CN116417737A - 电池模组、电池包及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池技术领域，提供了一种电池模组、电池包及车辆。电池模组包括多个并排排列的电池组列，各电池组列包括沿同一方向依次串接的多个电池单体。相邻电池组列之间设有挡板，每一挡板的第一板、第三板、第二板和第四板围合形成通心腔体，通心腔体内沿平行于电池单体的串接方向通冷却液。第一板朝第二板的方向弯曲形成第一凹槽，第二板朝第一板的方向弯曲形成第二凹槽，相邻挡板上相邻近的第一凹槽和第二凹槽围合形成容置电池组列的通心槽体。此电池模组中，围合形成的通心腔体可以通冷却液进行热管理，通心槽体可以容置电池组列，故可将电池包中电池单体的固定结构和热管理结构整合为一体，从而提升电池包的有效空间利用率。

Description

电池模组、电池包及车辆
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池模组、电池包及车辆。
背景技术
随着新能源危机的日益严重，传统燃油车逐步被新能源汽车所代替，混合动力或纯电动汽车作为新能源汽车的一种，其发展尤为迅速。随着电动汽车电池包技术的日益成熟与发展，电动汽车必将成为未来汽车工业发展的主要趋势。
作为电动汽车中的重要部件，电池包通常由多个电池单体串、并联组成，或者由多个电池模组组合而成。故，电池包的使用工况及环境通常比较复杂，不仅需要对电池单体或者模组进行固定防止电池的窜动、还需要严格控制电池包的热管理。
目前，通常会于电池模组或电池单体之间设置各种固定支架，以防止电池单体在使用时因受外力冲击而影响使用。但是固定支架的使用必然会占用较多的空间，从而使电池包的有效空间利用率降低，而影响电池包的体积能量密度。同时，现有的热管理模式通常于电池包或电池模组中设置冷却管道或冷却板，冷却管道或冷却板中通入冷却液，通过冷却液的热交换而将热量释放至外部从而进行电池包或电池模组的热管理。此热管理模式虽然能于一定程度上缓解电池包的散热问题，但是冷却管道和冷却板的设置同样的占用较多的空间，降低了电池包的有效空间利用率。
发明内容
基于上述问题，本发明的目的在于提供一种电池模组、电池包及车辆，该电池模组可将电池包中电池单体的固定结构和热管理结构整合为一体，从而提升电池包的有效空间利用率。
为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种电池模组，包括多个并排排列的电池组列，各所述电池组列包括沿同一方向依次串接的多个电池单体，相邻所述电池组列之间设有挡板，每一所述挡板包括相对的第一板和第二板、及介于所述第一板和所述第二板之间且相对设置的第三板和第四板，所述第一板、所述第三板、所述第二板和所述第四板围合形成通心腔体，所述通心腔体内沿平行于所述电池单体的串接方向通冷却液，所述第一板朝所述第二板的方向弯曲形成第一凹槽，所述第二板朝所述第一板的方向弯曲形成第二凹槽，相邻所述挡板上相邻近的所述第一凹槽和所述第二凹槽围合形成容置所述电池组列的通心槽体。
本发明的电池模组中采用独特的挡板设计，围合形成的通心腔体可以通冷却液进行热管理，围合形成的通心槽体可以容置电池组列。故可将电池包中电池单体的固定结构和热管理结构整合为一体，从而提升电池包的有效空间利用率。
作为本发明的一技术方案，所述挡板于相邻所述电池单体的串接处向所述通心槽体内凸设隔条，所述隔条限制所述电池单体沿串接方向于所述通心槽体内进行移动。
作为本发明的一技术方案，所述第一板和所述第二板面朝对方的方向相互弯曲且相交。
作为本发明的一技术方案，所述第一板和所述第二板面朝对方的方向相互弯曲且相互隔开。
作为本发明的一技术方案，于垂直所述电池单体的串接方向的截面上，所述第一挡板的所述第二凹槽的弧长和所述第二挡板的所述第一凹槽的弧长之和为d，所述电池单体的周长为D，D/2≤d＜D。
作为本发明的一技术方案，所述电池单体为圆柱形电池。
作为本发明的一技术方案，所述电池单体和所述通心槽体间隙配合。
本发明第二方面提供了一种电池包，包括多个叠置的电池模组，所述电池模组为前述的电池模组，相邻所述电池模组上的挡板呈交错排布。
本发明的电池包通过电池模组中的挡板即可对电池组列进行固定，无需另外的固定部件，因而结构紧凑，空间利用率高。
作为本发明的一技术方案，所述第三板朝所述第四板的方向弯曲形成第三凹槽，所述第四板朝所述第三板的方向弯曲形成第四凹槽，叠置方向上相邻所述挡板上相邻近的第三凹槽和第四凹槽与并排方向上相邻所述挡板上相邻近的第一凹槽和第二凹槽共同围合形成所述通心槽体。
本发明第三方面提供了一种车辆，包括车身及车底座，所述车底座内安装电池簇，所述电池簇包括若干个前述的电池包。
附图说明
图1为本发明电池包一实施例的立体图。
图2为图1于A-A方向的剖视图。
图3为本发明电池模组一实施例的剖视图。
图4为本发明电池模组的局部立体图。
图5为本发明电池模组中的挡板立体图。
图6为图2中圆圈部分的放大图。
图7为图6的一变化图。
元件符号说明
