CN116583983B - 集流体、热管理组件、电池以及用电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种集流体、热管理组件、电池以及用电装置,集流体,用于电池的热管理组件,包括壳体和分隔部。壳体具有集流腔,所述集流腔用于与所述热管理组件的多个换热通道相连。在壳体上设置分隔部,将集流腔分隔成多个凹腔,多个换热通道通过多个凹腔串联连通,可改善集流体单一腔体导致的电池单体受热不均的现象,提高电池单体的换热效果,降低电池发生热失控的风险。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,并且更具体地,涉及一种集流体、热管理组件、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。
在电池技术的发展中,如何降低电池的热失控风险,是电池技术中的一个研究方向。
发明内容
本申请提供了一种集流体、热管理组件、电池以及用电装置,其能降低电池发生热失控的风险。
第一方面,本申请实施例提供了一种集流体,用于电池的热管理组件,包括壳体和分隔部。壳体具有集流腔,集流腔用于与热管理组件的多个换热通道相连。分隔部设于集流腔中,集流腔包括多个凹腔,分隔部将多个凹腔隔开,各凹腔用于与至少一个换热通道连通。
在壳体上设置分隔部,将集流腔分隔成多个凹腔,多个换热通道通过多个凹腔串联连通,可改善集流体单一腔体导致的电池单体受热不均的现象,提高电池单体的换热效果,降低电池发生热失控的风险。
在一些实施例中,壳体和分隔部为一体形成结构。
一体形成的设置方式不仅可显著提高连接处的结构强度,而且也显著提高了分隔部和壳体在连接处的密封性,降低相邻的凹腔发生串流的风险,减轻换热液体的混合导致的温度上升或下降的情况,提高电池单体的换热效果,降低电池发生热失控的风险。
在一些实施例中,集流腔包括容纳凹部,容纳凹部从壳体的面向换热通道的一端凹陷;多个凹腔从容纳凹部的底面向背离容纳凹部的一侧凹陷。
容纳凹部的底面可对具有换热通道的部件起到定位的作用,便于安装;容纳凹部的侧面可增大与具有换热通道的部件的连接面积,增加连接的可靠性。
在一些实施例中,容纳凹部的底面包括环形部,环形部位于凹腔的外周侧。
在凹腔的外周侧设置环形部,可进一步增大与凹腔连通的部件的作用面积,便于该部件的定位和安装。
在一些实施例中,多个凹腔包括第一凹腔和第二凹腔;集流体包括第一接头,第一接头连接于壳体,集流体具有连通第一接头和第一凹腔的第一通道。
通过第一通道连通第一接头和第一凹腔,相比于将第一接头和第一凹腔直接相连通的方案来说,该种设置方式无需过多设计第一接头的形状,只需在壳体上设置第一通道将二者连通即可,为第一接头和第一凹腔的布置提供了方便。
在一些实施例中,壳体和第一接头一体设置。
壳体和第一接头采用一体设置的方式制作,可以显著提高二者在连接处的结构强度,进而提高集流体使用的耐久性。并且,一体设置使得壳体和第一接头在连接处具有极高的密封性能,减少了换热液体流出的体积,从而提高了换热效果,降低了电池的热失控风险。
在一些实施例中,集流体还包括第二接头,第一接头和第二接头分别安装于壳体的两侧,第二接头与第一接头连通。
第二接头用于将第一接头中的换热液体导出至相邻集流体中,实现换热液体在多个集流体中的流通,从而对多个电池单体进行换热。
在一些实施例中,壳体设有定位部,定位部与外部的基准件配合。
通过在壳体上设置定位部,定位部与外部的基准件相配合,用于实现集流体的定位甚至固定,从而便于将多个集流体装配于一起。
第二方面,本申请实施例提供了一种热管理组件,包括换热板和第一方面任一实施例提供的集流体,换热板形成有多个换热通道,壳体连接于换热板的端部并封闭多个换热通道,各凹腔与至少一个换热通道连通。
在一些实施例中,换热板包括板本体以及设置于板本体中的多个隔挡部,多个隔挡部用于将板本体分隔成多个换热通道。
多个隔挡部将板本体分隔成多个换热通道,使得多个换热通道彼此独立,降低了换热液体在相邻的换热通道中串流的风险,从而提高换热效果,降低电池发生热失控的风险。
在一些实施例中,热管理组件还包括挡板,挡板位于换热板和集流体之间,挡板用于将部分的换热通道与集流腔隔开。
挡板用于将部分的换热通道与集流腔隔开,即集流腔并不与其正对的所有换热通道连通,仅与部分的换热通道连通,对于换热板来说,其中的部分换热通道并不流通换热液体,如此一来,则可在满足换热要求的前提下,减少换热液体的体积,进而减轻电池的重量。
在一些实施例中,挡板与集流体一体形成;和/或,挡板与换热板一体形成。将挡板与集流体和换热板中的至少一者一体形成,可简化后续的加工工艺,而且一体形成的两者具有较好的密封性能。
在一些实施例中,集流腔包括容纳凹部,容纳凹部从壳体的面向换热板的一端凹陷,多个凹腔从容纳凹部的底面向背离容纳凹部的一侧凹陷;挡板连接于容纳凹部的底面。
