CN116018716B - 换热构件及其制造方法和制造系统、电池以及用电装置 - Google Patents
换热构件及其制造方法和制造系统、电池以及用电装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116018716B CN116018716B CN202180002675.8A CN202180002675A CN116018716B CN 116018716 B CN116018716 B CN 116018716B CN 202180002675 A CN202180002675 A CN 202180002675A CN 116018716 B CN116018716 B CN 116018716B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- battery
- plate
- base layer
- heat exchange
- convex part
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 20
- 230000005611 electricity Effects 0.000 title description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 8
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 19
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 6
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 5
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 5
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 239000006183 anode active material Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 description 1
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 description 1
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JDZCKJOXGCMJGS-UHFFFAOYSA-N [Li].[S] Chemical compound [Li].[S] JDZCKJOXGCMJGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N dilithium;dioxido(dioxo)manganese Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Mn]([O-])(=O)=O QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- VVNXEADCOVSAER-UHFFFAOYSA-N lithium sodium Chemical compound [Li].[Na] VVNXEADCOVSAER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- WJZHMLNIAZSFDO-UHFFFAOYSA-N manganese zinc Chemical compound [Mn].[Zn] WJZHMLNIAZSFDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
- H01M10/6554—Rods or plates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
- H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
- H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
- H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D53/00—Making other particular articles
- B21D53/02—Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers
- B21D53/04—Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers of sheet metal
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0481—Compression means other than compression means for stacks of electrodes and separators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/61—Types of temperature control
- H01M10/613—Cooling or keeping cold
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/61—Types of temperature control
- H01M10/617—Types of temperature control for achieving uniformity or desired distribution of temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
- H01M10/625—Vehicles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
- H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
- H01M10/6567—Liquids
- H01M10/6568—Liquids characterised by flow circuits, e.g. loops, located externally to the cells or cell casings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
- H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
- H01M50/222—Inorganic material
- H01M50/224—Metals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
- H01M50/264—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks for cells or batteries, e.g. straps, tie rods or peripheral frames
