一种电池模组的制作方法

本实用新型涉及电池领域，特别涉及一种电池模组。

背景技术：

随着新能源行业快速发展，新能源行业将成为世界各国经济增长的一个重要突破点。在新能源锂离子电池模组行业中，电池模组内的单体锂离子电池通常受环境温度影响较大。锂离子电池在高、低温下的性能、可靠性、安全性以及寿命等相比于常温时有较大的下降。

当锂离子电池模组在使用一段时间之后各个电芯会存在不同程度的老化，内阻变大，可能其中会存在内阻变化幅度远超平均值的电芯，在放电时会放出大量热量，尤其是在高温环境下，热量更容易积聚，此部分热量如果不能及时散出去，就会对电池的正常工作产生不良影响，同时，温度过高会增加电芯内部的压力，形成安全隐患，降低电芯使用寿命，因此必须使其及时散热，使得电芯保持在合适温度工作。

锂离子电池模组在低温环境下工作时，充放电容量相比于常温工作状态有较大的下降。当环境温度较低时充放电会导致电池内部产生严重的极化效应，并且多次的充放电还会在负极材料表面产生锂枝晶，形成不可逆容量，外在表现为容量急剧下降，更严重者，形成的锂枝晶刺破电芯内的隔膜，造成电池正负极材料内部短路引发电池安全事故。因此在目前这种情况下需要在电池模组充放电前对其进行加热。

目前储能领域中电池模组常用的散热方式有风冷、液冷等。风冷是通过风将电池模组内的热量带走，这种方式最大的缺点是导致电池模组内的局部温度分布不均，往往是进风口附近温度较低而出风口位置相对较高。这种温度的不均匀性影响电芯之间的一致性，缩短电池模组使用寿命。而液冷散热效果较好，但是进行液冷时管道存在破损的风险，破损的管道会让冷却液体导致电芯之间短路受损。

传统的电池模组加热方式为风热或液体循环加热，其中风热方式需要增加加热器，结构空间上限制风体流向，占用空间大，成本高，加热温差大，加热效率低以及能耗高等；液体循环加热存在效率低、可靠性低以及成本相对较高的缺点。

综上所述，如何提供一种使用寿命长，并能在低温和高温环境下不影响充放电容量的、具加热与冷却双重功能的、且生产以及使用成本低廉的电池模组，成了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种使用寿命长，并能在低温和高温环境下不影响充放电容量的、具加热与冷却双重功能的、且生产以及使用成本低廉的电池模组。

本实用新型的解决方案是这样实现的：本实用新型提出一种电池模组，包括箱体和设置于箱体内的电池组，所述电池组包括若干块串联或并联的电池，所述相邻的电池之间和/或电池的外围还设有管道，所述管道包括进水口和出水口，所述管道的外围还设有冷却层，所述冷却层的外围还设有加热层；所述箱体包括侧板和底板，所述侧板上还设有若干个用于固定电池的支撑座，所述支撑座与所述电池一一对应设置，所述底板上还设有若干个用于固定电池的固定装置。此结构的电池模组，与现有结构的电池模组相比，由于在相邻的电池之间和/或电池的外围设置了管道，管道可以起到对电池加热或冷却的作用，将散热与加热功能一体化结构设计，无论在高温或低温环境下均可较好的充放电，结构更加简单，更为节省空间成本，其生产成本和使用成本均较为低廉。

本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述侧板包括第一侧板和与第一侧板相对设置的第二侧板，所述第一侧板包括侧板本体，所述支撑座包括第一支撑座，所述第一支撑座固定设置于所述侧板本体上。

本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述第一支撑座包括均匀设置于侧板本体上的若干个支撑柱，所述第二侧板与第一侧板的结构一致。

本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述箱体还包括设置于侧板两端的第一端板和第二端板，以及与所述底板相对设置的顶板，所述顶板包括顶板本体和固定设置于顶板本体上的若干根第一固定梁，若干根所述第一固定梁用于抵持于若干块电池的顶部。

