一种动力电池风冷模组的制作方法

本实用新型涉及新能源技术，尤其涉及一种动力电池风冷模组。

背景技术：

圆柱形锂离子电池由于其能量密度高、工艺技术成熟、价格优势明显、无污染等因素，正在越来越多地被用在3C产品及电动汽车上。在电能需求较大时，可以将多个小容量的圆柱形锂离子电池进行相应的串并联，从而形成动力电池风冷模组以提供所需电能。

动力电池风冷模组通过内部的化学反应来储存和释放电能，在储存和释放电能的过程中，化学反应会导致动力电池风冷模组温度的变化，使得动力电池风冷模组中各电池的工作温度及温度均匀性差异较大，而由于温度是影响动力电池风冷模组电量及寿命的重要因素之一，因而，如何有效提高动力电池风冷模组中电池温度的一致性，对延长电池使用寿命具有重要意义。

为了提高动力电池风冷模组中各电池温度的一致性，目前由圆柱形锂离子电池组成的动力电池风冷模组，在冷却及加热设计中，主要采用液体冷却/加热、风冷却/加热方式。但对于液体冷却/加热的方式，其一，由于用于液体冷却/加热的液体及管道比较重，从而影响动力电池风冷模组能量密度；其二，采用液体冷却/加热方式，易形成凝结水，从而导致绝缘及短路故障，而防止凝结水工艺相对复杂，因而，普遍采用风冷却/加热方式。对于风冷却/加热方式，主要是从垂直于电池高度方向进行吹风，这样，当动力电池风冷模组较大且电芯排布不均匀时，进风口与出风口处的电池温度均匀性差异会相对比较大，风通过电池组的阻力比较大，导致电池模组中各电池温度的一致性较差，从而影响了动力电池风冷模组的使用寿命。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种动力电池风冷模组，能够提升动力电池风冷模组中电池温度的一致性，从而提升动力电池风冷模组的使用寿命。

第一方面，本实用新型实施例提供一种动力电池风冷模组，包括：上集风箱、电池第一固定板、电池单元、电池第二固定板、下集风箱、上汇流排以及下汇流排，其中，

电池单元固定于电池第一固定板以及电池第二固定板之间；

上集风箱安装在电池第一固定板背对安装电池单元的一面；

下集风箱安装在电池第二固定板背对安装电池单元的一面；

多个电池单元的正负极形成串并联连接；

所述上集风箱设置有进风口和分风入口，电池第一固定板上设置有风道，电池第二固定板上设置有风道，下集风箱设置有出风口和分风出口；

上集风箱中设置的分风入口与电池第一固定板上设置的风道相对应；

电池第二固定板上设置的风道与下集风箱上设置的分风出口相对应；

电池第一固定板上设置的风道和电池第二固定板上设置的风道与相邻电池单元之间的间隙相对应；

在第一固定板和上集风箱之间设有上汇流排，在第二固定板和下集风箱之间设有下汇流排；所述上汇流排和下汇流排上开设有与电池第一固定板上设置的风道以及电池第二固定板上设置的风道相对应的通孔；

多个电池单元的正负两极通过导电丝分别焊接在上汇流排和下汇流排上，用以形成动力电池风冷模组的串并联。

结合第一方面，在第一方面的第一种实施方式中，电池第一固定板以及电池第二固定板上分别设有固定电池单元的凹槽或凹孔；

所述电池单元的一端设于电池第一固定板的凹槽或凹孔中，另一端设于电池第二固定板的凹槽或凹孔中。

结合第一方面，在第一方面的第二种实施方式中，所述上集风箱设置的分风入口处连接有分风道，该分风道与电池第一固定板上设置的风道对应连接；

所述下集风箱设置的分风出口处连接有分风道，该分风道与电池第二固定板上设置的风道对应连接。

结合第一方面，在第一方面的第三种实施方式中，还包括：呈箱型的壳体，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体对称排布，并将所述上集风箱、所述上汇流排、所述电池第一固定板、所述电池单元、所述电池第二固定板、所述下汇流排、所述下集风箱安装在内。

结合第一方面的第三种实施方式，在第一方面的第四种实施方式中，所述上集风箱和下集风箱的壳体内部设有加强柱。

结合第一方面，在第一方面的第五种实施方式中，所述分风入口的数量为多个；所述进风口的内截面积大于所有分风入口的内截面积之和。

结合第一方面，在第一方面的第六种实施方式中，离进风口越近的分风入口的孔径越大。

结合第一方面的第二种实施方式，在第一方面的第七种实施方式中，所述多个电池单元在对称的电池第一固定板以及电池第二固定板之间不对齐排列，所述电池第一固定板上设置的风道以及电池第二固定板上设置的风道的截面形状为三角形或三边凹的三角形；

所述多个电池单元在对称的电池第一固定板以及电池第二固定板之间对齐排列，所述电池第一固定板上设置的风道以及电池第二固定板上设置的风道的截面形状为正方形或四边内凹的四边形。

