阅读说明：本技术 一种48v系统锂离子蓄电池模组 (48V system lithium ion battery module ) 是由 武昆 万亚坤 谢明树 李林茂 宋昱科 李桐 于 2019-08-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种48V系统锂离子电池模组,壳体前端面向上内收倾斜,前端盖后端面向上外延倾斜；前端盖上开有正、负极端子安装孔、信号接口安装孔、防爆阀安装孔和进、出水口安装孔；水冷板为U型水套,其前端下端伸出进、出水口,电芯模块前端伸出正、负极端子,留有信号接口安装口,安装有BMS；将水冷板包裹卡接固定在电芯模块的三面,将电芯模块和水冷板置于壳体内,再将前、后端盖固定在壳体的前、后端上；信号接口安装在信号接口安装口上；防爆阀安装在防爆阀安装孔上；正、负极端子和进、出水口分别穿越正、负极端子安装孔和进、出水口安装孔并密封固定。本发明散热均匀、散热性好、密封性好、装配简易。(The invention discloses a 48V system lithium ion battery module, wherein the front end surface of a shell is upwards and inwards inclined, and the rear end surface of a front end cover is upwards and outwards inclined; the front end cover is provided with a positive terminal mounting hole, a negative terminal mounting hole, a signal interface mounting hole, an explosion-proof valve mounting hole and a water inlet and outlet mounting hole; the water cooling plate is a U-shaped water jacket, the lower end of the front end of the water cooling plate extends out of the water inlet and the water outlet, the front end of the battery cell module extends out of the positive terminal and the negative terminal, a signal interface mounting port is reserved, and the BMS is mounted; wrapping and clamping the water cooling plates on three surfaces of the battery cell module, placing the battery cell module and the water cooling plates in the shell, and fixing the front end cover and the rear end cover on the front end and the rear end of the shell; the signal interface is arranged on the signal interface mounting port; the explosion-proof valve is arranged on the explosion-proof valve mounting hole; the positive and negative terminals, the water inlet and the water outlet respectively penetrate through the positive and negative terminal mounting holes and the water inlet and water outlet mounting holes and are sealed and fixed. The invention has the advantages of uniform heat dissipation, good sealing performance and simple and easy assembly.)

一种48V系统锂离子蓄电池模组

技术领域

本发明涉及一种蓄电池模组，尤其涉及一种48V系统锂离子电池模组。

背景技术

近几年来，48V成为我国汽车界中一个热议的词儿。在混合动力系统、启停装置以及各种电子装置和技术纷纷来袭的汽车领域，与传统12V电气系统相比，48V电气系统不仅能有效改善电机功率，还能高效回收汽车的刹车能量，为汽车中所需越来越多的电子负载提供更多功率，同时提高10%～15%的节油效率。但是随之而带来的技术问题是，由于48V电池组车辆启动和能量回收的瞬间所产生放电电流和需要接受的充电电流很大，一般会在3秒内达到500A，这样大功率充放电，势必会造成电池温度骤升。锂离子电池的理想工作温度范围为20℃— -45℃，在上述大功率充放电时，电池组轻而易举的就能超过温度上限。而且由于汽车电池组的排列密集，往往放置在汽车内部，这样使得电池发热更为严重。为保证电池合理使用和寿命，同时考虑驾驶安全，非常需要采取合理的冷却设计，保证电池组工作在合理的温度范围区间。另外，如果在绝热或高温等热散失不允分的环境条件中运行，电池组温度将会明显升高或单体之间温度差显著，甚至可能因温度过高产生热失控现象，影响电池组的循环寿命和使用安全性，因此锂离子动力电池组必须要进行散热设计。

目前绝大多数48V电气系统采用自然冷却或风冷的方式对电池散热，但是此两种方式效率低、散热不均匀、很难防尘防水，并且在炎热的夏天难以保证散热效果。

发明内容

本发明的目的就是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种散热均匀、散热性好、密封性好、装配简易的48V系统锂离子电池模组。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种48V系统锂离子电池模组，其包括电芯模块、箱体、BMS、水冷板和信号接口；

所述箱体包括壳体和前、后端盖；壳体前端面向上内收倾斜；前端盖后端面向上外延倾斜，与壳体前端面正好匹配；前端盖上开有正、负极端子安装孔、信号接口安装孔、防爆阀安装孔和进、出水口安装孔；

