CN113540634B - 电池包 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池包,该电池包包括:多个电池单体,每个电池单体包括端子单元布置在其上的端子表面、与端子表面相反的底表面以及将端子表面连接到底表面的第一侧表面和第二侧表面;以及电池包壳体,容纳呈两行的多个电池单体以使底表面彼此面对,并且包括流路板,该流路板在呈两行的电池单体的底表面之间,并且包括容纳冷却介质的流动的多个流路;以及第一箱板和第二箱板,其分别限定流体地连接到多个流路的第一连接箱和第二连接箱,并且分别从流路板的上部和下部延伸跨过流路板以覆盖第一侧表面和第二侧表面。

Description

电池包
技术领域
一个或更多个实施方式的方面涉及一种电池包。
背景技术
通常,与不可再充电的一次电池不同,二次电池是可再充电的。二次电池被用作诸如移动设备、电动车辆、混合动力电动车辆、电动自行车和不间断电源的设备的能源,并且根据使用二次电池的外部设备的类型,二次电池可以用作单电池单体或其中多个电池单体被连接并分组为一个单元的电池包。
虽然诸如移动电话的小型移动设备可以通过使用单个电池的输出和容量来工作一定时间,但是在电动汽车或混合动力汽车(其可具有大的功耗、长驾驶时间和大功率驱动)的情况下,电池包可以用于满足功率和容量要求,并且随着在其中包含的电池单体的数量增加,电池包的输出电压或输出电流可以增加。
发明内容
根据一个或更多个实施方式的一方面,提供了一种冷却结构,其能够通过借助于使用电池包壳体将电池单体的三个表面(即,第一侧表面和第二侧表面以及底表面)一起冷却,来提高电池单体的冷却效率,其中电池包壳体包括延伸跨过电池单体的第一侧表面和第二侧表面的第一箱板和第二箱板以及在第一箱板和第二箱板之间以面对电池单体的底表面的流路板。
另外的方面将在下面的描述中部分地阐述,并且部分地从该描述将是显而易见的,或者可以通过实践本公开的所呈现的实施方式而获知。
根据一个或更多个实施方式,一种电池包包括:多个电池单体,每个电池单体包括端子单元布置在其上的端子表面、与端子表面相反的底表面、以及将端子表面连接到底表面的第一侧表面和第二侧表面;以及电池包壳体,容纳呈两行的多个电池单体以使底表面彼此面对,并且包括流路板,该流路板在呈两行的电池单体的底表面之间并且包括容纳冷却介质的流动的多个流路;以及第一箱板和第二箱板,其分别限定流体地连接到多个流路的第一连接箱和第二连接箱并且分别从流路板的上部和下部延伸跨过流路板以覆盖第一侧表面和第二侧表面。
在一个或更多个实施方式中,流路板可以面对电池单体的底表面,并且第一连接箱和第二连接箱可以分别面对电池单体的第一侧表面和第二侧表面。
在一个或更多个实施方式中,电池包可以进一步包括间隙填充物,该间隙填充物布置在电池单体的底表面与流路板之间以及在电池单体的第一侧表面和第二侧表面与第一箱板和第二箱板之间。
在一个或更多个实施方式中,电池包壳体可以包括在与所述两行的行方向相交的方向上的相反侧处的第一容纳空间和第二容纳空间,并且电池包可包括分别被容纳在第一容纳空间和第二容纳空间中的两行电池单体中的第一行和第二行。
在一个或更多个实施方式中,第一箱板和第二箱板的与第一容纳空间和第二容纳空间相反的外表面可以包括用于限定第一连接箱和第二连接箱的基底表面的平坦表面,以及第一箱板和第二箱板的接触第一容纳空间和第二容纳空间的内表面可以具有从第一容纳空间和第二容纳空间的入口朝向流路板的坡度。
在一个或更多个实施方式中,第一箱板和第二箱板的内表面可以倾斜,使得第一容纳空间和第二容纳空间的高度从第一容纳空间和第二容纳空间的入口朝向流路板逐渐减小。
在一个或更多个实施方式中,流路板与第一箱板和第二箱板可以一体地彼此连接而没有接头。
在一个或更多个实施方式中,关于流路板,第一箱板和第二箱板中的每个的一半可以面对第一行电池单体,并且第一箱板和第二箱板中的每个的另一半可以面对第二行电池单体。
在一个或更多个实施方式中,流路可以在平行于电池单体的底表面的方向上延伸,以将第一连接箱和第二连接箱彼此连接。
在一个或更多个实施方式中,流路可以沿着流路板间隔地布置成行。
在一个或更多个实施方式中,流路可以包括限定被掩埋在流路板上的通道形状的空的空间。
在一个或更多个实施方式中,电池包被配置为使处于低温的冷却介质沿着流路从第一连接箱流动,以通过与电池单体热交换而被加热至高温,并将处于高温的冷却介质排放到第二连接箱。
在一个或更多个实施方式中,第一连接箱可以限定用于冷却介质的流动空间,其被沿第一箱板的边缘形成的侧壁和第一箱板的基底表面围绕,第一箱板的基底表面被沿着第一箱板的边缘形成的侧壁围绕,第二连接箱可以限定用于冷却介质的流动空间,其被沿着第二箱板的边缘形成的侧壁和第二箱板的基底表面围绕,第二箱板的基底表面被沿着第二箱板的边缘形成的侧壁围绕。
在一个或更多个实施方式中,第一箱板可以包括限定在第一箱板的基底表面处以连接到多个流路的入口,第二箱板可以包括限定在第二箱板的基底表面处以连接到多个流路的出口。
在一个或更多个实施方式中,入口中的多个入口和出口中的多个出口可沿着流路板布置成行。
在一个或更多个实施方式中,第一连接箱和第二连接箱可以通过分别覆盖第一箱板和第二箱板的第一盖板和第二盖板被密封而与外部隔开。
在一个或更多个实施方式中,第一盖板和第二盖板可以分别插入台阶部分之间,该台阶部分被限定在沿着第一箱板和第二箱板的边缘定位的侧壁上。
在一个或更多个实施方式中,第一连接箱和第二连接箱可以限定单个非分隔空间。