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本申请实施例提供一种换热构件及其制造方法和制造系统、电池以及用电装置。本申请实施例的换热构件包括:第一板体,内部设有供换热介质流动的第一流道;两个第二板体,两个第二板体分别连接于第一板体沿第一方向的两端,第二板体与第一板体之间具有预设角度,第一板体和两个第二板体围成容纳空间。第一板体包括第一主体部、第一凸部和第二凸部,第一凸部和第二凸部凸出于第一主体部的背离容纳空间的表面;在第一主体部的厚度方向上,第一凸部凸出第一主体部的尺寸小于第二凸部凸出第一主体部的尺寸;第一凸部的内部形成第一流道。本申请实施例的换热构件能够改善换热效果,使电池在适宜的温度内工作。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,并且更具体地,涉及一种换热构件及其制造方法和制造系统、电池以及用电装置。
背景技术
电池单体广泛用于电子设备,例如手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等等。电池单体可以包括镉镍电池单体、氢镍电池单体、锂离子电池单体和二次碱性锌锰电池单体等。
电池通常包括多个电池单体,多个电池单体通过汇流部件电连接。各电池单体在工作过程中产热,因此,电池的多个电池单体的产热容易累积,造成电池单体的温度升高。电池单体的工作温度一般在20~40度范围内时,其充放电性能最佳,寿命最好。如何将电池的电池单体的工作温度控制在合适的范围内,是电池技术中一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请提供了一种换热构件及其制造方法和制造系统、电池以及用电装置,其能改善换热效果,使电池的电池单体在适宜的温度内工作。
第一方面,本申请实施例提供了一种用于电池的换热构件,其包括:
第一板体,内部设有供换热介质流动的第一流道;
两个第二板体,两个第二板体分别连接于第一板体沿第一方向的两端,第二板体与第一板体之间具有预设角度,第一板体和两个第二板体围成容纳空间;
其中,第一板体包括第一主体部、第一凸部和第二凸部,第一凸部和第二凸部凸出于第一主体部的背离容纳空间的表面;在第一主体部的厚度方向上,第一凸部凸出第一主体部的尺寸小于第二凸部凸出第一主体部的尺寸;第一凸部的内部形成第一流道。
上述方案中,换热介质在第一流道中流动,以通过第一板体与电池单体热交换,使电池单体在适宜的温度下工作。本实施例通过设置第一凸部,可以增大第一板体的局部厚度,为第一流道提供更多的空间,增大第一流道的过流面积,提高换热效率。第一凸部朝背离容纳空间的一侧凸出,这样可以在增大第一流道的过流面积的同时,避免第一流道占用容纳空间。由于第一凸部凸出第一主体部的尺寸小于第二凸部凸出第一主体部的尺寸,所以当换热构件放置在承载结构上时,第二凸部会抵压在承载结构上,并在第一凸部和承载结构之间形成间隙;多个电池单体的重力载荷会通过第二凸部传递到承载结构上,这样能够减小第一凸部的受力,降低第一流道变形、阻塞的风险,保证换热构件的换热效率。
在一些实施例中,第一板体包括第一基层和第二基层,第二基层位于第一基层远离容纳空间的一侧并附接到第一基层。第一凸部形成在第二基层上,在第一凸部的内部,第一基层和第二基层之间形成第一流道。在形成第二凸部的位置,第一基层和第二基层贴合,第二基层凸出于第一主体部的背离容纳空间的表面,第一基层向第二基层一侧凹陷形成凹部。
上述方案中,在第二凸部,第一基层和第二基层层叠在一起,这样能够保证第二凸部的强度,使第二凸部能够承受更高的载荷,减小第二凸部的变形,降低第一凸部受压的风险。
在一些实施例中,第二板体包括第三基层和第四基层,第四基层位于第三基层远离容纳空间的一侧并附接到第三基层。第一基层和第三基层由第一板材一体形成,第二基层和第四基层由第二板材一体形成。
上述方案中,利用第一板材和第二板材制成换热构件,这样既能便于第一流道的成型,还能够增大第一板体和第二板体的连接强度,提高电池整体的结构强度。
在一些实施例中,第三基层和第四基层之间形成有供换热介质流动的第二流道,第二流道与第一流道连通。
在一些实施例中,在第二方向上,第一板体的至少部分凸出于第二板体并用于安装与第一流道连通的接头,其中,第二方向垂直于第一主体部的厚度方向且与第一方向相交。
上述方案中,在第一板体的凸出于第二板体的部分安装接头,这样可以降低第二板体与外部供液管路干涉的风险,使外部供液管路的布置方式更为灵活。
在一些实施例中,第二板体内部设有供换热介质流动的第二流道。
上述方案中,第一板体能够从下方与电池单体进行换热,第二板体能够从侧方与电池单体进行换热,这样能够增大电池单体的换热面积、提高换热效率,减小电池单体在第一板体的厚度方向上的温差,改善电池单体温度的一致性,提高电池单体的工作性能。
在一些实施例中,第二板体面向容纳空间的一侧设有容纳凹部,换热构件还包括容纳于容纳凹部内的换热管,换热管内部形成第二流道。
在一些实施例中,第二流道与第一流道连通。
上述方案中,将第一流道和第二流道连通,这样无需将第一流道和第二流道与外部供液管路分别连接,从而简化换热构件与外部供液管路之间的连接结构。
在一些实施例中,第一流道和第二流道在第一板体和第二板体的连接处连通;或者,换热构件还包括连接管路,用于将第一流道和第二流道连通。
在一些实施例中,第二板体包括第二主体部、第三凸部和第四凸部,第三凸部和第四凸部凸出于第二主体部的背离容纳空间的表面;在第二主体部的厚度方向上,第三凸部凸出第一主体部的尺寸小于第四凸部凸出第一主体部的尺寸。第三凸部的内部形成第二流道。
上述方案中,通过设置第三凸部,可以增大第二板体的局部厚度,为第二流道提供更多的空间,增大第二流道的过流面积,提高换热效率。第三凸部朝背离容纳空间的一侧凸出,这样可以在增大第二流道的过流面积的同时,避免第二流道占用容纳空间。由于第三凸部凸出第二主体部的尺寸小于第四凸部凸出第二主体部的尺寸,所以在电池晃动时,第四凸部可以起到止挡作用,减小第二板体外侧的构件挤压第三凸部的可能性,降低第二流道变形、阻塞的风险。
第二方面,本申请实施例提供了一种电池,其包括:
第一方面任一实施例的换热构件;以及
电池单元,电池单元至少部分容纳于换热构件的容纳空间,电池单元包括沿排列方向依次布置的多个电池单体,换热构件用于调节电池单体的温度,排列方向与第一方向相交。
在一些实施例中,电池还包括两个端板,两个端板分别位于电池单元沿排列方向的两端并夹持电池单元,端板在第一方向的两端分别连接两个第二板体。
上述方案中,换热构件通过第二板体连接到端板,这样能够提高第一板体的稳定性,降低第一板体和电池单体在电池晃动时分离的风险。
在一些实施例中,端板位于两个第二板体之间;在排列方向上,第一板体的一部分凸出到端板的外侧并用于安装与第一流道连通的接头。
上述方案中,接头安装在端板的外侧,因此外部供液管路无需穿过端板,这样可以简化电池的结构,使外部供液管略的布置更为灵活。
在一些实施例中,电池还包括支撑构件,支撑构件包括位于第一板体的背离容纳空间的一侧的支撑部,支撑部连接于第一板体。第二凸部抵压于支撑部,支撑部与第一凸部间隔设置。
上述方案中,支撑部与第一凸部间隔设置,因此,电池单体、端板等构件的重力载荷通过第二凸部传递到支撑部上,而不会通过第一凸部传递到支撑部上,这样能够减小第一凸部的受力,降低第一流道变形、阻塞的风险。
在一些实施例中,支撑部与第一凸部之间设置有缓冲层,缓冲层连接支撑部和第一凸部。
上述方案中,缓冲层能够提高换热构件与支撑部之间的连接强度,另外,缓冲层还能够在电池晃动时起到缓冲作用,减小第一凸部的受力,降低第一流道变形、阻塞的风险。
在一些实施例中,支撑构件还包括两个限位部,两个限位部位于支撑部面向换热构件的一侧并连接于支撑部;在第一方向上,两个第二板体位于两个限位部之间。
