CN114361647A - 电池组件 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池组件。该电池组件包括：壳体，用于形成一容置空间；多个电池，并排设置于容置空间内，其中每个电池包括电芯以及设置于电芯外围的保护壳，其中保护壳上设置有外露电芯的开窗；第一导热层，用于经开窗与电芯导热连接。通过上述方式，本申请提供的电池组件能够有效地减少第一导热层和电芯之间的热阻，提升电芯向第一导热层的传热效率，进而能够有效地提升电池组件的散热效率。

Description

电池组件

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池组件。

背景技术

现如今存在于家用电器或电动汽车等各种产品上的电池组件，其在放电时发热严重是比较常见的问题，目前还没有比较良好的散热方案来降低电池组件的发热状况。

发明内容

本申请主要提供一种电池组件，以解决电池组件放电时发热状况严重的问题。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种电池组件。所述电池组件包括：壳体，用于形成一容置空间；多个电池，并排设置于所述容置空间内，其中每个所述电池包括电芯以及设置于所述电芯外围的保护壳，其中所述保护壳上设置有外露所述电芯的开窗；第一导热层，用于经所述开窗与所述电芯导热连接。

在一些实施例中，所述开窗设置成使得所述电芯的外周壁外露。

在一些实施例中，所述第一导热层与所述电芯随形贴附。

在一些实施例中，所述第一导热层为经固化后的随形导热体，所述随形导热体在固化前具有一定流动性，以经所述开窗贴附于所述电芯上。

在一些实施例中，所述第一导热层为具有一定形变能力的弹性导热体。

在一些实施例中，所述电池组件进一步包括与所述第一导热层导热连接的第一储热材料层，所述第一储热材料层用于吸收和释放热量。

在一些实施例中，所述壳体包括沿第一方向间隔设置的第一主侧壁和第二主侧壁，其中所述多个电池沿与所述第一方向交叉设置的第二方向并排设置，所述第一导热层和所述第一储热材料层以层叠方式设置于所述多个电池与所述第一主侧壁之间，所述第一储热材料层进一步与所述第一主侧壁导热连接。

在一些实施例中，所述电池组件进一步包括设置于所述第一储热材料层与所述第一主侧壁之间的第二导热层。

在一些实施例中，所述电池组件进一步包括电路板，所述电路板设置于所述多个电池与所述第二主侧壁之间，并沿所述第一方向与所述多个电池间隔设置，所述电路板进一步与所述第二主侧壁导热连接。

在一些实施例中，所述电池组件进一步包括设置于所述电路板与所述第二主侧壁之间，且彼此层叠设置的第三导热层、第二储热材料层和第四导热层。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请公开了一种电池组件。通过在电池的保护壳上开窗，并限定第一导热层经该开窗与电芯导热连接，从而可有效地减少第一导热层和电芯之间的热阻，提升电芯向第一导热层的传热效率，进而能够有效地提升电池组件的散热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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，其中：

图1是本申请提供的电池组件一实施例的截面结构示意图；

图2是本申请提供的电池组件另一实施例的截面结构示意图；

图3是图1或图2所示电池组件中汇流条与相邻两个电池电连接的结构示意图；

图4是图3所示汇流条与相邻两个电池电连接的一种俯视结构示意图；

图5是图3所示汇流条与相邻两个电池电连接的另一种俯视结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。

本申请提供一种电池组件100，参阅图1，图1是本申请提供的电池组件一实施例的结构示意图。

该电池组件100包括壳体10、多个电池20和导热组件30，多个电池20设置于壳体10内，导热组件30设置于多个电池20和壳体10之间，用于传导多个电池20的热量至壳体10外。

其中，壳体10用于形成一容置空间12，多个电池20并排设置于容置空间12内，其中每个电池20包括电芯21以及设置于电芯21外围的保护壳(图未示)，其中保护壳上设置有外露电芯21的开窗；导热组件30包括第一导热层31，第一导热层31用于经开窗与电芯21导热连接。

可以理解的，本申请所指的导热连接应理解为两个部件之间能够传递热量，以实现良好的导热性能，例如第一导热层31至少完全填充于该开窗，以接近或紧密接触电芯21的表面，从而利于将电芯21产生的热量导出，以利于对电芯21散热，提升电池组件100的散热性能。

多个电池20可呈单排或多排设置于壳体10的容置空间12内，保护壳可以是塑胶壳或橡胶壳，其具有良好的导热性能，以促进电芯21的散热。

常见的电池20，其保护壳将电芯21与外界相隔绝，致使电芯21散热时的热阻较大，散热效果不理想。本申请通过在保护壳上开窗，并限定第一导热层31经该开窗与电芯21导热连接，从而可有效地减少第一导热层31和电芯21之间的热阻，提升电芯21向第一导热层31的传热效率。

本实施例中，该开窗设置成使得电芯21的外周壁外露，进而第一导热层31透过该开窗与电芯21的外周壁直接接触，从而可消除第一导热层31和电芯21之间的热阻。

可选地，该开窗使得保护壳对应的区域减薄，进而第一导热层31填充于该开窗中后，可使得第一导热层31与电芯21之间保护壳的壁厚相对较薄，即第一导热层31和电芯21之间的热阻相对减少，也能够提高导热效率。

第一导热层31与电芯21随形贴附，即第一导热层31与电芯21接触的部分随电芯21的外形贴附于电芯21的外周壁上，进而第一导热层31至少部分地包裹电芯21，第一导热层31与电芯21为面接触，提高第一导热层31和电芯21的接触面积，以使得第一导热层31更高效地传导电芯21的热量。

可选地，第一导热层31为经固化后的随形导热体，该随形导热体在固化前具有一定流动性，以经该开窗贴附于电芯21上，使得第一导热层31与电芯21紧密接触，提高传热面积，有利于提升导热性能。

例如，第一导热层31为缝隙填充导热材料或导热凝胶等，其具有一定的流动性，可使得其至少部分地包裹电芯21的外周壁，增大第一导热层31与电芯21的接触面积，之后可固化定型。

可选地，第一导热层31为具有一定形变能力的弹性导热体，则第一导热层31设置于电芯21的一侧，并受挤压力后发生形变，以经开窗与电芯21的外周壁形成面接触。

例如，第一导热层31为弹性导热硅胶或弹性石墨烯导热材料等。

电池组件100进一步包括与第一导热层31导热连接的第一储热材料层32，即导热组件30还包括第一储热材料层32，第一导热层31将电芯21所产生的热量传递给第一储热材料层32，第一储热材料层32用于吸收和释放热量。

第一储热材料层32为相变材料层，电池20在放电工作时，其所发出的热量致使第一储热材料层32温度升高至相变温度点而发生相变，从而可吸收并存储电池20所产生的热量；在电池20停止放电后，第一储热材料层32的温度降低至逆相变温度点而发生逆相变，进而释放所吸收存储的热量，以给电池20保温，从而维持电池20的周侧环境温度在适宜的温度内，避免低温等使得电池20的电学效能下降，即有利于减缓低温环境对电池20的性能影响。

其中，相变材料层可以是无机相变材料层、有机相变材料层或复合相变材料层。

壳体10包括沿第一方向间隔设置的第一主侧壁11和第二主侧壁13，多个电池20设置于第一主侧壁11和第二主侧壁13之间，第一主侧壁11和第二主侧壁13的两边还设有支撑壁15，支撑壁15连接于第一主侧壁11和第二主侧壁13之间，第一主侧壁11、第二主侧壁13和两个支撑壁15围设形成容置空间12。

壳体10可以为封闭式壳体，即容置空间12与壳体10外部的空间相隔离，以避免壳体10外的水汽或灰尘等进入壳体10内，从而可减少电池组件100漏电的风险。壳体10也可以设有与容置空间12连通的散热孔，以便于气流通过该散热孔流经容置空间12，加强容置空间12内的气流交换，从而更高效地带走电池20所产生的热量。

其中多个电池20沿与第一方向交叉设置的第二方向并排设置，第一导热层31和第一储热材料层32以层叠方式设置于多个电池20与第一主侧壁11之间，第一储热材料层32进一步与第一主侧壁11导热连接，即第一储热材料层32还能够将热量传递向第一主侧壁11，以通过第一主侧壁11向外界散热。

可选地，第一储热材料层32叠置于第一主侧壁11上，即第一储热材料层32直接与第一主侧壁11接触，并通过第一主侧壁11散热。

本实施例中，电池组件100进一步包括设置于第一储热材料层32与第一主侧壁11之间的第二导热层33，即导热组件30还包括第二导热层33，第二导热层33层叠设置于第一储热材料层32与第一主侧壁11之间，第一储热材料层32将热量传递给第二导热层33，第二导热层33将热量传递给第一主侧壁11，以通过第一主侧壁11向外界散热。

第二导热层33为导热硅胶垫等，其可紧贴于第一储热材料层32和第一主侧壁11之间，第二导热层33的两侧面分别与第一储热材料层32和第一主侧壁11的面接触更紧密，可改善第一储热材料层32向第一主侧壁11传热的散热通道的效率。

