一种一体式水冷电池装置的制作方法

1.本实用新型涉及动力电池领域，具体涉及一种一体式水冷电池装置。


背景技术：

2.随着新能源汽车的普及，为满足人们对车辆性价比的追求，各主机厂对车辆电池温度控制及成本控制要求越来越高；
3.为了提高电池包的温度控制，平衡成本，提出了在电池包内模组或电芯底部或顶部布置设计水冷板，现有产品电池模组底部或顶部、电芯底部或顶部通过导热介质接触水冷板，将模组或电芯热量传递至水冷板，通过水冷板内的冷却液体循环带走热量达到给模组或电芯降温的目的；同理，给冷却液加热将热量传递至水冷板，通过导热介质传递给模组或电芯达到给电池包升温的目的；该加热或冷却方式，经过了导热介质和水冷板材料，加热或冷却速率较慢、温度控制效果不理想，同时增加了电池包的能耗；由于仅有模组或电芯的底面或顶面通过导热介质接触水冷板，在降温或升温过程中，会导致每片电芯温度的均匀性较差，影响电池性能；且零部件数量种类较多，不利于成本控制。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种一体式水冷电池装置，能够快速对电芯升温或降温，提升了能效且降低了重量和成本。
5.实现本实用新型目的的技术方案为：一种一体式水冷电池装置，包括水冷仓和电芯组，所述水冷仓上方开口，水冷仓的仓体上置有进、出水口，通过进、出水口水冷仓内注满冷却液；所述电芯组包括多个电芯和固定于电芯输出端面上的电芯支架，所述多个电芯位于水冷仓内的冷却液中，所述电芯支架盖合在水冷仓开口上，与水冷仓开口端面固定连接。
6.进一步的，所述电芯的输出端面上设有第一极耳、第二极耳、防爆阀和螺纹孔，所述电芯支架上设有与第一极耳、第二极耳、防爆阀和螺纹孔的位置分别对应的第一极耳通孔、第二极耳通孔、防爆阀通孔和电芯固定通孔，所述电芯支架和电芯通过螺栓固定连接。
7.进一步的，所述电芯的输出端面的一周设有密封沟槽，密封沟槽内置有密封圈。
8.进一步的，所述密封圈采用软质橡胶。
9.进一步的，所述第一极耳通孔和第一极耳、第二极耳通孔和第二极耳之间的间隙不小于2.5mm。
10.进一步的，所述螺纹孔为2个，所述防爆阀安装于电芯的输出端面的中心位置，2个螺纹孔分别位于防爆阀的两侧，第一极耳和第二极耳分别位于2个螺纹孔远离防爆阀的一侧。
11.进一步的，所述多个电芯为不同型号的电芯，相邻电芯之间间隙为0.1～5mm。
12.进一步的，所述电芯支架和水冷仓采用铝或铁材质。
13.进一步的，所述水冷仓的开口端面固定有安装法兰面，所述电芯支架通过螺栓、可粘贴密封圈或密封胶与安装法兰面固定连接。
14.进一步的，所述水冷仓的外侧设有悬挂点，水冷仓的高度大于电芯的高度。
15.本实用新型与现有技术相比，其显著效果为：本水冷电池装置取消了导热介质、水冷板及电池箱体，同时采用了无模组化设计，将电芯直接浸入冷却液，通过对循环冷却液的加热或制冷对电芯直接进行加热或冷却，能够快速实现对电芯升温或降温的目的并提升能效；本水冷电池装的冷却液体在电芯的四周和底部表面，温度均匀性优异；本实用新型由于取消了传统的水冷板、导热胶及模组端板及侧板组件等，降低重量的同时也利于成本控制，同时提高了空间利用率，在有限空间内可以提升电池系统的能量，增加车辆的续航里程。
附图说明
16.图1为一体式水冷电池装置的结构示意图。
17.图2为本实用新型中电芯的结构示意图。
18.图3为本实用新型中电芯和电芯支架的安装示意图。
19.图4为一体式水冷电池装置的整体示意图。
具体实施方式
