CN111952693A - 电池模组和电动车 - Google Patents

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马建刚
李德连
周鹏
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Abstract

本申请实施例提供的电池模组和电动车,电池模组包括多根加热组件、多个模组框架及多个电芯。多个电芯排列设置形成多个电芯组件,多个电芯组件通过多个模组框架固定,且相邻的两个电芯组件之间设置有至少一个模组框架;每个模组框架上设置有多个固定槽,多根加热组件容置于各模组框架上的固定槽中。通过在已有的模组框架内设置多个用于容置多根加热组件的固定槽,以对电池模组进行加热,无需将电池模组的底部架空,降低了对电池模组的加热难度以及成组难度,且可以避免由于电池模组的自身重量压坏加热组件,降低电池模组的失效风险,同时由于无需额外增加固定加热组件的零件,还可以降低电池模组的制作成本。

Description

电池模组和电动车
技术领域
本申请涉及动力电池技术领域,具体而言,涉及一种电池模组和电动车。
背景技术
在寒冷地区使用的新能源电动车,电池包内的锂离子电池温度较低,极有可能低于0℃,从而偏离锂离子电池较理想的工作温度范围,如15-40℃。在低温条件下,电池包会出现容量降低、内阻升高、内部副反应增加等现象,特别是在充电时极易出现析锂现象,会大大降低电池寿命,增加安全风险。
发明内容
有鉴于此,本申请的目的在于提供电池模组和电动车。
第一方面,本申请实施例提供一种电池模组,包括多根加热组件、多个模组框架及多个电芯;
所述多个电芯排列设置,形成多个电芯组件;
多个所述电芯组件通过多个所述模组框架固定,且相邻的两个电芯组件之间设置有至少一个所述模组框架;
每个所述模组框架上设置有多个固定槽,多根所述加热组件容置于各所述模组框架上的固定槽中。
在可选的实施方式中,每个所述模组框架至少包括两个固定槽,且所述两个固定槽的开口方向相反。
在可选的实施方式中,所述固定槽包括圆弧形凹槽及卡槽,所述卡槽的一端和所述圆弧形凹槽固定连接;
所述圆弧形凹槽的内直径与所述加热组件的外直径相同,所述加热组件通过所述卡槽卡设于所述圆弧形凹槽中。
在可选的实施方式中,所述卡槽由两个相对设置的倾斜面组成;
两个所述倾斜面的一端与所述圆弧形凹槽固定连接,两个所述倾斜面的另一端形成一开口;
所述加热组件通过所述开口进入所述卡槽并卡设在所述圆弧形凹槽内。
在可选的实施方式中,所述模组框架的材料包括铝,用于将所述加热组件产生的热量传输至所述电芯。
在可选的实施方式中,多根所述加热组件设置于至少一个所述模组框架的各固定槽内。
在可选的实施方式中,所述加热组件包括加热丝、线缆及插口;
所述加热丝包括绝缘外壳及设置于所述绝缘外壳内的加热材料;
所述插口通过所述线缆与所述加热丝电性连接。
在可选的实施方式中,所述加热丝的绝缘外壳内还设置有纤维丝。
在可选的实施方式中,所述绝缘外壳的材料包括导热硅胶,所述加热材料包括镍铜合金。
第二方面,本申请实施例提供一种电动车,包括控制系统及前述实施方式任意一项所述的电池模组,所述电池模组与所述控制系统电性连接,用于为所述控制系统供电。
本申请实施例的有益效果:
本申请实施例提供的电池模组和电动车,电池模组包括多根加热组件、多个模组框架及多个电芯。多个电芯排列设置形成多个电芯组件,多个电芯组件通过多个模组框架固定,且相邻的两个电芯组件之间设置有至少一个模组框架;每个模组框架上设置有多个固定槽,多根加热组件容置于各模组框架上的固定槽中。通过在已有的模组框架内设置多个用于容置多根加热组件的固定槽,以对电池模组进行加热,无需将电池模组的底部架空,降低了对电池模组的加热难度以及成组难度,且可以避免由于电池模组的自身重量压坏加热组件,降低电池模组的失效风险,同时由于无需额外增加固定加热组件的零件,还可以降低电池模组的制作成本。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,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,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,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为本申请实施例提供的电池模组的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的模组框架的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的模组框架的主视图;
