CN108400269B - 电池包 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电池包，包括上壳体、下壳体以及设于所述上壳体与所述下壳体组合形成的收容空间内的若干电芯组。所述电芯组包括若干电芯，所述电池包还包括设置于若干所述电芯外围的热导出元件以及用于密封所述热导出元件与所述电芯组的密封装置，所述热导出元件用于导出所述电芯产生的热量。所述下壳体的底部设有收容腔。所述电池包还包括位于所述收容腔与所述电芯组之间的PCB板和填充于所述收容腔与所述PCB板之间的防水材料。如此设置，提高了电池包的防水性能，通过热导出元件及时导出电芯产生的热量，防止电池包的温度过高影响电池包的使用性能，提高了电池包的安全性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池包。
背景技术
电池包一般包括壳体、设于壳体内的电池组以及控制电池包的充放电状态的电路板。电池包一般都有防水要求，如此就需要将电池组安装在一个封闭的空间内，但在电池包使用过程中，电池组会不断的产生热量，在温度累积到一定后就会影响电池包的使用性能，从而影响整个电池包的使用寿命，甚至存在安全隐患。
电池包的密封防水要求和电池包散热是个相对矛盾的问题，现有技术所采用的电池包散热方法主要有强制风冷和液冷(水冷或油冷)。一种强制风冷方法是将风扇安装在电池包箱体上，通过风将电池包内的热量带走，这种方式的缺点是电池包内的局部温度不均，往往是进风口的温度较低，而出风口周围的温度较高，这种温度的不均匀性，直接影响到电池包内单体电池的一致性，会加速电池包使用性能的恶化，且电池包的密闭性不好；液冷的方式虽然散热效果较好，但电池包的内部结构复杂，会导致电池包重量、尺寸以及成本的增加。
有鉴于此，有必要设计一种改进的电池包，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防水性能良好、散热性能好的电池包。
为实现上述发明目的，本发明提供了一种电池包，包括上壳体、下壳体以及设于所述上壳体与所述下壳体组合形成的收容空间内的若干电芯组，所述电芯组包括若干电芯，所述电池包还包括设置于若干所述电芯外围的热导出元件以及用于密封所述热导出元件与所述电芯组的密封装置，所述热导出元件用于导出所述电芯产生的热量，所述下壳体的底部设有收容腔，所述电池包还包括位于所述收容腔与所述电芯组之间的PCB板和填充于所述收容腔与所述PCB板之间的防水材料。
作为本发明的进一步改进，所述收容腔的底壁和/或侧壁上设有出水孔。
作为本发明的进一步改进，所述收容腔包括沿所述电池包的宽度方向排列的若干分腔，每个所述分腔的侧壁上均设有所述出水孔。
作为本发明的进一步改进，所述热导出元件上设有凹槽，所述凹槽沿所述电池包的厚度方向贯穿所述热导出元件，所述凹槽的横截面呈半圆弧状，相邻两个所述热导出元件上的所述凹槽相互对应，以组合形成收容所述电芯的通槽。
作为本发明的进一步改进，所述电芯组包括靠近所述上壳体设置的第一电芯组，所述热导出元件包括设置于所述第一电芯组与所述上壳体之间的第一热导出元件以及设置于相邻两个电芯组之间的第二热导出元件；在所述电池包的长度方向上，所述第一热导出元件背向所述上壳体的一侧设有所述凹槽，所述第二热导出元件的两侧均设有所述凹槽。
作为本发明的进一步改进，所述第一热导出元件具有主体部以及自所述主体部朝向所述上壳体方向延伸的延伸部，所述延伸部呈倒L型设置，所述凹槽设置于所述主体部背向所述上壳体的一侧。
作为本发明的进一步改进，所述密封装置包括沿所述电池包的宽度方向相对设置于所述热导出元件两端的密封件，所述电池包还包括与所述密封件连接的固定件，所述密封件、所述固定件以及所述热导出元件三者紧固连接。
作为本发明的进一步改进，所述密封件朝向所述热导出元件的一侧设有凸筋，所述热导出元件上对应设有台阶状的凹部，以供所述凸筋收容于所述凹部。
作为本发明的进一步改进，所述固定件与所述热导出元件之间采用过盈配合方式连接。
作为本发明的进一步改进，所述固定件设有朝向所述电芯突伸的螺丝柱，所述螺丝柱上开设有至少两个缺口，所述热导出元件上设有与所述螺丝柱对应的收容槽。
本发明的有益效果是：本发明的电池包在电芯外周设置热导出元件、在下壳体底部设置收容腔、在收容腔与PCB板之间填充防水材料，通过防水材料将水分阻隔在收容腔内，阻止水分进入电芯组内部，提高了电池包的防水性能，通过热导出元件及时导出电芯产生的热量，防止电池包的温度过高影响电池包的使用性能，提供电池包的安全性能。
附图说明
图1为本发明电池包的立体图。
图2为本发明电池包的一种实施方式的去除了下壳体的立体图。
图3为本发明电池包的一种实施方式的去除了上壳体与下壳体的立体分解图。
图4为图3中第二热导出元件的一种实施方式的结构示意图。
图5为图3中第一热导出元件的结构示意图。
图6为电芯与导热硅胶套的结构示意图。
图7为密封件的结构示意图。
图8为固定件的实施方式一的结构示意图。
图9为固定件的实施方式二的结构示意图。
图10为下壳体的一个角度的结构示意图。
图11为下壳体另一角度的结构示意图。
图12为本发明电池包的剖面示意图。
图13为上壳体的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
请参阅图1至图13所示的电池包100，该电池包100作为能源可替换地装入用电设备，例如可携带的手持式工作设备的壳体中。所述用电设备可以是花草修剪机、机动链锯、吹吸机、清洗机、割草机等类似的设备。
一种电池包100，包括上壳体10、下壳体20、设于所述上壳体10与所述下壳体20组合形成的收容空间内的若干电芯组30、设置于所述电芯组30之间的热导出元件40、用于密封所述热导出元件40与所述电芯组30的密封装置50以及控制所述电池包100的充放电状态的PCB板。所述电芯组30具有若干成排设置的电芯31，所述热导出元件40设置于所述电芯31的外围，用于导出所述电芯31产生的热量，以防止所述电池包100的温度过高而影响所述电池包100的工作性能。
若干所述热导出元件40沿所述电池包100的长度方向排布。在所述热导出元件40上设有沿所述电池包100的厚度方向贯穿所述热导出元件40的凹槽41、与所述凹槽41的延伸方向相同的通孔42以及设于所述热导出元件40两端的台阶状的凹部43。所述凹槽41的横截面呈半圆弧状。相邻两个所述热导出元件40上的所述凹槽41的位置相互对应，当相邻的所述热导出元件40相抵接时，相互对应的所述凹槽41相配合以组合形成收容所述电芯31的通槽(未标号)。
所述电芯组30包括靠近所述上壳体10设置的第一电芯组301，所述热导出元件40包括设置于所述第一电芯组301与所述上壳体10之间的第一热导出元件401以及设置于所述电芯组30与电芯组30之间的第二热导出元件402。
在所述电池包100的长度方向上，所述第二热导出元件402的两侧均设有所述凹槽41，以分别收容设置于所述第二热导出元件402两侧的所述电芯31。所述第一热导出元件401背向所述上壳体10的一侧(即所述第一热导出元件401朝向所述第一电芯组301的一侧)设有所述凹槽41。优选地，所述第一热导出元件401具有主体部4011以及自所述主体部4011向所述上壳体10方向延伸的延伸部4012。所述凹槽41设置于所述主体部4011背向所述上壳体10的一侧。所述延伸部4012呈倒L型，所述延伸部4012的朝向所述上壳体10的顶壁4013与所述上壳体10相接触，以将热量传导至所述上壳体10，进而散出所述电池包100。所述上壳体10可以为塑料材质，也可以为金属材质，优选为金属材质，如此设置，便于将所述电芯31产生的热量更快地传导至所述上壳体10，进而散出，实现所述电池包100的散热。
所述电芯组30还包括固定所述电芯31的电芯支架32、套设于所述电芯31外周的导热硅胶套33以及电性连接所述电芯31的连接片34。所述导热硅胶套33将所述电芯31产生的热量快速地传导至所述热导出元件40，进而散出所述电池包100。所述通孔42包括与所述电芯支架32上的定位柱(未示出)相对应的定位孔421以及减重孔422。如此设置，保证了所述电芯31与所述热导出元件40之间的固定连接，减轻了所述电池包100的整体重量。
在本实施方式中，所述密封装置50包括沿所述电池包100的宽度方向(图1中箭头所示方向)相对设置于所述第二热导出元件402两端的密封件。所述密封件50与所述第二热导出元件402紧固连接。所述密封件50朝向所述第二热导出元件402的一侧设有凸筋51，所述凸筋51的延伸方向与所述凹槽41的延伸方向一致，所述凸筋51与所述热导出元件40的凹部43的位置相互对应，所述凹部43收容所述凸筋51，以实现密封相邻的所述第二热导出元件402之间的缝隙。应当理解，根据产品设计需要，所述第一热导出元件401上亦可以设置所述凹部43，相应地，所述密封件50上设置所述凸筋51，以实现密封相邻的所述第一热导出元件401与所述第二热导出元件402之间的缝隙。特别地，所述电池包100还包括设置于所述密封件50外侧与所述密封件50连接的固定件70。
请参阅图7至图8并结合图3所示，在实施方式一中，所述第二热导出元件402、所述密封件50以及所述固定件70上均设有供螺钉80通过的螺钉孔81，所述螺钉80依次穿过所述固定件70、所述密封件50以及所述第二热导出元件402上的所述螺钉孔81以实现三者的紧固连接。当然，所述螺钉孔81内设有与所述螺钉80的螺纹结构相匹配的螺纹结构。
请参阅图9并结合图2所示，在实施方式二中，所述固定件70'与所述第二热导出元件402之间采用过盈配合方式连接。具体的讲，所述固定件70'朝向所述电芯31的一侧设有向所述电芯31方向突伸的螺丝柱72，所述螺丝柱72的侧壁上设有至少两个缺口721，优选地，所述缺口721呈对称分布设置。所述第二热导出元件402上设有与所述螺丝柱72对应的收容槽(未示出)，所述密封件50上设有供螺钉80通过的螺钉孔81。如此设置，当所述螺钉80打入所述螺丝柱72时，根据膨胀螺钉的原理，所述螺丝柱72膨胀产生均匀的压力并与所述收容槽的内壁相接触，以实现所述固定件70'、所述密封件50以及所述第二热导出元件402三者之间的紧固连接。安规要求可触及到的部件(所述螺钉80)的温度不能超过70℃，通过这种连接方式，所述电池包100的使用者不会与所述螺钉80直接接触，避免了出现不符合安规要求的情况出现。需要说明的是，本实施方式中的所述第二热导出元件402与实施方式一中的所述第二热导出元件402的结构差异在于：本实施方式中的所述第二热导出元件402的收容槽内壁不需要设计螺纹结构，其他结构与所述第二热导出元件402基本相同，在此不再赘述。
应当理解，根据产品设计的需要，在上述实施方式一与实施方式二中，在所述第一热导出元件401上亦可以设置供所述螺钉80通过的螺钉孔81，以实现所述热导出元件40(第一热导出元件401与第二热导出元件402)、所述密封件50以及所述固定件70/固定件70'三者之间的紧固连接。
还需要说明的是，所述热导出元件40以及所述固定件70/70'的材质均为导热性能良好的材料，可以为金属材料，例如：镁合金、铝合金等合金材料，也可以为具有良好导热性能的非金属材料，例如：塑料材质。所述电芯支架32的材质为镁合金、铝合金等合金材料。当然，前述三者的材质可以相同，也可以不同，在此不予限制。
所述PCB板包括沿所述电池包100的长度方向分设于所述电芯组30两侧的主电路板61与副电路板62，所述副电路板62设置于所述下壳体20的底壁201与所述电芯组30之间。
请参阅图10至图12并结合图3所示，所述下壳体20内设有自所述下壳体20的底壁201向所述上壳体10方向延伸形成的收容腔21，所述收容腔21用于收容所述电池包100的导电端子(未示出)。所述收容腔21具有朝向所述上壳体10方向的开口(未标号)，所述收容腔21的底壁211(与所述下壳体20的底壁201共面)和/或侧壁212(与所述下壳体20的侧壁202共面)上设有出水孔23。所述收容腔21包括沿所述电池包100的宽度方向排列的若干分腔213。每个所述分腔213的侧壁(与所述下壳体20的侧壁202共面)上设有所述出水孔23。所述电池包100还包括填充于所述收容腔21与所述副电路板62之间的防水材料90，且所述防水材料90呈压缩状态，即，所述下壳体20上的所述收容腔21的上壁214将所述防水材料90压紧在所述副电路板62上，所述防水材料90完全覆盖所述收容腔21的所述开口，以阻止水分在所述收容腔21与所述副电路板62之间渗透。如此设置，通过所述防水材料90将水分阻隔在所述收容腔21内，阻止水分进入所述电芯组30内部，并通过所述出水孔23将水分排出所述电池包100，防止水分进入所述电池包100内部、积水过多、导致渗水的现象发生，提高了所述电池包100的安全性能。在本实施方式中，所述防水材料90为防水泡棉，应当理解，所述防水材料90也可以为密封胶、不饱和聚酯树脂、环氧树脂等其他常用的防水材料，优选地，所述防水材料90为弹性材料，可被挤压变形以适应不同空间，以在所述收容腔21与所述副电路板62之间形成密封以阻止水分在两者之间渗透。这种适应性挤压变形可以填充所述收容腔21与所述副电路板62之间的任何缝隙，以实现密封。
请参阅图13所示，在本发明中，所述上壳体10与所述下壳体20通过螺钉80紧固连接，所述上壳体10上设有螺钉柱11，所述下壳体对应设有供收容所述螺钉柱11的收容柱(未示出)，所述螺钉柱11和/或所述收容柱的端部打防水胶。所述热导出元件40与所述下壳体20之间、所述热导出元件40与所述热导出元件40之间的缝隙处均打防水胶。如此设置，有效地提高了所述电池包100的密封性以及防水性能。
所述密封件50为橡胶垫。
综上所述，本发明的电池包100在所述电芯31外周设置所述热导出元件40、在所述下壳体20底部设置所述收容腔21、在所述收容腔21与所述副电路板62之间填充所述防水材料90，通过所述防水材料90将水分阻隔在所述收容腔21内，阻止水分进入所述电芯组30内部，并通过所述收容腔21底壁和/或侧壁上设置的所述出水孔23，及时将从导电端子底部进入的水分排出所述电池包100，防止水分进入电池包内部、积水过多、导致渗水的现象发生，提高了所述电池包100的防水性能，通过所述热导出元件40及时导出所述电芯31产生的热量，防止所述电池包100的温度过高影响所述电池包100的使用性能，提高了所述电池包100的安全性能。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种电池包，包括上壳体、下壳体以及设于所述上壳体与所述下壳体组合形成的收容空间内的若干电芯组，所述电芯组包括若干电芯，其特征在于：所述电池包还包括设置于若干所述电芯外围的热导出元件以及用于密封所述热导出元件与所述电芯组的密封装置，所述热导出元件用于导出所述电芯产生的热量，所述下壳体的底部设有收容腔，所述电池包还包括位于所述收容腔与所述电芯组之间的PCB板和填充于所述收容腔与所述PCB板之间的防水材料；所述热导出元件上设有凹槽，所述凹槽沿所述电池包的厚度方向贯穿所述热导出元件，所述凹槽的横截面呈半圆弧状，相邻两个所述热导出元件上的所述凹槽相互对应，以组合形成收容所述电芯的通槽；所述电芯组包括靠近所述上壳体设置的第一电芯组，所述热导出元件包括设置于所述第一电芯组与所述上壳体之间的第一热导出元件以及设置于相邻两个电芯组之间的第二热导出元件；在所述电池包的长度方向上，所述第一热导出元件背向所述上壳体的一侧设有所述凹槽，所述第二热导出元件的两侧均设有所述凹槽；所述第一热导出元件具有主体部以及自所述主体部朝向所述上壳体方向延伸的延伸部；所述延伸部的朝向所述上壳体的顶壁与所述上壳体相接触，以将热量传导至所述上壳体，进而散出所述电池包。
2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于：所述收容腔的底壁和/或侧壁上设有出水孔。
3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于：所述收容腔包括沿所述电池包的宽度方向排列的若干分腔，每个所述分腔的侧壁上均设有所述出水孔。
4.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于：所述延伸部呈倒L型设置，所述凹槽设置于所述主体部背向所述上壳体的一侧。
5.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于：所述密封装置包括沿所述电池包的宽度方向相对设置于所述热导出元件两端的密封件，所述电池包还包括与所述密封件连接的固定件，所述密封件、所述固定件以及所述热导出元件三者紧固连接。
6.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于：所述密封件朝向所述热导出元件的一侧设有凸筋，所述热导出元件上对应设有台阶状的凹部，以供所述凸筋收容于所述凹部。
7.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于：所述固定件与所述热导出元件之间采用过盈配合方式连接。
8.根据权利要求7所述的电池包，其特征在于：所述固定件设有朝向所述电芯突伸的螺丝柱，所述螺丝柱上开设有至少两个缺口，所述热导出元件上设有与所述螺丝柱对应的收容槽。
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