pán)管的水平板。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有頂部液冷的電芯結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述液冷流道設(shè)有卡扣結(jié)構(gòu)，所述卡扣結(jié)構(gòu)設(shè)有內(nèi)凹槽，其經(jīng)由密封膠密封連接液冷流道。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有頂部液冷的電芯結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述液冷流道自所述液冷板兩側(cè)向外凸出。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有頂部液冷的電芯結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述外殼體的開(kāi)口設(shè)有向下凹進(jìn)的凹槽，所述液冷流道卡接于所述凹槽。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有頂部液冷的電芯結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述極耳連接區(qū)為凹形板結(jié)構(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有頂部液冷的電芯結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述極柱連接區(qū)包括圓柱體結(jié)構(gòu)，其上穿所述極柱開(kāi)孔且連接所述極柱區(qū)域。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有頂部液冷的電芯結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述外殼體為方形結(jié)構(gòu)，所述具有頂部液冷的電芯結(jié)構(gòu)為對(duì)稱結(jié)構(gòu)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有頂部液冷的電芯結(jié)構(gòu)，其特征在于，芯包之間設(shè)有氣凝膠。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有頂部液冷的電芯結(jié)構(gòu)，其特征在于，液冷管結(jié)構(gòu)包括總流入口、連通總流入口的多個(gè)流道連接口和總流出口，流道連接口連通所述液冷流道。

技術(shù)總結(jié)
一種具有頂部液冷的電芯結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)中，外殼體具有頂部開(kāi)口；至少一個(gè)芯包經(jīng)由開(kāi)口容納于外殼體中，芯包的頂部設(shè)有極耳；液冷板為中空流道結(jié)構(gòu)，液冷板包括設(shè)于上表面的極柱開(kāi)孔、防爆閥開(kāi)孔和第一注液孔以及設(shè)于側(cè)面的液冷流道；蓋板蓋設(shè)于頂液冷板且密封連接外殼體，蓋板包括對(duì)齊極柱開(kāi)孔的極柱區(qū)域、對(duì)齊防爆閥開(kāi)孔的防爆閥和對(duì)齊第一注液孔的第二注液孔，轉(zhuǎn)接片設(shè)于芯包與液冷板之間，轉(zhuǎn)接片包括連接極耳的極耳連接區(qū)和極柱連接區(qū)，極柱連接區(qū)經(jīng)由極柱開(kāi)孔連接極柱區(qū)域。電芯結(jié)構(gòu)冷卻效果好且不占用電池包的橫向、縱向空間。

技術(shù)研發(fā)人員：朱科浩,黃仕宏,蔣鵬飛,汪勇,高培,楊允杰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華鼎國(guó)聯(lián)電池材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240321
技術(shù)公布日：2024/12/19