电池组件100进一步包括电路板40，电路板40设置于多个电池20与第二主侧壁13之间，并沿第一方向与多个电池20间隔设置，电路板40与多个电池20电连接，可用于对多个电池20进行热管理，以调控多个电池20的散热性能。

可选地，电路板40与第二主侧壁13间隔设置。

结合参阅图1和图2，其中图2是本申请提供的电池组件另一实施例的截面结构示意图。

本实施例中，电路板40进一步与第二主侧壁13导热连接，以通过第二主侧壁13向电池组件100外散热，可进一步地提升电池组件100的散热效率。

电池组件100进一步包括设置于电路板40与第二主侧壁13之间，且彼此层叠设置的第三导热层34、第二储热材料层35和第四导热层36，第三导热层34与电路板40层叠接触，第四导热层36与第二主侧壁13层叠接触。

其中，第三导热层34与第一导热层31的材质相同，第二储热材料层35与第一储热材料层32的材质相同，第四导热层36与第二导热层33的材质相同，不再赘述。

结合参阅图3和图4，图3是图1或图2所示电池组件中汇流条与相邻两个电池电连接的结构示意图，图4是图3所示汇流条与相邻两个电池电连接的一种俯视结构示意图。

电池组件100进一步地包括汇流条50，汇流条50电连接相邻两个电池20之间的正极和负极。

多个电池20可呈单排或多排设置于壳体10的容置空间12内，每排电池20通过汇流条50串联，多排电池20可并联设置。

以汇流条50导电连接两个相邻的第一电池201和第二电池202为例，说明汇流条50的结构特性。

第一电池201和第二电池202为结构相同的两个电池，且并排设置，其中第一电池201的正负极相对第二电池202的正负极倒置，即第一电池201的正极与第二电池202的负极相邻，汇流条50电连接第一电池201的正极和第二电池202的负极。

第一电池201和第二电池202均包括端帽203和电池壳204，电池壳204和端帽203配合形成第一电池201和第二电池202的外表面，其中端帽203作为正极，电池壳204作为负极。

第一电池201和第二电池202为圆柱电池，端帽203设置于圆柱电池的一端，圆柱电池两端的端面面积基本相同，且端帽203所占据的面积小于圆柱电池的端面面积，圆柱电池背离端帽203的另一端的端面面积可作为与汇流条50电连接的负极区面积，换言之，端帽203所表示的正极区面积小于负极区面积。

可选地，第一电池201和第二电池202还可以是其他类型的电池，通常其正极区面积小于负极区面积。

汇流条50包括桥接部51、第一接触部52和第二接触部53，其中第一接触部52和第二接触部53分别连接于桥接部51的彼此相背设置的两侧边缘，并沿第一接触部52和第二接触部53的间隔方向彼此反向延伸，其中第一接触部52用于与第一电池201的正极导电接触，第二接触部53用于与第二电池202的负极导电接触，第一接触部52与第一电池201的正极的接触面积小于第二接触部53与第二电池202的负极的接触面积。

与第一接触部52电连接的正极区面积小于与第二接触部53电连接的负极区面积，即通过利用电池的正极区面积小和负极区面积大的特点，设置有第一接触部52与第一电池201的正极的接触面积小于第二接触部53与第二电池202的负极的接触面积，即对电池负极的电连接接触面积大于对电池正极的电连接接触面积，从而可相对减小汇流条50与负极的接触电阻，有利于降低汇流条50的发热功率，其所产生的热量更低，有利于降低电池组件100的温度。

第一接触部52沿第一接触部52和第二接触部53的间隔方向的延伸长度L1小于第二接触部53沿第一接触部52和第二接触部53的间隔方向的延伸长度L2。

换言之，在第一接触部52和第二接触部53的间隔方向上，第一接触部52的延伸长度L1小于第二接触部53的延伸长度L2，即第一接触部52和第二接触部53不等长，进而可设置成使得第二接触部53与第二电池202的负极的接触面积大于第一接触部52与第一电池201的正极的接触面积，以充分地利用圆柱电池的负极区面积大于其正极区面积的特征，来减小汇流条50与圆柱电池之间的接触电阻，从而降低汇流条50上的发热功率。

本实施例中，汇流条50等宽设置，即桥接部51、第一接触部52和第二接触部53的宽度均相等，而第二接触部53的延伸长度L2大于第一接触部52的延伸长度L1，即第二接触部53的面积大于第一接触部52的面积，且负极区的面积大于正极区的面积，因而可便于设置成第二接触部53与负极的接触面积大于第一接触部52与正极的接触面积，以减小接触电阻。

