一种液冷电池包的制作方法

本实用新型属于电池设备技术领域，更具体的，涉及一种液冷电池包。

背景技术：

电池包是一种将化学能转化成电能的充放电装置。电池包包括电池模组，电池模组由多个单体电池构成。电池在充放电的过程中会产生热量，使电池表面的温度升高，电池包若不能及时散热，会导致其工作性能下降，甚至影响电池包的使用寿命。

相关的电池包采用在电池模组的表面铺设装有冷却液的冷却装置，并在冷却装置外加设循环泵体，使冷却液能够在冷却装置中循环流动，以带走电池模组所散发的热量。相关的电池包虽然散热能力较强，但是电池包的结构复杂。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型在于提供一种液冷电池包，以解决如何简化电池包结构同时还能满足较大散热量需求的技术问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型提供一种液冷电池包，包括：电池模组，所述电池模组具有相对设置的用于电极连接的端面和连接所述端面的侧面；导热件，包覆所述电池模组的全部所述侧面；所述导热件内部具有封闭的容纳腔；所述容纳腔用于容纳冷却液。

进一步地，所述电池模组沿第一方向延伸，所述电池模组包括多个电池，每个电池的用于电极连接的端面基本平行于所述第一方向，相邻的两个所述电池间隔预定距离；所述导热件包覆每个所述电池的全部侧面。

进一步地，所述第一方向基本为直线。

进一步地，所述第一方向为环形。

进一步地，所述第一方向为多条平行线中的任一条平行线的方向。

进一步地，所述导热件包括：

第一壳体，围合形成容纳所述电池模组的空腔；

多个第二壳体，均设置在所述空腔内，每个第二壳体对应包覆一个所述电池的全部所述侧面；所述第二壳体的一端与所述第一壳体的一端之间形成第一开口，所述第二壳体与所述一端相对的另一端和所述第一壳体与所述一端相对的另一端之间形成第二开口；

第一端盖，用于封闭所述第一开口，并开设有供每个电池的用于电极连接的端面穿过的第一通孔；

第二端盖，用于封闭所述第二开口，并开设有供每个电池的用于电极连接的端面穿过的第二通孔；

其中，所述第一壳体、所述第二壳体、所述第一端盖和所述第二端盖围合形成所述容纳腔。

进一步地，所述第一壳体为矩形体。

进一步地，所述第一壳体的外表面具有多个与所述第二壳体的外表面曲率相同的曲面。

进一步地，所述液冷电池包还包括设置于所述电池模组的全部所述侧面和所述第二壳体之间的第一绝缘件。

进一步地，所述液冷电池包还包括包覆于所述第一壳体的外表面、所述第一端盖的外表面和所述第二端盖的外表面的第二绝缘件。

本实用新型提供了一种液冷电池包，电池包包括电池模组和导热件，导热件内部具有用于容纳冷却液的容纳腔，导热件包覆电池模组的全部侧面。通过导热件包覆电池模组全部侧面的方式为电池模组散热，使电池模组所散发的热量能够较大程度地通过导热件散发出去，有效提高了电池模组的热量传递，并且冷却液在容纳腔内流动能够使电池模组各部分之间的温差减少。该电池包结构简单且可以较好地满足散热量大的需求。

附图说明

图1为本实用新型实施例的电池包结构示意图；

图2为本实用新型实施例的电池包的电池模组结构示意图；

图3a为本实用新型实施例的导热件与电池模组包覆形式示意图；

图3b为本实用新型实施例的导热件与电池模组另一种包覆形式示意图；

图4a为另一种电池模组的排列形式示意图；

图4b为另一种电池模组的排列形式示意图；

图4c为另一种电池模组的排列形式示意图；

图4d为另一种电池模组的排列形式示意图；

图5为本实用新型实施例的导热件爆炸图；

图6为本实用新型实施例的电池包剖视图；

图7为本实用新型实施例的电池包的导热件剖视图；

图8为另一种第一壳体的具体结构形式剖视图；

图9为本实用新型实施例的电池包的第一绝缘件的剖视图；

图10为本实用新型实施例的电池包的第二绝缘件结构示意图。

附图标记说明：

10-电池包，11-电池模组，11a-端面，11b-侧面，12-导热件，12a-第一开口，12b-第二开口，121-容纳腔，122-第一壳体，1221-曲面，1222-平面，123-第二壳体，124-第一端盖，1241-第一通孔，125-第二端盖，1251-第二通孔，13-第一绝缘件，14-第二绝缘件，o＇-第一壳体的第一对称轴，o〞-第一壳体的第二对称轴

