CN114597544A - 电池包 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池包，其包括电池组、换热板以及第一限位结构，换热板设置于电池组的表面并具有用于容纳冷却液的内腔，换热板的至少一部分为金属塑膜，换热板具有朝向电池组的内表面和背向电池组的外表面，还具有连接于内表面和内表面之间的侧面，第一限位结构位于换热板的侧面。通过上述设计，本发明提出的电池包，通过将换热板的至少一部分采用材料密度较小的金属塑膜，使得换热板的质量更轻，有利于电池包的轻量化设计。再者，本发明通过设置位于换热板侧面的第一限位结构，能够利用第一限位结构对换热板进行限位，防止换热板因振动而产生位移或形变。

Description

电池包

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池包。

背景技术

现有电池包的换热板通常采用铝合金材质(例如3003Al、6063Al等型号的铝合金)。当模组较大时，电池组所需的换热面积增加，换热板的重量进而增加，不利于电池包的轻量化设计。

发明内容

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种有利于轻量化设计且换热板不易产生位移或变形的电池包。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供一种电池包，其中，包括电池组、换热板以及第一限位结构，所述换热板设置于所述电池组的表面并具有用于容纳冷却液的内腔，所述换热板的至少一部分为金属塑膜，所述换热板具有朝向所述电池组的内表面和背向所述电池组的外表面，还具有连接于所述内表面和所述内表面之间的侧面，所述第一限位结构位于所述换热板的侧面。

由上述技术方案可知，本发明提出的电池包的优点和积极效果在于：

本发明提出的电池包，通过将换热板的至少一部分采用金属塑膜，使得换热板的质量更轻，有利于电池包的轻量化设计。再者，本发明通过设置位于换热板侧面的第一限位结构，能够利用第一限位结构对换热板进行限位，防止换热板因振动而产生位移或形变。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施方式的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的电池包的立体结构示意图；

图2是图1示出的电池包的立体分解示意图；

图3是根据另一示例性实施方式示出的电池包的立体分解示意图；

图4是图3示出的电池包的部分结构的剖视结构示意图；

图5是根据另一示例性实施方式示出的电池包的立体分解示意图；

图6和图7分别是图5示出的电池包的部分结构在两个不同实施例中的剖视结构示意图；

图8是根据另一示例性实施方式示出的电池包的立体分解示意图；

图9是图8示出的电池包的另一立体分解示意图；

图10和图11分别是图9示出的电池包的部分结构在两个不同实施例中的剖视结构示意图；

图12是根据另一示例性实施方式示出的电池包的部分结构的剖视结构示意图。

附图标记说明如下：

100.电池组；

110.防爆阀；

200.换热板；

300.第一限位结构；

310.主体；

320.翻边结构；

500.导热材料层；

510.开口；

600.第二限位结构；

700.导流结构；

d1.内径；

d2.外径；

H1～H3.高度；

S11、S21.内表面；

S12、S22.外表面；

S13、S23.侧面；

X.叠置方向。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本发明。

在对本发明的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本发明的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本发明的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解的是，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本发明范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之上”、“之间”、“之内”等来描述本发明的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本发明的范围内。

参阅图1，其代表性地示出了本发明提出的电池包的立体结构示意图。在该示例性实施方式中，本发明提出的电池包是以应用于具有换热板200的大尺寸电池包为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本发明的相关设计应用于其他类型的电池包或其他工艺中，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本发明提出的电池包的原理的范围内。

如图1所示，在本发明的一实施方式中，本发明提出的电池包包括电池组100、换热板200以及第一限位结构300。配合参阅图2，图2中代表性地示出了能够体现本发明原理的电池包的立体分解示意图。以下将结合上述附图，对本发明提出的电池包的各主要组成部分的结构、连接方式和功能关系进行详细说明。