将挡板连接于容纳凹部的底面,可增大挡板与集流体的接触面积,容纳凹部对挡板起到定位作用,便于安装,并且,壳体可对挡板起到保护作用。
在一些实施例中,挡板具有多个避让孔,凹腔通过对应的避让孔与换热通道连通。
设置避让孔连通凹腔和换热通道,相比于设置多个封堵板进行封堵的方式来说,避让孔的存在可使一个挡板替代多个封堵板,便于安装。
在一些实施例中,挡板的数量为二,两个挡板对应设置于换热通道的两端,两个挡板的避让孔在两个挡板的排列方向一一对应。
设置两个挡板对换热通道的两端进行封堵,相比于一端封堵、一端不堵的方式来说,可使得换热液体始终处于流通状态,改善因一端封堵、一端不堵导致的换热液体在一端被封堵的换热通道中的滞留问题,进而提高换热效果,降低电池发生热失控的风险。
在一些实施例中,挡板包括相对的第一表面和第二表面,第一表面面向换热板,挡板包括凸出于第一表面的凸部,凸部与换热通道的侧壁插接配合。
设置与换热通道侧壁插接的凸部,使凸部与换热板贴合的更为紧密,方便二者的连接,也方便二者后续与集流体的连接。同时,凸部也在挡板装配于换热板时形成定位作用。
在一些实施例中,挡板包括凹部,凹部相对于第二表面凹陷,凹部与凸部相对设置。
设置凹部,可减轻挡板的重量,提高电池的能量密度。
第三方面,本申请实施例提供了一种电池,包括电池单体和第二方面任一实施例提供的热管理组件,热管理组件用于调节电池单体的温度。
在一些实施例中,热管理组件的数量有多个,多个热管理组件依次布置,相邻的热管理组件之间设有电池单体。如此一来,热管理组件的两侧均可对电池单体进行换热,换热效率较高,降低了电池的热失控风险。
在一些实施例中,电池还包括连接管,连接管用于连通相邻的热管理组件。
通过连接管连接相邻的热管理组件,可以通过改变连接管的长度来调节相邻的热管理组件之间的距离,以适应不同尺寸的电池单体,提高热管理组件的适用性。
第四方面,本申请实施例提供了一种用电装置,包括第三方面任一实施例提供的电池,电池用于提供电能。
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热管理组件和电池单体的的结构示意图;
图4为本申请一些实施例提供的集流体的结构示意图;
图5为图4所示的集流体的主视图;
图6为图5所示的集流体沿A-A的剖视图;
图7为本申请另一些实施例提供的集流体的结构示意图;
图8为本申请再一些实施例提供的集流体的结构示意图;
图9为本申请一些实施例提供的热管理组件的结构示意图;
图10为本申请一些实施例提供的热管理组件的换热板的结构示意图;
图11为图10中B处的放大图;
图12为本申请一些实施例提供的换热液体在热管理组件中的流通路线示意图;
图13为本申请一些实施例提供的热管理组件的分解结构示意图;
图14为本申请一些实施例提供的热管理组件的挡板的结构示意图。
具体实施方式的附图标记如下:
1、车辆;2、电池;3、控制器;4、马达;5、电池单体;6、箱体;61、第一箱体部;62、第二箱体部;63、容纳空间;7、热管理组件;71、换热板;711、换热通道;712、板本体;713、隔挡部;714、第一侧板;715、第二侧板;72、挡板;721、避让孔;723、第一表面;724、第二表面;725、凸部;726、凹部;73、集流体;74、壳体;741、集流腔;742、凹腔;743、容纳凹部;744、环形部;745、第一凹腔;746、第二凹腔;747、第一通道;748、定位通孔;749、定位缺口;740、底面;731、本体部;732、腔体部;75、分隔部;76、第一接头;77、第二接头;8、连接管。
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。
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。例如,本申请中所提到的电池可以包括电池模块或电池包等。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液,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涂覆区和连接于正极涂覆区的正极极耳,正极涂覆区涂覆有正极活性物质层,正极极耳未涂覆正极活性物质层。以锂离子电池单体为例,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涂覆区和连接于负极涂覆区的负极极耳,负极涂覆区涂覆有负极活性物质层,负极极耳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(po l ypropy l ene,聚丙烯)或PE(po l yethy l ene,聚乙烯)等。
电池单体还包括外壳,外壳内部形成用于容纳电极组件的容纳腔。外壳可以从外侧保护电极组件,以避免外部的异物影响电极组件的充电或放电。
