CN114256549B - 电池模组和储能设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池模组和储能设备。电池模组包括箱体、电芯模组和冷却板。箱体的底部开放。电芯模组设置在箱体内，并与箱体固定。冷却板设置在箱体底部的开放处并与电芯模组的底部导热地连接。本申请实施方式的电池模组和储能设备，通过将冷却板设置在箱体底部的开放处，并与电芯模组底部导热地连接，一方面，可以使得箱体的结构工艺相对简单且重量较轻，另一方面，也可以通过冷却板对电芯模组进行有效散热。

Description

电池模组和储能设备

技术领域

本申请涉及储能技术领域，特别涉及一种电池模组和储能设备。

背景技术

为了保证电池模组工作在正常温度范围，电池模组会在箱体内固定冷却电芯模组的冷却板。具体地，冷却板会固定在箱体内的两侧，并与电芯模组接触。然而，这样会导致电池模组的结构工艺相对复杂且重量较重。

发明内容

本申请实施方式提供了一种电池模组和储能设备。

本申请实施方式的电池模组包括箱体、电芯模组和冷却板。所述箱体的底部开放。电芯模组设置在所述箱体内，并与所述箱体固定。冷却板设置在所述箱体底部的开放处并与所述电芯模组的底部导热地连接。

在某些实施方式中，所述冷却板包括板体和管道，所述管道设置在所述板体中，所述板体连接有第一接口和第二接口，所述第一接口和所述第二接口连通所述管道，所述箱体包括前面板，所述前面板设有凹陷，所述第一接口和所述第二接口设置在所述凹陷内。

在某些实施方式中，所述板体的底部设有凸起。

在某些实施方式中，所述冷却板通过粘胶与所述电芯模组的底部连接。

在某些实施方式中，所述箱体包括主体和上盖，所述电芯模组由所述主体固定，所述上盖设在所述主体的顶部，所述上盖的下表面设有绝缘的加强筋，所述电芯模组包括间隔设置的多个电芯排，所述电芯排的顶部设有连接片，所述加强筋位于相邻两个电芯排的连接片之间。

在某些实施方式中，所述主体包括框体，所述电芯模组位于所述框体所围成的空间，所述加强筋的两端分别承靠在所述框体的前端和后端。

在某些实施方式中，所述主体包括框体和中板，所述电芯模组和所述中板位于所述框体所围成的空间，所述中板固定连接所述框体的前端和后端，所述中板位于相邻两个电芯排之间，所述中板的底部相背两侧形成有中支撑板，所述中支撑板支撑对应的一个电芯排的一侧。

在某些实施方式中，所述冷却板开设有限位通孔，所述中支撑板容置在所述限位通孔中。

在某些实施方式中，所述主体包括框体和前面板，所述前面板设置在所述框体的前端，所述电芯模组位于所述框体所围成的空间，所述框体包括左侧板和右侧板，每个侧板的底部设有侧支撑板，所述侧支撑板支撑所述电芯模组的侧边，所述左侧板的侧支撑板与所述右侧板的侧支撑板间隔。

本申请实施方式的储能设备包括上述任一实施方式所述的电池模组。

本申请实施方式的电池模组和储能设备，通过在底板内表面设置加强结构，使得无需对箱体底板整体加厚，可减少箱体重量，有利于箱体和电池模组的搬运。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请实施方式的电池模组的分解示意图；

图2是本申请实施方式的电池模组的结构示意图；

图3是本申请实施方式的电池模组的仰视图；

图4是本申请实施方式的冷却板的分解示意图；

图5是本申请实施方式的电池模组的另一分解示意图；

图6是本申请实施方式的电池模组的侧视图；

图7是本申请实施方式的中板的结构示意图。

主要元件：

电池模组100、箱体10、前面板11、凹陷111、主体12、框体121、侧板123、中板122、支撑板1221、端板124、板体1241、框状结构1242、上盖13、电芯模组20、电芯排21、连接片22、冷却板30、板体31、第一接口311、第二接口312、凸起313、通孔33。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中，相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请的实施方式，而不能理解为对本申请的实施方式的限制。

在本申请的实施方式中，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。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的实施方式的不同结构。为了简化本申请的实施方式的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。本申请的实施方式可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请的实施方式提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请一并参阅图1至图5，本申请实施方式的电池模组100包括箱体10、电芯模组20和冷却板30。箱体10的底部开放，电芯模组20设置在箱体10内，并与箱体10固定。冷却板30设置在箱体10底部的开放处并与电芯模组20的底部导热地连接。

