CN205752336U - 电池包 - Google Patents

Abstract

本申请涉及储能器件领域，尤其涉及一种电池包，包括外壳、电池模组以及加热模块，所述电池模组包括模组外壳以及若干电芯，所述模组外壳为无底结构，若干所述电芯排布在所述模组外壳内，且所述电芯的底部由所述模组外壳的底部露出，所述加热模块包括导热骨架以及加热元件，所述导热骨架的上表面为平面，且与所述电芯的底部相对，用于与所述电芯的底部进行热交换，所述导热骨架的底部设置有若干凹槽，所述加热元件对应所述凹槽设置在所述导热骨架内，所述导热骨架的下表面与所述外壳的底板相对，且被所述底板支撑。本申请所提供的电池包能够保证电芯在外部的低温以及超低温环境下正常工作，此外，还具有设计巧妙、工艺简单等特点。

Description

电池包

技术领域

本申请涉及储能器件领域，尤其涉及一种电池包。

背景技术

动力电池是电动汽车的动力来源之一，其性能的优劣将直接决定电动汽车的性能。锂离子电池的最佳工作温度范围为20～40℃，当温度低于0℃时，锂离子电池的充放电性能和使用寿命都会大幅下降。

因此，如何使动力电池在低温甚至超低温下迅速的提高性能成为热管理系统急需解决的问题。

实用新型内容

本申请提供了一种电池包，能够解决上述问题。

本申请所提供的电池包，包括外壳、电池模组以及加热模块，

所述电池模组包括模组外壳以及若干电芯，所述模组外壳为无底结构，若干所述电芯排布在所述模组外壳内，且所述电芯的底部由所述模组外壳的底部露出，

所述加热模块包括导热骨架以及加热元件，所述导热骨架的上表面为平面，且与所述电芯的底部相对，用于与所述电芯的底部进行热交换，所述导热骨架的底部设置有若干凹槽，所述加热元件对应所述凹槽设置在所述导热骨架内，所述导热骨架的下表面与所述外壳的底板相对，且被所述底板支撑。

优选地，还包括第一导热层，所述第一导热层填充在所述导热骨架的上表面与所述电芯的底部之间。

优选地，所述导热骨架的下表面为平面。

优选地，

还包括第二导热层，所述第二导热层填充在所述外壳的底板与所述导热骨架的下表面之间，

或

还包括隔热层，所述隔热层填充在所述外壳的底板与所述导热骨架的下表面之间。

优选地，所述加热模块还包括干路线束、支路线束以及线束连接件，

所述支路线束与所述加热元件电连接，所述干路线束与所述支路线束电连接，所述线束连接件设置在所述干路线束的两端。

优选地，所述线束连接件包括公连接件和母连接件，所述公连接件以及所述母连接件能够相互配合实现电连接，所述公连接件以及所述母连接件分别位于所述干路线束的两端。

优选地，所述线束连接件为接插件。

优选地，所述干路线束以及所述支路线束均位于所述导热骨架的侧部，所述导热骨架覆盖所述干路线束以及所述支路线束背离所述外壳的底板的一侧表面。

优选地，所述导热骨架的内部设置有隔热腔，所述隔热腔与所述凹槽相对于所述凹槽的宽度方向交错设置。

优选地，所述导热骨架包括上板以及下板，所述上板与所述下板的两端分别连接，形成两端开口的空腔，所述上表面为所述上板背离所述下板的表面，所述下板向所述空腔的内部凹陷，在所述下板背离所述空腔的一侧形成所述凹槽，同时将所述空腔分隔出所述隔热腔，所述加热元件被所述上板以及所述下板夹紧固定。

优选地，所述加热元件为PTC加热管。

优选地，所述导热骨架为铝制导热骨架。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请所提供的电池包通过将加热元件固定在导热骨架对应凹槽的位置上，同时采用无底结构的模组外壳，能够通过凹槽内的空气形成高热阻介质，有效阻止热量向下传递，从而利用导热骨架将加热元件的热量大幅传递至导热骨架的上表面，并对电芯的底部直接加热，从而保证电芯在外部的低温以及超低温环境下正常工作。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请实施例所提供的电池包的内部整体结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的电池模组及其周围结构的爆炸结构示意图；

图3为本申请实施例所提供的加热模块的仰角立体结构图；

图4为本申请实施例所提供的加热模块的线路布局示意图。

附图标记：

10-外壳；

20-电池模组；

200-模组外壳；

202-电芯；

30-加热模块；

300-导热骨架；

300a-上板；

300b-下板；

301-支路线束；

302-加热元件；

303-干路线束；

304-凹槽；

305-线束连接件；

306-隔热腔；

40-第一导热层；

50-隔热层；

60-第二导热层。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。文中所述“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中的电池包的放置状态为参照。

