CN115663346A - 电池结构、电池包及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电池结构、电池包及用电设备，涉及动力电池技术领域。电池结构包括：电池单体，其设置有至少一个，且电池单体具有一集成面；液冷组件，其集成于电池单体的集成面，且液冷组件的部分结构外露于电池单体，以用于液冷组件内的冷却液流通。液冷组件与电池单体的集成面进行集成设置，使得液冷组件与电池单体形成一个整体，使得电池单体在充放电的过程中，液冷组件能够对电池单体直接进行导热，能够省去导热结构胶的影响，其冷却效果更好。

Description

电池结构、电池包及用电设备

技术领域

本申请涉及动力电池技术领域，具体而言，涉及一种电池结构、电池包及用电设备。

背景技术

受环境和石油等能源的影响，新能源汽车(包括但不局限于纯电动汽车、插电式混合动力汽车以及增程式电动汽车等)成为汽车领域发展的趋势，各国陆续制定大力发展新能源汽车的战略部署，尤其是我国通过法规制定双积分政策，推动我国新能源汽车的发展。

在电池相关的技术中，为解决电池发热的时候，一般是通过导热胶或者导热垫连接电芯和液冷板进行散热，散热效率受导热胶性能影响较大。

发明内容

本申请的目的在于提供一种电池结构、电池包及用电设备，能够除去导热结构胶的影响，其冷却效果更好。

为达上述目的，本申请采用以下技术方案：

第一方面，本申请提供一种电池结构，包括：电池单体，其设置有至少一个，且所述电池单体具有一集成面；液冷组件，其集成于所述电池单体的集成面，且所述液冷组件的部分结构外露于所述电池单体，以用于所述液冷组件内的冷却液流通。

在上述实现的过程中，液冷组件与电池单体的集成面进行集成设置，使得液冷组件与电池单体形成一个整体，使得电池单体在充放电的过程中，液冷组件能够对电池单体直接进行导热，能够省去导热结构胶的影响，其冷却效果更好。

在一些实施例中，当所述电池单体设置有两个时，两个所述电池单体沿前后方向间隔分布，且所述液冷组件集成于两个所述电池单体之间。

在上述实现的过程中，液冷组件集成于两个电池单体之间，使得液冷组件与两个电池单体形成一个整体后，能够省去导热结构胶的空间，同时由于电池单体与液冷组件进行集成，不仅冷却效果好，同时也能够增强电池单体的结构强度，保证电池结构在充放电过程中的安全性。

在一些实施例中，当所述电池单体设置有三个时，三个所述电池单体沿前后方向间隔分布，且所述液冷组件集成于相邻的两个所述电池单体之间。

在上述实现的过程中，三个电池单体分别进行间隔设置，液冷组件设置于相邻的两个电池单体之间，使得每两个电池单体之间设置一个液冷组件，能够对电池单体进行充分冷却，提高整体的冷却效果，同时也能够增强电池单体的结构强度，保证电池结构在充放电过程中的安全性。

在一些实施例中，当所述电池单体设置有三个时，三个所述电池单体沿前后方向分布，且所述液冷组件分别与三个所述电池单体进行集成，且所述液冷组件位于所述电池单体的上端或下端。

在上述实现的过程中，三个电池单体沿前后方向进行贴合，且液冷组件设置于电池单体的下端或者上端，能够同时对三个电池单体进行冷却，其冷却效果更佳，省去了导热结构胶的空间，从而提高空间的利用率，同时也增强了电池单体的结构强度，保证电池结构在充放电过程中的安全性。

在一些实施例中，当所述电池单体设置有四个时，四个所述电池单体中的至少两个所述电池单体沿前后方向间隔分布，以形成集成空间，所述液冷组件集成于所述集成空间内。

在上述实现的过程中，四个电池单体中的至少两个沿前后方向间隔分布，使得液冷组件设置于该两个电池单体形成的集成空间内时，能够与四个电池单体形成一个整体后，提高整体结构的强度，同时也省去了导热结构胶的空间，从而提高了电池结构的能量密度。