结合第一方面，在第一方面的第八种实施方式中，所述多个数量的电池单元中，预定数量的电池单元并联形成并联电池组，并联电池组之间串联连接。

结合第一方面，在第一方面的第九种实施方式中，相邻两个串联电池组之间的串联方式为，并联电池组包括第一并联电池组和第二并联电池组；

所述上汇流排包括第一上汇流排和第二上汇流排；所述下汇流排包括第一下汇流排；

第一并联电池组的正极与第一上汇流排电连接，第一并联电池组的负极与第一下汇流排电连接；第二并联电池组的正极与第一下汇流排电连接，第二并联电池组的负极与第二上汇流排电连接；或者，

第一并联电池组的负极与第一上汇流排电连接，第一并联电池组的正极与第一下汇流排电连接；第二并联电池组的负极与第一下汇流排电连接，第二并联电池组的正极与第二上汇流排电连接。

本实用新型实施例提供的一种动力电池风冷模组，包括：上集风箱、电池第一固定板、电池单元、电池第二固定板、下集风箱、上汇流排以及下汇流排，其中，电池单元固定于电池第一固定板以及电池第二固定板之间；上集风箱安装在电池第一固定板背对安装电池单元的一面；下集风箱安装在电池第二固定板背对安装电池单元的一面；多个电池单元的正负极形成串并联连接；所述上集风箱设置有进风口和分风入口，电池第一固定板上设置有风道，电池第二固定板上设置有风道，下集风箱设置有出风口和分风出口；上集风箱中设置的分风入口与电池第一固定板上设置的风道相对应；电池第二固定板上设置的风道与下集风箱上设置的分风出口相对应；电池第一固定板上设置的风道和电池第二固定板上设置的风道与相邻电池单元之间的间隙相对应；在第一固定板和上集风箱之间设有上汇流排，在第二固定板和下集风箱之间设有下汇流排；所述上汇流排和下汇流排上开设有与电池第一固定板上设置的风道以及电池第二固定板上设置的风道相对应的通孔；多个电池单元的正负两极通过导电丝分别焊接在上汇流排和下汇流排上，用以形成动力电池风冷模组的串并联，能够提升动力电池风冷模组中电池温度的一致性，从而提升动力电池风冷模组的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型的实施例一动力电池风冷模组整体结构示意图；

图2为本实用新型的实施例二动力电池风冷模组拆分结构示意图；

图3为本实用新型的实施例三集风箱第一立体结构示意图；

图4为本实用新型的实施例四集风箱第二立体结构示意图；

图5为本实用新型的实施例五集风箱立体剖视结构示意图；

图6为本实用新型的实施例六动力电池风冷模组进风剖面示意图；

图7为本实用新型的实施例七风道连接处放大示意图；

图8为本实用新型的实施例八电池单元与风道排布示意图；

图9为本实用新型的实施例九电池单元与风道排布示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型的实施例一动力电池风冷模组整体结构示意图；

图2为本实用新型的实施例二动力电池风冷模组拆分结构示意图；

图3为本实用新型的实施例三集风箱第一立体结构示意图；

图4为本实用新型的实施例四集风箱第二立体结构示意图；

图5为本实用新型的实施例五集风箱立体剖视结构示意图；

图6为本实用新型的实施例六动力电池风冷模组进风剖面示意图；

图7为本实用新型的实施例七风道连接处放大示意图；

图8为本实用新型的实施例八电池单元与风道排布示意图；

图9为本实用新型的实施例九电池单元与风道排布示意图。

参见图1至图9，动力电池风冷模组，包括：上集风箱2、电池第一固定板4、电池单元5、电池第二固定板6、下集风箱8、上汇流排3以及下汇流排7，其中，

电池单元5固定于电池第一固定板4以及电池第二固定板6之间；

上集风箱2安装在电池第一固定板4背对安装电池单元5的一面；

下集风箱8安装在电池第二固定板6背对安装电池单元5的一面；

多个电池单元5的正负极形成串并联连接；

上集风箱2设置有进风口和分风入口，电池第一固定板4上设置有风道，电池第二固定板6上设置有风道，下集风箱8设置有出风口和分风出口；

上集风箱2中设置的分风入口与电池第一固定板4上设置的风道相对应；

电池第二固定板6上设置的风道与下集风箱8上设置的分风出口相对应；

电池第一固定板4上设置的风道和电池第二固定板6上设置的风道与相邻电池单元5之间的间隙相对应；

在第一固定板和上集风箱2之间设有上汇流排3，在第二固定板和下集风箱8之间设有下汇流排7；上汇流排3和下汇流排7上开设有与电池第一固定板4上设置的风道以及电池第二固定板6上设置的风道相对应的通孔；

多个电池单元的正负两极通过导电丝分别焊接在上汇流排和下汇流排上，用以形成动力电池风冷模组的串并联。

本实施例中，作为一可选实施例，电池第一固定板4以及电池第二固定板6上分别设有固定电池单元5的凹槽或凹孔；

电池单元5的一端设于电池第一固定板4的凹槽或凹孔中，另一端设于电池第二固定板6的凹槽或凹孔中。

本实施例中，作为一可选实施例，上集风箱2设置的分风入口处连接有分风道，该分风道与电池第一固定板4上设置的风道对应连接；

下集风箱8设置的分风出口处连接有分风道，该分风道与电池第二固定板6上设置的风道对应连接。

本实施例中，作为一可选实施例，还包括：呈箱型的壳体，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体对称排布，并将所述上集风箱、所述上汇流排、所述电池第一固定板、所述电池单元、所述电池第二固定板、所述下汇流排、所述下集风箱安装在内。

