模块化水冷锂电池模组的制作方法

1.本技术涉及一种锂电池模组，具体涉及一种模块化水冷锂电池模组。


背景技术：

[0002]“锂电池”是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
[0003]
1912年锂电池最早提出并研究。由于锂的化学特性非常活泼，使得锂的加工、保存、使用，对环境要求非常高。随着科学技术的发展，现在锂电池已经成为了主流。
[0004]
随着科技进一步发展，锂电池在新能源汽车等领域已经成为十分重要的电能来源，单节电芯单元被封装为一个电池模组，然后再辅以外围电路构成可以单独使用的电池包。
[0005]
现有的电池模组在一些极端环境或者季节会受到温度的影响从而影响锂电池的充放电能力以及使用寿命。
[0006]
现在尚没有一种结构较为合理可靠的锂电池模组以解决温度带来的影响。


技术实现要素：

[0007]
一种模块化水冷锂电池模组，包括：若干电芯单元，用于存储电能；支架，用于支撑所述电芯单元；水泵，用于驱动液体流动；冷却器，用于冷却液体；加热器，用于加热液体；所述模块化水冷锂电池模组还包括一根液流管；其中，所述液流管穿过所述支架并且至少部分位于所述电芯单元之间；所述液流管被造成具有若干弯曲部和若干直线部，其中所述弯曲部位于所述支架之外，所述直线部沿着所述电芯单元长度方向延伸；所述水泵、冷却器和加热器均设置在所述支架的外侧，并且与所述液流管连通；每个所述电芯单元具有若干个并排设置单元管，所述单元管两端设有对接结构以使所述电芯单元组装时所述单元管对接成为所述液流管的直线部。
[0008]
进一步地，所述液流管的弯曲部和直线部相互连通为一个液体通道，所述液流管的两端分别连接至所述水泵和加热器。
[0009]
进一步地，所述冷却器连接在所述水泵和加热器之间。
[0010]
进一步地，所述模块化水冷锂电池模组还包括端部件，设置在支架外侧并与支架构成固定连接。
[0011]
进一步地，所述水泵设置在所述端部件的外侧。
[0012]
进一步地，所述冷却器设置在所述端部件的外侧。
[0013]
进一步地，所述加热器设置在所述端部件的外侧。
[0014]
进一步地，所述支架设有若干管孔，所述液流管的直线部穿过所述管孔。
[0015]
进一步地，所述液流管还包括连接部，所述连接部设置两个所述弯曲部之间。
[0016]
进一步地，所述连接部垂直于所述直线部。
[0017]
本技术的有益之处在于：提供一种结构可靠且能有效调节温度的模块化水冷锂电池模组。
附图说明
[0018]
构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，使得本技术的其它特征、目的和优点变得更明显。本技术的示意性实施例附图及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本技术的一个实施例的锂电池模组的结构示意图；图2为图1所示实施例中的锂电池模组的一个组装单元的结构示意图；图3为图1所示实施例中的锂电池模组的一个组装单元的部分爆炸图；图4为图1所示实施例中的锂电池模组的一个组装单元的进一步爆炸图；图5为图1所示实施例中的锂电池模组的端面结构示意图；图6为图5中一处局部结构放大示意图；图7为图5中另一处局部结构放大示意图；图8为图1所示实施例中的锂电池模组一个剖面的剖视图；图9为图1所示实施例中的锂电池模组另一个剖面的剖视图；图10为本技术的另一个实施例的锂电池模组的结构示意图；图11为图10所示方案另一视角的结构示意图；图12为图10所示方案温控系统的结构示意图；图13为图10所示方案部分结构剖视结构示意图；图14为图10所示方案局部的剖视结构示意图；图15为本技术中一个优选实施例的液流管的剖视结构示意图；图16为本技术中另一个优选实施例的液流管的剖视结构示意图。
具体实施方式
[0019]
如图1至图9所示，本技术的锂电池模组100包括：两个端部件101和若干组装单元102。
[0020]
其中，两个端部件101设置在锂电池模组100两端以使锂电池模组100被构造为一个整体。两个端部件101可以在其周边形成卡扣117结构以使它们可以快速构成连接。
[0021]
组装单元102设在端部件101之间以使锂电池模组100能实现电能储备。可以按照具体的需求，确定组装在两个端部件101之间的组装单元102的数目。
[0022]
具体而言，组装单元102包括：若干个电芯单元103、两个单元支架104以及两个中间垫片105。组装单元102还包括若干电芯焊线106。
[0023]
电芯单元103用于存储电能，作为具体的选择，可以选择18650标准电芯作为电芯单元103。
[0024]
两个单元支架104相对设置，它们主要用于固定电芯单元103，并且两个单元支架104之间构成配和使它们以及它们之间的若干个电芯单元103构成一个可以组装的整体。
