CN112103421B - 温控组件及电池包 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种温控组件及电池包，温控组件包括：第一侧板、第二侧板以及弹性导热片。弹性导热片具有主体部，且主体部包括：第一平板段，在纵向上靠近第一侧板、沿上下方向延伸；第二平板段，在纵向上靠近第二侧板、沿上下方向延伸；以及连接段，从第一侧板朝向第二侧板倾斜延伸、连接于第一平板段和第二平板段。当外部空气流经温控组件时，即可实现对电池的散热处理。在电池包的使用过程中，相邻两个电池的膨胀力分别挤压第一侧板和第二侧板、而第一侧板和第二侧板分别挤压第一平板段和第二平板段。由于弹性导热片自身的弹性和结构特性，弹性导热片的主体部在挤压作用下产生变形以及时吸收电池的膨胀力，由此极大地提高了电池的使用寿命。

Description

温控组件及电池包
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种温控组件及电池包。
背景技术
电池包通常包括成组在一起的多个电池。在成组技术中，除了保证结构自身强度和性能外，还需要考虑结构对于电池寿命的影响，其中温度和膨胀力对于电池寿命影响很大，所以在设计时必须考虑热管理和膨胀力设计。
在热管理设计方面：目前主要有水冷和风冷两种方式。其中，由于水冷方式的成本较高，因而电池包普遍采用风冷方式进行散热。
在膨胀力设计方面：电池包在充放电过程中，电池会逐渐产生膨胀、且与固定结构产生相互作用力(即膨胀力)。其中，适当的膨胀力会有益于电池自身反应，但是过大的膨胀力会使得电池受压过大而发生析锂现象，甚至产生不可逆的容量损失，从而极大地降低了电池的寿命。
为了缓解膨胀力，目前主要有以下几种形式：(1)电池之间直接贴紧、加强外部结构，以直接抵抗膨胀力，这种方式的不足之处在于：当电池容量和电池成组串数逐渐提升时，电池成组后的膨胀力会越来越大，从而降低了电池使用寿命；(2)电池间增加缓冲垫等结构，其通过材料自身伸缩特性来吸收膨胀力，从而降低成组后的膨胀力，这种方式的不足之处在于：电池大面紧贴缓冲垫，只能采用电池侧面和底部散热，由此降低了散热效率；(3)电池与电池隔开，中间空出间隙，以使得电池自由膨胀，这种方式的不足之处在于：电池初始时为自由膨胀，在无压力下容易反应不充分，降低了使用寿命，同时若电池膨胀量较大、预留间隙过大时，影响成组体积。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种温控组件及电池包，当温控组件应用于电池包中时，温控组件不仅能够对电池进行热管理，还能够吸收电池产生的膨胀力，从而降低了电池在膨胀力作用下产生的变形，极大地提高了电池的使用寿命。
为了实现上述目的，本发明提供了一种温控组件，其包括：第一侧板；第二侧板，沿纵向与第一侧板相对设置，且第二侧板连接于第一侧板并与第一侧板一起形成有腔体；以及弹性导热片，设置于所述腔体内并将所述腔体划分为多个通道。弹性导热片具有主体部，且主体部包括：第一平板段，在纵向上靠近第一侧板、并沿上下方向延伸；第二平板段，在纵向上靠近第二侧板、并沿上下方向延伸；以及连接段，从第一侧板朝向第二侧板倾斜延伸、并连接于第一平板段和第二平板段。
第一平板段接触第一侧板，第二平板段接触第二侧板。
第一侧板具有：第一本体部，沿上下方向延伸；以及第一延伸部，连接于第一本体部的一端并沿纵向延伸，且第一延伸部连接于第二侧板。
弹性导热片活动设置于第二侧板与第一侧板形成的腔体内。或者，弹性导热片在上下方向上的两端分别抵靠在第一侧板的对应的第一延伸部上。
弹性导热片还具有：压缩部，连接于主体部在上下方向的一端。压缩部设置成：当主体部的第一平板段和第二平板段在纵向上受到第一侧板和第二侧板的挤压后，压缩部被主体部挤压而产生变形。
压缩部形成为卷绕状结构。当主体部的第一平板段和第二平板段在纵向上受到第一侧板和第二侧板的挤压后，压缩部在上下方向上抵靠在第一侧板的第一延伸部上、主体部围绕压缩部进行卷绕，以挤压压缩部。
