CN116053647A - 电池箱体组件、电池包和电池系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池箱体组件、电池包和电池系统，该电池箱体组件用于容置电芯堆叠体，电池箱体组件包括箱体、固定梁组件和热交换板组件，其中，固定梁组件和热交换板组件均与箱体连接，且合围形成多个用于容置至少一组电芯组的子空间；每个热交换板中设置有热交换通道，第一固定梁、第二固定梁、第三固定梁和第四固定梁中具有流道，第一固定梁、第二固定梁、第三固定梁和第四固定梁中的流道共同构成传输通道结构，其被设置为使换热介质在各相邻的两个热交换板的热交换通道中的流动方向相反。本发明实施例可以解决现有技术因固定梁的结构设计缺陷导致箱体的空间利用率的提高程度有限，无法满足容纳更多电气部件的需求的问题。

Description

电池箱体组件、电池包和电池系统

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体地，涉及一种电池箱体组件、电池包和电池系统。

背景技术

电池系统的空间利用率对其体积能量密度至关重要，如何高效利用系统内部空间成为了电池系统结构设计的难点。传统的传热组件是由水管、水嘴、流道板、传热板组成，构成传热系统的组件过多，占用了大量的内部空间。

具体来说，传统的传热设计通常有多根水管布置在电池系统中，利用转接头、水管等连接置于电芯模组侧面的传热板，使其形成传热回路，但是这种传热结构需额外设置传热组件(如水管、转接头、流道板等)，空间利用率低，物料和工序成本较高，并且泄露风险大。还有一种传热设计则是将一整体传热板置于箱体底部，用于箱体底面散热，但是，由于散热面分布过于单一，散热效率有限，而且将造成电池系统底部冷、顶部热，内部温差大的缺陷。

对此，解决该问题的一种方法是通过在分布于箱体中的固定梁中设置换热通道来省去传统电池系统传热设计中额外设置的传热组件(如水管、转接头、流道板等)，以提高空间利用率，但是，这种方法因固定梁的结构设计缺陷导致箱体的空间利用率的提高程度有限，无法满足容纳更多电气部件的需求。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种电池箱体组件、电池包和电池系统，其可以解决现有技术因固定梁的结构设计缺陷导致箱体的空间利用率的提高程度有限，无法满足容纳更多电气部件的需求的问题。

为实现上述目的，本公开实施例提供一种电池箱体组件，用于容置电芯堆叠体，所述电芯堆叠体包括多组电芯组，每组所述电芯组由多个电芯堆叠而成；所述电池箱体组件包括：箱体、固定梁组件和热交换板组件，其中，所述固定梁组件和热交换板组件均与所述箱体连接，且合围形成多个用于容置至少一组所述电芯组的子空间；

所述热交换板组件包括多个热交换板，多个所述热交换板在第一方向上间隔排布，每个所述热交换板均沿第二方向延伸设置；所述第一方向和所述第二方向相互垂直，所述第一方向和所述第二方向构成第一平面，所述热交换板设置为与所述第一平面相互垂直；每个所述热交换板中设置有热交换通道；

所述固定梁组件包括第一固定梁、第二固定梁、第三固定梁和第四固定梁，其中，所述第一固定梁和所述第二固定梁均在所述第一方向上延伸设置，且在所述第二方向上彼此相对；多个所述热交换板均位于所述第一固定梁和所述第二固定梁之间，且均与二者连接，各相邻的两个所述热交换板与所述第一固定梁和所述第二固定梁合围形成所述子空间；所述第一固定梁和所述第二固定梁均呈平板状，且所述第一固定梁的板面与所述第二固定梁的板面中的一者与所述第一平面相互平行，所述第一固定梁的板面与所述第二固定梁的板面中的另一者与所述第一平面相互垂直；

所述第三固定梁和所述第四固定梁均位于所述第一固定梁和所述第二固定梁之间，且均与二者连接；所述第三固定梁和所述第四固定梁均在所述第二方向上延伸设置，且在所述第一方向上彼此相对；

所述第一固定梁、第二固定梁、第三固定梁和第四固定梁中具有流道，所述第一固定梁、第二固定梁、第三固定梁和第四固定梁中的所述流道共同构成传输通道结构，所述传输通道结构具有分别与各所述热交换板的所述热交换通道的入口和出口连通的连接出口和连接入口，以及用于分别与流体供应源的出口和入口连通的总入口和总出口，所述传输通道结构被设置为使换热介质在各相邻的两个所述热交换板的所述热交换通道中的流动方向相反。

可选的，所述传输通道结构包括设置于所述第一固定梁中的相互隔离的第一入流通道和第一出流通道，设置于所述第二固定梁中的相互隔离的第二入流通道和第二出流通道，以及分别设置于所述第三固定梁和所述第四固定梁中的第三入流通道和第三出流通道；其中，

对于每相邻的两个所述热交换板，其中一个所述热交换板为第一热交换板，另一个所述热交换板为第二热交换板；

所述第一入流通道具有所述总入口、一个第一传输出口和至少一个第一连接出口；所述第一传输出口与所述第三入流通道的入口连通；所述第一连接出口的数量与所有的所述第一热交换板的数量相同，且各所述第一连接出口一一对应地与各所述第一热交换板的所述热交换通道的入口连通；

所述第一出流通道具有所述总出口、一个第一传输入口和至少一个第一连接入口；所述第一传输入口与所述第三出流通道的出口连通；所述第一连接入口的数量与所有的所述第二热交换板的数量相同，且各所述第一连接入口一一对应地与各所述第二热交换板的所述热交换通道的出口连通；

所述第二入流通道具有一个第二传输入口和至少一个第二连接出口；所述第二传输入口与所述第三入流通道的出口连通；所述第二连接出口的数量与所有的所述第二热交换板的数量相同，且各所述第二连接出口一一对应地与各所述第二热交换板的所述热交换通道的入口连通；

所述第二出流通道具有一个第二传输出口和至少一个第二连接入口；所述第二传输出口与所述第三出流通道的入口连通；所述第二连接入口的数量与所有的所述第一热交换板的数量相同，且各所述第二连接入口一一对应地与各所述第一热交换板的所述热交换通道的出口连通。