100-电池包；10-电池模组；11-电池组列；11a-电池单体；30-壳体；50-挡板；50A-第一挡板；50B-第二挡板；50C-第三挡板；50D-第四挡板；50a-第一凹槽；50b-第二凹槽；50c-第三凹槽；50d-第四凹槽；51-第一板；52-第三板；53-第二板；54-第四板；55-隔条；71-第一总输出端子；73-第二总输出端子；91-进水口；93-出水口；S-通心腔体；S1-第一通心腔体；S2-第二通心腔体；P-通心槽体；X-并排方向；Y-叠置方向
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和有益效果，下面将结合附图对本发明作进一步说明。需说明的是，下述附图表示的结构是对本发明做的进一步解释说明，不应当作为对本发明的限制。
本发明的电池包可用于电动类车辆、除草机、储能电站等用电设施，尤其适用于电动类车辆。其用于车辆时，可采用一个或多个电池包呈矩阵状紧密排列组合成电池簇而安装于位于车身下方的车底座中。
下面将结合附图对本发明的电池包作进一步的说明。如图1～2所示，电池包100包括壳体30和电池模组10。多个电池模组10沿叠置方向Y叠置后引出第一总输出端子71和第二总输出端子73。电池模组10上的极柱端可通过连接片等部件而连接总输出端子从而实现电输出，具体连接可为行业通用的方式，其并非为本发明的保护重点，故在此不再赘述。电池包100可于第一总输出端子71和第二总输出端子73的引出端设进水口91和出水口93，进水口91和出水口93连通电池模组10中的冷却部件。壳体30可与车底座的部件进行匹配连接，或者直接作为车底座的底盘而使用。
进一步的，如图3～7所示，电池模组10包括多个沿并排方向X并排排列的电池组列11。各电池组列11包括沿同一方向依次串接的多个电池单体11a。相邻电池组列11之间设有挡板50。每一挡板50包括相对的第一板51和第二板53、及介于第一板51和第二板53之间且相对设置的第三板52和第四板54。第一板51、第三板52、第二板53和第四板54围合形成通心腔体S，通心腔体S内沿平行于电池单体11a的串接方向通冷却液。第一板51朝第二板53的方向弯曲形成第一凹槽50a，第二板53朝第一板51的方向弯曲形成第二凹槽50b，第三板52朝第四板54的方向弯曲形成第三凹槽50c，第四板54朝第三板52的方向弯曲形成第四凹槽50d。相邻挡板50上相邻近的第一凹槽50a和第二凹槽50b围合形成容置电池组列11的通心槽体P。此电池模组10中采用独特的挡板设计，围合形成的通心腔体S可以通冷却液进行热管理，围合形成的通心槽体P可以容置电池组列11。故可将电池包100中电池单体11a的固定结构和热管理结构整合为一体，从而提升电池包的有效空间利用率。
本发明的电池模组10于电池包100中，相邻电池模组10上的挡板50呈交错排布，故通过挡板50即可对电池组列11进行固定，无需另外的固定部件，因而结构紧凑，空间利用率高。且于电池包100中，叠置方向Y上相邻挡板50上相邻近的第三凹槽50c和第四凹槽50d与并排方向X上相邻挡板50上相邻近的第一凹槽50a和第二凹槽50b共同围合形成通心槽体P。作为示例，如图6所示，电池包100至少包括三组电池模组10进行叠置，且于并排方向X上包括两个相邻挡板50，具体分别为第一挡板50A和第二挡板50B，叠置方向Y上包括两个相邻挡板50，具体分别为第三挡板50C和第四挡板50D。第一挡板50A上的第二凹槽50b、与第二凹槽50b相邻近的第二挡板50B上的第一凹槽50a、第三挡板50C上的第四凹槽50d、与第四凹槽50d相邻近的第四挡板50D上的第三凹槽50c四者共同围合形成通心槽体P。
实际操作中，通心腔体S沿平行于电池单体11a的串接方向的两端皆设有开口，冷却液从一端的开口流入，另一端的开口流出，从而进行热交换而将热量散发。通心腔体S连通进水口91和出水口93，冷却液自进水口91进入后分流至各挡板50的通心腔体S中，流经各通心腔体S后再汇集经出水口93流出电池包100。电池包100内可分别设分流板及汇流板从而实现冷却液于通心腔体S两端的分流及汇集。分流板及汇流板可为市面上常见的结构，其并非为本发明的重点，故在此不再赘述。冷却液可但不限于为水/乙二醇混合溶液、硅油或硅脂。本发明的电池模组10之间除了电性连接皆可独立整合于电池包中，故使用时可单独对异常的电池模组10进行维修替换。且实际使用时可于电池模组10的一端部设防爆阀、PTC温控器件等对单个电池模组10进行安全保护及异常监控，各电池单体11a上可根据实际情况设或不设防爆阀、PTC温控器件等。