压缩部形成为拱形结构。弹性导热片还具有：连接部，在上下方向上位于压缩部与第一延伸部之间并连接于压缩部。当主体部在纵向上受到第一侧板和第二侧板的挤压后，连接部抵靠在第一侧板的第一延伸部上，第一延伸部经由连接部与主体部一起挤压压缩部。
压缩部包括：第三平板段，沿上下方向延伸、并在纵向上与第一侧板和第二侧板间隔设置；第一挤压段，从第三平板段朝向第一侧板倾斜延伸、并连接于第三平板段和主体部；以及第二挤压段，从第三平板段朝向第一侧板倾斜延伸、并连接于第三平板段和连接部。
弹性导热片在数量上为一片。
弹性导热片在数量上为至少两片，所述至少两片弹性导热片包括第一弹性导热片和第二弹性导热片。温控组件还包括：分隔板，沿纵向延伸并连接于第一侧板和第二侧板。第一弹性导热片设置于分隔板上方，第二弹性导热片设置于分隔板下方。
本发明还提供了一种电池包，其包括多个电池以及上述所述的温控组件，所述多个电池包括第一电池和第二电池，温控组件设置于第一电池与第二电池之间。
本发明的有益效果如下：
本发明的电池包中，当外部空气流经温控组件的通道时，即可实现对电池的散热处理。且在电池包的使用过程中，电池会产生膨胀力，此时相邻两个电池的膨胀力分别挤压第一侧板和第二侧板、而第一侧板和第二侧板分别在纵向上挤压主体部的第一平板段和第二平板段。由于弹性导热片自身的弹性和结构特性，弹性导热片的主体部在第一侧板和第二侧板的挤压作用下产生变形以及时吸收电池的膨胀力，从而降低了电池在膨胀力作用下产生的变形程度，由此极大地提高了电池的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的电池包的结构示意图。
图2是图1中的电池包去除上箱盖后的俯视图。
图3是本发明的温控组件在一实施例中的结构示意图。
图4是图3的分解图。
图5是图3中的圆圈部分的放大图。
图6是图4中弹性导热片的立体图。
图7是本发明的温控组件在另一实施例中的结构示意图。
图8是图7的分解图。
图9是图7中的圆圈部分的放大图，其中第一压缩部处于未挤压状态。
图10是图7中的圆圈部分的放大图，其中第一压缩部处于挤压状态。
图11是图8中弹性导热片的立体图。
图12是本发明的温控组件在又一实施例中的结构示意图。
图13是是风道组件与下箱体的组装图。
其中，附图标记说明如下：
1电池 232C第二挤压段
1A第一电池 233连接部
1B第二电池 24分隔板
2温控组件 3下箱体
21第一侧板 4风道组件
211第一本体部 41风量调节板
212第一延伸部 42第一支撑板
22第二侧板 43第二支撑板
221第二本体部 44安装板
222第二延伸部 45密封条
23弹性导热片 5风机
231主体部 6扎带
231A第一平板段 7上箱盖
231B第二平板段 8端板
231C连接段 F通道
232压缩部 X横向
232A第三平板段 Y纵向
232B第一挤压段 Z上下方向
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个以上(包括两个)；除非另有规定或说明，术语“连接”、应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。
参照图1至图13，本申请的电池包包括多个电池1、温控组件2、下箱体3、风道组件4、风机5、扎带6、上箱盖7、端板8、安装面板9以及线束隔离板(未示出)。
参照图1和图2，所述多个电池1包括第一电池1A和第二电池1B，温控组件2设置于第一电池1A与第二电池1B之间。进一步地，第一电池1A和第二电池1B在数量上可均为多个、多个第一电池1A和多个第二电池1B在纵向Y上依次交替排列，且每相邻的第一电池1A和第二电池1B之间可均设置温控组件2。
为了保证温控组件2的强度以及导热性，温控组件2可由金属材料制成，如铝型材。
参照图3至图12，温控组件2可包括第一侧板21、第二侧板22、弹性导热片23以及分隔板24。
第一侧板21沿纵向Y与第二侧板22相对设置，且第二侧板22连接于第一侧板21并与第一侧板21一起形成带有腔体的围框结构。
第一侧板21可具有：第一本体部211，沿上下方向Z延伸；以及第一延伸部212，连接于第一本体部211的一端并沿纵向Y延伸，且第一延伸部212连接于第二侧板22。其中，第一延伸部212在数量上可选择性设置为一个(即第一侧板21为“L”型结构)或两个(即第一侧板21为“]”型结构)。