上述方案中,限位部能够从第一方向的两侧限制换热构件和电池单元,在电池晃动时,限位部能够减小换热构件和电池单元的晃动幅度,提高电池整体的稳定性。
在一些实施例中,第二板体包括第二主体部、第三凸部和第四凸部,第三凸部和第四凸部凸出于第二主体部的背离容纳空间的表面。在第二主体部的厚度方向上,第三凸部凸出第一主体部的尺寸小于第四凸部凸出第一主体部的尺寸,以使第四凸部抵压于限位部。第三凸部的内部形成第二流道。
上述方案中,两个限位部通过第四凸部从两侧夹持换热构件,以增大换热构件与支撑构件之间的连接强度,提高稳定性。
第三方面,本申请实施例提供了一种用电装置,包括第二方面任一实施例的电池,电池用于提供电能。
第四方面,本申请实施例提供了一种换热构件的制造方法,包括:
提供第一板体,第一板体包括第一主体部、第一凸部和第二凸部,第一凸部和第二凸部凸出于第一主体部的表面,在第一主体部的厚度方向上,第一凸部凸出第一主体部的尺寸小于第二凸部凸出第一主体部的尺寸,第一凸部的内部形成供换热介质流动的第一流道;
提供两个第二板体,并将两个第二板体分别连接于第一板体沿第一方向的两端;
其中,第二板体与第一板体之间具有预设角度,第一板体和两个第二板体围成容纳空间;第一凸部和第二凸部凸出于第一主体部的背离容纳空间的表面。
第五方面,本申请实施例提供了一种换热构件的制造系统,包括:
第一提供装置,用于提供第一板体,第一板体包括第一主体部、第一凸部和第二凸部,第一凸部和第二凸部凸出于第一主体部的表面,在第一主体部的厚度方向上,第一凸部凸出第一主体部的尺寸小于第二凸部凸出第一主体部的尺寸,第一凸部的内部形成供换热介质流动的第一流道;
第二提供装置,用于提供两个第二板体,并将两个第二板体分别连接于第一板体沿第一方向的两端;
其中,第二板体与第一板体之间具有预设角度,第一板体和两个第二板体围成容纳空间;第一凸部和第二凸部凸出于第一主体部的背离容纳空间的表面。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所描述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,还可以根据附图获得其他的附图。
图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图;
图2为本申请一些实施例提供的电池的爆炸示意图;
图3为本申请另一些实施例提供的电池的结构示意图;
图4为本申请一些实施例提供的换热构件的结构示意图;
图5为图4的换热构件在另一视角下的结构示意图;
图6为图4所示的换热构件的剖视示意图;
图7为图6所示的换热构件在圆框A处的放大示意图;
图8为本申请另一些实施例提供的换热构件的结构示意图;
图9为本申请又一些实施例提供的换热构件的结构示意图;
图10为本申请再一些实施例提供的换热构件的结构示意图;
图11为图3所示的电池的俯视示意图;
图12为图3所述的电池的另一示意图,其中电池单元省略;
图13为本申请实施例提供的电池的换热构件和支撑构件的装配示意图;
图14为图13所示的换热构件和支撑构件的剖视示意图;
图15为图14在圆框B处的放大示意图;
图16为本申请一些实施例提供的电池的制造方法的流程示意图;
图17为本申请一些实施例提供的电池的制造系统的示意性框图。
在附图中,附图并未按照实际的比例绘制。
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。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
除非另有定义,本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本申请中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序或主次关系。
在本申请中提及“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,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“附接”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人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本申请中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本申请中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请的实施例中,相同的附图标记表示相同的部件,并且为了简洁,在不同实施例中,省略对相同部件的详细说明。应理解,附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸,以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明,而不应对本申请构成任何限定。
本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。
本申请中,电池单体可以包括锂离子二次电池单体、锂离子一次电池单体、锂硫电池单体、钠锂离子电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体等,本申请实施例对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等,本申请实施例对此也不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种:柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体,本申请实施例对此也不限定。
本申请的实施例所提到的电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。
电池单体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。为了保证通过大电流而不发生熔断,正极极耳的数量为多个且层叠在一起,负极极耳的数量为多个且层叠在一起。隔离件的材质可以为PP(polypropylene,聚丙烯)或PE(polyethylene,聚乙烯)等。此外,电极组件可以是卷绕式结构,也可以是叠片式结构,本申请实施例并不限于此。
电池单体在充放电的过程中会产生热量,当多个电池单体成组使用时,这些热量可能会聚集在一起,如果没有有效地去除这些热量,将会导致电池单体升温,加速电池单体的老化。另外,温度过高还容易引发热失控,造成安全风险。在电池单体处于低温环境时,会缩短使用寿命,减弱放电能力。
发明人尝试在电池中设置换热构件,以将电池单体的工作温度控制在合适的范围。具体地,换热构件内部通常设有流道,外部的换热介质在流经换热构件的流道时,换热介质通过换热构件与电池单体进行换热,以调节电池单体的温度。然而,发明人发现,当换热构件设置在电池单体的下侧时,换热构件需要承载电池单体的重力载荷,而换热构件设于流道的部分为中空结构,受压时容易变形,引发流道阻塞的风险。
鉴于此,本申请实施例提供了一种用于电池的换热构件,其包括:第一板体,内部设有供换热介质流动的第一流道;两个第二板体,两个第二板体分别连接于第一板体沿第一方向的两端,第二板体与第一板体之间具有预设角度,第一板体和两个第二板体围成容纳空间。其中,第一板体包括第一主体部、第一凸部和第二凸部,第一凸部和第二凸部凸出于第一主体部的背离容纳空间的表面;在第一主体部的厚度方向上,第一凸部凸出第一主体部的尺寸小于第二凸部凸出第一主体部的尺寸。第一凸部的内部形成第一流道。本申请实施例的换热构件能够调节电池单体的温度,并能够减小流道承载的载荷,降低流道变形、阻塞的风险。