电池在不同的环境温度下会呈现不同的电循环性能,当环境温度过高或过低时,都会导致电池的循环性能下降,甚至引起其使用寿命缩短。为了保证新能源汽车安全、性能稳定、优异地运行,必须对电池进行有效的热管理,控制电池始终工作在合适的温度范围内。
申请人在电池内设置热管理组件,热管理部件可用于与电池的电池单体进行换热,以对电池进行有效的热管理,使电池单体工作在合适的温度范围内。
热管理组件包括换热板和集流体,换热板具有多个换热通道,集流体安装于换热板的端部并封闭多个换热通道。换热液体经由集流体内部的腔体进入换热通道中,从而对电池单体进行换热,降低电池发生热失控的风险。
集流体具有一个腔体,换热液体经由该腔体同时进入多个换热通道中,随后到达换热通道的另一端,通过另一端的集流体导出,多个换热通道独立输送换热液体,彼此之间相当于并联的连接方式。
发明人发现,采用多个换热通道并联输送换热液体的设置方式,会导致换热液体在换热通道的两端温度差异较大,导致电池单体受热不均,换热效果较差。例如,当采用换热液体对电池单体进行冷却时,通过集流体的腔体进入换热通道第一端的换热液体温度较低,而换热液体流经换热通道到达第二端后,其温度上升,导致电池单体在换热通道两端换热不均,第二端的冷却效果较差。其中,第一端和第二端为换热通道相对的两端。
鉴于此,本申请提供了一种集流体,用于电池的热管理组件,包括壳体和分隔部。壳体具有集流腔,集流腔用于与热管理组件的多个换热通道相连。分隔部设于集流腔中,集流腔包括多个凹腔,分隔部将多个凹腔隔开,各凹腔用于与至少一个换热通道连通。其通过在集流体的壳体中设置分隔部,将壳体的集流腔分隔为多个凹腔,各凹腔均与换热通道相连,如此一来,多个换热通道能够通过凹腔串联连接,串联连接的方式换热均匀性更好,从而改善电池单体换热不均的现象,提高电池单体的换热效果,降低电池单体发生热失控的风险。
本申请实施例描述的电池单体适用于电池以及使用电池单体的用电装置。
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。
在电池2中,电池单体可以是一个,也可以是多个。若电池单体为多个,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固定于承载部件;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,多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体,并固定于承载部件。
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6和电池单体5,电池单体5容纳于箱体6内。
箱体6用于容纳电池单体5,箱体6可以是多种结构。在一些实施例中,箱体6可以包括第一箱体部61和第一箱体部62,第一箱体部61与第一箱体部62相互盖合,第一箱体部61和第一箱体部62共同限定出用于容纳电池单体5的容纳空间63。第一箱体部62可以是一端开口的空心结构,第一箱体部61为板状结构,第一箱体部61盖合于第一箱体部62的开口侧,以形成具有容纳空间63的箱体6;第一箱体部61和第一箱体部62也均可以是一侧开口的空心结构,第一箱体部61的开口侧盖合于第一箱体部62的开口侧,以形成具有容纳空间63的箱体6。当然,第一箱体部61和第一箱体部62可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
为提高第一箱体部61与第一箱体部62连接后的密封性,第一箱体部61与第一箱体部62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61盖合于第一箱体部62的顶部,第一箱体部61亦可称之为上箱盖,第一箱体部62亦可称之为下箱体。
在电池2中,电池单体5可以是一个,也可以是多个。若电池单体5为多个,多个电池单体5之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体5中既有串联又有并联。多个电池单体5之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体5构成的整体容纳于箱体6内;当然,也可以是多个电池单体5先串联或并联或混联组成电池模块,多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体6内。
图3为本申请另一些实施例提供的热管理组件和电池单体的的结构示意图。
如图3所示,本申请还提供了一种电池2,包括电池单体5和热管理组件7,热管理组件7用于调节电池单体5的温度。
在一些实施例中,热管理组件7的数量有多个,多个热管理组件7依次布置,相邻的热管理组件7之间设有电池单体5。