20.下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.如图1所示，本实施提出的一体式水冷电池装置包括电芯支架1、密封圈2、若干数量的电芯3和水冷仓4，采用无模组化设计，电芯直接与水冷仓设计组合为一体，水冷仓4会随热管理系统冷却液循环回路加注满冷却液，每片电芯3 的外表面直接附着有冷却液；
22.如图2所示，所述电芯3的输出端面8上设有第一极耳6、第二极耳7、防爆阀10、第一螺纹孔4、第二螺纹孔5、密封圈2和密封沟槽9；防爆阀10安装在输出端面8的中间，第一螺纹孔4和第二螺纹孔5分别位于防爆阀10的两侧，第一极耳6和第二极耳7为电芯的正极和负极，分别位于第一螺纹孔4和第二螺纹孔5的两侧，无位置区分；输出端面8一周设有密封沟槽9，密封圈2安装在电芯3的密封沟槽9中；密封圈2材料体系为软质橡胶，本领域中提及电芯3 默认具有壳体，因此对于电芯3壳体本实施例不再累述。
23.如图3所示，电芯支架1，包括固定安装电芯3的第一电芯固定通孔15、第二电芯固定通孔16、用于将图2中电芯3所示的第一极耳6、第二极耳7及防爆阀10穿过的第一极耳通孔11、第二极耳通孔13和防爆阀通孔12，第一极耳通孔11、第二极耳通孔13的开孔位置位于电芯第一极耳6和第二极耳7的正上方，与图2中电芯第一极耳6或第二极耳7导电体保证至少2.5mm的电气间隙即可；第一电芯固定通孔15、第二电芯固定通孔16和防爆阀通孔12在电芯支架1上的数量及位置与电芯3上的第一螺纹孔4、第二螺纹孔5及防爆阀10的数量及位置对应；电芯支架1材料体系为铝或铁；
24.如图3所示，由13片电芯3和电芯固定支架1构成电芯组19，其特征在于电芯组19周围采用无模组端板及侧板；电芯3通过电芯固定支架1上的第二电芯固定通孔16和第一电芯固定通孔15一一通过螺栓安装；电芯组内任一电芯3 与相邻电芯的串并联形式不做限制；电芯组内任一电芯a与相邻电芯之间存在间隙，一般为0.1～5mm之间，包含但不限于该区
间；电芯组19也可由若干数量电芯3与若干数量其他电芯类型混搭，即:1片电芯3 12片与电芯3有任一区别的电芯的组合；电芯组19中的电芯3数量不局限于13片；
25.如图3所示，水冷仓4的开口端面设有安装法兰面17，水冷仓4的仓体上设有进水口14和出水口18；水冷仓4既是冷却液仓也是电芯仓；进水口14和出水口18与车辆热管理系统冷却液循环管路连接为一体；水冷仓法兰面17可粘贴密封圈或涂覆密封胶；水冷仓4的仓体材料体系为铝或铁；进水口14的进水和出水口18的出水功能也可互换，进水口14也可作为出水口，出水口18也可作为进水口，其位置可在水冷仓体上任意位置；
26.如图3所示，电芯组19与水冷仓4中的水冷仓法兰面17通过螺栓连接，也可为结构胶封装构成如图4所示的一体式水冷电池装置20；
27.如图4所示，进水口14和出水口18用于连接外部车辆热管理冷却液循环回路，与一体式水冷电池装置20形成一个密封的空间；该进、出水口也可用于产品下线的工装密封性检测；
28.一体式水冷电池装置20也可以在水冷仓4外部周边设计悬挂点，作为单个产品与车辆底盘直接安装形成电池系统；也可作为多个具有相同电芯数或不同电芯数的产品与车辆底盘直接安装形成电池系统；
29.一体式水冷电池装置20也可作为电池包箱体内部的一个水冷串联或并联单元与另外一个或多个具有相同电芯数或不同电芯数的模块单元配组组成电池包。
30.本实用新型相对于传统的冷却液 水冷板 导热介质 电芯底面或顶面 电池箱体的组合方案，取消水冷板、导热介质(导热垫或导热硅脂)和电池箱体，有效提高电芯的换热效率和温度均匀性；零部件数量减少，大大降低了产品成本；空间利用率提高，在有限空间内可以提升电池系统的能量，增加车辆的续航里程。