CN112787011A - 电芯单元及动力电池模组 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电芯单元及动力电池模组，该模组包括：至少一个电芯单元，电芯单元包括壳体和电芯体，其中，壳体包括壳本体和套设在壳本体外的管体；电芯体设置于壳本体内；管体与壳本体之间形成第一液冷流道；具有向外敞开的第一敞口；壳本体具有沿轴向相对的两个端板；两个夹板，其沿轴向设置于电芯单元的相对侧；每个夹板上设置有至少一个用于与其中一个端板相抵靠的液冷面；夹板内设置有第二液冷流道；具有位于液冷面外侧的第二敞口；第二敞口与第一敞口相连通。本发明提供了一种电芯单元及动力电池模组，其能在不降低成组效率的同时，实现对电池的液冷，同时省去导热材料，进而降低成本，降低热阻，提高电芯的循环寿命及性能。

Description

电芯单元及动力电池模组

技术领域

本发明涉及一种电芯单元及动力电池模组。

背景技术

研发新能源汽车为当今世界的紧迫任务。动力电池系统是新能源汽车中最重要的组成部分，其中动力电池系统的热管理性能对动力电池组的安全性至关重要。随着目前电芯的尺寸越来越大以及容量越来越高，动力电池系统中液冷系统的升级显得越发必要。针对圆柱电芯目前使用的液冷系统为液冷方式。具体地，该液冷系统通常为三明治结构，即电芯加导热垫(或者导热胶)加冷板的结构。由于该液冷系统存在导热胶或导热垫，而导热胶或导热垫为热阻，因此随着时间的推移，材料老化导热能力下降，热阻增加，进而影响液冷系统的液冷效果。

因此，有必要提出一种电芯单元及动力电池模组以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电芯单元及动力电池模组，其能在不降低成组效率的同时，实现对电池的液冷，同时省去导热材料，进而降低成本，降低热阻，提高电芯的循环寿命及性能。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：一种动力电池模组，其包括：至少一个电芯单元，所述电芯单元包括壳体和电芯体，其中，所述壳体包括壳本体和套设在所述壳本体外的管体；所述电芯体设置于所述壳本体内；所述管体与所述壳本体之间形成第一液冷流道；所述第一液冷流道用于对所述电芯体进行降温；所述第一液冷流道具有向外敞开的第一敞口；所述壳本体具有沿轴向相对的两个端板；两个夹板，其沿轴向设置于所述电芯单元的相对侧；每个所述夹板上设置有至少一个用于与其中一个所述端板相抵靠的液冷面；所述夹板内设置有第二液冷流道；所述第二液冷流道能通过所述液冷面对所述端板进行降温；所述第二液冷流道具有位于所述液冷面外侧的第二敞口；所述第二敞口与所述第一敞口相连通。

作为一种优选的实施方式，所述夹板上设置有限位环；所述限位环围设在所述液冷面的外侧；所述限位环自所述液冷面向上凸出进而与所述液冷面之间形成凹槽，所述凹槽用于供所述壳本体的端部插入；以使端板能与所述液冷面相抵靠。

作为一种优选的实施方式，所述限位环内设置有将其贯穿的流体通道；所述流体通道的一端与所述第二液冷流道相连通；所述流体通道的另一端形成所述第二敞口。

作为一种优选的实施方式，所述限位环的内径不小于所述壳本体的外径；且所述限位环的内径不大于所述管体的外径。

作为一种优选的实施方式，所述夹板为中空结构；所述夹板包括相对设置的顶壁和底壁以及围设在顶壁和底壁之间的侧壁；所述顶壁、所述底壁和所述侧壁之间围成所述第二液冷流道。

作为一种优选的实施方式，所述液冷面设置于所述顶壁或所述底壁上。

作为一种优选的实施方式，两个所述夹板内分别设置有一个所述第二液冷流道，所述第一敞口为两个；两个所述第一敞口分别设置于所述第一液冷流道的两端，且两个所述第二液冷流道的所述第二敞口分别与两个所述第一敞口相连通。