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在具体实施例中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征的组合可以形成不同的实施例和技术方案。为了避免不必要的重复，本实用新型中各个具体技术特征的各种可能的组合方式不再另行说明。

在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二”仅仅是是区别不同的对象，不表示二者之间具有相同或联系之处。应该理解的是，所涉及的方位描述“上方”、“下方”均为正常使用状态时的方位。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。术语“连接”在未特别说明的情况下，既包括直接连接也包括间接连接。“第一方向”是指电池模组的电池阵列方向。“多个”表示大于或等于两个。

本实用新型实施例提供的一种电池包，其可作为电力供应设备应用在家用电器中，例如吸尘器、无线电动手持工具等。需要说明的是，本实用新型中的应用场景类型并不对本实用新型的电池包产生限定。以下以锂电池为例对电池包的结构进行具体介绍。

在本实用新型实施例中，如图1所示，电池包10包括电池模组11和导热件12。如图2所示，电池模组11具有相对设置的用于电极连接的端面11a和连接端面11a的侧面11b。具体的，电池模组11包括多个单体电池111，每个单体电池111具有相对的两个端面11a，其中一个端面11a为单体电池111的正极，另一个端面11a为单体电池111的负极，端面11a用于连接镍片，以实现电池包10的串并联。单体电池111的具体形状可多样，可以是大致的圆柱体，也可以是大致的矩形体。在示例性的实施例中，采用圆柱体型的单体电池111继续作后续阐述。

电池模组11在充放电过程中会产生热量，导致电池模组11的温度升高，热量的聚集会影响电池模组11的工作性能，严重地可能影响其使用寿命。可以通过增设导热件12帮助电池模组11进行快速有效地散热。以下将对电池模组11的散热方式进行具体介绍。

具体的，如图1所示，导热件12包覆电池模组11的全部侧面11b。需要说明的是，包覆是指对物体进行包裹和覆盖。由于加工误差和装配误差的存在，导热件12和被包覆的电池模组11之间可能是贴合的，也可能存在一定的间隙。也就是说，导热件12和被包覆的电池模组11处于至少部分接触或者贴合或者存在微小间隙的状态。导热件12可以采用导热性能较好的金属材料，金属具有较高的导热系数，例如，可以是铝合金件，当然，在其他实施例中也可以是其他具有较高导热系数的材料。对于一些应用在大功率电器上的电池包，其发热量较高，相应地，散热要求也较高，电池包需要更大的散热量使其能安全稳定地运行。工作状态下，多个单体电池111热量的聚集将导致整个电池模组11的温度升高。电池模组11的外表面为散热面，而电池模组11的外表面包括端面11a和侧面11b，采用导热件12包覆电池模组11的全部侧面11b，使电池模组11的侧面11b的热量全部通过导热件12传递，这样可以最大程度地将电池模组11通过侧面11b所散发的热量传递至导热件12，并由导热件12将热量传递至外界环境，从而最大程度地降低电池模组11的温度，有效保证电池包10的安全可靠性。具体包覆方式如下：

如图3a所示，导热件12与单体电池111的包覆方式为导热件12的内表面与单体电池111的圆柱面基本贴合，基本贴合的含义是说明在加工和装配误差的范围内视为贴合；如图3b所示，导热件12与单体电池111的包覆方式为部分接触。优选的，采用面与面贴合的方式，即如图3a所示的包覆方式。由于面与面贴合的方式不存在空隙，导热件12的内表面与单体电池111的圆柱面之间不存在空气，空气的导热系数远小于导热件12的导热系数，这种方式可以有效减小导热热阻，从而最大限度地提高导热件12的利用率和散热能力。

如图3a所示，导热件12内部具有封闭的容纳腔121，容纳腔121用于容纳冷却液。具体的，导热件12具有盛装冷却液的容纳腔121，导热件12可以是一个完整的封闭腔，即一体成型的导热件12，通过在导热件12开设灌注冷却液的入口，先对导热件12抽真空操作，再往容纳腔121灌注冷却液，最后采用密封件封闭入口，以防止冷却液的泄露。可以理解的是，也可以是通过零部件组装形成封闭的容纳腔121，组装的方式可以激光焊接或高温钎焊等。导热件12可以是薄壁件，使电池包10更轻量化。冷却液良好的散热性能可以进一步提高导热件12的散热能力。电池模组11首先将热量传递给导热件12的内壁面，然后热量通过内壁面传递给冷却液，冷却液再将热量传递给导热件12的外壁面，并散发至外界环境。并且冷却液的流动性可以进一步加快热量的传递，同时也能减小电池模组11各单体电池111之间的温差。

