CN113745694B - 电池模组及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池模组和车辆。本发明提供一种电池模组，包括：壳体，所述壳体内设置有多个电芯；多个边框，每个所述边框设置在两个所述电芯之间；冷却管，所述冷却管的长度方向沿所述多个边框的排布方向设置，所述冷却管与每个所述边框的相对两侧连接，所述冷却管的两端延伸至所述壳体的外部；其中，所述冷却管沿其长度方向设有多个第一开口，每个所述边框的相对两侧设有至少一对第二开口，每个所述第一开口与一个所述第二开口连通。本发明提供的电池模组，通过在相邻电芯之间设置边框，边框的外侧连接冷却管，可将冷却液流入两块电芯之间，冷却液与电芯侧面接触，增大了散热面积，从而增强了电芯的散热效果。

Description

电池模组及车辆
技术领域
本发明涉及电芯组装技术领域，尤其涉及一种电池模组及车辆。
背景技术
目前，新能源汽车的能源装置由电芯组装成模组，现有的电池模组依靠冷却板进行冷却，冷却效果较差。
发明内容
本发明提供一种电池模组及车辆，用以解决现有技术中电池模组冷却效果差的缺陷。
本发明提供一种电池模组，包括：壳体，所述壳体内设置有多个电芯；多个边框，每个所述边框设置在两个所述电芯之间；冷却管，所述冷却管的长度方向沿所述多个边框的排布方向设置，所述冷却管与每个所述边框的相对两侧连接，所述冷却管的两端延伸至所述壳体的外部；其中，所述冷却管沿其长度方向设有多个第一开口，每个所述边框的相对两侧设有至少一对第二开口，每个所述第一开口与一个所述第二开口连通。
根据本发明提供的一种电池模组，所述边框的相对两侧分别连接有多个所述冷却管。
根据本发明提供的一种电池模组，当多个所述电芯排列成两排时，两排所述边框的相邻两个侧面共同连接所述冷却管，每个所述冷却管的相对两侧分别设有所述第一开口，每个所述第一开口与相对的所述边框的第二开口连通。
根据本发明提供的一种电池模组，所述壳体包括：相对设置的第一端板和第二端板；一对第一紧固组件，一对所述第一紧固组件对称设置，所述第一紧固组件的第一端与所述第一端板连接；一对第二紧固组件，一对所述第二紧固组件对称设置，所述第二紧固组件的第一端与所述第二端板连接，所述第二紧固组件的第二端与所述第一紧固组件的第二端连接。
根据本发明提供的一种电池模组，所述第一紧固组件包括：第一紧固板，所述第一紧固板与所述第一端板平行设置，所述第一紧固板的第一端与所述第一端板连接，所述冷却管的一端延伸至所述第一紧固板的外部；第二紧固板，所述第二紧固板与所述第一紧固板垂直设置，所述第二紧固板的第一端与所述第一紧固板的第二端连接；所述第二紧固组件包括：第三紧固板，所述第三紧固板与所述第二端板平行设置，所述第三紧固板的第一端与所述第二端板连接，所述冷却管的另一端延伸至所述第三紧固板的外部；第四紧固板，所述第四紧固板与所述第三紧固板垂直设置，所述第四紧固板的第一端与所述第三紧固板的第二端连接，所述第四紧固板的第二端与所述第二紧固板的第二端连接。
根据本发明提供的一种电池模组，所述第四紧固板的第二端沿所述第四紧固板的长度方向设有凹槽，所述第二紧固板的第二端插设在所述凹槽内，所述第二紧固板的第二端与所述第四紧固板通过连接件连接。
根据本发明提供的一种电池模组，还包括电极，所述电极的第一端与邻近所述第一端板或所述第二端板的电芯连接，所述电极的第二端延伸至所述第一端板或所述第二端板的外部。
根据本发明提供的一种电池模组，还包括封装结构，所述封装结构封装在所述电芯、所述边框、所述冷却管以及所述电极的外部，以将所述电芯、所述边框、所述冷却管和所述电极封装成一个整体，其中，所述封装结构位于所述壳体内，并与所述第一端板、所述第二端板、所述第一紧固板、所述第二紧固板、所述第三紧固板以及所述第四紧固板连接。
