一种电芯、电池包及储能设备的制作方法

    专利2026-07-18  20


    本申请实施例涉及电池,尤其涉及一种电芯、电池包及储能设备。


    背景技术:

    1、大部分厂家通过提高储能系统的能量密度的方式来降低成本,以增加产品的竞争力。随着能量密度的提升,储能系统的散热需求也逐渐增加。其中,液冷逐渐成为储能系统的主流热管理方式之一。

    2、目前,在一些储能系统中,储能液冷主要采用在电芯的底部和侧面设置冷板进行冷却。然而,现有的电芯仅有一个或两个表面贴合冷板,导致仅贴合的区域能够获得较佳的散热,而电芯的其他部分的散热效果欠佳。由于散热的不均匀,容易导致电芯内的温度一致性欠佳。


    技术实现思路

    1、本申请提供了一种电芯、电池包及储能设备,以提高电芯的散热性能,实现电芯内的温度一致性。

    2、第一方面,本申请提供了一种电芯。电芯包括电芯壳体和电芯本体。具体的,电芯壳体包括外壳和内壳。其中,内壳设置在外壳的内部,并且内壳和外壳之间形成密封腔体。电芯本体设置在内壳内。密封腔体设置有平行设置的多个第一吸液芯。第一吸液芯用于吸附液体冷却工质并使液体冷却工质沿第一吸液芯流动。相邻的两个第一吸液芯之间设置有第一流道,第一流动用于供气体流动。

    3、在实际应用时,密封腔体内被注入液体冷却工质。上述多个第一吸液芯吸附液体冷却工质。当电芯工作后,电芯本体作为热源产生热量,并且该热量通过内壳传递至密封腔体内。在与热源位置相对应的第一吸液芯内,液体冷却工质被高温蒸发并形成高温蒸汽工质。随后,高温蒸汽工质进入第一流道,并沿第一流道逸散至密封腔体的低温区域,并在该低温区域被冷凝成液体冷却工质。这样,第一吸液芯可以再次吸收冷凝后的液体冷却工质,实现冷却工质的回流。通过冷却工质的蒸发和冷凝,可以将电芯本体产生的热量从高温区域带到低温区域进行散热,从而可提高电芯的散热性能,实现电芯内的温度一致性。

    4、在设置第一吸液芯和第一流道时,由于第一吸液芯和第一流道交替排列在密封腔体内,每个第一吸液芯沿厚度方向的尺寸与第一流道沿厚度方向的尺寸相等,从而使密封腔体的厚度均匀,有利于实现电芯壳体的轻薄化,以减小对储能系统的能量密度的影响。其中,厚度方向垂直于上述多个第一吸液芯的排列并且垂直于第一吸液芯的延伸方向。

    5、在一些技术方案中,密封腔体还可以包括至少一个第二吸液芯。第二吸液芯与上述多个第一吸液芯连通。其中,第二吸液芯的延伸方向与第一吸液芯的延伸方向不平行。在该技术方案中,冷却工质可以在第一吸液芯和第二吸液芯形成的第一网状结构中流动,从而可实现对电芯壳体内的各高温区域进行散热,进而可提高电芯壳体的散热均匀性。

    6、上述第二吸液芯的具体数量不限。在一些技术方案中,上述至少一个第二吸液芯可以包括一个第二吸液芯。该第二吸液芯可位于上述多个第一吸液芯的一侧,并且第二吸液芯的延伸方向垂直于第一吸液芯的延伸方向。在该技术方案中,电芯壳体可以包括相对的顶面和底面,以及连接顶面和底面的至少一个侧面。上述多个第一吸液芯可以分布于电芯壳体的侧面,并且沿电芯壳体的周向方向平行排布。第二吸液芯可以靠近电芯壳体的顶面或底面设置。

    7、在上述电芯壳体中,第一吸液芯的结构包括烧结粉末结构、泡沫金属结构、烧结丝网结构或复合结构,第二吸液芯的结构包括烧结粉末结构、泡沫金属结构、烧结丝网结构或复合结构。

    8、在另外一些技术方案中,密封腔体还可以包括至少一个第二流道。第二流道与第一流道连通,并且第二流道的延伸方向与第一流道的延伸方向不平行。在该技术方案中,蒸汽冷却工质可以在第一流道和第二流道形成的第二网状结构中流动,从而可以使蒸汽冷区工质在外壳的各低温区域进行散热,进而可提高电芯壳体的散热均匀性。

