CN112072043A - 一种电池包 - Google Patents

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CN112072043A CN202011078623.2A CN202011078623A CN112072043A CN 112072043 A CN112072043 A CN 112072043A CN 202011078623 A CN202011078623 A CN 202011078623A CN 112072043 A CN112072043 A CN 112072043A
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刘祖勇
蒙玉宝
江吉兵
刘金成
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Abstract

本发明属于电池技术领域，公开了一种电池包。该电池包包括箱体和电芯模组。箱体包括底板、顶板和多个设置于底板与顶板之间且依次相连的立板，底板、顶板与多个立板均开设有通风孔，并共同围设形成箱体。电芯模组安装于箱体内。电芯模组内具有水平方向的主散热通道和竖直方向的分支散热通道，主散热通道与分支散热通道分别通过对应的通风孔与箱体的外部连通。箱体上具有通风孔，电芯模组具有水平方向的主散热通道和竖直方向的分支散热通道，能够从水平方向和竖直方向对电芯模组进行多个方向和不同位置进行散热，提高了电池包的散热效率，保证了电池包内部散热的均匀性，有利于实现电池包的内部温度保持一致。

Description

一种电池包
技术领域
本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种电池包。
背景技术
多个电芯模组串并联组成一定电压和容量的电池组，并放在一个密封的箱体内部形成电池包。电池包在使用过程中会产生大量的热，导致电池包的温度上升，并引发高温起火、爆炸等安全事故。
通常采用风冷的形式对电池包进行散热处理。风冷散热形式结构简单、维护方便。但风冷散热存在的缺点与不足是:电池包上的通风孔形式单一，布局不合理，散热效率较低。而且电池包的内部缺乏有效的散热通道对电芯模组进行均匀降温，导致电池包内部温度不均衡，电芯模组的温度一致性难以保证。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池包，以解决现有技术中电池包的散热效率低，散热不均匀的问题，并保证电池包内部温度的一致性。
为达此目的，本发明所采用的技术方案是：
一种电池包，包括：
箱体，所述箱体包括底板、顶板和多个设置于所述底板与所述顶板之间且依次相连的立板，所述底板、所述顶板与多个所述立板均开设有通风孔，并共同围设形成所述箱体；
电芯模组，所述电芯模组安装于所述箱体内；所述电芯模组内具有水平方向的主散热通道和竖直方向的分支散热通道，所述主散热通道与所述分支散热通道分别通过对应的所述通风孔与所述箱体的外部连通。
优选地，所述立板包括两个相对设置的第一侧板，其中一个所述第一侧板安装有风机，另一个所述第一侧板开设有所述通风孔，且所述风机与所述通风孔分别位于所述主散热通道延伸方向的两端。
优选地，所述底板与所述顶板均开设有与所述分支散热通道连通的所述通风孔，所述分支散热通道与所述主散热通道连通。
优选地，所述立板包括两个相对设置的第二侧板，所述电芯模组的端板与对应的所述第二侧板正对设置，所述第二侧板开设有通孔。
优选地，所述电芯模组包括多个并排设置的电芯和多个电芯支架，任意相邻的两个所述电芯之间夹设有两个所述电芯支架，两个所述电芯支架相对设置于所述电芯的上下两端，并在两个所述电芯支架之间形成水平方向的所述主散热通道，所述电芯支架具有沿竖直方向延伸并形成所述分支散热通道的散热孔。
优选地，所述电芯支架包括夹板和两个连接于所述夹板两端的侧板，两个所述侧板与所述夹板围成容纳槽，所述电芯的端部至少部分容纳在所述容纳槽中。
