CN117423945A - 一种电池架、电池架的制造方法及电池包 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池架、电池架的制造方法及电池包,该电池架包括壳体、封板组件、进液组件和出液组件,壳体的两端敞开设置,且用于容纳单体电池,壳体为多个,多个壳体沿第一方向及第二方向间隔设置以组成架体模组;沿第一方向相邻的两个壳体通过拼接结构拼接,且限定出第一冷却流道;沿第二方向相邻的两个壳体通过分隔结构分隔,且限定出第二冷却流道,多个第一冷却流道和多个第二冷却流道连通设置以组成冷却腔,封板组件用于密封冷却腔,进液组件安装于封板组件,且与冷却流道连通,出液组件安装于封板组件,且与冷却流道流通。该电池架的结构较为简单,且对单体电池的冷却效果较好,避免了电池包整体温度的均衡性较差的现象发生。
Description
技术领域
本发明涉及电池制造技术领域,尤其涉及一种电池架、电池架的制造方法及电池包。
背景技术
近年来,随着储能市场的发展,高能量密度的电化学储能电池需求高涨,高能量密度运行对单体电芯要求更高,运行过程发热严重,为解决散热问题,储能系统电池的散热大多已从风冷改为液冷。现有市场主流的做法有:(1)将多个电芯集成为电池模组,在电池模组中安装液冷板,有些只在模组的底部安装液冷板,主要对电池的底面进行冷却散热。还有的在模组底部和侧面分别安装液冷板,底液冷板水平设置在电池模组底部,与每个电池的底面密切接触;侧液冷板竖直设置在电池模组中间,与每个电池的一个大面接触,实现电池散热,然后将模组安装在电池架上;(2)将液冷板直接安装在电池架上,相邻两块液冷板形成冷却空间,冷却空间内放置电池箱,实现对电池箱内电芯的底面散热。
以上两种技术对电池的散热效果均有限,容易造成电池包整体温度的均衡性较差的现象,并且由于电池架和液冷板的分体结构导致整个电池包的结构较为复杂,制造成本较高。
发明内容
本发明的第一个目的在于提出一种电池架,该电池架的结构较为简单,且对单体电池的冷却效果较好,避免了电池包整体温度的均衡性较差的现象发生,有利于降低电池包的故障率。
本发明的第二个目的在于提出一种电池架的制造方法,该电池架的制造方法能够制造一种结构简单且对电池冷却效果较好的电池架。
本发明的第三个目的在于提出一种电池包,该电池包的结构较为简单,且对多个单体电池的冷却效果较好,避免了电池包整体温度的均衡性较差的现象发生,具有较高的可靠性和安全性。
为实现上述技术效果,本发明的技术方案如下:
本发明公开了一种电池架,包括:壳体,所述壳体的两端敞开设置,且用于容纳单体电池,所述壳体为多个,多个所述壳体沿第一方向及第二方向间隔设置以组成架体模组;沿所述第一方向相邻的两个所述壳体通过拼接结构拼接,且限定出第一冷却流道;沿所述第二方向相邻的两个所述壳体通过分隔结构分隔,且限定出第二冷却流道,多个所述第一冷却流道和多个所述第二冷却流道连通设置以组成冷却腔;封板组件,所述封板组件连接于所述架体模组的沿所述第一方向及所述第二方向的两端,且用于密封所述冷却腔;进液组件,所述进液组件安装于所述封板组件,且与所述冷却流道连通;出液组件,所述出液组件安装于所述封板组件,且与所述冷却流道流通。
在一些实施例中,所述拼接结构为多个,多个所述拼接结构沿所述壳体的长度方向间隔设置,每个所述拼接结构包括沿所述壳体的长度方向延伸设置的拼接子扣和拼接母扣,沿所述第一方向相邻的两个所述壳体中,一个所述壳体上设有拼接子扣,另一个所述壳体上设有拼接母扣。
在一些具体的实施例中,每个所述分隔结构包括多个沿所述壳体的长度方向间隔设置的竖向垫条,每个所述竖向垫条均沿所述第一方向延伸设置;所述电池架还包括多个沿所述壳体的长度方向间隔设置的横向垫条,多个所述横向垫条设在所述壳体的下方,每个所述横向垫条沿所述第二方向延伸设置且设在相邻的两个拼接结构之间;其中:每个所述横向垫条与多个沿所述第二方向间隔设置的竖向垫条相连,多个所述横向垫条及多个所述竖向垫条将所述冷却腔划分为多个沿壳体的长度方向间隔设置的冷却子腔。
在一些更具体的实施例中,所述横向垫条和所述竖向垫条中的一个上设有插接凹槽,所述横向垫条与所述竖向垫条中的另一个上设有插接凸起。
在一些更具体的实施例中,所述封板组件包括:多个端板,多个所述端板分别设在所述架体模组沿所述第二方向的两端,且多个所述端板与所述架体模组通过所述分隔结构相连;多个封堵板,多个所述封堵板分别对应多个所述冷却子腔设置,多个所述封堵板设在所述架体模组沿所述第一方向的两端,且用于封堵所述冷却子腔,每个所述封堵板上均设有液体流通口;多个绑带,每个所述绑带均用于绑紧两个所述端板及所述架体模组。