如图1所示，本申请实施例提供了一种电池包，包括外壳10、电池模组20以及加热模块30。外壳10是电池包的外部主体，电池包的其它部件大部分都安装在外壳的内部或表面。电池模组20是电池包的主要供电部件，如图2所示，包括模组外壳200以及若干电芯202。这些电芯202排布在模组外壳200内，相互之间进行电连接，组成统一的供电单元。电芯202是电能的来源，因此保证供电正常的核心主要在于保证电芯202在合适的工作温度范围内。为此，本实施例中的模组外壳200采用无底结构，即模组外壳200的底部是敞开的，电芯202的底部能够直接由模组外壳200的底部露出。

加热模块30是电池包的加热部件，能够产生热量并传递至电芯202。具体地，如图3所示，加热模块30包括导热骨架300以及加热元件302。导热骨架300的作用有两个，其一是作为加热模块30的主体结构，用来安放加热模块30内的其它部件，主要是加热元件302。导热骨架300的第二个作用是作为导热部件使用，主要目的是要将加热元件302所产生的热量传递至电芯202的底部。为了实现这一目的，本实施例中的导热骨架300的上表面为平面，且与电芯202的底部相对，从而能够为热交换提供较大的换热面积，而在导热骨架300的底部则设置有若干凹槽304，加热元件302对应这些凹槽304设置在导热骨架300内。导热骨架300的下表面则与外壳10的底板(图中未示出)相对，并被底板所支撑。

加热元件302发出热量后，由于加热元件302的下方是凹槽304，而相对于金属材质，凹槽304内的空气属于高热阻介质，因此热量向凹槽304所在方向传递的很慢，而向背离凹槽304的方向传递则要快速的多，这就导致热量大量传递至导热骨架300的上表面，直接参与电芯202底部的热交换，从而保证电芯的工作温度，使其在外部低温甚至超低温环境下仍然能够正常工作。

由于导热骨架300本身是由铝材等金属制成的易导热部件，因此通过导热骨架300的下表面仍然能够将可观的热量向下传递至外壳10，造成较大浪费。因此，为了进一步阻止热量浪费，本实施例在导热骨架300的内部设置了隔热腔306，隔热腔306与凹槽304相对于凹槽304的宽度方向交错设置，其目的是制造出大量的空间填充空气，减小凹槽304附近的导热骨架300的导热面积，从而降低热量向下传递的速度。

导热骨架300可以采用上板300a以及下板300b两部分通过两端的连接围成一个两端开口的空腔，这里所说的上板300a和下板300b只是为了便于描述而将导热骨架300的结构根据空间位置拆解获得，实际上很可能并不存在独立的上板300a和下板300b，而是两部分形成的完整筒状或环状结构。此时，导热骨架300的上表面所指的是上板300a背离下板300b的表面，使下板300b的一部分向空腔的内部凹陷，便在下板300b背离空腔的一侧形成凹槽304，这些凹陷的部分还同时将空腔分隔出若干的隔热腔306。加热元件302可在形变开始前便被置于空腔内的预定位置，当下板300b向空腔内凹陷后，上板300a与下板300b便可共同将加热元件302夹紧固定。这种方式能够通过简单的工艺一次形成大量的凹槽304以及隔热腔306，同时还能够一并固定加热元件302。

由于电芯202自身尺寸的差异，以及排列所造成的位置差异，这些电芯202的底面并不一定都位于同一高度上。这就可能导致各电芯202从导热骨架300的上表面所获得的热量不均一。为了避免这一问题，如图2所示，本实施例还设置了第一导热层40，第一导热层40填充在导热骨架300的上表面与电芯202的底部之间，例如采用具有弹性特质的导热材料层，利用弹性形变使第一导热层40能够与每个电芯202的底面都保持紧密接触，从而提高热量传递的均一性。

对于一些严寒地区，电池包温度过低是主要面临的问题，请继续参见图2，此时，可以在外壳10的底板与导热骨架300的下表面之间填充一层隔热层50进行隔热，进一步防止热量的流失。而对于有些地区，例如内陆，早晚的温差极大，此时既要考虑电池包的加热性能，同时还要考虑到电池包的散热性能。此时，可以考虑将上一实施例中的隔热层50替换为第二导热层60，热量能够从电芯202的底部通过导热骨架300以及第二导热层60快速导至壳体10上，从而使电池包也具备较为良好的散热性能。

