一种电芯组单元、电芯模组及集成电池包的制作方法

本技术涉及新能源动力电池，具体涉及一种电芯组单元、电芯模组及集成电池包。

背景技术：

1、新能源动力电池包由电芯模组集群组成，电芯为一个个独立的封装个体，若干个电芯可以装配形成模组，若干个模组装配形成模组集群(pack)，进而形成动力电池包。此外，电池包中还需要装配冷却系统来对电芯降温，现有的电池包冷却系统通常采用独立的冷却板和冷却管，将冷却板和冷却管装配到电池包中会占用一定的空间，并且制作、安装以及检修过程复杂，导致现有新能源动力电池包普遍存在能量密度低、制作成本高的问题；而且冷却管/板与电芯接触的部位需要填充导热胶等填隙料来传递热量，因此这种冷却系统的冷却效率有待进一步提高。

2、此外，现有方形电芯组成的电池包，比如590类型组合电池，一般还需要额外设计贯穿电池包的横梁结构来提高强度，以满足冲击、振动等性能，但同时也会进一步降低电池包的空间使用率。

3、目前研究者们都在尝试突破新能源动力电池能量密度和冷却效率的冲突问题，本实用新型也进行了这方面的尝试并试图取得进展。

技术实现思路

1、本实用新型针对现有新能源动力电池能量密度和冷却效率有待同步提高的问题，提供一种电芯组单元、电芯模组及集成电池包，单个该电芯组单元就可容置多个电芯，且其壳体外表面可直接作为冷却表面，所形成的集成电池包较比相同尺寸下的现有市售590标准模组组成的底部冷却的电池包型号的电池包体积能量密度提升了至少20％，并且冷却效率高，冷却面积的计算结果表明，本实用新型电池包的冷却效率相对市售590标准模组组成的底部冷却的电池包的冷却效率提升至少300％以上。

2、为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

3、第一方面，本实用新型提供一种电芯组单元，所述电芯组单元包括壳体，所述壳体上开设有若干个定向排布的空槽，每个所述空槽用于放置1个独立电芯；所述壳体向外延伸形成有凸条。

4、在本实用新型的一些实施例中，所述壳体为方体结构，所述方体结构的沿空槽排布方向的2个相对侧面至少有1个为平面或者曲面。

5、优选地，所述方体结构的沿空槽排布方向的2个相对侧面为对称的波浪形曲面；更为优选地，所述空槽为圆柱形结构，每个所述圆柱形结构与所述波浪形曲面的波峰相对应，且波峰半径r≥圆柱形结构的半径r。

6、在本实用新型的一些实施例中，所述凸条包括上凸条一和下凸条一，所述方体结构的沿空槽排布方向的2个相对侧面，至少有一个侧面的上端和下端分别向外延伸形成一定宽度的所述上凸条一和所述下凸条一，所述上凸条一和所述下凸条一平行相对设置。

7、可选地，所述凸条还包括上凸条二和下凸条二，所述方体结构的与空槽排布方向垂直的1个侧面的上端和下端分别向外延伸形成一定宽度的所述上凸条二和所述下凸条二，所述上凸条二和所述下凸条二平行相对设置。

8、第二方面，本实用新型提供一种电芯模组，包括：若干个由上述电芯组单元定向排列形成的阵列结构和集流板；所述阵列结构中，每个电芯组单元的凸条与和其相邻的另1个电芯组单元的壳体或者凸条相对应并紧密连接形成冷却通道；所述集流板固定在所述阵列结构与电芯排布方向相垂直的两个侧面上，所述集流板和所述阵列结构之间设有分液流道，所述分液流道和所述冷却通道相通。