在一些可选的实施例中,所述进液组件包括进液管,所述进液管沿所述第二方向延伸设置;所述出液组件包括出液管,所述出液管沿所述第二方向延伸设置;沿所述壳体的长度方向,位于两侧的所述封堵板的所述液体流通口通过流通管与所述进液管及所述出液管相连;沿所述壳体的长度方向,位于中间的多个封堵板,两个所述封堵板为一组,且成组的两个所述封堵板的所述液体流通口通过所述流通管相连。
在一些实施例中,所述电池架还包括第一密封板、第二密封板、第三密封板以及第一框架,所述第一密封板安装于所述架体模组沿其长度方向的两侧,且所述第一密封板上设有与所述壳体敞开端对应设置的第一避让孔,所述第二密封板安装于所述架体模组沿所述第一方向的两端且位于所述封板组件的外侧,所述第三密封板安装于所述架体模组沿所述第二方向的两侧且位于所述封板组件的外侧,所述第一框架安装于所述第二密封板及所述第三密封板。
在一些实施例中,所述分隔结构包括沿所述壳体的长度方向延伸设置的分隔子扣和分隔母扣,所述分隔子扣和所述分隔母扣能够拼接,沿所述第二方向相邻的两个所述壳体中,一个所述壳体上设有分隔子扣,另一个所述壳体上设有分隔母扣。
在一些具体的实施例中,每个所述壳体的侧壁上均设有两个所述分隔母扣或者两个分隔子扣;其中:
两个所述分隔母扣中,其中一个所述分隔母扣与所述壳体沿其长度方向的第一端对齐设置,且与所述壳体沿其长度方向的第二端间隔设置,另一个所述分隔母扣与所述壳体沿其长度方向的第一端间隔设置,且与所述壳体沿其长度方向的第二端对齐设置;
两个所述分隔子扣中,其中一个所述分隔子扣与所述壳体沿其长度方向的第一端对齐设置,且与所述壳体沿其长度方向的第二端间隔设置,另一个所述分隔子扣与所述壳体沿其长度方向的第一端间隔设置,且与所述壳体沿其长度方向的第二端对齐设置。
在一些更具体的实施例中,所述封板组件包括:第一侧板,所述第一侧板安装于所述架体模组沿所述第一方向的两侧,且每个所述第一侧板通过所述拼接结构与所述架体模组相连;第二侧板,所述第二侧板安装于所述架体模组沿所述第二方向的两侧,且每个所述第二侧板通过所述分隔结构与所述架体模组相连;其中:位于所述架体模组沿第一方向的一侧的所述第一侧板上设有多个与所述进液组件相连的进液口,位于所述架体模组沿第一方向的另一侧的所述第一侧板上设有多个与所述进液组件相连的出液口。
在一些实施例中,所述电池架还包括第四密封板和第二框架,所述第四密封板安装于所述架体模组沿其长度方向的两侧,且所述第四密封板上设有与所述壳体敞开端对应设置的第二避让孔,所述第二框架连接安装于所述封板组件。
本发明还公开了一种电池架的制造方法,所述电池架的制造方法用于制造前文所述的电池架;
将多个壳体通过分隔结构及拼接结构沿第一方向及第二方向依次拼接,且使用封板组件将形成在多个壳体之间的冷却通道密封;
将进液组件及出液组件连接在封板组件上;
使用固定组件将所述架体模组、所述封板组件、所述进液组件及所述出液组件固定连接。
本发明还公开了一种电池包,包括前文所述的电池架及多个单体电池,每个所述单体电池对应一个所述壳体设置。
本发明的电池架的有益效果:由于沿第一方向相邻的两个壳体通过拼接结构拼接,且限定出第一冷却流道,沿第二方向相邻的两个壳体通过分隔结构分隔,且限定出第二冷却流道,多个第一冷却流道和多个第二冷却流道连通设置以组成冷却腔,一方面实现了冷却腔环绕壳体的四个表面设置,提升对电池的冷却效果,避免了电池包整体温度的均衡性较差的现象发生,有利于降低电池包的故障率,另一方面通过壳体与壳体之间的缝隙构成冷却腔,无需设计单独的冷却板,简化了电池架的结构,方便了电池架的制造,有利于降低电池架的制造成本。
本发明的电池架的制造方法的有益效果:在制造过程中,由于沿第一方向相邻的两个壳体通过拼接结构拼接,且限定出第一冷却流道,沿第二方向相邻的两个壳体通过分隔结构分隔,且限定出第二冷却流道,多个第一冷却流道和多个第二冷却流道连通设置以组成冷却腔,实现了通过拼装形成环绕壳体的冷却腔,无需单独制作和安装水冷板,使得制造出的电池架的结构简单,制造成本较低,并且制造出的电池架对单体电池的冷却更加充分和均匀,避免了多个单体电池组成的电池包整体温度的均衡性较差的现象发生,有利于降低电池包的故障率。
本发明的电池包的有益效果:由于具有前文所述的电池架,该电池包的结构较为简单,且对多个单体电池的冷却效果较好,避免了电池包整体温度的均衡性较差的现象发生,具有较高的可靠性和安全性,由于电池架可直接存放单体电池,方便电池包的更换维护。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为本发明第一种电池架的局部结构示意图;
图2为图1所示结构的分解示意图;
图3为本发明第一种电池架的局部结构
图4为本发明第一种电池架的另一个局部结构示意图
图5为本发明第一种的电池架的结构示意图;
图6为本发明第一种电池架内部冷却液的流通方向示意图;
图7为本发明第二种电池架的壳体的结构示意图;
图8为本发明第二种电池架内部冷却液的流通方向示意图;