图4为本申请实施例提供的加热组件卡设在固定槽中的示意图;
图5为本申请实施例提供的电池模组的局部示意图;
图6为本申请实施例提供的加热组件的结构示意图;
图7为本申请实施例提供的电动车的示意图。
主要元件符号说明:1-电动车;10-控制系统;20-电池模组;21-加热组件;211-加热丝;212-线缆;213-插口;22-模组框架;221-固定槽;2211-圆弧形凹槽;2212-卡槽;222-通孔;23-电芯组件。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请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申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
新能源汽车目前是各国研究和发展的热点。相较于传统燃油汽车而言,电动汽车的发展能有效缓解化石能源枯竭的压力,同时也有助于降低二氧化碳以及其他含硫气体的排放。由于锂电池对环境污染小、噪音小、能量高等优点,被大部分的新能源电动车作为动力源使用。
但锂电池的理想的工作温度范围大约在15-40℃,因此,为了使锂电池可以在正常的工作温度范围内使用,当环境温度较低时,需要将锂电池的温度加热到可以正常工作的温度范围。
为了解决这一技术问题,发明人在研究中发现,目前大多是将加热膜直接粘贴在电池模组的底部对电池模组进行加热,现有的电池加热技术通常是在电池模组的底部粘贴加热膜,以对电池模组加热。但此种方式需要将电池模组的底部架空,对电池模组的空间要求较高且难度较高。另外,将加热膜直接粘贴在电池模组的底部也容易被压坏,增加了电池模组失效的风险,从而无法对低温环境下的电池模组加热,影响电池模组的使用寿命,更有可能造成电动车的损坏,存在较大的安全隐患。
请参照图1,图1为本申请实施例提供的电池模组20的结构示意图。在本实施例中,电池模组20包括多根加热组件21、多个模组框架22及多个电芯。
多个电芯排列设置,形成多个电芯组件23。多个电芯组件23通过多个模组框架22固定,且相邻的两个电芯组件23之间设置有至少一个模组框架22。
每个模组框架22上设置有多个固定槽221,多根加热组件21容置于各模组框架22上的固定槽221中。
上述实施例通过在电池模组20已有的模组框架22内设置多个固定槽221,从而容置多根加热组件21以对电池模组20进行加热,无需将电池模组20的底部架空,降低了对电池模组20的加热难度以及成组难度,且可以避免由于电池模组20的自身重量压坏加热组件21,降低电池模组20的制作成本。
具体地,在上述步骤中,多个电芯组件23和多个模组框架22交叉排列设置,即相邻的两个电芯组件23之间设置有模组框架22,相邻的两个模组框架22内设置有电芯组件23。如图1所示,从而可以通过模组框架22对电芯组件23进行固定。另外,两个相邻的电芯组件23直接设置有至少一个模组框架22,且在模组框架22的固定槽221内设置加热组件21,即可通过一个加热组件21对该模组框架22两侧的电芯组件23同时加热,减少加热组件21的数量,以降低制作成本。
值得说明的是,在本申请实施例中,位于电芯组件23之间的模组框架22与位于电池模组20的两端的模组框架22的结构可以是不同的,以便于将电芯组件23更好的固定。
请参照图2,图2为本申请实施例提供的模组框架22的结构示意图。在本实施例中,每个模组框架22至少包括两个固定槽221,且两个固定槽221的开口方向相反。
在本实施例中,每一个模组框架22至少包括两个固定槽221,且将两个固定槽221的开口方向设置于相反的方向,便于加热组件21可以从两个方向卡设进入。
具体地,加热组件21的长度大概是模组框架22长度的两倍,在放置加热组件21时,先将加热组件21从模组框架22的其中一侧的固定槽221中进入,再将该加热组件21弯折后卡设进模组框架22的另一侧的固定槽221中,最终将一根加热组件21固定在一个模组框架22的固定槽221中。
进一步地,请参照图3,图3为本申请实施例提供的模组框架22的主视图。在本实施例中,固定槽221包括圆弧形凹槽2211以及卡槽2212,卡槽2212的一端和圆弧形凹槽2211固定连接。