作为一种优选的实施方式，所述管体与所述壳本体之间设置有多个导流部，多个导流部沿周向间隔均匀排布。

作为一种优选的实施方式，两个所述端板分别为正极端板和负极端板；所述动力电池模组还包括集流体；所述集流体设置于靠近所述正极端板的所述夹板上；所述第二液冷流道还用于对所述集流体进行降温。

一种电芯单元，其包括：壳体，其包括壳本体和套设在所述壳本体外的管体；所述管体与所述壳本体之间形成第一液冷流道；所述第一液冷流道具有向外敞开的第一敞口；所述壳本体具有沿轴向相对的两个端板；电芯体，所述电芯体设置于所述壳本体内；所述第一液冷流道用于对所述电芯体进行降温。

本申请提供的电芯单元及动力电池模组的有益效果是：本申请实施方式所述的动力电池模组通过设置管体使得管体与壳本体之间能形成第一液冷流道。该第一液冷流道用于对电芯体进行降温。且通过在夹板上设置第二液冷流道，该第二液冷通道能通过液冷面对壳本体的端板进行降温；使得壳本体的侧壁和端面能分别通过第一液冷通道和第二液冷通道进行降温。也即能通过第一液冷通道和第二液冷通道同时对电芯体的四周以及端面进行散热；以提高模组的散热能力，且能实现对电芯体全方位的散热，提升电芯单元的性能和寿命。进一步地，该第一液冷流道具有向外敞开的第一敞口。该第二液冷流道具有位于液冷面外侧的第二敞口。该第二敞口与第一敞口相连通。所以第一液冷通道与第二液冷通道相连通，如此实现液冷流体在第一液冷通道和第二液冷通道内循环流通。因此，本发明提供了一种电芯单元及动力电池模组，其能在不降低成组效率的同时，实现对电池的液冷，同时省去导热材料，进而降低成本，降低热阻，提高电芯的循环寿命及性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本申请实施例所提供的动力电池模组轴侧图；

图2为本申请实施例所提供的电芯单元轴侧图；

图3为本申请实施例所提供的电芯单元爆炸图；

图4为本申请实施例所提供的电芯单元结构示意图；

图5为本申请实施例所提供的壳本体和管体的截面图；

图6为本申请实施例所提供的夹板轴侧图；

图7为本申请实施例所提供的夹板截面图；

图8为本申请实施例所提供的夹板局部放大图；

图9为本申请实施例所提供的动力电池模组结构示意图。

附图标记说明：

13、管体；14、壳本体；15、电芯单元；17、第一液冷流道；19、第一敞口；21、端板；22、夹板；25、液冷面；27、第二敞口；31、限位环；33、凹槽；35、流体通道；37、顶壁；39、底壁；41、侧壁；43、第二液冷流道；45、导流部；47、集流体；49、接头。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

请参阅图1至图9。本申请一种实施方式提供的动力电池模组，其可以包括：至少一个电芯单元15，所述电芯单元15包括壳体和电芯体，其中，所述壳体包括壳本体14和套设在所述壳本体14外的管体13；所述电芯体设置于所述壳本体14内；所述管体13与所述壳本体14之间形成第一液冷流道17；所述第一液冷流道17用于对所述电芯体进行降温；所述第一液冷流道17具有向外敞开的第一敞口19；所述壳本体14具有相对的两个端板21；两个夹板22，其设置于所述电芯单元15的两个所述端板21的相对侧；每个所述夹板22上设置有至少一个用于与其中一个所述端板21相抵靠的液冷面25；所述夹板22内设置有第二液冷流道43；所述第二液冷流道43能通过所述液冷面25对所述端板21进行降温；所述第二液冷流道43具有位于所述液冷面25外侧的第二敞口27；所述第二敞口27与所述第一敞口19相连通。