9、在本实用新型的一些实施例中，所述分液流道设置在所述集流板上；或者，

10、所述阵列结构上与所述集流板的连接处也向外延伸形成有所述凸条，所述阵列结构的凸条与所述集流板紧密连接形成所述分液流道。

11、优选地，所述阵列结构上还设有若干个定位孔，所述定位孔起到电芯组单元排布时定位作用以及用作固定装配孔；或者，

12、所述集流板与所述阵列结构相对的侧面设置成凹凸结构，以实现电芯组单元排布时定位作用。

13、进一步地，相邻电芯组单元之间的凸条与壳体或者凸条与凸条通过焊接或者粘接方式相连接。

14、第三方面，本实用新型提供上述电芯组单元或者上述电芯模组在制备集成电池包上的应用。

15、第四方面，本实用新型提供一种集成电池包，包括：

16、用于装载上述电芯模组的电池包壳体；

17、电池包壳体盖；

18、所述电芯模组；

19、冷却液进口管和冷却液出口管，所述冷却液进口管和所述冷却液出口管与所述集流板的分液流道相连通。

20、优选地，所述冷却液进口管和所述冷却液出口管位于所述电芯模组一侧集流板上，并穿透所述电池包壳体延伸在外。

21、本实用新型的有益效果为：

22、本实用新型设计了一种特殊的电芯组单元，该电芯组单元可容置多个电芯，且其外表面可直接作为冷却表面，将多个该电芯组单元通过矩阵方式连接形成电芯模组，模组内具有冷却通道，这些冷却通道即形成电芯的冷却空间，特别是当冷却表面为波浪形曲面时，可以更好地提升散热面积，对电芯有更好的冷却效果。这种设计方式一方面可使得所形成的集成电池包具有较高的电芯装载率，较比相同尺寸下的现有市售590标准模组组成的底部冷却的电池包型号的电池包体积能量密度提升了20％，另一方面由于冷却液直接与电芯组单元壳体表面接触使得冷却效率较高。冷却面积的计算结果表明，本实用新型电池包的冷却效率相对市售590标准模组组成的底部冷却的电池包的冷却效率提升至少300％以上。

技术特征：

1.一种电芯组单元，其特征在于，所述电芯组单元包括壳体，所述壳体上开设有若干个定向排布的空槽，每个所述空槽用于放置1个独立电芯；所述壳体向外延伸形成有凸条。

2.根据权利要求1所述的一种电芯组单元，其特征在于，所述壳体为方体结构，所述方体结构的沿空槽排布方向的2个相对侧面至少有1个为平面或者曲面。

3.根据权利要求2所述的一种电芯组单元，其特征在于，所述方体结构的沿空槽排布方向的2个相对侧面为对称的波浪形曲面。

4.根据权利要求3所述的一种电芯组单元，其特征在于，所述空槽为圆柱形结构，每个所述圆柱形结构与所述波浪形曲面的波峰相对应，且波峰半径r≥圆柱形结构的半径r。

5.根据权利要求2所述的一种电芯组单元，其特征在于，所述凸条包括上凸条一和下凸条一，所述方体结构的沿空槽排布方向的2个相对侧面，至少有一个侧面的上端和下端分别向外延伸形成一定宽度的所述上凸条一和所述下凸条一，所述上凸条一和所述下凸条一平行相对设置。

6.根据权利要求5所述的一种电芯组单元，其特征在于，所述凸条还包括上凸条二和下凸条二，所述方体结构的与空槽排布方向垂直的1个侧面的上端和下端分别向外延伸形成一定宽度的所述上凸条二和所述下凸条二，所述上凸条二和所述下凸条二平行相对设置。

7.一种电芯模组，其特征在于，包括：若干个由权利要求1～6任一项所述的电芯组单元定向排列形成的阵列结构和集流板；所述阵列结构中，每个电芯组单元的凸条与和其相邻的另1个电芯组单元的壳体或者凸条相对应并紧密连接形成冷却通道；所述集流板固定在所述阵列结构与电芯排布方向相垂直的两个侧面上，所述集流板和所述阵列结构之间设有分液流道，所述分液流道和所述冷却通道相通。

8.根据权利要求7所述的电芯模组，其特征在于，所述分液流道设置在所述集流板上；或者，

9.根据权利要求7所述的电芯模组，其特征在于，所述阵列结构上还设有若干个定位孔，所述定位孔起到电芯组单元排布时定位作用以及用作固定装配孔；或者，

10.根据权利要求7所述的电芯模组，其特征在于，所述阵列结构中，相邻电芯组单元之间的凸条与壳体或者凸条与凸条通过焊接或者粘接方式相连接。

11.一种集成电池包，其特征在于，包括：

技术总结
本技术公开了一种电芯组单元、电芯模组及集成电池包，所述电芯组单元包括壳体，所述壳体上开设有若干个定向排布的空槽，每个所述空槽用于放置1个独立电芯；所述壳体向外延伸形成有凸条。本技术设计了一种特殊的电芯组单元，该电芯组单元可容置多个电芯，且其外表面可直接作为冷却表面，将多个该电芯组单元通过矩阵方式连接形成电芯模组，模组内具有冷却通道，这些冷却通道即形成电芯的冷却空间，对电芯有更好的冷却效果。这种设计方式较比相同尺寸下的现有市售590标准模组组成的底部冷却的电池包型号的电池包体积能量密度提升了20%，冷却效率相对市售590标准模组组成的底部冷却的电池包的冷却效率提升至少300%以上。

技术研发人员：刘昭
受保护的技术使用者：刘昭
技术研发日：20230511
技术公布日：2024/1/15