本申请实施例对相邻热管理组件7之间的电池单体5的数量不做限制,可以为一个,也可以为多个。
设置多个热管理组件7,在相邻热管理组件7的间隔中设置电池单体5,如此一来,热管理组件7的两侧均可对电池单体5进行换热,换热效率较高,降低了电池2的热失控风险。
可选的,电池单体5的两侧分别抵接于相邻的两个热管理组件7。如此一来,电池单体5的两侧均可进行换热,电池单体5的换热效果较好。
在一些实施例中,电池还包括连接管8,连接管8用于连通相邻的热管理组件7。
本申请实施例对连接管8的结构形式不做限制,其可以为一根管,也可以由多根管拼接而成。
通过连接管8连接相邻的热管理组件7,可以通过改变连接管8的长度来调节相邻的热管理组件7之间的距离,以适应不同尺寸的电池单体5,提高热管理组件7的适用性。
图4为本申请一些实施例提供的集流体的结构示意图。
如图4所示,本申请实施例提供了一种集流体73,用于电池的热管理组件7,集流体73包括壳体74和分隔部75。壳体74具有集流腔741,集流腔741用于与热管理组件7的多个换热通道相连。分隔部75设于集流腔741中,集流腔741包括多个凹腔742,分隔部75将多个凹腔742隔开,各凹腔742用于与至少一个换热通道连通。
本申请实施例的多个凹腔742的形状可以相同,也可不同。多个凹腔742的尺寸可以相同,也可不同。
本申请实施例中,分隔部75将多个凹腔742完全隔开,以使多个凹腔742相互独立,彼此不连通。
集流体73中凹腔742的数量可以为两个、三个或更多个。
本申请实施例对分隔部75与壳体74的连接方式不做限制,示例性的,分隔部75与壳体74可以采用焊接、卡接、粘接或其他连接方式。
本申请实施例对分隔部75的形状不做限制,其可以为板状、块状或其他形状。
可选的,壳体74设有用于导入和/或导出换热液体的接头。具体而言,当壳体74上可以仅设置一个接头时,该接头用于将换热液体导入至凹腔742中或者从凹腔742中导出。当壳体74上设置两个接头时,这两个接头相连通,其中一个接头用于将换热液体导入至凹腔742,另一个接头用于将换热液体导入至相邻集流体的接头中。
在本申请实施例中,各凹腔742与至少一个换热通道连通,而多个凹腔742彼此独立,则可实现多个换热通道的串联连接。其中,多个换热通道串联形成的通道形状可以大致为U型、S型、M型或其他形状。
相比于多个换热通道并联的连通方式来说,串联的连通方式中换热液体的行走路径并不是朝向同一方向,而是在多个换热通道的两端之间至少往返一次,在多个换热通道的两侧,换热液体对电池单体5的换热效果差异较小,电池单体5的换热效果较为均匀。例如,以多个换热通道呈现大致U型的串联流道形状来说,在采用换热液体对电池单体5进行冷却时,通过集流体73的凹腔742进入换热通道第一端的换热液体温度较低,换热液体不断地换热到达第二端后,其温度上升,而后换热液体回到第一端时,其温度继续上升,因此,第一端和第二端的换热液体的平均温度实质上相差不大,对第一端和第二端位置处的电池单体5换热效果亦相差不大,换热均匀性较好。以此类推,当串联流道弯折次数更多时,第一端和第二端换热液体的平均温度仍然相差较小,电池单体5的换热均匀性仍然保持在较好状态。
因此,在壳体74上设置分隔部75,将集流腔741分隔成多个凹腔742,多个换热通道通过多个凹腔742串联连通,可改善集流体单一腔体导致的电池单体5受热不均的现象,提高电池单体5的换热效果,降低电池单体5发生热失控的风险。
在一些实施例中,壳体74和分隔部75为一体形成结构。
本申请实施例中一体形成指的是在生产时,壳体74和分隔部75同时形成于一体,无需后续其他的连接工艺将其中一者连接至另一者上。示例性的,二者采用同时材料同时形成。
发明人发现,当采用组装的方式将分隔部75安装于壳体74中时,例如采用粘接、卡接等连接方式将分隔部75连接于壳体74中时,由于分隔部75与壳体74在连接处会有孔隙的存在,很难实现密封,因此相邻的凹腔742会有串流的风险,而换热液体的串流会导致换热效果的不均匀,影响电池单体5的换热效果。
故,发明人将壳体74和分隔部75采用一体形成结构,一体形成的设置方式不仅可显著提高连接处的结构强度,而且也显著提高了分隔部75和壳体74在连接处的密封性,降低相邻的凹腔742发生串流的风险,减轻换热液体的混合导致的换热液体温度上升或下降的情况,提高电池单体5的换热效果,降低电池2发生热失控的风险。
图5为图4所示的集流体的主视图;图6为图5所示的集流体沿A-A的剖视图;图7为本申请另一些实施例提供的集流体的结构示意图。
如图5-7所示,在一些实施例中,集流腔741包括容纳凹部743,容纳凹部743从壳体74的面向换热通道的一端凹陷;多个凹腔742从容纳凹部743的底面740向背离容纳凹部743的一侧凹陷。