在一个或更多个实施方式中,第一箱板可以包括源单元,冷却介质通过该源单元被供应到第一连接箱,并且第二箱板可以包括槽单元,冷却介质通过槽单元从第二连接箱排出。
在一个或更多个实施方式中,源单元和槽单元可以在跨过第一箱板和第二箱板的对角线(diagonal)方向上彼此面对。
在一个或更多个实施方式中,源单元和槽单元可以分别位于第一箱板和第二箱板的拐角位置处。
在一个或更多个实施方式中,电池包可以被配置为使得通过源单元供应的处于低温的冷却介质在沿着第一箱板的基底表面从源单元径向扩散的同时通过布置成行的入口供应到流路,并且被配置为使得来自流路的处于高温的冷却介质通过布置成行的出口排出并且在沿着第二箱板的基底表面径向会聚的同时被排放到外部。
在一个或更多个实施方式中,源单元和槽单元可以包括连接单元,用于供应冷却介质的供应管和用于排出冷却介质的排放管分别被插入连接单元中。
在一个或更多个实施方式中,第一连接箱可以通过单个未分隔空间将源单元连接到多个入口。
在一个或更多个实施方式中,第二连接箱可以通过单个非分隔空间将槽单元连接到多个出口。
在一个或更多个实施方式中,电池包壳体中的第一电池包壳体和第二电池包壳体可以在多个电池单体沿其排列的行方向上排列。
在一个或更多个实施方式中,第一电池包壳体和第二电池包壳体中的每个可以包括在与行方向相交的方向上的相反侧处的第一容纳空间和第二容纳空间,并且电池包可以包括分别容纳在第一容纳空间和第二容纳空间中的第一行电池单体和第二行电池单体。
在一个或更多个实施方式中,电池包可以包括四行电池单体,该四行电池单体包括容纳在第一电池包壳体中的第一行电池单体和第二行电池单体以及容纳在第二电池包壳体中的第一行电池单体和第二行电池单体。
在一个或更多个实施方式中,连接块可以布置在第一电池包壳体和第二电池包壳体之间。
在一个或更多个实施方式中,电池包可以进一步包括:汇流条,在连接块上并且将容纳在第一电池包壳体和第二电池包壳体中的电池单体彼此电连接;和输出端子,电连接到汇流条并被支撑在连接块上。
附图说明
通过以下结合附图进行的描述,本公开的某些实施方式的以上和其他方面、特征和优点将更加明显,其中:
图1至图3是根据一实施方式的电池包的分解透视图。
图4和图5是沿图3的线IV-IV截取的截面图。
图6A是示意性地示出了从源单元引入到第一连接箱中的多个入口的冷却介质的流动的图。
图6B是示意性地示出了从多个出口引入到第二连接箱中的槽单元的冷却介质的流动的图。
图7是示出图1的电池包的变型实施方式的透视图。
图8和图9是示出在第一电池包壳体和第二电池包壳体之间形成的连接块的图。
具体实施方式
现在将更详细地参考实施方式,其示例在附图中示出,其中,相同的附图标记始终指代相同的元件。就这一点而言,当前的实施方式可以具有不同的形式,而不应被解释为限于这里阐述的描述。因此,下面仅通过参考附图描述实施方式以说明本说明书的各方面。如在这里使用的,术语“和/或”包括一个或更多个相关列出项目的任何和所有组合。当诸如“至少一个”的表述在一列元素之前时,修饰整列元素而不修饰该列中的个别元素。
如在这里使用的,单数形式的“一”和“该”也意图包括复数形式,除非上下文另外明确指出。
将理解,在这里使用的术语“包括”、“包含”和“具有”指定所述特征或部件的存在,但不排除一个或更多个其它特征或部件的存在或添加。
为了便于描述,附图中的部件的尺寸可能被放大。换句话说,由于附图中的部件的尺寸和厚度可能为了便于描述而被任意地示出,所以以下实施方式不限于此。
将理解,当层、区域或部件被称为“连接到”另一层、区域或部件时,它可以直接连接到所述另一层、区域或部件,或者可以间接地连接到所述另一层、区域或部件并且一个或更多个中间层、区域或部件插置在其间。例如,将理解,当层、区域或部件被称为“电连接到”另一层、区域或部件时,它可以直接电连接到所述另一层、区域或部件,或者可以间接地电连接到所述另一层、区域或部件并且一个或更多个中间层、区域或部件插置在其间。
在这里为了描述的方便,可以使用空间关系术语,诸如“在……下面”、“在……下方”、“下”、“在……上方”、“上”等,来描述一个元件或特征与另一元件(另外的元件)或特征(另外的特征)如图中所示的关系。将理解,空间关系术语旨在包含除了在图中所绘的取向之外装置在使用或操作中的其它不同取向。例如,如果在图中的装置被翻转,则被描述为在其它元件或特征“下方”或“下面”的元件则应取向在所述其它元件或特征“上方”。因此,示范性术语“在……下方”可以包含下方和上方两种取向。装置也可以以其它方式取向(旋转90度或在其它取向)且相应地解释在这里使用的空间关系描述语。
除非另有定义,否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明构思的示例实施方式所属的领域的普通技术人员通常理解的相同含义。将进一步理解的是,诸如在常用词典中定义的那些的术语应被解释为具有与其在相关领域的背景中的含义一致的含义,而将不被解释为理想化或过度正式的意义,除非在这里明确地如此定义。
这里,将参照附图描述根据一个或更多个实施方式的电池包。
图1至图3是根据一实施方式的电池包的分解透视图;图4和图5是沿图3的线IV-IV截取的截面图;图6A是示意性地示出从源单元引入到第一连接箱内的多个入口的冷却介质的流动的图;图6B是示意性地示出从多个出口引入到第二连接箱中的槽单元的冷却介质的流动的图。