第二侧板22整体可为平板状结构(未示出)。或者，第二侧板22可具有：第二本体部221，沿上下方向Z延伸；以及第二延伸部222，连接于第二本体部221的一端并沿纵向Y延伸，且第二延伸部222连接于第一侧板21。其中，第二延伸部222在数量上也可选择性设置为一个或两个。
当第一延伸部212和第二延伸部222在数量上均为两个时，各第一延伸部212与对应的第二延伸部222在上下方向Z上叠置并固定连接在一起。
第一侧板21的第一本体部211与第二侧板22的第二本体部221直接面向对应电池1的大面设置，当外部空气流经温控组件2的通道F时，即可实现对电池1的散热处理。
弹性导热片23设置于第一侧板21与第二侧板22形成的腔体内并将所述腔体划分为多个通道F。具体地，弹性导热片23可活动设置于第二侧板22与第一侧板21形成的腔体内。或者，弹性导热片23在上下方向Z上的两端分别抵靠在第一侧板21的对应的第一延伸部212上。
弹性导热片23具有主体部231，且主体部231包括：第一平板段231A，在纵向Y上靠近第一侧板21、并沿上下方向Z延伸；第二平板段231B，在纵向Y上靠近第二侧板22、并沿上下方向Z延伸；以及连接段231C，从第一侧板21朝向第二侧板22倾斜延伸、并连接于第一平板段231A和第二平板段231B。此时，第一平板段231A与连接段231C、第二侧板22形成对应一个通道F，第二平板段231B与连接段231C、第一侧板21也形成对应一个通道F。
需要说明的是，这里的“第一平板段231A在纵向Y上靠近第一侧板21”包括两种设置方式：1)第一平板段231A与第一侧板21接触设置；2)第一平板段231A与第一侧板21间隔一定距离，且第一平板段231A与第一侧板21之间的间隔小于第一平板段231A与第二侧板22之间的间隔。
同理，“第二平板段231B在纵向Y上靠近第二侧板22”也包括两种设置方式：1)第二平板段231B与第二侧板22接触设置；2)第二平板段231B与第二侧板22间隔一定距离，且第二平板段231B与第二侧板22之间的间隔小于第二平板段231B与第一侧板21之间的间隔。
在电池包的使用过程中，电池1会产生膨胀力，此时相邻两个电池1(即第一电池1A和第二电池1B)的膨胀力分别挤压第一侧板21和第二侧板22、而第一侧板21和第二侧板22分别在纵向Y上挤压主体部231的第一平板段231A和第二平板段231B。由于弹性导热片23自身的弹性和结构特性，弹性导热片23的主体部231在第一侧板21和第二侧板22的挤压作用下产生变形，以及时吸收电池1的膨胀力，从而降低了电池1在膨胀力作用下产生的变形程度，由此极大地提高了电池1的使用寿命。
参照图6和图11，弹性导热片23的主体部231可包括多个第一平板段231A、多个第二平板段231B以及多个连接段231C，且相邻的第一平板段231A和第二平板段231B通过对应一个连接段231C连接，由此多个第一平板段231A、多个第二平板段231B以及多个连接段231C一起形成波浪状结构(也可称为瓦楞板状结构)。这种波浪状结构，使得空气与弹性导热片23的接触面积大，从而提高了温控组件2对电池1的散热效率。
弹性导热片23还可具有：压缩部232，连接于主体部231在上下方向Z的一端。压缩部232在数量上可为两个，两个压缩部232分别连接于主体部231在上下方向Z上的两端。其中，压缩部232设置成：当主体部231的第一平板段231A和第二平板段231B在纵向Y上受到第一侧板21和第二侧板22的挤压后，压缩部232被主体部231挤压而产生变形。
在第一实施例中，参照图7至图11，弹性导热片23的压缩部232可形成为卷绕状结构(围成有空腔)。当主体部231的第一平板段231A和第二平板段231B在纵向Y上受到第一侧板21和第二侧板22的挤压后，主体部231在上下方向Z上伸展变长、压缩部232抵靠在第一侧板21的第一延伸部212上，此时主体部231伸长的部分围绕压缩部232进行卷绕并挤压压缩部232，压缩部232产生变形以为主体部231的伸长部分提供足够的空间，由此到达吸收电池1的膨胀力的目的。