从以上技术方案可以看出：本申请实施方式所述的动力电池模组通过设置管体13使得管体13与壳本体14之间能形成第一液冷流道17。该第一液冷流道17用于对电芯体进行降温。且通过在夹板22上设置第二液冷流道43，该第二液冷通道能通过液冷面25对壳本体14的端板21进行降温；使得壳本体14的侧面和端面能分别通过第一液冷通道和第二液冷通道进行降温。也即能通过第一液冷通道和第二液冷通道同时对电芯体的四周以及端面进行散热；以提高模组的散热能力，且能实现对电芯体全方位的散热，提升电芯单元15的性能和寿命。进一步地，该第一液冷流道17具有向外敞开的第一敞口19。该第二液冷流道43具有位于液冷面25外侧的第二敞口27。该第二敞口27与第一敞口19相连通。所以第一液冷通道与第二液冷通道相连通，如此实现液冷流体在第一液冷通道和第二液冷通道内循环流通。

在本实施方式中，电芯单元15至少一个。也即电芯单元15为1个或者多个。该多个可以是2个、3个、4个、5个等。对此本申请不做规定。进一步地，该电芯单元15包括壳体和电芯体。其中，壳体包括壳本体14和套设在壳本体14外的管体13。该电芯体设置于壳本体14内。具体地，该电芯体例如是圆柱电芯。从而该圆柱电芯穿设于壳本体14内。如图4所示，管体13套设于壳本体14外。也即壳本体14穿设于管体13内。进一步地，如图5所示，该管体13与壳本体14之间形成第一液冷流道17。具体地，该第一液冷流道17为管体13与壳本体14之间形成的环形空间。进一步地，该第一液冷通道用于供液冷流体通过，从而该第一液冷流道17能通过壳本体14对电芯体进行降温。进一步地，第一液冷流道17具有向外敞开的第一敞口19。从而通过第一敞口19能将液冷流体输入第一液冷流道17内。进一步地，第一敞口19为两个。该两个第一敞口19分别设置于第一液冷流道17的两端。也即环形空间两端敞开形成两个第一敞口19。

进一步地，壳本体14具有沿轴向相对的两个端板21。例如如图1所示，壳本体14的轴向为上下方向。两个端板21分别为位于壳本体14上端和下端的端板21。具体地，两个端板21分别为正极端板21和负极端板21。例如如图3所示，正极端板21为下方的端板21。负极端板21为上方的端板21。进一步地，如图2、图3所示，该正极端板21和负极端板21均为圆形。进一步地，如图1、图9所示，动力电池模组还包括集流体47。该集流体47设置于靠近正极端板21的夹板22上。

在本实施方式中，两个夹板22沿轴向设置于电芯单元15的相对侧。例如如图1所示，两个夹板22分别设置于电芯单元15的上方和下方。也即两个夹板22分别为上夹板和下夹板。进一步地，每个夹板22上设置有至少一个用于与端板21相抵靠的液冷面25。例如如图8所示，该液冷面25为圆形。当然该液冷面25不限于为圆形，还可以是其他的形状，对此本申请不作规定。由于本实施例中的壳本体14的端板21为圆形，所以液冷面25为圆形能与壳本体14的端板21相配合，一方面保证液冷面25与壳本体14端板21充分地接触，另一方面节省占用模组的空间。进一步地，夹板22内设置有第二液冷流道43。该第二液冷通道用于供液冷流体通过，从而该第二液冷流道43能通过液冷面25对端板21进行降温。如此本申请所述的动力电池模组能通过第一液冷通道和第二液冷通道同时对电芯体的四周以及端面进行散热；以提高模组的散热能力，且能实现对电芯体全方位的散热，提升电芯单元15的性能和寿命。进一步地，第二液冷流道43具有位于液冷面25外侧的第二敞口27。该第二敞口27与第一敞口19相连通。所以第一液冷通道与第二液冷通道相连通，如此实现液冷流体在第一液冷通道和第二液冷通道内循环流通。