本申请实施例描述的换热构件适用于电池以及使用电池的用电装置。
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。
以下实施例为了方便说明,以用电装置为车辆为例进行说明。
图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图。如图1所示,车辆1的内部设置有电池2,电池2可以设置在车辆1的底部或头部或尾部。电池2可以用于车辆1的供电,例如,电池2可以作为车辆1的操作电源。
车辆1还可以包括控制器3和马达4,控制器3用来控制电池2为马达4供电,例如,用于车辆1的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在本申请一些实施例中,电池2不仅仅可以作为车辆1的操作电源,还可以作为车辆1的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。
图2为本申请一些实施例提供的电池的爆炸示意图。
如图2所示,电池2包括箱体5和电池单体(图2未示出),电池单体容纳于箱体5内。
箱体5用于容纳电池单体,箱体5可以是多种结构。在一些实施例中,箱体5可以包括第一箱体部51和第二箱体部52,第一箱体部51与第二箱体部52相互盖合,第一箱体部51和第二箱体部52共同限定出用于容纳电池单体的容纳空间53。第二箱体部52可以是一端开口的空心结构,第一箱体部51为板状结构,第一箱体部51盖合于第二箱体部52的开口侧,以形成具有容纳空间53的箱体5;第一箱体部51和第二箱体部52也均可以是一侧开口的空心结构,第一箱体部51的开口侧盖合于第二箱体部52的开口侧,以形成具有容纳空间53的箱体5。当然,第一箱体部51和第二箱体部52可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
为提高第一箱体部51与第二箱体部52连接后的密封性,第一箱体部51与第二箱体部52之间也可以设置密封件,比如,密封胶、密封圈等。
假设第一箱体部51盖合于第二箱体部52的顶部,第一箱体部51亦可称之为上箱盖,第二箱体部52亦可称之为下箱体。
在电池2中,电池单体为多个。多个电池单体之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体中既有串联又有并联。多个电池单体之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体构成的整体容纳于箱体5内;当然,也可以是多个电池单体先串联或并联或混联组成电池模块6,多个电池模块6再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体5内。
图3为本申请另一些实施例提供的电池的结构示意图。
如图3所示,在一些实施例中,电池2包括电池单元10,电池单元10包括沿排列方向X依次布置的多个电池单体11。
电池单元10可为一个或多个。例如,电池2包括多个电池单元10,多个电池单元10沿第一方向Y布置,第一方向Y与排列方向X相交。可选地,第一方向Y垂直于排列方向X。在图3中,电池单元10为两个,换言之,多个电池单体11排成两列。
电池2中的多个电池单体11之间可通过汇流部件实现电连接,以实现电池2中的多个电池单体11的并联或串联或混联。
在一些实施例中,电池2还包括换热构件20,换热构件20用于调节电池单体11的温度,以使电池单体11在适宜的温度下工作。
下面结合附图详细描述本申请实施例的换热构件20。
图4为本申请一些实施例提供的换热构件的结构示意图;图5为图4的换热构件在另一视角下的结构示意图;图6为图4所示的换热构件的剖视示意图;图7为图6所示的换热构件在圆框A处的放大示意图。
如图3至图7所示,本申请实施例的换热构件20用于电池2,其包括:第一板体21,内部设有供换热介质流动的第一流道211;两个第二板体22,两个第二板体22分别连接于第一板体21沿第一方向Y的两端,第二板体22与第一板体21之间具有预设角度,第一板体21和两个第二板体22围成容纳空间23。其中,第一板体21包括第一主体部212、第一凸部213和第二凸部214,第一凸部213和第二凸部214凸出于第一主体部212的背离容纳空间23的表面;在第一主体部212的厚度方向上,第一凸部213凸出第一主体部212的尺寸小于第二凸部214凸出第一主体部212的尺寸。第一凸部213的内部形成第一流道211。
换热构件20的容纳空间23用于容纳电池单元10。示例性地,在电池2中,第一板体21位于电池单元10的多个电池单体11的下方,第一板体21用于支撑电池单体11并调节电池单体11的温度。
第一流道211用于与外部供液管路连通,换热介质在第一流道211和外部供液管路之间循环流动,以通过第一板体21与电池单体11热交换,使电池单体11在适宜的温度下工作。换热介质可为液体。
第一板体21由导热材料制成,例如,第一板体21由导热金属制成。
本实施例可通过挤出成型、吹胀成型或冲压成型等工艺在第一板体21上形成第一流道211。
第一板体21可与第二板体22一体设置;例如,第一板体21和第二板体22通过折弯板材来一体地成型。当然,第一板体21也可与第二板体22分体设置,例如,第一板体21和第二板体22可通过焊接、粘接、卡接或其它方式连接。
第二板体22与第一板体21之间的角度可根据需要设定,本实施例对此不作限定。示例性地,第二板体22与第一板体21之间的角度为80°-100°。换热构件20大体为U形结构。
在电池2中,两个第二板体22分别位于电池单元10沿第一方向Y的两侧,其可以起到固定电池单元10、提高电池2整体强度的作用。第二板体22还可具有换热功能,以从侧方调节电池单体11的温度。当然,第二板体22的换热功能也可省去。
第一主体部212大体为平板结构,第一主体部212沿自身厚度方向相对设置的表面为平面。
第一凸部213可为一个或多个。第一凸部213为多个时,各第一凸部213内均设有第一流道211;多个第一凸部213的第一流道211可以直接连通,也可以通过其它连通结构相连通,例如连接管路等。
第二凸部214可为一个或多个。第二凸部214可以为圆形、矩形、跑道形、椭圆形或其它形状。
第二凸部214凸出第一主体部212的程度大于第一凸部213凸出第一主体部212的程度,当换热构件20放置在承载结构上时,第二凸部214会抵压在承载结构上,并在第一凸部213和承载结构之间形成间隙。
在本申请实施例中,通过设置第一凸部213,可以增大第一板体21的局部厚度,为第一流道211提供更多的空间,增大第一流道211的过流面积,提高换热效率。第一凸部213朝背离容纳空间23的一侧凸出,这样可以在增大第一流道211的过流面积的同时,避免第一流道211占用容纳空间23。由于第一凸部213凸出第一主体部212的尺寸小于第二凸部214凸出第一主体部212的尺寸,所以当换热构件20放置在承载结构上时,第二凸部214会抵压在承载结构上,并在第一凸部213和承载结构之间形成间隙;多个电池单体11的重力载荷会通过第二凸部214传递到承载结构上,这样能够减小第一凸部213的受力,降低第一流道211变形、阻塞的风险,保证换热构件20的换热效率。
在一些实施例中,第一板体21包括第一基层21a和第二基层21b,第二基层21b位于第一基层21a远离容纳空间23的一侧并附接到第一基层21a。第一凸部213形成在第二基层21b上,在第一凸部213的内部,第一基层21a和第二基层21b之间形成第一流道211。在形成第二凸部214的位置,第一基层21a和第二基层21b贴合,第二基层21b凸出于第一主体部212的背离容纳空间23的表面,第一基层21a向第二基层21b一侧凹陷形成凹部215。
