CN103545570A - 一种空气冷却式电池单体、电池以及车辆 - Google Patents

一种空气冷却式电池单体、电池以及车辆 Download PDF

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郑国胜
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Abstract

本发明涉及一种空气冷却式电池单体，其包括壳体以及设置于所述壳体内的正电极棒、负电极棒、正极板、负极板和隔膜，其特征在于，所述空气冷却式电池单体还包括至少一个适于空气流通的导热通道，其被设置在所述壳体内并且所述导热通道贯穿该壳体。它还涉及包括至少一个上述电池单体的电池和设置了至少一个所述电池的车辆。本发明具有结构简单紧凑、易于制造且成本低、工作可靠、换热效率高等特点，能够有效地提高现有电池单体的换热性能，解决其使用时热量集聚升温的问题，从而可以延长电池的使用寿命并保证其安全性能。采用本发明可以提高车载动力电池的能量利用效率，延长车辆的续航里程。

Description

一种空气冷却式电池单体、电池以及车辆
技术领域
本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种空气冷却式电池单体、包括所述空气冷却式电池单体的电池以及设置有所述电池的车辆。
背景技术
随着电子信息技术的迅猛发展以及人们需求的不断提升，各种类型的电池在现代社会中得到了广泛地应用，尽管它们已经在人们的日常工作、生活使用中发挥着日益重要作用，然而现有的这些电池同时也存在着一些不足之处。
例如，由于石油、煤炭等传统资源日渐枯竭带来了能源危机问题以及基于环保等方面的考虑，诸如纯电动车、混合动力车等新能源汽车已经获得了飞速发展和各界的广泛关注。车载动力电池是这类新型车辆中的重要部件之一，图1显示出了该类电池的电池单体的基本外形，它主要包括壳体1’、正极端子8’和负极端子9’等。在目前使用过程中，由于在电池单体的电芯处聚集的热量最高，难以通过外围进行散热，由此会降低电池单体的使用寿命，不利于电池能量的高效利用来提高车辆的续航里程。尤其，当上述的电池积热问题比较严重时，在某些情形下有可能导致电池出现损害、燃烧甚至爆炸现象，这将直接危及到行车安全，并且造成不期望的人身伤害和财产损失。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种具有结构紧凑、换热效率高等优点的空气冷却式电池单体，从而成功地解决了现有技术中存在的上述以及其他方面的问题。
此外，本发明的目的还在于提供包括上述空气冷却式电池单体的电池以及设置有所述电池的车辆，以便更好地满足人们的现实需求。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种空气冷却式电池单体，其包括壳体以及设置于所述壳体内的正电极棒、负电极棒、正极板、负极板和隔膜，所述空气冷却式电池单体还包括至少一个适于空气流通的导热通道，其被设置在所述壳体内并且所述导热通道贯穿该壳体。
在上述的空气冷却式电池单体中，优选地，所述空气冷却式电池单体还包括中空的导热管，其被插置在所述导热通道中且至少一端伸出所述壳体，并且所述导热管被布置成与所述正极板保持电绝缘，且其外壁仅与所述隔膜保持接触。
在上述的空气冷却式电池单体中，优选地，所述空气冷却式电池单体还包括中空的导热管，其被插置在所述导热通道中且至少一端伸出所述壳体，并且所述导热管被布置成与所述正极板保持电绝缘，且其外壁同时与所述负极板和所述隔膜保持接触。
在上述的空气冷却式电池单体中，优选地，所述导热通道、所述负电极棒和所述正电极棒被设置成彼此相互平行。
在上述的空气冷却式电池单体中，优选地，所述导热通道的径向截面呈圆形、椭圆形或者大致矩形。
一种电池，所述电池内部包括至少一个根据以上任意一项所述的电池单体。
一种车辆，所述车辆上设置有至少一个如上所述的电池。
在上述的车辆中，优选地，所述车辆是纯电动车或者混合动力车，所述电池是设置于该纯电动车或者混合动力车上的车载动力电池。
本发明的有益效果在于：本发明具有结构简单紧凑、易于制造且成本低、工作可靠、换热效率高等特点，使用本空气冷却式电池单体能够有效提高现有电池单体的换热性能，使得采用了本空气冷却式电池单体之后的电池在使用时的热量集聚升温问题得以解决，从而可以显著延长电池的使用寿命并且保证其安全性能。可以将本发明应用在诸如纯电动车、混合动力车等车辆上，以此来提高车载动力电池的能量利用效率，以便有效提高车辆的续航里程，并且改进行车安全性能。
附图说明
以下将结合附图和实施例，对本发明的技术方案作进一步的详细描述。
图1是现有技术中电池单体的外形结构示意图。
图2是本发明的空气冷却式电池单体一个实施例的局部展开结构示意图。
图3是图2中实施例结合导热通道中空气流动情形显示的局部展开结构示意图。
具体实施方式
首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本空气冷却式电池单体的基本结构、特点和优点，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何的限制。此外，在本文所提及的各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在附图中的任意单个技术特征，仍然可以在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或者删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。
请参考图2，该图仅以局部剖视展开的方式，以此来示意性地图示出了本发明的空气冷却式电池单体一个实施例的基本结构。
如图2所示，在该实施例中，空气冷却式电池单体主要包括壳体1、正电极棒2、负电极棒3、正极板4、负极板5、隔膜6和适于空气流通的导热通道7，其中正电极棒2、负极板5、隔膜6和导热通道7等都是设置在该壳体1的内部，并且将导热通道7设置成贯穿壳体1。然而，需要指出的是，在图2中是将正极板、负极板和隔膜等组成部件都进行适当展开、变形或夸张处理来加以显示的，以便能够更加清楚地阐述本发明的具体构造。
此外，为了简化图面起见，在图2中也仅显示出了一个导热通道7。但是，基于实际应用的需要，完全可以在本发明中设置诸如两个、三个或四个等更多数量的供空气流通的导热通道。请进一步参考图3，在上述导热通道内的空气可以优选地沿着图3中箭头所示的流动方向A进行流动、或者在某些特殊情形下也可以沿着图3中箭头所示的流动方向B进行流动，以此在流经该电池单体芯体时同集聚在其内的热量进行热交换，从而有效地解决了现有电池芯体内普遍存在的积热升温问题，这样就可以显著延长电池的使用寿命，降低在长期使用过程中在受损、燃烧或爆炸等方面的安全风险。
进一步地，在本发明的其他一些实施例中，还可以在上述导热通道中插入中空的导热管(未图示)，并使得导热管的一端或两端伸出壳体1，以此来引导空气气流进出导热通道，这样也同时便于实施导热管的插入或移除操作。在本发明中，为了保证电池单体的安全使用，可以将导热管与正极板4二者进行电绝缘布置处理，并且使得导热管的外壁仅与隔膜6保持接触。当然，在本发明的另外一些实施例中，还可以将导热管布置成其外壁不仅可以与隔膜6保持接触，而且其外壁还可以同时与隔膜6和负极板5保持接触。
在优选的情形下，如图2和图3中的实施例所示，可以将正电极棒2、负电极棒3、导热通道7都布置彼此相互平行，这样有利于实现更加均匀的散热降温处理，从而能够进一步提高本发明的技术效果。
在优选的情形下，可以将导热通道7的径向截面构造成圆形、椭圆形或者大致矩形的形状。可以理解的是，在设置了多个导热通道7的情形下，这些导热通道各自径向截面的具体形状可以是完全相同的，也可以是彼此不同的。
在构建了本发明的空气冷却式电池单体之后，可以在具体应用场合下或者根据实际需要，通过空气冷却式电池单体上的正极端子8和负极端子9来连接所需数量的空气冷却式电池单体，这些空气冷却式电池单体可以以串联、并联或者结合这两种连接方式来形成所需要的电池。当然，在最简单的情形下，该电池可以是仅包括一个本空气冷却式电池单体。
由于本发明的空气冷却式电池单体以及电池具备结构简单紧凑、易于制造、工作可靠、换热效率高等诸多优点，因此非常适于将其进行广泛应用。举例而言，可以在汽车上设置本发明的电池，以便获得如前所述的优势。尤其需要指出的是，在诸如纯电动车或者混合动力车上，可以配置应用了本发明电池的车载动力电池，从而不仅非常有助于延长该车载动力电池的使用寿命、降低长期使用成本、提高使用安全性能，而且能够提升电池的能量利用效率，进而延长这些车辆的整体续航里程。
以上仅以举例方式来详细阐明本发明的空气冷却式电池单体、包括所述空气冷却式电池单体的电池以及设置有所述电池的车辆，这些个例仅供说明本发明的原理及其实施方式之用，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员还可以做出各种变形和改进。因此，所有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。