图9是本发明第二种电池架的结构示意图。
附图标记:
1、壳体;101、第一冷却流道;102、第二冷却流道;2、拼接子扣;3、拼接母扣;4、竖向垫条;401、插接凸起;402、固定凹槽;5、横向垫条;501、插接凹槽;6、端板;601、固定凸起;7、封堵板;701、液体流通口;702、封堵凸起;8、绑带;9、第一密封板;901、第一避让孔;10、第二密封板;11、第三密封板;12、第一框架;13、分隔子扣;14、分隔母扣;15、第一侧板;1501、第一拼接部;16、第二侧板;1601、第二拼接部;1602、进液口;1603、出液口;17、第四密封板;1701、第二避让孔;18、第二框架;1801、吊耳;19、进液组件;20、出液组件;21、流通管;22、吊钩。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚,下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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,仅是为了便于描述本发明和简化描述,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发明的限制。
此外,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征,用于区别描述特征,无顺序之分,无轻重之分。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中,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”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人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面参考图1-图6描述本发明第一种电池架的具体结构及其制造方法。
如图1-图3所示,电池架包括壳体1、封板组件、进液组件19和出液组件20,壳体1的两端敞开设置,且用于容纳单体电池,壳体1为多个,多个壳体1沿第一方向及第二方向间隔设置以组成架体模组;沿第一方向相邻的两个壳体1通过拼接结构拼接,且限定出第一冷却流道101;沿第二方向相邻的两个壳体1通过分隔结构分隔,且限定出第二冷却流道102,多个第一冷却流道101和多个第二冷却流道102连通设置以组成冷却腔,封板组件连接于架体模组的沿第一方向及第二方向的两端,且用于密封冷却腔,进液组件19安装于封板组件,且与冷却流道连通,出液组件20安装于封板组件,且与冷却流道流通。需要说明的是,第一方向为壳体1的高度方向,第二方向为壳体1的宽度方向。
可以理解的是,本实施例的电池架,沿第一方向相邻的两个壳体1通过拼接结构拼接,且限定出第一冷却流道101,沿第二方向相邻的两个壳体1通过分隔结构分隔,且限定出第二冷却流道102,多个第一冷却流道101和多个第二冷却流道102连通设置以组成冷却腔,一方面实现了冷却腔环绕壳体1的四个表面设置,提升对电池的冷却效果,避免了电池包整体温度的均衡性较差的现象发生,有利于降低电池包的故障率,另一方面通过壳体1与壳体1之间的缝隙构成冷却腔,无需设计单独的冷却板,简化了电池架的结构,方便了电池架的制造,有利于降低电池架的制造成本。
在一些实施例中,如图2所示,拼接结构包括沿壳体1的长度方向延伸设置的拼接子扣2和拼接母扣3,沿第一方向相邻的两个壳体1中,一个壳体1上设有拼接子扣2,另一个壳体1上设有拼接母扣3。可以理解的是,通过拼接子扣2和拼接母扣3的拼接,一方面能够确保沿第一方向相邻的两个壳体1的稳定连接,从而提升整个电池架的连接可靠性,另一方面拼接子扣2和拼接母扣3均凸出壳体1设置,能够确保沿第一方向相邻的两个壳体1之间形成第一冷却流道101,有利于保证对电池的冷却效果。
可选的,拼接结构为多个,多个拼接结构沿壳体1的长度方向间隔设置。由此,通过多个拼接结构能够提升沿第一方向相邻的两个壳体1的连接稳定性。
需要补充说明的是,在有的实施例中,壳体1具有两个类型,第一个类型的壳体1沿第一方向的相对设置的两个侧壁上均设有拼接子扣2,第二个类型的壳体1沿第一方向的相对设置的两个侧壁上均设有拼接母扣3,在实际组装过程中,第一个类型的壳体1和第二个类型的壳体1交错拼接;在有的实施例中,壳体1仅有一个类型,壳体1沿第一方向的相对设置的两个侧壁分别设置拼接子扣2和拼接母扣3,壳体1的具体类型可以根据实际需要选择。