可选的，所述第一固定梁的板面与所述第一平面相互垂直；所述第一入流通道和所述第一出流通道在第三方向上的高度不同；所述第三方向与所述第一平面相互垂直；每个所述第一连接出口与对应的所述第一热交换板的所述热交换通道的入口位于所述第三方向上的同一高度处，并在所述第二方向上彼此相对，且连通；每个所述第一连接入口与对应的所述第二热交换板的所述热交换通道的出口位于所述第三方向上的同一高度处，并在所述第二方向上彼此相对，且连通；

所述第二固定梁的板面与所述第一平面相互平行；所述第二入流通道和所述第二出流通道在平行于所述第一平面的平面上，沿所述第二方向并排布置；每个所述第二连接出口与对应的所述第二热交换板的所述热交换通道的入口在所述第三方向上彼此相对，且连通；每个所述第二连接入口与对应的所述第一热交换板的所述热交换通道的出口在所述第三方向上彼此相对，且连通。

可选的，所述第二固定梁的板面与所述第一平面相互垂直；所述第二入流通道和所述第二出流通道在第三方向上的高度不同；所述第三方向与所述第一平面相互垂直；每个所述第二连接出口与对应的所述第二热交换板的所述热交换通道的入口位于所述第三方向上的同一高度处，并在所述第二方向上彼此相对，且连通；每个所述第二连接入口与对应的所述第一热交换板的所述热交换通道的出口位于所述第三方向上的同一高度处，并在所述第二方向上彼此相对，且连通；

所述第一固定梁的板面与所述第一平面相互平行；所述第一入流通道和所述第一出流通道在平行于所述第一平面的平面上，沿所述第二方向并排布置；每个所述第一连接出口与对应的所述第一热交换板的所述热交换通道的入口在所述第三方向上彼此相对，且连通；每个所述第一连接入口与对应的所述第二热交换板的所述热交换通道的出口在所述第三方向上彼此相对，且连通。

可选的，所述第一固定梁中，且位于所述第一入流通道和所述第一出流通道之间设置有第一隔空部。

可选的，所述第二固定梁中，且位于所述第二入流通道和所述第二出流通道之间设置有第二隔空部。

可选的，所述热交换板与所述第一平面相对的表面上设置有隔热凹部。

可选的，至少一个所述热交换板上设置有沿所述第二方向延伸的定向导流通道，所述定向导流通道具有多个进气口和多个出气口，所述进气口与对应的所述子空间连通，用于将对应的所述子空间中的气体和喷发物排入所述定向导流通道中；多个所述出气口位于所述热交换板朝向所述第一固定梁和所述第二固定梁的端面上，用于排出所述定向导流通道中的气体和喷发物；所述定向导流通道与所述热交换通道相互隔离。

可选的，设置有所述定向导流通道的所述热交换板包括在所述第一方向上相对设置的两个第一板体，和连接在两个所述第一板体之间，且在第三方向上相对设置的至少两个第二板体，两个所述第一板体和至少两个所述第二板体合围成至少一个所述定向导流通道；

两个所述第一板体均沿所述第二方向延伸设置，所述进气口为分布于每个所述第一板体上的贯穿其厚度的排气孔；所述热交换通道包括设置于每个所述第一板体中，且沿所述第二方向延伸的至少一个子通道，所述子通道与各所述排气孔相互隔离。

可选的，两个所述第一板体上的所述排气孔相互错开。

可选的，所述箱体包括一侧具有开口的箱主体，和与所述箱主体连接，用于封闭所述开口的箱盖；

设置有所述定向导流通道的所述热交换板与所述箱盖通过多个紧固组件固定连接。

可选的，所述紧固组件包括压铆螺母、紧固螺钉和密封垫，其中，所述压铆螺母设置于所述热交换板的与所述箱盖相对的一侧；所述密封垫位于所述热交换板与所述箱盖之间，且环绕所述压铆螺母设置；所述紧固螺钉自所述箱盖的背离所述热交换板的一侧依次贯穿所述箱盖、所述密封垫，并与对应的所述压铆螺母螺纹连接。

可选的，所述箱盖包括沿远离所述热交换板的方向依次叠置的箱盖压板和箱盖加强板，其中，所述箱盖压板用于限制所述电芯的膨胀；所述箱盖加强板上设置有加强筋结构，用于提高所述箱盖压板的强度。

作为另一个技术方案，本发明还提供一种电池包，包括电芯堆叠体和用于容置所述电芯堆叠体的电池箱体组件，所述电池箱体组件采用本发明提供的上述电池箱体组件。

作为另一个技术方案，本发明还提供一种电池系统，包括电池包和用于对所述电池包进行调控的电池管理模块，所述电池包采用本发明提供的上述电池包。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的电池箱体组件，其通过将固定梁组件作为热交换回路中的一部分，可以兼顾增加箱体强度与换热的作用，同时通过使第一固定梁和第二固定梁均呈平板状，且第一固定梁的板面与第二固定梁的板面中的一者与第一平面相互平行，第一固定梁的板面与第二固定梁的板面中的另一者与第一平面相互垂直，即，第一固定梁和第二固定梁搭配了两种不同的放置方向，这样既有利于在箱体中形成完整的热交换回路，又可以更灵活地布置固定梁，由于其中一个固定梁的板面与第一平面相互平行，这可以进一步优化箱体中电气元件的布置空间，以容纳更多的汇流排、线束等电气元件。此外，传输通道结构被设置为使换热介质在各相邻的两个热交换板的热交换通道中的流动方向相反，即相邻的两个热交换板中的换热介质逆向流动，这样可以进一步提高对电芯堆叠体的换热均匀性，从而可以有效提高换热效率。

本发明提供的电池包，其通过采用本发明提供的上述电池箱体组件，不仅可以进一步优化箱体中电气元件的布置空间，以容纳更多的汇流排、线束等电气元件，而且可以进一步提高对电芯堆叠体的换热均匀性，从而可以有效提高换热效率。