导热件12包覆电池模组11的全部侧面11b，电池模组11产生的热量通过热传导的方式传递至导热件12，导热件12自身较好的导热性，可以通过热辐射和热对流的方式快速有效地将热量传递至外界环境，从而降低电池模组11的温度。

本实用新型实施例的液冷电池包包括电池模组和导热件，导热件内部具有用于容纳冷却液的容纳腔，导热件包覆电池模组的全部侧面。通过导热件包覆电池模组全部侧面的方式为电池模组散热，使电池模组所散发的热量能够较大程度地通过导热件散发出去，有效提高了电池模组的热量传递，并且冷却液在容纳腔内流动能够使电池模组各部分之间的温差减少。该电池包的结构简单且可以较好地满足散热量大的需求。

在一些实施例中，如图2所示，电池模组11沿第一方向延伸，电池模组11包括多个电池111，每个电池111的用于电极连接的端面11a基本平行于第一方向。需要说明的是，第一方向是指电池模组11的电池111阵列方向，即在第一方向上，设置电池模组11的多个电池111。还需要说明的是，多个表示大于或等于两个。具体的，每个电池111的端面11a与第一方向基本平行，也就是说，每个电池111的轴线均基本彼此平行，每个电池111的排布方向基本一致。需要说明的是，基本平行是考虑到实际加工工艺的误差，每一个电池111的端面不需要做到绝对的夹角为0度，可以在一个小的范围内(例如0-10度)变化都视为平行，即为基本平行。优选的，每个电池111位于同一侧的端面11a均基本平齐，即不要求绝对的平齐，允许一定的误差，使电池模组11的结构更为齐整和紧凑。多个电池111的阵列形式任意，可以是线性阵列，例如，如图2所示的直线形阵列或如图4a所示的弧线形阵列，也可以是如图4b所示的三角形阵列，还可以是如图4c所示的圆周阵列以及如图4d所示的矩形阵列。当然在其他实施例中还可以是其他排布形式，在此不作具体限制。

如图4d所示，相邻的两个电池111间隔预定距离。具体的，多个电池111在第一方向上间隔设置，优选的，可以是等间距设置。电池111在工作状态下会发热产生热量，可以通过间隔设置的方式为电池111的散热提供一定的散热空间。考虑到电池包10体积结构的紧凑性，该距离不宜过大，具体结合实际情况综合设定。

导热件12包覆每个电池111的全部侧面11b。具体的，工作状态下，每个单体电池111均产生热量，多个单体电池111热量的聚集将导致整个电池模组11的温度升高。每个电池111的外表面为电池111的散热面，而电池111的外表面包括端面11a和侧面11b，采用对每个电池111的侧面11b全部包覆导热件12，使电池111的侧面11b的热量全部通过导热件12传递，这样可以最大程度地将每个电池111通过侧面11b所散发的热量传递至导热件12，并由导热件12将热量传递至外界环境。这样电池模组11的每个电池111均得到了有效散热，从而降低电池模组11的整体温度，进而有效保证电池包10的安全可靠性。并且，对每个电池111都包覆导热件12，可以有效保证各个电池111之间温度的一致性，从而避免单体过热。

通过将电池模组的多个电池沿一个方向间隔排布，保证电池包结构排布的紧凑性。并且对每个电池的侧面均全部包覆导热件，使每个电池的热量均能最大程度地传递出去，从而有效降低整个电池包温度，满足大散热量的要求。

导热件12包覆于电池模组11，因此，导热件12的具体结构形式也因电池模组11的电池111的具体排列方式而变化。以下对电池模组11的电池111的具体排列方式进行具体说明。

在一些实施例中，如图3a所示，第一方向基本为直线。需要说明的是，第一方向是指电池模组11的电池111阵列方向(如图3a所示的左右方向)，即在第一方向上，设置电池模组11的多个电池111。具体的，每个电池111的轴线均基本彼此平行且基本位于同一平面。需要说明的是，基本为直线是考虑到实际加工误差和装配误差，各个电池111的轴线不需要全部都在一个平面上，可以在一个小的距离范围内(例如0-2mm)变化都视为在同一平面。这样电池模组11的电池111是单向且单排布置方式。这种布置方式适合一些单体电池数量较少的电池模组，布置方式简单，所占用的空间也较小，并且导热件也具有较大的有效散热面，能够及时将热量传递至外界环境。