[0025]
作为本技术改进的重点，中间垫片105主要用于实现不同的组装单元102之间的串联的电性连接，使各个不同的组装单元102在结合为一个整体的同时亦能构成均衡的电性连接。并且，电芯焊线106将电芯单元103的端部电性连接至中间垫片105。
[0026]
具体而言，中间垫片105设置于单元支架104外侧并与相邻的组装单元102的中间垫片105构成面接触；电芯单元103设置在两个单元支架104之间，单元支架104设有若干定
位槽107，电芯单元103的两端嵌入在定位槽107；单元支架104在对应若干定位槽107的位置设有若干支架通孔108以使电芯单元103的端部露出单元支架104；中间垫片105在对应支架通孔108的位置设有若干垫片通孔109以使电芯单元103的端部露出中间垫片105，中间垫片105在垫片通孔109的边缘设有一个向中间垫片105内部凹陷的内焊线槽110，一个电芯焊线106的一端焊接至电芯单元103的端部，其另一端穿过支架通孔108和垫片通孔109焊接至中间垫片105并位于内焊线槽110中。
[0027]
需要说明的是，电芯焊线106可以采用铝线焊工艺将其焊接至电芯单元103的端部和中间垫片105。
[0028]
这样一来在，同一组装单元102的电芯通过电芯焊线106以及中间垫片105构成并联，而不同的组装单元102之间通过中间垫片105的接触构成串联，由于中间垫片105覆盖了所有电芯单元103的区域并通过面接触构成电性连接，所有其在具体的充放电过程中各个电芯单元103是均衡的，从而改善了以往的缺陷。
[0029]
作为具体方案，电芯单元103大致为回转体，比如为圆柱体，所有的电芯单元103均平行设置，这里所指的平行是指电芯单元103回转轴线是平行的。作为进一步的优选方案，支架通孔108为圆形孔且其圆心位于电芯单元103的回转轴线上，同样，垫片通孔109也为圆形孔并且圆心也位于电芯单元103的回转轴线上，即垫片通孔109为支架通孔108同心的圆形孔。
[0030]
作为进一步具体方案，内焊线槽110位于垫片通孔109一侧，并且其形状相对一个对称轴线构成镜像对称。内焊线槽110均设置在垫片通孔109的相同相对位置处。
[0031]
在垫片通孔109为圆形孔时，内焊线槽110相对于垫片通孔109的一个直径是对称的，并且位于一个垂直于这个直径的另一个直径所在直线的一侧。
[0032]
作为进一步具体方案，中间垫片105位于外侧的端面与单元支架104的端面对齐或位于单元支架104的端面的内侧。这样能使电芯焊线106不会超出单元支架104的端面。
[0033]
为了方便进行检测，中间垫片105的边缘处设有若干向中间垫片105内部凹陷的外焊线槽111；单元支架104的边缘对应外焊线槽111的位置设有走线缺口112。这样可以通过焊接在外焊线槽111内的引线118获取所需的电信号。
[0034]
作为进一步的具体方案，单元支架104的端面设有一个安置槽113，中间垫片105嵌入在安置槽113中。另外，作为其中一种方案，单元支架104设有支架安装孔120，中间垫片105至少部分嵌入在支架安装孔120中并形成内螺纹孔，然后中间垫片105通过旋入内螺纹孔的安装螺钉119将中间垫片105安装到单元支架104的端面处。需要说明的时，组装单元102在对接时，为了容纳安装螺钉的钉帽，与之对接中心垫片和单元支架104也形成了容纳钉帽的孔结构。
[0035]
作为进一步的具体方案，锂电池模组100还包括：组装螺栓114和组装螺母115；单元支架104设有若干组装通孔116以使组装螺栓114或组装螺母115通过或容纳在组装通孔116中，组装通孔116为阶梯孔。同样的，为了提供通过的空间，中间垫片105对应组装通孔116的位置也对应开有通孔。
[0036]
作为一种可选方案，组装螺栓114与组装螺母115可以采用导电的金属材料制成，从而在中间垫片105导电基础上实现大电流的导通。
[0037]
以上方案为本技术锂电池模组的基础方案，如图10至图14所示，锂电池模组200除
了电芯单元201、支架202和端部件203以外还包括：水泵204、冷却器205、加热器206、液流管207。
[0038]
电芯单元201、支架202和端部件203等结构可以采用如上所述的方案，以下仅对其改进加以描述。
[0039]
水泵204用于驱动液体流动，具体而言，水泵204可以采用一般的电磁泵，该电磁泵具有一个进液口和一个出液口，在该电磁泵被驱动时，液流被驱使由进液口向出液口流动。
[0040]
冷却器205用于冷却液体，具体而言，冷却器205也具有一个进液口和出液口，其在通电工作时能使通过冷却器205的液体降温，作为可选方案，冷却器205可以由一个冷凝器构成，也可以采用半导体制冷片以及相应的由金属材料构成容器构成。