在一些具体的实施例中,如图2所示,每个分隔结构包括多个沿壳体1的长度方向间隔设置的竖向垫条4,每个竖向垫条4均沿第一方向延伸设置,电池架还包括多个沿壳体1的长度方向间隔设置的横向垫条5,多个横向垫条5设在壳体1的下方,每个横向垫条5沿第二方向延伸设置且设在相邻的两个拼接结构之间;其中:每个横向垫条5与多个沿第二方向间隔设置的竖向垫条4相连。可以理解的是,每个竖向垫条4均沿第一方向延伸设置,且多个竖向垫条4沿壳体1的长度方向间隔设置,每个横向垫条5沿第二方向延伸设置,且每个横向垫条5卡接在相邻的两个拼接结构之间,这样将每个第一冷却流道101划分为第一子通道,且将每个第二冷却流道102划分为多个第二子通道,从而将冷却腔划分成多个沿壳体1的长度方向间隔排布的冷却子腔,将相邻的两个冷却子腔的顶端和底端连接起来,使得冷却液在实际流通过程中就能够在冷却腔内呈现S型流动,延长了冷却液在冷却腔内的流通路径,有利于提升冷却效果。
在一些更具体的实施例中,如图2所示,横向垫条5和竖向垫条4中的一个上设有插接凹槽501,横向垫条5与竖向垫条4中的另一个上设有插接凸起401。可以理解的是,横向垫条5和竖向垫条4通过插接凹槽501和插接凸起401配合,能够保证横向垫条5和竖向垫条4的连接稳定性,从而间接地确保沿第一方向以及第二方向相邻的两个壳体1能够具有间隙,以形成第一冷却流道101和第二冷却流道102。
在一些更具体的实施例中,如图2及图4所示,封板组件包括多个端板6、多个封堵板7以及多个绑带8,多个端板6分别设在架体模组沿第二方向的两端,且多个端板6与架体模组通过分隔结构相连;多个封堵板7分别对应多个冷却子腔设置,多个封堵板7设在架体模组沿第一方向的两端,且用于封堵冷却子腔,每个封堵板7上均设有液体流通口701,每个绑带8均用于绑紧两个端板6及架体模组。可以理解的是,在实际组装过程中,可以先将多个壳体1沿第二方向通过多个分隔结构拼接形成架体模组,将两个端板6设置在架体模组两端,然后通过多个绑带8绑紧。组装多个架体模组后,将多个架体模组沿第一方向通过拼接结构拼接,这样能够方便组装,且确保电池架的稳定性。多个封堵板7分别对应多个冷却子腔设置,多个封堵板7设在架体模组沿第一方向的两端,且用于封堵冷却子腔,每个封堵板7上均设有液体流通口701。这样能够确保冷却子腔被稳定地封堵,避免了在实际工作过程中出现冷却液泄露的现象发生。
可选的,封堵板7的下端形成有封堵凸起702。可以理解的是,封堵凸起702能够确保冷却子腔被稳定地封堵,避免了在实际工作过程中出现冷却液泄露的现象发生。
可选的,液体流通口701为阶梯孔,由此,能够提升流通管21与液体流通口701的连接密封性和连接稳定性,避免了在实际工作过程中出现冷却液泄露的现象发生。
进一步地,进液组件19包括进液管,进液管沿第二方向延伸设置;出液组件20包括出液管,出液管沿第二方向延伸设置;沿壳体1的长度方向,位于两侧的封堵板7的液体流通口701通过流通管21与进液管及出液管相连;沿壳体1的长度方向,位于中间的多个封堵板7,两个封堵板7为一组,且成组的两个封堵板7的液体流通口701通过流通管21相连。可以理解的是,在实际工作过程中,能够使得冷却液在实际流通过程中就能够在冷却腔内呈现S型流动,延长了冷却液在冷却腔内的流通路径,有利于提升冷却效果。
在一些实施例中,如图5所示,电池架还包括第一密封板9、第二密封板10、第三密封板11以及第一框架12,第一密封板9安装于架体模组沿其长度方向的两侧,且第一密封板9上设有与壳体1敞开端对应设置的第一避让孔901,第二密封板10安装于架体模组沿第一方向的两端且位于封板组件的外侧,第三密封板11安装于架体模组沿第二方向的两侧且位于封板组件的外侧,第一框架12安装于第二密封板10及第三密封板11。可以理解的是,通过第一密封板9、第二密封板10以及第三密封板11对电池架进行封装,将端板6和壳体1的敞开端封装在内部,能够提升电池架的密封性,最大限度地避免了在实际工作过程中出现冷却液泄露的现象发生。增设的第一框架12能够起到支撑作用,增加电池架的强度和整体性,方便电池架的移动和搬运。
可选的,在第一框架12上还可以设置吊钩22,用于电池架的搬运。
本实施例的电池架的制造方法如下:
S100:将多个壳体1通过分隔结构及拼接结构沿第一方向及第二方向依次拼接,且使用封板组件将形成在多个所述壳体1之间的冷却通道密封;具体步骤如下:
S110:使用铝合金材质通过一体挤压成型制造带有拼接子扣2和拼接母扣3的半成品,根据具体使用尺寸分切为多段,在每段半成品的拼接子扣2和拼接母扣3加工出间隔槽,使得拼接子扣2及拼接母扣3均分成多段,完成壳体1的制造;
S120:采用铝合金材质通过一体挤出成型制造垫条,根据使用长度切分为多段,形成竖向垫条4,竖向垫条4的一端加工掉两侧的腰宽形成插接凸起401,竖向垫条4在挤压成型的过程中形成沿固定凹槽402;采用铝合金材质通过一体挤出成型制造垫条,根据使用长度切分为多段,形成横向垫条5,竖向垫条4在挤压成型的过程中形成沿插接凹槽501;