在本实施例中,凹腔742从容纳凹部743的底面740凹陷,指的是凹腔742由底面740向背离容纳凹部743的一侧凹陷,即在集流体73中,容纳凹部743是有底面740存在的,底面740并不由于凹陷而消失。
可选的,容纳凹部743的底面740为平面。
容纳凹部743用于容纳具有换热通道的换热板的端部,且换热板直接抵接或通过其他部件抵接于容纳凹部743的底面740上,实现换热通道与凹腔742的连通。
容纳凹部743的底面740可对具有换热通道的部件起到定位的作用,便于安装;容纳凹部的侧面可增大与具有换热通道的部件的连接面积,增加连接的可靠性。具体而言,集流体73通过容纳凹部743与换热板插接配合,换热板的部分外表面抵接于容纳凹部743的侧面,如此设置,增大了换热板与壳体74的接触面积,进而在进行焊接或者粘接时,更大的接触面积使得连接强度能够更高,从而提高了换热板与集流体73的连接可靠性。并且,在插接过程中,换热板受到容纳凹部743底面740的抵挡作用而停下,因此容纳凹部743的底面740和侧面可在换热板插接过程中起到定位的作用,便于安装。
在一些实施例中,容纳凹部743的底面740包括环形部744,环形部744位于凹腔742的外周侧。
在本实施例中,环形部744指的是容纳凹部743的底面740围设形成的环形面。
本实施例对环形部744与凹腔742的对应关系不做限制,至少一个凹腔742的外周侧具有环形部744即可。可选的,环形部744与凹腔742一一对应。
在凹腔742的外周侧设置环形部744,可进一步增大底面740与换热板的作用面积,换热板连接或通过其他部件连接于底面740时,底面740与换热板或其他部件作用的面积越大,对换热板的定位效果越好,安装起来越方便。并且,该作用面面积越大,对凹腔742内的换热液体的封堵作用越好,降低漏液的风险。
在一些实施例中,多个凹腔742包括第一凹腔745和第二凹腔746;集流体73包括第一接头76,第一接头76连接于壳体74,集流体73具有连通第一接头76和第一凹腔745的第一通道747。
本实施例中第一接头76可为管状结构体,用于将换热液体导入第一凹腔745或者从第一凹腔745将换热液体导出。
可选的,第一凹腔745和第二凹腔746的排列方向平行于多个换热通道的排列方向。
可选的,第一凹腔745和第二凹腔746均为长条形凹腔。本申请实施例对第一凹腔745和第二凹腔746的长度大小关系不做限制,第一凹腔745的长度可以大于、小于或等于第二凹腔746的长度。示例性的,当串联流道的形状大致为S型时,集流体73的第一凹腔745的长度小于第二凹腔746的长度。
本实施例对第一通道747的形状不做限制,其可以仅为一段通道,也可以由多段通道连通形成。
本申请实施例对第一通道747面向第一凹腔745的开口的形状不做限制,该形状可以为圆形、长方形、椭圆形或其他形状。
通过第一通道747连通第一接头76和第一凹腔745,相比于将第一接头76和第一凹腔745直接相连通的方案来说,该种设置方式无需过多设计第一接头76的形状,只需在壳体74上设置第一通道747将二者连通即可,为第一接头76和第一凹腔745的布置提供了方便。
可选的,第一通道747的开口设置于第一凹腔745的底面740。如此设置,便于布置第一通道747,且无需额外增加壳体74的体积。
可选的,第一通道747在垂直于自身长度方向的截面的面积小于第一接头76在垂直于自身长度方向的截面的面积。
在一些实施例中,壳体74和第一接头76一体设置。
本实施例中,一体设置指的是在生产时,壳体74和分隔部75同时加工形成于一体,无需后续其他的连接工艺将其中一者连接至另一者上。示例性的,二者采用同时材料同时形成。
壳体74和第一接头76采用一体设置的方式制作,可以显著提高二者在连接处的结构强度,进而提高集流体73使用的耐久性。并且,一体设置使得壳体74和第一接头76在连接处具有极高的密封性能,减少了换热液体流出的体积,从而提高了换热效果,降低了电池2的热失控风险。
可选的,壳体74包括本体部731和腔体部732,集流腔741形成于腔体部732,本体部731位于腔体部732背离集流腔741开口的一侧,第一接头76设置于本体部731。进一步可选的,本体部731连接于腔体部732的中部。
在一些实施例中,集流体73还包括第二接头77,第一接头76和第二接头77分别安装于壳体74的两侧,第二接头77与第一接头76连通。
本申请实施例对第二接头77和第一接头76的形状是否相同不做限制,示例性的,第一接头76和第二接头77的形状相同,以便于制作。
第一接头76和第二接头77可以直接相连通,即二者相抵接,也可以通过壳体74中设置于第一接头76和第二接头77之间的通道实现连通。
第二接头77与第一接头76分别设置于本体部731。
第二接头77用于将第一接头76中的换热液体导出至相邻集流体73中,实现换热液体在多个集流体73中的流通,从而对多个电池单体5进行换热。
