一种具有防碰撞和液冷的动力电池模组

本申请涉及动力电池，特别是涉及一种具有防碰撞和液冷的动力电池模组。

背景技术：

1、动力电池的运行性能不仅与工作温度有关，而且还受外界因素的影响，如机械碰撞。当动力电池的温度过高时，电池内部会出现不可逆的副反应，严重时会诱发热失控。当动力电池在运行过程中受到碰撞时，可能会出现变形，使得内部发生内短路，同样会引发热失控。

2、目前，对于动力电池液冷热管理系统，通过在动力电池模组底部布置单一冷板或者在动力电池模组间布置若干个冷板对电池进行散热。在单一液冷板配置下，冷却液的沿程加热效应不可避免，可能导致靠近冷板出口处电池的换热条件恶化以及电池间形成较大的温度不一致性。同时，当电池数量增大时，单一冷板无法解决动力电池模组局部温度过高的问题。由于金属材质的液冷板具有一定的质量，而在若干个液冷板配置下，整个动力电池组的质量会大大增加，导致能量密度降低。此外，在一些动力电池液冷热管理系统中并没有考虑碰撞保护，这会使动力电池模组在受外部碰撞时发生位移变形，容易导致电池失效甚至引发安全事故。

3、因此，目前的动力电池模组在工作过程中的散热性能和机械性能较低。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高动力电池模组在工作过程中的散热性能和机械性能的具有防碰撞和液冷的动力电池模组。

2、一种动力电池模组，所述动力电池模组包括：设置有夹心层101的保护框架100、填充材料200、多个动力电池单元300、绝缘保护垫400以及具有多个独立运行的子冷板的模块化液冷板500；

3、多个动力电池单元300依次排列，填充材料200依次填充于多个动力电池单元300之间形成一个整体，所述保护框架100套于由多个所述动力电池单元300形成的整体的外侧，所述模块化液冷板500设置在所述整体的底部，所述绝缘保护垫400设置于多个所述动力电池单元300和所述模块化液冷板500之间。

4、在其中一个实施例中，所述保护框架100包括：两个夹心层101和两个固定层102，两个所述夹心层101分别位于多个动力电池单元排列方向的一侧和另一侧，两个固定层102分别位于多个动力电池单元排列方向的前方和后方，所述夹心层101与所述固定层102一体化制造或焊接集成形成保护框架100。

5、在其中一个实施例中，所述保护框架100的所述夹心层101和所述固定层102的高度相同。

6、在其中一个实施例中，所述夹心层101内部镂空形成负泊松比结构，所述夹心层101内部镂空通过冷却介质或填充储能材料形成换热回路。

7、在其中一个实施例中，所述模块化液冷板500的多个独立运行的子冷板为一体化制造或由多个子冷板装配而成，所述多个子冷板内部设置有多个扰流柱501，多个所述扰流柱501呈交叉排列。

8、在其中一个实施例中，所述模块化液冷板500的多个子冷板内部设置有导流壁502，所述导流壁502内部镂空。

9、在其中一个实施例中，所述模块化液冷板500的多个子冷板设置有独立的冷却液入口和冷却液出口。

10、在其中一个实施例中，所述模块化液冷板500的多个子冷板内部冷却介质相互独立，且各自的流动方向可调整。

11、在其中一个实施例中，所述填充材料200采用储能材料或导热材料。

12、上述具有防碰撞和液冷的动力电池模组，包括设置有夹心层101的保护框架100、填充材料200、多个动力电池单元300、绝缘保护垫400以及具有多个独立运行的子冷板的模块化液冷板500，多个动力电池单元300依次排列，填充材料200依次填充于多个动力电池单元300之间形成一个整体，保护框架100套于由多个动力电池单元300形成的整体的外侧，模块化液冷板500设置在整体的底部，所述绝缘保护垫400设置于多个所述动力电池单元300和所述模块化液冷板500之间。由此，通过在保护框架上设置防碰撞夹心层，不仅能使动力电池模组在受到外部碰撞时，减小位移变形，起到防护效果，还能对动力电池模组起到散热效果，模块化液冷板能够大大削弱冷却液的沿程加热效应，提高动力电池模组的温度一致性，同时避免多块液冷板配置时动力电池模组能量密度降低问题，在电池数量较多时，还可以通过调整局部子冷板的冷却条件对动力电池模组的局部电池进行精准散热，提高了动力电池模组在工作过程中的散热性能和机械性能。

技术特征：

1.一种具有防碰撞和液冷的动力电池模组，其特征在于，所述动力电池模组包括：设置有夹心层(101)的保护框架(100)、填充材料(200)、多个动力电池单元(300)、绝缘保护垫(400)以及具有多个独立运行的子冷板的模块化液冷板(500)；

2.根据权利要求1所述的动力电池模组，其特征在于，所述保护框架(100)包括：两个夹心层(101)和两个固定层(102)，两个所述夹心层(101)分别位于多个动力电池单元排列方向的一侧和另一侧，两个固定层(102)分别位于多个动力电池单元排列方向的前方和后方，所述夹心层(101)与所述固定层(102)一体化制造或焊接集成形成保护框架(100)。

3.根据权利要求2所述的动力电池模组，其特征在于，所述保护框架(100)的所述夹心层(101)和所述固定层(102)的高度相同。

4.根据权利要求3所述的动力电池模组，其特征在于，所述夹心层(101)内部镂空形成负泊松比结构，所述夹心层(101)内部镂空通过冷却介质或填充储能材料形成换热回路。

5.根据权利要求1所述的动力电池模组，其特征在于，所述模块化液冷板(500)的多个独立运行的子冷板为一体化制造或由多个子冷板装配而成，所述多个子冷板内部设置有多个扰流柱(501)，多个所述扰流柱(501)呈交叉排列。

6.根据权利要求5所述的动力电池模组，其特征在于，所述模块化液冷板(500)的多个子冷板内部设置有导流壁(502)，所述导流壁(502)内部镂空。

7.根据权利要求6所述的动力电池模组，其特征在于，所述模块化液冷板(500)的多个子冷板设置有独立的冷却液入口和冷却液出口。

8.根据权利要求7所述的动力电池模组，其特征在于，所述模块化液冷板(500)的多个子冷板内部冷却介质相互独立，且各自的流动方向可调整。

9.根据权利要求1所述的动力电池模组，其特征在于，所述填充材料(200)采用储能材料或导热材料。

技术总结
本申请涉及一种具有防碰撞和液冷的动力电池模组。动力电池模组包括设置有夹心层101的保护框架100、填充材料200、多个动力电池单元300、绝缘保护垫400以及具有多个独立运行的子冷板的模块化液冷板500，多个动力电池单元300依次排列，填充材料200依次填充于多个动力电池单元300之间形成一个整体，保护框架100套于由多个动力电池单元300形成的整体的外侧，模块化液冷板500设置在整体的底部，绝缘保护垫400设置于多个动力电池单元300和模块化液冷板500之间。提高了动力电池模组在工作过程中的散热性能和机械性能。

技术研发人员：周飞,徐晓斌,沈俊杰,陈星
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14