在第一实施例中，弹性导热片23的两端需要具有足够的活动性，因此压缩部232与第一侧板21的第一延伸部212之间无需固定连接，而主体部231的部分第一平板段231A可粘接于第一侧板21，主体部231的部分第二平板段231B可粘接于第二侧板22。优选地，在上下方向Z上位于中间的第一平板段231A粘接于第一侧板21，在上下方向Z上位于中间的第二平板段231B粘接于第二侧板22。
在第二实施例中，参照图3至图6，弹性导热片23的压缩部232可形成为拱形结构(围成有空腔)。弹性导热片23还具有：连接部233，在上下方向Z上位于压缩部232与第一延伸部212之间并连接于压缩部232。当主体部231的第一平板段231A和第二平板段231B在纵向Y上受到第一侧板21和第二侧板22的挤压后，主体部231在上下方向Z上伸展变长、连接部233抵靠在第一侧板21的第一延伸部212上，第一延伸部212经由连接部233与主体部231一起挤压压缩部232，压缩部232产生变形以为主体部231的伸长部分提供足够的空间，由此到达吸收电池1的膨胀力的目的。
具体地，压缩部232可包括：第三平板段232A，沿上下方向Z延伸、并在纵向Y上与第一侧板21和第二侧板22间隔设置；第一挤压段232B，从第三平板段232A朝向第一侧板21倾斜延伸、并连接于第三平板段232A和主体部231；以及第二挤压段232C，从第三平板段232A朝向第一侧板21倾斜延伸、并连接于第三平板段232A和连接部233。
连接部233可形成为L型结构，如图5所示。
在第二实施例中，弹性导热片23的连接部233可直接固定于第一延伸部212，而弹性导热片23的其他部分与第一侧板21和第二侧板22之间无需固定。
弹性导热片23的数量可根据实际使用情况进行选择性设置。具体地，参照图3至图5以及图7至图10，弹性导热片23在数量上可为一片。参照图12，弹性导热片23在数量上可为至少两片，所述至少两片弹性导热片23包括第一弹性导热片23A和第二弹性导热片23B。分隔板24沿纵向Y延伸并连接于第一侧板21和第二侧板22。第一弹性导热片23A设置于分隔板24上方，第二弹性导热片23B设置于分隔板24下方。
参照图1和图2，下箱体3用于支撑所述多个电池1。所述多个电池1在横向X上可排列成至少两排电池排，风道组件4设置于两排电池排之间并固定于下箱体3。风道组件4与对应的电池排形成有风道，且所述风道连通于对应的温控组件2的多个通道F和风机5。
参照图13，风道组件4可包括风量调节板41、第一支撑板42、第二支撑板43、安装板44以及密封条45。
风量调节板41设置于所述风道内，第一支撑板42与第二支撑板43在纵向Y上间隔设置且第一支撑板42靠近风机5。其中，风量调节板41的高度沿第一支撑板42朝向第二支撑板43的方向依次减小，以使所述风道沿纵向Y从靠近风机5一侧向远离风机5一侧扩张。
安装板44沿纵向Y延伸并连接于第一支撑板42和第二支撑板43，且风量调节板41固定安装于安装板44。密封条45设置于第一支撑板42、第二支撑板43以及安装板44上。当风道组件4与多个电池1完成装配后，密封条45粘接于对应的电池排以与该电池排密封连接。
电池包在使用过程中，在风机5的作用下，外部空气能够进入温控组件2的多个通道F中，以实现对电池1的散热。同时，基于风量调节板41的设置，外部空气进入不同温控组件2的量不同，由此实现对所有电池1的均匀散热。
参照图1，端板8在纵向Y上设置于各电池排两端。扎带6沿周向箍紧对应一个电池排中的所有电池1、对应的温控组件2以及对应的两个端板8。安装面板9在纵向Y上位于对应的端板8外侧、固定连接于下箱体3以及对应的端板8、并固定安装风机5。
线束隔离板设置于所述多个电池1上方并直接固定于端板8，由此有助于提高电池包的成组效率以及一体化程度。参照图1和图2，上箱盖7设置于线束隔离板的上方并通过紧固件(如铆钉)与线束隔离板固定连接。这里，由于上箱盖7的周侧未设置卡扣等复杂结构，因而其可采用吸塑工艺直接加工而成，从而降低了加工成本。

Claims (9)

1.一种温控组件(2)，其特征在于，包括：
第一侧板(21)；
