CN109560215A - 电池模组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池模组，电池模组包括：箱体，具有空腔，箱体包括底板、顶板及连接底板及顶板的侧板，侧板、顶板及底板共同围成空腔，侧板上设置有与空腔连通的通风孔；底板上设置有第一分隔条，第一分隔条分布于底板面向空腔的表面，以形成多个第一单元格；多个单体电池，对应设置于多个第一单元格，多个单体电池之间形成有气流通道；风扇，设置于侧板上，并与空腔相通，用于将由通风孔进入空腔内的气流经由气流通道再排出空腔。本发明实施例提供一种电池模组及电池包，能够有效的改善每个单体电池的温度，保证电池模组的安全及寿命，扩大了电池模组的应用范围。

Description

电池模组
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池模组。
背景技术
随着电池技术的不断发展，对电池模组的要求也在不断的提高，在电池模组所处的环境较为恶劣的情况下，如在极端的高温环境下，如何改善电池模组的单体电池安全运行所需要的温度环境条件已经成为亟待解决的问题。
目前，对于改善电池模组的单体电池运行的环境温度条件主要靠系统层面的空调或其他设备来解决，采用此种方式虽然在一定程度上能够改善单体电池安全运行所需要的温度环境条件，但是由于电池模组的多个单体电池大多采用沿一个方向层叠设置并且单体电池的大面依次粘接后固定于箱体内的形式，使得热交换介质只能够与单体电池的部分面接触，且由于系统内部排布及空调安装位置等原因，很难有效改善电池模组中每个单体电池的温度，会造成单体电池间温度差异越来越大，对电池模组的安全和寿命等性能产生影响，且限制了电池模组的应用范围。
因此亟需一种新的电池模组。
发明内容
本发明实施例提供一种电池模组，能够有效的改善电池模组的每个单体电池的温度，保证电池模组的安全及寿命，扩大了电池模组的应用范围。
本发明实施例一方面提出了一种电池模组，包括：箱体，具有空腔，箱体包括底板、顶板及连接底板及顶板的侧板，侧板、顶板及底板共同围成空腔，侧板上设置有与空腔连通的通风孔；底板上设置有第一分隔条，第一分隔条分布于底板面向空腔的表面，以形成多个第一单元格；多个单体电池，对应设置于多个第一单元格，多个单体电池之间形成有气流通道；风扇，设置于侧板上，并与空腔相通，用于将由通风孔进入空腔内的气流经由气流通道再排出空腔。
根据本发明实施例的一个方面，侧板上设置有第一凸起，第一凸起抵靠在靠近侧板设置的单体电池上，以使单体电池与侧板之间形成与所述气流通道连通的通道。
根据本发明实施例的一个方面，第一分隔条的高度为单体电池高度的5％-10％，第一分隔条的厚度为单体电池厚度的10％-15％。
根据本发明实施例的一个方面，顶板上设置有第二分隔条，第二分隔条分布于顶板面向空腔的表面，以形成与第一单元格一一对应的第二单元格，多个单体电池夹持于相应的第一单元格及第二单元格之间。
根据本发明实施例的一个方面，第二单元格的尺寸大于与其对应的第一单元格的尺寸，在第二分隔条的侧壁上设置有第二凸起，用于将单体电池固定于相应的第二单元格。
根据本发明实施例的一个方面，第二凸起为楔形结构且小头端位于靠近底板的一侧。
根据本发明实施例的一个方面，第二凸起与第二分隔条之间开设有形变槽，形变槽的开口面向底板。
根据本发明实施例的一个方面，侧板为分体结构，包括与底板连接的底部侧板及与顶板连接的顶部侧板，在底部侧板与顶部侧板上对应设置有连接耳，以使底部侧板与顶部侧板对接锁固。
根据本发明实施例的一个方面，顶板上背向底板的一侧设置有用于放置电连接件的卡槽，通过电连接件将多个单体电池电连接，卡槽的顶部设置有封盖，封盖与顶板连接。
根据本发明实施例的一个方面，箱体呈方形，侧板由四个板件围合而成，风扇位于其中一个板件上，其余三个板件上均设置有通风孔。
根据本发明实施例的一个方面，还包括电池管理系统，电池管理系统与多个单体电池及风扇电连接，电池管理系统通过检测多个单体电池的温度参数控制风扇的开启或关闭。