优选地，所述夹板开设有所述散热孔，所述散热孔贯穿所述夹板的高度方向的两端。
优选地，所述夹板上与所述电芯正对的侧面开设有凹槽，所述凹槽内填充有弹性件，所述弹性件能够与所述电芯相抵接。
优选地，所述侧板的顶部朝向所述夹板的方向延伸设置有限位部，所述限位部能够抵接于所述电芯的上端或下端。
优选地，所述侧板的底部背离所述夹板的方向延伸设置有卡扣头，所述卡扣头能够与扎带配合，以固定所述电芯模组。
本发明的有益效果为：
本发明提出的电池包包括箱体和电芯模组，箱体上具有通风孔，电芯模组具有水平方向的主散热通道和竖直方向的分支散热通道，能够从水平方向和竖直方向对电芯模组进行多个方向和不同位置进行散热，提高了电池包的散热效率，保证了电池包内部散热的均匀性，有利于实现电池包的内部温度保持一致。
附图说明
图1是本发明实施例提供的四个电芯支架与单个电芯的装配示意图；
图2是本发明实施例提供的电芯支架的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的电芯模组的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的未包括顶板的电池包的装配结构示意图；
图5是本发明实施例提供的第一视角下的电池包的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的第二视角下的电池包的结构示意图。
图中部件名称和标号如下：
100、电芯模组；10、电芯；20、扎带；30、电芯支架；40、端板；
1、夹板；11、凸台；111、凹槽；12、减重孔；13、散热孔；2、侧板；21、限位部；22、卡扣头；3、风机；4、控制盒；5、箱体；51、底板；52、顶板；53、第一侧板；54、第二侧板；501、通风孔；502、通孔；6、绝缘板；61、贯穿孔；7、锁紧螺栓。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1-图5所示，本实施例公开了一种具有良好的风冷散热效果的电池包。该电池包包括箱体5和电芯模组100。箱体5包括底板51、顶板52和多个设置于底板51与顶板52之间且依次相连的立板，底板51、顶板52与多个立板均开设有通风孔501，并共同围设形成箱体5。电芯模组100安装于箱体5内。电芯模组100内具有水平方向的主散热通道和竖直方向的分支散热通道，主散热通道与分支散热通道分别通过对应的通风孔501与箱体5的外部连通。
本实施例的箱体5上具有通风孔501。电芯模组100具有水平方向的主散热通道和竖直方向的分支散热通道，能够从水平方向和竖直方向对电芯模组100进行多个方向和不同位置进行散热，提高了电池包的散热效率，保证了电池包内部散热的均匀性，有利于实现电池包的内部温度保持一致。在本实施例中，水平方向为箱体5的长度方向，竖直方向为箱体5的高度方向。
如图1-图3所示，该电芯支架30包括夹板1和两个连接于夹板1两端的侧板2，两个侧板2与夹板1围成容纳槽，电芯10的端部至少部分容纳在容纳槽中。夹板1上与电芯10正对的侧面开设有凹槽111，凹槽111内填充有弹性件，弹性件能够与电芯10相抵接。
在本实施例中，通过在电芯支架30的夹板1的两侧开设凹槽111，并在凹槽111内填充弹性件，使得夹板1通过弹性件抵接于电芯10。弹性件能够吸收电芯10的膨胀变形，提高了电芯模组100结构的稳定性。
优选地，夹板1的长度与电芯10的长度相等，即容纳槽的长度与电芯10的长度相等。当电芯10位于容纳槽时，两个侧板2能够抵接于电芯10，有利于电芯10与电芯支架30的稳固安装，避免了电芯10与电芯支架30之间发生相对位移。
优选地，凹槽111的深度为0.25mm，弹性件的厚度为0.8mm。弹性件优选为硅胶垫，硅胶垫具有良好的绝缘性能和弹性，且廉价易得。本实施例的电芯支架30安装于电芯模组100的电芯10之间，其弹性件的厚度被压缩至0.5mm。当电芯10膨胀时，弹性件被压缩并吸收电芯10的膨胀变形，有效地防止了电芯模组100的端板40及其他安装结构受力裂开。同时消除了由于电芯10的平整度较差，导致的电芯10与夹板1之间的间隙不均匀的问题。