S130:将横向垫条5置于组装线上,数量与壳体1的拼接子扣2和拼接母扣3加工的间隔槽数量相对应,然后依次将壳体1、竖向垫条4、壳体1……竖向垫条4、架体模组装到横向垫条5上,壳体1上加工出的间隔槽与横向垫条5卡接,竖向垫条4的插接凸起401与横向垫条5的插接凹槽501配合,然后在壳体1的两侧组装端板6,端板6与壳体1之间也用竖向垫条4隔开(端板6上设有与固定凹槽402配合的固定凸起601),最后用钢扎带捆绑到一起,形成一个架体单元;
S140:根据实际要求重复S110-S130制造多个架体单元;
S150:使用多个封堵板7将一个架体单元的冷却腔的顶端封堵,并且采用多个流通管21将多个封堵板7的液体流通口701连通,使用多个封堵板7将一个架体单元的冷却腔的底端封堵,并且采用多个流通管21将多个封堵板7的液体流通口701连通;
S160:通过拼接子扣2和拼接母扣3将多个架体单元拼接为架体模组,其中顶端连接有封堵板7的架体单元设在最上方,多个没有连接封堵板7的架体单元依次设置在中间,底端连接有封堵板7的架体单元设在最下方,在组装过程中在结合面涂抹密封胶,相邻的架体单元的端板6之间采用焊接的方式连接在一起。
S200:将进液组件19及出液组件20连接在封板组件上;具体步骤如下:
在架体模组的顶端安装进液管,进液管横向安装在架体模组的前端,进液管与架体模组最前排封堵板7的液体流通口701之间使用流通管21连接,出液管横向安装在架体模组的后端,出液管与架体模组最后排封堵板7的液体流通口701之间使用流通管21连接;位于中间的多个封堵板7,两个封堵板7为一组,且成组的两个封堵板7的液体流通口701通过流通管21相连。如图6所示,在实际工作过程中,外部冷源的冷却液从进液管流经连通进入架体模组最前排的冷却子腔,然后通过架体模组底侧流通管21流入架体模组的第二排冷却子腔,然后流经架体模组顶侧的流通管21流入架体模组的第三排冷却子腔,依次呈蛇形流动,最后从架体模组顶侧的出液管流出,流回外部冷源。
S300:使用固定组件(第一密封板9、第二密封板10、第三密封板11及第一框架12)将架体模组、封板组件、进液组件19及出液组件20固定连接;具体步骤如下:
S310:根据电池架外围尺寸裁切密封铝板(第一密封板9、第二密封板10以及第三密封板11),其中:位于架体模组沿其长度方向的两侧的第一密封板9对应壳体1敞开端的位置提前裁切好第一避让口,位于架体模组件第二方向一端的一个第三密封板11上裁切好与进液管以及出液管对应设置的进液避让口以及出液避让口,然后将两个第一密封板9、两个第二密封板10以及两个第三密封板11依次焊接在由架体模组、封板组件、进液组件19及出液组件20构成的中间成品的六个面上,对其进行二次密封;
S320:在第二密封板10和第三密封板11上焊接多个第一框架12,第一框架12可为铝合金方管,也可为槽钢,用于增强电池架的强度和整体性,方便电池架的移动搬运,位于顶部的第一框架12还可以焊接吊钩22,用于电池架吊运。
下面参考图7-图9描述本发明第二种电池架及其制造方法。
如图7-图9所示,电池架包括壳体1、封板组件、进液组件19和出液组件20,壳体1的两端敞开设置,且用于容纳单体电池,壳体1为多个,多个壳体1沿第一方向及第二方向间隔设置以组成架体模组;沿第一方向相邻的两个壳体1通过拼接结构拼接,且限定出第一冷却流道101;沿第二方向相邻的两个壳体1通过分隔结构分隔,且限定出第二冷却流道102,多个第一冷却流道101和多个第二冷却流道102连通设置以组成冷却腔,封板组件连接于架体模组的沿第一方向及第二方向的两端,且用于密封冷却腔,进液组件19安装于封板组件,且与冷却流道连通,出液组件20安装于封板组件,且与冷却流道流通。第二种电池架的拼接结构与第一种电池架的拼接结构相同,在此不做赘述,下文仅描述第二种电池架与第一种电池架结构不同之处。
在一些实施例中,如图7所示,分隔结构包括沿壳体1的长度方向延伸设置的分隔子扣13和分隔母扣14,分隔子扣13和分隔母扣14能够拼接,沿第二方向相邻的两个壳体1中,一个壳体1上设有分隔子扣13,另一个壳体1上设有分隔母扣14。可以理解的是,通过分隔子扣13和分隔母扣14的分隔,一方面能够确保沿第二方向相邻的两个壳体1的稳定连接,从而提升整个电池架的连接可靠性,另一方面分隔子扣13和分隔母扣14均凸出壳体1设置,能够确保沿第二方向相邻的两个壳体1之间形成第二冷却流道102,有利于保证对电池的冷却效果。
需要补充说明的是,在有的实施例中,壳体1具有两个类型,第一个类型的壳体1沿第二方向的相对设置的两个侧壁上均设有分隔子扣13,第二个类型的壳体1沿第二方向的相对设置的两个侧壁上均设有分隔母扣14,在实际组装过程中,第一个类型的壳体1和第二个类型的壳体1交错分隔;在有的实施例中,壳体1仅有一个类型,壳体1沿第二方向的相对设置的两个侧壁分别设置分隔子扣13和分隔母扣14,壳体1的具体类型可以根据实际需要选择。
