CN108598330A - 一种换热组件及电池模组 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种换热组件及电池模组，所述换热组件应用于电池模组，所述电池模组包括多行平行设置的单体电池及安装底座。所述换热组件包括换热扁管、至少一个隔热件和至少一个导热件。所述换热扁管绕设于多行所述单体电池之间，形成多个弯折部。每个所述隔热件设置于一个弯折部开口方向一侧，位于一个单体电池与该弯折部之间，并与该单体电池以及该弯折部接触。每个所述导热件设置于一个所述弯折部外侧的一个单体电池与该弯折部之间，并与该单体电池以及该弯折部接触。如此，均衡了电池模组各处的单体电池与换热扁管间的热传导效果，进而保证电池模组电池模组各处温度的均衡。
Description
技术领域
本发明涉及电池热管理领域，具体而言，涉及一种换热组件及电池模组。
背景技术
目前，电动汽车因其节能减排的优点受到政府以及各汽车企业的重视。然而，电动汽车尚有很多技术问题需要突破，电池的热管理技术是决定其性能、安全、寿命以及成本的关键因素。
在现有的电池换热结构中，通常采用扁管结构绕设于电池模组的多层单体电池之间并通过管内流动的冷却流体进行换热。由于扁管在弯折处的形状为了适应结构上的弯折也发生相应的变化，扁管内侧的单体电池表面被扁管包裹的面积较大而外侧的单体电池被扁管包裹的面积较小，从而导致扁管弯折处的单体电池获得的换热效果相较其他位置的单体电池有差异，散热不均匀，进而电池模组的温度在扁管的弯折处出现波动。因此，现有技术中的换热结构对电池模组整体工作性能的稳定性会产生影响。
发明内容
为了克服现有技术中的上述不足，本发明的目的在于提供一种换热组件，应用于电池模组，所述电池模组包括多行平行设置的单体电池及设有与所述单体电池匹配的安装孔的安装底座；
所述换热组件包括换热扁管、至少一个隔热件和至少一个导热件。所述换热扁管绕设于多行所述单体电池之间，形成多个弯折部；
每个所述隔热件设置于一个所述弯折部开口方向一侧，位于一个所述单体电池与该弯折部之间，并与该单体电池以及该弯折部接触；
每个所述导热件设置于一个所述弯折部外侧的一个所述单体电池与该弯折部之间，并与该单体电池以及该弯折部接触。
可选地，所述隔热件一侧包括与所述单体电池的形状匹配、用于部分容置所述单体电池的第一容置部，另一侧与所述换热扁管贴合。
可选地，所述单体电池为圆柱体，所述第一容置部为与该圆柱体匹配的圆弧面。
可选地，所述导热件一侧包括与所述单体电池的形状匹配、用于部分容置所述单体电池的第二容置部，另一侧与所述换热扁管贴合。
可选地，所述单体电池为圆柱体，所述第二容置部为与该圆柱体匹配的圆弧面。
可选地，所述换热扁管每绕两行所述单体电池形成一个所述弯折部。
可选地，所述隔热件和所述导热件为锲形垫片，所述锲形垫片的尖端嵌于所述单体电池和所述弯折部间的缝隙。
可选地，所述隔热件和所述导热件连接于所述安装底座上。
可选地，所述弯折部两侧的所述隔热件和所述导热件通过垫块连为一体，所述垫块卡设于所述换热扁管与所述安装底座之间。
本发明的另一目的在于提供一种电池模组，所述电池模组包括：多行平行设置的单体电池、设有与所述单体电池匹配的安装孔的安装底座及所述换热组件。
相对于现有技术而言，本发明实施例具有以下有益效果：
本发明实施例提供一种换热组件及电池模组，通过在弯折部的开口方向一侧设置隔热件、外侧设置导热件，减弱了所述弯折部内侧的单体电池与所述换热扁管间的热传导、增强了所述弯折部外侧的单体电池与所述换热扁管间的热传导，从而均衡了电池模组各处的单体电池与换热扁管间的热传导效果，进而保证电池模组电池模组各处温度的均衡。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的一种电池模组的整体示意图；
图2为本发明实施例提供的一种换热组件中换热扁管的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种电池模组的圆形区域区域I的放大示意图；
图4为本发明实施例提供的一种换热组件中隔热件与导热件的连接示意图。
图标：100-电池模组；110、110a、110b-单体电池；120-安装底座；121-安装孔；130-隔热件；135-垫片；140-导热件；1301-第一容置部；1402-第二容置部；150-换热扁管；151-弯折部；200-换热组件。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
由于本发明实施例提供的一种换热组件应用于图1所示的电池模组100，下面结合图1对换热组件200进行详细说明。