本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述第一端板上设有正极汇流排孔和管道孔，所述第二端板上设有正极汇流排孔、管道孔和第二支撑座，所述第二支撑座用于抵持于所述电池组的一端。

本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述电池组包括第一电池组，所述第一电池组包括多块方形电池，所述管道包括第一管道，所述第一管道上设有若干个折弯部，每个折弯部内放置一块方形电池。

本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述电池组包括第二电池组，第二电池组包括多块圆柱形电池，所述管道包括第二管道，所述第二管道设置于若干块圆柱形电池之间。

本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述第二电池组上还设有用于把若干块圆柱形电池连接在一起的连接条，所述第二电池组的一端还设有保护板。

本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，其特征在于，所述加热层包括绝缘层和置于绝缘层内的发热部，所述绝缘层由塑料、树脂及橡胶中一种或多种制成，所述发热部的材质为电热合金，其额定功率介于0.01W～5KW。

本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述冷却层包括内层液冷管，所述内层液冷管的材质为金属或塑胶，所述内层液冷管内的冷却介质为水，或为水与乙二醇混合液。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型一种电池模组的结构示意图；

图2为图1中管道结构示意图；

图3为图1中第一侧板和第二侧板的结构示意图；

图4为图1中第一端板的结构示意图；

图5为图1中第二端板的结构示意图；

图6为图1中顶板的结构示意图；

图7为图1中底板的结构示意图；

图8为图1中电池组件的结构示意图。

附图标记对应关系为：

1第一电池组 2第一管道 3第一侧板

4第二侧板 5第一端板 6第二端板

7顶板 8底板 9加热层

10冷却层 11侧板本体 12第一支撑座

13端板本体 14正极汇流排孔 15管道孔

16第二支撑座 17顶板本体 18第三支撑座

19第一固定梁 20底板本体 21第二固定梁

22第二电池组 23连接条 24第二管道

25保护板

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。

本实用新型实施例如下，请参见图1至图8所示的电池模组，具体包括箱体和设置于箱体内的电池组，电池组具体包括若干块串联或并联的电池，相邻的电池之间还设有管道，管道具体包括进水口和出水口，管道的外围包裹了一层冷却层10，而冷却层10的外围还包裹了一层加热层9。需要说明的是，在另一种实施例中，管道除了设置于相邻的电池之间外，还可以设置于电池的外围，即形成包裹或包围状态。对于箱体，具体包括底板8和设置于底板8上的侧板，如图3所示，为较好的把电池固定在箱体内，侧板上还设有若干个用于固定电池的支撑座，支撑座与电池一一对应设置，同样，如图7所示，底板8包括底板本体20，底板本体20上也设有若干个用于固定电池底部的固定装置，固定装置优选为图7中所示的多块第二固定梁21，多块第二固定梁21平行间隔设置。此结构的电池模组，与现有结构的电池模组相比，由于在相邻的电池之间和/或电池的外围设置了管道，管道可以起到对电池加热或冷却的作用，将散热与加热功能一体化结构设计，无论在高温或低温环境下均可较好的充放电，结构更加简单，更为节省空间成本，其生产成本和使用成本均较为低廉。

在上述实施例的基础上，本实用新型另一实施例中，如图1所示，侧板具体包括相对设置的第一侧板3和第二侧板4，如图3所示，第一侧板3具体包括侧板本体11，支撑座包括第一支撑座12，若干个第一支撑座12均匀地固定设置于侧板本体11上，当电池组置于箱体内后，若干个第一支撑座12分别抵持于与之位置对应在的电池上，起到防止电池移动的作用。