如图1和图2所示，在本发明的一实施方式中，该换热板200设置于该电池组100的表面。换热板200具有用于容纳冷却液的内腔。换热板200整体为金属塑膜。并且，换热板200可以朝向电池组100的内表面S11和背向电池组100的外表面S12，且换热板200还具有连接于该内表面S11和该内表面S12之间的侧面S13。在此基础上，该第一限位结构300可以至少位于换热板200的该侧面S13。据此，相比于现有采用三系或六系铝合金材料制成的换热板200，本发明通过将换热板200的至少部分采用材料密度较小的金属塑膜的结构设计，使得换热板200的质量更轻，有利于电池包的轻量化设计。再者，本发明能够利用第一限位结构300对换热板200进行限位，防止换热板200因振动而产生位移或形变。在本发明的一实施方式中，金属塑膜可以为铝塑膜。具体而言，铝塑膜是由外层尼龙层、粘合剂、中间层铝箔、粘合剂、内层热封层构成的多层膜材结构，其具有良好的延展性、柔韧性和机械强度，且密度较纯铝更小，可取代三系或六系铝合金作为的换热板200的材料，既满足导热和结构强度的要求，也利于轻量化设计。

基于金属塑膜为铝塑膜的设计，在本发明的一实施方式中，铝塑膜的厚度，即换热板200的壁厚(换热板的整体厚度与其形成的腔体容积和形状有关)，可以为150μm～400μm，例如150μm、152μm、153μm、158μm、200μm、300μm、400μm等。相比之下，现有的采用铝合金的换热板的壁厚通常为800μm～1200μm，个别采用蛇形管等方案的现有换热板的壁厚也不会小于450μm。

在本发明的一实施方式中，换热板200的整体可以均为金属塑膜，例如换热板200的整体可以为铝塑膜包裹成用于容纳冷却液的腔体结构。在一些实施方式中，换热板200亦可仅有部分为金属塑膜，且其余部分可以为密度大于金属塑膜的材质，例如三系或六系铝合金材料等，并不以本实施方式为限。

在本发明的一实施方式中，当换热板200整体均为金属塑膜时，换热板200可以通过模具冲深成型。

在一些实施方式中，当换热板200的部分为金属塑膜时，该金属塑膜的材料密度小于换热板200其余部分的材料密度。

如图1和图2所示，在本发明的一实施方式中，第一限位结构300还可以位于换热板200的外表面S12，例如附图示出的第一限位结构300可以大致呈盖状结构，且盖状结构的主体310位于换热板200的外表面S12，主体310边缘的翻边结构320位于换热板200的侧面S13。在一些实施方式中，当电池包包括第一限位结构300时，第一限位结构300亦可仅位于换热板200的侧面S13，例如第一限位结构300可以呈条状结构，并不限于本实施方式中的盖状结构。

在本发明的一实施方式中，当换热板200设置于电池组100的顶面，且电池包还包括设置于电池组100上方的上盖板时，换热板200可以位于该上盖板与电池组100之间。在此基础上，第一限位结构300可以设置于上盖板朝向换热板200的表面。例如，位于换热板200侧面S13的第一限位结构300设置于上盖板的表面，或者，位于换热板200外表面S12的第一限位结构300设置于上盖板的表面，均不以此为限。此时，本发明是借用电池包的上盖板设置第一限位结构300，或者作为部分第一限位结构300(例如位于换热板200的外表面S12的第一限位结构300)。另外，当电池包采用CIR方案(Cell in room，即电池直接放入电池箱的电池容纳仓内部，不形成电池模组)时，上述的上盖板亦可理解为CIR方案中的箱盖。

在本发明的另一实施方式中，当换热板200设置于电池组100的底面，且电池包还包括设置于电池组100下方的底板时，换热板200可以位于该底板与电池组100之间。在此基础上，第一限位结构300设置于底板朝向换热板200的表面。例如，位于换热板200侧面S13的第一限位结构300设置于底板的表面，或者，位于换热板200外表面S12的第一限位结构300设置于底板的表面，均不以此为限。此时，本发明是借用电池包的底板设置第一限位结构300，或者作为部分第一限位结构300(例如位于换热板200的外表面S12的第一限位结构300)。

在本发明的又一实施方式中，当换热板200设置于电池组100的侧面，且电池包还包括设置于电池组100侧面的侧板时，换热板200可以位于该侧板与电池组100之间。在此基础上，第一限位结构300设置于侧板朝向换热板200的表面。例如，位于换热板200侧面S13的第一限位结构300设置于侧板的表面，或者，位于换热板200外表面S12的第一限位结构300设置于侧板的表面，均不以此为限。此时，本发明是借用电池包的侧板设置第一限位结构300，或者作为部分第一限位结构300(例如位于换热板200的外表面S12的第一限位结构300)。