本申请实施方式的电池模组100，通过将冷却板30设置在箱体10底部的开放处，并与电芯模组20底部导热地连接，一方面，可以使得箱体10的结构工艺相对简单且重量较轻，另一方面，也可以通过冷却板30对电芯模组20进行有效散热。

具体地，箱体10可以是一个金属箱体10。金属箱体10具有结实耐用的优点。金属箱体10包括四个侧壁，四个侧壁可以通过粘合、螺合、卡合、插销等方式连接在一起，此处不作限定。四个侧壁可以连接以形成呈长方体或正方体的金属框，电芯模组20设置在箱体10内。在某些实施方式中，侧壁可以设有开孔，开孔可以减轻箱体10的重量。箱体10可以用于收容和支撑电芯模组20。电芯模组20可以包括多个电芯，多个电芯可以间接地或直接地与箱体10固定。

冷却板30可以包括液冷板，液冷板的原理是利用液体流动换热系数较大的特性，依靠液体流动转移电芯模组20热量，利用液冷板散热是一种最有效的散热方式，可消散几百瓦甚至上千瓦的热量。本申请实施方式的冷却板30以液冷板为例进行举例说明，以液冷板为例进行举例说明是为了方便理解本申请的实施，不应理解为对本申请的限定。

具体地，液冷板可以是一种利用水、防冻液、乙醇等液体介质去降低电芯模组20温度的设备。液冷板包括但不仅限于腔体式液冷板、压管式液冷板、摩擦焊式液冷板和真空钎焊式液冷板。液冷板可以使得电芯更高效率地工作、更稳定地工作，更安全地工作。在电池模组100工作的情况下，电芯模组20会产生多余的热量，热量可以通过电芯模组20与液冷板表面接触的方式进行传递，热量最终会被液冷板内部中的液体带走，如此可以对电芯模组20进行散热。

请再次参阅图1、图3和图5，箱体10的底部开放，冷却板30可以安装在箱体10 的底部开放处。冷却板30的面积大小可以与箱体10底部开放区域的大小相同或相近。冷却板30与电芯模组20的下表面抵触，可以增加冷却板30与电芯模组20的接触面积，从而提高热传导的性能。同时，电芯模组20包括多个电芯，每个电芯内部都注入电解液，冷却板30与电芯模组20的下表面抵触可以更均匀进行散热。电芯模组20集中堆放在箱体10内，冷却板30与电芯模组20的下表面抵触散热效果更好。同时，箱体10 的底部开放，冷却板30设置在箱体10的底部开放处，可以提升电池模组100的空间利用率，减轻电池模组100的重量。本申请实施方式的电池模组100结构和工艺简单，省去箱体10的焊接流程及其他零部件和工艺，降低生产成本。

请再次参阅图2、图3和图4，在某些实施方式中，冷却板30包括板体31和管道，管道设置在板体31中，板体31连接有第一接口311和第二接口312，第一接口311和第二接口312连通管道，箱体10包括前面板11，前面板11设有凹陷111，第一接口311 和第二接口312设置在凹陷111内。

具体地，管道可以设置在板体31中，管道可以理解成液体通道。在一个实施例中，液体可以通过第一接口311流入管道，通过第二接口312流出管道。在另一个实施方式中，液体可以通过第二接口312流入管道，通过第一接口311流出管道。第一接口311 靠近第二接口312，如此液体可以在管道内实现液体循环，液体吸收电芯模组20的热量，通过液体循环的方式将电芯模组20的热量进行散热。管道内的液体经过一个接口流入，再经过另一接口流出，流出管道的液体可以进行再次降温，降温后的液体可以回流到管道内。

值得一提的是，本申请实施方式的电池模组100以1个管道为例进行说明，以1个管道为例进行说明是为了便于理解本申请的实施，不应理解为对本申请的限定。电池模组100包括1个管道，1个管道可以根据板体31的形状弯曲地设置在板体31中，如此可以增加管道的管道在板体31中的面积，可以充分发挥水冷的优势，能够带走电芯模组20更多的热量。管道数量为1的情况下，可以设有一个液体入口和一个液体出口(即设有1个第一接口311和1个第二接口312)，如此可以减轻电池模组100的重量，减少零件安装的工艺，降低生产成本。在某些实施方式中，电池模组100可以包括多个管道，管道的数量可以是1个、2个、3个、4个或4个以上，此处不作限定。