本发明提供的电池系统，其通过采用本发明提供的上述电池包，不仅可以进一步优化箱体中电气元件的布置空间，以容纳更多的汇流排、线束等电气元件，而且可以进一步提高对电芯堆叠体的换热均匀性，从而可以有效提高换热效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的电池包的结构分解图；

图2为本发明实施例提供的电芯组的结构分解图；

图3A为本发明实施例提供的电池箱体组件的结构图；

图3B为图3A中I区域的放大图；

图4A为本发明实施例提供的电池箱体组件在X-Y面的结构图；

图4B为本发明实施例采用的热交换回路的示意图；

图5A为沿图4A中A-A线的剖面图；

图5B为沿图4A中D-D线在第一热交换板的位置处的局部剖面图；

图6A为沿图4A中C-C线的剖面图；

图6B为沿图4A中D-D线在第二热交换板的位置处的局部剖面图；

图6C为本发明实施例采用的第二热交换板的在平行于Z-X面的方向上的剖面立体图；

图6D为本发明实施例采用的第二热交换板的局部透视图；

图7A为本发明实施例采用的第三固定梁的局部剖面图；

图7B为本发明实施例采用的第四固定梁的局部剖面图；

图8为本发明实施例采用的固定组件的剖面图；

图9为本发明实施例采用的箱盖的结构分解图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

附图中各部件的形状和大小不反映真实比例，目的只是为了便于对本发明实施例的内容的理解。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

本公开实施例不限于附图中所示的实施例，而是包括基于制造工艺而形成的配置的修改。因此，附图中例示的区具有示意性属性，并且图中所示区的形状例示了元件的区的具体形状，但并不是旨在限制性的。

请一并参阅图1至图8，本发明实施例提供一种电池箱体组件，用于容置电芯堆叠体2，如图1和图2所示，该电芯堆叠体2包括多组电芯组21，多组电芯组21在Y方向上排成一列，且在X方向上具有多列。以图2所示的双头电芯为例，每组电芯组21由多个电芯211堆叠而成，例如沿图2中的Z方向堆叠，每个电芯211的正极极耳211a和负极极耳211b分别位于电芯211在Y方向上的两侧，可选的，电芯211的底部还设置有散热片212，用于提高电芯211的散热效率。

对于每组电芯组21，沿堆叠方向(即，Z方向)重复设置有层叠结构，如图2所示，该层叠结构包括由上而下依次叠置的电芯211、散热片212和保温垫214，可选的，每组电芯组21的顶部与底部可设置防火板215。

可选的，上述电芯堆叠体2例如采用集成化、无模块化设计，直接将各组电芯组21安装于电池箱体中，这样省去了传统设计的模组组件(如电芯支架、侧板、底板等)，与传统MTP电池系统相比，可以提高系统空间利用率和装配效率，降低重量，从而可以显著地提升整个电池系统的能量密度。

具体地，电池箱体组件包括：箱体、固定梁组件4和热交换板组件3，其中，如图3A和图4A所示，箱体例如包括一侧具有开口的箱主体11，该箱主体11例如包括底板11a和设置在底板11a用于放置电芯组21的平面(即，图3A中底板11a朝上的表面)上的边框11b，该边框11b沿底板11a的边缘环绕设置，该边框11b与底板11a所围空间用于容置上述电芯堆叠体2、固定梁组件4和热交换板组件3等组件。箱体还包括箱盖12，用于封闭箱主体11的开口，即封闭边框11b与底板11a所围空间。可选的，边框11b与底板11a焊接，例如采用FSW(FrictionStirWelding，搅拌摩擦焊接)工艺。可选的，上述边框11b由多个侧板焊接而成，多个侧板之间可以采用诸如CMT(ColdMetalTransfer，冷金属过渡)等的焊接工艺。

固定梁组件4和热交换板组件3均与箱主体11连接，例如采用诸如CMT焊接的方式连接，如图3A所示，固定梁组件4和热交换板组件3合围形成多个用于容置至少一组电芯组21的子空间A，每个子空间A中可以容置在Y方向上排成一列的多组电芯组21，但是，本发明实施例并不局限于此，在实际应用中，每个子空间A中的电芯组21可以为一组也可以为多组，且每个子空间A中的电芯组21的排列方式并不局限于图1所示的方式，此外不同子空间A中的电芯组21的数量和排列方式可以相同，也可以不同。

其中，如图3A所示，该热交换板组件3包括多个热交换板31，多个热交换板31在第一方向(即，X方向)上间隔排布，每个热交换板31均沿第二方向(即，Y方向)延伸设置，第一方向和第二方向相互垂直，第一方向和第二方向构成第一平面，该第一平面例如与箱主体11用于放置电芯组21的平面(即，图3A中底板11a朝上的表面)相互平行。如图5A所示，每个热交换板31中设置有热交换通道32。

请一并参阅图5A至图6D，固定梁组件4包括第一固定梁41、第二固定梁42、第三固定梁43和第四固定梁44，其中，第一固定梁41和第二固定梁42均在第一方向(即，图3A和图4A中的X方向)上延伸设置，且在第二方向(即，图3A和图4A中的Y方向)上彼此相对；第三固定梁43和第四固定梁44均位于第一固定梁41和第二固定梁42之间，且均与二者连接，相邻的固定梁之间例如可以采用诸如CMT焊接等的方式连接；第三固定梁43和第四固定梁44均在第二方向(即，图3A和图4A中的Y方向)上延伸设置，且在第一方向(即，图3A和图4A中的X方向)上彼此相对。上述第一固定梁41、第二固定梁42、第三固定梁43和第四固定梁44可以构成类似“口”字形的结构，可以同时充当加强结构件及热交换回路的一部分。