所述的水冷板为U型水套，其前端下端伸出进、出水口，使用时，进、出水口连接冷却液源；

所述的电芯模块前端伸出正、负极端子，留有信号接口安装口，安装有BMS；将水冷板包裹卡接固定在电芯模块的后、左和右三面，将电芯模块和水冷板置于壳体内，再将前、后端盖固定在壳体的前、后端上；信号接口通过前端盖上信号接口安装孔安装在信号接口安装口上；防爆阀安装在防爆阀安装孔上；正、负极端子和进、出水口分别穿越正、负极端子安装孔和进、出水口安装孔并密封固定。

进一步优选地，所述的壳体和后端盖材料为表面进行热处理的铝材，壳体的上、左和右端面上设置有肋筋，以增加强度，增强散热功能；前端盖材料为PA66，便于正负极端子的安装，且起绝缘作用。

进一步优选地，所述壳体前端面向上内收倾斜70°，所述前端盖向上外延倾斜70°。

进一步优选地，所述水冷板由铝板制成，材质轻，导热系数高。

进一步优选地，所述的电芯模块包括12只单体锂电池电芯、6块铝板、7块泡棉、塑料绝缘材料制成的前、后转接板、铜排、夹板和正、负极端子；夹板形状与电芯相匹配，其中间均匀开有多个方孔，长度方向的两端部开有绑带槽，该两端后端的两侧凸出定位挡板，前端凸出台阶，两端壁四角上分别开有转接板固定孔，宽度方向的两侧中间位置对称设置有垂直弯下的卡接板，形成水冷板卡箍槽；铝板宽度方向的两侧垂直上弯两侧板；电芯长度方向的两端为预折弯极耳；前转接板上开有12个前极耳连接孔，在互不连接的两个前极耳连接孔之间凸出有前绝缘凸台，在互相连接的两个前极耳连接孔之间设置前铜排槽，上端和下端分别设置负极铜排槽和正极铜排槽，四角设BMS固定柱和前转接板固定孔；后转接板上开有12个后极耳连接孔，在互不连接的两个后极耳连接孔之间凸出有后绝缘凸台，在互相连接的两个后极耳连接孔之间设置后铜排槽，四角设后转接板固定孔；下面的夹板的卡接板向上，其上依次安装泡棉、电芯、铝板、电芯、泡棉、电芯、铝板、电芯、泡棉……、电芯、铝板、电芯、泡棉和上面的夹板，上面的夹板的卡接板向下，用绑带通过上、下夹板上的绑带槽绑扎固定，用前、后转接板将上、下夹板、各泡棉、各电芯和各铝板前后夹持固定，各电芯极耳分别穿过各前、后极耳连接孔，折弯修正后通过铜排和正、负极铜排焊接固定，保证各电芯串联电连接，各铜排位于前、后铜排槽和正极、负极铜排槽内；正、负极铜排连接BMS后，再通过铜排连接固定正、负极端子，BMS安装固定到前转接板上；电芯和铝板之间涂有导热胶，各铝板的后、左和右三面与所述水冷板接触。这种结构将铝板放置于电芯中间，与水冷板配合，将电芯产生热量带走；泡棉粘贴在各电芯之间，预留电芯膨胀空间，起到绝缘和缓冲的作用；前、后转接板和铜排安装在电芯极耳处，用于电芯间串并联，结构简单，电芯之间绝缘效果好。

本发明在壳体内增加了水冷系统，且两块水冷板紧靠在上、下壳体的左右内壁上，锂离子电池芯体安装在两块水冷板内，通过铝板将电芯产生的热量传导到水冷板表面，水冷板再通过冷却液的循环流动，进行冷却散热；锂离子电池芯体紧靠两块水冷板，其散发出的热量很快被传输出去，散热均匀、散热性好、且克服了现有电池组中电池单体间散热性能差的缺点，能保证电池总工作在工作温度范围内，延长电池组的使用寿命；且本发明体积小、密封性好、装配简易。泡棉具有冲击吸收缓冲的作用，在电芯之间添加泡棉，增加了锂离子电池的抗震和抗冲击性能。

总之，本发明实现了锂离子电池模组全方位、均衡散热的要求，提高了电池模组使用过程的安全性和可靠性，实现了水冷过程的热量平衡管理，简单、实用、可靠，使用寿命延长。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中电芯模块的结构示意图；