根据本发明提供的一种电池模组，所述封装结构裸露在所述壳体外的任一表面设有多个排气孔。
本发明还提供一种车辆，包括如上所述的电池模组。
本发明提供的电池模组，通过在相邻电芯之间设置边框，边框的外侧连接冷却管，可将冷却液流入两块电芯之间，冷却液与电芯侧面接触，增大了散热面积，从而增强了电芯的散热效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明提供的电池模组未封装前的结构示意图；
图2是图1中示出的冷却管的结构示意图；
图3是冷却管和框架的安装示意图；
图4是图1中示出的壳体的结构示意图；
图5是本发明提供的电池模组封装后的整体图；
附图标记：
10：电芯； 20：冷却管； 21：第一开口；
30：第一紧固组件； 31：第一紧固板； 32：第二紧固板；
40：第二紧固组件； 41：第三紧固板； 42：第四紧固板；
43：连接件； 50：电极； 60：边框；
61：第二开口； 71：第一端板； 72：第二端板；
100：封装结构； 101：排气孔。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
下面结合图1-图5描述本发明的电池模组及车辆。
如图1所示，在本发明的一个实施例中，电池模组包括：壳体、多个边框60和冷却管20。壳体内设置有多个电芯10，每个边框60设置在两个电芯10之间，冷却管20的长度方向与多个边框60的排布方向设置，冷却管20与每个边框60的相对两侧连接，每个冷却管20的两端延伸至壳体的外部，其中，每个冷却管20沿其长度方向设有多个第一开口21，每个边框60的相对两侧设有至少一对第二开口61，其中，每个第一开口21与一个第二开口61连通。
具体来说，壳体内可设置多个电芯10，多个电芯10可以排列成一排，也可以排列成两排。每两个电芯10之间设置一个边框60，边框60外圈的尺寸可与电芯10的尺寸相同，边框60内圈用于填充冷却液，冷却液位于两个电芯10之间，可对电芯10进行冷却。冷却管20的长度方向与多个边框60的排布方向相同，也即冷却管20与每个边框60的两个侧面连接。具体地，冷却管20的形状可以为U型，U型管与边框60的两个外侧连接；冷却管20的形状也可以为直管，此时，可在边框60的相对两侧分别设置冷却管20。
当冷却管20的形状可以为U型管时，冷却管20沿其长度方向开设有多个第一开口21，多个第一开口21中位于边框60一侧的第一开口21为进液口，位于边框60另一侧的第一开口21为出液口。边框60一侧的第二开口61为进液口，另一侧的第二开口61为出液口。在对电芯10进行冷却时，冷却液由冷却管20的第一端进入，经过第一开口21和边框60的第二开口61进入每个边框60的内圈内，对电芯10进行冷却，然后，经过边框60另一侧的第二开口61和冷却管20的第一开口21由冷却管20的第二端排出。
当冷却管20的形状为直管时，可在边框60的相对两侧分别连接冷却管20，其中一侧的冷却管20用于进液，另一侧的冷却管20用于排出冷却液。
需要说明的是：冷却管20的数量可以为一个，也可以为多个。当冷却管20为U型管时，其数量可以为一个，也可以为多个；当冷却管20为直管时，边框60每侧的冷却管20的数量可以为一个，也可以为多个。
进一步地，当壳体内的电芯10为两排时，两排边框60的相邻侧面可共用冷却管20进液，此时可在冷却管20的相对表面分别开设第一开口21，该冷却管20为进液管，两排边框60另一侧的冷却管20为出液管。冷却液经过该冷却管20后，可由相对设置的两个第一开口21分别流向不同的边框60内圈之间，对两组电芯10进行冷却。