多个热交换板31均位于第一固定梁41和第二固定梁42之间，且均与二者连接，例如采用诸如CMT(ColdMetalTransfer，冷金属过渡)等的焊接工艺，或者也可以采用插接等的方式固定连接。多个热交换板31例如为长条形板，且均在第二方向(即，图3A和图4A中的Y方向)上延伸设置，且在第一方向(即，图3A和图4A中的X方向)上间隔排布；热交换板31的板面与上述第一平面相互垂直，即，热交换板31的板面与Z方向相互平行。各相邻的两个热交换板31与第一固定梁41和第二固定梁42合围形成子空间A。通过使各相邻的两个热交换板31与第一固定梁41和第二固定梁42合围形成子空间A，可以将电芯组21划分为若干个单元进行隔离防护和热交换(实现加热、保温或冷却作用)，从而可以提高温度分布均匀性，解决了现有技术中电池系统存在温差较大的问题。另外，上述热交换板31所起到的隔离防护作用还可以在电芯堆叠体发生热失控的情况下，避免排出的高温气体和喷发物引爆相邻的电芯组，即对由其所围的子空间A中的电芯起到防护作用，阻挡热失控的蔓延。

以双头电芯(即，电芯的两个极耳分别位于电芯两侧)为例，电芯211的极耳延伸方向与上述热交换板31的延伸方向，即第二方向相互平行，且同一子空间A中的电芯组21为多个时，多个电芯组21沿上述第二方向排成一列，在这种情况下，与每个子空间A相对应的两个热交换板31可以对每列电芯组21进行冷却、加热或保温，在此基础上，上述第一固定梁41和第二固定梁42可用于对位于子空间A中的每列电芯组21的两端进行固定，同时兼具传热作用，从而有效增大了电芯堆叠体2的传热面积，从而更容易提高热管理效率，提高温度分布均匀性，解决了现有技术中电池系统存在温差较大的问题。

而且，第一固定梁41和第二固定梁42均呈平板状，例如为长条形板，且第一固定梁41的板面与第二固定梁42的板面中的一者与上述第一平面相互平行，第一固定梁41的板面与第二固定梁42的板面中的另一者与上述第一平面相互垂直。这里的板面，是指平板的六个表面中的两个面积最大的表面。上述第一固定梁41和第二固定梁42搭配了两种不同的放置方向，这样既有利于在箱体中形成完整的热交换回路，又可以更灵活地布置固定梁，由于其中一个固定梁的板面与第一平面相互平行，这可以进一步优化箱体中电气元件的布置空间，以容纳更多的汇流排、线束等电气元件。此外，传输通道结构被设置为使换热介质在各相邻的两个热交换板的热交换通道中的流动方向相反，即相邻的两个热交换板中的换热介质逆向流动，这样可以进一步提高对电芯堆叠体的换热均匀性，从而可以有效提高换热效率。

第一固定梁41、第二固定梁42、第三固定梁43和第四固定梁44中设置有流道，第一固定梁41、第二固定梁42、第三固定梁43和第四固定梁44中的流道共同构成传输通道结构，该传输通道结构具有分别与各热交换板31的热交换通道32的入口和出口连通的连接出口和连接入口，以及用于分别与流体供应源的出口和入口连通的总入口和总出口。由流体供应源(图中未示出)的出口流出的换热介质可以经由总入口流入传输通道结构，再依次经由各连接出口和各热交换通道32的入口流入热交换通道，然后依次经由各热交换通道32的出口和连接入口流入传输通道结构，最后从总出口和流体供应源的入口返回流体供应源。由此，可以在箱体1中形成完整的热交换回路，实现换热介质的循环流动。上述换热介质在起到冷却作用时例如为冷却液体(例如冷却水)或者冷却气体；在起到加热或保温作用时例如为加热后的液体或者气体。

通过利用固定梁组件4和和热交换板组件3均与箱体1连接，且合围形成多个用于容置至少一组电芯组的子空间A，可以将电芯组21划分为若干个单元进行隔离防护和热交换(实现加热、保温或冷却作用)，同时通过在多个热交换板31中设置有热交换通道32，第一固定梁41、第二固定梁42、第三固定梁43和第四固定梁44中设置有传输通道结构，且使该传输通道结构将各热交换板31的热交换通道32与流体供应源连通，可以在箱体中形成完整的热交换回路，实现换热介质的循环流动，同时传输通道结构4被设置为使换热介质在各相邻的两个热交换板31的热交换通道32中的流动方向相反，即相邻的两个热交换板31中的换热介质逆向流动，可以进一步提高对电芯堆叠体1的换热均匀性，从而可以有效提高换热效率。此外，上述热交换回路能够嵌入箱体内部，并形成多个分支，有效增大了电芯堆叠体2的传热面积，从而更容易提高热管理效率，提高温度分布均匀性，解决了现有技术中电池系统存在温差较大的问题。

此外，通过将固定梁组件4作为热交换回路中的一部分，可以兼顾增加箱体强度与换热的作用，可以省去传统电池系统传热设计中额外设置的传热组件(如水管、转接头、流道板等)，从而可以实现箱体与传热结构的集成化，提高空间利用率，节省物料和工序成本。另外，本发明实施例提供的电池箱体组件，可以直接安装各组电芯组，即，电芯堆叠体可以采用集成化、无模块化设计，这样省去了传统设计的模组组件(如电芯支架、侧板、底板等)，与传统MTP电池系统相比，可以提高系统空间利用率和装配效率，降低重量，从而可以显著地提升整个电池系统的能量密度。

在一些可选的实施例中，请一并参阅图4A至图6C，传输通道结构4包括设置于第一固定梁41中的相互隔离的第一入流通道411和第一出流通道412，设置于第二固定梁42中的相互隔离的第二入流通道421和第二出流通道422，以及分别设置于第三固定梁43和第四固定梁44中的第三入流通道431和第三出流通道441；其中，如图4A所示，对于每相邻的两个热交换板(即，构成同一子空间A的相邻两个热交换板)，其中一个热交换板31为第一热交换板31a，另一个热交换板31为第二热交换板31b。