第二侧板(22)，沿纵向(Y)与第一侧板(21)相对设置，且第二侧板(22)连接于第一侧板(21)并与第一侧板(21)一起形成有腔体；以及
弹性导热片(23)，设置于所述腔体内并将所述腔体划分为多个通道(F)；
弹性导热片(23)具有主体部(231)，且主体部(231)包括：第一平板段(231A)，在纵向(Y)上靠近第一侧板(21)、并沿上下方向(Z)延伸；第二平板段(231B)，在纵向(Y)上靠近第二侧板(22)、并沿上下方向(Z)延伸；以及连接段(231C)，从第一侧板(21)朝向第二侧板(22)倾斜延伸、并连接于第一平板段(231A)和第二平板段(231B)；
弹性导热片(23)还具有：压缩部(232)，连接于主体部(231)在上下方向(Z)的一端；
压缩部(232)设置成：当主体部(231)的第一平板段(231A)和第二平板段(231B)在纵向(Y)上受到第一侧板(21)和第二侧板(22)的挤压后，压缩部(232)被主体部(231)挤压而产生变形。
2.根据权利要求1所述的温控组件(2)，其特征在于，第一平板段(231A)接触第一侧板(21)，第二平板段(231B)接触第二侧板(22)。
3.根据权利要求1所述的温控组件(2)，其特征在于，第一侧板(21)具有：第一本体部(211)，沿上下方向(Z)延伸；以及第一延伸部(212)，连接于第一本体部(211)的一端并沿纵向(Y)延伸，且第一延伸部(212)连接于第二侧板(22)。
4.根据权利要求3所述的温控组件(2)，其特征在于，
弹性导热片(23)活动设置于第二侧板(22)与第一侧板(21)形成的腔体内；或者
弹性导热片(23)在上下方向(Z)上的两端分别抵靠在第一侧板(21)的对应的第一延伸部(212)上。
5.根据权利要求1所述的温控组件(2)，其特征在于，
压缩部(232)形成为卷绕状结构；
当主体部(231)的第一平板段(231A)和第二平板段(231B)在纵向(Y)上受到第一侧板(21)和第二侧板(22)的挤压后，压缩部(232)在上下方向(Z)上抵靠在第一侧板(21)的第一延伸部(212)上、主体部(231)围绕压缩部(232)进行卷绕，以挤压压缩部(232)。
6.根据权利要求1所述的温控组件(2)，其特征在于，
压缩部(232)形成为拱形结构；
弹性导热片(23)还具有：连接部(233)，在上下方向(Z)上位于压缩部(232)与第一延伸部(212)之间并连接于压缩部(232)；
当主体部(231)的第一平板段(231A)和第二平板段(231B)在纵向(Y)上受到第一侧板(21)和第二侧板(22)的挤压后，连接部(233)抵靠在第一侧板(21)的第一延伸部(212)上，第一延伸部(212)经由连接部(233)与主体部(231)一起挤压压缩部(232)。
7.根据权利要求6所述的温控组件(2)，其特征在于，压缩部(232)包括：第三平板段(232A)，沿上下方向(Z)延伸、并在纵向(Y)上与第一侧板(21)和第二侧板(22)间隔设置；第一挤压段(232B)，从第三平板段(232A)朝向第一侧板(21)倾斜延伸、并连接于第三平板段(232A)和主体部(231)；以及第二挤压段(232C)，从第三平板段(232A)朝向第一侧板(21)倾斜延伸、并连接于第三平板段(232A)和连接部(233)。
8.根据权利要求7所述的温控组件(2)，其特征在于，
弹性导热片(23)在数量上为一片；或者
弹性导热片(23)在数量上为至少两片，所述至少两片弹性导热片(23)包括第一弹性导热片(23A)和第二弹性导热片(23B)；
温控组件(2)还包括：分隔板(24)，沿纵向(Y)延伸并连接于第一侧板(21)和第二侧板(22)；
第一弹性导热片(23A)设置于分隔板(24)上方，第二弹性导热片(23B)设置于分隔板(24)下方。
9.一种电池包，其特征在于，包括多个电池(1)以及权利要求1-8中任一项所述的温控组件(2)，所述多个电池(1)包括第一电池(1A)和第二电池(1B)，温控组件(2)设置于第一电池(1A)与第二电池(1B)之间。
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