一种快速散热的电池壳体结构的制作方法

1.本实用新型涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种快速散热的电池壳体结构。


背景技术：

2.温度对锂离子电池有着重要的影响，温度过低会导致负极析锂，温度过高则会导致正负极界面的副反应增加，导致锂离子电池加速衰降。锂离子电池在充电和放电的过程中都会产生热量，位于电池卷芯即电芯中心的热量散热路径较长，不易向外部散发，并且由于锂离子电池内部电池隔膜的导热性较差，热阻较大，进一步增大了中心热量的散失难度，容易产生温度梯度，影响电池的使用寿命和安全。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是提供一种快速散热的电池壳体结构，将电芯内部的热量快速散去，提高电池使用寿命和使用安全性。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型的一种快速散热的电池壳体结构，包括用于容纳电池卷芯的壳体，所述壳体包括底板和侧壁，所述壳体内设置有中心管，所述电池卷芯放入所述壳体内部后，所述中心管插入所述电池卷芯内，并位于所述电池卷芯卷制过程中的卷针位置，所述中心管的顶端封口，且所述中心管的底端垂直设于所述底板中心上，使所述中心管的管内与所述壳体的内腔相互隔开，所述中心管的管内设置有一沿轴向布置的隔板，所述隔板将所述中心管的管内一分为二，形成相邻的第一管道和第二管道，所述隔板的顶端开有连通所述第一管道和所述第二管道的连通孔，所述第一管道和所述第二管道的底端均设置有与电池外部连通的开口，形成外部冷却液流入或流出的接口，实现冷却液在所述中心管内往返流动，带走所述电池卷芯的热量。
5.在上述快速散热的电池壳体结构中，在壳体内，通过在电池卷芯的中心即其卷制时的卷针位置，增加一中心管，该中心管与壳体内腔密封隔绝，并在中心管内部形成由第一管道和第二管道组成的冷却液往返回路，使外部冷却液可以从电池中心循环流过，带走热量，降低电池的工作温度，也不会影响电池的正常工作，从而使电池卷芯内层产生的热量能被快速传递到电芯外部，避免内部热量堆积，提高散热效率，提高使用寿命。另外，中心管对电池卷芯起到定位作用，便于电池组装装配。
6.作为本实用新型快速散热的电池壳体结构的改进，该快速散热的电池壳体结构还包括液冷系统，所述液冷系统用于将冷却液注入所述第一管道和第二管道中的一个管道内，并从另外一个管道内回收吸收了所述电池卷芯热量的冷却液。
7.通过液冷系统从电池的外部向中心管内部的管路提供冷却液，构成液冷回路，持续不断的对电池进行散热。在电池成组的时候，一般大功率的电池都会采用冷却液进行降温，可以将电池模组的制冷系统通过管路接入到中心管上，构成液冷循环系统，简化结构。
8.作为本实用新型快速散热的电池壳体结构的另一改进，所述中心管与所述底板为一体成型结构，所述第一管道和所述第二管道的底端均贯通所述底板，并形成对应的所述
开口。优选的，底板、侧壁和中心管一体成型。
9.通过将中心管一体成型在底板上，使中心管的内腔与壳体的内腔密封隔绝可靠，并且中心管内的管道贯通底板，可以直接成型，也可以先成型实心的中心管，再从底部贯穿打孔，生产工艺简单，制造容易。
10.进一步的，所述底板的底面上设置有第一安装槽，所述第一安装槽内设置有第一连接管，所述第一连接管将所述第一管道的底端开口从所述底板的侧面引出。
11.通过第一连接管将第一管道连通，并引出到底板的侧面，便于外部的液冷系统管路连接布置，另外，第一连接管嵌入第一安装槽内放置，不仅便于安装，而且对电池的整体结构影响小，对电池成组也不会产生空间布置的影响。
12.同样的，所述底板的底面上设置有第二安装槽，所述第二安装槽内设置有第二连接管，所述第二连接管将所述第二管道的底端开口从所述底板的侧面引出。
13.更进一步的，所述第一安装槽在所述底板的底面上呈往复转折状。第一连接管与第一安装槽相同，也呈往复转折状，从而在底板的底面上形成类似液冷板的结构，从电池的底部带热量，进一步提高电池的散热效率，也实现结构的集成，减少成组时单独设置液冷板对空间的占用。
14.作为本实用新型快速散热的电池壳体结构的再一种改进，所述底板、所述中心管和所述侧壁为分体式结构，所述底板中心开有安装盲孔，所述安装盲孔用于嵌放所述中心管的底端，所述底板的内部在所述隔板的两侧分别设置有第一开孔和第二开孔，所述第一开孔的内端与所述第一管道的开口连通，且外端贯穿所述底板的侧面，所述第二开孔的内端与所述第二管道的开口连通，且外端贯穿所述底板的侧面。优选的，所述第一开孔和所述第二开孔均为直孔结构。
15.通过将底板、所述中心管和所述侧壁设置为分体式结构，生产时先将成型好的中心管嵌放在底板的上表面安装盲孔内，并将二者密封固定，通常采用焊接的方式，再将底板与侧壁密封固定，实现中心管在壳体内部的生产制造，通过在底板的内部开第一开孔和第二开孔，分别将第一管道、第二管道引出到底板的侧面，从而实现保持电池壳体的整体结构不变，巧妙的集成液冷循环管路。
16.进一步的，所述底板的中心顶部设置有第一凸台，所述第一凸台与所述底板一体成型，所述第一凸台上开有与所述安装盲孔对应的贯穿孔，供所述中心管插入并焊接固定，所述底板和所述侧壁通过焊接固定。
17.通过第一凸台与中心管固定连接，增加与中心管贴合长度，可以适当减少底板的厚度，保持中心管稳定的垂直固定。
18.进一步的，所述第一管道的开口为设置在外侧面底端的第三开孔，在所述中心管固定后，所述第三开孔与所述第一开孔对齐。
19.将中心管的底端密封，并在中心管的底端侧壁上开孔形成开口，使得第一开孔水平布置，便于加工，也便于中心管的制造加工，尤其是采用铸造成型。
20.进一步的，所述安装盲孔的底面上设置有凹槽，所述中心管底端面上设置有凸起，在所述中心管固定后，所述凹槽和所述凸起相互嵌合定位，并使所述第一开孔的内端与所述第一管道的开口连通，所述第二开孔的内端与所述第二管道的开口连通。
21.通过相互配合的凸起和凹槽结构，在中心管插入安装盲孔后，对中心管快速进行
定位，保证冷却液管路形成。
22.综上所述，采用该快速散热的电池壳体结构，能够快速将电池中心的的热量导出，避免热量堆积，降低电池工作温度，延长电池使用寿命。另外，电池卷芯尺寸保持不变，电芯壳体整体尺寸也基本没有增加，在保证电池能量密度的同时散热效率得到大大提升。
附图说明
23.在附图中：
24.图1为本实用新型整体结构图。
25.图2为本实用新型中心管与壳体一体成型时的剖切视图。
26.图3为本实用新型中心管与壳体一体成型时的壳体剖切结构图。
27.图4为本实用新型中心管与壳体一体成型时的第一连接管、第二连接管结构图。
28.图5为本实用新型中心管与壳体分体结构时的剖切结构图。
29.图6为本实用新型中心管与壳体分体结构时的壳体剖切结构图。
30.图7为本实用新型中心管与壳体分体结构时的中心管结构图。
31.图中，1、电池卷芯；2、壳体；21、底板；211、安装盲孔；212、第一开孔；213、第二开孔；214、第一安装槽；215、第二安装槽；216、凹槽；22、侧壁；23、第一凸台；3、中心管；31、隔板；32、第一管道；33、第二管道；34、连通孔；35、第三开孔；36、凸起；37、第四开孔；41、第一连接管；42、第二连接管。
具体实施方式
32.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。
33.图1-7示出了本实用新型一种快速散热的电池壳体结构。如图1和图2所示，该快速散热的电池壳体结构包括用于容纳电池卷芯1的壳体2，壳体2包括底板21和侧壁22，壳体2内设置有中心管3，电池卷芯1放入壳体2内部后，中心管3插入电池卷芯1内，并位于电池卷芯1卷制过程中的卷针位置，中心管3的顶端封口，且中心管3的底端垂直设于底板21中心上，使中心管3的管内与壳体2的内腔相互隔开，中心管3的管内设置有一沿轴向布置的隔板31，隔板31将中心管3的管内一分为二，形成相邻的第一管道32和第二管道33，隔板31的顶端开有连通第一管道32和第二管道33的连通孔34，第一管道32和第二管道33的底端均设置有与电池外部连通的开口，形成外部冷却液流入或流出的接口，实现冷却液在中心管3内往返流动，带走电池卷芯1的热量。
34.可选的，该快速散热的电池壳体结构，还包括液冷系统，液冷系统用于将冷却液注入第一管道32和第二管道33中的一个管道内，并从另外一个管道内回收吸收了电池卷芯1热量的冷却液。通过液冷系统从电池的外部向中心管3内部的管路提供冷却液，构成液冷回路，持续不断的对电池中心进行散热。在电池成组的时候，一般大功率的电池都会采用冷却液系统进行冷却，可以将电池模组的制冷系统通过管路接入到中心管3上，构成液冷循环系统，简化结构。
35.可选的，中心管3的直径与制作电池卷芯1的卷针直径相同，中心管3的高度与电池卷芯1的高度相同。电池卷芯1尺寸保持不变，壳体2整体尺寸也基本没有增加，在保证电池
能量密度的同时散热效率得到大大提升。
36.使用时，在壳体2内装入电池卷芯1，中心管3插入电池卷芯1卷制时的卷针位置，对其进行定位，方便安装。并且外部的液冷系统向第一管道32底端开口注入低温冷却液，冷却液向上通过连通孔34流入第二管道33，再从第二管道33底端开口流出，组成的冷却液往返回路，带走热量，降低电池的工作温度，也不会影响电池的正常工作。
37.如图3所示，中心管3与底板21为一体成型结构，第一管道32和第二管道33的底端均贯通底板21，并形成对应的开口。优选的，底板21、侧壁22和中心管3一体成型。
38.将中心管3一体成型在底板21上，使中心管3的内腔与壳体2的内腔密封隔绝可靠，并且中心管3内的管道贯通底板21，可以直接成型，也可以先成型实心的中心管3，再从底部贯穿打孔，生产工艺简单，制造容易
39.为了与液冷系统的管路连接，如图3和图4所示，底板21的底面上设置有第一安装槽214，第一安装槽214内设置有第一连接管41，第一连接管41将第一管道32的底端开口从底板21的侧面引出。
40.第一连接管41充当管接头，插入将第一管道32的开口实现连通，并引出到底板21的侧面，便于外部的液冷系统管路连接布置，另外，第一连接管41主体嵌入第一安装槽214内放置，不仅便于安装，而且对电池的整体结构影响小，对电池成组也不会产生空间布置的影响。
41.同样的，底板21的底面上设置有第二安装槽215，第二安装槽215内设置有第二连接管42，第二连接管42将第二管道33的底端开口从底板21的侧面引出。
42.可选的，第一安装槽214在底板21的底面上呈往复转折状。第一连接管41与第一安装槽214相同，也呈往复转折状，从而在底板21的底面上形成类似液冷板的结构，从电池的底部带热量，进一步提高电池的散热效
43.如图5所示，为将中心管3与底板21设计为分体式的结构示意图。底板21、中心管3和侧壁22为分体式结构，底板21中心开有安装盲孔211，安装盲孔211用于嵌放中心管3的底端，底板21的内部在隔板31的两侧分别设置有第一开孔212和第二开孔213，第一开孔212的内端与第一管道32的开口连通，且外端贯穿底板21的侧面，第二开孔213的内端与第二管道33的开口连通，且外端贯穿底板21的侧面。优选的，第一开孔212和第二开孔213均为直孔结构。
44.将底板21、中心管3和侧壁22设置为分体式结构，生产时先将成型好的中心管3嵌放在底板21的上表面安装盲孔211内，并将二者密封固定，通常采用焊接的方式，再将底板21与侧壁22密封固定，实现中心管3在壳体2内部的生产制造，通过在底板21的内部开第一开孔212和第二开孔213，分别将第一管道32、第二管道33引出到底板21的侧面，从而实现保持电池壳体2的整体结构不变，巧妙的集成液冷循环管路。
45.可选的，底板21的中心顶部设置有第一凸台23，第一凸台23与底板21一体成型，第一凸台23上开有与安装盲孔211对应的贯穿孔，供中心管3插入并焊接固定，底板21和侧壁22通过焊接固定。第一凸台23与中心管3固定连接，增加与中心管3贴合长度，可以适当减少底板21的厚度，保持中心管3稳定的垂直固定。
46.如图5和图7所示，第一管道32的开口为设置在外侧面底端的第三开孔35，在中心管3固定后，第三开孔35与第一开孔212对齐。同样的，第二管道33的底端设置有第四开孔37
47.将中心管3的底端密封，并在中心管3的底端侧壁22上开孔形成开口，使得第一开孔212水平布置，便于加工，也便于中心管3的制造加工，尤其是采用铸造成型。
48.如图6和图7所示，安装盲孔211的底面上设置有凹槽216，中心管3底端面上设置有凸起36，在中心管3固定后，凹槽216和凸起36相互嵌合定位，并使第一开孔212的内端与第一管道32的开口连通，第二开孔213的内端与第二管道33的开口连通。
49.相互配合的凸起36和凹槽216结构，在中心管3插入安装盲孔211后，对中心管3快速进行定位，保证冷却液管路形成。
50.最后应当说明的是：以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本实用新型后依然可对发明的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在发明待批的权利要求保护范围之内。