如图4B所示，第一入流通道411具有总入口411a、一个第一传输出口411b和至少一个第一连接出口411c；第一传输出口411b与第三入流通道431的入口431a连通；第一连接出口411c的数量与所有的第一热交换板31a的数量相同，且各第一连接出口411c一一对应地与各第一热交换板31a的热交换通道32的入口32a连通，该第一连接出口411c即用作传输通道结构的上述连接出口。第一出流通道412具有总出口412a、一个第一传输入口412b和至少一个第一连接入口412c；第一传输入口412b与第三出流通道441的出口441b连通；第一连接入口412c的数量与所有的第二热交换板31b的数量相同，且各第一连接入口412c一一对应地与各第二热交换板31b的热交换通道32的出口32b连通，该第一连接入口412c即用作传输通道结构的上述连接入口。

第二入流通道421具有一个第二传输入口421a和至少一个第二连接出口421b；第二传输入口421a与第三入流通道431的出口431b连通；第二连接出口421b的数量与所有的第二热交换板31b的数量相同，且各第二连接出口421b一一对应地与各第二热交换板31b的热交换通道32的入口32a连通，该第二连接出口421b即用作传输通道结构的上述连接出口。第二出流通道422具有一个第二传输出口422a和至少一个第二连接入口422b；第二传输出口422a与第三出流通道441的入口441a连通；第二连接入口422b的数量与所有的第一热交换板31a的数量相同，且各第二连接入口422b一一对应地与各第一热交换板31a的热交换通道32的出口32b连通，该第二连接入口422b即用作传输通道结构的上述连接入口。

由流体供应源的出口流出的换热介质可以通过入流管路51经由第一固定梁41上的总入口411a流入第一入流通道411，流入该第一入流通道411中的换热介质的一部分可直接流入各第一热交换板31a的热交换通道32，另一部分依次经由第三固定梁43中的第三入流通道431和第二固定梁42中的第二入流通道421，流入各第二热交换板31b的热交换通道32，由此可以实现各第一热交换板31a的热交换通道32中的换热介质的流动方向B1与各第二热交换板31b的热交换通道32中的换热介质的流动方向B2相反，即，构成同一子空间A的相邻两个热交换板中的换热介质逆向流动，这样可以进一步提高对电芯堆叠体2的换热均匀性，从而可以有效提高换热效率。

具体来说，第一入流通道411中的换热介质的一部分依次经由各第一连接出口411c和对应的各第一热交换板31a的热交换通道32的入口32a流入各第一热交换板31a的热交换通道32，再依次经由各第一热交换板31a的热交换通道32的出口32b和第二固定梁42上的各第二连接入口422b流入第二出流通道422，然后依次经由第二传输出口422a和第四固定梁44的第三出流通道441的入口441a流入第三出流通道441，再依次经由第三出流通道441的出口441b与第一传输入口412b流入第一固定梁41中的第一出流通道412，最后依次经由总出口412a和流体供应源的入口，并通过出流管路52返回流体供应源，由此，各第一热交换板31a形成完整的热交换回路，实现换热介质的循环流动。

如图4B和图7A所示，第一入流通道411中的换热介质的另一部分依次经由第一传输出口411b和第三固定梁43中的第三入流通道431的入口431a流入第三入流通道431，再依次经由其出口431b和第二固定梁42的第二入流通道421的第二传输入口421a流入第二入流通道421，然后依次经由各第二连接出口421b与各第二热交换板31b的热交换通道32的入口32a流入各第二热交换板31b的热交换通道32，再经由各第二热交换板31b的热交换通道32的出口32b和第一固定梁41上的各第一连接入口412c流入第一出流通道412，最后依次经由总出口412a和流体供应源的入口返回流体供应源，由此，完成各第二热交换板31b成完整的热交换回路，实现换热介质的循环流动。

需要说明的是，上述传输通道结构4并不局限于采用本实施例的上述结构，还可以采用其他任意结构，只要能够构成同一子空间A的相邻两个热交换板中的换热介质逆向流动即可，本发明实施例对此没有特别的限制。

在一些可选的实施例中，如图5A和图6A所示，第一固定梁41的板面与上述第一平面相互垂直；第一入流通道411和第一出流通道412在第三方向上的高度不同；该第三方向(即，Z方向)与上述第一平面，即箱体1用于放置电芯组的平面(即，图3A中底板11朝上的表面)相互垂直；也就是说，第一入流通道411和第一出流通道412在第一固定梁41中异层设置，例如第一入流通道411间隔设置于第一出流通道412的下方(即靠近底板11a一侧)。如图5A所示，每个第一连接出口411c与对应的第一热交换板31a的热交换通道32的入口32a位于第三方向上的同一高度处，并在第二方向(即，Y方向)上彼此相对，且连通；如图6A所示，每个第一连接入口412c与对应的第二热交换板31b的热交换通道32的出口32b位于第三方向上的同一高度处，并在第二方向上彼此相对，且连通。这样，第一热交换板31a的热交换通道32的入口32a以及第二热交换板31b的热交换通道32的出口32b能够分别与异层设置的第一入流通道411的第一连接出口411c和第一出流通道412的第一连接入口412c的高度相对应，也就是说，第一热交换板31a的热交换通道32的入口32a以及第二热交换板31b的热交换通道32的出口32b不在同一高度，从而可以实现第一热交换板31a和第二热交换板31b均能够与第一固定梁41上相应的连接口对接。

如图6A所示，第二固定梁42的板面与上述第一平面相互平行；第二入流通道421和第二出流通道422在平行于上述第一平面的平面上，沿第二方向(即，Y方向)上并排布置；每个第二连接出口421b与对应的第二热交换板31b的热交换通道32的入口32a在第三方向(即，Z方向)上彼此相对，且连通；如图5A所示，每个第二连接入口422b与对应的第一热交换板31a的热交换通道32的出口32b在第三方向上彼此相对，且连通。具体来说，第二入流通道421和第二出流通道422同层设置，每个第二连接出口421b和每个第二连接入口422b均朝上，而第二热交换板31b的热交换通道32的入口32a和第一热交换板31a的热交换通道32的出口32b均朝下，并且第二入流通道421和第二出流通道422距离热交换板的位置不同，从而第二热交换板31b与第一热交换板31a均能够与第二固定梁42上相应的连接口对接。