参照图1至图3,电池包可以包括多个电池单体10,每个电池单体10包括端子单元形成在其上的端子表面13、与端子表面13相反的底表面18以及将端子表面13连接到底表面18的第一侧表面11和第二侧表面12。另外,电池包可以包括电池包壳体P1和P2,电池包壳体P1和P2容纳呈两行的多个电池单体10以使得底表面18彼此面对,电池包壳体P1和P2可以包括:流路板105,其在呈两行的电池单体10的底表面18之间,并且包括容纳冷却介质的流动的多个流路F;以及第一箱板101和第二箱板102,其分别形成流体连接到多个流路F的第一连接箱T1和第二连接箱T2,并且其分别从流路板105的上部和下部延伸跨过流路板105以覆盖第一侧表面11和第二侧表面12。
电池单体10可以包括其上形成有端子单元的端子表面13、与端子表面13相反的底表面18、将端子表面13连接到底表面18并占据相对大的面积的主表面M、以及将端子表面13连接到底表面18并占据相对小的面积的第一侧表面11和第二侧表面12。电池单体10的端子单元可以包括具有不同极性的第一端子和第二端子,并且第一端子和第二端子可以在端子表面13上彼此间隔开。主表面M可以形成为一对以彼此面对。
电池单体10可以布置成行,使得彼此相邻的电池单体10的主表面M彼此面对。在整个说明书中,行方向Z1可以指电池单体10沿其排列的方向,并且可以指电池单体10沿其排列成行以使得彼此相邻的电池单体10的主表面M彼此面对的方向。
根据一实施方式的电池包可以包括多行电池单体10,其布置成使得在一行中彼此相邻的电池单体10的主表面M彼此直接面对。如以下将描述的,在一实施方式中,成行的电池单体10可以被分别容纳在每个电池包壳体P1和P2中的第一容纳空间G1和第二容纳空间G2中。例如,电池包壳体P1和P2可以包括在空间上彼此分开的第一容纳空间G1和第二容纳空间G2,并且不同行的电池单体10可以被分别容纳在第一容纳空间G1和第二容纳空间G2中。
在一实施方式中,第一电池包壳体Pl和第二电池包壳体P2可以在行方向Z1上排列。这里,第一电池包壳体P1和第二电池包壳体P2中的每个可以在与多个电池单体10沿其排列的行方向Z1相交的方向Z2上的相反侧处包括第一容纳空间G1和第二容纳空间G2,并且可以包括分别容纳在第一容纳空间G1和第二容纳空间G2中的第一行R11和R21电池单体以及第二行R12和R22电池单体。分别容纳在第一电池包壳体P1和第二电池包壳体P2中的第一行R11和R21电池单体可以布置为使得彼此相邻的电池单体10的主表面M彼此直接面对,并且第一电池包壳体P1和第二电池包壳体P2的第一行R11和R21电池单体可以构成两行电池单体10。例如,容纳在第一电池包壳体P1中的第一行R11电池单体和容纳在第二电池包壳体P2中的第一行R21电池单体可以构成在行方向Z1上排列并且彼此分离的两行电池单体10,并且可以不构成在行方向Z1上连续地排列的一行电池单体10。
类似地,可以将分别容纳在第一电池包壳体P1和第二电池包壳体P2中的第二行R12和R22电池单体布置为使得彼此相邻的电池单体10的主表面M直接彼此面对,第一电池包壳体P1和第二电池包壳体P2的第二行R12和R22电池单体可以构成两行电池单体10。例如,容纳在第一电池包壳体P1中的第二行R12电池单体和容纳在第二电池包壳体P2中的第二行R22电池单体可以构成在行方向Z1上排列并且彼此分离的两行电池单体10,并且可以不构成在行方向Z1上连续地排列的一行电池单体10。换句话说,在一实施方式中,电池包可以包括总共四行电池单体10,包括容纳在第一电池包壳体P1中的第一行R11和第二行R12电池单体以及容纳在第二电池包壳体P2中的第一行R21和第二行R22电池单体。
在一实施方式中,第一电池包壳体P1中的第一行R11和第二行R12电池单体10可以在与行方向Z1相交的方向Z2上(例如,在垂直于行方向Z1的方向Z2上)排列,使得在方向Z2上彼此相邻的电池单体10的底表面18彼此面对。类似地,第二电池包壳体P2中的第一行R21和第二行R22电池单体10可以在与行方向Z1相交的方向Z2上(例如,在垂直于行方向Z1的方向Z2上)排列,使得在方向Z2上彼此相邻的电池单体10的底表面18彼此面对。
这里,将关于第一电池包壳体P1提供进一步描述。然而,由于第一电池包壳体P1和第二电池包壳体P2可以具有基本相同的结构,因此第一电池包壳体P1的技术特征可以基本等同地应用于第二电池包壳体P2。
第一电池包壳体P1可以包括在第一行R11电池单体10的底表面18与第二行R12电池单体10的底表面18之间的流路板105、以及第一箱板101和第二箱板102,该第一箱板101和第二箱板102分别形成流体连接到多个流路F的第一连接箱T1和第二连接箱T2,并且分别从流路板105的上部和下部延伸跨过流路板105以覆盖第一行R11和第二行R12中的电池单体10的第一侧表面11和第二侧表面12。在一实施方式中,流路板105的上部和下部可以指流路板105在高度方向上的一端和另一端,电池单体10的第一侧表面11和第二侧表面12在高度方向上彼此面对。
更具体地,在其中容纳第一行R11和第二行R12电池单体的第一容纳空间G1和第二容纳空间G2可以形成在第一电池包壳体P1中。这里,第一容纳空间G1和第二容纳空间G2可以由在第一行R11电池单体和第二行R12电池单体之间的流路板105以及跨过流路板105延伸的第一箱板101和第二箱板102围绕,从而形成在其中容纳电池单体10的容纳空间。例如,在第一容纳空间G1和第二容纳空间G2中,流路板105可以面对电池单体10的底表面18,并且第一箱板101和第二箱板102可以面对电池单体10的第一侧表面11和第二侧表面12。例如,关于流路板105,第一箱板101和第二箱板102中的每个的一半可以面对电池单体10的第一行R11,而第一箱板101和第二箱板102中的每个的另一半可以面对电池单体10的第二行R12。
