CN206076443U - 电池包及其散热模组与导热件 - Google Patents
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Abstract
一种电池包包括电池模组及散热模组。所述电池模组包括多个单体电池及收容件，所述收容件包括多个蜂窝单元，每个单体电池正极朝上地收容于一个蜂窝单元。所述散热模组包括导热件，所述导热件包括本体、设置在所述本体内的多个管道以及收容于所述多个管道的相变液体。每个管道内设有多个孔隙，所述相变液体可在所述多个孔隙中流动，所述多个单体电池的底部与所述本体接触。上述电池包散热效率高、可靠性高、维护方便、易实现单体电池均温均热且能延长使用寿命。本实用新型还提供一种应用于所述电池包的散热模组与导热件。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池包及其散热模组与导热件。
【背景技术】
目前，电动汽车正在逐渐推广并在未来将具有广阔的前景。电池是电动汽车的动力来源，电池散热是关系电动汽车安全性及其使用寿命的关键技术。现有的电池散热方案主要有水冷散热及风冷散热两种方式。然而，采用水冷散热时，系统复杂庞大，对安装以及控制精度要求高，可靠性低，不易维护；采用风冷散热时，散热不均匀，很容易造成电芯温度集中，难以保证电芯均温均热，严重影响电芯寿命。
鉴于此，实有必要提供一种新型的电池包及其散热模组与导热件以克服以上缺陷。
【发明内容】
本实用新型的目的是提供一种散热效率高、可靠性高、维护方便、易实现单体电池均温均热且提高电池包的使用寿命的导热件。
本实用新型的目的是还提供一种应用所述导热件的散热模组。
本实用新型的目的是还提供一种应用所述散热模组的电池包。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种导热件，所述导热件包括本体、设置在所述本体内的多个管道以及收容于所述多个管道的相变液体，每个管道内设有多个孔隙，所述相变液体可在所述多个孔隙中流动，所述相变液体受热汽化、遇冷液化。
进一步地，所述本体由金属材料组成。
进一步地，所述本体由铝组成。
为了实现上述目的，本实用新型还提供一种散热模组，所述散热模组包括导热件，所述导热件包括本体、设置在所述本体内的多个管道以及收容于所述多个管道的相变液体，每个管道内设有多个孔隙，所述相变液体可在所述多个孔隙中流动，所述相变液体受热汽化、遇冷液化。
进一步地，所述散热模组还包括第一散热件及第二散热件，所述本体包括底壁及自所述底壁相对两侧边缘向上延伸出的第一侧壁及第二侧壁，所述第一散热件设置于所述第一侧壁背离所述第二侧壁的侧面，所述第二散热件设置于所述第二侧壁背离所述第一侧壁的侧面。
为了实现上述目的，本实用新型还提供一种电池包，所述电池包包括电池模组及散热模组，所述电池模组包括多个单体电池及收容件，所述收容件包括多个蜂窝单元，每个单体电池正极朝上地收容于一个蜂窝单元，所述散热模组包括导热件，所述导热件包括本体、设置在所述本体内的多个管道以及收容于所述多个管道的相变液体，每个管道内设有多个孔隙，所述相变液体可在所述多个孔隙中流动，所述多个单体电池的底部与所述本体接触。
进一步地，所述本体包括底壁及自所述底壁相对两侧边缘向上延伸出的第一侧壁及第二侧壁，所述底壁与所述第一侧壁及第二侧壁围成收容所述电池模组的空间，所述多个单体电池的底部与所述底壁接触。
进一步地，所述散热模组还包括第一散热件及第二散热件，所述第一散热件设置于所述第一侧壁背离所述第二侧壁的侧面，所述第二散热件设置于所述第二侧壁背离所述第一侧壁的侧面。
进一步地，所述电池模组还包括设于所述收容件上方的汇流排，所述汇流排包括正极汇流电路板及位于所述正极汇流电路板与所述收容件之间的负极汇流电路板，所述正极汇流电路板及所述负极汇流电路板之间绝缘，所述负极汇流电路板开设有多个通孔，每个通孔内具有一个弹性连接件，所述弹性连接件的一端与所述正极汇流电路板电性连接，所述弹性连接件的另一端与所述单体电池的正极电性连接，所述负极汇流电路板与所述多个单体电池的负极电性连接。