在另一些可选的实施例中，也可以反过来，将第二固定梁42的板面与上述第一平面相互垂直，且将第二入流通道421和第二出流通道422在第三方向上的高度不同；将第一固定梁41的板面与上述第一平面相互平行，且将第一入流通道411和第一出流通道412在平行于上述第一平面的平面上，沿第二方向(即，Y方向)上并排布置。在这种情况下，每个第二连接出口421b与对应的第二热交换板31b的热交换通道32的入口32a位于第三方向上的同一高度处，并在第二方向上彼此相对，且连通；每个第二连接入口422b与对应的第一热交换板31a的热交换通道32的出口32b位于第三方向上的同一高度处，并在第二方向上彼此相对，且连通；第一入流通道411和第一出流通道412在平行于上述第一平面的平面上，沿第二方向(即，Y方向)上并排布置；每个第一连接出口411c与对应的第一热交换板31a的热交换通道32的入口32a在第三方向上彼此相对，且连通；每个第一连接入口412c与对应的第二热交换板31b的热交换通道32的出口32b在第三方向上彼此相对，且连通。

请一并参阅图7A和图7B，以第一入流通道411和第一出流通道412在第三方向上的高度不同，第二入流通道421和第二出流通道422在平行于上述第一平面的平面上，沿第二方向(即，Y方向)上并排布置为例，上述第三固定梁43中的第三入流通道431的入口431a与第一固定梁41上的第一传输出口411b位于第三方向上的同一高度处，并在第二方向(即，Y方向)上彼此相对，且连通；第三入流通道431的出口431b与第二固定梁42上的第二传输入口421a在第三方向上彼此相对，且连通。上述第四固定梁44中的第三出流通道441的入口441a与第二固定梁42上的第二传输出口422a在第三方向上彼此相对，且连通；第三出流通道441的出口441b与第一固定梁41上的第一传输入口412b位于第三方向上的同一高度处，并在第二方向(即，Y方向)上彼此相对，且连通。

在一些可选的实施例中，如图7A所示，第一固定梁41中，且位于第一入流通道411和第一出流通道412之间设置有第一隔空部413。借助第一隔空部413，可以减少第一入流通道411和第一出流通道412之间的热交换，从而可以避免热交换效率受到影响。类似的，也可以在第一入流通道411靠近底板11a一侧设置第三隔空部414，以减少第一入流通道411和底板11a之间的热交换。

可选的，设置于第一固定梁41中的第一入流通道411和第一出流通道412均为沿X方向贯通所在固定梁的直通道；第一隔空部412为沿X方向贯通所在固定梁的直通孔。这样，可以采用挤铝成型工艺在第一固定梁41中制作上述直通道和直通孔，通道结构和加工工艺简单，且成本低廉。

类似的，如图5A所示，第二固定梁42中，且位于第二入流通道421和第二出流通道422之间设置有第二隔空部423。借助第二隔空部423，可以减少第二入流通道421和第二出流通道422之间的热交换，从而可以避免热交换效率受到影响。可选的，设置于第二固定梁42中的第二入流通道421和第二出流通道422均为沿X方向贯通所在固定梁的直通道；第二隔空部423为沿X方向贯通所在固定梁的直通孔。

类似的，分别设置于第三固定梁43和第四固定梁44中的第三入流通道431和第三流通道441均为分别沿Y方向贯通第三固定梁43和第四固定梁44的直通道。

在一些可选的实施例中，如图5A和图6C所示，热交换板31与上述第一平面相对的表面(即，图6C中第二热交换板31b朝下的表面)上设置有隔热凹部34。借助隔热凹部34，可以减少热交换板31与底板11a之间的接触面积，从而可以避免热交换效率受到影响。可选的，上述隔热凹部34可以由设置在热交换板31与底板11a相邻的表面上的多个凸脚341构成。

在一些可选的实施例中，如图3B和图6C所示，至少一个热交换板31上设置有沿第二方向延伸的定向导流通道33，该定向导流通道33具有多个进气口331和多个出气口332，该进气口331与对应的子空间A连通，用于在电芯堆叠体2发生热失控的情况下，及时将高温气体和喷发物排入定向导流通道33中；多个出气口332位于热交换板31朝向第一固定梁41和第二固定梁42的端面上，用于排出定向导流通道33中的气体和喷发物；定向导流通道33与热交换通道32相互隔离。可选的，构成同一子空间A的相邻两个热交换板31中的一者设置有上述定向导流通道33，另一者不设置，例如，如图6C所示，上述定向导流通道33设置于第二热交换板31b中。

在一些可选的实施例中，如图6C所示，设置有上述定向导流通道33的热交换板31b包括在第一方向(即，X方向)上相对设置的两个第一板体31b1，和连接在两个第一板体31b1之间，且在第三方向(即，Z方向)上间隔设置的至少两个第二板体31b2，例如图6C示出了四个第二板体31b2；两个第一板体31b1的板面均与上述第一平面相互垂直，四个第二板体31b2的板面与上述第一平面相互平行，两个第一板体31b1和四个第二板体31b2合围成三个定向导流通道33；第三方向与上述第一平面相互垂直；两个第一板体31b1均沿第二方向(即，Y方向)延伸设置，进气口331为分布于每个第一板体31b1上的贯穿其厚度的排气孔；热交换通道32包括设置于每个第一板体31b1中，且沿第二方向延伸的至少一个子通道，子通道与各排气孔相互隔离。具体来说，上述排气孔设置在热交换板31中的没有设置热交换通道32的实体部分，以避让热交换通道32，从而可以保证热交换通道32的密封性。可选的，多个排气孔在第一板体31b1的板面上均匀分布。可选的，两个第一板体31b1上的排气孔(即，进气口331)相互错开，如图6D所示，其中一侧第一板体31b1上的排气孔(实线表示)与另一侧第一板体31b1上的排气孔(虚线表示)相互错开，这样可以在电芯堆叠体2发生热失控的情况下，防止一侧的热流直接对串至另一侧，引发热失控蔓延。