如图1所示，电池模组100包括多行平行设置的单体电池110以及设有与单体电池110匹配的安装孔121的安装底座120。在本实施例中，电池110的形状都是圆柱体，在其他实施例中，单体电池110还可以是长方体等形状，电池模组也可以包括不同形状的单体电池110。
换热组件200包括换热扁管150、至少一个隔热件130和至少一个导热件140。换热扁管150绕设于多行单体电池110之间，形成多个弯折部151。图1中换热扁管150的一个弯折部151用一种角度的阴影线填充，该弯折部151两侧的隔热件130和导热件140用另一种角度的阴影线填充，其它弯折部151及隔热件130和导热件140的位置依此类推。可选地，换热组件200还可以包括将所述弯折部151两侧的隔热件130和导热件140连为一体的垫块135。
请参照图2，该图为本发明实施例提供的一种换热组件中换热扁管150的结构示意图，换热扁管150呈蛇行延伸，形成多个弯折部151。与图1一致，图2的一个所述弯折部151也填充有阴影线，其它弯折部151的位置依此类推。为了增加与单体电池110表面的接触面积以增强换热效果，换热扁管150除所述弯折部151的其他部分通常呈波浪状延伸。注入换热扁管150中的流体在换热扁管150中流动，使得单体电池110与换热扁管150之间持续进行热交换，进而对所述电池模组的温度进行热管理。
在一种可选的实施方式中，换热扁管150可以是液冷扁管，该液冷扁管包括进液口和出液口，在气温较高的夏季将温度较低的冷却液从进液口注入液冷扁管流动，将电池模组100通过液冷扁管传递的热量从出液口带出，实现对电池模组100的散热；而在在气温较低的冬季，改为向液冷扁管注入温度较高的液体将电池模组100的迅速加热至最佳的工作温度。在其他的实施方式中，还可以在换热扁管150里通入相应温度的气体以实现换热。
可选地，所述换热组件150可以由绝缘材料制成。由于所述换热组件与单体电池110接触，为了避免因电池漏电引发的爆炸等事故，所述换热组件150优选地由绝缘材料制成。具体地，可以在换热扁管150的上下表面设置绝缘导热层。此外，导热件130和绝热件140至少和单体电池110接触的表面为绝缘材料。
可选地，再次参见图1，换热扁管150可以每绕两行单体电池110形成一个所述弯折部151。这样，大大减少了换热扁管150的长度，不仅节省了扁管的制作成本，还进一步节约了扁管内用于换热的流体的所需量。此外，在其它实施例中，若不考虑换热扁管150的制造成本，结合实际情况，换热扁管150可以绕行于任意相邻的两行单体电池110之间，以加强对电池模组100的热管理效果。
为了更清楚地说明本发明实施例提供的一种换热组件中隔热件130与导热件140在电池模组中的作用，下面结合图3，即图1所示的电池模组100的圆形区域I的放大示意图进行说明。
每个隔热件130设置于一个所述弯折部151开口方向一侧，位于一个单体电池110a与该弯折部151之间，并与该单体电池110a以及该弯折部151接触。每个所述导热件140设置于一个所述弯折部151外侧的一个单体电池110b与该弯折部151之间，并与该单体电池110b以及该所述弯折部151接触。在一种较佳实施例中，为了达到最佳热管理的均衡效果，每个弯折部151的位置都可以对应设置一个隔热件130以及一个导热件140。当然，视实际情况而定，在某些弯折部151的位置，也可以省略相应的隔热件130和导热件140。
参见图3，在现有技术中，若没有所述隔热件130和导热件140，所述弯折部151开口方向一侧的一个单体电池110a相比其它非弯折处的单体电池110被换热扁管150包裹的面积要大，所述弯折部151外侧的一个单体电池110b相比其它非弯折处的单体电池100被换热扁管150包裹的面积要小，从而导致这整个电池模组100的单体电池相互之间的热量并不均衡，对整个电池模组100的性能和稳定性会产生影响。由于换热扁管150与单体电池110件间的通过接触进行热传导，在其他条件相同的情况下，与换热扁管150接触的面积越大，获得的换热效果则越强。因此，单体电池110a获得的换热效果较强，单体电池110b获得的换热效果则较弱，从而电池模组100中单体电池110的温度在所述弯折部151的位置处存在波动，对整体的性能和稳定性会产生影响。为了均衡电池模组100各处的温度，本发明实施例在换热扁管150的弯折部151处提供的换热效果进行调整。详细地，在所述弯折部151内开口方向一侧与单体电池110(如单体电池110a)之间设置隔热件130，用于减弱换热扁管150与单体电池111间的热传导；在所述弯折部151外侧与单体电池110(如单体电池110b)之间设置导热件140，用于增强换热扁管150与单体电池110a间的热传导，从而使得所述弯折部151开口方向一侧和外侧的单体电池110获得的换热效果相较非弯折处的单体电池尽量接近于均衡，从而整体提高电池模组100的性能的稳定性。