进一步地，在本实施例中，在两个电芯10之间设置边框60，边框60内圈用于填充冷却液，由于内圈面积较大，冷却液与电芯10表面充分接触，增大了散热面积，增强了电芯10的散热效果。同时，在现有技术中，通常采用一组电芯10共用一个冷却板进行冷却，而在本实施例中，每两个电芯10之间设置一个边框60，可同时对电芯10的两侧进行冷却，增强了散热效果。在实际使用过程中，可将冷却管20延伸至壳体外的任意一端与冷却管路连接，形成循环冷却系统，通过不断向冷却管20内通入冷却液，可提高电芯10的冷却效果。需要说明的是：在现有技术中，电芯10的外部包裹有绝缘蓝膜，所以在电芯10之间填充冷却液不会对电芯10造成影响。
本发明实施例提供的电池模组，通过在相邻电芯之间设置边框，边框的外侧连接冷却管，可将冷却液流入两块电芯之间，冷却液与电芯侧面接触，增大了散热面积，从而增强了电芯的散热效果。
如图2和图3所示，在本发明的一个实施例中，边框60的相对两侧分别连接有多个冷却管20。
具体来说，在本实施例中，壳体内的电芯10可排列成一排，也可以排列成两排。每排电芯10的边框60的相对两侧分别连接有多个冷却管20，如在边框60的每侧设置3个冷却管20。即在每个边框60相对的两侧分别开设三个第二开口61，其中，边框60一侧的三个第二开口61为进液口，另一侧的三个第二开口61为出液口。每个冷却管20沿其长度方向开设多个第一开口21，位于边框60一侧的冷却管20为进液管，位于边框60另一侧的冷却管20为出液管。每个第一开口21与一个第二开口61连通，以将进入该冷却管20内的冷却液由第一开口21和第二开口61进入边框60的内圈内，对电芯10进行冷却，同时，也将吸收热量后的冷却液经由另一侧的第二开口61和第一开口21以及冷却管20排出。
进一步地，在本发明的另一个实施例中，当电芯10为两排时，两排边框60的相邻两个侧面可共同连接冷却管20，每个冷却管20的相对两侧分别设有第一开口21，每个第一开口21与相对的边框60的第二开口61连通。
具体来说，当电芯10为两排时，两排边框60可共用一组冷却管20。具体地，每个冷却管20沿其长度方向设置多对第一开口21，每对第一开口21相对设置，每对第一开口21分别与一个边框60的第二开口61连通，以将该冷却管20内的冷却液同时流入两个边框60的内圈中，然后分别经由两个边框60另一侧的冷却管20排出。
需要说明的是：在本实施例中，边框60的两侧分别连接冷却管20，每个冷却管20的两端均延伸至壳体的外部。当需要将多个电池模组串联时，通过将冷却管20连接，可对多个电池模组同时进行冷却。
如图4所示，在本发明的一个实施例中，壳体包括：相对设置的第一端板71和第二端板72，一对第一紧固组件30和一对第二紧固组件40。一对第一紧固组件30对称设置，第一紧固组件30的第一端与第一端板71连接，一对第二紧固组件40也对称设置，第二紧固组件40的第一端与第二端板72连接，第二紧固组件40的第二端与第一紧固组件30的第二端连接。
具体来说，在本实施例中，壳体由多块板通过连接件连接而成。具体地，第一端板71的两端分别与第一紧固组件30的第一端通过连接件连接，第二端板72的两端分别与第二紧固组件40的第一端通过连接件连接，第一紧固组件30的第二端和第二紧固组件40的第二端通过连接件连接。具体地，连接件可以为螺栓和螺母的组合。
进一步地，第一紧固组件30和第二紧固组件40可以为采用连接件连接的两块板，且两块板垂直设置。
进一步地，在本发明的一个实施例中，第一紧固组件30包括：第一紧固板31和第二紧固板32。第一紧固板31与第一端板71平行设置，第一紧固板31的第一端与第一端板71连接，冷却管20的一端延伸至第一紧固板31的外部。第二紧固板32与第一紧固板31垂直设置，第二紧固板32的第一端与第一紧固板31的第二端连接。第二紧固组件40包括：第三紧固板41和第四紧固板42。第三紧固板41与第二端板72平行设置，第三紧固板41的第一端与第二端板72连接，冷却管20的另一端延伸至第三紧固板41的外部，第四紧固板42与第三紧固板41垂直设置，第四紧固板42的第一端与第三紧固板41的第二端连接，第四紧固板42的第二端与第二紧固板32的第二端连接。
