锂离子圆柱电池翅片型液冷散热系统的制作方法

本发明涉及锂离子电池领域，尤其是一种锂离子圆柱电池翅片型液冷散热系统。

背景技术：

作为电动汽车的主要能源供应，锂离子电池以其优良的性能为电动汽车的首选；锂离子电池在充放电过程中会产生发热现象，而锂离子电池对环境温度又比较敏感，温度太低会导致放电容量减小，温度太高会使电池发生内短路引起爆炸。锂离子电池的使用环境温度一般为0℃~45℃。低于此温度范围需要为电池加热，高于此温度范围需要为电池冷却，因此锂离子电池中通常具有通过循环冷却液进行加热或散热的散热系统，当电池温度过低时，加热冷却液使其为锂离子电池加热，当温度过高时，为冷却液降温使锂离子电池温度降低；锂离子圆柱电池散热系统一般分为灌封式自然冷却、风冷和液冷，就散热效果而言灌封式自然散热效果最差，其次是风冷，液冷的散热效果最好，所以在电动汽车电池上被大量采用。

锂离子电池根据生产工艺不同分为圆柱形、方形和软包形，而圆柱形锂电池由于其自动化程度高、产品一致性好，价格相对较低所以在电动汽车上被大量采用。

传统的锂离子圆柱电池液冷散热系统如附图3所示，一般采用长度较长重量较重的往复式水管11穿插在两排为一组的圆柱电芯组12之间，水管中间流动冷却液达到电池散热目的，水管厚度通常在3mm左右，电池通常由5个以上的圆柱电芯组组成，水管的总厚度通常在15mm以上；水管外具有与电芯贴合的导热硅胶垫；传统的锂离子圆柱电池液冷散热系统，存在水管与电芯接触面积很小散热效果较差、水管内的冷却液压力损耗较大水泵功率较大、电芯组间距较大占用空间较大、液冷系统的重量占比较大、冷却液在水管中流动时温度逐渐升高，水管进口端和出口端的冷却液温差较大，降低锂离子圆柱电池使用寿命的不足；因此，设计一种与电芯接触面积较大散热效果较好、冷却液压力损耗较小水泵功率较小、电芯排距较小占用空间较小、液冷系统的重量占比较小、水管进口端和出口端的冷却液温差较小，提高电池使用寿命的锂离子圆柱电池翅片型液冷散热系统，成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服目前的锂离子圆柱电池液冷散热系统，存在水管与电芯接触面积很小散热效果较差、水管内的冷却液压力损耗较大水泵功率较大、电芯组间距较大占用空间较大、液冷系统的重量占比较大、冷却液在水管中流动时温度逐渐升高，水管进口端和出口端的冷却液温差较大，降低锂离子圆柱电池使用寿命的不足，提供一种与电芯接触面积较大散热效果较好、冷却液压力损耗较小水泵功率较小、电芯排距较小占用空间较小、液冷系统的重量占比较小、水管进口端和出口端的冷却液温差较小，提高电池使用寿命的锂离子圆柱电池翅片型液冷散热系统。

本发明的具体技术方案是：

一种锂离子圆柱电池翅片型液冷散热系统，包括：设有散热水道的散热水管,分设于散热水管两侧的两个圆柱电芯单元、两个与两个圆柱电芯单元一一对应的翅片单元；翅片单元包括：若干个沿散热水管长度方向排列且内端分别与散热水管一侧面连接的翅片；圆柱电芯单元包括：个数比翅片个数少一个且与翅片间隔设置的圆柱电芯排；圆柱电芯排包括多个侧围相对两侧一一对应贴住相邻两个翅片的相对侧面的圆柱电芯。所述的锂离子圆柱电池翅片型液冷散热系统，用较薄的翅片分隔相邻的圆柱电芯排，翅片与电芯接触面积较大传热散热效果较好，电芯排距较小占用空间较小、电池的可用空间较大；散热水管的散热水道长度较短，冷却液压力损耗较小水泵功率较小，水管进口端和出口端的冷却液温差较小，提高电池使用寿命。

作为优选，所述的翅片的形状为波浪形；相邻两个圆柱电芯排的圆柱电芯交错设置；圆柱电芯排的圆柱电芯侧围相对两侧一一对应贴住相邻两个翅片相对侧面的波谷。进一步提高翅片与电芯的接触面积，传热散热效果更好。

作为优选，所述的翅片侧面设有贴住圆柱电芯侧围的导热硅胶垫。导热硅胶垫具有良好的导热性能、防潮、抗震、抗漏电性能和耐化学介质性能能，能提高锂离子圆柱电池的安全性。

作为优选，所述的散热水管包括：横截面形状为矩形的主管和与主管一端连接的加强管；加强管的一侧面连接有与散热水道的进口端连通的进水管，加强管的另一侧面连接有与散热水道的出口端连通的出水管；翅片内端与主管一侧面连接。进水管和出水管利于与水泵连接；加强管提高散热水管与进水管和出水管的连接强度。