请再次参阅图2，在某些实施方式中，箱体10包括前面板11，前面板11设有凹陷111，第一接口311和第二接口312设置在凹陷111内。如此，凹陷111处可以用于收容第一接口311和第二接口312，第一接口311和第二接口312设置在凹陷111处可以避免外部磕碰造成变形。在多个电池模组100叠放的情况下，凹陷111处的上方区域可以避免冷凝水滴入第一接口311和第二接口312。并且第一接口311和第二接口312设置在凹陷111内可以提高空间利用率，避免第一接口311和第二接口312突出设置。

在某些实施方式中，板体31的底部设有凸起313。

具体地，板体31的底部设有凸起313。凸起313可以设置在管道处，凸起313可以增加管道内的液体容积，能够提高降温效率。并且板体31的底部设有凸起313，能够使得底板不易变形。

请再次参阅图4，在某些实施方式中，冷却板30还包括冷却板结构件33，冷却板结构件33与板体31的大小、形状相同，并且安装在板体31的上表面。如此可以加强冷却板30的强度，使得冷却板30的上表面更加平整，增加冷却板30与电芯模组20的接触面积，散热更加均匀，能够延长电芯模组20的使用寿命。并且冷却板30的上表面更加平整能够易于连接电芯模组20。

在某些实施方式中，冷却板30通过粘胶与电芯模组20的底部连接。

具体地，冷却板30可以通过粘胶的方式与电芯模组20的底部连接。电芯模组20 可以包括多个电芯，电芯可以按照顺序排列，在冷却板30的上表面进行涂胶，多个电芯可以粘合在冷却板30涂胶的上表面。在一个实施例中，电池模组100包括箱体10，箱体10的底部开放，电芯模组20包括多个电芯，多个电芯可以通过连接片22进行串联、并联连接后形成电芯模组20，电芯模组20设置在箱体10内，冷却板30的上表面可以涂胶，将冷却板30涂胶的上表面与电芯模组20的下表面进行粘合，冷却板30设置在箱体10底部的开放处。如此，可以避免了较为繁琐的焊接工艺，使得冷却板30能够稳固地连接电芯模组20。

请再次参阅图2和图5，在某些实施方式中，箱体10包括主体12和上盖13，电芯模组20由主体12固定，上盖13设在主体12的顶部，上盖13的下表面设有绝缘的加强筋131，电芯模组20包括间隔设置的多个电芯排21，电芯排21的顶部设有连接片22，加强筋131位于相邻两个电芯排21的连接片22之间。

具体地，箱体10包括主体12和上盖13，电芯模组20由主体12固定，主体12可以支撑电芯模组20，能够避免电芯模组20的重量压在冷却板30上。上盖13设在主体 12的顶部，在电芯模组20放置在箱体10后，上盖13可以通过螺合的方式连接主体12。上盖13的下表面设有绝缘的加强筋131，加强筋131可以加强上盖13的稳定性。电芯模组20包括间隔设置的多个电芯排21，电芯排21可以是多个电芯排21列后通过连接片22连接形成的。

在一个实施例中，电芯模组20包括2个间隔设置的电芯排21，每个电芯排21包括12个电芯，12个电芯通过连接片22连接，并且连接片22位于电芯顶部。2个间隔设置的电芯排21的尾部电芯可以利用连接片22连接，如此可以实现电芯模组20的串联、并联连接。在电芯模组20放置在箱体10后，上盖13可以连接主体12，此时加强筋131 位于相邻两个电芯排21的连接片22之间。上盖13可以是绝缘材料的，加强筋131可以是与上盖13通过注塑等方式一体成型的，如此加强筋131也具有绝缘效果，加强筋 131位于相邻两个电芯排21的连接片22之间可以进一步保证电池模组100的使用安全。

请一并参阅图2和图6，在某些实施方式中，主体12包括框体121，电芯模组20 位于框体121所围成的空间，加强筋131的两端分别承靠在框体121的前端和后端。

具体地，主体12包括框体121，框体121可以理解为侧壁，框体121包括前端和后端，加强筋131的两端分别承靠在前端和后端。如此加强筋131承靠在框体121的前端和后端，可以加强上盖13的承重能力。可以避免多个电池模组100堆叠的情况下压弯、损坏下方的电池模组100。