进一步地，所述电池模组还包括基座，所述基座包括多个基座单元及多个保险丝，所述基座单元的数量及所述保险丝的数量均与所述蜂窝单元的数量相同，每个基座单元收容于一个蜂窝单元内并套设在一个单体电池的顶部且与一个保险丝电性相连，每个单体电池的负极通过一个基座单元及一个相应的保险丝与所述负极汇流电路板电性连接。
相比于现有技术，本实用新型通过将所述电池模组收容于所述散热模组中，并利用所述导热件的多个管道中的相变液体受热汽化、遇冷液化的特性来将所述多个单体电池中的热量快速的传导出去，且利用所述第一散热件及所述第二散热件加速散热，从而使所述电池包散热效率高、可靠性高且易实现所述多个单体电池的均温均热，进而提高了所述电池包的使用寿命。
本实用新型还通过将所述相变液体密封在所述本体中，从而有效地防止了漏液。本实施新型还利用所述相变液体“汽化-液化”的不断循环，从而无需采用水泵等设备来促进液体的流动，进而使所述散热模组结构简单、维护方便且节省电能。
【附图说明】
图1为本实用新型实施例提供的电池包的剖视图。
图2为图1中导热件的部分透视图。
图3为图1中电池模组的分解示意图。
图4为图1中单体电池的热量流动方向的示意图。
【具体实施方式】
为了使本实用新型的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
当一个元件被认为与另一个元件“连接”时，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型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，不是旨在于限制本实用新型。
请参阅图1，图1为本实用新型实施例提供的电池包1000的剖视图。所述电池包1000包括上盖板100、下盖板200及夹设于所述上盖板100与所述下盖板200之间的电池模组300与散热模组500。所述电池模组300包括多个单体电池310及收容件320，所述收容件320包括多个蜂窝单元326，每个单体电池310正极316朝上地收容于一个蜂窝单元326。所述散热模组500用于给所述电池模组300散热，所述散热模组500包括导热件600。所述导热件600包括本体610，所述本体610包括底壁612及自所述底壁612相对两侧边缘向上延伸出的第一侧壁616及第二侧壁618。所述底壁612与所述第一侧壁616及第二侧壁618围成收容所述电池模组300的空间，所述多个单体电池310的底部318与所述底壁612接触。
所述散热模组500还包括第一散热件650及第二散热件660，所述第一散热件650设置于所述第一侧壁616背离所述第二侧壁618的侧面，所述第二散热件660设置于所述第二侧壁618背离所述第一侧壁616的侧面。在本实施方式中，所述第一散热件650包括多个散热片656，所述第二散热件660包括多个散热片656。
请参阅图2，图2为图1中导热件600的部分透视图。所述导热件600还包括设置在所述本体610内的多个管道620以及收容于所述多个管道620的相变液体630。每个管道620内设有多个孔隙626，所述相变液体630可在所述多个孔隙626中流动，所述相变液体630受热汽化、遇冷液化。在本实施方式中，所述本体610呈“U”字型，所述每个管道620呈“U”字型，所述多个管道620设于所述本体610中，所述多个管道620中相变液体630被密封在所述本体610内，不会出现漏液的情况，从而提高了所述电池包1000的可靠性。所述导热件600的导热性能优于金属材料的导热性能。
请参阅图3，图3为图1中电池模组300的分解示意图。所述电池模组300还包括设于所述收容件320上方的汇流排360，所述汇流排360用于实现所述多个单体电池310的串并联并传输所述多个单体电池310的电信号。所述汇流排360包括正极汇流电路板362及位于所述正极汇流电路板362与所述收容件320之间的负极汇流电路板365，所述正极汇流电路板362与所述负极汇流电路板365之间绝缘。所述负极汇流电路板365开设有多个通孔366，每个通孔366内具有一个弹性连接件368，所述弹性连接件368的一端与所述正极汇流电路板362电性连接，所述弹性连接件368的另一端与所述单体电池310的正极316电性连接。所述负极汇流电路板365与所述多个单体电池310的负极电性连接。