在一些具体的实施例中,每个壳体1的侧壁上均设有两个分隔母扣14或者两个分隔子扣13。两个分隔母扣14中,其中一个分隔母扣14与壳体1沿其长度方向的第一端对齐设置,且与壳体1沿其长度方向的第二端间隔设置,另一个分隔母扣14与壳体1沿其长度方向的第一端间隔设置,且与壳体1沿其长度方向的第二端对齐设置;两个分隔子扣13中,其中一个分隔子扣13与壳体1沿其长度方向的第一端对齐设置,且与壳体1沿其长度方向的第二端间隔设置,另一个分隔子扣13与壳体1沿其长度方向的第一端间隔设置,且与壳体1沿其长度方向的第二端对齐设置。可以理解的是,在实际工作过程中,两个分隔母扣14或者两个分隔子扣13能够将一个第二冷却流道102分隔为S型的流道,延长了冷却液在第二冷却流道102内的流通路径,有利于提升冷却效果。
在一些更具体的实施例中,如图8所示,封板组件包括第一侧板15和第二侧板16,第一侧板15安装于架体模组沿第一方向的两侧,且每个第一侧板15通过拼接结构与架体模组相连,第二侧板16安装于架体模组沿第二方向的两侧,且每个第二侧板16通过分隔结构与架体模组相连。位于架体模组沿第一方向的一侧的第一侧板15上设有多个与进液组件19相连的进液口1602,位于架体模组沿第一方向的另一侧的第一侧板15上设有多个与进液组件19相连的出液口1603。可以理解的是,每个第一侧板15通过拼接结构与架体模组相连,使得第一侧板15与架体模组能够具有间隙形成冷却流道,确保对架体模组沿第一方向的两侧壳体1的冷却。并且使得第二侧板16与架体模组能够具有间隙形成冷却流道,确保对架体模组沿第二方向两侧的壳体1的冷却。采用第一侧板15和第二侧板16对架体模组进行密封,相比于前文第一种结构的电池架使用端板6以及封堵板7对架体模组进行密封的结构,本实施例的电池架的结构更加简单,并且组装更为方便。
可选的,第一侧板15上设有与拼接母扣3或者拼接子扣2配合的第一拼接部1501。由此,能够提升第一侧板15与架体模组的连接稳定性,并且确保第一侧板15与架体模组能够具有间隙形成冷却流道,确保对架体模组沿第一方向的两侧壳体1的冷却。
可选的,第二侧板16上设有与分隔母扣14或者分隔母扣配合的第二拼接部1601。由此,能够提升第二侧板16与架体模组的连接稳定性,并且确保第二侧板16与架体模组能够具有间隙形成冷却流道,确保对架体模组沿第二方向两侧的壳体1的冷却。
在一些实施例中,如图9所示,电池架还包括第四密封板17和第二框架18,第四密封板17安装于架体模组沿其长度方向的两侧,且第四密封板17上设有与壳体1敞开端对应设置的第二避让孔1701,第二框架18连接安装于封板组件。可以理解的是,通过第四密封板17对电池架进行封装,将壳体1的敞开端封装在内部,能够提升电池架的密封性,最大限度地避免了在实际工作过程中出现冷却液泄露的现象发生。增设的第二框架18能够起到支撑作用,增加电池架的强度和整体性,方便电池架的移动和搬运。
本实施例的电池架的制造方法如下:
Q100:将多个壳体1通过分隔结构及拼接结构沿第一方向及第二方向依次拼接,且使用封板组件将形成在多个壳体1之间的冷却通道密封;具体步骤如下:
Q110:使用铝合金材质通过一体挤压成型制造带有拼接子扣2、拼接母扣3、分隔子扣13和分隔母扣14的半成品,根据具体使用尺寸分切为多段,在每段半成品的拼接子扣2和拼接母扣3加工出间隔槽,使得拼接子扣2及拼接母扣3均分成多段,完成壳体1的制造;其中每个壳体1上均设有两个分隔母扣14和两个分隔子扣13,两个分隔母扣14中,其中一个分隔母扣14与壳体1沿其长度方向的第一端对齐设置,且与壳体1沿其长度方向的第二端间隔设置,另一个分隔母扣14与壳体1沿其长度方向的第一端间隔设置,且与壳体1沿其长度方向的第二端对齐设置;
Q120:使用拼接母扣3、拼接子扣2以及分隔子扣13及分隔母扣14将多个壳体1沿第一方向及第二方向依次拼接构成架体模组;
Q130:使用铝合金材质通过分段挤压成型制造第一侧板15和第二侧板16,在制造过程中,在第一侧板15上形成第一拼接部1501,第一侧板15上一个加工出多个进液口1602,另一个上加工出多个出液口1603,在第二侧板16上形成第二拼接部1601;
Q140:将第一侧板15和第二侧板16组装到壳体1祖上,第一拼接部1501插入拼接母扣3,第二拼接部1601插入分隔母扣14;(需要补充的是,如果壳体1沿第一方向和第二方向的尺寸过大,导致第一侧板15和第二侧板16的尺寸过大,在实际制造过程中,可以将第一侧板15和第二侧板16设置为多段焊接的结构);