[0041]
加热器206用于加热液体，具体而言，加热器206也具有一个进液口和出液口，其在通电工作时能使通过加热器206的液体升温，作为可选方案，加热器206可以被构造成由金属材料构成的管道结构，其管道外壁设置有加热丝或者半导体制热片从而对通过管道结构内部的液体加热。
[0042]
水泵204、冷却器205以及加热器206既可以使用电芯模组内部的电源，也可以使用外部电源作为驱动，作为更具体的方案，它们可以通过一个电路板以及一个电路板上的接线座从外部获取电源，水泵204、冷却器205以及加热器206均与该电路板电性连接，作为扩展方案，电路板上设有一个控制芯片可以控制水泵204、冷却器205以及加热器206的运行。
[0043]
需要说明的是，本技术中的水泵204、冷却器205、加热器206均可以采用本领域技术人员所熟知的装置所构成，其亦非本技术的改进点，在此不加赘述。
[0044]
本技术采用一根液流管207，该液流管207穿过支架202并且至少部分位于电芯单元201之间；液流管207被造成具有若干弯曲部2071和若干直线部2072，其中弯曲部2071位于支架202之外，直线部2072沿着电芯单元201长度方向延伸；水泵204、冷却器205和加热器206均设置在支架202的外侧，并且与液流管207连通。作为优选方案，液流管207还包括连接部2073，连接部2073设置两个弯曲部2071之间并且与直线部2072垂直设置。液流管207通过弯曲部2071和直线部2072使其通过一根连通的管路往复穿过支架202与电芯单元201构成的整体，即液流管207具有多个弯曲部2071、直线部2072和连接部2073，其中，不同直线部2072平行设置并且穿过相异的若干个电芯单元201之间。
[0045]
由于是一根整体的液流管207，所以减少了管与管的连接从而降低了漏液的风险提高了可靠性。并且水泵204等设备位于支架以外，即使泄露或损坏首先不会对电芯造成直接影响，其次也便于检修和更换。
[0046]
更具体而言，水泵204、冷却器205以及加热器206是设置在端部件203的外侧，它们可以由端部件203外侧设有支座（图中未示出）对它们构成支撑。
[0047]
作为扩展方案，可以使端部件203内侧形成若干内槽以容纳水泵204、冷却器205、加热器206以及液流管207露出在支架202以外的部分，从而对它们构成保护，即将水泵204、冷却器205、加热器206设置在支架202和端部件203之间。
[0048]
液流管207的弯曲部2071和直线部2072相互连通为一个液体通道，液流管207的两端分别连接至水泵204和加热器206。具体而言，是连通到水泵204的进液口和加热器206的出液口；冷却器205连接在水泵204和加热器206之间，冷却器205的进液口连接到水泵204的出液口，冷却器205的出液口连接到加热器206的进液口。
[0049]
当水泵204开始工作时，液流依次经过水泵204、冷却器205、加热器206然后经过液流管207最终又回到水泵204中从而完成液流的循环，当温度交底时，使加热器206工作而使冷却器205不工作，这样循环的带有温度液流会随着液流管207在电芯单元201中流动，从而通过液流管207壁带来热交换，从而改善电芯单元201所处的环境温度。
[0050]
液流管207中可以填充水或其他比热容较大的液体。
[0051]
另外，为了使液流管207通过，支架202设有若干管孔2021，液流管207的直线部2072穿过管孔2021。类似地，端部件203也可以设有类似的孔结构。
[0052]
作为一种扩展方案，液流管207为夹层管结构，其包括内管壁2075和外管壁2076，它们之间形成有夹层空间，在该夹层空间中填充有相变材料，该相变材料的相变点设置在35摄氏度和50摄氏度之间，作为具体方案，相变温度为45摄氏度。相变材料可以在温度升高时预先降低环境温度，而在液流管207进行降温时，能通过相变恢复状态，以便下次进行吸热。
[0053]
另外，作为具体方案，可以在不同的组装单元中分别设置温度传感器以进行温度检测，从而使控制模块根据温度，控制水泵204和冷却器205的工作。
[0054]
如图16所示，每个电芯单元具有若干个并排设置单元管700，单元管700两端设有对接结构以使电芯单元组装时单元管对接成为液流管的直线部。这样就能实现模块化组装而不用特意生产特制的液流管。为了防止液流流出，对接结构中还设有密封垫800以实现密封。
[0055]
以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
[0056]
以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。