在一些可选的实施例中，如图8所示，设置有上述定向导流通道33的热交换板31与箱盖12通过多个紧固组件6固定连接，从而实现热交换板31与箱盖12的可拆卸连接，以限制电芯堆叠体2中的电芯膨胀。可选的，每个紧固组件6均包括压铆螺母61、紧固螺钉62和密封垫63，其中，压铆螺母61设置于热交换板31的与箱盖12相对的一侧；密封垫63位于热交换板31与箱盖12之间，且环绕压铆螺母61设置；紧固螺钉62自箱盖12的背离热交换板31的一侧依次贯穿箱盖12、密封垫63，并与对应的压铆螺母61螺纹连接。该密封垫63可以用于对紧固螺钉62贯穿箱盖的安装孔进行密封。

在一些可选的实施例中，如图8和图9所示，箱盖12包括沿远离热交换板31的方向依次叠置的箱盖压板121和箱盖加强板122，其中，箱盖压板121用于限制电芯的膨胀；箱盖加强板122上设置有加强筋结构，用于提高箱盖压板121的强度。箱盖压板121和箱盖加强板122可以采用焊接、粘接、铆接等的方式固定连接，其中，箱盖压板121为平板，通过使箱盖压板121为平板，可以使其与电芯堆叠体2相配合的表面为平面，保证电芯堆叠体2的容纳空间不会受到影响；同时，结合使用上述具有加强筋结构的箱盖加强板122，可以加强箱盖12的整体强度，从而可以有效起到限制电芯膨胀的作用。可选的，在箱盖压板121与边框11b之间设置有密封圈123，用于对二者之间的间隙进行密封。

作为另一个技术方案，本发明实施例还提供一种电池包100，如图1所示，其包括电芯堆叠体2和用于容置电芯堆叠体2的电池箱体组件，该电池箱体组件采用本发明实施例提供的上述电池箱体组件。

本发明实施例提供的电池包，其通过采用本发明实施例提供的上述电池箱体组件，不仅可以进一步优化箱体中电气元件的布置空间，以容纳更多的汇流排、线束等电气元件，而且可以进一步提高对电芯堆叠体的换热均匀性，从而可以有效提高换热效率。

作为另一个技术方案，本发明实施例还提供一种电池系统，包括电池包和用于对电池包进行调控的电池管理模块，该电池包采用本发明实施例提供的上述电池包。

本发明实施例提供的电池系统，其通过采用本发明实施例提供的上述电池包，不仅可以进一步优化箱体中电气元件的布置空间，以容纳更多的汇流排、线束等电气元件，而且可以进一步提高对电芯堆叠体的换热均匀性，从而可以有效提高换热效率。

可以解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种电池箱体组件，用于容置电芯堆叠体，所述电芯堆叠体包括多组电芯组，每组所述电芯组由多个电芯堆叠而成；其特征在于，所述电池箱体组件包括：箱体、固定梁组件和热交换板组件，其中，所述固定梁组件和热交换板组件均与所述箱体连接，且合围形成多个用于容置至少一组所述电芯组的子空间；

所述热交换板组件包括多个热交换板，多个所述热交换板在第一方向上间隔排布，每个所述热交换板均沿第二方向延伸设置；所述第一方向和所述第二方向相互垂直，所述第一方向和所述第二方向构成第一平面，所述热交换板设置为与所述第一平面相互垂直；每个所述热交换板中设置有热交换通道；

所述固定梁组件包括第一固定梁、第二固定梁、第三固定梁和第四固定梁，其中，所述第一固定梁和所述第二固定梁均在所述第一方向上延伸设置，且在所述第二方向上彼此相对；多个所述热交换板均位于所述第一固定梁和所述第二固定梁之间，且均与二者连接，各相邻的两个所述热交换板与所述第一固定梁和所述第二固定梁合围形成所述子空间；所述第一固定梁和所述第二固定梁均呈平板状，且所述第一固定梁的板面与所述第二固定梁的板面中的一者与所述第一平面相互平行，所述第一固定梁的板面与所述第二固定梁的板面中的另一者与所述第一平面相互垂直；

所述第三固定梁和所述第四固定梁均位于所述第一固定梁和所述第二固定梁之间，且均与二者连接；所述第三固定梁和所述第四固定梁均在所述第二方向上延伸设置，且在所述第一方向上彼此相对；

所述第一固定梁、第二固定梁、第三固定梁和第四固定梁中具有流道，所述第一固定梁、第二固定梁、第三固定梁和第四固定梁中的所述流道共同构成传输通道结构，所述传输通道结构具有分别与各所述热交换板的所述热交换通道的入口和出口连通的连接出口和连接入口，以及用于分别与流体供应源的出口和入口连通的总入口和总出口，所述传输通道结构被设置为使换热介质在各相邻的两个所述热交换板的所述热交换通道中的流动方向相反。

2.根据权利要求1所述的电池箱体组件，其特征在于，所述传输通道结构包括设置于所述第一固定梁中的相互隔离的第一入流通道和第一出流通道，设置于所述第二固定梁中的相互隔离的第二入流通道和第二出流通道，以及分别设置于所述第三固定梁和所述第四固定梁中的第三入流通道和第三出流通道；其中，

对于每相邻的两个所述热交换板，其中一个所述热交换板为第一热交换板，另一个所述热交换板为第二热交换板；

所述第一入流通道具有所述总入口、一个第一传输出口和至少一个第一连接出口；所述第一传输出口与所述第三入流通道的入口连通；所述第一连接出口的数量与所有的所述第一热交换板的数量相同，且各所述第一连接出口一一对应地与各所述第一热交换板的所述热交换通道的入口连通；

所述第一出流通道具有所述总出口、一个第一传输入口和至少一个第一连接入口；所述第一传输入口与所述第三出流通道的出口连通；所述第一连接入口的数量与所有的所述第二热交换板的数量相同，且各所述第一连接入口一一对应地与各所述第二热交换板的所述热交换通道的出口连通；