参照图4,第一箱板101和第二箱板102的与第一容纳空间G1和第二容纳空间G2相反的外表面可以包括平坦表面,以分别形成第一连接箱T1和第二连接箱T2的基底表面101a和102a,并且第一箱板101和第二箱板102的面对第一容纳空间G1和第二容纳空间G2的内表面可以具有从第一容纳空间G1和第二容纳空间G2的入口朝向流路板105的坡度。更具体地,第一箱板101和第二箱板102的内表面可以倾斜以使得第一容纳空间G1和第二容纳空间G2的高度h从第一容纳空间G1和第二容纳空间G2的入口朝向流路板105逐渐减小。这里,第一容纳空间G1和第二容纳空间G2的高度h可以指在容纳于第一容纳空间G1和第二容纳空间G2中的电池单体10的第一侧表面11和第二侧表面12沿其彼此面对的方向上的高度。
在一实施方式中,第一电池包壳体P1可以通过铸造工艺一体地形成,并且构成第一电池包壳体P1的流路板105以及第一箱板101和第二箱板102可以一体地彼此连接而没有接头。在一实施方式中,整个电池包壳体P1和P2可以通过铸造工艺一体地形成,并且第一电池包壳体P1和第二电池包壳体P2可以一体地连接而没有接头。
在一实施方式中,第一箱板101和第二箱板102的内表面可以是倾斜的,因此,第一箱板101和第二箱板102可以容易地与模具(未示出)分离。在一实施方式中,整个电池包壳体P1和P2提供电池单体10的冷却,并且可以由具有优异导热性的金属材料例如铝或铝合金一体地形成。在一实施方式中,联接到第一电池包壳体P1和第二电池包壳体P2上的第一盖板C1和第二盖板C2可以由铝或铝合金形成,第一电池包壳体P1以及第一盖板C1和第二盖板C2可以分开形成并且然后通过焊接等彼此联接,类似地,第二电池包壳体P2以及第一盖板C1和第二盖板C2可以分开形成并且然后通过焊接等彼此联接。在一实施方式中,第一和第二电池包壳体P1和P2以及第一和第二盖板C1和C2可以通过在相同材料之间的焊接而牢固地彼此联接。
参照图5,电池单体10可以被容纳在第一电池包壳体P1中,同时电池单体10的底表面18以及第一侧表面11和第二侧表面12被第一电池包壳体P1围绕。在这种情况下,电池单体10的底表面18以及第一侧表面11和第二侧表面12可以分别面对流路板105以及第一箱板101和第二箱板102,并且间隙填充物300可以布置在电池单体10的底表面18与流路板105之间以及在电池单体10的第一和第二侧表面11和12与第一和第二箱板101和102之间,以牢固地固定电池单体10,而且热传递可以在电池单体10与第一电池包壳体P1之间没有间隙的情况下通过间隙填充物300促进。在一实施方式中,导热油脂可以用作间隙填充物300。
参照图3至图5,流路板105可以在第一行R11和R21中的电池单体10的底表面18与第二行R12和R22中的电池单体10的底表面18之间。流路板105可以面对第一和第二行R11、R12、R21和R22中的电池单体10的底表面18,以提供对第一和第二行R11、R12、R21和R22中的电池单体10的底表面18的冷却,并且多个流路F可以形成在流路板105中。在这种情况下,流路板105中的多个流路F可以流体地连接到在流路板105的上部和下部中的第一连接箱T1和第二连接箱T2。
在一实施方式中,流路板105可以面对电池单体10的底表面18,第一连接箱T1和第二连接箱T2可以面对电池单体10的第一侧表面11和第二侧表面12,因此,电池单体10的第一侧表面11和第二侧表面12以及底表面18可以沿着由流路板105以及第一连接箱T1和第二连接箱T2的流体连接形成的用于冷却介质的路径被一起冷却,因此,与仅对电池单体的底表面进行冷却的比较例的散热性能相比,可以提高散热性能。换句话说,在一实施方式中,电池单体10的第一侧表面11和第二侧表面12以及底表面18可以被一起冷却,因此可以减小电池单体10之间的温度偏差,可以减轻电池单体10的局部劣化,因此,可以防止或基本上防止由于局部劣化引起的电池包的性能和使用寿命的降低。
表1显示出了将在一实施方式的电池包中和在一比较例的电池包中的散热性能进行比较的结果,在该实施方式的电池包中,电池单体10的第一侧表面11和第二侧表面12以及底表面18被一起冷却,而在该比较例中,仅电池单体的底表面被冷却。作为参考,表1总结了通过使用计算分析的模拟而获得的结果。
【表1】
Figure BDA0003020382300000101
在表1中,单体壳体可以指作为电池单体10的围绕电极组件的外部材料的罐。从表1的比较结果可以看出,与比较例相比,在一实施方式中的单体壳体和电极组件两者中的温度偏差都减小了,并且还可以看出,与比较例相比,与电池包的性能和使用寿命的降低直接相关的局部劣化可以被显著减轻。
参照图3进一步详细描述了流路板105的技术特征,流路板105可以包括流体地连接到第一连接箱T1和第二连接箱T2的多个流路F。多个流路F可以在平行于电池单体10的底表面18的方向上延伸,以将第一连接箱T1和第二连接箱T2彼此连接,从而提供用于冷却电池单体10的冷却介质的路径。在一实施方式中,多个流路F可以沿着流路板105间断地布置,例如,相邻的流路F可以沿着流路板105间隔地排列成行。在一实施方式中,流路板105可以跨过在行方向Z1上排列的第一行和第二行R11、R12、R21和R22的电池单体10在行方向Z1上延伸,在这个意义上,多个流路F沿流路板105布置的事实可以意味着多个流路F在流路板105沿其延伸的行方向Z1上排列。