进一步的，如图4～7所示，挡板50于相邻电池单体11a的串接处向通心槽体P内凸设隔条55。隔条55限制电池单体11a沿串接方向于通心槽体P内进行移动。即挡板50的通心槽体P限制电池单体11a的纵向移动，隔条55限制电池单体11a的横向移动，从而提高电池单体11a于外力冲击下连接牢靠性。隔条55可由挡板50一体式成型而成，也可通过卡接、粘结、焊接等方式而固定于挡板50上。挡板50凸设通心槽体P的尺寸不宜过大，仅需要大于电池单体11a与通心槽体P之间的距离即可，电池单体11a进行安装时，可将单个电池单体11a卡设于相邻两个隔条55之间。电池单体11a可单个先安装于通心槽体P后再进行串接，也可串接之后再安装于通心槽体P中。电池单体11a之间的串接可通过第三部件(如导线、连接片等)进行连接或者通过螺栓、激光焊接等将各电池单体11a的极柱直接进行串接。进一步如图6所示，第一板51和第二板53面朝对方的方向相互弯曲且相交，此时通心腔体S被分割，其包括隔开的第一通心腔体S1和第二通心腔体S2。或者如图7所示，第一板51和第二板53面朝对方的方向相互弯曲且相互隔开，此时第一板51和第二板53之间存在间距，第一板51、第三板52、第二板53和第四板54依次相连且围合形成通心腔体S。采用前者的方式，通心腔体S的空间更大，冷却效果更佳，采用后者的方式，更便于对挡板50进行加工。当然，为了即满足对电池模组10进行散热，又满足对电池模组10进行固定，于垂直电池单体11a的串接方向的截面上，第一挡板50的第二凹槽50b的弧长和第二挡板50的第一凹槽50a的弧长之和为d，电池单体11a的周长为D，D/2≤d＜D。
本发明的电池单体11a可为方形电池、弧形电池、刀片电池或圆柱形电池，优选电池单体11a为圆柱形电池。针对圆柱形电池，若采用此结构的电池包100的集成度更高，通心腔体S内更便于通冷却液。针对于电池单体11a为圆柱形电池的电池包100，于垂直电池单体11a的串接方向的截面上，挡板50的第一凹槽50a、第二凹槽50b、第三凹槽50c和第四凹槽50d可为半圆形或弧形。当然，基于电池单体11a为方形电池、弧形电池或刀片电池等其他形状的电池，第一凹槽50a、第二凹槽50b、第三凹槽50c和第四凹槽50d也设为与电池单体11a对应匹配的形状，从而提高电池包100的散热效率。
挡板50的材质可为铝、铜、不锈钢等金属材质，也可为聚氨酯泡沫、聚苯板、EPS、XPS、酚醛泡沫、聚丙烯、陶瓷等保温材料。电池单体11a和通心槽体P间隙配合，从而以提高散热效率及体积空间利用率。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，但是也并不仅限于实施例中所列，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种电池模组，其特征在于，包括多个并排排列的电池组列，各所述电池组列包括沿同一方向依次串接的多个电池单体，相邻所述电池组列之间设有挡板，每一所述挡板包括相对的第一板和第二板、及介于所述第一板和所述第二板之间且相对设置的第三板和第四板，所述第一板、所述第三板、所述第二板和所述第四板围合形成通心腔体，所述通心腔体内沿平行于所述电池单体的串接方向通冷却液，所述第一板朝所述第二板的方向弯曲形成第一凹槽，所述第二板朝所述第一板的方向弯曲形成第二凹槽，相邻所述挡板上相邻近的所述第一凹槽和所述第二凹槽围合形成容置所述电池组列的通心槽体。
2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述挡板于相邻所述电池单体的串接处向所述通心槽体内凸设隔条，所述隔条限制所述电池单体沿串接方向于所述通心槽体内进行移动。
3.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述第一板和所述第二板面朝对方的方向相互弯曲且相交。
4.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述第一板和所述第二板面朝对方的方向相互弯曲且相互隔开。
5.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，于垂直所述电池单体的串接方向的截面上，所述第一挡板的所述第二凹槽的弧长和所述第二挡板的所述第一凹槽的弧长之和为d，所述电池单体的周长为D，D/2≤d＜D。
6.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电池单体为圆柱形电池。
7.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电池单体和所述通心槽体间隙配合。
8.一种电池包，其特征在于，包括多个叠置的电池模组，所述电池模组为根据权利要求1～7任意一项所述的电池模组，相邻所述电池模组上的挡板呈交错排布。
9.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于，所述第三板朝所述第四板的方向弯曲形成第三凹槽，所述第四板朝所述第三板的方向弯曲形成第四凹槽，叠置方向上相邻所述挡板上相邻近的第三凹槽和第四凹槽与并排方向上相邻所述挡板上相邻近的第一凹槽和第二凹槽共同围合形成所述通心槽体。
10.一种车辆，其特征在于，包括车身及车底座，所述车底座内安装电池簇，所述电池簇包括若干个根据权利要求8或9所述的电池包。
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