参阅图3和图4，图3中代表性地示出了本发明提出的电池包在另一实施方式中的立体分解示意图；图4中代表性地示出了电池包在该实施方式中的部分结构的剖视结构示意图，主要示出了电池组100、换热板200、第一限位结构300和导热材料层500的截面结构与位置关系。

如图3和图4所示，在本发明的一实施方式中，本发明提出的电池包还可以包括导热材料层500，该导热材料层500设置于换热板200与电池组100之间。通过上述设计，本发明能够利用导热材料层500在换热板200与电池组100之间传递热量。再者，当换热板200的内表面S11(内表面S11一侧的腔壁)采用金属塑膜时，导热材料层500还可以在对柔性的内表面S11提供支撑的同时提高与电池组100的接触面积，从而进一步提高冷却效果。

基于电池包包括导热材料层500的结构设计，在本发明的一实施方式中，导热材料层500可以为导热胶或者导热垫。

如图4所示，基于电池包包括第一限位结构300和导热材料层500的结构设计，在本发明的一实施方式中，导热材料层500具有朝向电池组100的内表面S21和朝向换热板200的外表面S22，且导热材料层500还具有连接于该内表面S21和外表面S22之间的侧面S23。在此基础上，第一限位结构300还可以位于导热材料层500的侧面。

如图1至图4所示，在一些实施方式中，换热板200大致呈扁平状结构，当换热板200的整体均为金属塑膜时，且当换热板200设置于电池组100的顶面时，换热板200的截面可以大致呈“下平上圆”形状。其中，由于换热板200整体为金属塑膜，所谓“下平”，可以理解为换热板200的内表面S11在电池组100或其他结构(例如下述的导热材料层500、第二限位结构600、导流结构700等)的支撑或者限制下，大致呈平面状，所谓“上圆”，可以理解为由于换热板200的腔体内容纳的冷却液的流体特性，而使换热板200的外表面S12大致呈弧面状。

参阅图5至图7，图5中代表性地示出了本发明提出的电池包在另一实施方式中的立体分解示意图；图6和图7分别代表性地示出了电池包在基于该实施方式的两个不同的实施例中的部分结构的剖视结构示意图，其主要示出了电池组100、换热板200、第一限位结构300、导热材料层500和第二限位结构600的截面结构与位置关系。

如图5和图6所示，基于电池包包括导热材料层500的结构设计，在本发明的一实施方式中，本发明提出的电池包还可以包括第二限位结构600，该第二限位结构600位于导热材料层500的侧面S23。其中，当电池包还包括第一限位结构300时，第一限位结构300可以位于第二限位结构600相对导热材料层500的外表面。

如图7所示，基于电池包包括导热材料层500的结构设计，在本发明的一实施方式中，本发明提出的电池包还可以包括第一限位结构300和第二限位结构600，第一限位结构300至少位于换热板200的侧面S13，第二限位结构600位于导热材料层500的侧面S23，且第一限位结构300可以与第二限位结构600对齐。

如图6或图7所示，在本发明的一些实施方式中，当电池包包括导热材料层500和第二限位结构600时，沿电池组100与换热板200的叠置方向X，第二限位结构600的高度H2可以大于导热材料层500的高度H1。通过上述设计，本发明能够进一步防止形成导热材料层500的导热材料(例如导热胶等)由第二限位结构600溢出。

需说明的是，图1至图7示出电池包分别是以换热板200位于电池组100的上方为例进行举例说明，但上述附图示出的“电池组100的上方”的方位状态仅为示例性的，并不代表换热板200设置于电池组100的顶面。换言之，对于本发明提出的电池包在上述附图中示出的具体结构，可以涵盖换热板200设置于电池组100的顶面、顶面、侧面等多种情形，均不构成对符合本发明的设计构思的各种可能的实施方式的限制。

参阅图8至图11，图8中代表性地示出了本发明提出的电池包在另一实施方式中的立体分解示意图；图9中代表性地示出了电池包在该实施方式中的另一立体分解示意图，其与图8的差异在于图8示出的结构未将导热材料层500、第二限位结构600和导流结构700由电池组100上分离显示，且图8未示出第一限位结构300；图10和图11分别代表性地示出了电池包在基于该实施方式的两个不同的实施例中的部分结构的剖视结构示意图，其主要示出了电池组100及其防爆阀110、换热板200、第一限位结构300、导热材料层500、第二限位结构600和导流结构700的截面结构与位置关系。