在一实施方式中,多个流路F可以被掩埋在流路板105中。例如,多个流路F可以是在流路板105中具有通道形状的空的空间。流路F可以容纳冷却介质的流动,并且从第一连接箱T1流出的具有低温的冷却介质可以沿着流路F流动并且可以通过与电池单体10热交换而被加热从而具有高温,具有高温的冷却介质可以被排放到第二连接箱T2。
第一箱板101和第二箱板102可以分别布置在流路板105的两端,以延伸跨过流路板105。在一实施方式中,第一箱板101和第二箱板102可以覆盖电池单体10的第一侧表面11和第二侧表面12,同时分别从流路板105的上部和下部延伸跨过流路板105。
第一箱板101可以包括形成在第一箱板101的基底表面101a处的多个入口I以在延伸跨过流路板105的同时连接到流路板105的多个流路F,第二箱板102可以具有形成在第二箱板102的基底表面102a处的多个出口O以在延伸跨过流路板105的同时连接到流路板105的多个流路F。
参照图3、图6A和图6B,在一实施方式中,多个入口I和多个出口O可以沿着流路板105成行地分别布置在第一箱板101和第二箱板102中。例如,多个入口I和多个出口O可以沿着流路板105沿其延伸的行方向Z1排列。第一箱板101和第二箱板102的入口I和出口O可以连接到流路板105中的多个流路F,以提供具有低温的冷却介质通过其被引入的开口和具有高温的冷却介质通过其被排出的开口。在一实施方式中,流路板105中的多个流路F可以在第一箱板101的入口I和第二箱板102的出口O之间提供用于冷却介质的路径。
参照图4,第一箱板101可以包括沿着第一箱板101的边缘形成的侧壁101b和被侧壁101b围绕的基底表面101a,并且可以形成被第一箱板101的侧壁101b和基底表面101a围绕的第一连接箱T1。类似地,第二箱板102可以包括沿第二箱板102的边缘形成的侧壁102b和被侧壁102b围绕的基底表面102a,并且可以形成被第二箱板102的侧壁102b和基底表面102a围绕的第二连接箱T2。换句话说,第一连接箱T1和第二连接箱T2可以形成用于冷却介质的流动空间,其被第一箱板101的侧壁101b和第二箱板102的侧壁102b以及由第一箱板101的侧壁101b和第二箱板102的侧壁102b围绕的基底表面101a和102a围绕。
第一连接箱T1和第二连接箱T2可以流体连接到流路板105,可以将具有低温的冷却介质供应到流路板105,或者可以接收从流路板105排出的具有高温的冷却介质,并且可以缓冲冷却介质的流动以使得冷却介质在流路板105中平滑地流动。
多个入口I和多个出口O可以分别形成在第一箱板101的基底表面101a和第二箱板102的基底表面102a中。例如,多个入口I和多个出口O可以分别在第一箱板101和第二箱板102上成行地形成,并且可以在流路板105沿其延伸的行方向Z1上排列。
参照图4,在一实施方式中,台阶部分101c和102c可以分别形成在第一箱板101的侧壁101b和第二箱板102的侧壁102b上,并且覆盖第一箱板101的第一盖板C1和第二箱板102的第二盖板C2可以分别安装在台阶部分101c和102c上。例如,第一箱板101和第二箱板102可以包括在宽度方向Z2上分别从侧壁101b和102b延伸的台阶部分101c和102c,以在宽度方向Z2上从侧壁101b和102b形成台阶,并且台阶部分101c和102c可以提供在其中第一盖板C1和第二盖板C2被安置和装配的区域。
在一实施方式中,第一连接箱T1和第二连接箱T2可以通过分别覆盖第一箱板101的第一盖板C1和第二箱板102的第二盖板C2被密封而与外部隔开。第一盖板C1和第二盖板C2可以分别联接到第一箱板101和第二箱板102上,并且可以在被安置以分别装配到沿着第一箱板101和第二箱板102的边缘形成的台阶部分101c和102c之后,通过焊接等分别联接到第一箱板101的台阶部分101c和第二箱板102的台阶部分102c。
参照图3、图6A和图6B,在一实施方式中,第一连接箱T1和第二连接箱T2可以形成为单个非分隔空间。这里,第一连接箱T1和第二连接箱T2形成为单个非分隔空间的事实可以意味着第一连接箱T1和第二连接箱T2没有形成彼此流体分离的两个或更多个不同的空间。例如,第一连接箱T1可以通过单个非分隔空间将源单元201连接到多个入口I。类似地,第二连接箱T2可以通过单个非分隔空间将槽单元202连接到多个出口O。稍后将描述源单元201和槽单元202的进一步详细的技术特征。
在一实施方式中,第一连接箱T1和第二连接箱T2可以通过未被分隔或断开的单个开放空间来介导(mediate)一对多(one-to-multiple)的流体连接。如上所述,在一实施方式中,通过形成穿过单个开放空间而不是穿过具有闭合横截面以彼此流体分离的多个流体路径的所述一对多的流体连接,可以显着减少冷却介质的泄漏点。另一方面,在通过使用具有闭合横截面的多个管形成所述一对多的流体连接的情况下,泄漏点可以增加并且散热性能可以降低。例如,在一实施方式中,第一连接箱T1和第二连接箱T2可以形成为单个开放空间,因此,可以通过利用冷却介质的汽化潜热来提高散热性能。例如,第一连接箱T1和第二连接箱T2可以形成为单个开放空间,因此,可以确保相对较大的非分隔空间,并且可以提供用于冷却介质的汽化空间。