根据本发明实施例提供的电池模组，其包括具有空腔的箱体，在箱体的侧板上设置有与空腔连通的通风孔及与空腔相通的风扇，在底板上设置有第一分隔条，以形成多个第一单元格，多个单体电池对应设置在多个第一单元格内，使得多个单体电池之间形成气流通道，通过风扇的作用使得由通风孔进入空腔内的气流经由气流通道再排出空腔，带走多个单体电池的热量，由于多个单体电池之间形成有气流通道，由通风孔进入的气流能够流经每个单体电池的多个面，能有效的改善每个单体电池的所处的温度环境条件，进而使得模组能够长期、稳定的运行，保证电池模组的安全及寿命，同时，扩大了电池模组的应用范围。
附图说明
下面将参考附图来描述本发明示例性实施例的特征、优点和技术效果。
图1是本发明实施例的电池模组的分解示意图；
图2是本发明实施例的模组下框的轴测图；
图3是本发明实施例的模组中框的一个方向的轴测图；
图4是图3中A处放大图；
图5是本发明实施例的模组中框的另一个方向的轴测图；
图6是本发明实施例的挂耳的轴测图；
图7是本发明实施例的电池模组的整体结构示意图。
其中：
10-箱体；101-模组下框；102-模组中框；11-底板；12-侧板；12a-底部侧板；12b-顶部侧板；13-顶板；131-安装孔；132-隔筋；14-空腔；15-连接耳；16-通风孔；17-通孔；
20-风扇；21-风扇盖板；
30-单体电池；
40-第一分隔条；41-第一单元格；
50-第一凸起；
60-气流通道；
70-第二分隔条；71-第二单元格；72-形变槽；
80-第二凸起；
90-电池管理系统；
100-封盖；
110-连接器
120-电连接件；
130-挂耳；130a-第一连接板；130b-第二连接板。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本发明造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本发明的电池模组的具体结构进行限定。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了更好地理解本发明，下面结合图1至图7根据本发明实施例的电池模组进行详细描述。
请参阅图1至图4，图1示出了本发明实施例的电池模组的分解示意图，图2示出了模组下框的轴测图，图3示出了模组中框的一个方向的轴测图，图4示出了图3中A处放大图。
根据本发明的一个实施例提出的电池模组，包括箱体10、设置于箱体10内的多个单体电池30及设置于箱体10上的风扇20。
箱体10的内部具有空腔14，箱体10包括底板11、顶板13及连接底板11及顶板13的侧板12，侧板12、顶板13及底板11共同围成了空腔14。侧板12为分体结构，包括与底板11连接的底部侧板12a及与顶板13连接的顶部侧板12b，底部侧板12a与底板11共同组成了如图2所示的模组下框101，顶部侧板12b与顶板13共同组成了如图3所示的模组中框102，在底部侧板12a与顶部侧板12b上对应设置有连接耳15，连接耳15为条形的法兰结构，底部侧板12a及顶部侧板12b上的连接耳15数量可以为多个，并且底部侧板12a及顶部侧板12b的相对应的连接耳15能够通过紧固件对接锁固，以形成箱体10。
箱体10整体呈方形，侧板12由四个板件沿周向依次对接围合而成，在侧板12的其中三个板件上设置有与空腔14连通的通风孔16，通风孔16可以只设置在底部侧板12a或顶部侧板12b上，当然，优选在底部侧板12a及顶部侧板12b上均设置通风孔16，通风孔16可以为方形孔，在通风孔16的边缘倒有圆角，以更好的减小风阻，增加进风量。当然，通风孔16也可以采用圆形孔、椭圆形孔或不规则形状的孔，并且并不限于在侧板12的三个板件上设置通风孔16，也可以在一个或者两个板件上设置，或者在四个板件上均设置通风孔16。对应本实施例，在三个板件上设置通风孔16，使得冷气流能够从多个方向由通风孔16进入箱体10内，冷却效果更好。
风扇20位于侧板12的第四个板件上，风扇20具体位于底部侧板12a上，在底部侧板12a上设置有与空腔14相通的通孔17，风扇20安装于底部侧板12a的通孔17所在位置，为了保证风扇20的安全，在风扇20的外侧设置有风扇盖板21，风扇盖板21及风扇20通过紧固件固定于底部侧板12a上，在风扇20所在的板件上可以不设置通风孔16，能够避免由风扇20排出的热气流再被回吸到箱体10的内部，保证冷却效果。