Claims (9)

1.一种空气冷却式电池单体，其包括壳体以及设置于所述壳体内的正电极棒、负电极棒、正极板、负极板和隔膜，其特征在于，所述空气冷却式电池单体还包括至少一个适于空气流通的导热通道，其被设置在所述壳体内并且所述导热通道贯穿该壳体。
2.根据权利要求1所述的空气冷却式电池单体，其特征在于，所述空气冷却式电池单体还包括中空的导热管，其被插置在所述导热通道中且至少一端伸出所述壳体，并且所述导热管被布置成与所述正极板保持电绝缘，且其外壁仅与所述隔膜保持接触。
3.根据权利要求1所述的空气冷却式电池单体，其特征在于，所述空气冷却式电池单体还包括中空的导热管，其被插置在所述导热通道中且至少一端伸出所述壳体，并且所述导热管被布置成与所述正极板保持电绝缘，且其外壁同时与所述负极板和所述隔膜保持接触。
4.根据权利要求1、2或3所述的空气冷却式电池单体，其特征在于，所述导热通道、所述负电极棒和所述正电极棒被设置成彼此相互平行。
5.根据权利要求1、2或3所述的空气冷却式电池单体，其特征在于，所述导热通道的径向截面呈圆形、椭圆形或者大致矩形。
6.根据权利要求4所述的空气冷却式电池单体，其特征在于，所述导热通道的径向截面呈圆形、椭圆形或者大致矩形。
7.一种电池，其特征在于，所述电池内部包括至少一个如权利要求1-6中任一项所述的电池单体。
8.一种车辆，其特征在于，所述车辆上设置有至少一个如权利要求7所述的电池。
9.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于，所述车辆是纯电动车或者混合动力车，所述电池是设置于该纯电动车或者混合动力车上的车载动力电池。
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