在一些实施例中，所述电池单体的一端设置有输出极，所述液冷组件的部分结构外露于所述电池单体的另一端。通过将输出极和液冷组件的部分结构相对设置于电池单体的两端，有利于后续输出极与线束隔离组件的连接，同时也方便对液冷组件的管路布置，提高空间利用率。

在一些实施例中，所述液冷组件包括液冷板及液冷口琴管，所述液冷板的部分结构外露于所述电池单体，所述液冷口琴管位于该部分结构处，且所述液冷口琴管与所述液冷板进行连通。通过将液冷口琴管外露于电池单体，方便液冷口琴管与管路的连接，同时也能够很好地吸收电池单体在充放电过程中的膨胀。

在一些实施例中，所述液冷口琴管设置有两个，其中一个所述液冷口琴管被配置为进液管，另一个所述液冷口琴管被配置为出液管，且所述进液管位于所述液冷板的一侧，所述出液管位于所述液冷板的另一侧。通过将进液管与出液管相对设置于液冷板的相对两侧，可保证在有限的空间内，实现管路的布设。

第二方面，本申请还提供一种电池包，包括：电池箱体，其具有一容纳腔；和如上述任一项所述的电池结构，所述电池结构配置于所述容纳腔，且所述电池结构设置有若干个，若干个所述电池结构之间进行固定连接。

第三方面，本申请还提供一种用电设备，包括如上所述的电池包。

因本申请第三方面实施例提供的用电设备，因包括第二方面技术方案中所述的电池包，因而具有上述实施例所具有的一切技术效果，在此不再赘述。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术使用者来讲，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相关的附图。

图1是本申请实施例公开的一种电池结构的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是本申请实施例公开的一种电池结构的侧视图。

图4是本申请实施例公开的一种电池结构的剖视图。

图5是本申请实施例公开的一种电池结构的另一剖视图。

图6是本申请实施例公开的一种电池结构的再一剖视图。

附图标记

100、电池结构；101、电池单体；102、液冷组件；1021、液冷板； 1022、液冷口琴管。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术使用者在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术使用者而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例

节能减排是汽车产业可持续发展的关键，电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。对于电动车辆而言，电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。目前的电芯为独立的电芯壳体，未集成液冷管路，在解决电芯发热的时候，通过导热结构胶或者导热垫连接电芯和液冷板进行散热，成本较高，散热效率受导热胶性能影响较大，而且空间需要更多。

鉴于此，如图1-图3所示，第一方面，本申请提供一种电池结构100，包括：电池单体101及液冷组件102，所述液冷组件102与所述电池单体 101进行集成，也即是所述液冷组件102与所述电池单体101采用一体成型方式形成一个整体，使得该整体进行组装成电池模组或者电池包时，能够减少导热结构胶的性能影响，提高整体的散热效率。

具体而言，电池单体101，其设置有至少一个，且所述电池单体101 具有一集成面；液冷组件102，其集成于所述电池单体101的集成面，且所述液冷组件102的部分结构外露于所述电池单体101，以用于所述液冷组件102内的冷却液流通。

示例性的，所述电池单体101包括电池壳体及电池极片，所述电池壳体被配置为用于容纳所述电池极片，所述液冷组件102与所述电池壳体进行一体挤压成型，其中所述液冷组件102集成于所述电池壳体的位置不做特殊的限定，可以是所述电池壳体的大面，也可以是电池壳体的侧面(例如位于所述电池壳体的下方或者上方)等。可以理解的是，所述液冷组件 102外露于所述电池单体101的结构用于与外部的管路连接，以实现所述液冷组件102内的冷却液流动，使得电池结构100进行装配形成电池模组或者电池包时，通过所述液冷组件102的冷却液流动，完成对所述电池单体101的导热，保证其安全性。

本申请中，电池单体101可以是包括锂离子二次电池单体101、锂离子一次电池单体101、锂硫电池单体101、钠锂离子电池单体101、钠离子电池单体101或镁离子电池单体101等，本申请实施例对此并不限定。

电池单体101包括电极组件和电解质，电极组件包括正极极片、负极极片和隔离件。电池单体101主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面；正极集流体包括正极集流部和凸出于正极集流部的正极极耳，正极集流部涂覆有正极活性物质层，正极极耳的至少部分未涂覆正极活性物质层。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质层包括正极活性物质，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面；负极集流体包括负极集流部和凸出于负极集流部的负极极耳，负极集流部涂覆有负极活性物质层，负极极耳的至少部分未涂覆负极活性物质层。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质层包括负极活性物质，负极活性物质可以为碳或硅等。隔离件的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。