再参见图3，隔热件130和导热件140的形状可以为一端尖锐的锲形垫片，所述锲形垫片的尖端与单体电池110和所述弯折部151之间的缝隙吻合。其中，如图4所示，隔热件130包括与单体电池110的形状匹配、用于部分收容所述单体电池110的第一容置部1301，第一容置部1301在图中用阴影线填充。例如，在所述单体电池110为圆柱体时，第一容置部1301的形状为与该圆柱体匹配的圆弧面形状,。相应地，导热件140包括与单体电池110的形状匹配、用于部分收容所述单体电池110的第二容置部1401，第二容置部1401在图中用阴影线填充。例如，在所述单体电池110为圆柱体时，第二容置部1401的形状为与该圆柱体匹配的圆弧面形状。通过第一容置部1301和第二容置部1401，隔热件130和导热件140能够较佳地实现单体电池110和换热扁管150之间的热传导。
较佳地，为了更好地实现电池模组100各单体电池110处的换热均衡，隔热件130由隔热效果较佳的隔热材料制作而成，导热件140由导热效果较佳的导热材料制作而成。例如，硅酸铝具有低导热率优良的热稳定性，隔热件130的材料可以采用硅酸铝；硅胶具有高导热率优良的热稳定性，导热件140的材料可以采用硅胶。
隔热件130和导热件140连接于所述安装底座120上。隔热件130和导热件140与安装底座120的连接方式包括但不限于胶接和螺纹连接等。另外，如图4所示，还可以通过垫块135将隔热件130和导热件140连为一体，垫块135可卡设于换热扁管150和安装底座120之间，从而隔热件130和导热件140的位置也被固定住。
可选地，换热扁管150的宽度、隔热件130的宽度和导热件140的宽度均与单体电池110的轴向长度一致，进一步确保电池模组100各处的换热更加均匀进而均衡电池模组100各处的温度。
同样地，参照图1，本发明实施例还提供一种电池模组100，电池模组100包括池模组100包括多行平行设置的单体电池110、设有与单体电池110匹配的安装孔121的安装底座120以及本发明实施例所述的换热组件200，由于前面已经对换热组件200进行了详细描述，这里不再赘述。由于采用了本发明实施例所述的换热组件200，本发明实施例提供的一种电池模组100各处的温度更加均衡。
综上所述，相较于现有技术，本发明实施例提供的一种换热组件200及电池模组100，可使得电池模组100各处的换热效果更加均匀，温度更加均衡。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种换热组件，其特征在于，应用于电池模组，所述电池模组包括多行平行设置的单体电池及设有与所述单体电池匹配的安装孔的安装底座；
所述换热组件包括换热扁管、至少一个隔热件和至少一个导热件；所述换热扁管绕设于多行所述单体电池之间，形成多个弯折部；
每个所述隔热件设置于一个所述弯折部开口方向一侧，位于一个所述单体电池与该弯折部之间，并与该单体电池以及该弯折部接触；
每个所述导热件设置于一个所述弯折部外侧的一个所述单体电池与该弯折部之间，并与该单体电池以及该弯折部接触。
2.根据权利要求1所述的换热组件，其特征在于，所述隔热件一侧包括与所述单体电池的形状匹配、用于部分容置所述单体电池的第一容置部，另一侧与所述换热扁管贴合。
3.根据权利要求2所述的换热组件，其特征在于，所述单体电池为圆柱体，所述第一容置部为与该圆柱体匹配的圆弧面。
4.根据权利要求1-3任一项所述的换热组件，其特征在于，所述导热件一侧包括与所述单体电池的形状匹配、用于部分容置所述单体电池的第二容置部，另一侧与所述换热扁管贴合。
5.根据权利要求4所述的换热组件，其特征在于，所述单体电池为圆柱体，所述第二容置部为与该圆柱体匹配的圆弧面。
6.根据权利要求1所述的换热组件，其特征在于，所述换热扁管每绕两行所述单体电池形成一个所述弯折部。
7.根据权利要求1所述的换热组件，其特征在于，所述隔热件和所述导热件为锲形垫片，所述锲形垫片的尖端嵌于所述单体电池和所述弯折部间的缝隙。
8.根据权利要求1所述的换热组件，其特征在于，所述隔热件和所述导热件连接于所述安装底座上。
9.根据权利要求1所述的换热组件，其特征在于，所述弯折部两侧的所述隔热件和所述导热件通过垫块连为一体，所述垫块卡设于所述换热扁管与所述安装底座之间。
10.一种电池模组，其特征在于，所述电池模组包括：多行平行设置的单体电池、设有与所述单体电池匹配的安装孔的安装底座及权利要求1-9任一项所述的换热组件。
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