第一凸部213为第二基层21b的一部分,第一流道211形成在第一凸部213的面向第一基层21a的一侧。
第一板体21可采用吹胀工艺制成。具体地,在一些实施例中,第一板体21可按照下述步骤制成:
S100、提供第一基板和第二基板,并采用石墨印刷法在第一基板的表面形成石墨线路,石墨线路的形状与第一流道211的形状对应;
S200、将第二基板贴合到第一基板的形成有石墨线路的表面,并进行固定,形成复合基板;
S300、将复合基板放置到吹胀模具中,进行高压吹气,使第二基板和第一基板在石墨线路处分离,以形成第一流道211;其中,吹胀模具会限制复合基板的变形,使第一基板保持平整、第二基板变形并形成第一凸部213;
S400、从第一基板侧冲压复合基板,以使第一基板和第二基板变形并形成第二凸部214和与第二凸部214对应的凹部215。
经过上述处理的第一基板和第二基板分别形成本实施例的第一基层21a和第二基层21b。
在本实施例中,在第二凸部214,第一基层21a和第二基层21b层叠在一起,这样能够保证第二凸部214的强度,使第二凸部214能够承受更高的载荷,减小第二凸部214的变形,降低第一凸部213受压的风险。
在一些实施例中,第一基层21a的厚度小于第二基层21b的厚度。本实施例通过减小第一基层21a的厚度,可以缩短电池单体11与换热介质之间的导热路径,提高换热效率。
在一些实施例中,第二板体22包括第三基层22a和第四基层22b,第四基层22b位于第三基层22a远离容纳空间23的一侧并附接到第三基层22a。第一基层21a和第三基层22a由第一板材一体形成,第二基层21b和第四基层22b由第二板材一体形成。
换热构件20可由第一板材和第二板材制成。第一板材和第二板材在初始时为平板;第一板材和第二板材附接在一起之后,先对第一板材和第二板材进行吹胀、冲压处理,以形成第一凸部213和第二凸部214,然后再将第一板材和第二板材折弯。
第一板材折弯后形成第一基层21a和第三基层22a,第二板材折弯后形成第二基层21b和第四基层22b。
本实施例利用第一板材和第二板材制成换热构件20,这样既能便于第一流道211的成型,还能够增大第一板体21和第二板体22的连接强度,提高电池2整体的结构强度。
在可替代的实施例中,第一基层21a和第三基层22a也可分体成型,例如,第三基层22a也可通过焊接、粘接、铆接或其它方式连接到第一基层21a。第二基层21b和第四基层22b也可以分体成型,例如,第四基层22b可以通过焊接、粘接、铆接或其它方式连接到第二基层21b,也可不与第二基层21b连接。
在一些实施例中,第二板体22内部设有供换热介质流动的第二流道221。
第二流道221用于与外部供液管路连通,换热介质在第二流道221和外部供液管路之间循环流动,以通过第二板体22与电池单体11热交换,使电池单体11在适宜的温度下工作。
第二流道221可以与第一流道211连通,也可以不与第一流道211连通,本实施例对此不作限制。
在本实施例中,第一板体21能够从下方与电池单体11进行换热,第二板体22能够从侧方与电池单体11进行换热,这样能够增大电池单体11的换热面积、提高换热效率,减小电池单体11在第一板体21的厚度方向上的温差,改善电池单体11温度的一致性,提高电池单体11的工作性能。
在一些实施例中,第二流道221与第一流道211连通。
第二流道221可以与第一流道211直接连通,也可以通过其它构件与第一流道211间接连通,本实施例对此不作限制。
本申请实施例将第一流道211和第二流道221连通,这样无需将第一流道211和第二流道221与外部供液管路分别连接,从而简化换热构件20与外部供液管路之间的连接结构。
在一些实施例中,第二板体22包括第二主体部222、第三凸部223和第四凸部224,第三凸部223和第四凸部224凸出于第二主体部222的背离容纳空间23的表面。在第二主体部222的厚度方向上,第三凸部223凸出第一主体部212的尺寸小于第四凸部224凸出第一主体部212的尺寸。第三凸部223的内部形成第二流道221。
第二主体部222大体为平板结构,第二主体部222沿自身厚度方向相对设置的表面为平面。
第三凸部223可为一个或多个。第三凸部223为多个时,各第三凸部223内均设有第二流道221;多个第三凸部223的第二流道221可以直接连通,也可以通过其它连通结构相连通,例如连接管路等。
第四凸部224可为一个或多个。第四凸部224可以为圆形、矩形、跑道形、椭圆形或其它形状。
第四凸部224凸出第二主体部222的程度大于第三凸部223凸出第二主体部222的程度。
在本申请实施例中,通过设置第三凸部223,可以增大第二板体22的局部厚度,为第二流道221提供更多的空间,增大第二流道221的过流面积,提高换热效率。第三凸部223朝背离容纳空间23的一侧凸出,这样可以在增大第二流道221的过流面积的同时,避免第二流道221占用容纳空间23。由于第三凸部223凸出第二主体部222的尺寸小于第四凸部224凸出第二主体部222的尺寸,所以在电池2晃动时,第四凸部224可以起到止挡作用,减小第二板体22外侧的构件挤压第三凸部223的可能性,降低第二流道221变形、阻塞的风险。
在一些实施例中,第三基层22a和第四基层22b之间形成有供换热介质流动的第二流道221,第二流道221与第一流道211连通。第二流道221也可通过吹胀工艺制成。
第三凸部223形成在第四基层22b上,在第三凸部223的内部,第三基层22a和第四基层22b之间形成第二流道221。在形成第四凸部224的位置,第三基层22a和第四基层22b贴合,第四基层22b凸出于第二主体部222的背离容纳空间23的表面,第三基层22a向第四基层22b一侧凹陷形成凹部225。
在本实施例中,在第四凸部224,第三基层22a和第四基层22b层叠在一起,这样能够保证第四凸部224的强度,使第四凸部224能够承受更高的冲击载荷,减小第四凸部224的变形,降低第三凸部223受压的风险。
在一些实施例中,在第二方向上,第一板体21的至少部分凸出于第二板体22并用于安装与第一流道211连通的接头30,其中,第二方向垂直于第一主体部212的厚度方向且与第一方向Y相交。
可选地,在电池2中,电池单元10的多个电池单体11的排列方向X平行于第二方向。
接头30用于与外部供液管路相连。接头30可包括进液接头和出液接头,换热介质经由进液接头流入第一流道211,然后经由出液接头流出。
示例性地,第一板体21可包括两个凸出区域216,各凸出区域216均凸出于第二板体22且分别用于安装进液接头和出液接头。两个凸出区域216可分别位于第一板体21沿第二方向的两端,也可位于第一板体21沿第二方向的同一端。
本实施例在第一板体21的凸出于第二板体22的部分安装接头30,这样可以降低第二板体22与外部供液管路干涉的风险,使外部供液管路的布置方式更为灵活。
在可替代的实施例中,进液接头和出液接头也可分别安装在两个第二板体22上。
图8为本申请另一些实施例提供的换热构件的结构示意图。
如图8所示,在一些实施例中,第一流道和第二流道在第一板体21和第二板体22的连接处连通。
本实施例中,换热构件20内部的第一流道和第二流道直接连通,无需设置其它的结构来连通第一流道和第二流道,从而简化换热构件20的结构。
示例性地,在图8中,第一流道位于第一凸部213的内部,第二流道位于第三凸部223的内部;第一凸部213和第三凸部223相连接,以使第一流道和第二流道直接连通。
图9为本申请又一些实施例提供的换热构件的结构示意图。
如图9所示,在一些实施例中,换热构件20还包括连接管路24,用于将第一流道和第二流道连通。
本实施例中,通过使用连接管路24可以使第一流道和第二流道的连通方式更为灵活。
