一种热平衡电池包和电池包储能系统的制作方法

本技术涉及电力储能领域，尤其是涉及一种热平衡电池包和电池包储能系统。

背景技术：

1、随着电动汽车行业的快速发展，对电池包的需求越来越大，电池包的安全问题也显得尤为重要。在电池包运作为汽车提供动力时，电池包会产生较高的温度，如不及时进行散热，则会造成电池包的损坏，影响电动汽车的使用，甚至带来安全风险。

2、而当前液冷电池包的液冷方式主要以底部液冷为主，对于方形电芯在电芯高度方向上(电芯极柱与电芯壳体底部)温差较大，随着高度的增加，如市场常见的280ah(174x74x204宽厚高)，如采用底部液冷方式存在7-10℃温差，单体电芯顶部和底部的温差对电芯的循环寿命及安全性产生较大的影响，且当前市场上电池包主要由模组、液冷系统、箱体等关键零部件组成，结构较复杂，成本较高；当前市场上的液冷储能系统，一般由电芯(cell)集成为液冷模组，通过模组组成电池包(pack)，再通过电池包串联成组为电池簇(rack)，电池包接口众多，结构复杂。

3、因此，如何实现高性能热平衡的电池包，以及结构简单的电池包储能系统，成为需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种热平衡电池包和电池包储能系统。

2、本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种热平衡电池包，所述的电池包包括电池模块、前端板、后端板、底板、用于通过内部的冷却液带走电池模块的热量的液冷板和上盖；所述的前端板放置在电池模块前端；所述的后端板放置在电池模块后端；所述的底板位于电池模块底端；所述的液冷板内部设置用于冷却液流通的流道；所述的液冷板为两个，分别置于电池模块两侧；所述的液冷板与电池模块之间设置导热垫；所述的液冷板外侧设置用于隔绝热量的隔热贴；所述的电池模块通过铜排连接正负极输出端；所述的铜排安装在前端板上；所述的前端板、后端板、底板、液冷板和上盖通过紧固件固定为一个包裹住电池模块的长方体形的框架结构。

4、进一步地，所述的电池模块包括多个电芯、用于传导电芯的热量的导热胶和用于将电芯各向温差进行均温的相变均温板；所述的相变均温板与电芯侧面连接；所述的导热胶位于电芯和相变均温板之间；多个所述的电芯通过串联连接。

5、进一步地，所述的电池模块顶部设置有用于采集电芯的电压和温度的采集线路模块；所述的采集线路模块包括电芯电压采集端子、电芯温度采集端子和过流铝排；所述的电芯电压采集端子和电芯温度采集端子焊接在过流铝排上；所述的过流铝排与电芯的极柱焊接形成导电回路。

6、进一步地，所述的电池模块两端设置用于吸收电芯厚度公差的弹性元件。

7、进一步地，所述的前端板上设置有端子座和用于检测电芯的电压和温度状况的电池管理模块；所述的电池管理模块通过线速与采集线路模块连接。

8、进一步地，所述的导热胶为导热系数0.5-3w/mk的导热胶；所述的相变均温板为内部具备微通道，并灌注相变工质的均温板。

9、进一步地，所述的前端板和后端板的后部均开有用于组装成储能系统时进行限位固定的凹槽；所述的底板底部设置用于支撑电池模块的重量的加强横梁。

10、一种采用所述的热平衡电池包的电池包储能系统，所述的储能系统包括边框、用于与电池包的底板接触来支撑电池包重量的支撑架、用于与后端板的凹槽配合对电池包进行左右限位的竖梁和用于对电池包进行竖直方向限位的多个限位支架；所述的支撑架为两个，分别固定在边框两侧；所述的竖梁固定在边框后侧；多个所述的限位支架固定在竖梁上；所述的前端板通过凹槽和两侧的支撑架连接。

11、进一步地，多个所述的限位支架通过焊接均匀固定在竖梁上。

12、进一步地，所述的储能系统包括多个电池包；多个所述的电池包之间通过串联铜排进行电连接。

13、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

14、一、本实用新型通过电芯间布置相变均温板使电芯在各向温差减小至2℃以内，解决电芯单体上下温差过大的问题，使得电芯达到高性能的热平衡，安全可靠，有效防止由于过热导致电芯损坏和安全事故。

15、二、本实用新型通过在电池包侧方布置液冷板与相变均温板接触将电芯的热量带走，在大倍率下1c连续充放电下可将电池包的温差控制在3-5℃以内，有效的进行热平衡和散热。

16、三、本实用新型结构进一步简化电池簇结构，通过电池包直连形成ctr形式的储能系统，省略电池包集成步骤，结构简单，零部件数量进一步减少，成本更低，同时提高储能系统的空间利用率，减轻重量；