具体来说，在本实施例中，第一紧固板31与第一端板71通过连接件连接，第二紧固板32与第一紧固板31通过连接件连接。第一紧固板31上开设有通孔，冷却管20穿过该通孔延伸至壳体的外部与冷却管路连接。第三紧固板41与第二端板72通过连接件连接，第四紧固板42的一端与第三紧固板41通过连接件连接，另一端与第二紧固板32通过连接件连接。第三紧固板41上也开设有通孔，冷却管20的另一端穿过该通孔延伸至壳体的外部。
进一步地，在本发明的一个实施例中，第四紧固板42的第二端沿第四紧固板42的长度方向设有凹槽，第二紧固板32的第二端插设在该凹槽内，第二紧固板32的第二端与第四紧固板42通过连接件43连接。
具体来说，在本实施例中，第一紧固板31和第三紧固板41的厚度较薄，第二紧固板32和第四紧固板42的厚度大于第一紧固板31和第三紧固板41的厚度，第四紧固板42的厚度大于第二紧固板32的厚度，第四紧固板42的第二端沿其长度方向设有凹槽，第二紧固板32的第二端插设在第四紧固板42的凹槽内，并通过连接件43与第四紧固板42连接。此种设置方式，可在减轻壳体重量的前提下，增强壳体的强度，在电池发生膨胀时，依然能够将电芯紧固。
可选地，连接件43可以为螺栓。
在现有技术中，壳体通常采用端板和侧板焊接成型，在电池模组成组时，需要采用模组成组夹具将排列好的电芯夹紧，然后放入壳体内。本发明实施例提供的电池模组，端板与多个紧固板之间采用连接件连接，电芯以自然状态成组，在电芯排布好后，将第二紧固板和第四紧固板锁紧，以将电芯锁紧固定。较之现有技术中采用焊接方式连接，在电池膨胀时，壳体的连接处受力较小，可防止焊接处崩裂，提高了壳体的使用寿命。同时，通过简化壳体的结构，减轻了壳体的重量，可在壳体内设置更多的电芯，提高了壳体内电芯的能量密度。
如图5所示，在本发明的一个实施例中，电池模组还包括电极50，电极50的第一端与邻近第一端板71或第二端板72的电芯10连接，电极50的第二端延伸至第一端板71或第二端板72的外部。
进一步地，在本发明的一个实施例中，壳体还包括封装结构100，可选地，封装结构100的材质为树脂，当壳体内的部件组装完毕后，采用树脂将壳体内的电芯10、冷却管20、边框60以及电极50封装成整体，树脂形成的封装结构100位于壳体内，并与壳体的第一端板71、第二端板72、第一紧固板31、第二紧固板32、第三紧固板41和第四紧固板42连接，以使壳体与封装结构100形成密封整体。进一步地，在该封装结构100的内部还设置有各种检测元件，如温度传感器、电压传感器、电流传感器以及压力传感器等电池模组所必需的其他元件。封装结构100与壳体形成整体后，冷却管20延伸至壳体的外部，电极50的第二端也位于壳体的外部，同时，壳体上还保留有电源接口、信号接口等其他接口。
具体来说，常规的电池模组未采用树脂封装结构100，每个电芯10之间具有电势差，特别是电池模组与外界连接的电源接口与端板之间会形成很大的电势差，技术人员在设计电池模组时需要考虑电芯10的电气间隙以及爬电距离，为电池模组的设计带有诸多不利影响，而采用树脂将电芯10、边框60以及冷却管20封装成整体，树脂具有良好的绝缘性，不需要考虑电芯10之间的电气间隙和爬电距离，降低了电池模组设计的难度，同时，封装结构还可以防止冷却液泄漏，提高了电池模组的密封性。
进一步地，如图5所示，封装结构100裸露在壳体外的任一表面上设有多个排气孔101。具体来说，电芯10在充放电的过程中会产生气体，排气孔101用于排出气体，同时，排气孔101也可用于散热。