示例性地,在图9中,第一流道位于第一凸部的内部,第二流道位于第三凸部223的内部。
图10为本申请再一些实施例提供的换热构件的结构示意图。
如图10所示,在一些实施例中,第二板体22面向容纳空间的一侧设有容纳凹部,换热构件20还包括容纳于容纳凹部内的换热管25,换热管25内部形成第二流道。
换热管25嵌入到容纳凹部内,且换热管25不凸出第二板体22面向容纳空间的表面。
在一些实施例中,第一板体21在第一凸部213的面向容纳空间的一侧也形成有容纳凹部。第一板体21上的容纳凹部称之为第一容纳凹部217,第二板体22上的容纳凹部称之为第二容纳凹部226。
第一容纳凹部217中也设有换热管25,换热管25内部形成第一流道。第一容纳凹部217中的换热管25和第二容纳凹部226内的换热管25一体设置。
图11为图3所示的电池的俯视示意图;图12为图3所述的电池的另一示意图,其中电池单元省略;图13为本申请实施例提供的电池的换热构件和支撑构件的装配示意图;图14为图13所示的换热构件和支撑构件的剖视示意图;图15为图14在圆框B处的放大示意图。
如图11至图15所示,本申请实施例提供了一种电池2,其包括换热构件20和电池单元10,电池单元10至少部分容纳于换热构件20的容纳空间23,电池单元10包括沿排列方向X依次布置的多个电池单体11,换热构件20用于调节电池单体11的温度,排列方向X与第一方向Y相交。
电池单体11连接于换热构件20。可选地,电池单体11通过导热胶粘接于第一板体21和第二板体22。
在一些实施例中,电池2还包括两个端板40,两个端板40分别位于电池单元10沿排列方向X的两端并夹持电池单元10,端板40在第一方向Y的两端分别连接两个第二板体22。
端板40在第一方向Y的两端可通过焊接等方式连接到两个第二板体22。两个端板40和两个第二板体22形成框体结构,以固定电池单体11。
本实施例的换热构件20通过第二板体22连接到端板40,这样能够提高第一板体21的稳定性,降低第一板体21和电池单体11在电池2晃动时分离的风险。
在一些实施例中,端板40位于两个第二板体22之间。在排列方向X上,第一板体21的一部分凸出到端板40的外侧并用于安装与第一流道211连通的接头30。
接头30安装在端板40的外侧,因此外部供液管路无需穿过端板40,这样可以简化电池2的结构,使外部供液管路的布置更为灵活。
第一板体21的凸出区域216凸出到端板40的外侧。可选地,两个凸出区域216位于第一板体21的同一端并凸出到端板40的外侧。
在一些实施例中,电池2还包括支撑构件50,支撑构件50包括位于第一板体21的背离容纳空间23的一侧的支撑部51,支撑部51连接于第一板体21。第二凸部214抵压于支撑部51,支撑部51与第一凸部213间隔设置。
支撑部51连接于第二凸部214。示例性地,第二凸部214可以采用铆接、螺栓连接、焊接、粘接等方式连接到支撑部51。
支撑部51为电池2的承载结构,用于承载换热构件20、电池单体11、端板40等构件。支撑部51对提高电池2的结构强度具有重要的作用,其具有较高的强度。
支撑部51具有较高的强度,所以支撑部51可以直接安装到用电装置上(例如车辆的底盘),这样可以省去传统的箱体,提高空间利用率,减少零部件的使用。
支撑部51与第一凸部213间隔设置,因此,电池单体11、端板40等构件的重力载荷通过第二凸部214传递到支撑部51上,而不会通过第一凸部213传递到支撑部51上,这样能够减小第一凸部213的受力,降低第一流道211变形、阻塞的风险。
在一些实施例中,每一个电池单体11的下侧均设有第二凸部214,这样换热构件20能够更均匀地将重力载荷传递到支撑部51上,以降低应力集中。
在一些实施例中,支撑部51与第一凸部213之间设置有缓冲层60,缓冲层60连接支撑部51和第一凸部213。
缓冲层60能够提高换热构件20与支撑部51之间的连接强度,另外,缓冲层60还能够在电池2晃动时起到缓冲作用,减小第一凸部213的受力,降低第一流道211变形、阻塞的风险。缓冲层60强度较低,电池单体11、端板40等构件的重力载荷主要通过第二凸部214传递到支撑部51。
在一些实施例中,缓冲层60由胶体固化而成。胶体能够将支撑部51粘接到第一凸部213和第一主体部212,以提高换热构件20和支撑构件50的连接强度。
在一些实施例中,缓冲层60还具有隔热功能,其能够减少换热构件20与支撑构件50之间的换热,以保证电池单体11和换热构件20之间的换热效率。
在一些实施例中,支撑构件50还包括两个限位部52,两个限位部52位于支撑部51面向换热构件20的一侧并连接于支撑部51。在第一方向Y上,两个第二板体22位于两个限位部52之间。
限位部52可以与支撑部51一体成型,也可以通过焊接、铆接、粘接等方式连接到支撑部51。
限位部52与支撑部51之间呈一定的角度。可选地,限位部52与支撑部51之间的夹角为80°-100°。
限位部52能够从第一方向Y的两侧限制换热构件20和电池单元10,在电池2晃动时,限位部52能够减小换热构件20和电池单元10的晃动幅度,提高电池2整体的稳定性。
限位部52可以采用铆接、螺栓连接、焊接、粘接等方式连接到第二板体22,以增大电池2整体的结构强度,提高稳定性。
在一些实施例中,第二板体22包括第二主体部222、第三凸部223和第四凸部224,第三凸部223和第四凸部224凸出于第二主体部222的背离容纳空间23的表面。在第二主体部222的厚度方向上,第三凸部223凸出第一主体部212的尺寸小于第四凸部224凸出第一主体部212的尺寸,以使第四凸部224抵压于限位部52。第三凸部223的内部形成第二流道221。
两个限位部52通过第四凸部224从两侧夹持换热构件20,以增大换热构件20与支撑构件50之间的连接强度,提高稳定性。
在第一方向Y上,限位部52可以与第三凸部223重叠,也可以不与第三凸部223重叠。即使限位部52与第三凸部223在第一方向Y上重叠,第四凸部224也能够撑开限位部52,以在限位部52和第三凸部223之间形成间隙,避免第三凸部223受到限位部52的挤压。
图16为本申请一些实施例提供的电池的制造方法的流程示意图。
如图16所示,本申请实施例提供了一种换热构件的制造方法,包括:
S100、提供第一板体,第一板体包括第一主体部、第一凸部和第二凸部,第一凸部和第二凸部凸出于第一主体部的表面,在第一主体部的厚度方向上,第一凸部凸出第一主体部的尺寸小于第二凸部凸出第一主体部的尺寸,第一凸部的内部形成供换热介质流动的第一流道;
S200、提供两个第二板体,并将两个第二板体分别连接于第一板体沿第一方向的两端;
其中,第二板体与第一板体之间具有预设角度,第一板体和两个第二板体围成容纳空间;第一凸部和第二凸部凸出于第一主体部的背离容纳空间的表面。
需要说明的是,通过上述换热构件的制造方法制造出的换热构件的相关结构,可参见上述各实施例提供的换热构件。
图17为本申请一些实施例提供的电池的制造系统的示意性框图。
如图17所示,本申请实施例提供了一种换热构件的制造系统90,包括:
第一提供装置91,用于提供第一板体,第一板体包括第一主体部、第一凸部和第二凸部,第一凸部和第二凸部凸出于第一主体部的表面,在第一主体部的厚度方向上,第一凸部凸出第一主体部的尺寸小于第二凸部凸出第一主体部的尺寸,第一凸部的内部形成供换热介质流动的第一流道;
第二提供装置92,用于提供两个第二板体,并将两个第二板体分别连接于第一板体沿第一方向的两端;
其中,第二板体与第一板体之间具有预设角度,第一板体和两个第二板体围成容纳空间;第一凸部和第二凸部凸出于第一主体部的背离容纳空间的表面。
