CN104835973A - 电池装置及电池单元 - Google Patents

Abstract

电池装置及电池单元。一种电池单元，其包括壳体、容纳于壳体内的多个电池，以及将该多个电池彼此电连接的电连接片组。该壳体上开设有多个散热槽，该电池单元还包括多个绝缘导热垫及至少一个导热板，该导热板上形成有多个凸块，该绝缘导热垫位于该散热槽内，该导热板安装于该壳体上，且该凸块伸入该散热槽内压紧该绝缘导热垫以使得该绝缘导热垫与该电连接片组紧贴。

Description

电池装置及电池单元

技术领域

本发明涉及一种电池装置，尤其涉及一种由复数电池组组合而成的电池装置。

背景技术

电池装置，尤其是由复数电池组相互连接组合而成的电池装置，在工作过程中会散发出大量的热，如果不能及时散热，就会导致电话模块的温度升高而出现故障，故电池模块的散热系统的设置显得尤为重要。

然而，现有的散热系统的设计，普遍不关心单个电池与散热系统之间的有效热传导，从而导致散热效率不佳。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种可克服上述问题的电池单元。

有鉴于此，还有必要提供一种可克服上述问题的电池装置。

一种电池单元，其包括壳体、容纳于壳体内的多个电池，以及将该多个电池彼此电连接的电连接片组。该壳体上开设有多个散热槽，该电池单元还包括多个绝缘导热垫及至少一个导热板，该导热板上形成有多个凸块，该绝缘导热垫位于该散热槽内，该导热板安装于该壳体上，且该凸块伸入该散热槽内压紧该绝缘导热垫以使得该绝缘导热垫与该电连接片组紧贴。

一种电池装置，包括一个底座、一个设置于所述底座上的电池模块以及一个与所述电池模块相连的散热单元。所述电池模块包括至少一个电池对结构，所述电池对结构包括两个并排设置且相互间隔的如上所述的电池单元，所述散热单元包括至少一个对应于所述电池对结构的导热部，所述导热部分别跨越所述电池对结构中的电池单元的间隔连接于所述电池对结构的导热板上，每一个所述导热部包括复数条状导热件，所述导热件于所述电池单元的导热板上呈发散状态，于所述电池单元之间的间隔呈集中状态。

相对于现有技术，本发明在电池单元的内部设置了与电池紧贴的绝缘导热垫以及与绝缘导热垫紧贴的导热板，保证了电池产生的热量可被有效的传导到电池单元外部，从而保证了散热的效率。

附图说明

图1是本发明实施方式的电池装置的分解图。

图2是图1的电池装置的组装示意图。

图3是图1的电池装置组装完成后的立体图。

图4是图1中的电池装置中的电池单元的立体图。

图5是图4的爆炸图。

图6是图5的另一方向的爆炸图。

图7是图5的VII-VII向剖视图（相对图5增加了导热件）。

图8是图7的VIII部分放大图。

图9是图5中的电池单元的半壳体的立体图。

图10是图6的X部分的放大图。

图11是图6的XI部分的放大图。

主要元件符号说明

电池装置	100
		底座	10
第一承载区	11
		第二承载区	12
凹槽	111
		电池模块	20
电池对结构	21
		电池单元	23
壳体	230
		半壳体	2301
底壁	2302
		侧壁	2303
壳体外表面	2304
		壳体内表面	2305
导热板收容槽	2306
		开口端	2307
散热槽	2308
		散热通孔	2309
电池	231
		电极	2310
导热板	232
		导热板外表面	2321
导热板内表面	2322
		鸠尾凸块	2323
外盖	233
		外盖内表面	2330
间隔块	2331
		导热件收容槽	2332
鸠尾凸块	2333
		框架	234
容纳孔	2340
		电连接片组	235
电连接片	2350
		绝缘导热垫	236
散热单元	30
		导热部	31
导热件	311
		冷却座	32
底部	321
		第一端壁	321a
第二端壁	321b
		侧壁	321c
隔板	321d
		上盖	322
盖体	322a
		鳍片	322b
容纳空间	323
		第一通孔	324
第二通孔	325
		第一管件接头	326
第二管件接头	327
		连接部	33
连接块	331
		第一连接端	331a
第二连接端	331b
		凹陷部	331c
第一凸起部	331d
		第二凸起部	331e
连接片	332
		液体吸附层	40