优选地，侧板2的顶部朝向夹板1的方向延伸设置有限位部21，限位部21能够抵接于电芯10的上端或下端。本实施例的侧板2向内延伸设置有限位部21，该限位部21水平设置。当电芯支架30安装于电芯10的上端或下端时，限位部21抵接于电芯10的上端或下端的端面。本实施例的侧板2在夹板1的高度方向具有顶部和下文描述的底部。当电芯支架30安装于电芯10时，侧板2靠近电芯10的上端或下端的一端为顶部，另一端为底部。
优选地，夹板1开设有减重孔12。该减重孔12贯穿夹板1上作为容纳槽的槽底的两个侧面，以使得两个容纳槽通过减重孔12连通。该减重孔12有利于降低电芯支架30的重量，而且有利于电芯10快速散热。本实施例的减重孔12为一个方形孔。减重孔12还可以为两个、三个或四个以上，其具体的形状还可以为圆形或其他形状。
优选地，夹板1的两侧均设置有凸台11，凹槽111位于对应的凸台11上。将凹槽111设置于凸台11，使得凹槽111内的弹性件的高度始终高于夹板1的侧面，保证了在电芯支架30与电芯10安装时弹性件首先接触电芯10，并且夹板1始终通过弹性件抵接于电芯10。
优选地，夹板1开设有散热孔13，散热孔13贯穿夹板1的高度方向的两端。电芯10产生的热量可以通过散热孔13快速排出，有利于提高电芯10的散热效率。同时散热孔13降低了电芯支架30的重量，有利于实现电芯支架30的轻量化。
进一步优选地，散热孔13的数量为多个，多个散热孔13沿夹板1的长度方向并排布置。本实施例的散热孔13的数量为多个，提高了电芯10的散热效率。本实施例中散热孔13的截面形状为方形。当然，散热孔13的截面形状还可以为圆形或其他多边形。
本实施例的电芯模组100包括多个并排设置的电芯10和多个电芯支架30，任意相邻的两个电芯10之间夹设有两个电芯支架30，两个电芯支架30相对设置于电芯10的上下两端，并在两个电芯支架30之间形成水平方向的主散热通道，电芯支架30具有沿竖直方向延伸并形成分支散热通道的散热孔13。
如图3所示，每个电芯支架30的夹板1的两侧与侧板2均围成容纳槽，任意相邻的两个电芯10之间夹设有两个电芯支架30，且两个电芯支架30相对设置于电芯10的上下两端。相对于现有的一体式支架，相对设置于电芯10上下两端的两个电芯支架30组成分体式支架，减少了电芯支架30的尺寸和重量，有利于电芯支架30快速、便捷安装。同时，两个相对设置电芯10的上下两端的两个电芯支架30之间形成水平方向的主散热通道，有利于电芯10散热。
继续如图1-图3所示，电芯支架30中的两个侧板2分别与夹板1长度方向的两端相连，并形成“工”字形框架。该“工”字形框架在夹板1的两侧具有容纳电芯10的容纳槽，两个侧板2为容纳槽的侧壁，夹板1为容纳槽的槽底。本实施例中的电芯模组100还包括电芯10、扎带20和端板40。多个电芯10并排设置于两个端板40之间。扎带20的数量为两个，两个扎带20分别套设于电芯10上端的多个电芯支架30和电芯10下端的多个电芯支架30上。该扎带20能够将端板40、电芯10和电芯支架30捆扎到一起，以形成结构稳定的电芯模组100。本实施例的扎带20优选为钢带，以提高扎带20的捆扎强度，从而提高电芯模组100的结构稳定性。当然，扎带20还可以为其他材质制成。例如，可以为尼龙扎带。
优选地，侧板2的底部背离夹板1的方向延伸设置有卡扣头22，卡扣头22能够与扎带20配合，以固定电芯模组100。
本实施例中的卡扣头22具有水平面，扎带20捆扎电芯10与电芯支架30时能够抵接于卡扣头22的水平面，使得扎带20在竖直方向具有安装位置，实现了扎带20快速、高效地安装。本实施例的电芯10的固定安装无需使用长螺杆或激光焊接固定，提高了电芯模组100的组装效率。