进一步地，夹板22为中空结构。该中空部分形成第二液冷流道43。具体地，该夹板22包括相对设置的顶壁37和底壁39以及围设在顶壁37和底壁39之间的侧壁41。顶壁37、底壁39和侧壁41之间围成第二液冷流道43。进一步地，液冷面25设置于顶壁37或底壁39上。例如如图6、图7、图8所示，液冷面25设置于顶壁37上，从而当液冷流体在第二液冷流道43内流通时，液冷流体能通过顶壁37对壳本体14的端板21进行降温。具体地，例如如图7所示，该液冷面25可以是夹板22的顶壁37向下凹陷形成的凹陷表面。或者例如如图6所示，该液冷面25为与夹板22的其他区域的顶壁37相平齐的表面。

在一个实施方式中，夹板22上设置有限位环31。限位环31围设在液冷面25的外侧。限位环31自液冷面25向上凸出进而与液冷面25之间形成凹槽33。具体地，例如如图7所示，当液冷面25为夹板22的顶壁37向下凹陷形成的凹陷表面时，该限位环31为凹槽33的侧壁。例如如图8所示，当该液冷面25为与夹板22的其他区域的顶壁37相平齐的表面时，该限位环31自夹板22的顶壁37向上延伸进而在夹板22的顶壁37上形成凸起。进一步地，该凹槽33用于供壳本体14的端部插入。以使端板21能与液冷面25相抵靠。从而当壳本体14的端部插入凹槽33内时，壳本体14的端板21与液冷面25相接触，进而使得第二液冷流道43内的液冷流体能对壳本体14的端板21进行降温。

进一步地，管体13与壳本体14之间设置有多个导流部45。具体地，该导流部45为沿管体13的轴向延伸的条状。该导流部45将第一液冷流道17分隔成多个互不连通的腔室。从而液冷流体能在各个不同的腔室内流动。进一步地，该导流部45与管体13和壳本体14固定连接。该固定连接的方式可以是螺钉连接、螺栓连接、焊接、一体成型等。进一步地，在本实施例中，该壳本体14、管体13和导流部45为通过挤出工艺制作的一体部件。进一步地，多个导流部45沿周向间隔均匀排布。

进一步地，限位环31内设置有将其贯穿的流体通道35。具体地，限位环31包括外壁和内壁。该外壁和内壁之间形成两端敞开的流体通道35。进一步地，流体通道35的一端与第二液冷流道43相连通；流体通道35的另一端形成第二敞口27。从而当壳本体14的端部插入凹槽33内时，壳本体14的端板21与液冷面25相接触，第一液冷流道17的第一敞口19能与该第二敞口27相连通。具体地，限位环31的内径不小于壳本体14的外径。如此保证壳本体14的端部能插入限位环31内。且限位环31的内径不大于管体13的外径。如此保证壳本体14的端部插入限位环31内后，第一敞口19能与第二敞口27密封连通，以避免液冷流体从壳本体14与限位环31之间的间隙泄露。

在一个实施方式中，两个夹板22内分别设置有一个第二液冷流道43。也即如图1所示，上夹板内设置有一个第二液冷流道43。下夹板内设置有一个第二液冷流道43。从而通过上夹板和下夹板能对电芯单元15两端的端板21进行降温，且通过第一液冷流道17对电芯单元15的侧壁进行降温，如此实现了对电芯单元15进行360°范围内的全降温，提高了散热效率。进一步地，两个第二液冷流道43的第二敞口27分别与两个第一敞口19相连通。

在一个实施方式中，动力电池模组还包括集流体47。集流体47设置于靠近正极端板21的夹板22上。例如如图9所示，集流体47设置于上夹板上。第一液冷流道17还用于对集流体47进行降温。如此提高了降温效果。

进一步地，夹板22上还设置有与第二液流通道相连通的接头49。例如如图1所示，上夹板和下夹板上均设置有接头49。该接头49用于与外界管路相连通。从而能通过将接头49与外接管路相连接，使得外接管路能向第一液流通道和第二液流通道内输入液冷流体。