圆弧形凹槽2211的内直径与加热组件21的外直径相同,加热组件21通过卡槽2212卡设与圆弧形凹槽2211中。
值得说明的是,在本实施例的其他实施方式中,每个模组框架22上还可以包括更多数量的固定槽221,例如4个或6个,从而使得整个电池模组20在不增加模组框架22的数量的前提下,可以容置更多数量的加热组件21,以提升加热效率,使得电池模组20可以在更短的时间内达到正常工作的温度。
结合参照图3及图4,图4为本申请实施例提供的加热组件21卡设在固定槽221中的示意图。在本实施例中,加热组件21的横截面可以为圆形,加热组件21通过卡槽2212进入,最终卡设在圆弧形凹槽2211中,由于加热组件21的外直径与圆弧形凹槽2211的内直径相同,从而能够将加热组件21完全卡设在圆弧形凹槽2211中,避免在搬动整个电池模组20时加热组件21从固定槽221中脱落。同时,此种卡设方式无需单独设置零件以将加热组件21固定,减少了电池模组20的零件数量,降低了制造成本。
进一步地,请继续参照图3,在本实施例中,卡槽2212由两个相对设置的倾斜面组成,两个倾斜面的其中一端与圆弧形凹槽2211的固定连接,另一端则形成一个开口,加热组件21通过该开口进入卡槽2212内,并最终卡设在圆弧形凹槽2211中。
具体地,在本实施例中,如图3所示,两个倾斜面形成的开口距离大于加热组件21的外直径,便于加热组件21可以毫无障碍地进入卡槽2212内,并最终卡设在圆弧形凹槽2211中。
在本实施例的其他实施方式中,如图3所示,模组框架22上还可以包括通孔222,该通孔222用于与螺钉配合使用。在对电芯组件23进行固定时,将螺钉插入通孔222内,并在外力作用下降螺钉拧紧,从而可以保证模组框架22与电芯组件23的相互固定。
进一步地,在本实施例中,模组框架22的材料可以为具有导热性能的金属。例如铝材料,从而可以将加热组件21产生的热量通过模组框架22传输至与该模组框架22接触的电芯上,以对电芯进行加热,保证电芯的正常工作所需的温度,也有利于提升电池模组20的使用寿命。同时,使用具有导热性能的金属也能保证该模组框架22的整体强度,以对多个电芯组件23起到固定支撑的作用。
除了具有较好的导热性能,铝材料还具有密度小的特点,同样大小的体积,铝材料制成的模组框架22的重量远小于用铜或铁等其他金属支撑的模组框架22的质量。
当然,值得说明的是,在本实施例的其他实施方式中,除了铝材料之外,还可以采用其他具有导热性能的金属材料制作模组框架22。
进一步地,在本实施例中,多根加热组件21设置于至少一个模组框架22的各固定槽221内。
在具体的实施过程中,每一个模组框架22上均设置有用于容置加热组件21的固定槽221,但并不是每一个模组框架22中均设置有加热组件21。
例如,请参照图5,图5为本申请实施例提供的电池模组20的局部示意图。在本实施例中,相邻的两个电芯组件23之间设置有两个对称的模组框架22,每个模组框架22上均设置有用于容置加热组件21的固定槽221,但在图5中,加热组件21只设置在其中一部分模组框架22的固定槽221中,另一个模组框架22的固定槽221中则未设置加热组件21。
在另一种实施方式中,也可以在每一个模组框架22的固定槽221中均设置加热组件21。
例如,若电池模组20中包括有较多数量的电芯组件23,为了更快的使电芯组件23的温度达到正常工作的温度,可以增加加热组件21的数量。若电池模组20中包括的电芯组件23的数量较少,使用少量数量的加热组件21也可以快速加热到正常工作温度,为了降低电池模组20不必要的制作成本,则可以减少加热组件21的数量。加热组件21的具体设置位置及数量可以根据加热需求进行相应的调整,在此不作具体限定。
进一步地,请参照图6,图6为本申请实施例提供的加热组件21的结构示意图。在本实施例中,加热组件21包括加热丝211、线缆212及插口213。
其中,加热丝211包括绝缘外壳以及设置在绝缘外壳内的加热材料,插口213通过线缆212与加热丝211电性连接。
在具体的实施过程中,插口213的一端通过线缆212与加热丝211电性连接,另一端则用于与外接电源连接,为加热组件21通电,从而使得加热组件21可以产生热量为电芯组件23加热。
进一步地,在本实施例中,加热丝211的绝缘外壳内还设置有纤维丝。
上述实施例通过在绝缘外壳内设置纤维丝以增强加热丝211的延展性,以避免加热丝211在外力作用下被损坏。