所述电池模组300还包括基座330，所述基座330用于固定所述单体电池310并使所述单体电池310的负极与所述负极汇流电路板365电性连接。所述基座330包括多个基座单元331及多个保险丝335，所述基座单元331的数量及所述保险丝335的数量均与所述蜂窝单元326的数量相同。每个基座单元331收容于一个蜂窝单元326内并套设在一个单体电池310的顶部且与一个保险丝335电性相连，每个单体电池310的负极通过一个基座单元331及一个相应的保险丝335与所述负极汇流电路板365电性连接。
每个基座单元331包括第一收容孔332、第二收容孔333、第一金属片(图未示)及第二金属片(图未示)，每个保险丝335包括第一端336及第二端338。每个保险丝335的第一端336插接于对应的基座单元331的第一收容孔332并与所述第一金属片的第一端电性连接，每个保险丝335的第二端338插接于对应的基座单元331的第二收容孔333并与所述第二金属片的第一端电性连接。所述第一金属片的第二端与对应的单体电池310的外壳(即单体电池310的负极)电性相连，所述第二金属片的第二端与所述负极汇流电路板365电性连接。每个单体电池310的负极通过一个基座单元331中的第一金属片、一个相应的保险丝335以及所述基座单元331中的第二金属片与所述负极汇流电路板365电性连接。
请参阅图4，图4为图1中单体电池310的热量流动方向的示意图。当收容于所述蜂窝单元326内的单体电池310充放电时，所述单体电池310产生热量且热量主要流向所述单体电池310的底部318。所述单体电池310的底部318将热量传导至所述导热件600的本体610的底壁612。所述底壁612的多个管道620中的相变液体630吸收热量后汽化，汽化后的气体沿所述第一侧壁616及第二侧壁618上升，从而将热量带到所述第一侧壁616及所述第二侧壁618。所述第一侧壁616中的热量通过所述第一散热件650迅速传导到外部，从而使第一侧壁616中的温度降低。所述第二侧壁618中的热量通过所述第二散热件660迅速传导到外部，从而使第二侧壁618中的温度降低。当所述第一侧壁616及所述第二侧壁618中的温度降低后，所述相变液体630冷凝成液体，所述液体在毛细原理和重力的作用下回流到所述底壁612中。通过所述相变液体630“汽化-液化”的不断循环，以将所述多个单体电池310的热量迅速地传到所述第一散热件650及所述第二散热件660，并通过所述第一散热件650及所述第二散热件660将热量传到至外部，从而实现了对所述电池包1000快速且有效地散热。
在本实施方式中，所述上盖板100及所述下盖板200均由铝合金通过整体机械加工制成。铝合金可选用轻质高强度铝合金，例如，其成份可以按以下重量百分比的各原料组成：Fe：0.10～0.14％，Mn：0.03～0.04％，Si：0.02～0.04％，Ti：0.01～0.06％，B：0.03～0.09％，Zn：2.2～2.9％，Mg：0.9～1.0％，Cu：1.1～1.3％，Ce：0.5～1.0％，Sc：0.1～0.4％，余量为Al，以上铝合金抗拉伸强度可以达700MPa以上，从而使所述上盖板100及所述下盖板200能对所述电池模组300起到较好的防护作用。
由于铝合金具有较好的导热性，所述上盖板100与所述汇流排360及所述第一侧壁616及第二侧壁618的顶部接触，所述下盖板200与所述底壁612接触，因此，所述上盖板100能将所述汇流排360及所述第一侧壁616及第二侧壁618的顶部的热量传导到外部，所述下盖板200能将所述底壁612的热量传导到外部，从而进一步增强了所述电池包1000的散热效果。
请再次参阅图3，在本实施方式中，每个蜂窝单元326的高度对应于或者略大于一个单体电池310的高度。所述蜂窝单元326的数量可以等于所述单体电池310的数量，也可以大于所述单体电池310的数量，当所述蜂窝单元326的数量大于所述单体电池310的数量时，部分蜂窝单元326可以不收容所述单体电池310。当单体电池310收容一个相应的蜂窝单元326内时，在横截面上单体电池310与蜂窝单元326内切，如此可以节省空间并使所述单体电池310稳固的放置于相应的蜂窝单元326内。在本实施方式中，所述单体电池310为圆柱形锂电池。