如图4所示，该电池包包括四个并排设置的电芯模组100，每个电芯模组100均通过锁紧螺栓7固定安装于箱体5内。每个电芯模组100中具有多个主散热通道，任意相邻的两个电芯模组100中正对的主散热通道相互连通。具体地，多个锁紧螺栓7分别穿设于端板40上对应的锁紧孔，并能够与箱体5上的螺纹孔配合，以实现电芯模组100的固定安装。四个电芯模组100依次紧密贴合安装，以减少占地面积。当然，电芯模组100的数量还可以为两个、三个、五个或六个以上。
如图4和图5所示，立板包括两个相对设置的第一侧板53，其中一个第一侧板53安装有风机3，另一个第一侧板53开设有通风孔501，且风机3与通风孔501分别位于主散热通道延伸方向的两端。
本实施例的箱体5上的两个第一侧板53相对设置，且竖直安装于底板51上在电芯模组100排列方向的两端，以使两个第一侧板53分别位于主散热通道延伸方向的两端。通过在箱体5上开设通风孔501，外部的空气能够通过通风孔501进入箱体5内的主散热通道。风机3与通风孔501分别安装于两个第一侧板53上，并正对主散热通道，以便风机3能够将箱体5内的空气快速排出箱体5外，提高了空气的流动速率，进一步增强了散热效果。在其他实施例中，风机3还可以向箱体5内排入空气，使空气从通风孔501中排出，同样能够实现电芯模组100的快速散热。本实施例中风机3的数量为两个。由水平方向的主散热通道、第一侧板53上的通风孔501与风机3共同形成了电池包散热的主通道，实现了电池包水平方向的通风散热。
具体地，位于第一侧板53上的通风孔501的数量为多个，多个通风孔501并排设置，以增加空气的进入量，增强散热效果。本实施例的通风孔501的数量与主散热通道的数量相同，且一一正对设置，进一步增强了散热效果。该通风孔501为腰形孔，其开口尺寸大致与主散热通道的径向截面面积相等。
优选地，底板51与顶板52均开设有与分支散热通道连通的通风孔501，分支散热通道与主散热通道连通。
如图5所示，箱体5的底板51开设有多个通风孔501，通风孔501的数量为多个，多个通风孔501并排设置，以增加空气的进入量，进而增强散热效果。在本实施例中，每个电芯支架30上的多个散热孔13均对应底板51上两个通风孔501。位于电芯模组100下端的分支散热通道通过电芯支架30上的散热孔13与对应的主散热通道连通，便于底部进入的空气依次通过分支散热通道和主散热通道后，通过风机3排出箱体5，实现了电池包竖直方向的通风散热。
如图4和图6所示，箱体5的顶板52开设有四个通风孔501，每个电芯模组100的顶端均安装有绝缘板6，绝缘板6上开设有多个贯穿孔61，贯穿孔61位于分支散热通道上方，以使外部的空气能够依次通过通风孔501、贯穿孔61、位于电芯模组100上端的分支散热通道进入水平方向的主散热通道中，并通过风机3排出箱体5，同样实现了电池包竖直方向的通风散热。
需要说明的是，由于箱体5的上端需要走线或安装其他结构，为了避免发生短路，顶板52上的通风孔501数量较少，以减少箱体5内电芯模组100的裸露面积，增加电池包的安全性。
如图5和图6所示，电池包还包括控制盒4，该控制盒4安装于顶板52的一端，且控制盒4的侧壁上开设有多个通风孔501，以对控制盒4内的控制单元进行散热。控制盒4内的控制单元能够对电池包进行充放电或其他操作。控制单元为电池领域内成熟的技术手段，对于其具体的工作过程不再进行赘述。
优选地，立板包括两个相对设置的第二侧板54，电芯模组100的端板40与对应的第二侧板54正对设置。第二侧板54开设有通孔502。在第二侧板54上开设通孔502主要是对端板40进行散热。本实施例中通孔502为腰形孔，多个腰形孔呈矩阵排列，提高了电芯模组100在端板40位置的散热。
本实施例的箱体5包括顶板52、底板51、两个相对设置的第一侧板53与两个相对设置的第二侧板54，通过在顶板52、底板51、两个相对设置的第一侧板53开设通风孔501，便于外部的空气从多个方向进入电池包的主散热通道和分支散热通道内，实现了对电芯模组100在水平方向和竖直方向的散热。同时，在相对设置的第二侧板54上开设通孔502，实现了对电芯模组100在端板40位置的散热。本实施例的电池包实现了多个方向和不同位置的通风散热，保证了电池包内部散热的均匀性，有利于电池包的内部温度保持一致。