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1-3，本发明实施方式提供的电池装置100包括一个底座10、一个电池模块20以及一个散热单元30。

所述底座10用于固定、承载所述电池模块20以及所述散热单元30。所述底座10包括一个用于固定、承载所述电池模块20的第一承载区11以及一个用于固定、承载所述散热单元30的第二承载区12。所述第二承载区12位于所述第一承载区11中部，本实施方式中，所述第二承载区12呈长条状且相对于所述第一承载区11凸出。

所述电池模块20包括复数电池对结构21，每一个所述电池对结构21包括两个并排间隔设置的电池单元23。所述复数电池对结构21依次迭置而构成所述电池模块20。本实施方式中，所述电池对结构21的数量为三个，当然，依据不同的需求，所述电池对结构21数量可做适当的增减变化，并不限于本实施方式。每一个所述电池单元23包括壳体230、设置于壳体230内的复数电池231（请参考图7）、设置于壳体230前后两端的两个导热板232、及覆盖导热板232并固定于壳体230上的两个外盖233。电池单元23的详细结构将在下文予以介绍。

所述散热单元30用于对所述电池模块20进行散热。所述散热单元30包括复数导热部31、一个冷却座32以及复数连接部33。所述导热部31用于导出所述电池单元23产生的热量，本实施方式中，每一个所述电池对结构21对应两个所述导热部31，所述两个导热部31分别设置于对应电池对结构21的电池单元23的导热板232上。每一个所述导热部31包括复数条状导热件311，所述导热件311于对应导热部31的中部呈集中状态，于对应导热部31的两端呈发散状态。所述导热件311由高导热率的材料制成，如铜、铝等。本实施方式中，所述导热件311为具有内部热交换功能的热管，以更有效的对所述电池单元23散热。应当理解，每一个所述导热部31所包含的导热件311的数量可以依据不同的需求而有适当变化，并不限于本实施方式。

所述冷却座32用于导出并散去所述导热部31上汇聚的热量。所述冷却座32包括一个槽状的底部321以及一个上盖322。所述底部321包括一个第一端壁321a、一个与所述第一端壁321a相对的第二端壁321b以及两个与所述第一端壁321a以及所述第二端壁321b相连的侧壁321c，本实施方式中，所述第一端壁321a大致与所述第二端壁321b平行，所述侧壁321c大致垂直于所述第一端壁321a以及所述第二端壁321b。所述第一端壁321a、所述第二端壁321b以及所述侧壁321c共同围城一个容纳空间323，所述容纳空间323用于容纳冷却液（图未示）。所述第一端壁321a上开设有一个第一通孔324以及一个第二通孔325，所述第一通孔324以及所述第二通孔325连通所述容纳空间323以及所述冷却座32外的空间。所述第一通孔324处连接有一个第一管件接头326，所述第二通孔325处连接有一个第二管件接头327。所述第一管件接头326以及所述第二管件接头327分别用于连接进液管（图未示）以及进液管（图未示），以实现所述容纳空间323内冷却液的持续循环流动。所述底部321还包括一个设置于所述容纳空间323内的隔板321d，所述隔板321d连接于所述第一端壁321a上并且向所述第二端壁321b延伸一定距离，所述隔板321d朝向所述第二端壁321b的端部与所述第二端壁321b之间间隔预定距离。所述隔板321d连接于所述第一端壁321a上所述第一通孔324以及所述第二通孔325之间的位置。所述隔板321d的设置可以增加使冷却液于所述容纳空间内的流动距离，使得冷却液能够更充分的将传递至所述冷却座32的热量带走，提升了冷却液的利用率，保证了所述冷却座32的散热效果以及散热效率。

所述上盖322用于与所述底部321配合封闭所述容纳空间323。所述上盖322包括一个平板状的盖体322a复数与所述盖体322a相连的鳍片322b。所述鳍片322b设置于所述盖体322a朝向所述容纳空间323的一侧表面上。所述鳍片322b相互平行排列大致与所述侧壁321c平行，当所述上盖322盖合于所述底部321上时，所述鳍片322b伸入所述容纳空间323内的冷却液内，并且所述鳍片322b中的一部分位于所述隔板321d一侧，另一部分位于所述隔板321d相背的另一侧。所述盖体322a以及所述鳍片322b均采用高导热率的材料制成，本实施方式中，所述盖体322a以及所述鳍片322b的材料相同且一体成型。所述鳍片322b的设置可以将容纳空间323内流动的冷却液分割成复数冷却液流束，使得冷却液能够更均匀地带走传导至所述冷却座32的热量，进一步提升了冷却液的利用率，保证了所述冷却座32的散热效果以及散热效率。

所述连接部33用于连接所述导热部31以及所述冷却座32，以将所述导热部31的热量传导至所述冷却座32。所述连接部33的数量对应于所述电池对结构21的数量。每一个所述连接部33包括一个导热连接块331以及两个连接片332。所述连接块331包括一个第一连接端331a以及一个与所述第一连接端331a相背的第二连接端331b。本实施方式中，所述第一连接端331a以及所述第二连接端331b中间具有一个凹陷部331c，使得所述连接块331大致呈U形，当然，所述连接块331的也可以为其它形状，不限于U形。所述第一连接端331a的端面上相对的两个边缘处分别形成一个第一凸起部331d，所述第二连接端331b的端面上相对的两个边缘处分别形成一个第二凸起部331e，所述第一凸起部331d与所述第二凸起部331e相互平行并且平行于所述电池对结构21中两个电池单元23的排列方向。所述两个连接片332分别用于连接所述第一连接端331a以及所述第二连接端331b。所述连接片332可以采用螺钉、螺栓（图未示）等连接件连接于所述第一连接端331a以及所述第二连接端331b。

所述电池装置100还包括复数设置于所述底座10以及所述电池模块20之间的液体吸附层40，所述液体吸附层40能够吸附所述电池模块20内电池单元23可能泄漏的电解液，防止电解液泄漏至电池装置100外部造成污染。所述液体吸附层40采用高分子吸液材料，例如海绵或者泡棉。本实施方式中，每一个所述液体吸附层40呈长条状，且长度方向与所述电池对结构21的迭置方向平行。可以理解，所述液体吸附层40的数量以及形状可作其它适当的变化。作为对应，所述底座10的所述第一承载区11形成复数用于收容所述液体吸附层40的凹槽111。

请参考图4-11，其揭示了电池单元23的结构。每个电池单元23除包括上述的壳体230、复数电池231、两个导热板232、及两个外盖233之外，还包括框架234、电连接片组235、及多个绝缘导热垫236。

由于电池单元23在其前后两端的结构是对称的，因此图5、6只分解了位于电池单元23一端的结构，可以理解的是，在电池单元23的另一端也具有和被分解的一端相同的组件和结构。

框架234上开有多列容纳孔2340，电池231容纳于框架234上的容纳孔2340内并相应的排列成多列。不同列之间的电池231是错位排列的，这样相同面积的框架234上可以容纳更多的电池231。由于以框架固定电池是本领域人员所熟知的，在此对框架234的详细结构不做介绍。

电池231的两个电极2310从容纳孔2340伸出并暴露于框架234外。两个电极2310分别是电池231的正极和负极。

电连接片组235包括多个电连接片2350，电连接片2350的材料为导电导热金属，在本实施方式中，电连接片2350的材料为铜合金。电连接片2350焊接于电极2310上，从而将不同的电池231连接起来（包括同一列电池231之间的串联和不同列电池231之间的并联）。电池231产生的热量会通过电池231的外壳和电极2310传导到电连接片2350上。

绝缘导热垫236呈长条状，每个绝缘导热垫236对应一列电池231的一极，亦即，每列电池231的相对两个电极2310对应两个绝缘导热垫236。绝缘导热垫236以导热良好且绝缘的材料，例如硅胶制成。绝缘导热垫236贴附于电连接片2350上，以吸收电连接片2350传递的热量。

上述的框架234、电池231、电连接片组235、绝缘导热垫236收容于壳体230内。该壳体230的材料为塑料，该壳体230由两个半壳体2301组成，该两个半壳体2301的形状彼此互补，从而当组装在一起后，可组成一完整的壳体230。两个半壳体2301通过适当的连接件，例如螺钉，彼此相连并与框架234固定连接。