在另一些实施例中，电池模组11的电池111还可以有其他的排列方式，例如，如图4c所示，第一方向为环形。需要说明的是，第一方向是指电池模组11的电池111阵列方向(如图4c所示的圆周方向)，即在第一方向上，设置电池模组11的多个电池111。具体的，环形可以是如图4c所示的圆形，也可以是椭圆形等具有一定圆弧曲率的形状。这种布置方式适合单体电池数量较多的电池模组，结构相对紧凑，但是有效散热面会相对较小。

在另一些实施例中，例如，如图4d所示，第一方向为多条平行线中的任一条平行线的方向。需要说明的是，第一方向是指电池模组11的电池111阵列方向，即在在一组平行线上，设置电池模组11的多个电池111，每一条平行线上设置的电池111数量可以根据需要设定。如图4d所示的电池模组11包括多排沿大致相同的直线方向延伸布置的电池111，也就是说，每一排的电池111的轴线彼此平行且均大致位于同一平面，相邻排之间彼此平行，从而形成矩形阵列的电池模组11。这种布置方式也适合单体电池数量较多的电池模组，结构紧凑，体积小。

在一些实施例中，如图5所示，导热件12包括第一壳体122、第二壳体123、第一端盖124和第二端盖125。第一壳体122围合形成容纳电池模组11的空腔。以单排直线延伸排列布置的电池模组11为例，方便对导热件12的具体构成进行说明。具体的，第一壳体122可以是大致的矩形体薄壁件，以使电池包10更加轻量化，第一壳体122形成有空腔，第一壳体122相对的两端具有与空腔连通的开口。多个第二壳体123均设置在空腔内，每个第二壳体123对应包覆一个电池111的全部侧面11b。具体的，第一壳体122的空腔用于容纳第二壳体123，第二壳体123也可以是薄壁件，具有中空的用于容纳电池111的腔体。对于形状结构为圆柱形的单体电池111，第二壳体123的结构可以是圆柱形的套筒状，套筒的内径与电池111的外径大致相同，以使第二壳体123能够较好地对单体电池111的侧面11b进行全面的包覆，从而使电池111侧面11b的热量能够直接传递给导热件12的第二壳体123；对于形状结构为矩形体的单体电池111，第二壳体123的结构可以是矩形的壳体，与电池111的外形尺寸基本适配。如图6所示，每个第二壳体123之间间隔预设距离布置，从而电池模组11与第二壳体123装配后使各单体电池111之间形成间隔布置，这样也可以有效避免电池模组11的热量过于集中，同时也可以使冷却液在相邻的第二壳体123之间流动。优选的，多个第二壳体123可以等间距间隔设置。第二壳体123的外壁面与第一壳体122的内壁面之间间隔预设距离，使冷却液能够在第一壳体122和第二壳体123之间流动。优选的，如图7所示，电池模组11既关于第一壳体122的第一中心轴线o＇对称，又关于第二壳体123的第二中心轴线o〞对称，这样就可以使电池模组11放置于第一壳体122空腔的大致中间位置。

如图7所示，第二壳体123的一端与第一壳体122的一端之间形成第一开口12a，第二壳体123与一端相对的另一端和第一壳体122与一端相对的另一端之间形成第二开口12b。具体的，第一壳体122和第二壳体123均具有相对的两端，位于一侧的第二壳体123的外缘与第一壳体122的外缘形成第一开口12a，位于另一侧的第二壳体123的外缘与第一壳体122的外缘形成第二开口12b。

如图5所示，第一端盖124用于封闭第一开口12a，并开设有供每个电池111的用于电极连接的端面11a穿过的第一通孔1241。具体的，第一端盖124的外缘可以通过焊接等方式与第一壳体122一端的外缘和第二壳体123一端的外缘焊接在一起，以覆盖第一开口12a。第一端盖124开设有多个第一通孔1241，数量与第二壳体123的数量对应，形状与第二壳体123的截面形状大致相同，需要说明的是，截面是指与第二壳体123长度延伸方向垂直的面。多个第一通孔1241的中心轴线的位置与多个第二壳体123的中心轴线的位置一一对应重合。这样，电池模组11的各个电池111就可以一一通过第一通孔1241放入到对应地第二壳体123围合的腔体内，被第二壳体123所包覆。