在箱体10的底板11上设置有第一分隔条40，第一分隔条40为条形的板件，第一分隔条40分布于底板11面向空腔14的表面，以形成多个第一单元格41，多个第一单元格41在底板11上横纵交错排列，当然，也可以沿一个方向横向排列或者纵向排列。多个单体电池30均为方形单体电池且数量与多个第一单元格41的数量相同，相应的，第一单元格41均为方形，多个单体电池30对应设置于多个第一单元格41内，即，每个单体电池30对应设置在一个第一单元格41内，通过组成第一单元格41的第一分隔条40限定相应的单体电池30在底板11上位置，同时，为了保证单体电池30在箱体10内的稳定性，单体电池30的底部与底板11之间还设置有结构胶，以进一步使得单体电池30与底板11连接的稳定性。
由于多个单体电池30分布在不同的第一单元格41内，相邻两个单体电池30之间会由第一分隔条40隔开，多个单体电池30互不接触，以在多个单体电池30之间形成有气流通道60。
当风扇20工作时，在电池模组内部空腔14对应位置形成负压，为了保证效果，可以在模组内部与风扇20对应处预留有负压形成空间，使得电池模组内部与外界产生气压差，进而使得由外界通过通风孔16进入空腔14内的冷气流经由气流通道60再排出空腔14，冷气流在气流通道60内流通时，会与单体电池30的多个面接触，与单体电池30进行热交换后由风扇20排出空腔14。能够有效的改善每个单体电池30所处的温度环境条件，进而使得模组能够长期、稳定的运行，保证电池模组的安全及寿命，同时，扩大了电池模组的应用范围。
第一分隔条40具有预定的高度和厚度，使其能够防止多个单体电池30中的一个或数个单体电池30膨胀变形时使得多个单体电池30相互直接接触，保证各单体电池30之间气流通道60的存在，进而保证对每个单体电池30的散热效果。
所说的第一分隔条40的高度优选为单体电池30高度的5％-10％，第一分隔条40的厚度优选为单体电池30厚度的10％-15％。第一分隔条40采用上述高度，即能够保证对相应单体电池30的固定作用，并且能够不接触单体电池30的大面膨胀区，免受单体电池30膨胀变形的力，防止多个单体电池30中的一个或数个单体电池30膨胀变形时多个单体电池30相互直接接触，同时能够保证在对相应单体电池30固定效果的基础上，最大限度的增大单体电池30与冷气流的接触面积。
第一分隔条40采用上述厚度，能够将相邻两个单体电池30之间的气流通道60限制在一定的范围内，在防止多个单体电池30中的一个或数个单体电池30膨胀变形时多个单体电池30相互直接接触的基础上，使得气流通道60更加优化，箱体10内的空间利用更加合理。为了便于单体电池30的安装，在第一分隔条40远离底板11的一端倒有斜角。
作为一种可选的实施方式，在侧板12上设置有第一凸起50，第一凸起50抵靠在靠近侧板12设置的单体电池30上，具体的，在底部侧板12a及顶部侧板12b上均设置有第一凸起50，位于底部侧板12a上的第一凸起50为沿着底部侧板12a的长度方向均匀排布的块状结构，也可以为沿着底部侧板12a长度方向延伸的板状结构，位于底部侧板12a上的第一凸起50的底端连接于底板11并且顶端倒有斜角，便于单体电池30的安装。位于顶部侧板12b上的第一凸起50为具有开口的U形块结构，U形块的U形开口面向顶部侧板12b，U型开口的两端分别面向底板11及顶板13，并且面向顶板13的一端与顶板13连接。通过在侧板12上设置第一凸起50，使得靠近侧板12设置的单体电池30与侧板12的内壁面相距预定距离设置，在单体电池30与侧板12的内壁面之间也相应形成与气流通道60相通的通道，保证靠近侧板12设置的单体电池30的侧面能够与通风孔16进入的气流充分接触，进而更有效的改善每个单体电池30的所处的温度环境条件。
作为一种可选的实施方式，在顶板13上设置有第二分隔条70，第二分隔条70分布于顶板13面向空腔14的表面，以形成与第一单元格41一一对应的第二单元格71，多个单体电池30的顶端分别插接在相应的第二单元格71内，以使得多个单体电池30分别夹持于相应的第一单元格41及第二单元格71之间，即，以使每个单体电池30夹持于与其自身相对应的一个第一单元格41及一个第二单元格71之间，以更好的对单体电池30进行限位，有利于稳定气流通道60的间隙，保证散热效果。