需要说明的是，通风孔501与通孔502的形状还可以为圆形孔、椭圆形孔或多边形孔，对于通风孔501与通孔502的具体尺寸不作具体限定。
以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种电池包，其特征在于，包括：
箱体(5)，所述箱体(5)包括底板(51)、顶板(52)和多个设置于所述底板(51)与所述顶板(52)之间且依次相连的立板，所述底板(51)、所述顶板(52)与多个所述立板均开设有通风孔(501)，并共同围设形成所述箱体(5)；
电芯模组(100)，所述电芯模组(100)安装于所述箱体(5)内；所述电芯模组(100)内具有水平方向的主散热通道和竖直方向的分支散热通道，所述主散热通道与所述分支散热通道分别通过对应的所述通风孔(501)与所述箱体(5)的外部连通。
2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述立板包括两个相对设置的第一侧板(53)，其中一个所述第一侧板(53)安装有风机(3)，另一个所述第一侧板(53)开设有所述通风孔(501)，且所述风机(3)与所述通风孔(501)分别位于所述主散热通道延伸方向的两端。
3.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述底板(51)与所述顶板(52)均开设有与所述分支散热通道连通的所述通风孔(501)，所述分支散热通道与所述主散热通道连通。
4.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述立板包括两个相对设置的第二侧板(54)，所述电芯模组(100)的端板(40)与对应的所述第二侧板(54)正对设置，所述第二侧板(54)开设有通孔(502)。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的电池包，其特征在于，所述电芯模组(100)包括多个并排设置的电芯(10)和多个电芯支架(30)，任意相邻的两个所述电芯(10)之间夹设有两个所述电芯支架(30)，两个所述电芯支架(30)相对设置于所述电芯(10)的上下两端，并在两个所述电芯支架(30)之间形成水平方向的所述主散热通道，所述电芯支架(30)具有沿竖直方向延伸并形成所述分支散热通道的散热孔(13)。
6.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，所述电芯支架(30)包括夹板(1)和两个连接于所述夹板(1)两端的侧板(2)，两个所述侧板(2)与所述夹板(1)围成容纳槽，所述电芯(10)的端部至少部分容纳在所述容纳槽中。
7.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述夹板(1)开设有所述散热孔(13)，所述散热孔(13)贯穿所述夹板(1)的高度方向的两端。
8.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述夹板(1)上与所述电芯(10)正对的侧面开设有凹槽(111)，所述凹槽(111)内填充有弹性件，所述弹性件能够与所述电芯(10)相抵接。
9.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述侧板(2)的顶部朝向所述夹板(1)的方向延伸设置有限位部(21)，所述限位部(21)能够抵接于所述电芯(10)的上端或下端。
10.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述侧板(2)的底部背离所述夹板(1)的方向延伸设置有卡扣头(22)，所述卡扣头(22)能够与扎带(20)配合，以固定所述电芯模组(100)。
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