进一步地,在本实施例中,加热丝211的绝缘外壳的材料包括导热硅胶,加热材料包括镍铜合金。
导热硅胶具有卓越的抗冷热变化的性能、耐老化的性能以及绝缘性能,且导热硅胶还具有优异的防潮、抗震、耐电晕、抗漏电性能和耐化学介质性能,并且能在-60~~280℃温度下保持上述性能。因此,采用导热硅胶作为加热丝211的绝缘外壳,可以提升整个加热组件21的使用寿命。
请参照图7,图7为本申请实施例提供的电动车1的示意图。在本实施例中,电动车1包括控制系统10及上述实施例中描述的电池模组20。电池模组20与控制系统10电性连接,用于为该控制系统10提供电能,从而控制电动车1的工作状态。
综上所述,本申请实施例提供的电池模组20和电动车1,电池模组20包括多根加热组件21、多个模组框架22及多个电芯。多个电芯排列设置形成多个电芯组件23,多个电芯组件23通过多个模组框架22固定,且相邻的两个电芯组件23之间设置有至少一个模组框架22;每个模组框架22上设置有多个固定槽221,多根加热组件21容置于各模组框架22上的固定槽221中。通过在已有的模组框架22内设置多个用于容置多根加热组件21的固定槽221,以对电池模组20进行加热,无需将电池模组20的底部架空,降低了对电池模组20的加热难度以及成组难度,且可以避免由于电池模组20的自身重量压坏加热组件21,降低电池模组20的失效风险,同时由于无需额外增加固定加热组件21的零件,还可以降低电池模组20的制作成本。
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。
在本申请的描述中,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申请和简化描述,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申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中,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申请中的具体含义。
最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本申请的具体实施方式,用以说明本申请的技术方案,而非对其限制,本申请的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电池模组,其特征在于,包括多根加热组件、多个模组框架及多个电芯;
所述多个电芯排列设置,形成多个电芯组件;
多个所述电芯组件通过多个所述模组框架固定,且相邻的两个电芯组件之间设置有至少一个所述模组框架;
每个所述模组框架上设置有多个固定槽,多根所述加热组件容置于各所述模组框架上的固定槽中。
2.根据权利要求1所述的电池模组,其特征在于,每个所述模组框架至少包括两个固定槽,且所述两个固定槽的开口方向相反。
3.根据权利要求1所述的电池模组,其特征在于,所述固定槽包括圆弧形凹槽及卡槽,所述卡槽的一端和所述圆弧形凹槽固定连接;
所述圆弧形凹槽的内直径与所述加热组件的外直径相同,所述加热组件通过所述卡槽卡设于所述圆弧形凹槽中。
4.根据权利要求3所述的电池模组,其特征在于,所述卡槽由两个相对设置的倾斜面组成;
两个所述倾斜面的一端与所述圆弧形凹槽固定连接,两个所述倾斜面的另一端形成一开口;
所述加热组件通过所述开口进入所述卡槽并卡设在所述圆弧形凹槽内。
5.根据权利要求1所述的电池模组,其特征在于,所述模组框架的材料包括铝,用于将所述加热组件产生的热量传输至所述电芯。
6.根据权利要求1所述的电池模组,其特征在于,多根所述加热组件设置于至少一个所述模组框架的各固定槽内。
7.根据权利要求1所述的电池模组,其特征在于,所述加热组件包括加热丝、线缆及插口;
所述加热丝包括绝缘外壳及设置于所述绝缘外壳内的加热材料;
所述插口通过所述线缆与所述加热丝电性连接。
8.根据权利要求7所述的电池模组,其特征在于,所述加热丝的绝缘外壳内还设置有纤维丝。
9.根据权利要求8所述的电池模组,其特征在于,所述绝缘外壳的材料包括导热硅胶,所述加热材料包括镍铜合金。
10.一种电动车,其特征在于,包括控制系统及权利要求1-9任意一项所述的电池模组,所述电池模组与所述控制系统电性连接,用于为所述控制系统供电。
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