如图8至图10所示，在本发明的一实施方式中，换热板200可以设置于电池组100的具有防爆阀110的表面，例如防爆阀110位于电池组100的顶面时，换热板200可以设置于电池组100的顶面，或如防爆阀110位于电池组100的侧面时，换热板200可以设置于电池组100的侧面。在此基础上，换热板200朝向电池组100的一侧腔壁的至少一部分为金属塑膜，且金属塑膜与电池组100的防爆阀110的位置相对应。据此，金属塑膜能够在防爆阀110泄压时受热熔化，而使冷却液流至换热板200与防爆阀110之间的空间，从而在电池包发生热失控时实现冷却液的“高效喷淋”，延缓电池包的热失控蔓延。

如图8至图10所示，在本发明的一实施方式中，本公开提出的电池包还可以包括导流结构700，该导流结构700设置于电池组100与换热板200之间，且导流结构700环绕防爆阀110布置。通过上述设计，当换热板200的金属塑膜被冲破而使冷却液流出时，导流结构700能够对流出的冷却液进行导流，使其喷淋冷却的效果最大化，避免冷却液溢出而影响其他电池组100。

如图9所示，基于电池包包括导流结构700的结构设计，在本发明的一实施方式中，当电池包还包括导热材料层500时，导热材料层500可以具有开口510，防爆阀110和导流结构700可以由该开口510暴露。在此基础上，如图10所示，沿电池组100与换热板200的叠置方向X，导流结构700的高度H3可以大于导热材料层500的高度H1。通过上述设计，本发明能够进一步防止形成导热材料层500的导热材料由导流结构700溢出。再者，采用上述结构的导流结构700能够有利于导热材料层500的固定。另外，导流结构700可以对金属塑膜的换热板200提供支撑，换热板200的反作用力使得导流结构700与换热板200之间的接触更加紧密，防止气流或者冷却液流至其他电池组100的位置。

如图10所示，基于电池包包括导流结构700的结构设计，在本发明的一实施方式中，导流结构700的内径d1可以大于防爆阀110的外径d2。

如图10所示，基于换热板200可以设置于电池组100的具有防爆阀110的表面的结构设计，在本发明的一实施方式中，本发明提出的电池包包括第一限位结构300和第二限位结构600，第一限位结构300位于换热板200的外表面S12和侧面S13，第二限位结构600位于导热材料层500的侧面S23，且第一限位结构300位于第二限位结构600相对导热材料层500的外表面。

如图11所示，基于换热板200可以设置于电池组100的具有防爆阀110的表面，且电池包包括第一限位结构300和第二限位结构600的结构设计，在本发明的另一实施方式中，第一限位结构300位于换热板200的外表面S12和侧面S13，第二限位结构600位于导热材料层500的侧面S23，且第一限位结构300可以与第二限位结构600对齐。

参阅图12，图12中代表性地示出了本发明提出的电池包在另一实施方式中的部分结构的剖视结构示意图，其主要示出了电池组100及其防爆阀110、换热板200、第一限位结构300、导热材料层500和导流结构700的截面结构与位置关系。

如图12所示，基于换热板200可以设置于电池组100的具有防爆阀110的表面的结构设计，在本发明的一实施方式中，本发明提出的电池包可以仅包括第一限位结构300，且第一限位结构300除了位于换热板200的外表面S12和侧面S13之外，第一限位结构300还位于导热材料层500的侧面。

需说明的是，图8至图12示出电池包分别是以换热板200位于电池组100的具有防爆阀110的上方为例进行举例说明，但上述附图示出的“电池组100的具有防爆阀110的上方”的方位状态仅为示例性的，并不代表电池组100的防爆阀110位于电池组100的顶面，即不代表换热板200设置于电池组100的顶面。换言之，对于本发明提出的电池包在上述附图中示出的具体结构，可以涵盖防爆阀110位于电池组100的顶面、顶面、侧面等多种情形，即涵盖换热板200设置于电池组100的顶面、顶面、侧面等多种情形，均不构成对符合本发明的设计构思的各种可能的实施方式的限制。

需说明的是，在图4、图6、图7、图10至图12示出的电池包的部分结构的剖视结构示意图中，各构件的尺寸仅为示例性的，均不构成对符合本发明的设计构思的各种可能的实施方式的限制。