通过上述制造系统制造出的换热构件的相关结构,可参见上述各实施例提供的换热构件。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,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,但这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (13)
1.一种电池,其特征在于,包括换热构件和电池单元,所述换热构件包括:
第一板体,内部设有供换热介质流动的第一流道;
两个第二板体,所述第二板体内部设有供所述换热介质流动的第二流道,两个所述第二板体分别连接于所述第一板体沿第一方向的两端,所述第二板体与所述第一板体之间具有预设角度,所述第一板体和两个所述第二板体围成容纳空间;
其中,所述第一板体包括第一主体部、第一凸部和第二凸部,所述第一凸部和所述第二凸部凸出于所述第一主体部的背离所述容纳空间的表面;在所述第一主体部的厚度方向上,所述第一凸部凸出所述第一主体部的尺寸小于所述第二凸部凸出所述第一主体部的尺寸;所述第一凸部的内部形成所述第一流道;
所述第二板体包括第二主体部、第三凸部和第四凸部,所述第三凸部和所述第四凸部凸出于所述第二主体部的背离所述容纳空间的表面;在所述第二主体部的厚度方向上,所述第三凸部凸出所述第一主体部的尺寸小于所述第四凸部凸出所述第一主体部的尺寸;所述第三凸部的内部形成所述第二流道;
所述电池单元至少部分容纳于所述换热构件的容纳空间,所述电池单元包括沿排列方向依次布置的多个电池单体,所述换热构件用于调节所述电池单体的温度,所述排列方向与所述第一方向相交。
2.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述第一板体包括第一基层和第二基层,所述第二基层位于所述第一基层远离所述容纳空间的一侧并附接到所述第一基层;
所述第一凸部形成在所述第二基层上,在所述第一凸部的内部,所述第一基层和所述第二基层之间形成所述第一流道;
在形成所述第二凸部的位置,所述第一基层和所述第二基层贴合,所述第二基层凸出于所述第一主体部的背离所述容纳空间的表面,所述第一基层向所述第二基层一侧凹陷形成凹部。
3.根据权利要求2所述的电池,其特征在于,所述第二板体包括第三基层和第四基层,所述第四基层位于所述第三基层远离所述容纳空间的一侧并附接到所述第三基层;
所述第一基层和所述第三基层由第一板材一体形成,所述第二基层和所述第四基层由第二板材一体形成。
4.根据权利要求3所述的电池,其特征在于,所述第三基层和所述第四基层之间形成有所述第二流道,所述第二流道与所述第一流道连通。
5.根据权利要求1-4任一项所述的电池,其特征在于,在第二方向上,所述第一板体的至少部分凸出于所述第二板体并用于安装与所述第一流道连通的接头,其中,所述第二方向垂直于所述第一主体部的厚度方向且与所述第一方向相交。
6.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述第二流道与所述第一流道连通。
7.根据权利要求6所述的电池,其特征在于,所述第一流道和所述第二流道在所述第一板体和所述第二板体的连接处连通;或者
所述换热构件还包括连接管路,用于将所述第一流道和所述第二流道连通。
8.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,还包括两个端板,所述两个端板分别位于所述电池单元沿所述排列方向的两端并夹持所述电池单元,所述端板在第一方向的两端分别连接两个所述第二板体。
9.根据权利要求8所述的电池,其特征在于,所述端板位于两个所述第二板体之间;在所述排列方向上,所述第一板体的一部分凸出到所述端板的外侧并用于安装与所述第一流道连通的接头。
10.根据权利要求1或8或9所述的电池,其特征在于,还包括支撑构件,所述支撑构件包括位于所述第一板体的背离所述容纳空间的一侧的支撑部,所述支撑部连接于所述第一板体;
所述第二凸部抵压于所述支撑部,所述支撑部与所述第一凸部间隔设置。
11.根据权利要求10所述的电池,其特征在于,所述支撑部与所述第一凸部之间设置有缓冲层,所述缓冲层连接所述支撑部和所述第一凸部。
12.根据权利要求10所述的电池,其特征在于,所述支撑构件还包括两个限位部,两个所述限位部位于所述支撑部面向所述换热构件的一侧并连接于所述支撑部;在所述第一方向上,两个所述第二板体位于两个所述限位部之间。
13.一种用电装置,其特征在于,包括根据权利要求1-12中任一项所述的电池,所述电池用于提供电能。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/CN2021/109407 WO2023004724A1 (zh) | 2021-07-29 | 2021-07-29 | 换热构件及其制造方法和制造系统、电池以及用电装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116018716A CN116018716A (zh) | 2023-04-25 |
CN116018716B true CN116018716B (zh) | 2024-01-26 |
Family
ID=85037533
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202180002675.8A Active CN116018716B (zh) | 2021-07-29 | 2021-07-29 | 换热构件及其制造方法和制造系统、电池以及用电装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230035503A1 (zh) |
JP (1) | JP7470136B2 (zh) |
KR (1) | KR20230018979A (zh) |
CN (1) | CN116018716B (zh) |
WO (1) | WO2023004724A1 (zh) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150081514A (ko) * | 2014-01-06 | 2015-07-15 | 희성정밀 주식회사 | 전기 자동차용 배터리 냉각장치 및 그 제조 방법 |
CN205376689U (zh) * | 2016-03-07 | 2016-07-06 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 用于快充动力电池的冷却系统 |
CN206040780U (zh) * | 2016-10-12 | 2017-03-22 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池箱体 |
CN209104236U (zh) * | 2018-12-29 | 2019-07-12 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池包 |
CN209401679U (zh) * | 2018-12-29 | 2019-09-17 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池箱 |
CN111192984A (zh) * | 2018-11-15 | 2020-05-22 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 用于电池包的箱体及电池包 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN208955070U (zh) * | 2018-11-15 | 2019-06-07 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 侧板及电池模组 |