如图5所示，第二端盖125用于封闭第二开口12b，并开设有供每个电池111的用于电极连接的端面11a穿过的第二通孔1251。具体的，第二端盖125的外缘可以通过焊接等方式与第一壳体122另一端的外缘和第二壳体123另一端的外缘焊接在一起，以覆盖第二开口12b。第二端盖125开设有多个第二通孔1251，数量与第二壳体123的数量对应，形状与第二壳体123的截面形状大致相同，需要说明的是，截面是指与第二壳体123长度延伸方向垂直的面。多个第二通孔1251的中心轴线的位置与多个第二壳体123的中心轴线的位置一一对应重合。这样，电池模组11的各个电池111还可以一一通过第二通孔1251放入到对应地第二壳体123围合的腔体内，被第二壳体123所包覆。

如图5和图7所示，第一壳体122、第二壳体123、第一端盖124和第二端盖125围合形成容纳腔121。具体的，第一壳体122、第二壳体123、第一端盖124和第二端盖125围合所形成的封闭空腔即所述的容纳腔121。可以在壳体或者是端盖上开设灌注冷却液的入口，对容纳腔121抽真空操作后，通过入口灌注冷却液，然后封闭入口，以防止冷却液的泄漏。这样，电池模组11的每个电池111从侧面11b所产生的热量首先直接通过热传导的方式传递至第二壳体123，然后第二壳体123将这部分热量继续以热传导的方式传递给冷却液，最后冷却液将这部分热量以热传导的方式传递给第一壳体122、第一端盖124和第二端盖125，最终这部分热量通过第一壳体122的外表面、第一端盖124的外表面和第二端盖125的外表面以热对流和热辐射的方式传递至外界环境，从而降低电池模组11的温度。

通过将导热件设置成第一壳体、第二壳体、第一端盖和第二端盖的具体结构形式，并将冷却液设置在第一壳体、第二壳体、第一端盖和第二端盖所围合的容纳腔中，使电池模组产生的热量能够逐级有效地传递出去。

在一些实施例中，如图5所示，第一壳体122为矩形体。实际上，第一壳体122的形状可以任意，可以是与电池模组11的整体外轮廓大致相配合，使电池包的结构更加紧凑小巧，对于如图5所示的电池模组11的排布形式，第一壳体122可以是矩形体，提高电池包的适用性。

在另一些实施例中，如图8所示，第一壳体122的外表面具有多个与第二壳体123的外表面曲率相同的曲面1221。具体的，第二壳体123与相邻的曲面1221大致为同心设置，也就是说，第二壳体123外表面与曲面1221的内表面之间的距离就大致相同，该区域内的冷却液的厚度也大致相同。这样可以尽量使每个电池111在圆周方向上的散热效率大致相同，从而提高每个电池111温度的一致性，进而使各个电池111之间的温度趋于一致。如图8所示，还可以在相邻的曲面1221之间设置平面1222，平面1222作为连接面连接相邻的曲面1221，从而形成第一壳体122。通过将第一壳体设置成曲面的具体形式，有效改善电池模组的温度一致性。

在一些实施例中，如图9所示，液冷电池包10还包括设置于电池模组11的全部侧面11b和第二壳体123之间的第一绝缘件13。具体的，每个电池111对应地与一个第二壳体123之间设置第一绝缘件13，组装过程中，可以首先在每个电池111的侧面11b全部包覆第一绝缘件13，然后将包覆有第一绝缘件13各个电池111一一放入到第二壳体123围合的腔体内。第一绝缘件13的内表面与电池模组11的侧面11b接触或贴合，第一绝缘件13的外表面与第二壳体123的内表面接触或贴合。第一绝缘件13可以是硅胶，可以导热。由于加工误差和装配误差的存在，第二壳体123与电池模组11之间会存在一定的间隙，易产生松动，将第一绝缘件13安装于第二壳体123和电池模组11之间，既能起到绝缘的作用，保证使用的安全性，还能起到加固的作用，使整个电池包10结构更为牢固。

在一些实施例中，如图10所示，液冷电池包10还包括包覆于第一壳体122的外表面、第一端盖124的外表面和第二端盖125的外表面的第二绝缘件14。具体的，第二绝缘件14的内表面与第一壳体122的外表面、第一端盖124的外表面和第二端盖125的外表面接触或贴合。第二绝缘件14可以是硅胶，可以导热。将其套设在导热件12的外表面，既能起到绝缘的作用，保证使用的安全性，还可以保护导热件12不受破坏，提高导热件12的使用寿命。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。