每个半壳体2301包括一底壁2302以及从底壁垂直延伸的侧壁2303。底壁2302包括彼此相对的壳体外表面2304及壳体内表面2305，其中，壳体外表面2304相对远离框架234及电池231，而壳体内表面2305相对接近框架234及电池231。壳体外表面2304上形成有导热板收容槽2306。该导热板收容槽2306在一个方向上穿透侧壁2303，而在其它方向上为侧壁2303所阻挡，即，该导热板收容槽2306具有一个穿透侧壁2304的开口端2307。该底壁2302上还形成有多个穿透该壳体内表面2305并与导热板收容槽2306相通的条状的散热槽2308，在本实施方式中，该散热槽2308为鸠尾槽，散热槽2308的延伸方向垂直开口端2307所在的侧壁2303，且散热槽2308在开口端2307穿透侧壁2303。散热槽2308在与导热板收容槽2306相通的一侧较小，而在靠近壳体内表面2305的一侧较大。每个散热槽2308对应一个绝缘导热垫236，绝缘导热垫236容纳于散热槽2308靠近壳体内表面2305的一侧且与散热槽2308对应部分上的尺寸一致。在底壁2302上每两个散热槽2308之间还形成有多个条状的散热通孔2309。散热通孔2309不仅使得半壳体2301的重量变轻，同时也起到散热的作用，电池231产生的热量中没有传递到绝缘导热垫236的部分可以通过散热通孔2309散发。

导热板232大致呈平板状，每个导热板232对应电池单元23的一端。导热板232安装于壳体230上并且与多个绝缘导热垫236紧贴，以传导从绝缘导热垫236的热量。由于绝缘导热垫236是绝缘的，所以，导热板232可以由导热性良好但导电垫金属材料制作，以增强导热板232的结构强度，同时也不会引起电池231的短路。在本实施方式中，导热板232为铝板。

导热板232包括彼此相对的导热板外表面2321和导热板内表面2322。其中，导热板2321为平坦的表面，导热板内表面2322上凸出形成有多个与散热槽2308适配的鸠尾凸块2323。鸠尾凸块2323的长度略小于散热槽2308的长度。当安装时，导热板232的一端从导热板收容槽2306的开口端2307置于导热板收容槽2306内，鸠尾凸块2323滑动设置于散热槽2308内，向导热板收容槽2306的另一端推动导热板232，从而将导热板232完全的容置于导热板收容槽2306内。鸠尾凸块2323与绝缘导热垫236紧贴且压迫绝缘导热垫236紧贴于电连接片组235上，从而实现良好的热传递。由于绝缘导热垫236以硅胶制成，具有一定的弹性，故尾凸块2323压迫绝缘导热垫236并不会破坏绝缘导热垫236。同时，由于鸠尾凸块2323的长度略小于散热槽2308的长度，导致在开口端2307的散热槽2308内并没有鸠尾凸块2323。

外盖233的材料为塑料。每个外盖233对应一个导热板232，外盖233安装于壳体230上并且覆盖导热板232。外盖233包括一外盖内表面2330，在外盖内表面2330上突出形成有多个间隔块2331，多个间隔块2331呈长条状并且彼此间隔设置，从而在间隔块2331之间形成导热件收容槽2332。当外盖233安装于壳体230上后，导热件收容槽2332位与外盖233与导热板232之间且与外界相通，导热件311伸入导热件收容槽2332并且与导热板232接触。

外盖233上靠近开口端2307的间隔块2331上还形成有多个鸠尾凸块2333，鸠尾凸块2333伸入散热槽2308内，从而封闭开口端2307，防止导热板232从导热板收容槽2306内滑出。

外盖233可以通过各种已知的手段，例如螺钉固定于壳体230上，在此不再累述。

组装时，将所述液体吸附层40分别收容于所述底座10的凹槽111内，所述液体吸附层40可以采用胶体（图未示）固定于所述凹槽111内，也可以省略所述胶体而直接设置于所述凹槽111内；将所述冷却座32的底部321固定设置于所述第二承载区12上，所述上盖322盖合于所述底部321上，使得所述鳍片322b伸入所述容纳空间323内；将一个所述连接部33的连接块331固定设置于所述上盖322上；将所述连接部33对应的所述电池对结构21设置于所述第一承载区11上，且所述电池对结构21中的两个电池单元23分别位于对应的所述连接块331两侧；将所述电池对结构21对应的两个所述导热部31分别设置于所述电池单元23的导热板232上，所述导热部31跨越所述两个电池单元23之间的间隔连接所述电池单元23，所述导热部31跨越所述两个电池单元23中间的部分分别经过对应的连接部33的第一连接端331a端面以及第二连接端331b端面，所述第一凸起部331d将对应导热部31经过所述第一连接端331a端面的部分夹设于其中，所述第二凸起部331e将对应导热部31经过所述第二连接端331b端面的部分夹设于其中；将所述电池单元23的外盖233固定连接于所述壳体230上，所述外盖233将对应导热部31的端部固定在所述导热板232上；将所述连接部33对应的所述连接片332分别固定连接于所述连接部33的第一连接端331a以及第二连接端331b。其它的电池对结构21以及对应连接部33可以采用类似的方式组装，组装完成后的复数电池对结构21相互迭置而成所述电池模块20。

所述电池装置100工作时，将所述第一管件接头326以及所述第二管件接头327分别连接进液管（图未示）以及进液管（图未示，以向所述容纳空间323内通入冷却液并使冷却液于所述容纳空间323内流动。所述电池模块20内的电池单元23产生的热量通过对应的所述导热部31导出至对应的所述连接部33，所述连接部33将所述热量传导至所述冷却座32，最后所述冷却液将传导至所述冷却座32带走，以达成对所述电池模块20散热的目的。

所述电池装置采用所述散热单元对电池模块进行散热，将电池模块的电池对结构的两个电池单元分别设置冷却座的两侧，同时采用导热部以及连接部将电池对结构中两个电池单元的热量汇聚并传导至冷却座，简化了电池装置的散热路径，使得散热单元的结构以及组装更为简单，同时保证了散热的效率。

同时，在电池单元的内部，设置了与电池紧贴的绝缘导热垫以及与绝缘导热垫紧贴的导热板，保证了电池产生的热量可被有效的传导到电池单元外部，从而保证了散热的效率。

总之，本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种电池单元，其包括壳体、容纳于壳体内的多个电池，以及将该多个电池彼此电连接的电连接片组，其特征在于：该壳体上开设有多个散热槽，该电池单元还包括多个绝缘导热垫及至少一个导热板，该导热板上形成有多个凸块，该绝缘导热垫位于该散热槽内，该导热板安装于该壳体上，且该凸块伸入该散热槽内压紧该绝缘导热垫以使得该绝缘导热垫与该电连接片组紧贴。

2.如权利要求1所述的电池单元，其特征在于：该绝缘导热垫的材料为硅胶。

3.如权利要求1所述的电池单元，其特征在于：多个电池排列成多列，该绝缘导热垫呈长条状，每个绝缘导热垫对应一列电池。

4.如权利要求1所述的电池单元，其特征在于：该壳体上还形成有至少一个导热板收容槽，该导热板收容槽与该散热槽相通且相对该散热槽远离该电池，该导热板容置于该导热板收容槽内。

5.如权利要求1所述的电池单元，其特征在于：该导热板包括彼此相对的导热板外表面和导热板内表面，该导热板外表面为平坦的平面，该导热板内表面上形成所述凸块。

6.如权利要求1所述的电池单元，其特征在于：还包括至少一个外盖，该外盖安装于壳体上并且覆盖该导热板，在该外盖与该导热板之间形成有与外界相通的导热件收容槽。

7.一种电池装置，包括一个底座、一个设置于所述底座上的电池模块以及一个与所述电池模块相连的散热单元，其特征在于：所述电池组包括至少一个电池对结构，所述电池对结构包括两个并排设置且相互间隔的如权利要求1-6中任一项所述的电池单元，所述散热单元包括至少一个对应于所述电池对结构的导热部，所述导热部分别跨越所述电池对结构中的电池单元的间隔连接于所述电池对结构的导热板上，每一个所述导热部包括复数条状导热件，所述导热件于所述电池单元的导热板上呈发散状态，于所述电池单元之间的间隔呈集中状态。

8.如权利要求7所述的电池装置，其特征在于：所述导热件为具有内部热交换功能的热管。

9.如权利要求7所述的电池装置，其特征在于：所述散热单元包括冷却底座以及连接所述导热部以及所述冷却底座的导热连接部，所述连接部用于将所述电池模块产生的热量传导至所述冷却底座。

10.如权利要求9所述的电池装置，其特征在于：所述导热连接部设置于所述电池对结构中的电池单元的间隔内并且两端分别连接于所述导热部跨越所述电池单元的间隔的部分。