Q200:将进液组件19及出液组件20连接在封板组件上;具体步骤为:在壳体1、第一侧板15及第二侧板16组成的半成品的底端安装进液组件19(进液管),进液管与底部的第一侧板15上的多个进液口1602使用多个连接管焊接连接,在壳体1、第一侧板15及第二侧板16组成的半成品的的顶端安装出液组件20(出液管),出液管与顶部的第一侧板15上的多个出液口1603使用多个连接管焊接连接。
Q300:使用固定组件(第四密封板17及第二框架18)将架体模组、封板组件、进液组件19及出液组件20固定连接:
Q310:根据电池架外围尺寸裁切第四密封板17,其中:位于架体模组沿其长度方向的两侧的第四密封板17对应壳体1敞开端的位置提前裁切好第二避让口,然后将第四密封板17安装到架体模组和第一侧板15及第二侧板16的凹台内,通过焊接密封;
Q320:在第一侧板15和第二侧板16上焊接多个第二框架18,第二框架18可为铝合金方管,也可为槽钢,用于增强电池架的强度和整体性,方便电池架的移动搬运,位于顶部的第二框架18还可以设有吊耳1801用于电池架吊运。
上述两种结构的电池架均具有以下优点:
第一:通过拼装形成环绕壳体1的冷却腔,无需单独制作和安装水冷板,结构简单,制造成本较低;
第二:电池架对单体电池的冷却更加充分和均匀,避免了多个单体电池组成的电池包整体温度的均衡性较差的现象发生,有利于降低电池包的故障率;
第三:电池架可直接存放单体电池,方便电池的更换维护;
第四:电池架通过封板组件和固定组件通过两侧次密封,安全可靠。
上述两种制造电池架的制造方法,在制造过程中,由于沿第一方向相邻的两个壳体1通过拼接结构拼接,且限定出第一冷却流道101,沿第二方向相邻的两个壳体1通过分隔结构分隔,且限定出第二冷却流道102,多个第一冷却流道101和多个第二冷却流道102连通设置以组成冷却腔,实现了通过拼装形成环绕壳体1的冷却腔,无需单独制作和安装水冷板,使得制造出的电池架的结构简单,制造成本较低,并且制造出的电池架对单体电池的冷却更加充分和均匀,避免了多个单体电池组成的电池包整体温度的均衡性较差的现象发生,有利于降低电池包的故障率。
本发明还公开了一种电池包,包括前文的电池架及多个单体电池,每个单体电池对应一个壳体1设置。由于具有前文所述的电池架,该电池包的结构较为简单,且对多个单体电池的冷却效果较好,避免了电池包整体温度的均衡性较差的现象发生,具有较高的可靠性和安全性,由于电池架可直接存放单体电池,方便电池包的更换维护。
在本说明书的描述中,参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅为本发明的较佳实施例,对于本领域的普通技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (13)
1.一种电池架,其特征在于,包括:
壳体(1),所述壳体(1)的两端敞开设置,且用于容纳单体电池,所述壳体(1)为多个,多个所述壳体(1)沿第一方向及第二方向间隔设置以组成架体模组;沿所述第一方向相邻的两个所述壳体(1)通过拼接结构拼接,且限定出第一冷却流道(101);沿所述第二方向相邻的两个所述壳体(1)通过分隔结构分隔,且限定出第二冷却流道(102),多个所述第一冷却流道(101)和多个所述第二冷却流道(102)连通设置以组成冷却腔;
封板组件,所述封板组件连接于所述架体模组的沿所述第一方向及所述第二方向的两端,且用于密封所述冷却腔;
进液组件(19),所述进液组件(19)安装于所述封板组件,且与所述冷却流道连通;
出液组件(20),所述出液组件(20)安装于所述封板组件,且与所述冷却流道流通。
2.根据权利要求1所述的电池架,其特征在于,所述拼接结构为多个,多个所述拼接结构沿所述壳体(1)的长度方向间隔设置,每个所述拼接结构包括沿所述壳体(1)的长度方向延伸设置的拼接子扣(2)和拼接母扣(3),沿所述第一方向相邻的两个所述壳体(1)中,一个所述壳体(1)上设有所述拼接子扣(2),另一个所述壳体(1)上设有所述拼接母扣(3)。
3.根据权利要求2所述的电池架,其特征在于,每个所述分隔结构包括多个沿所述壳体(1)的长度方向间隔设置的竖向垫条(4),每个所述竖向垫条(4)均沿所述第一方向延伸设置;
所述电池架还包括多个沿所述壳体(1)的长度方向间隔设置的横向垫条(5),多个所述横向垫条(5)设在所述壳体(1)的下方,每个所述横向垫条(5)沿所述第二方向延伸设置且设在相邻的两个所述拼接结构之间;其中:
每个所述横向垫条(5)与多个沿所述第二方向间隔设置的所述竖向垫条(4)相连,多个所述横向垫条(5)及多个所述竖向垫条(4)将所述冷却腔划分为多个沿所述壳体(1)的长度方向间隔设置的冷却子腔。
4.根据权利要求3所述的电池架,其特征在于,所述横向垫条(5)和所述竖向垫条(4)中的一个上设有插接凹槽(501),所述横向垫条(5)与所述竖向垫条(4)中的另一个上设有插接凸起(401)。