本实施例中，作为一可选实施例，上集风箱2和下集风箱8的壳体内部设有加强柱。

本实施例中，作为一可选实施例，所述分风入口的数量为多个；所述进风口的内截面积大于所有分风入口的内截面积之和。

本实施例中，作为一可选实施例，离进风口越近的分风入口的孔径越大。

本实施例中，作为一可选实施例，多个电池单元5在对称的电池第一固定板4以及电池第二固定板6之间不对齐排列，电池第一固定板4上设置的风道以及电池第二固定板6上设置的风道的截面形状为三角形或三边凹的三角形；

多个电池单元5在对称的电池第一固定板4以及电池第二固定板6之间对齐排列，电池第一固定板4上设置的风道以及电池第二固定板6上设置的风道的正方形或四边内凹的四边形。

本实施例中，作为一可选实施例，多个数量的电池单元5中，预定数量的电池单元5并联形成并联电池组，并联电池组之间串联连接。

本实施例中，作为一可选实施例，相邻两个串联电池组之间的串联方式为，并联电池组包括第一并联电池组和第二并联电池组；

上汇流排3包括第一上汇流排和第二上汇流排；下汇流排7包括第一下汇流排；

第一并联电池组的正极与第一上汇流排电连接，第一并联电池组的负极与第一下汇流排电连接；第二并联电池组的正极与第一下汇流排电连接，第二并联电池组的负极与第二上汇流排电连接；或者，

第一并联电池组的负极与第一上汇流排电连接，第一并联电池组的正极与第一下汇流排电连接；第二并联电池组的负极与第一下汇流排电连接，第二并联电池组的正极与第二上汇流排电连接。

本实施例中，在上汇流排3和电池第一固定板4上安装上集风箱2，在电池第二固定板6和下汇流排7上安装下集风箱8，再在上集风箱2和下集风箱8上分别安装电池模组上箱体1和电池模组下箱体9，最后固定整个具有热管理结构的动力电池风冷模组。

本实施例中，由多个电池单元5通过电池第一固定板4和电池第二固定板6进行上下、前后、左右的固定后成为动力电池风冷模组。

本实施例中，作为一可选实施例，电池模组上箱体和电池模组下箱体采用钢材或高强度合金等材料，可以起到固定、成型、抗机械振动、冲击等作用。

本实施例中，作为一可选实施例，上集风箱以及下集风箱采用具有高强度、韧性、绝缘性、阻燃等级V-0级别的材料，例如，聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物(PC/ABS)。

本实施例中，作为一可选实施例，上汇流排与下汇流排采用铜镀镍或铝等材料，用于连接各电池单元，使电池单元形成串并联，从而将总输入电流分配给每个单体电池单元，再从每个单体电池单元收集电流汇聚成总输出电流。

本实施例中，作为一可选实施例，电池第一固定板和电池第二固定板用于固定每个电池单元以及固定上下汇流排，采用具有高强度、韧性、绝缘性、阻燃等级V-0级别的材料，例如，聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物(PC/ABS)。

本实施例中，从总风口203进入的风储存在腔体205内，然后再分配给每个分风口206，分风口206将腔体205内的风传入到分风道208内的风口，并通过分风道208送入电池固定板上对应的风道，然后进入到动力电池模组内部，对电池单元进行制冷或加热。作为一可选实施例，腔体205的体积较大，可以对进风和出风起到很好的缓冲作用。

本实施例中，作为一可选实施例，上集风箱中设置有190个分风道208。

本实施例中，通过设计动力电池风冷模组的冷却和加热结构，通过在圆柱形电池单元两端的电池固定板上安装集风箱，集风箱与电池固定板之间有许多相连的风道，进风道将上集风箱内的冷/热风通过进风口送到电池单元内部，用以对电池单元进行制冷或加热，每个风道口负责制冷/加热周围相邻的几颗电池单元，风道均匀排布，从而保证经过每颗电池单元的电芯表面的风量相同；在动力电池风冷模组另一侧的出风道，将流出电池单元内的风送入下集风箱，上下集风箱与外部风管相连，从而保证进入动力电池风冷模组内部的风温度恒定。由于进风温度恒定以及经过每颗电芯的风量相同，可以使得整个动力电池风冷模组中每颗电池单元的温度均匀度相近，通过调节集风箱外部管道的风速，可以有效控制动力电池风冷模组工作温度范围，从而对电池的使用寿命提供有效的保障，从而保证热风/冷风能够有效对电池单元进行加热/制冷，能够控制动力电池风冷模组内的各电池单元在一定的温度范围内工作，提高了动力电池风冷模组中各电池温度的一致性，可以有效地提高动力电池风冷模组的寿命。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

为了描述的方便，描述以上装置是以功能分为各种单元/模块分别描述。当然，在实施本实用新型时可以把各单元/模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。