源单元201和槽(sink)单元202可以分别形成在第一盖板C1和第二盖板C2处,其中冷却介质从电池包的外部通过源单元201被供应,以及冷却介质从电池包通过槽单元202被排放到外部。具有低温的冷却介质可以通过源单元201从电池包的外部供应到第一连接箱T1,并且具有高温的冷却介质可以从第二连接箱T2排放到电池包的外部。更具体地,通过源单元201供应的具有低温的冷却介质可以在从源单元201沿着第一箱板101的基底表面101a径向扩散的同时通过成行布置的多个入口I被供应到流路板105,并且从流路板105排放的具有高温的冷却介质可以通过成行布置的多个出口O排放,并且可以在沿着第二箱板102的基底表面102a径向会聚的同时通过槽单元202被排放到外部。在一实施方式中,冷却介质径向扩散或径向会聚的事实可以意味着在分别形成单个开放空间(对应于第一连接箱T1和第二连接箱T2)的第一箱板101的基底表面101a和第二箱板102的基底表面102a上,冷却介质在源单元201周围沿所有方向扩散或在槽单元202周围从所有方向会聚。
在一实施方式中,用于供应具有低温的冷却介质的供应管(未示出)和用于排放具有高温的冷却介质的排放管(未示出)可以分别连接到源单元201和槽单元202,并且源单元201和槽单元202可以包括供应管和排放管分别插入其中的连接单元。源单元201和槽单元202可以分别形成在第一盖板C1和第二盖板C2上,并且源单元201和槽单元202的连接单元可以形成为分别在与第一箱板101和第二箱板102相反的向外方向上从第一盖板C1和第二盖板C2突出。
在一实施方式中,源单元201和槽单元202可以通过具有闭环形状的冷却回路(未示出)彼此流体连接,并且源单元201和槽单元202可以通过在冷却回路中连接在源单元201和槽单元202之间的热交换器(未示出)彼此流体连接。例如,通过与电池单体10进行热交换而被加热的具有高温的冷却介质在通过槽单元202被排放后,可以流入热交换器(未示出)中,而在热交换器(未示出)中被冷却的具有低温的冷却介质可以通过源单元201流入电池包壳体P1和P2中,因此,冷却介质可以使源单元201和槽单元202通过热交换器(未示出)被流体地连接的冷却回路(未示出)循环。
在一实施方式中,源单元201和槽单元202可以分别形成在第一盖板C1和第二盖板C2上,并且可以在越过第一盖板C1和第二盖板C2的对角线方向上彼此面对。在一实施方式中,第一盖板C1和第二盖板C2可以具有基本矩形的形状,该矩形形状包括彼此面对的一对长边和彼此面对的一对短边,并且源单元201和槽单元202可以在越过第一盖板C1和第二盖板C2的对角线方向上彼此面对。然而,在不同实施方式中,第一盖板C1和第二盖板C2可以具有正方形形状或另外的合适形状。
在一实施方式中,源单元201和槽单元202在越过第一盖板C1和第二盖板C2的对角线方向上彼此面对的事实可以意味着源单元201和槽单元202可以分别在第一盖板C1和第二盖板C2上的位置处形成为最大地或基本最大地彼此间隔开。
在一实施方式中,源单元201和槽单元202可以分别形成在第一盖板C1和第二盖板C2的拐角位置处,以在对角线方向上最大地或基本最大地彼此间隔开。通过其供给具有低温的冷却介质的源单元201和通过其排放具有高温的冷却介质的槽单元202可以彼此间隔开,使得平衡压差可能关于流路F在沿着流路板105的不同位置处引起。
第一盖板C1和第一箱板101可以彼此面对,并且与第一连接箱T1相对应的间隙插置在它们之间,在这种情况下,形成在第一盖板C1的拐角位置处的源单元201与在第一箱板101上布置成行的入口I之间的距离可以根据入口I的位置而彼此不同。类似地,第二盖板C2和第二箱板102可以彼此面对,并且与第二连接箱T2相对应的间隙插置在它们之间,在这种情况下,形成在第二盖板C2的拐角位置处的槽单元202与在第二箱板102上布置成行的出口O之间的距离可以根据出口O的位置而彼此不同。在这种情况下,迫使冷却介质在任一流路F中流动的压力差可以对应于连接到相应流路F的入口I与出口O之间的压力差,并且入口I与出口O之间的压力差可以根据入口I与源单元201之间的距离以及出口O与槽单元202之间的距离而变化,并且,在一实施方式中,相对于沿着流路板105布置成行的多个流路F的平衡压差可以由在对角线方向上最大或基本最大地彼此间隔开的源单元201和槽单元202产生。
在图4、图6A和图6B所示的实施方式中,源单元201和槽单元202可以分别形成在第一盖板C1和第二盖板C2的拐角位置处,以在对角线方向上最大或基本最大地彼此间隔开。在本实施方式中,源单元201和槽单元202可以分别形成在第一盖板C1和第二盖板C2的被选拐角处。在不同实施方式中,一对源单元201和一对槽单元202可以分别在第一盖板C1和第二盖板C2的在对角线方向上的两个面对的拐角位置处形成,并且在一实施方式中,该对源单元201可以形成在第一盖板C1的在对角线方向上的两个面对的拐角位置处,类似地,该对槽单元202可以形成在第二盖板C2的在对角线方向上的两个面对的拐角位置处。如上所述,通过其供应具有低温的冷却介质的该对源单元201可以形成在第一盖板C1上在对角线方向上彼此面对的拐角位置处,因此,可以均匀地或基本上均匀地保持供给到流路F的具有低温的冷却介质的温度,而没有根据每个流路F的位置的偏差。例如,通过在对角线方向上彼此面对的该对源单元201供给的具有低温的冷却介质可以彼此混合以减轻根据流路F的位置的偏差,并且供应具有均匀或基本均匀的温度的冷却介质,而没有根据流路F的位置的偏差。
类似地,通过其排出具有高温的冷却介质的该对槽单元202可以形成在第二盖板C2上的在对角线方向上彼此面对的拐角位置处,由此通过流路F排放的具有高温的冷却介质的温度可以均匀地或基本均匀地保持,而没有根据流路F的位置的偏差,因此,可以去除在冷却介质中的根据流路F的位置的温度偏差,并且可以在不同位置为电池单体10提供均匀或基本均匀的散热。
图7是示出从图1的电池包修改的实施方式的透视图。在图7的实施方式中,汇流条(未示出)可以布置于在第一电池包壳体P1和第二电池包壳体P2中装配的电池单体10的端子表面13上。汇流条(未示出)可以介导不同的电池单体10之间的电连接。这里,汇流条保持器BH可以布置在电池单体10的端子表面13与汇流条(未示出)之间。汇流条保持器BH可以保持汇流条(未示出)的组装位置,并且可以阻挡电池单体10和汇流条(未示出)之间的电干扰。
图8和图9是示出在第一电池包壳体和第二电池包壳体之间形成的连接块的图。
参照图8和图9,连接块CB可以布置在第一电池包壳体P1和第二电池包壳体P2之间。例如,第一电池包壳体P1和第二电池包壳体P2以及连接块CB可以在多个电池单体10沿其排列的行方向Z1上排列。在一实施方式中,连接块CB可以将第一电池包壳体P1和第二电池包壳体P2彼此物理地连接,并且可以支撑整个电池包的第一输出端子E1和第二输出端子E2,该整个电池包包括容纳在第一电池包壳体P1和第二电池包壳体P2中的多个电池单体10。
第一汇流条B1和第二汇流条B2,用于将容纳在第一电池包壳体P1中的第一行R11和第二行R12的电池单体10与容纳在第二电池包壳体P2中的第一行R21和第二行R22的电池单体10彼此电连接,可以被支撑在连接块CB上。在这种情况下,通过将第一汇流条B1和第二汇流条B2彼此连接并且在其间插置熔丝(fuse)(未示出),容纳在第一电池包壳体P1和第二电池包壳体P2中的多个电池单体10可以彼此电连接,并且电池包的输出可以通过第一输出端子E1和第二输出端子E2提供。第一输出端子E1和第二输出端子E2可以在电池包与诸如外部充电器或外部负载的外部设备(未示出)之间形成充电和放电路径。
连接块CB可以与第一电池包壳体P1和第二电池包壳体P2一体地形成,并且,在一实施方式中,连接块CB可以通过铸造工艺一体地形成并且可以彼此连接而没有接头,诸如焊接部分。例如,连接块CB可以由与第一电池包壳体P1和第二电池包壳体P2的材料相同的材料形成,并且在一实施方式中,连接块CB可以由铝或铝合金形成。
在一实施方式中,可以在连接块CB处形成用于固定电池包的整个位置的固定孔400。例如,紧固构件(未示出)可以插入连接块CB的固定孔400中以从其穿过,并且穿过连接块CB的紧固构件(未示出)可以被紧固到提供用于电池包的安装位置的安装板(未示出),以便牢固地固定电池包的整个位置。
根据本公开的一个或更多个实施方式,提供了冷却结构,其能够通过使用包括延伸跨过电池单体的第一侧表面和第二侧表面的第一箱板和第二箱板以及在第一箱板和第二箱板之间以面对电池单体的底表面的流路板的电池包壳体,将电池单体的三个表面(也就是,第一侧表面和第二侧表面以及底表面)一起冷却,来提高电池单体的冷却效率。
将理解,在这里描述的实施方式应被认为是描述性的,而不是出于限制目的。每个实施方式内的特征或方面的描述通常应被认为可用于其它实施方式中的其它类似特征或方面。尽管已经参考附图描述了一个或更多个实施方式,但是本领域普通技术人员将理解,在不脱离由以下权利要求书所阐述的本公开的精神和范围的情况下,可以在其中进行形式和细节上的各种改变。

Claims (28)

1.一种电池包,包括:
多个电池单体,每个所述电池单体包括端子单元布置在其上的端子表面、与所述端子表面相反的底表面、以及将所述端子表面连接到所述底表面的第一侧表面和第二侧表面;
电池包壳体,容纳呈两行的所述多个电池单体以使得所述底表面彼此面对,并且包括流路板,所述流路板在呈所述两行的所述电池单体的所述底表面之间,并且包括容纳冷却介质的流动的多个流路,以及
第一箱板和第二箱板,其分别形成第一连接箱和第二连接箱,所述第一连接箱和所述第二连接箱流体地连接到所述多个流路并且分别从所述流路板的上部和下部延伸跨过所述流路板以覆盖所述第一侧表面和所述第二侧表面,
其中,所述第一连接箱限定用于所述冷却介质的流动空间,所述流动空间被沿着所述第一箱板的边缘形成的侧壁和所述第一箱板的基底表面围绕,所述第一箱板的所述基底表面被沿着所述第一箱板的所述边缘形成的所述侧壁围绕,以及所述第二连接箱限定用于所述冷却介质的流动空间,所述流动空间被沿着所述第二箱板的边缘形成的侧壁和所述第二箱板的基底表面围绕,所述第二箱板的所述基底表面被沿着所述第二箱板的所述边缘形成的所述侧壁围绕,
其中,所述第一箱板包括限定在所述第一箱板的所述基底表面中以连接到所述多个流路的入口,以及所述第二箱板包括限定在所述第二箱板的所述基底表面中以连接到所述多个流路的出口,
其中,多个入口和多个出口沿着所述流路板布置成行。
2.根据权利要求1所述的电池包,其中
所述流路板面对所述电池单体的所述底表面,以及
所述第一连接箱和所述第二连接箱分别面对所述电池单体的所述第一侧表面和所述第二侧表面。
3.根据权利要求2所述的电池包,进一步包括间隙填充物,所述间隙填充物布置在所述电池单体的所述底表面与所述流路板之间以及在所述电池单体的所述第一侧表面和所述第二侧表面与所述第一箱板和所述第二箱板之间。
4.根据权利要求2所述的电池包,其中
所述电池包壳体均包括在与所述两行的行方向相交的方向上的相反侧处的第一容纳空间和第二容纳空间,以及
所述两行的电池单体中的第一行和第二行被分别容纳在所述第一容纳空间和所述第二容纳空间中。
5.根据权利要求4所述的电池包,其中
所述第一箱板和所述第二箱板的与所述第一容纳空间和所述第二容纳空间相反的外表面包括限定所述第一连接箱和所述第二连接箱的基底表面的平坦表面,以及