在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的电池包仅仅是能够采用本发明原理的许多种电池包中的几个示例。应当清楚地理解，本发明的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的电池包的任何细节或任何部件。

综上所述，本发明提出的电池包，通过将换热板200的至少一部分采用材料密度小于其余部分的金属塑膜，使得换热板200的质量更轻，有利于电池包的轻量化设计。再者，本发明通过设置位于换热板200侧面的第一限位结构300，能够利用第一限位结构300对换热板200进行限位，防止换热板200因振动而产生位移或形变。

以上详细地描述和/或图示了本发明提出的电池包的示例性实施方式。但本发明的实施方式不限于这里所描述的特定实施方式，相反，每个实施方式的组成部分和/或步骤可与这里所描述的其它组成部分和/或步骤独立和分开使用。一个实施方式的每个组成部分和/或每个步骤也可与其它实施方式的其它组成部分和/或步骤结合使用。在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时，用语“一个”、“一”和“上述”等用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。此外，权利要求书及说明书中的术语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数字限制。

虽然已根据不同的特定实施例对本发明提出的电池包进行了描述，但本领域技术人员将会认识到可在权利要求的精神和范围内对本发明的实施进行改动。

Claims (10)

1.一种电池包，其特征在于，包括电池组、换热板以及第一限位结构，所述换热板设置于所述电池组的表面并具有用于容纳冷却液的内腔，所述换热板的至少一部分为金属塑膜，所述换热板具有朝向所述电池组的内表面和背向所述电池组的外表面，还具有连接于所述内表面和所述内表面之间的侧面，所述第一限位结构位于所述换热板的侧面。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述金属塑膜为铝塑膜。

3.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于：

所述换热板设置于所述电池组的顶面，所述电池包还包括上盖板，所述上盖板设置于所述电池组的上方，且所述换热板位于所述上盖板与所述电池组之间，所述第一限位结构设置于所述上盖板朝向所述换热板的表面；或者

所述换热板设置于所述电池组的底面，所述电池包还包括底板，所述底板设置于所述电池组的下方，且所述换热板位于所述底板与所述电池组之间，所述第一限位结构设置于所述底板朝向所述换热板的表面；或者

所述换热板设置于所述电池组的侧面，所述电池包还包括侧板，所述侧板设置于所述电池组的侧面，且所述换热板位于所述侧板与所述电池组之间，所述第一限位结构设置于所述侧板朝向所述换热板的表面。

4.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括导热材料层，所述导热材料层设置于所述换热板与所述电池组之间。

5.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于，所述导热材料层具有朝向所述电池组的内表面和朝向所述换热板的外表面，所述导热材料层还具有连接于所述内表面和所述内表面之间的侧面；其中，所述第一限位结构还位于所述导热材料层的侧面。

6.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于，所述导热材料层具有朝向所述电池组的内表面和朝向所述换热板的外表面，所述导热材料层还具有连接于所述内表面和所述外表面之间的侧面；其中，所述电池包还包括第二限位结构，所述第二限位结构位于所述导热材料层的侧面；其中，所述第一限位结构位于所述第二限位结构相对所述导热材料层的外表面，或者所述第一限位结构与所述第二限位结构对齐。

7.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，沿所述电池组与所述换热板的叠置方向，所述第二限位结构的高度大于所述导热材料层的高度。

8.根据权利要求1～7任一项所述的电池包，其特征在于，所述换热板设置于所述电池组设置有防爆阀的表面，所述换热板朝向所述电池组的一侧腔壁的至少一部分为所述金属塑膜，所述金属塑膜与所述电池组的防爆阀的位置相对应；其中，所述金属塑膜被配置为能在防爆阀泄压时受热熔化，而使所述冷却液流至所述换热板与所述防爆阀之间的空间。

9.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括导流结构，所述导流结构设置于所述电池组与所述换热板之间，所述导流结构环绕所述防爆阀布置。

10.根据权利要求9所述的电池包，其特征在于：

所述电池包还包括导热材料层，所述导热材料层设置于所述换热板与所述电池组之间，所述导热材料层具有开口，所述防爆阀和所述导流结构由所述开口暴露；其中，沿所述电池组与所述换热板的叠置方向，所述导流结构的高度大于所述导热材料层的高度；和/或

所述导流结构的内径大于所述防爆阀的外径。

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