请一并参阅图5和图7，在某些实施方式中，主体12包括框体121和中板122，电芯模组20和中板122位于框体121所围成的空间，中板122固定连接框体121的前端和后端，中板122位于相邻两个电芯排21之间，中板122的底部相背两侧形成有中支撑板1221，中支撑板1221支撑对应的一个电芯排21的一侧。

具体地，主体12包括框体121和中板122。在一个实施例中，电芯模组20包括2 个电芯排21，中板122设置在框体121围成空间的中心区域。中板122的两端可以通过螺合等方式连接前端和后端。中板122的底部相背两侧形成有中支撑板1221，中板122 相当于一个倒置放置的呈“T”形的支撑板，2个电芯排21分别放置在中板122上，中板122的底部的中支撑板1221同于承载电芯模组20，避免电芯模组20的重量压至冷却板30上。由于冷却板30的整体重量较轻，冷却板30自身不能承重，因此利用中板122 的中支撑板1221承载电芯模组20的重量。并且中板122的两端连接前端和后端，框体 121也可以承载电芯模组20的重量。如此，箱体10可用于承载电芯模组20的重量，避免电芯模组20的重量压弯或损坏冷却板30。

请再次参阅图3和图4，在某些实施方式中，冷却板30开设有限位通孔32，中支撑板1221容置在限位通孔32中。

具体地，冷却板30开设有限位通孔32，限位通孔32可以用于收容中支撑板1221。限位通孔32的大小可以略大于中支撑板1221的大小，如此可以解决限位通孔32与中支撑板1221难以对准的问题。冷却板30的厚度可以与中支撑板1221的厚度相同，如此可以使得中支撑板1221容置在限位通孔32内后，整体的下表面更为平整。限位通孔 32可以是通过挖孔、切割等方式形成的，此处不作限定。

值得一提的是，本申请实施方式的限位通孔32可以包括2个通孔，2个通孔可以间隔地开设在冷却板30上。2个通孔均设置于冷却板30的长度方向，如此可以保证中支撑板1221能够均匀地支撑电芯模组20的重量，并且2个通孔可以利于1个管道布置在冷却板30上，如此冷却板30仅需1个第一接口311和1个第二接口312，能够减少零件的安装，减轻电池模组100的重量。

请再次参阅图1和图3，在某些实施方式中，主体12包括框体121和前面板11，前面板11设置在框体121的前端，电芯模组20位于框体121所围成的空间，框体121 包括左侧板和右侧板，每个侧板123的底部设有侧支撑板1231，侧支撑板1231支撑电芯模组20的侧边，左侧板的侧支撑板1231与右侧板的侧支撑板1231间隔。

具体地，前面板11设置在框体121的前端，前面板11上可以设有多个接口和控制旋钮等，前面板11与框体121之间还可以设有电池管理系统，电池管理系统连接电芯模组20，用于保证电芯模组20的使用安全。框体121包括侧板123，侧板123包括左侧板和右侧板。每个侧板123的底部设有侧支撑板1231，侧支撑板1231支撑电芯模组 20的侧边，左侧板的侧支撑板1231与右侧板的侧支撑板1231间隔。

在一个实施例中，电池模组100包括2个电芯排21，其中，1个电芯排21的左侧底部抵触左侧板的侧支撑板1231，电芯排21的右侧底部抵触中支撑板1221的一侧，如此侧支撑板1231和中支撑板1221可以共同承载此电芯排21的重量；另一个电芯排21 的右侧底部抵触右侧板的侧支撑板1231，电芯排21的左侧底部抵触中支撑板1221的另一侧，如此侧支撑板1231和中支撑板1221可以共同承载此电芯排21的重量。能够避免电芯模组20的重量压至冷却板30，保证冷却板30的使用寿命。

值得一提的是，侧支撑板1231是由侧板弯折180度形成的，也即是说，侧支撑板1231可以是双层设计，如此可以增加支撑强度，增加框体121的高度，使得电池模组 100放置在水平面的情况下，左侧板和右侧板抵触水平面，冷却板30可以与水平面具有距离，使得电芯模组20的摆放更稳定，能够保证框体121承载电芯模组20的重量。

请再次参阅图6，在某些实施方式中，框体121包括前端板和后端板，每个端板124包括板体1241和框状结构1242，框状结构1242自板体1241周缘向外凸出，中板122 的前端连接前端板的板体1241，中板122的后端连接后端板的板体1241。

具体地，框体121包括前端板和后端板，前端板、后端板、左侧板和右侧板共同形成框体121。左侧板和右侧板可以通过螺合的方式与前端板和后端板连接。前端板和后端板均包括板体1241和框状结构1242。框状结构1242自板体1241周缘向外凸出。中板122的前端可以插入前端板的板体1241内，再通过螺钉螺母进行螺合连接；中板122 的后端可以插入后端板的板体1241内，再通过螺钉螺母进行螺合连接。框状结构1242 具有加强作用，能够提高框体121的稳定性。

在某些实施方式中，端板124可以是内部中空的端板124，如此可以减轻端板124的重量，进而减轻电池模组100的重量。

值得一提的是，请再次参阅图1，在某些实施方式中，电池模组100包括前面板11、上盖13、框体121和中板122、侧板123和端板124、和冷却板30，首先放置1个端板 124，将中板122与端板124连接固定，放置底部冷却板30，然后在冷却板30上贴胶，再依次堆叠多个电芯以形成电池模组100。电池模组100还包括侧面绝缘胶125，用于间隔电芯模组20和箱体10。形成电池模组100后在电池模组100侧面放置绝缘胶125，再安装侧板123和另一个端板124，最后安装前面板11以形成电池模组100。

本申请实施方式还公开一种储能设备，储能设备包括上述任一实施方式的电池模组 100。

本申请实施方式的储能设备，通过将冷却板30设置在箱体10底部的开放处，并与电芯模组20底部导热地连接，一方面，可以使得箱体10的结构工艺相对简单且重量较轻，另一方面，也可以通过冷却板30对电芯模组20进行有效散热。

值得一提的是，储能设备可以包括多个电池模组100。也即是说，在某些实施方式中，储能设备中的电池模组100的数量可以为1个、2个、3个、4个或多于4个，此处不作限定。

在一个实施例中，储能设备中的电池模组100的数量可以为4个，4个电池模组100沿竖直方向设置成一排，电池模组100可以串联连接也可以是并联连接，也可以是串并联，此处不作限定。如此多个电池模组100形成的储能设备的储能效果更强，能够满足用户的使用需求。储能设备可以制作成家用储能柜或小型集装箱的形式。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种电池模组，其特征在于，包括：

箱体，所述箱体的底部开放；

电芯模组，设置在所述箱体内，并与所述箱体固定；

冷却板，设置在所述箱体底部的开放处并与所述电芯模组的底部导热地连接；

所述箱体包括主体和上盖，所述电芯模组由所述主体固定，所述上盖设在所述主体的顶部，所述电芯模组包括间隔设置的多个电芯排，

所述主体包括框体、中板和前面板，所述电芯模组和所述中板位于所述框体所围成的空间，所述中板固定连接所述框体的前端和后端，所述中板位于相邻两个电芯排之间，所述中板的底部相背两侧形成有中支撑板，所述中支撑板支撑对应的一个电芯排的一侧；

所述冷却板开设有限位通孔，所述中支撑板容置在所述限位通孔中；

所述前面板设置在所述框体的前端，所述框体包括左侧板和右侧板，每个侧板的底部设有侧支撑板，所述侧支撑板支撑所述电芯模组的侧边，所述左侧板的侧支撑板与所述右侧板的侧支撑板间隔。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述冷却板包括板体和管道，所述管道设置在所述板体中，所述板体连接有第一接口和第二接口，所述第一接口和所述第二接口连通所述管道，所述箱体包括前面板，所述前面板设有凹陷，所述第一接口和所述第二接口设置在所述凹陷内。

3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述板体的底部设有凸起。

4.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述冷却板通过粘胶与所述电芯模组的底部连接。

5.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述上盖的下表面设有绝缘的加强筋，所述电芯排的顶部设有连接片，所述加强筋位于相邻两个电芯排的连接片之间。

6.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述主体包括框体，所述电芯模组位于所述框体所围成的空间，所述加强筋的两端分别承靠在所述框体的前端和后端。

7.一种储能设备，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的电池模组。

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