无论是采用何种方案，导热骨架300的下表面都最好设计为平面，这样一方面可以提高接触面积，提高稳定性，另一方面也能够提高换热面积。

加热元件302一般都采用电加热方式，例如PTC加热管。而每个电池模组20便需要多个PTC加热管，一个电池包又可能同时采用多个电池模组20。因此，在线路连接方面，如果直接将每个PTC加热管都通过单独的线路连接到电源，一则会导致电池包内的线路极为复杂，布线困难，二则也会导致需要根据每个加热元件302距电源的距离配给不同长度的线路，装配工艺也极其繁琐。为了解决这一问题，如图3和图4所示，本实施例中的每个加热模块30还包括支路线束301、干路线束303以及线束连接件305。其中，支路线束301用于与加热元件302进行电连接，每个加热元件302均与支路线束301相连。干路线束303相对于支路线束301具备更大的过流能力，作为整个加热模块30的电路主线使用。与每套支路线束301均需要与干路线束303进行电连接。最后，线束连接件305设置在干路线束303的两端，可以采用接插件结构，用于使相邻的两个加热模块30中的干路线束303进行快速、稳定的连接。通过这种方式，便可使加热模块30的电路结构标准化，通过相互之间的互联互通形成电路主线与电源进行连接，极大地简化了布线难度以及装配难度。

并且，如图3所示，本实施例中的支路线束301以及干路线束303一般会由导热骨架300的侧部伸出，而为了使内部结构更为简洁，可以将导热骨架300的上板300a的侧部延伸，并覆盖支路线束301以及干路线束303背离外壳10的底板的一侧表面，从而使这些支路线束301以及干路线束303被完全掩盖，而不会外露。

为了便于干路线束303之间的连接，每个干路线束303两端的线束连接件305均采用两种不同的结构，即一端采用公连接件，另一端则采用母连接件，通过公、母连接件相互配合的方式实现快速连接。

本申请所提供的电池包能够保证电芯在外部的低温以及超低温环境下正常工作，此外，还具有设计巧妙、工艺简单等特点。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化，基于本申请所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池包，其特征在于，包括外壳、电池模组以及加热模块，

所述电池模组包括模组外壳以及若干电芯，所述模组外壳为无底结构，若干所述电芯排布在所述模组外壳内，且所述电芯的底部由所述模组外壳的底部露出，

所述加热模块包括导热骨架以及加热元件，所述导热骨架的上表面为平面，且与所述电芯的底部相对，用于与所述电芯的底部进行热交换，所述导热骨架的底部设置有若干凹槽，所述加热元件对应所述凹槽设置在所述导热骨架内，所述导热骨架的下表面与所述外壳的底板相对，且被所述底板支撑。

2.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，还包括第一导热层，所述第一导热层填充在所述导热骨架的上表面与所述电芯的底部之间。

3.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述导热骨架的下表面为平面。

4.如权利要求1至3任一项所述的电池包，其特征在于，

还包括第二导热层，所述第二导热层填充在所述外壳的底板与所述导热骨架的下表面之间，

或

还包括隔热层，所述隔热层填充在所述外壳的底板与所述导热骨架的下表面之间。

5.如权利要求1至3任一项所述的电池包，其特征在于，所述加热模块还包括干路线束、支路线束以及线束连接件，

所述支路线束与所述加热元件电连接，所述干路线束与所述支路线束电连接，所述线束连接件设置在所述干路线束的两端。

6.如权利要求5所述的电池包，其特征在于，所述线束连接件包括公连接件和母连接件，所述公连接件以及所述母连接件能够相互配合实现电连接，所述公连接件以及所述母连接件分别位于所述干路线束的两端。

7.如权利要求5所述的电池包，其特征在于，所述线束连接件为接插件。

8.如权利要求5所述的电池包，其特征在于，所述干路线束以及所述支路线束均位于所述导热骨架的侧部，所述导热骨架覆盖所述干路线束以及所述支路线束背离所述外壳的底板的一侧表面。

9.如权利要求1至3任一项所述的电池包，其特征在于，所述导热骨架的内部设置有隔热腔，所述隔热腔与所述凹槽相对于所述凹槽的宽度方向交错设置。

10.如权利要求9所述的电池包，其特征在于，所述导热骨架包括上板以及下板，所述上板与所述下板的两端分别连接，形成两端开口的空腔，所述上表面为所述上板背离所述下板的表面，所述下板向所述空腔的内部凹陷，在所述下板背离所述空腔的一侧形成所述凹槽，同时将所述空腔分隔出所述隔热腔，所述加热元件被所述上板以及所述下板夹紧固定。