所述第二入流通道具有一个第二传输入口和至少一个第二连接出口；所述第二传输入口与所述第三入流通道的出口连通；所述第二连接出口的数量与所有的所述第二热交换板的数量相同，且各所述第二连接出口一一对应地与各所述第二热交换板的所述热交换通道的入口连通；

所述第二出流通道具有一个第二传输出口和至少一个第二连接入口；所述第二传输出口与所述第三出流通道的入口连通；所述第二连接入口的数量与所有的所述第一热交换板的数量相同，且各所述第二连接入口一一对应地与各所述第一热交换板的所述热交换通道的出口连通。

3.根据权利要求2所述的电池箱体组件，其特征在于，所述第一固定梁的板面与所述第一平面相互垂直；所述第一入流通道和所述第一出流通道在第三方向上的高度不同；所述第三方向与所述第一平面相互垂直；每个所述第一连接出口与对应的所述第一热交换板的所述热交换通道的入口位于所述第三方向上的同一高度处，并在所述第二方向上彼此相对，且连通；每个所述第一连接入口与对应的所述第二热交换板的所述热交换通道的出口位于所述第三方向上的同一高度处，并在所述第二方向上彼此相对，且连通；

所述第二固定梁的板面与所述第一平面相互平行；所述第二入流通道和所述第二出流通道在平行于所述第一平面的平面上，沿所述第二方向并排布置；每个所述第二连接出口与对应的所述第二热交换板的所述热交换通道的入口在所述第三方向上彼此相对，且连通；每个所述第二连接入口与对应的所述第一热交换板的所述热交换通道的出口在所述第三方向上彼此相对，且连通。

4.根据权利要求2所述的电池箱体组件，其特征在于，所述第二固定梁的板面与所述第一平面相互垂直；所述第二入流通道和所述第二出流通道在第三方向上的高度不同；所述第三方向与所述第一平面相互垂直；每个所述第二连接出口与对应的所述第二热交换板的所述热交换通道的入口位于所述第三方向上的同一高度处，并在所述第二方向上彼此相对，且连通；每个所述第二连接入口与对应的所述第一热交换板的所述热交换通道的出口位于所述第三方向上的同一高度处，并在所述第二方向上彼此相对，且连通；

所述第一固定梁的板面与所述第一平面相互平行；所述第一入流通道和所述第一出流通道在平行于所述第一平面的平面上，沿所述第二方向并排布置；每个所述第一连接出口与对应的所述第一热交换板的所述热交换通道的入口在所述第三方向上彼此相对，且连通；每个所述第一连接入口与对应的所述第二热交换板的所述热交换通道的出口在所述第三方向上彼此相对，且连通。

5.根据权利要求2-4中任意一项所述的电池箱体组件，其特征在于，所述第一固定梁中，且位于所述第一入流通道和所述第一出流通道之间设置有第一隔空部。

6.根据权利要求2-4中任意一项所述的电池箱体组件，其特征在于，所述第二固定梁中，且位于所述第二入流通道和所述第二出流通道之间设置有第二隔空部。

7.根据权利要求1所述的电池箱体组件，其特征在于，所述热交换板与所述第一平面相对的表面上设置有隔热凹部。

8.根据权利要求1所述的电池箱体组件，其特征在于，至少一个所述热交换板上设置有沿所述第二方向延伸的定向导流通道，所述定向导流通道具有多个进气口和多个出气口，所述进气口与对应的所述子空间连通，用于将对应的所述子空间中的气体和喷发物排入所述定向导流通道中；多个所述出气口位于所述热交换板朝向所述第一固定梁和所述第二固定梁的端面上，用于排出所述定向导流通道中的气体和喷发物；所述定向导流通道与所述热交换通道相互隔离。

9.根据权利要求8所述的电池箱体组件，其特征在于，设置有所述定向导流通道的所述热交换板包括在所述第一方向上相对设置的两个第一板体，和连接在两个所述第一板体之间的至少两个第二板体，两个所述第一板体的板面均与所述第一平面相互垂直，至少两个所述第二板体的板面与所述第一平面相互平行；两个所述第一板体和至少两个所述第二板体合围成至少一个所述定向导流通道；

两个所述第一板体均沿所述第二方向延伸设置，所述进气口为分布于每个所述第一板体上的贯穿其厚度的排气孔；所述热交换通道包括设置于每个所述第一板体中，且沿所述第二方向延伸的至少一个子通道，所述子通道与各所述排气孔相互隔离。

10.根据权利要求9所述的电池箱体组件，其特征在于，两个所述第一板体上的所述排气孔相互错开。

11.根据权利要求8所述的电池箱体组件，其特征在于，所述箱体包括一侧具有开口的箱主体，和与所述箱主体连接，用于封闭所述开口的箱盖；

设置有所述定向导流通道的所述热交换板与所述箱盖通过多个紧固组件固定连接。

12.根据权利要求11所述的电池箱体组件，其特征在于，所述紧固组件包括压铆螺母、紧固螺钉和密封垫，其中，所述压铆螺母设置于所述热交换板的与所述箱盖相对的一侧；所述密封垫位于所述热交换板与所述箱盖之间，且环绕所述压铆螺母设置；所述紧固螺钉自所述箱盖的背离所述热交换板的一侧依次贯穿所述箱盖、所述密封垫，并与对应的所述压铆螺母螺纹连接。

13.根据权利要求11所述的电池箱体组件，其特征在于，所述箱盖包括沿远离所述热交换板的方向依次叠置的箱盖压板和箱盖加强板，其中，所述箱盖压板用于限制所述电芯的膨胀；所述箱盖加强板上设置有加强筋结构，用于提高所述箱盖压板的强度。

14.一种电池包，包括电芯堆叠体和用于容置所述电芯堆叠体的电池箱体组件，其特征在于，所述电池箱体组件采用权利要求1-13中任意一项所述的电池箱体组件。

15.一种电池系统，包括电池包和用于对所述电池包进行调控的电池管理模块，其特征在于，所述电池包采用权利要求14中任意一项所述的电池包。

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