连接管8用于连通位于换热板同侧的相邻的集流体73,具体而言,连接管8连通于两个相邻集流体73中一个集流体73的第一接头76和另一个集流体73的第二接头77。
图8为本申请再一些实施例提供的集流体的结构示意图。
如图8所示,在一些实施例中,壳体74设有定位部,定位部用于与外部的基准件配合。
本申请实施例对定位部的具体形状不做限制,示例性的,其可以为定位通孔748、定位缺口749或者仿形表面等。其中,仿形表面可以是直角面、弧形面等,能够与外部的基准件配合定位。
本申请实施例对基准件的结构不做限制,其用于与定位部配合,以实现至少一个集流体的定位。示例性的,当定位部为定位通孔748时,基准件包括与定位通孔748相匹配的定位销;当定位部为仿形表面时,基准件包括与仿形表面形状相匹配的定位面,例如,仿形表面为直角面时,定位面也为直角面。
可选的,定位通孔748、定位缺口749均设置于本体部731。
本申请实施例对定位通孔748的形状不做限制,示例性的,定位通孔748的形状可以为圆形、椭圆形、方形或其他形状。本申请实施例对定位缺口749的形状亦不做限制,示例性的,定位缺口749的形状为U型、半圆形或其他形状。
通过在壳体74上设置定位部,定位部与外部的基准件相配合,用于实现集流体的定位甚至固定,从而便于将多个集流体装配于一起。
图9为本申请一些实施例提供的热管理组件的结构示意图,图10为本申请一些实施例提供的热管理组件的换热板的结构示意图;图11为图10中B处的放大图。
如图9-11所示,本申请实施例还提供了一种热管理组件7,包括换热板71和上述任一实施例的集流体73。换热板71形成有多个换热通道711。壳体74连接于换热板71的端部并封闭多个换热通道711,各凹腔742与至少一个换热通道711连通。
本申请实施例的换热板71的多个换热通道711并排设置。可选的,多个换热通道711相互平行。
本申请实施例对壳体74与换热板71的连接方式不做限制,示例性的,壳体74与换热板71可以采用焊接、粘接或其他方式连接。
本申请实施例对多个换热通道711的形状是否相同不做限制,多个换热通道711的形状可以均相同,也可各不相同,也可部分数量的换热通道711形状相同、部分不同。
在本申请实施例中,集流体73可以设置于换热板71的一端,也可设置于换热板71的两端。
图12为本申请一些实施例提供的换热液体在热管理组件中的流通路线示意图。
如图12所示,在一些可选实施例中,集流体73设置于换热板71的两端,凹腔包括改向腔,改向腔所连通的两组换热通道711中换热液体的流向相反。结合上述实施例,第二凹腔746为改向腔。改向腔沿两个集流体73的排列方向在另一个集流体73上的投影覆盖另一个集流体73的其中一个分隔部75。其中,每组换热通道711至少包括一个换热通道711,每组换热通道711中各换热通道711的流向相同。每组换热通道711所包含的换热通道711的数量可以相同,也可不同。
如此设置,多个换热通道711与多个凹腔742可较易形成串联流道,无需额外通过设计每个换热通道711的延伸方向去形成串联流道。
可选的,集流体73内凹腔742的数量为二。
在一些实施例中,换热板71包括板本体712以及设置于板本体712中的多个隔挡部713,多个隔挡部713用于将板本体712分隔成多个换热通道711。
本申请实施例对隔挡部713的形状不做限制,其可以为板状、块状或其他形状。本实施例对隔挡部713与板本体712的连接方式亦不做限制,二者可以采用一体成型或焊接等方式连接。
可选的,板本体712内设有型腔,型腔贯通板本体712的两端,隔挡部713设置于型腔。
本申请实施例对隔挡部713相对于板本体712是否倾斜不做限制,即隔挡部713可倾斜设置于板本体712,也可垂直于板本体712。当隔挡部713倾斜设置于板本体712时,各个隔挡部713的倾斜角度可以相同,也可各不相同,也可部分数量的隔挡部713倾斜角度相同、部分数量的不同。
多个隔挡部713将板本体712分隔成多个换热通道711,使得多个换热通道711彼此独立,降低了换热液体在相邻的换热通道711中串流的风险,从而提高换热效果,降低电池2发生热失控的风险。
可选的,板本体712包括第一侧板714和第二侧板715,第一侧板714和第二侧板715相对设置且平行,隔挡部713的两端分别对应连接于第一侧板714和第二侧板715且相对于第一侧板714和第二侧板715倾斜设置。
图13为本申请一些实施例提供的热管理组件的分解结构示意图;图14为本申请一些实施例提供的热管理组件的挡板的结构示意图。
如图13和14所示,在一些实施例中,热管理组件7还包括挡板72,挡板72位于换热板71和集流体73之间,挡板72用于将部分的换热通道711与集流腔741隔开。
本申请实施例对挡板72与换热板71、集流体73的连接方式不做限制,示例性的,挡板72与换热板71、集流体73可采用焊接、粘接或其他方式连接。