进一步地，液冷面25为多个。例如如图6所示，该液冷面25为28个。限位环31为多个。多个限位环31与多个液冷面25相对应。该相对应可以是限位环31的数量与液冷面25的数量相等。例如如图6所示，限位环31为28个。每个限位环31与对应的液冷面25之间形成凹槽33。从而通过多个限位环31和多个液冷面25能使得多个电芯单元15被固定在两个夹板22之间。例如如图1所示，上夹板和下夹板之间可以固定28个电芯单元15。

进一步地，如图2、图3所示，本申请实施方式还提供一种电芯单元，其包括：壳体，其包括壳本体14和套设在所述壳本体14外的管体13；所述管体13与所述壳本体14之间形成第一液冷流道17；所述第一液冷流道17具有向外敞开的第一敞口19；所述壳本体14具有沿轴向相对的两个端板21；电芯体，所述电芯体设置于所述壳本体14内；所述第一液冷流道17用于对所述电芯体进行降温。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。

Claims (10)

1.一种动力电池模组，其特征在于，其包括：

至少一个电芯单元，所述电芯单元包括壳体和电芯体，其中，所述壳体包括壳本体和套设在所述壳本体外的管体；所述电芯体设置于所述壳本体内；所述管体与所述壳本体之间形成第一液冷流道；所述第一液冷流道用于对所述电芯体进行降温；所述第一液冷流道具有向外敞开的第一敞口；所述壳本体具有沿轴向相对的两个端板；

两个夹板，其沿轴向设置于所述电芯单元的相对侧；每个所述夹板上设置有至少一个用于与其中一个所述端板相抵靠的液冷面；所述夹板内设置有第二液冷流道；所述第二液冷流道能通过所述液冷面对所述端板进行降温；所述第二液冷流道具有位于所述液冷面外侧的第二敞口；所述第二敞口与所述第一敞口相连通。

2.根据权利要求1所述的动力电池模组，其特征在于，所述夹板上设置有限位环；所述限位环围设在所述液冷面的外侧；所述限位环自所述液冷面向上凸出进而与所述液冷面之间形成凹槽，所述凹槽用于供所述壳本体的端部插入；以使端板能与所述液冷面相抵靠。

3.根据权利要求2所述的动力电池模组，其特征在于，所述限位环内设置有将其贯穿的流体通道；所述流体通道的一端与所述第二液冷流道相连通；所述流体通道的另一端形成所述第二敞口。

4.根据权利要求2所述的动力电池模组，其特征在于，所述限位环的内径不小于所述壳本体的外径；且所述限位环的内径不大于所述管体的外径。

5.根据权利要求1所述的动力电池模组，其特征在于，所述夹板为中空结构；所述夹板包括相对设置的顶壁和底壁以及围设在顶壁和底壁之间的侧壁；所述顶壁、所述底壁和所述侧壁之间围成所述第二液冷流道。

6.根据权利要求5所述的动力电池模组，其特征在于，所述液冷面设置于所述顶壁或所述底壁上。

7.根据权利要求1所述的动力电池模组，其特征在于，两个所述夹板内分别设置有一个所述第二液冷流道，所述第一敞口为两个；两个所述第一敞口分别设置于所述第一液冷流道的两端，且两个所述第二液冷流道的所述第二敞口分别与两个所述第一敞口相连通。

8.根据权利要求1所述的动力电池模组，其特征在于，所述管体与所述壳本体之间设置有多个导流部，多个导流部沿周向间隔均匀排布。

9.根据权利要求1所述的动力电池模组，其特征在于，两个所述端板分别为正极端板和负极端板；所述动力电池模组还包括集流体；所述集流体设置于靠近所述正极端板的所述夹板上；所述第二液冷流道还用于对所述集流体进行降温。

10.一种电芯单元，其特征在于，其包括：

壳体，其包括壳本体和套设在所述壳本体外的管体；所述管体与所述壳本体之间形成第一液冷流道；所述第一液冷流道具有向外敞开的第一敞口；所述壳本体具有沿轴向相对的两个端板；

电芯体，所述电芯体设置于所述壳本体内；所述第一液冷流道用于对所述电芯体进行降温。

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