在上述实现的过程中，液冷组件102与电池单体101的集成面进行集成设置，使得液冷组件102与电池单体101形成一个整体，使得电池单体 101在充放电的过程中，液冷组件102能够对电池单体101直接进行导热，能够省去导热结构胶的影响，其冷却效果更好。

如图1-图3所示，当所述电池单体101设置有两个时，两个所述电池单体101沿前后方向间隔分布，且所述液冷组件102集成于两个所述电池单体101之间。也即是，所述电池单体101具有相对设置的大面，所述液冷组件102设置于两个所述电池单体101之间，且分别与所述电池单体 101的大面进行集成，以实现所述液冷组件102与该两个所述电池单体 101形成一个整体；当然了，在其他的实施例中，所述液冷组件102还可设置于所述电池单体101的下端或者上端等，也即是，两个所述电池单体 101的大面进行集成贴合，然后所述液冷组件102再与所述电池单体101 的上端或者下端进行集成。

在上述实现的过程中，液冷组件102集成于两个电池单体101之间，使得液冷组件102与两个电池单体101形成一个整体后，能够省去导热结构胶的空间，同时由于电池单体101与液冷组件102进行集成，不仅冷却效果好，同时也能够增强电池单体101的结构强度，保证电池结构100在充放电过程中的安全性。

如图4所示，当所述电池单体101设置有三个时，三个所述电池单体 101沿前后方向间隔分布，且所述液冷组件102集成于相邻的两个所述电池单体101之间；也即是，所述液冷组件102设置有两个，每个所述液冷组件102分别与所述相邻的两个所述电池单体101的大面进行集成，以使得所述电池单体101与所述液冷组件102形成一个整体，并直接对所述电池单体101进行导热。

在上述实现的过程中，三个电池单体101分别进行间隔设置，液冷组件102设置于相邻的两个电池单体101之间，使得每两个电池单体101之间设置一个液冷组件102，能够对电池单体101进行充分冷却，提高整体的冷却效果，同时也能够增强电池单体101的结构强度，保证电池结构 100在充放电过程中的安全性。

如图5所示，当所述电池单体101设置有三个时，三个所述电池单体 101沿前后方向分布，且所述液冷组件102分别与三个所述电池单体101 进行集成，且所述液冷组件102位于所述电池单体101的上端或下端；也即是，三个所述电池单体101沿所述前后方向设置，且相邻的两个所述电池单体101的大面进行集成贴合，然后所述液冷组件102与集成后的所述电池单体101的下端或者上端进行集成，以形成一个整体，实现对所述电池单体101的导热。

在上述实现的过程中，三个电池单体101沿前后方向进行贴合，且液冷组件102设置于电池单体101的下端或者上端，能够同时对三个电池单体101进行冷却，其冷却效果更佳，省去了导热结构胶的空间，从而提高空间的利用率，同时也增强了电池单体101的结构强度，保证电池结构 100在充放电过程中的安全性。

在一些实施例中，当所述电池单体101设置有四个时，四个所述电池单体101中的至少两个所述电池单体101沿前后方向间隔分布，以形成集成空间，所述液冷组件102集成于所述集成空间内。

在上述实现的过程中，四个电池单体101中的至少两个沿前后方向间隔分布，使得液冷组件102设置于该两个电池单体101形成的集成空间内时，能够与四个电池单体101形成一个整体后，提高整体结构的强度，同时也省去了导热结构胶的空间，从而提高了电池结构100的能量密度。

在一些实施例中，所述电池单体101的一端设置有输出极，所述液冷组件102的部分结构外露于所述电池单体101的另一端。通过将输出极和液冷组件102的部分结构相对设置于电池单体101的两端，有利于后续输出极与线束隔离组件的连接，同时也方便对液冷组件102的管路布置，提高空间利用率。