挡板72用于将部分的换热通道711与集流腔741隔开,即集流腔741并不与其正对的所有换热通道711连通,仅与部分的换热通道711连通,对于换热板71来说,其中的部分换热通道711并不流通换热液体,如此一来,则可在满足换热要求的前提下,减少换热液体的体积,进而减轻电池的重量。
在本实施例中,对于一个集流体73,挡板72可对每个凹腔742均形成遮挡,使每个凹腔742与其正对的换热通道711的部分连通,当然,挡板72也可仅对一个集流体73中部分数量的凹腔742形成遮挡。
在一些实施例中,挡板72与集流体73一体形成;和/或,挡板72与换热板71一体形成。
本申请实施例中一体形成指的是在生产时,二者同时形成于一体,无需后续其他的连接工艺将其中一者连接至另一者上。示例性的,二者采用同时材料同时形成。
将挡板72与集流体73和换热板71中的至少一者一体形成,可简化后续的加工工艺,而且一体形成的两者具有较好的密封性能。例如,将挡板72与集流体73一体形成后,后续则只需与换热板71连接,不仅省略了与集流体73的连接步骤,而且还具有较好的密封性能,降低漏液的可能性。
在一些实施例中,集流腔741包括容纳凹部743,容纳凹部743从壳体74的面向换热板71的一端凹陷,多个凹腔742从容纳凹部743的底面740向背离容纳凹部743的一侧凹陷;挡板72连接于容纳凹部743的底面740。
将挡板72连接于容纳凹部743的底面740,可增大挡板72与集流体73的接触面积,容纳凹部743对挡板72起到定位作用,便于安装,并且,壳体74可对挡板72起到保护作用。
可选的,换热板71的端部插接于容纳凹部743中,换热板71的端部与容纳凹部743的侧面连接。
换热板71与容纳凹部743插接,可增大换热板71与容纳凹部743的接触面积,在采用焊接或粘结的连接方式时,接触面积的增大可增强连接的结构强度。并且换热板71端部的外表面连接于容纳凹部743的侧面,则可降低换热液体从换热板71与容纳凹部743的侧面之间溢出的风险,对换热液体形成密封作用。
在一些实施例中,挡板72具有多个避让孔721,凹腔742通过对应的避让孔721与换热通道711连通。
本实施例中,本申请实施例对避让孔721的形状不做限制,示例性的,避让孔721的形状与换热通道711开口的形状相匹配。
本实施例对每个凹腔742对应的避让孔721的数量不做限制。示例性的,改向腔至少连通两个避让孔721,其中一个避让孔721用于将换热液体导入至改向腔,另一个用于将换热液体从改向腔中导出。串联流道入口对应的凹腔742至少连通一个避让孔721,串联通道出口对应的凹腔742至少连通一个避让孔721。
可选的,串联流道各段的换热通道711数量相同。
设置避让孔721连通凹腔742和换热通道711,相比于设置多个封堵板进行封堵的方式来说,避让孔721的存在可使一个挡板72替代多个封堵板,便于安装。
在一些实施例中,挡板72的数量为二,两个挡板72对应设置于换热通道711的两端,两个挡板72的避让孔721在两个挡板72的排列方向一一对应。
在本实施例中,位于换热通道711的两端的挡板72的避让孔721的设置方式一致,即数量和设置位置均一致,以实现一一相对。
在本实施例中,换热板71中的多个换热通道711串联连接,多个换热通道711各自通过两端对应的避让孔721与两侧的凹腔742连通。
设置两个挡板72对换热通道711的两端进行封堵,相比于一端封堵、一端不堵的方式来说,可使得换热液体始终处于流通状态,改善因一端封堵、一端不堵导致的换热液体在一端被封堵的换热通道711中的滞留问题,进而提高换热效果,降低电池2发生热失控的风险。
在一些实施例中,挡板72包括相对的第一表面723和第二表面724,第一表面723面向换热板71,挡板72包括凸出于第一表面723的凸部725,凸部725与换热通道711的侧壁插接配合。
本申请实施例中凸部725的形状和尺寸与对应的换热通道711的形状和尺寸相匹配,以插接配合地更为紧密。
设置与换热通道711侧壁插接的凸部725,使凸部725与换热板71贴合的更为紧密,方便二者的连接,也方便二者后续与集流体73的连接。同时,凸部725也在挡板72装配于换热板71时形成定位作用。
在一些实施例中,挡板72包括凹部726,凹部726相对于第二表面724凹陷,凹部726与凸部725相对设置。
本申请实施例中凹部726指的是相对于第二表面724凹陷的空间。
设置凹部726,可减轻挡板72的重量,提高电池的能量密度。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种电池2,包括电池单体5和以上任一实施例的热管理组件7,热管理组件7用于调节电池单体5的温度。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种用电装置,包括以上任一实施例的电池2,电池2用于提供电能。