进一步地，还可设置有第二接触部53的宽度大于第一接触部52的宽度，且第二接触部53的延伸长度L2大于第一接触部52的延伸长度L1，进而第二接触部53设置有与负极相接触的更大的接触面积，更进一步地减小接触电阻。

第一接触部52上设置有多个第一焊点520，第一接触部52通过第一焊点520与第一电池201的正极导电接触，第二接触部53上设置有多个第二焊点530，第二接触部53通过第二焊点530与第二电池202的负极导电接触，其中第一焊点520的数量小于第二焊点530的数量。

第一焊点520和第二焊点530结构相同，均为采用相同的焊接方式形成，以电连接第一接触部52和第一电池201的正极，和电连接第二接触部53和第二电池202的负极。

第一焊点520的数量小于第二焊点530的数量，可使得第一接触部52与第一电池201的正极的接触面积小于第二接触部53与第二电池202的负极的接触面积。

具体地，电池负极区的面积大于正极区的面积，第二接触部53的延伸长度L2大于第一接触部52的延伸长度L1，并通过在第二接触部53上设置数量更多的第二焊点530，以减小汇流条50和电池的接触电阻。

在已公开的文献中，汇流条与正极、负极的接触面积均相同，并未依据电池正负极面积不等的特性对汇流条进行设计，汇流条与电池的正负均采用四个焊点连接。

本申请中，通过依照电池负极区面积大于其正极区面积的特性，设置第二接触部53的面积大于第一接触部52的面积，因而可在较大的第二接触部53和负极区之间设置更多的第二焊点530，以减小接触电阻。

本实施例中，第一接触部52和正极区之间能够设置四个第一焊点520的数量，通过设置更大面积的第二接触部53，使得第二接触部53和负极区之间能够设置六个第二焊点530，即第二接触部53和负极区之间能够设置的焊点的数量由原先的四个变更为六个，增大了汇流条50和电池负极区的接触面积，进而减小了汇流条50和电池负极间的接触电阻。

可选地，第一焊点520的数量还可以是二、四、六或八个，第二焊点530的数量还可以是四、六、八或十个。

进一步地，第一接触部52上设有至少一条第一隔离缝522，第一隔离缝522将第一接触部52划分为至少两个相间隔的第一接触子部524，多个第一焊点520均匀分布于该至少两个第一接触子部524上，各第一接触子部524均与桥接部51相连接，以使得该多个第一接触子部524与正极区的电连接状况相同，多个第一接触子部524在通电的状况下，其发热状况相同，进而可避免整块的第一接触部52与正极电连接时可能存在的发热点集中的问题，即相对整块的第一接触部52而言，将第一接触部52设置成多个相间隔的第一接触子部524，可使得各第一接触子部524均可发热，避免发热点聚集于第一接触部52的某一处而导致的局部温度过高。

第二接触部53上设有至少一条第二隔离缝532，第二隔离缝532将第二接触部53划分为至少两个相间隔的第二接触子部534，多个第二焊点530均匀分布于至少该两个第二接触子部534上，各第二接触子部534均与桥接部51相连接。

以使得该多个第二接触子部534与负极区的电连接状况相同，多个第二接触子部534在通电的状况下，其发热状况相同，进而可避免整块的第二接触部53与负极电连接时可能存在的发热点集中的问题，即相对整块的第二接触部53而言，将第二接触部53设置成多个相间隔的第二接触子部534，可使得各第二接触子部534均可发热，避免发热点聚集于第二接触部53的某一处而导致的局部温度过高。

具体而言，本实施例中，第一接触部52上设有一条第一隔离缝522，以将第一接触部52划分成两个相间隔的第一接触子524，其中每一个第一接触子部524上设有三个第一焊点520；第二接触部53上设有一条第二隔离缝532，以将第二接触部53划分成两个相间隔的第二接触子部534，每个第二接触子部534上设有两个第二焊点530。

换言之，负极区的面积更大，第二接触部53的长度更长，因而第二接触子部534与负极区之间可设置更多数量的第二焊点530，以减小接触电阻。

近一步地，第一接触部52和第二接触部53的接触侧主表面分别与第一电池201的正极和第二电池202的负极导电接触，桥接部51朝向背离第一接触部52和第二接触部53的接触侧主表面的一侧凸起，即桥接部51相对第一接触部52和第二接触部53朝向背离其背离第一电池201和第二电池202的一侧凸起，以充分利用电池组件100中在电池20端部的空余空间，使得桥接部51能够具有更大的散热面积，即相对于桥接部51与第一接触部52和第二接触部53平齐的实施例，桥接部51相对凸起，桥接部51的散热面积更大，有利于其改善散热性能。