    9、上述第二流道的具体数量不限。在一些技术方案中,上述至少一个第二流道可以包括一个第二流道。该第二流道位于上述多个第一吸液芯的一侧,并且第二流道的延伸方向垂直于第一流道的延伸方向。在该技术方案中,电芯壳体可以包括相对的顶面和底面,以及连接顶面和底面的至少一个侧面。上述第一流道可以设置于电芯壳体的侧面,此时第一流道可以沿垂直于电芯壳体周向的方向延伸,第二流道沿电芯壳体的周向方向延伸,并且可以靠近电芯壳体的顶面或底面设置。

    10、本申请的电芯壳体可以包括方形电芯壳体或圆柱形电芯壳体。具体的,电芯壳体可以包括相对的顶面和底面,以及连接顶面和底面的至少一个侧面。上述密封腔体分布于电芯壳体的至少一个面。也就是说,上述多个第一吸液芯可以分布于电芯壳体的侧面,或者,也可以分布于电芯壳体的底面和侧面。

    11、第二方面,本申请提供了一种电池包。电池包可以包括电池壳体和上述第一方面的电芯,电芯设置于电池壳体内。该电池包内的电芯散热较好,且电芯内的温度一致性较佳,从而可改善电池包过热的现象。

    12、在一些技术方案中,电池壳体内设置有冷板,冷板可以用于对电芯进行散热。电芯安装于冷板,并且密封腔体内的多个第一吸液芯可以与冷板位置相对。因此,冷板可以直接对第一吸液芯和第一流道内的高温冷却工质进行散热,提高散热效率。

    13、第三方面,本申请提供了一种储能设备。储能设备包括多个上述第二方面的电池包,前述多个电池包串联或并联后向母线供能。在该储能设备内,各个电池包的温度一致性较佳,可改善电池包过热的现象,从而提高储能设备的可靠性。



    技术特征:

    1.一种电芯,其特征在于,包括电芯壳体和电芯本体,其中:

    2.如权利要求1所述的电芯,其特征在于,每个所述第一吸液芯沿厚度方向的尺寸与所述第一流道沿厚度方向的尺寸相等,所述厚度方向垂直于所述多个第一吸液芯的排列方向且垂直于所述第一吸液芯的延伸方向。

    3.如权利要求1或2所述的电芯,其特征在于,所述密封腔体还包括至少一个第二吸液芯,所述第二吸液芯与所述多个第一吸液芯连通,且所述第二吸液芯的延伸方向与所述第一吸液芯的延伸方向不平行。

    4.如权利要求3所述的电芯,其特征在于,所述至少一个第二吸液芯包括一个第二吸液芯,所述第二吸液芯位于所述多个第一吸液芯的一侧,且所述第二吸液芯的延伸方向垂直于所述第一吸液芯的延伸方向。

    5.如权利要求1至4中任一项所述的电芯,其特征在于,所述密封腔体还包括至少一个第二流道,所述第二流道与所述第一流道连通,且所述第二流道的延伸方向与所述第一流道的延伸方向不平行。

    6.如权利要求5所述的电芯,其特征在于,所述至少一个第二流道包括一个第二流道,所述第二流道位于所述多个第一吸液芯的一侧,且所述第二流道的延伸方向垂直于所述第一流道的延伸方向。

    7.如权利要求1至6中任一项所述的电芯,其特征在于,所述密封腔体分布于所述电芯壳体的至少一个面。

    8.一种电池包,其特征在于,包括电池壳体和如权利要求1至7中任一项所述的电芯,所述电芯设置于所述电池壳体内。

    9.如权利要求8所述的电池包,其特征在于,所述电池壳体内设置有冷板,所述电芯安装于所述冷板,且所述多个第一吸液芯与所述冷板位置相对。

    10.一种储能设备,其特征在于,所述储能设备包括多个如权利要求8或9所述的电池包,所述多个电池包串联或并联后向母线供能。


    技术总结
    本申请提供一种电芯、电池包及储能设备。电芯包括电芯壳体和电芯本体。电芯壳体包括外壳和内壳,内壳设置于外壳内,并且内壳和外壳之间形成密封腔体。电芯本体设置在内壳内。密封腔体设置有平行设置的多个第一吸液芯。相邻的两个第一吸液芯之间设有第一流道。在应用于电芯时,第一吸液芯被注入液体冷却工质并吸附液体冷却工质。电芯本体的热量通过内壳传递至密封腔体内。液体冷却工质被高温蒸发并形成高温蒸汽工质。高温蒸汽工质进入第一流道并逸散至密封腔体的低温区域,在低温区域被冷凝成液体冷却工质。第一吸液芯再次吸收冷凝后的液体冷却工质,从而在冷却工质的回流过程中实现散热功能,进而提高电芯的散热性能,实现电芯内的温度一致性。

    技术研发人员:范思邈,洪芳军,曹嘉豪
    受保护的技术使用者:华为数字能源技术有限公司
    技术研发日:20230818
    技术公布日:2024/4/29
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