作为优选，所述的一个圆柱电芯单元的圆柱电芯的正极朝上，另一个圆柱电芯单元的圆柱电芯的负极朝上。利于与正电极和负电极电连接。

作为优选，所述的进水管的位置高于出水管的位置。利于减少冷却液压力损耗。

作为优选，所述的散热水管为铝散热水管；翅片为铝翅片。散热效果好且重量轻。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：所述的锂离子圆柱电池翅片型液冷散热系统，用较薄的翅片分隔相邻的圆柱电芯排，翅片与电芯接触面积较大传热散热效果较好，电芯排距较小占用空间较小、液冷系统的重量占比较小；散热水管的散热水道长度较短，冷却液压力损耗较小水泵功率较小，水管进口端和出口端的冷却液温差较小，提高电池使用寿命。翅片的形状为波浪形，相邻两个圆柱电芯排的圆柱电芯交错设置，圆柱电芯排的圆柱电芯侧围相对两侧一一对应贴住相邻两个翅片相对侧面的波谷，进一步提高翅片与电芯的接触面积，传热散热效果更好。导热硅胶垫具有良好的导热性能、防潮、抗震、抗漏电性能和耐化学介质性能能，能提高锂离子圆柱电池的安全性。进水管和出水管利于与水泵连接；加强管提高散热水管与进水管和出水管的连接强度。一个圆柱电芯单元的圆柱电芯的正极朝上，另一个圆柱电芯单元的圆柱电芯的负极朝上，利于与正电极和负电极电连接。进水管的位置高于出水管的位置，利于减少冷却液压力损耗。散热水管为铝散热水管，翅片为铝翅片，散热效果好且重量轻。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是本发明的立体结构示意图；

图3是传统的锂离子圆柱电池液冷散热系统的结构示意图。

图中：散热水道1、翅片2、圆柱电芯排3、圆柱电芯4、波谷5、导热硅胶垫6、主管7、加强管8、进水管9、出水管10、往复式水管11、圆柱电芯组12。

具体实施方式

下面结合附图所示对本发明进行进一步描述。

如附图1、附图2所示：一种锂离子圆柱电池翅片型液冷散热系统，包括：设有散热水道1的散热水管,分设于散热水管两侧的两个圆柱电芯单元、两个与两个圆柱电芯单元一一对应的翅片单元；翅片单元包括：十三个沿散热水管长度方向排列且内端分别与散热水管一侧面一体构成连接的翅片2；圆柱电芯单元包括：个数比翅片2个数少一个且与翅片2间隔设置的圆柱电芯排3；圆柱电芯排3包括多个侧围相对两侧一一对应贴住相邻两个翅片2的相对侧面的圆柱电芯4。

所述的翅片2的厚度为0.5mm，翅片2的形状为波浪形；相邻两个圆柱电芯排3的圆柱电芯4交错设置；圆柱电芯排3的圆柱电芯4侧围相对两侧一一对应贴住相邻两个翅片2相对侧面的波谷5。

所述的翅片2侧面设有贴住圆柱电芯4侧围的导热硅胶垫6。

所述的散热水管包括：横截面形状为矩形的主管7和与主管7一端一体构成连接的加强管8；加强管8的一侧面螺接有与散热水道1的进口端连通的进水管9，加强管8的另一侧面螺接有与散热水道1的出口端连通的出水管10；本实施例中，翅片2内端与主管7一侧面一体构成连接。

所述的一个圆柱电芯4单元的圆柱电芯4的正极朝上，另一个圆柱电芯4单元的圆柱电芯4的负极朝上。

所述的进水管9的位置高于出水管10的位置。

所述的散热水管为铝散热水管；翅片2为铝翅片。

本发明的有益效果是：所述的锂离子圆柱电池翅片型液冷散热系统，用较薄的翅片分隔相邻的圆柱电芯排，翅片与电芯接触面积较大传热散热效果较好，电芯排距较小占用空间较小、液冷系统的重量占比较小；散热水管的散热水道长度较短，冷却液压力损耗较小水泵功率较小，水管进口端和出口端的冷却液温差较小，提高电池使用寿命。翅片的形状为波浪形，相邻两个圆柱电芯排的圆柱电芯交错设置，圆柱电芯排的圆柱电芯侧围相对两侧一一对应贴住相邻两个翅片相对侧面的波谷，进一步提高翅片与电芯的接触面积，传热散热效果更好。导热硅胶垫具有良好的导热性能、防潮、抗震、抗漏电性能和耐化学介质性能能，能提高锂离子圆柱电池的安全性。进水管和出水管利于与水泵连接；加强管提高散热水管与进水管和出水管的连接强度。一个圆柱电芯单元的圆柱电芯的正极朝上，另一个圆柱电芯单元的圆柱电芯的负极朝上，利于与正电极和负电极电连接。进水管的位置高于出水管的位置，利于减少冷却液压力损耗。散热水管为铝散热水管，翅片为铝翅片，散热效果好且重量轻。

除上述实施例外，在本发明的权利要求书及说明书所公开的范围内，本发明的技术特征或技术数据可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施例，这些都是本领域技术人员无需进行创造性劳动即可实现的，因此这些本发明没有详细描述的实施例也应视为本发明的具体实施例而在本发明的保护范围之内。