桥接部51包括第一弯折延伸部511、第二弯折延伸部512以及连接部513，第一弯折延伸部511和第二弯折延伸部512的一端分别与第一接触部52和第二接触部53的相邻端部连接，并向背离第一接触部52和第二接触部53的接触侧主表面弯折延伸，连接部513连接于第一弯折延伸部511和第二弯折延伸部512的另一端之间。

第一弯折延伸部511与第一接触部52之间的夹角大于0度且小于180度，第二弯折延伸部512与第二接触部53之间的夹角大于0度且小于180度，以使得桥接部51具有较大的散热面积。

可选地，桥接部51与第一接触部52、第二接触部53平齐设置。

第一接触部52、第二接触部53和桥接部51一体成型。

可选地，第一接触部52、第二接触部53和桥接部51也可以是分体式结构，并通过焊接或螺接等方式相固定。

结合参阅图3至图5，图5是图3所示汇流条与相邻两个电池电连接的另一种俯视结构示意图。

汇流条50进一步包括与桥接部51连接的散热片54，散热片54与桥接部51错位设置，即散热片54的延伸方向与桥接部51的延伸方向不重合，散热片54的延伸方向可与桥接部51的延伸方向相垂直，或者散热片54的延伸方向与桥接部51的延伸方向之间夹设呈锐角。

本实施例中，散热片54和连接部513连接，且其与连接部513错位设置，即散热片54部分与连接部513层叠重合，其另外部分相对悬设于连接部513之外，其悬设于连接部513外的部分起增加汇流条50的散热面积的作用，且散热片54悬设于连接部513外的部分的各个侧面均能够散热。

散热片54沿第一接触部52和第二接触部53的间隔方向的垂直方向延伸，散热片54的延伸方向与连接部513的延伸方向相垂直，散热片54沿垂直方向的延伸长度大于第一接触部52和第二接触部53沿垂直方向的宽度，即散热片54部分地悬设于连接部513之外。

散热片54可与桥接部51一体成型；或者散热片54与桥接部51分体设置，且散热片54贴合固定于桥接部51上，例如采用导热胶粘接或螺接。

区别于现有技术的情况，本申请公开了一种电池组件。通过在电池的保护壳上开窗，并限定第一导热层经该开窗与电芯导热连接，从而可有效地减少第一导热层和电芯之间的热阻，提升电芯向第一导热层的传热效率，进而能够有效地提升电池组件的散热效率。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池组件，其特征在于，所述电池组件包括：

壳体，用于形成一容置空间；

多个电池，并排设置于所述容置空间内，其中每个所述电池包括电芯以及设置于所述电芯外围的保护壳，其中所述保护壳上设置有外露所述电芯的开窗；

第一导热层，用于经所述开窗与所述电芯导热连接。

2.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于，所述开窗设置成使得所述电芯的外周壁外露。

3.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于，所述第一导热层与所述电芯随形贴附。

4.根据权利要求3所述的电池组件，其特征在于，所述第一导热层为经固化后的随形导热体，所述随形导热体在固化前具有一定流动性，以经所述开窗贴附于所述电芯上。

5.根据权利要求3所述的电池组件，其特征在于，所述第一导热层为具有一定形变能力的弹性导热体。

6.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于，所述电池组件进一步包括与所述第一导热层导热连接的第一储热材料层，所述第一储热材料层用于吸收和释放热量。

7.根据权利要求6所述的电池组件，其特征在于，所述壳体包括沿第一方向间隔设置的第一主侧壁和第二主侧壁，其中所述多个电池沿与所述第一方向交叉设置的第二方向并排设置，所述第一导热层和所述第一储热材料层以层叠方式设置于所述多个电池与所述第一主侧壁之间，所述第一储热材料层进一步与所述第一主侧壁导热连接。

8.根据权利要求7所述的电池组件，其特征在于，所述电池组件进一步包括设置于所述第一储热材料层与所述第一主侧壁之间的第二导热层。

9.根据权利要求7所述的电池组件，其特征在于，所述电池组件进一步包括电路板，所述电路板设置于所述多个电池与所述第二主侧壁之间，并沿所述第一方向与所述多个电池间隔设置，所述电路板进一步与所述第二主侧壁导热连接。

10.根据权利要求9所述的电池组件，其特征在于，所述电池组件进一步包括设置于所述电路板与所述第二主侧壁之间，且彼此层叠设置的第三导热层、第二储热材料层和第四导热层。

Images