技术特征：

1.一种热平衡电池包，其特征在于，所述的电池包(300)包括电池模块(200)、前端板(302)、后端板(303)、底板(304)、用于通过内部的冷却液带走电池模块(200)的热量的液冷板(305)和上盖(310)；所述的前端板(302)放置在电池模块(200)前端；所述的后端板(303)放置在电池模块(200)后端；所述的底板(304)位于电池模块(200)底端；所述的液冷板(305)内部设置用于冷却液流通的流道；所述的液冷板(305)为两个，分别置于电池模块(200)两侧；所述的液冷板(305)与电池模块(200)之间设置导热垫(306)；所述的液冷板(305)外侧设置用于隔绝热量的隔热贴(307)；所述的电池模块(200)通过铜排(301)连接正负极输出端；所述的铜排(301)安装在前端板(302)上；所述的前端板(302)、后端板(303)、底板(304)、液冷板(305)和上盖(310)通过紧固件(311)固定为一个包裹住电池模块(200)的长方体形的框架结构。

2.根据权利要求1所述的一种热平衡电池包，其特征在于，所述的电池模块(200)包括多个电芯(101)、用于传导电芯(101)的热量的导热胶(102)和用于将电芯(101)各向温差进行均温的相变均温板(103)；所述的相变均温板(103)与电芯(101)侧面连接；所述的导热胶(102)位于电芯(101)和相变均温板(103)之间；多个所述的电芯(101)通过串联连接。

3.根据权利要求2所述的一种热平衡电池包，其特征在于，所述的电池模块(200)顶部设置有用于采集电芯(101)的电压和温度的采集线路模块(201)；所述的采集线路模块(201)包括电芯电压采集端子、电芯温度采集端子和过流铝排；所述的电芯电压采集端子和电芯温度采集端子焊接在过流铝排上；所述的过流铝排与电芯(101)的极柱焊接形成导电回路。

4.根据权利要求2所述的一种热平衡电池包，其特征在于，所述的电池模块(200)两端设置用于吸收电芯(101)厚度公差的弹性元件(202)。

5.根据权利要求3所述的一种热平衡电池包，其特征在于，所述的前端板(302)上设置有端子座(321)和用于检测电芯(101)的电压和温度状况的电池管理模块(308)；所述的电池管理模块(308)通过线速(309)与采集线路模块(201)连接。

6.根据权利要求2所述的一种热平衡电池包，其特征在于，所述的导热胶(102)为导热系数0.5-3w/mk的导热胶；所述的相变均温板(103)为内部具备微通道，并灌注相变工质的均温板。

7.根据权利要求1所述的一种热平衡电池包，其特征在于，所述的前端板(302)和后端板(303)的后部均开有用于组装成储能系统时进行限位固定的凹槽；所述的底板(304)底部设置用于支撑电池模块(200)的重量的加强横梁。

8.一种采用如权利要求7所述的热平衡电池包的电池包储能系统，其特征在于，所述的储能系统包括边框(400)、用于与电池包(300)的底板(304)接触来支撑电池包(300)重量的支撑架(401)、用于与后端板(303)的凹槽配合对电池包(300)进行左右限位的竖梁(402)和用于对电池包(300)进行竖直方向限位的多个限位支架(403)；所述的支撑架(401)为两个，分别固定在边框(400)两侧；所述的竖梁(402)固定在边框(400)后侧；多个所述的限位支架(403)固定在竖梁(402)上；所述的前端板(302)通过凹槽和两侧的支撑架(401)连接。

9.根据权利要求8所述的储能系统，其特征在于，多个所述的限位支架(403)通过焊接均匀固定在竖梁(402)上。

10.根据权利要求8所述的储能系统，其特征在于，所述的储能系统包括多个电池包(300)；多个所述的电池包(300)之间通过串联铜排进行电连接。

技术总结
本技术涉及一种热平衡电池包和电池包储能系统，所述的电池包包括电池模块、前端板、后端板、底板、用于通过冷却液带走电池模块热量的液冷板和上盖；所述的前端板放置在电池模块前端；所述的后端板放置在电池模块后端；所述的底板位于电池模块底端；所述的液冷板内部设置流道；所述的液冷板为两个，分别置于电池模块两侧；所述的液冷板与电池模块之间设置导热垫；所述的液冷板外侧设置隔热贴；所述的电池模块通过铜排连接正负极输出端；所述的铜排安装在前端板上；所述的前端板、后端板、底板、液冷板和上盖通过紧固件固定为一个包裹住电池模块的长方体形的框架结构。与现有技术相比，本技术具有温差均匀、散热效果好、结构简单等优点。

技术研发人员：汪兵,尹利超,徐中华,钱振华
受保护的技术使用者：远景能源有限公司
技术研发日：20221229
技术公布日：2024/1/15