5.根据权利要求3所述的电池架,其特征在于,所述封板组件包括:
多个端板(6),多个所述端板(6)分别设在所述架体模组沿所述第二方向的两端,且多个所述端板(6)与所述架体模组通过所述分隔结构相连;
多个封堵板(7),多个所述封堵板(7)分别对应多个所述冷却子腔设置,多个所述封堵板(7)设在所述架体模组沿所述第一方向的两端,且用于封堵所述冷却子腔,每个所述封堵板(7)上均设有液体流通口(701);
多个绑带(8),每个所述绑带(8)均用于绑紧两个所述端板(6)及所述架体模组。
6.根据权利要求5所述的电池架,其特征在于,所述进液组件(19)包括进液管,所述进液管沿所述第二方向延伸设置;所述出液组件(20)包括出液管,所述出液管沿所述第二方向延伸设置;
沿所述壳体(1)的长度方向,位于两侧的所述封堵板(7)的所述液体流通口(701)通过流通管(21)与所述进液管及所述出液管相连;
沿所述壳体(1)的长度方向,位于中间的多个所述封堵板(7),两个所述封堵板(7)为一组,且成组的两个所述封堵板(7)的所述液体流通口(701)通过所述流通管(21)相连。
7.根据权利要求2-6中任一项所述的电池架,其特征在于,所述电池架还包括第一密封板(9)、第二密封板(10)、第三密封板(11)以及第一框架(12),所述第一密封板(9)安装于所述架体模组沿其长度方向的两侧,且所述第一密封板(9)上设有与所述壳体(1)敞开端对应设置的第一避让孔(901),所述第二密封板(10)安装于所述架体模组沿所述第一方向的两端且位于所述封板组件的外侧,所述第三密封板(11)安装于所述架体模组沿所述第二方向的两侧且位于所述封板组件的外侧,所述第一框架(12)安装于所述第二密封板(10)及所述第三密封板(11)。
8.根据权利要求1所述的电池架,其特征在于,所述分隔结构包括沿所述壳体(1)的长度方向延伸设置的分隔子扣(13)和分隔母扣(14),所述分隔子扣(13)和所述分隔母扣(14)能够拼接,沿所述第二方向相邻的两个所述壳体(1)中,一个所述壳体(1)上设有所述分隔子扣(13),另一个所述壳体(1)上设有所述分隔母扣(14)。
9.根据权利要求8所述的电池架,其特征在于,每个所述壳体(1)的侧壁上均设有两个所述分隔母扣(14)或者两个所述分隔子扣(13);其中:
两个所述分隔母扣(14)中,其中一个所述分隔母扣(14)与所述壳体(1)沿其长度方向的第一端对齐设置,且与所述壳体(1)沿其长度方向的第二端间隔设置,另一个所述分隔母扣(14)与所述壳体(1)沿其长度方向的第一端间隔设置,且与所述壳体(1)沿其长度方向的第二端对齐设置;
两个所述分隔子扣(13)中,其中一个所述分隔子扣(13)与所述壳体(1)沿其长度方向的第一端对齐设置,且与所述壳体(1)沿其长度方向的第二端间隔设置,另一个所述分隔子扣(13)与所述壳体(1)沿其长度方向的第一端间隔设置,且与所述壳体(1)沿其长度方向的第二端对齐设置。
10.根据权利要求8所述的电池架,其特征在于,所述封板组件包括:
第一侧板(15),所述第一侧板(15)安装于所述架体模组沿所述第一方向的两侧,且每个所述第一侧板(15)通过所述拼接结构与所述架体模组相连;
第二侧板(16),所述第二侧板(16)安装于所述架体模组沿所述第二方向的两侧,且每个所述第二侧板(16)通过所述分隔结构与所述架体模组相连;其中:
位于所述架体模组沿所述第一方向的一侧的所述第一侧板(15)上设有多个与所述进液组件(19)相连的进液口(1602),位于所述架体模组沿所述第一方向的另一侧的所述第一侧板(15)上设有多个与所述进液组件(19)相连的出液口(1603)。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的电池架,其特征在于,所述电池架还包括第四密封板(17)和第二框架(18),所述第四密封板(17)安装于所述架体模组沿其长度方向的两侧,且所述第四密封板(17)上设有与所述壳体(1)敞开端对应设置的第二避让孔(1701),所述第二框架(18)连接安装于所述封板组件。
12.一种电池架的制造方法,其特征在于,所述电池架的制造方法用于制造如权利要求1所述的电池架;
将多个壳体(1)通过分隔结构及拼接结构沿第一方向及第二方向依次拼接,且使用封板组件将形成在多个所述壳体(1)之间的冷却通道密封;
将进液组件(19)及出液组件(20)连接在所述封板组件上;
使用固定组件将所述架体模组、所述封板组件、所述进液组件(19)及所述出液组件(20)固定连接。
13.一种电池包,其特征在于,包括如权利要求1-11中所述的电池架及多个单体电池,每个所述单体电池对应一个所述壳体(1)设置。
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