本发明实施例还提供了一种车辆，包括至少一个电池模组。具体来说，当电池模组为多个时，每个电池模组的冷却管20可依次连接，实现同时对多个电池模组进行冷却，进一步地，本发明实施例的车辆为电动车辆。
本发明实施例提供的车辆，提高了电池模组的散热效果，延长了电池模组的使用寿命。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种电池模组，其特征在于，包括：
壳体，所述壳体内设置有多个电芯，所述壳体包括：相对设置的第一端板和第二端板；一对第一紧固组件，一对所述第一紧固组件对称设置，所述第一紧固组件的第一端与所述第一端板连接；一对第二紧固组件，一对所述第二紧固组件对称设置，所述第二紧固组件的第一端与所述第二端板连接，所述第二紧固组件的第二端与所述第一紧固组件的第二端连接；
多个边框，每个所述边框设置在两个所述电芯之间，每个所述边框的外圈的尺寸与所述电芯的尺寸相同，每个所述边框的内圈用于填充冷却液；
冷却管，所述冷却管的长度方向沿所述多个边框的排布方向设置，所述冷却管与每个所述边框的相对两侧连接，所述冷却管的两端延伸至所述壳体的外部；
其中，所述冷却管沿其长度方向设有多个第一开口，每个所述边框的相对两侧设有至少一对第二开口，每个所述第一开口与一个所述第二开口连通；
所述第一紧固组件包括：第一紧固板，所述第一紧固板与所述第一端板平行设置，所述第一紧固板的第一端与所述第一端板连接，所述冷却管的一端延伸至所述第一紧固板的外部；第二紧固板，所述第二紧固板与所述第一紧固板垂直设置，所述第二紧固板的第一端与所述第一紧固板的第二端连接；
所述第二紧固组件包括：第三紧固板，所述第三紧固板与所述第二端板平行设置，所述第三紧固板的第一端与所述第二端板连接，所述冷却管的另一端延伸至所述第三紧固板的外部；第四紧固板，所述第四紧固板与所述第三紧固板垂直设置，所述第四紧固板的第一端与所述第三紧固板的第二端连接，所述第四紧固板的第二端与所述第二紧固板的第二端连接，所述第四紧固板的第二端沿所述第四紧固板的长度方向设有凹槽，所述第二紧固板的第二端插设在所述凹槽内，所述第二紧固板的第二端与所述第四紧固板通过连接件连接。
2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述边框的相对两侧分别连接有多个所述冷却管。
3.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，当多个所述电芯排列成两排时，两排所述边框的相邻两个侧面共同连接所述冷却管，每个所述冷却管的相对两侧分别设有所述第一开口，每个所述第一开口与相对的所述边框的第二开口连通。
4.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，还包括电极，所述电极的第一端与邻近所述第一端板或所述第二端板的电芯连接，所述电极的第二端延伸至所述第一端板或所述第二端板的外部。
5.根据权利要求4所述的电池模组，其特征在于，还包括封装结构，所述封装结构封装在所述电芯、所述边框、所述冷却管以及所述电极的外部，以将所述电芯、所述边框、所述冷却管和所述电极封装成一个整体，其中，所述封装结构位于所述壳体内，并与所述第一端板、所述第二端板、所述第一紧固板、所述第二紧固板、所述第三紧固板以及所述第四紧固板连接。
6.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述封装结构裸露在所述壳体外的任一表面设有多个排气孔。
7.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-6中任一项所述的电池模组。
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