由于设置在底板11上的第一单元格41及设置在顶板13上的第二单元格71在加工时可能存在加工误差，为了避免因加工误差而导致第一单元格41及与其对应的第二单元格71无法对正，进而导致单体电池30无法装配至相应的第一单元格41及第二单元格71内情况的发生，作为一种可选的实施方式，第二单元格71的尺寸大于与其对应的第一单元格41的尺寸，以在第二单元格71上相对于第一单元格41预留有更大的装配空间，便于将多个单体电池30夹持于相应的第一单元格41与第二单元格71之间，进而避免因加工误差等原因导致单体电池30无法装配至相应的第一单元格41及第二单元格71内。同时，为了更好的将单体电池30固定在第二单元格71内，在第二分隔条70的侧壁上设置有第二凸起80。第二凸起80为楔形结构且小头端位于靠近底板11的一侧，使得单体电池30的顶端更便于插接安装于相应的第二单元格71内。在第二凸起80与第二分隔条70之间开设有形变槽72，形变槽72为方形槽，形变槽72的开口面向底板11，通过设置形变槽72使得第二凸起80具有一定的形变量，能够便于单体电池30的安装，同时，能够将单体电池30更加紧密的夹持固定在第二单元格71内。
请一并参阅图5，图5是本发明实施例的模组中框102的另一个方向的轴测图，在顶板13上背向底板11的一侧设置有卡槽，卡槽由布置在顶板13上的隔筋132形成，卡槽内设置有电连接件120，电连接件120具体可以为铝连接片。同时，在顶板13上设置有用于安装单体电池30的电极的安装孔131，多个单体电池30的电极对应伸入相应的安装孔131中，电连接件120具体可以通过焊接等方式与单体电池30的极柱连接，以将多个单体电池30相互串联或者并联。
在顶板13上卡槽的顶部设置有封盖100，封盖100的形状及尺寸与箱体10相匹配，封盖100与顶板13通过紧固件连接。通过设置封盖100，能够有效的防止电池模组外部的异物掉落造成电池模组短路等情况的发生。
在顶部侧板12b上还设置有连接器110，用于与其他设备电连接，连接器110可以通过紧固件固定在顶部侧板12b上。
箱体10及封盖100均由聚丙烯塑料加20％玻璃纤维等复合材料通过注塑工艺制成，使得箱体10及顶板13强度高，重量轻，且绝缘效果好。
请一并参阅图6，图6示出了本发明实施例的挂耳的轴测图。为了便于电池模组与储能电柜等设备进行固定，在侧板12上对应设置有挂耳130，挂耳130可以采用DC01等钣金材料进行折弯、焊接或者电泳等工艺制成，挂耳130包括能够与侧板12连接的第一连接板130a及能够与储能电柜等设备连接的第二连接板130b，第一连接板130a及第二连接板130b均为L形且相互衔接，挂耳130的第一连接板130a可以通过紧固件固定在底部侧板12a上，或者通过紧固件同时固定在底部侧板12a及顶部侧板12b上，挂耳130的数量可以根据需要设置为两个或者多个。
为了更好的管理多个单体电池30，电池模组还包括由电池管理系统90，电池管理系统90与多个单体电池30及风扇20电连接，电池管理系统90能够用于检测多个单体电池30的温度参数、电压参数等，电池管理系统90通过检测多个单体电池30的温度参数控制风扇20的开启或关闭，例如，设定一个预定温度，当电池系统检测多个单体电池30中的一个或者两个以上的单体电池30的温度超过预定温度，则控制风扇20开启，实现气流循环，对单体电池30进行降温，当电池管理系统90检测到多个单体电池30不高于预定的温度，则控制风扇20关闭。风扇20的开启及关闭由电池管理系统90自行控制，无需人工监控。
请一并参阅图7，图7示出了本发明实施例的电池模组的整体结构示意图，本发明实施例提供的电池模组，在组装时，可以先将多个单体电池30的底部依次固定在相应的第一单元格41内，然后将模组中框102与模组下框101对接，使得多个单体电池30的顶部固定在相应的第二单元格71内，同时顶部侧板12b及底部侧板12a上的连接耳15相互对接锁固，并相应安装风扇20、挂耳130、电池管理系统90、连接器110及封盖100，以形成如图7所示的电池模组。
由此，本发明实施例提供的电池模组，通过在底板11上按照预定图案布置第一分隔条40以形成多个第一单元格41，通过在顶板13上按照预定图案布置第二分隔条70以形成与第一单元格41一一对应的第二单元格71，并将多个单体电池30对应夹持于相应的第一单元格41及第二单元格71之间，在多个单体电池30之间形成气流通道60。同时，在侧板12上设置的第一凸起50使得靠近侧板12设置的单体电池30与侧板12的内壁面不接触，即在靠近侧板12设置的单体电池30与侧板12内壁面之间也形成相应的气流通道60。在风扇20的作用下，由通风孔16进入空腔14内的气流经由气流通道60能够与单体电池30的四个表面接触进行热交换后再排出空腔14，即由通风孔16进入的气流能够流经每个单体电池30的多个面，能有效的改善每个单体电池30的所处的温度环境条件，进而使得模组能够长期、稳定的运行，保证电池模组的安全及寿命，同时，扩大了电池模组的应用范围，并且相应设置的第一分隔条40及第二分隔条70还能起到增加箱体10强度的作用。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种电池模组，其特征在于，包括：
箱体，具有空腔，所述箱体包括底板、顶板及连接所述底板及所述顶板的侧板，所述侧板、所述顶板及所述底板共同围成所述空腔，所述侧板上设置有与所述空腔连通的通风孔；
所述底板上设置有第一分隔条，所述第一分隔条分布于所述底板面向所述空腔的表面，以形成多个第一单元格；
多个单体电池，对应设置于多个所述第一单元格，多个所述单体电池之间形成有气流通道；
风扇，设置于所述侧板上，并与所述空腔相通，用于将由所述通风孔进入所述空腔内的气流经由所述气流通道再排出所述空腔。
2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述侧板上设置有第一凸起，所述第一凸起抵靠在靠近所述侧板设置的所述单体电池上，以使所述单体电池与所述侧板之间形成与所述气流通道连通的通道。
3.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述第一分隔条的高度为所述单体电池高度的5％-10％，所述第一分隔条的厚度为所述单体电池厚度的10％-15％。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的电池模组，其特征在于，所述顶板上设置有第二分隔条，所述第二分隔条分布于所述顶板面向所述空腔的表面，以形成与所述第一单元格一一对应的第二单元格，多个所述单体电池夹持于相应的所述第一单元格及所述第二单元格之间。
5.根据权利要求4所述的电池模组，其特征在于，所述第二单元格的尺寸大于与其对应的所述第一单元格的尺寸，在所述第二分隔条的侧壁上设置有第二凸起，用于将所述单体电池固定于相应的所述第二单元格。
6.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述第二凸起为楔形结构且小头端位于靠近所述底板的一侧。
7.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，所述第二凸起与所述第二分隔条之间开设有形变槽，所述形变槽的开口面向所述底板。
8.根据权利要求1、2、3、5、6或7所述的电池模组，其特征在于，所述侧板为分体结构，包括与所述底板连接的底部侧板及与所述顶板连接的顶部侧板，在所述底部侧板与所述顶部侧板上对应设置有连接耳，以使所述底部侧板与所述顶部侧板对接锁固。
9.根据权利要求8所述的电池模组，其特征在于，所述顶板上背向所述底板的一侧设置有用于放置电连接件的卡槽，通过所述电连接件将多个所述单体电池电连接，所述卡槽的顶部设置有封盖，所述封盖与所述顶板连接。
10.根据权利要求1、2、3、5、6或7所述的电池模组，其特征在于，所述箱体呈方形，所述侧板由四个板件围合而成，所述风扇位于其中一个所述板件上，其余三个所述板件上均设置有所述通风孔。
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