在上述实施例的基础上，本实用新型另一实施例中，如图3所示，第一支撑座12具体包括设置于侧板本体11上的若干个支撑柱，每个第一支撑座12包括上下两个结构一致的支撑柱，当电池组置于箱体内时，上下两个支撑柱分别抵持住对应电池的上部和下部，而管道则可设置于上下两个支撑柱之间的间隙内，需要说明的是，支撑柱的结构可以多种多样，可根据电池的形状进行改变，也可以根据设置于其间的管道的大小进行改变。需要说明的是，第二侧板4和第一侧板3的结构一致，在此不再赘述。

在上述实施例的基础上，本实用新型另一实施例中，如图1和图6所示，箱体还包括分别设置于侧板两端的第一端板5和第二端板6，第一端板5和第二端板6均包括端板本体13，第一端板5和第二端板6相对设置，箱体还包括与底板8相对设置的顶板7，顶板7具体包括顶板本体17和固定设置于顶板本体17上的若干根第一固定梁19，若干根第一固定梁19用于抵持于若干块电池的顶部，此外，若干块第一固定梁19之间还穿设有第三支撑座18。

在上述实施例的基础上，本实用新型另一实施例中，如图4和图5所示，第一端板5上还设有正极汇流排孔14和管道孔15，电池组置于箱体内后，管道的一端置于第一端板5上的管道孔15内，同样，第二端板6上设有正极汇流排孔14和管道孔15，同时，第二端板6上还设有第二支撑座16，电池组置于箱体内后，管道的另一端置于第二端板6上的管道孔15内，第二支撑座16抵持于电池组的一端。

在上述实施例的基础上，本实用新型另一实施例中，对于电池组，电池组包括第一电池组1，如图1所示，第一电池组1包括多块方形电池，管道包括第一管道2，第一管道2上设有若干个折弯部，每个折弯部内放置一块方形电池。需要说明的是，第一管道2还可以为任何可能的结构形状，在此不再限定。

在上述实施例的基础上，本实用新型另一实施例中，电池组还包括第二电池组22，如图8所示，第二电池组22包括多块圆柱形电池，管道包括第二管道24，第二电池组22包括两排圆柱形电池，第二管道24设置于两排圆柱形电池之间。对于第二管道24的形状，同样可根据需要设置，在此不作限定。

在上述实施例的基础上，本实用新型另一实施例中，如图8所示，第二电池组22上还设有连接条23，连接条23用于把若干块圆柱形电池连接在一起，第二电池组22的一端，具体为图示的右端，还设有用于保护第二电池组22的保护板25，保护板25平行于第一端板5和第二端板6设置，第二电池组22置于箱体内时，第二端板6的一端抵持于保护板25上。需要说明的是，对于电池的形状，除方形电池和圆柱形电池外，还可以为任何可能的结构形状，在此不作限定。

在上述实施例的基础上，本实用新型另一实施例中，对于加热层9，具体包括绝缘层和置于绝缘层内的发热部，绝缘层由塑料、树脂及橡胶中的一种或多种材料制成，更为具体地，可以为PET、聚酰亚胺、硅橡胶等材质。发热部的材质为电热合金，还可以为任何具体发热功能的材料制成，其额定功率介于0.01W～5KW之间。

在上述实施例的基础上，本实用新型另一实施例中，对于冷却层10，具体还包括内层液冷管，内层液冷管的材质为金属或塑胶，而内层液冷管内的冷却介质为水，或为水与乙二醇混合液。

此外，电池模组上还可以设置控制器，控制器用于控制冷却介质的流向和流速，还可以实时控制管道的温度。电池模组上还可以设置进水口连接器和出水口连接器，分别用于连接管道的两端。

上述结构的电池模组，具有如下优点：

首先，散热与加热功能一体化结构设计，使得电池模组的结构更加简单，更为节省空间成本；

其次，由于管道包括内层液冷管与外层加热层9的多层设计，可有效避免液冷管道液体外漏，安全性更好；

最后，管道可根据需要设置多排，电池的散热与加热效果将更加均匀，电池之间的一致性和使用寿命将得到有效提高。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。