所述第一箱板和所述第二箱板的与所述第一容纳空间和所述第二容纳空间接触的内表面具有从所述第一容纳空间和所述第二容纳空间的入口朝向所述流路板的坡度。
6.根据权利要求5所述的电池包,其中,所述第一箱板和所述第二箱板的所述内表面倾斜,使得所述第一容纳空间和所述第二容纳空间的高度从所述第一容纳空间和所述第二容纳空间的所述入口朝向所述流路板逐渐减小。
7.根据权利要求6所述的电池包,其中,所述流路板与所述第一箱板和所述第二箱板一体地彼此连接而没有接头。
8.根据权利要求4所述的电池包,其中,关于所述流路板,
所述第一箱板和所述第二箱板中的每个的一半面对所述第一行电池单体,以及
所述第一箱板和所述第二箱板中的每个的另一半面对所述第二行电池单体。
9.根据权利要求1所述的电池包,其中,所述流路在平行于所述电池单体的所述底表面的方向上延伸,以将所述第一连接箱和所述第二连接箱彼此连接。
10.根据权利要求1所述的电池包,其中,所述流路沿着所述流路板间隔地布置成行。
11.根据权利要求1所述的电池包,其中,所述流路包括限定被掩埋在所述流路板中的通道的空的空间。
12.根据权利要求1所述的电池包,其中,所述电池包被配置成使处于低温的所述冷却介质沿着所述流路从所述第一连接箱流动以通过与所述电池单体热交换而被加热至高温,并将处于高温的所述冷却介质排放到所述第二连接箱。
13.根据权利要求1所述的电池包,其中,所述第一连接箱和所述第二连接箱通过分别覆盖所述第一箱板和所述第二箱板的第一盖板和第二盖板被密封而与外部隔开。
14.根据权利要求13所述的电池包,其中,所述第一盖板和所述第二盖板分别插入被限定在沿着所述第一箱板和所述第二箱板的边缘定位的侧壁上的台阶部分之间。
15.根据权利要求1所述的电池包,其中,所述第一连接箱和所述第二连接箱限定单个非分隔空间。
16.根据权利要求15所述的电池包,其中,
所述第一箱板包括源单元,所述冷却介质通过所述源单元被供应到所述第一连接箱,以及
所述第二箱板包括槽单元,所述冷却介质通过所述槽单元被从所述第二连接箱排出。
17.根据权利要求16所述的电池包,其中,所述源单元和所述槽单元在跨过所述第一箱板和所述第二箱板的对角线方向上彼此面对。
18.根据权利要求17所述的电池包,其中,所述源单元和所述槽单元分别位于所述第一箱板和所述第二箱板的拐角位置处。
19.根据权利要求16所述的电池包,其中,所述电池包被配置为使得通过所述源单元供应的处于低温的所述冷却介质在沿着所述第一箱板的所述基底表面从所述源单元径向扩散的同时通过布置成行的所述入口供应到所述流路,并且被配置为使得来自所述流路的处于高温的所述冷却介质通过布置成行的所述出口排出并且在沿着所述第二箱板的所述基底表面径向会聚的同时被排放到外部。
20.根据权利要求16所述的电池包,其中,所述源单元和所述槽单元包括连接单元,用于供应所述冷却介质的供应管和用于排出所述冷却介质的排放管分别被插入所述连接单元中。
21.根据权利要求16所述的电池包,其中,所述第一连接箱通过所述单个未分隔空间将所述源单元连接到多个入口。
22.根据权利要求16所述的电池包,其中,所述第二连接箱通过所述单个非分隔空间将所述槽单元连接到多个出口。
23.根据权利要求1所述的电池包,其中,所述电池包壳体中的第一电池包壳体和第二电池包壳体在所述多个电池单体沿其排列的行方向上排列。
24.根据权利要求23所述的电池包,其中,所述第一电池包壳体和所述第二电池包壳体中的每个包括:
在与所述行方向相交的方向上的相反侧处的第一容纳空间和第二容纳空间;以及
分别容纳在所述第一容纳空间和所述第二容纳空间中的第一行电池单体和第二行电池单体。
25.根据权利要求24所述的电池包,其中,所述电池包包括四行电池单体,所述四行电池单体包括容纳在所述第一电池包壳体中的所述第一行电池单体和所述第二行电池单体以及容纳在所述第二电池包壳体中的所述第一行电池单体和所述第二行电池单体。
26.根据权利要求23所述的电池包,进一步包括布置在所述第一电池包壳体和所述第二电池包壳体之间的连接块。
27.根据权利要求26所述的电池包,进一步包括:
汇流条,在所述连接块上并且将容纳在所述第一电池包壳体和所述第二电池包壳体中的所述电池单体彼此电连接;以及
输出端子,电连接到所述汇流条并被支撑在所述连接块上。
28.一种电池包,包括:
多个电池单体,每个所述电池单体包括端子单元布置在其上的端子表面、与所述端子表面相反的底表面、以及将所述端子表面连接到所述底表面的第一侧表面和第二侧表面;
电池包壳体,容纳呈两行的所述多个电池单体以使得所述底表面彼此面对,并且包括流路板,所述流路板在呈所述两行的所述电池单体的所述底表面之间,并且包括容纳冷却介质的流动的多个流路,以及
第一连接箱和第二连接箱,分别包括第一箱板和第二箱板以及第一盖板和第二盖板,所述第一盖板和所述第二盖板分别覆盖所述第一箱板和所述第二箱板以使其被密封而与外部隔开从而在所述第一箱板和所述第一盖板之间和所述第二箱板和所述第二盖板之间形成用于接收所述冷却介质的空间,所述第一连接箱和所述第二连接箱直接流体地连接到所述多个流路并且分别从所述流路板的上部和下部延伸跨过所述流路板以覆盖所述第一侧表面和所述第二侧表面,
其中所述第一盖板包括所述冷却介质通过其被供应到所述第一连接箱的作为源单元的开口,以及
其中所述第二盖板包括所述冷却介质通过其从所述第二连接箱排出的作为槽单元的开口,以及
其中所述第一箱板和所述第二箱板包括与所述流路对应的开口。
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