如图1或图3所示，所述液冷组件102包括液冷板1021及液冷口琴管1022，所述液冷板1021的部分结构外露于所述电池单体101，所述液冷口琴管1022位于该部分结构处，且所述液冷口琴管1022与所述液冷板 1021进行连通。通过将液冷口琴管1022外露于电池单体101，方便液冷口琴管1022与管路的连接，同时也能够很好地吸收电池单体101在充放电过程中的膨胀。

在一些实施例中，所述液冷口琴管1022设置有两个，其中一个所述液冷口琴管1022被配置为进液管，另一个所述液冷口琴管1022被配置为出液管，且所述进液管位于所述液冷板1021的一侧，所述出液管位于所述液冷板1021的另一侧。通过将进液管与出液管相对设置于液冷板1021 的相对两侧，可保证在有限的空间内，实现管路的布设。

第二方面，本申请还提供一种电池包，包括：电池箱体，其具有一容纳腔；和如上所述的电池结构100，所述电池结构100配置于所述容纳腔，且所述电池结构100设置有若干个，若干个所述电池结构100之间进行固定连接。示例性的，所述容纳腔内设置有若干个所述电池结构100，若干个所述电池结构100之间可以采用串联、并联或者混联方式，其中混联是指若干个所述电池结构100中既有串联又有并联；需要说明的是，若干个所述电池结构100进行连接，可以形成电池模组后再装配于所述容纳腔，也可以是直接装配于所述容纳腔，且相邻的两个所述电池结构100之间可通过采用导热结构胶等方式进行固定。

第三方面，本申请还提供一种用电设备，包括如上所述的电池包。用电装置可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等；航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等；电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等；电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。本申请实施例对上述用电装置不做特殊限制。以车辆为例，车辆还可以包括控制器和马达，控制器用来控制动力电池为马达供电，例如，用于车辆的启动、导航和行驶时的工作用电需求。

因本申请第三方面实施例提供的用电设备，因包括第二方面技术方案中所述的电池包，因而具有上述实施例所具有的一切技术效果，在此不再赘述。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术使用者来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池结构，其特征在于，包括：

电池单体，其设置有至少一个，且所述电池单体具有一集成面；

液冷组件，其集成于所述电池单体的集成面，且所述液冷组件的部分结构外露于所述电池单体，以用于所述液冷组件内的冷却液流通。

2.根据权利要求1所述的电池结构，其特征在于，当所述电池单体设置有两个时，两个所述电池单体沿前后方向间隔分布，且所述液冷组件集成于两个所述电池单体之间。

3.根据权利要求1所述的电池结构，其特征在于，当所述电池单体设置有三个时，三个所述电池单体沿前后方向间隔分布，且所述液冷组件集成于相邻的两个所述电池单体之间。

4.根据权利要求1所述的电池结构，其特征在于，当所述电池单体设置有三个时，三个所述电池单体沿前后方向分布，且所述液冷组件分别与三个所述电池单体进行集成，且所述液冷组件位于所述电池单体的上端或下端。

5.根据权利要求1所述的电池结构，其特征在于，当所述电池单体设置有四个时，四个所述电池单体中的至少两个所述电池单体沿前后方向间隔分布，以形成集成空间，所述液冷组件集成于所述集成空间内。

6.根据权利要求1所述的电池结构，其特征在于，所述电池单体的一端设置有输出极，所述液冷组件的部分结构外露于所述电池单体的另一端。

7.根据权利要求1所述的电池结构，其特征在于，所述液冷组件包括液冷板及液冷口琴管，所述液冷板的部分结构外露于所述电池单体，所述液冷口琴管位于该部分结构处，且所述液冷口琴管与所述液冷板进行连通。

8.根据权利要求7所述的电池结构，其特征在于，所述液冷口琴管设置有两个，其中一个所述液冷口琴管被配置为进液管，另一个所述液冷口琴管被配置为出液管，且所述进液管位于所述液冷板的一侧，所述出液管位于所述液冷板的另一侧。

9.一种电池包，其特征在于，包括：

电池箱体，其具有一容纳腔；和

如权利要求1-8任一项所述的电池结构，所述电池结构配置于所述容纳腔，且所述电池结构设置有若干个，若干个所述电池结构之间进行固定连接。

10.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池包。

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