图3为本发明中壳体的结构示意图；

图4为本发明中前端盖的结构示意图；

图5为本发明中夹板的结构示意图；

图6为本发明中后转接板的结构示意图；

图7为本发明中前转接板的结构示意图；

图8为本发明中水冷板的结构示意图；

图9为本发明中泡棉的结构示意图；

图10为本发明中电芯的结构示意图；

图11为本发明中铝板的结构示意图；

图12为本发明中后端盖的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。

如图1—图12所示，本实施例其包括电芯模块、箱体、BMS 11、水冷板5和信号接口6。箱体包括壳体2和前、后端盖1、3。壳体2前端面向上内收倾斜，优选地，所述向上内收倾斜角度为70°；前端盖1后端面向上外延倾斜，优选地，所述向上外延倾斜角度为70°，与壳体2前端面正好匹配。前端盖1上开有正、负极端子安装孔101和102、信号接口安装孔103、防爆阀安装孔104和进、出水口安装孔105和106。水冷板5为U型水套，其前端下端伸出进、出水口501和502。电芯模块前端伸出正、负极端子13和14，留有信号接口安装口，安装有BMS 11。将水冷板5包裹卡接固定在电芯模块的后、左和右三面，将电芯模块和水冷板5置于壳体2内，再将前、后端盖1、3分别通过前端盖固定孔107、后端盖固定孔301和壳体固定孔201固定在壳体2的前、后端上。信号接口6通过前端盖1上信号接口安装孔103安装在信号接口安装口上。防爆阀4安装在防爆阀安装孔104上。正、负极端子13、14和进、出水口501、502分别穿越正、负极端子安装孔101、102和进、出水口安装孔105、106并通过密封圈密封固定。优选地，所述的壳体2的上、左和右端面上设置有肋筋202。优选地，所述壳体2前端面向上内收倾斜70°，所述前端盖向上外延倾斜70°。便于器件的安装与固定。水冷板5由铝板制成。

优选地，所述的电芯模块包括12只单体锂电池电芯16、6块铝板15、7块泡棉17、塑料绝缘材料制成的前、后转接板7、8、铜排12、夹板9和正、负极端子13和14。夹板9形状与电芯16相匹配，其中间均匀开有多个方孔，长度方向的两端部开有绑带槽902，该两端后端的两侧凸出定位挡板904，前端凸出台阶，两端壁四角上分别开有转接板固定孔901，宽度方向的两侧中间位置对称设置有垂直弯下的卡接板903，形成水冷板卡箍槽。铝板15宽度方向的两侧垂直上弯两侧板151。电芯16长度方向的两端为预折弯极耳161。前转接板7上开有12个前极耳连接孔707，在互不连接的两个前极耳连接孔707之间凸出有前绝缘凸台706，在互相连接的两个前极耳连接孔707之间设置前铜排槽703，上端和下端分别设置负极铜排槽701和正极铜排槽702，四角设BMS固定柱704和前转接板固定孔705。后转接板8上开有12个后极耳连接孔804，在互不连接的两个后极耳连接孔804之间凸出有后绝缘凸台802，在互相连接的两个后极耳连接孔804之间设置后铜排槽801，四角设后转接板固定孔803。下面的夹板9的卡接板向上，其上依次安装泡棉17、电芯16、铝板15、电芯16、泡棉17、电芯16、铝板15、电芯16、泡棉17……、电芯16、铝板15、电芯16、泡棉17和上面的夹板9，上面的夹板9的卡接板向下，用绑带10通过上、下夹板9上的绑带槽902绑扎固定，用前、后转接板7、8将上、下夹板9、各泡棉17、各电芯16和各铝板15前后夹持固定，各电芯极耳分别穿过各前、后极耳连接孔707、804，折弯修正后由铜排和正、负极铜排焊接固定，保证各电芯16串联电连接，各铜排位于前、后铜排槽703、801和正极、负极铜排槽702和701内。正、负极铜排连接BMS 11后，再通过铜排12连接固定正、负极端子13和14，BMS 11安装固定到前转接板7上。电芯16和铝板15之间涂有导热胶，各铝板15的后、左和右三面与所述水冷板5接触。

上述实施例仅是优选的和示例性的，本领域技术人员可以根据本专利的描述进行等同技术的改进，其都在本专利的保护范围内。