请参照图4-图8,本申请实施例提供了一种集流体73,用于电池的热管理组件7中,集流体73包括壳体74和分隔部75。壳体74具有集流腔741,集流腔741用于与热管理组件的多个换热通道相连。分隔部75设于集流腔741中,集流腔741包括多个凹腔742,分隔部75将多个凹腔742隔开,各凹腔742用于与至少一个换热通道连通。壳体74和分隔部75为一体形成结构。集流腔741包括容纳凹部743,容纳凹部743从壳体74的面向换热通道的一端凹陷;多个凹腔742从容纳凹部743的底面740凹陷。容纳凹部743的底面740包括多个环形部744,环形部744位于凹腔742的外周侧。
多个凹腔742包括第一凹腔745和第二凹腔746;集流体73包括第一接头76,第一接头76连接于壳体74,集流体73具有连通第一接头76和第一凹腔745的第一通道747。集流体73还包括第二接头77,第一接头76和第二接头77分别安装于壳体74的两侧,第二接头77与第一接头76连通。
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 (19)
1.一种集流体,用于电池的热管理组件,其特征在于,包括:
壳体,具有集流腔,所述集流腔用于与所述热管理组件的多个换热通道相连,所述壳体包括本体部和腔体部,所述集流腔形成于所述腔体部;
分隔部,设于所述集流腔中,所述集流腔包括多个凹腔,多个所述凹腔相互独立,所述分隔部将多个所述凹腔隔开,各所述凹腔用于与至少一个所述换热通道连通;
所述集流腔包括容纳凹部,所述容纳凹部从所述壳体的面向所述换热通道的一端凹陷;
多个所述凹腔从所述容纳凹部的底面向背离所述容纳凹部的一侧凹陷;
所述容纳凹部的底面包括环形部,所述环形部位于所述凹腔的外周侧。
2.根据权利要求1所述的集流体,其特征在于,所述壳体和所述分隔部为一体形成结构。
3.根据权利要求1所述的集流体,其特征在于,多个所述凹腔包括第一凹腔和第二凹腔;
所述集流体包括第一接头,所述第一接头连接于所述壳体,所述集流体具有连通所述第一接头和所述第一凹腔的第一通道。
4.根据权利要求3所述的集流体,其特征在于,所述壳体和所述第一接头一体设置。
5.根据权利要求3或4所述的集流体,其特征在于,还包括第二接头,所述第一接头和所述第二接头分别安装于壳体的两侧,所述第二接头与所述第一接头连通。
6.根据权利要求1-4任一项所述的集流体,其特征在于,所述壳体设有定位部,所述定位部用于与外部的基准件配合。
7.一种热管理组件,其特征在于,包括:
换热板,形成有多个换热通道;
如权利要求1-6任一项的所述集流体,所述壳体连接于所述换热板的端部并封闭所述多个换热通道,各所述凹腔与至少一个所述换热通道连通。
8.根据权利要求7所述的热管理组件,其特征在于,所述换热板包括板本体以及设置于所述板本体中的多个隔挡部,多个所述隔挡部用于将所述板本体分隔成多个所述换热通道。
9.根据权利要求7所述的热管理组件,其特征在于,还包括挡板,所述挡板位于所述换热板和所述集流体之间,所述挡板用于将部分的所述换热通道与所述集流腔隔开。
10.根据权利要求9所述的热管理组件,其特征在于,所述挡板与所述集流体一体形成;和/或,所述挡板与所述换热板一体形成。
11.根据权利要求9所述的热管理组件,其特征在于,所述集流腔包括容纳凹部,所述容纳凹部从所述壳体的面向所述换热板的一端凹陷,多个所述凹腔从所述容纳凹部的底面向背离所述容纳凹部的一侧凹陷;
所述挡板连接于所述容纳凹部的底面。
12.根据权利要求9所述的热管理组件,其特征在于,所述挡板具有多个避让孔,所述凹腔通过对应的所述避让孔与所述换热通道连通。
13.根据权利要求12所述的热管理组件,其特征在于,所述挡板的数量为二,两个所述挡板对应设置于所述换热通道的两端,两个所述挡板的所述避让孔在两个所述挡板的排列方向一一对应。
14.根据权利要求9-13任一项所述的热管理组件,其特征在于,所述挡板包括相对的第一表面和第二表面,所述第一表面面向所述换热板,所述挡板包括凸出于所述第一表面的凸部,所述凸部与所述换热通道的侧壁插接配合。
15.根据权利要求14所述的热管理组件,其特征在于,所述挡板包括凹部,所述凹部相对于所述第二表面凹陷,所述凹部与所述凸部相对设置。
16.一种电池,其特征在于,包括:
电池单体;
如权利要求7-15任一项所述的热管理组件,所述热管理组件用于调节所述电池单体的温度。
17.根据权利要求16所述的电池,其特征在于,所述热管理组件的数量有多个,多个所述热管理组件依次布置,相邻的所述热管理组件之间设有所述电池单体。
18.根据权利要求16所述的电池,其特征在于,还包括连接管,所述连接管用于连通相邻的所述热管理组件。
19.一种用电装置,其特征在于,包括如权利要求16-18任一项所述的电池,所述电池用于提供电能。
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