CN209104242U (zh) * | 2018-12-29 | 2019-07-12 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池包 |
KR20200127748A (ko) * | 2019-05-03 | 2020-11-11 | 현대자동차주식회사 | 차량용 배터리 케이스 |
CN212967867U (zh) | 2020-08-14 | 2021-04-13 | 北京车和家信息技术有限公司 | 电池箱本体和电池箱 |
-
2021
- 2021-07-29 JP JP2021563391A patent/JP7470136B2/ja active Active
- 2021-07-29 KR KR1020217036578A patent/KR20230018979A/ko not_active Application Discontinuation
- 2021-07-29 CN CN202180002675.8A patent/CN116018716B/zh active Active
- 2021-07-29 WO PCT/CN2021/109407 patent/WO2023004724A1/zh unknown
- 2021-12-30 US US17/565,482 patent/US20230035503A1/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150081514A (ko) * | 2014-01-06 | 2015-07-15 | 희성정밀 주식회사 | 전기 자동차용 배터리 냉각장치 및 그 제조 방법 |
CN205376689U (zh) * | 2016-03-07 | 2016-07-06 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 用于快充动力电池的冷却系统 |
CN206040780U (zh) * | 2016-10-12 | 2017-03-22 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池箱体 |
CN111192984A (zh) * | 2018-11-15 | 2020-05-22 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 用于电池包的箱体及电池包 |
CN209104236U (zh) * | 2018-12-29 | 2019-07-12 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池包 |
CN209401679U (zh) * | 2018-12-29 | 2019-09-17 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池箱 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP4148866A1 (en) | 2023-03-15 |
US20230035503A1 (en) | 2023-02-02 |
JP2023538467A (ja) | 2023-09-08 |
JP7470136B2 (ja) | 2024-04-17 |
WO2023004724A1 (zh) | 2023-02-02 |
CN116018716A (zh) | 2023-04-25 |
KR20230018979A (ko) | 2023-02-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20230036195A1 (en) | Battery, electricity-consuming apparatus, method for manufacturing battery and system of manufacturing battery | |
CN217134554U (zh) | 电池和用电设备 | |
US20240097272A1 (en) | Gas-exhausting apparatus, battery cell, battery and electricity-consuming apparatus | |
US20240088477A1 (en) | Battery, power consumption device, and method and device for producing battery | |
US20230411761A1 (en) | Battery, electric apparatus, and method and apparatus for manufacturing battery | |
US20230327264A1 (en) | Battery module, battery, power consumption device, and method and device for producing battery | |
CN217719769U (zh) | 热管理部件、电池以及用电装置 | |
CN219123419U (zh) | 电池单体、电池以及用电装置 | |
US20230275287A1 (en) | Battery, power consumption device, and method and device for producing battery | |
CN116018716B (zh) | 换热构件及其制造方法和制造系统、电池以及用电装置 | |
CN220527085U (zh) | 电池、储能系统及用电装置 | |
CN219610542U (zh) | 电池和用电装置 | |
CN220491983U (zh) | 电池的箱体、电池和用电装置 | |
CN219591508U (zh) | 热管理组件、电池以及用电装置 | |
US20230275296A1 (en) | Battery, power consumption device, and method and device for producing battery | |
CN220963520U (zh) | 换热板组件、电池及用电设备 | |
US11862776B2 (en) | Battery, power consumption device, and method and device for producing battery | |
CN221057523U (zh) | 一种电池及用电装置 | |
WO2023070396A1 (zh) | 电池、用电设备及电池的制造方法 | |
WO2024031416A1 (zh) | 电池以及用电装置 | |
US20220352573A1 (en) | Battery cell, battery, power consumption device, and battery manufacturing method and device | |
CN117981144A (zh) | 电池和用电装置 | |
CN116526074A (zh) | 电池和用电装置 | |
CN116762202A (zh) | 电池单体及其制造方法和制造系统、电池以及用电装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |