CN108054464A - 一种带风道结构的电池模组 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带风道结构的电池模组，该电池模组包括：模组结构；模组结构包括多个支架和位于支架内部的多个电芯；任一支架包括相对设置的第一侧壁和第二侧壁，第一侧壁和第二侧壁均与电芯的长度方向垂直，在任一支架的第一侧壁和第二侧壁上分别从下到上依次设置多个进气孔，在第一侧壁或第二侧壁的同一高度处设置至少一个出气孔；多个支架沿电芯的长度方向并列地可拆卸连接，多个支架的出气孔朝向一致，在模组结构的设置出气孔的侧面与绝缘板连接，绝缘板覆盖模组结构的设置出气孔的侧面的进气孔。本发明提供的一种带风道结构的电池模组，可有效地对电池模组进行降温，提高降温效率，结构简单，紧凑。

Description

一种带风道结构的电池模组

技术领域

本发明涉及汽车电池组装技术领域，更具体地，涉及一种带风道结构的电池模组。

背景技术

锂离子电池作为新能源电动汽车的动力来源，其在实际应用中存在大量影响使用性能及寿命的潜在问题，其中车用锂离子电池的热管理已经成为制约其发展的一个重要瓶颈。使用过程中电池的工作温度范围以及电池单体和模组之间的温度差是目前车用电池包所需解决的两个最主要的问题。

在电池包的热管理系统设计中，一般情况下控制电池包的最高温度相对来说较容易一些，而控制电池单体及模组之间的温差则较为困难。通常情况，电池允许的最高温度为50度，而电池包内电池单体之间最高温差应控制在10度内。由于受制于汽车布置空间限制，基于风冷方案的热管理系统，很难达到10度的温差要求。目前现有技术在处理模组内气流分布有体现，但对于成组后的电池包，其温度控制要难于模组，电池包级别电芯温度控制有限，另外由于电池模组排布不同，车辆空间布置的限制，现有技术很难适用。

随着新能源汽车、储能类圆柱形电池系统市场对电池综合性能及热管理要求逐年提升，目前圆柱形动力电池模组在强制风冷时，冷却风道孔设计占用较多电芯位置，导致电芯排布数量不紧凑，不规则，在有限的结构空间内无法排列出能量密度高的电芯模组。而且最重要的是无法形成有效的流场，降温效果差。

发明内容

本发明提供一种克服目前圆柱形动力电池模组在强制风冷时，冷却风道孔设计占用较多电芯位置，导致电芯排布数量不紧凑，不规则，在有限的结构空间内无法排列出能量密度高的电芯模组，而且最重要的是无法形成有效的流场，降温效果差的问题或者至少部分地解决上述问题的一种带风道结构的电池模组。

根据本发明，提供一种带风道结构的电池模组，该电池模组包括：模组结构；所述模组结构包括多个支架和位于所述支架内部的多个电芯；任一所述支架为中空结构，任一所述支架包括相对设置的第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁均与所述电芯的长度方向垂直，在任一所述支架的第一侧壁和第二侧壁上分别从下到上依次设置多个进气孔，所述第二侧壁上的进气孔与所述第一侧壁上的进气孔位置相对应，在所述第一侧壁或所述第二侧壁的同一高度处设置至少一个出气孔；多个所述支架沿所述电芯的长度方向并列地可拆卸连接，任意相邻的两个所述支架的进气孔的位置相对应，多个所述支架的出气孔朝向一致，在所述模组结构的设置出气孔的侧面与绝缘板连接，所述绝缘板覆盖所述模组结构的设置出气孔的侧面的进气孔。

在上述方案的基础上，一种带风道结构的电池模组包括至少一个电池子模组，任一所述电池子模组包括两个所述模组结构；两个所述模组结构沿所述电芯的长度方向并列设置，且两个所述模组结构的出气孔背离设置，在两个所述模组结构之间设置有将风通过所述进气孔引入两个所述模组结构内部的中间风道。

在上述方案的基础上，所述中间风道包括两个侧板和多个隔板，所述两个侧板分别与两个所述模组结构相接的两个侧面固连，所述隔板设置在所述两个侧板之间，且所述隔板分别与所述两个侧板垂直相连，在所述两个侧板上分别设置与位于所述模组结构一侧的多个所述进气孔位置及形状相对应的通孔，多个所述隔板中的一个隔板设置在所述通孔中最上方的通孔的上方、其他隔板将所述通孔分隔开。

在上述方案的基础上，任一所述支架呈长方体或正方体，任一所述模组结构中与任一所述支架的第一侧壁和第二侧壁相垂直的两个侧面分别连接模组隔离装置，所述模组隔离装置为平板状，所述模组隔离装置覆盖与其相连接的所述模组结构的侧面。

在上述方案的基础上，任一所述支架的第一侧壁上的多个进气孔均设置在多个所述电芯的间隙处，且位于最下方的进气孔位于所述第一侧壁的底部、多个所述电芯的下方或侧方。

在上述方案的基础上，任一所述模组结构的多个所述支架间通过螺栓固连。

在上述方案的基础上，在任一所述支架的第一侧壁和第二侧壁上分别设置螺栓孔，任一所述支架的第一侧壁和第二侧壁上的螺栓孔位置相对应，所述螺栓依次穿过任一所述模组结构中的多个所述支架上的螺栓孔。

在上述方案的基础上，在所述两个侧板与任一所述支架上的螺栓孔相对应的位置处设置螺栓孔，所述两个侧板分别与两个所述模组结构通过所述螺栓固连。

在上述方案的基础上，一种带风道结构的电池模组还包括：第一外载流片和第二外载流片；所述第一外载流片和所述第二外载流片均为板状，所述第一外载流片的一侧边和所述第二外载流片的一侧边相接、同时固定设置在任一所述模组结构与所述中间风道的一侧板之间，所述第一外载流片和所述第二外载流片相接后具有与任一所述支架上的进气孔位置相对应的通孔。

在上述方案的基础上，一种带风道结构的电池模组还包括：第三外载流片；所述第三外载流片呈板状，所述第三外载流片设置在任一所述模组结构的设置出气孔的侧面与所述绝缘板之间，所述第三外载流片上设置有与任一所述支架的进气孔和出气孔的位置相对应的通孔。

本发明提供的一种带风道结构的电池模组，通过从下到上设置多个进气通道，且使出气孔位于一侧的同一高度，这样，在对电池模组进行降温的时候，气流从不同高度进入模组结构的内部，分布更加均匀，且气流流经每个电芯流出，形成了有方向的流场，可有效地对电池模组进行降温，提高降温效率。

通过在支架上设计进气孔和出气孔便可在模组结构内部形成有效的流场，结构简单，并不占用其他空间，结构紧凑，可节约电芯的位置，能够布置更多的电芯。模组结构是由多个内部设置了电芯的支架排列可拆卸连接组成，方便安装和拆卸，便于控制电量。

附图说明

图1为根据本发明实施例的一种带风道结构的电池模组的整体结构示意图；

图2为根据本发明实施例的一种带风道结构的电池模组的剖面示意图；

图3为根据本发明实施例的一种带风道结构的电池模组中支架的结构示意图；

图4为根据本发明实施例的一种带风道结构的电池模组中中间风道的结构示意图；

图5为根据本发明实施例的一种带风道结构的电池模组中模组隔离装置的示意图；

图6为根据本发明实施例的一种带风道结构的电池模组中第一外载流片的示意图；

图7为根据本发明实施例的一种带风道结构的电池模组中第二外载流片的示意图；

图8为根据本发明实施例的一种带风道结构的电池模组中第三外载流片的示意图；

图9为根据本发明实施例的一种带风道结构的电池模组中电芯的示意图；

图10为根据本发明实施例的一种带风道结构的电池模组的气流方向示意图。

附图标记说明：

1—模组结构； 2—中间风道； 3—模组隔离装置；

4—支架； 5—第一外载流片； 6—第二外载流片；

7—第三外载流片； 8—电芯； 9—进气孔；

10—出气孔； 11—螺栓孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本实施例根据本发明提供一种带风道结构的电池模组，参考图1和图2，该电池模组包括：模组结构1；参考图3，所述模组结构1包括多个支架4和位于所述支架4内部的多个电芯8；任一所述支架4为中空结构，任一所述支架4包括相对设置的第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁均与所述电芯8的长度方向垂直，在任一所述支架4的第一侧壁和第二侧壁上分别从下到上依次设置多个进气孔9，所述第二侧壁上的进气孔9与所述第一侧壁上的进气孔9位置相对应，在所述第一侧壁或所述第二侧壁的同一高度处设置至少一个出气孔10；多个所述支架4沿所述电芯8的长度方向并列地可拆卸连接，任意相邻的两个所述支架4的进气孔9的位置相对应，多个所述支架4的出气孔10朝向一致，在所述模组结构1的设置出气孔10的侧面与绝缘板连接，所述绝缘板覆盖所述模组结构1的设置出气孔10的侧面的进气孔9。

本实施例提供的一种带风道结构的电池模组，可对电池模组实现有效均匀快速的降温。电池模组具体包括模组结构1，每个模组结构1是由多个内部设置了电芯8的支架4依次相接排列组成。

每个支架4的结构相同。对于每个支架4，整体呈中空结构，内部具有容纳空腔。支架4的内部放置多个电芯8。第一侧壁和第二侧壁是支架4上相对立的两个侧壁。且第一侧壁和第二侧壁均与电芯8的长度方向垂直。

在第一侧壁和第二侧壁上分别设置多个进气孔9。进气孔9为设置在第一侧壁和第二侧壁上的通孔，可连通支架4的内部和外部。且多个进气孔9在第一侧壁和第二侧壁上是从下到上依次设置，即多个进气孔9在第一侧壁和第二侧壁的高度方向上分布，位于第一侧壁和第二侧壁的不同高度。

第一侧壁上的多个进气孔9和第二侧壁上的多个进气孔9的位置相对应。即第一侧壁上的多个进气孔9在第一侧壁上的位置分布与第二侧壁上的多个进气孔9在第二侧壁上的位置分布相同，第一侧壁上的进气孔9与第二侧壁上的进气孔9在支架4的两侧对称分布。

第一侧壁上的多个进气孔9和第二侧壁上的多个进气孔9在支架4上形成了多条贯穿所述支架4的通道。

第一侧壁上的多个进气孔9是从下到上依次设置，即多个进气孔9沿第一侧壁的高度方向上设置。第一侧壁上的多个进气孔9设置在第一侧壁的不同高度。相应的，第一侧壁上的进气孔9和第二侧壁上的进气孔9所形成的多条通道位于支架4的不同高度。

这样，在支架4的不同高度设置通道，用于通风，可对支架4的内部的不同高度的电芯8进行冷却，使气流分布更加均匀。

在第一侧壁或第二侧壁上还设置了至少一个出气孔10。出气孔10设置在支架4的一侧，即在第一侧壁或第二侧壁上，且出气孔10位于支架4的一侧的同一高度处。

每个模组结构1是由多个内部设置了电芯8的支架4排列在一起组成的。多个支架4在排列的时候，沿电芯8的长度方向并列排列且可拆卸连接，多个支架4设置进气孔9的第一侧壁或第二侧壁依次相连贴合。且任意相邻的两个支架4的进气孔9位置相对应，即进气孔9依次相接，使每个支架4上由进气孔9形成的通道依次相接，形成贯穿所有支架4的通道。

进一步地，每个模组结构1中的多个支架4在排列的时候，每个支架4的出气孔10的朝向是一致的。这样，每个模组结构1整体来看，只在一侧有出气孔10。

对于每个模组结构1，支架4上的进气孔9形成了从下到上依次分布的多条贯穿整个模组结构1的通道，即风道。在每个模组结构1的一侧的同一高度处具有至少一个出气孔10。

进一步地，在每个模组结构1设置出气孔10的一侧与绝缘板连接。绝缘板呈板状，且绝缘不导电。绝缘板在模组结构1设置出气孔的一侧与模组结构1贴合连接。绝缘板在模组结构1的一侧将该侧的多个进气孔9覆盖遮挡。绝缘板在模组结构1的一侧将该侧的多个进气孔9封闭，使该侧的多个进气孔9不能向支架4的内部进气也不能出气。

绝缘板只是覆盖了进气孔9，而绝缘板侧的出气孔10依旧呈连通状态。

模组结构1在进行降温时，冷气流从背离出气孔10的一侧的多个进气孔9中分别进入模组结构1中。冷气流从进气孔9进入会在电芯8的间隙间流动，与每个电芯8接触。然后冷气流会从多个通道中依次进入到每个支架4中，在每个支架4中的电芯8间流动，从而对每个电芯8进行降温。最后，气流从位于模组结构1的另一侧的出气孔10中流出。

因为多个通道在模组结构1的从下到上不同高度设置，且出气孔10位于支架4的同一高度处，这样，在出气孔10位于支架4的顶部时，从下部的通道进入的气流必须要向上流动；在出气孔10位于支架4的底部时，从上部的通道进入的气流必须要向下流动；在出气孔10位于支架4的中部时，从上部的通道进入的气流以及从下部的通道进入的气流必须均向中间流动。

这样，在模组结构1的内部形成了有方向的流场，气流会流经每个电芯8，可有效地对每个电芯8进行降温，从而使降温更加均匀有效，提高降温的效率。

本实施例提供的一种带风道结构的电池模组，通过从下到上设置多个进气通道，且使出气孔10位于一侧的同一高度，这样，在对电池模组进行降温的时候，气流从不同高度进入模组结构1的内部，分布更加均匀，且气流流经每个电芯8流出，形成了有方向的流场，可有效地对电池模组进行降温，提高降温效率。

通过在支架4上设计进气孔9和出气孔10便可在模组结构1内部形成有效的流场，结构简单，并不占用其他空间，结构紧凑，可节约电芯8的位置，能够布置更多的电芯8。模组结构1是由多个内部设置了电芯8的支架4排列可拆卸连接组成，方便安装和拆卸，便于控制电量。

进一步地，进气孔9和出气孔10的形状可为圆形、方形或其他任何规则或不规则的形状，对此不做限定。进气孔9和出气孔10的大小可分别根据支架4的大小以及电芯8的布置来设置，对此不做限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图1和图2，一种带风道结构的电池模组包括至少一个电池子模组，任一所述电池子模组包括两个所述模组结构1；两个所述模组结构1沿所述电芯8的长度方向并列设置，且两个所述模组结构1的出气孔10背离设置，在两个所述模组结构1之间设置有将风通过所述进气孔9引入两个所述模组结构1内部的中间风道2。

本实施例基于上述实施例，对一种带风道结构的电池模组进行了进一步地说明。上述实施例所提供的模组结构1，两个为一组形成电池子模组。电池模组包括至少一个电池子模组。

对于任一电池子模组中的两个模组结构1，沿电芯8的长度方向并列设置。且任一电池子模组中的两个模组结构1的出气孔10背离设置，即两个模组结构1的出气孔10分别朝向两侧、位于任一电池子模组的两侧。

任一电池子模组中的两个模组结构1之间具有间隔。在任一电池子模组的两个模组结构1之间设置中间风道2。中间风道2用于将降温用风引入位于两侧的模组结构1中。降温用风是从两个模组结构1相接的两侧的进气孔9中进入模组结构1的内部的。中间风道2同时可用于固定两侧的模组结构1。

两个模组结构1相接的两侧即两个模组结构靠中间的、与中间风道2相连的两侧，两个模组结构1相接的两侧没有设置出气孔10。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图4，所述中间风道2包括两个侧板和多个隔板，所述两个侧板分别与两个所述模组结构相接的两个侧面固连，所述隔板设置在所述两个侧板之间，且所述隔板分别与所述两个侧板垂直相连，在所述两个侧板上分别设置与位于所述模组结构1一侧的多个所述进气孔9位置及形状相对应的通孔，多个所述隔板中的一个隔板设置在所述通孔中最上方的通孔的上方、其他隔板将所述通孔分隔开。

本实施例基于上述实施例，对中间风道2的结构进行了说明。中间风道2由两个侧板和多个隔板组成。两个侧板分别与任一电池子模组中两个模组结构1的相接的两个侧面贴合且固连。

在两个侧板上分别从下到上设置多个通孔。两个侧板上的通孔的数量和模组结构1的一侧的进气孔9的数量相同，且通孔的位置和形状大小与进气孔9相对应。即侧板上的通孔与模组结构1的一侧的进气孔9一一相接，使模组结构1的多条通道贯穿侧板。

在两个侧板之间设置多个隔板，多个隔板均与两个侧板垂直固连。隔板的两侧与两个侧板相连，多个隔板相互平行。多个隔板与两个侧板上的多个通孔的位置关系为：有一个隔板是位于任一侧板上的位于最上方的通孔的上方；其他隔板将多个通孔分隔开，即任意相邻的两个通孔之间设置一隔板。相邻的两个通孔之间均设置有隔板。隔板的数量和任一侧板上通孔的数量相同。

在风通过风机引入任一电池子模组的两个模组结构1之间的中间风道2时，风通过隔板分为几个部分，分别通过侧板上的通孔进入到两个模组结构1的内部，进行对每个电芯8的降温。位于最上方的隔板是用于阻挡风从上部流走而影响模组结构1内部的进风量。

在任一侧板上的每个通孔所对应的隔板区间内送风，可保证风能进入到每个通孔中，进而进入到模组结构的每个通道中，保证降温的效果。

通过设置侧板及隔板，同时可将两侧的模组结构1连接在一起，对模组结构1起到固定作用。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图1，任一所述支架4呈长方体或正方体，任一所述模组结构1中与任一所述支架4的第一侧壁和第二侧壁相垂直的两个侧面分别连接模组隔离装置3，参考图5，所述模组隔离装置3为平板状，所述模组隔离装置3覆盖与其相连接的所述模组结构1的侧面。

本实施例基于上述实施例，在上述实施例提供的一种带风道结构的电池模组的基础上增设了模组隔离装置3。模组隔离装置3为平板状。在任一支架4呈长方体或正方体时，任一支架具有四个侧壁，分别是第一侧壁、第二侧壁以及另外两个侧壁，其中另外两个侧壁与第一侧壁和第二侧壁是垂直的。

对于任一模组结构，多个支架4的第一侧壁和第二侧壁是依次相贴合接触，多个支架4的另外两个侧壁分别依次相连，形成任一模组结构1的两个侧面、位于任一模组结构1的两侧且分别与第一侧壁和第二侧壁垂直。

在任一模组结构1的与第一侧壁和第二侧壁垂直的两个侧面的表面分别贴合连接模组隔离装置3。模组隔离装置3贴在任一模组结构1的两侧，覆盖整个侧面，可使从进气孔9进入任一模组结构1内部的风不会从相邻两个支架4之间的间隙处流出，从而保证风在任一模组结构1的内部的电芯8间隙处流动，保证降温效果。

进一步地，模组隔离装置3的材质为绝缘材质。可提高整个电池模组的安全性。

在上述实施例的基础上，进一步地，任一所述支架4的第一侧壁上的多个进气孔9均设置在多个所述电芯8的间隙处，且位于最下方的进气孔9位于所述第一侧壁的底部、多个所述电芯8的下方或侧方。

本实施例基于上述实施例，对进气孔9的设置进行了进一步的说明。在任一支架4的第一侧壁和第二侧壁上的进气孔9位于多个电芯8的间隙处。

任一支架4内部的多个电芯8相互平行且有间隙的设置。将进气孔9设置在多个电芯8处，可使风顺利的通过进气孔9进入任一支架4的内部，且在多个电芯8的间隙处流动，可流至每个电芯8处进行降温，从而使降温均匀。

进一步地，进气孔9在第一侧壁和第二侧壁上是从下到上依次设置的。位于最下方的进气孔9应位于第一侧壁和第二侧壁的底部，使支架4内部的电芯8均位于最下方的进气孔9的上方或侧方，在该进气孔9的下方没有电芯8。

将最下方的进气孔9设置在底部，可使从该进气孔9进入支架4内部的冷风必须向上流动，这样，能保证位于下方的电芯8能受到较好的降温冷却，且有利于形成有效和有方向的流场，提高降温均匀性及效率。

进一步地，可将出气孔10设置在第一侧壁或第二侧壁的顶端，这样，从底部进入的冷风必须向上流经所有的电芯8才能流出，可提高降温效率，使降温更加均匀有效。

进一步地，将位于第一侧壁和第二侧壁底部的进气孔9设置为主进气孔，位于底部的进气孔9的截面积大于位于其上方的进气孔9的截面积。位于最底部的进气孔9的截面形状可为任何规则或不规则形状，可根据任一支架4底部的电芯8的设置来确定，以最底部的进气孔9位于电芯8的下方和侧方且位于电芯8的间隙处为目的。

在上述实施例的基础上，进一步地，任一所述模组结构1的多个所述支架4间通过螺栓固连。

本实施例基于上述实施例，对任一模组结构1中的多个支架4之间的连接方式进行了说明。多个支架4通过螺栓可实现可拆卸式固连，也可为其他连接方式，以能实现可拆卸式固连为目的，对此不作限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图3，在任一所述支架4的第一侧壁和第二侧壁上分别设置螺栓孔11，任一所述支架4的第一侧壁和第二侧壁上的螺栓孔11位置相对应，所述螺栓依次穿过任一所述模组结构1中的多个所述支架4上的螺栓孔11。

本实施例基于上述实施例，对多个支架4之间螺栓连接的具体结构进行了说明。对于任一模组结构1，多个支架4的第一侧壁和第二侧壁是依次贴合接触进行排列的。在任一支架4的第一侧壁和第二侧壁上分别设置位置相对应的螺栓孔11。

应使多个支架4沿电芯8的长度方向排列时，多个支架4上的所有螺栓孔11位于一条直线上。对于任一模组结构1，将螺栓依次穿过所有螺栓孔11即可实现多个支架4间的可拆卸固连。该种连接方式结构简单，多个支架4的连接和拆卸操作方便。

进一步地，在任一支架4的第一侧壁和第二侧壁上可从上到下分别设置多个螺栓孔11，对于任一模组结构1的多个支架4通过多个螺栓固连。

在上述实施例的基础上，进一步地，在所述两个侧板与任一所述支架4上的螺栓孔11相对应的位置处设置螺栓孔11，所述两个侧板分别与两个所述模组结构1通过所述螺栓固连。

本实施例基于上述实施例，对中间风道2的两个侧板与模组结构1的连接方式进行了说明。可在两个侧板上分别设置螺栓孔11，使两个侧板上的螺栓孔11与支架4上的螺栓孔11的位置相对应，即任一侧板上的螺栓孔11和与其相接触的支架4上的螺栓孔11相接。

然后将螺栓依次穿过侧板和与其相连的模组结构1中的多个支架4，实现侧板和模组结构1的可拆卸式固连。

进一步地，侧板和模组结构1之间可通过多个螺栓固连。

进一步地，侧板和模组结构1之间的连接方式也可为其他，以能实现可拆卸式固连为目的，对此不作限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，一种带风道结构的电池模组还包括：第一外载流片5和第二外载流片6；参考图6和图7，所述第一外载流片5和所述第二外载流片6均为板状，所述第一外载流片5的一侧边和所述第二外载流片6的一侧边相接、同时固定设置在任一所述模组结构1与所述中间风道2的一侧板之间，所述第一外载流片5和所述第二外载流片6相接后具有与任一所述支架4上的进气孔9位置相对应的通孔。

本实施例基于上述实施例，在上述实施例提供的一种带风道结构的电池模组的基础上增设了第一外载流片5和第二外载流片6。第一外载流片5和第二外载流片6均为板状。且第一外载流片5的一侧边和第二外载流片6的一侧边可相接，使第一外载流片5和第二外载流片6拼接为一体板状结构。

将第一外载流片5和第二外载流片6的侧边拼接起来，同时设置在任一模组结构1与中间风道2的一侧板之间。第一外载流片5和第二外载流片6固定设置在任一模组结构1的靠近中间风道2的一侧面和中间风道2中与该模组结构1相连的侧板之间。

第一外载流片5和第二外载流片6拼接成为一体时，整体来看，具有与支架4的一侧的进气孔9一一相接的通孔。在第一外载流片5和第二外载流片6拼接在一起时设置通孔，是为了使进气孔9与外界保持连通，从而不影响进气。

在上述实施例的基础上，进一步地，一种带风道结构的电池模组还包括：第三外载流片7；参考图8，所述第三外载流片7呈板状，所述第三外载流片7设置在任一所述模组结构1的设置出气孔10的侧面与所述绝缘板之间，所述第三外载流片8上设置有与任一所述支架4的进气孔9和出气孔10的位置相对应的通孔。

本实施例基于上述实施例，在上述实施例提供的一种带风道结构的电池模组的基础上增设了第三外载流片7。第三外载流片7呈板状。

对于任一模组结构1，出气孔10位于一侧，在设置出气孔10的侧面连接有绝缘板，绝缘板覆盖该侧的进气孔9用于使冷风只能从出气孔10处流出。

第三外载流片7设置在任一模组结构7的设置出气孔10的侧面与绝缘板之间，且与模组结构7和绝缘板固连。

相应的，第三外载流片7上具有与其相连的支架4一侧的进气孔9和出气孔10分别一一相接的通孔。第三外载流片7上的通孔可使与其相连的支架4仍旧与外界保持连通。覆盖了绝缘板之后，在模组结构1的该侧只能通过出气孔10与外界连通。

第一外载流片5、第二外载流片6和第三外载流片7主要用于汇集主电路电流以及驱除应力，材质可为紫铜镀镍。

第一外载流片5、第二外载流片6和第三外载流片7与模组结构1可通过螺钉等方式可拆卸式固连。

进一步地，参考图9，电芯8可为圆柱状。

进一步地，可在中间风道2的多个隔板上分别设置第二螺栓孔，多个隔板上的第二螺栓孔在一条直线上，可利用螺栓通过第二螺栓孔将电池子模组与整个电池箱盒体或其他需要的地方固连起来。

进一步地，支架4的材质可为聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物(PC/ABS)，含20％的玻璃纤维(GF)，作用是安装电芯8及通风。中间风道2的材质同样可为聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物(PC/ABS)，含20％的玻璃纤维(GF)，作用是固定模组及绝缘，进风等。

支架4和中间风道2的材质也可为聚苯醚(PPO)。

模组隔离装置3的材质可为纳米气凝胶粘，用于保温及密封，防止风道压力损失。模组结构1两侧的模组隔离装置3的材质为纳米气凝胶粘，既可以阻断模组同外界的热交换，起到保温及密封的作用，又可以使气流在规定的空间内流动，防止风道压力损失。

进一步地，根据本发明提供一种带风道结构的电池模组，该电池模组包括至少一个电池子模组，任一电池子模组包括两个沿电芯8的长度方向并列排列的模组结构1。两个模组结构1的出气孔背离设置，分别位于任一电池子模组的两侧。

任一模组结构1包括多个支架4和设置在支架4内部的多个电芯8。任一模组结构1的多个支架可拆卸式连接。任一模组结构1的一侧从下到上依次设置多个进气孔9，由多个进气孔9形成贯穿任一模组结构1的多条通道。多条通道的一端连接位于任一模组结构1一侧的进气孔9，多条通道的另一端连接位于任一模组结构1另一侧的出气孔10。

降温用冷风可沿着任一模组结构1的多条通道从任一模组结构1的一侧流至另一侧。且冷风在多条通道中可在电芯8的间隙处四处流动，可流至每个电芯8处。

任一电池子模组的两个模组结构1之间设置中间风道2，用于将冷风分别引入位于两个模组结构1之间的多个进气孔9中。

参考图10，一种带风道结构的电池模组的具体降温用冷风的流场为：通过风机或其他在中间风道2处引入冷风。冷风分别进入中间风道2的多个隔板所分隔的隔间，进入每个隔间的冷风会进入位于该隔间的两个模组结构1的进气孔9中。

因为任一模组结构1的一侧的进气孔9位于不同高度，因此冷风从任一模组结构1的不同高度处进入模组结构1的内部。对于任一模组结构1的任一支架4，冷风均是从不同高度处进入到每个支架4中，保证了进风的均匀。

在每个支架4的内部，冷风均可在电芯8的间隙处四处流动，与每个电芯8接触进行降温，保证了对电芯8降温的均匀性。

任一模组结构1的另一侧设置出气孔10，且出气孔10位于任一模组结构1的同一高度处。在任一电池子模组的两侧，即设置出气孔10的一侧的进气孔9被绝缘板覆盖堵死。这样，从任一模组结构1的一侧的不同高度进入的冷风必须从另一侧的某个高度处的出气孔10中流出。从不同高度进入的冷风可流遍任一模组结构1内部的每个电芯8处，从而使降温更加均匀有效。

对于任一电池子模组，冷风从中间进入，然后向两侧流动，冷风流经每个电芯8之后，从位于任一电池子模组两侧的出气孔10流出。在任一模组结构1中，形成了有方向，特定有效的冷风流场，使对任一模组结构1的降温更加有条理且有效。

进一步地，任一模组结构1的一侧的进气孔9中，最下方的进气孔9位于底部，任一模组结构1的另一侧的出气孔10位于顶部。在进行冷风降温时，风从模组中间风道2底部及中间规定风孔即进气孔9进入，扩散至模组结构1的内部后，从模组结构1上方顶部的出气孔10排出，形成有效流场。

中间风道2的侧板上的通孔确保了与两头模组结构1的进气孔9的对接，使其能形成有效的流场，便于热交换。

进一步地，一种带风道结构的电池模组的组装过程为：模组结构1由支架4、第一外载流片5、第二外载流片6、第三外载流片7和电芯8预装配而成，中间风道2被压合在左右模组结构1之间，最后将模组结构1的侧面粘贴上模组两侧隔离结构3。

将本实施例提供的一种带风道结构的电池模组应用于整车热管理实验，以高温(45℃)阿基米斯工况运行，非常恶劣工况下进行放电。内部电芯8温差原则上应小于10℃，该温差范围是依据电芯8的特性决定的，可保证汽车使用8年或行驶12万公里。

结合电芯8放电操作温度范围，即放电温度为-20-60℃，设定在高温40℃条件下进行放电。风机介入情况下，实测各模组结构1的温度，证明该电池模组实际温差在9℃左右，满足内部电芯8原则上温差需小于10℃的要求，降温效果明显，有更好的温度一致性管控能力，此发明附合实际工况要求，合理可行。

通过一系列实验验证，本实施例提供的一种带风道结构的电池模组解决了目前强制风冷时，流场乱流，降温效果不佳，电芯排布数量不紧凑，不规则，在有限的结构空间内无法排列出能量密度高的电芯模组等一系列问题，此结构为新能源汽车、储能类等圆柱形电池系统的强制风冷领域提供了一种更高效的解决方式。

进一步地，本实施例提供的一种带风道结构的电池模组，涉及圆柱形电池组装领域。该电池模组主要用于新能源汽车、储能类等圆柱形电池系统的强制风冷领域。

该电池模组针对以往旧圆柱形动力电池模组在强制风冷时，冷却风道孔设计占用较多电芯位置，导致电芯排布数量不紧凑，不规则，在有限的结构空间内无法排列出能量密度高的电芯模组。最重要的是无法形成有效的流场，降温效果差等问题，设计出一种全新电池模组风道结构，以解决原有问题，从而满足客户需求。

该电池模组具有以下优势：冷却风道孔及进气孔9和出气孔10的设计不占用任何电芯8位置，并且紧凑，规则，模组尺寸最小化；在有限的结构空间内排列出能量密度最高的电芯模组。强制风冷时，热交换通道形成有效的流场，避免了流场乱流，降温效果好；结构可靠，易于实现，成本低，已进入量产。

最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带风道结构的电池模组，其特征在于，包括：模组结构；所述模组结构包括多个支架和位于所述支架内部的多个电芯；任一所述支架为中空结构，任一所述支架包括相对设置的第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁均与所述电芯的长度方向垂直，在任一所述支架的第一侧壁和第二侧壁上分别从下到上依次设置多个进气孔，所述第二侧壁上的进气孔与所述第一侧壁上的进气孔位置相对应，在所述第一侧壁或所述第二侧壁的同一高度处设置至少一个出气孔；

多个所述支架沿所述电芯的长度方向并列地可拆卸连接，任意相邻的两个所述支架的进气孔的位置相对应，多个所述支架的出气孔朝向一致，在所述模组结构的设置出气孔的侧面与绝缘板连接，所述绝缘板覆盖所述模组结构的设置出气孔的侧面的进气孔。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，包括至少一个电池子模组，任一所述电池子模组包括两个所述模组结构；两个所述模组结构沿所述电芯的长度方向并列设置，且两个所述模组结构的出气孔背离设置，在两个所述模组结构之间设置有将风通过所述进气孔引入两个所述模组结构内部的中间风道。

3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述中间风道包括两个侧板和多个隔板，所述两个侧板分别与两个所述模组结构相接的两个侧面固连，所述隔板设置在所述两个侧板之间，且所述隔板分别与所述两个侧板垂直相连，在所述两个侧板上分别设置与位于所述模组结构一侧的多个所述进气孔位置及形状相对应的通孔，多个所述隔板中的一个隔板设置在所述通孔中最上方的通孔的上方、其他隔板将所述通孔分隔开。

4.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，任一所述支架呈长方体或正方体，任一所述模组结构中与任一所述支架的第一侧壁和第二侧壁相垂直的两个侧面分别连接模组隔离装置，所述模组隔离装置为平板状，所述模组隔离装置覆盖与其相连接的所述模组结构的侧面。

5.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，任一所述支架的第一侧壁上的多个进气孔均设置在多个所述电芯的间隙处，且位于最下方的进气孔位于所述第一侧壁的底部、多个所述电芯的下方或侧方。

6.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，任一所述模组结构的多个所述支架间通过螺栓固连。

7.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，在任一所述支架的第一侧壁和第二侧壁上分别设置螺栓孔，任一所述支架的第一侧壁和第二侧壁上的螺栓孔位置相对应，所述螺栓依次穿过任一所述模组结构中的多个所述支架上的螺栓孔。

8.根据权利要求7所述的电池模组，其特征在于，在所述两个侧板与任一所述支架上的螺栓孔相对应的位置处设置螺栓孔，所述两个侧板分别与两个所述模组结构通过所述螺栓固连。

9.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，还包括：第一外载流片和第二外载流片；所述第一外载流片和所述第二外载流片均为板状，所述第一外载流片的一侧边和所述第二外载流片的一侧边相接、同时固定设置在任一所述模组结构与所述中间风道的一侧板之间，所述第一外载流片和所述第二外载流片相接后具有与任一所述支架上的进气孔位置相对应的通孔。

10.根据权利要求9所述的电池模组，其特征在于，还包括：第三外载流片；所述第三外载流片呈板状，所述第三外载流片设置在任一所述模组结构的设置出气孔的侧面与所述绝缘板之间，所述第三外载流片上设置有与任一所述支架的进气孔和出气孔的位置相对应的通孔。