可以理解，所述收容件320中的所有蜂窝单元326可以形状完全相同，也可以不同，可以相互邻接，也可部分断开，或者互不相连接。为了便于制造，本实施方式中，所述蜂窝单元326形状相同且相邻接。所述收容件320可以为具有绝缘性能的高分子材料，以保证所述单体电池310间的绝缘性能。
在本实施方式中，所述蜂窝单元326为六菱柱，所述六菱柱两端开口且侧壁垂直于所述上盖板100及所述下盖板200。在其它实施方式中，所述收容件320的蜂窝单元326也可以是其他规则的形状，例如，三菱柱、四菱柱、五菱柱、八菱柱或圆柱等。
本实用新型通过将所述电池模组300收容于所述散热模组500中，并利用所述导热件600的多个管道620中的相变液体630受热汽化、遇冷液化的特性来将所述多个单体电池310中的热量快速的传导出去，且利用所述第一散热件650及所述第二散热件660加速散热，从而使所述电池包1000散热效率高、可靠性高且易实现所述多个单体电池310的均温均热，进而提高了所述电池包1000的使用寿命。
本实用新型还通过将所述相变液体630密封在所述本体610中，从而有效地防止了漏液。本实施新型还利用所述相变液体630“汽化-液化”的不断循环，从而无需采用水泵等设备来促进液体的流动，进而使所述散热模组500结构简单、维护方便且节省电能。
本实用新型并不仅仅限于说明书和实施例中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本实用新型并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。
Claims (10)
1.一种导热件，其特征在于：所述导热件包括本体、设置在所述本体内的多个管道以及收容于所述多个管道的相变液体，每个管道内设有多个孔隙，所述相变液体可在所述多个孔隙中流动，所述相变液体受热汽化、遇冷液化。
2.如权利要求1所述的导热件，其特征在于：所述本体由金属材料组成。
3.如权利要求1所述的导热件，其特征在于：所述本体由铝组成。
4.一种散热模组，其特征在于：所述散热模组包括导热件，所述导热件包括本体、设置在所述本体内的多个管道以及收容于所述多个管道的相变液体，每个管道内设有多个孔隙，所述相变液体可在所述多个孔隙中流动，所述相变液体受热汽化、遇冷液化。
5.如权利要求4所述的散热模组，其特征在于：所述散热模组还包括第一散热件及第二散热件，所述本体包括底壁及自所述底壁相对两侧边缘向上延伸出的第一侧壁及第二侧壁，所述第一散热件设置于所述第一侧壁背离所述第二侧壁的侧面，所述第二散热件设置于所述第二侧壁背离所述第一侧壁的侧面。
6.一种电池包，其特征在于：所述电池包包括电池模组及散热模组，所述电池模组包括多个单体电池及收容件，所述收容件包括多个蜂窝单元，每个单体电池正极朝上地收容于一个蜂窝单元，所述散热模组包括导热件，所述导热件包括本体、设置在所述本体内的多个管道以及收容于所述多个管道的相变液体，每个管道内设有多个孔隙，所述相变液体可在所述多个孔隙中流动，所述多个单体电池的底部与所述本体接触。
7.如权利要求6所述的电池包，其特征在于：所述本体包括底壁及自所述底壁相对两侧边缘向上延伸出的第一侧壁及第二侧壁，所述底壁与所述第一侧壁及第二侧壁围成收容所述电池模组的空间，所述多个单体电池的底部与所述底壁接触。
8.如权利要求7所述的电池包，其特征在于：所述散热模组还包括第一散热件及第二散热件，所述第一散热件设置于所述第一侧壁背离所述第二侧壁的侧面，所述第二散热件设置于所述第二侧壁背离所述第一侧壁的侧面。
9.如权利要求6所述的电池包，其特征在于：所述电池模组还包括设于所述收容件上方的汇流排，所述汇流排包括正极汇流电路板及位于所述正极汇流电路板与所述收容件之间的负极汇流电路板，所述正极汇流电路板与所述负极汇流电路板之间绝缘，所述负极汇流电路板开设有多个通孔，每个通孔内具有一个弹性连接件，所述弹性连接件的一端与所述正极汇流电路板电性连接，所述弹性连接件的另一端与所述单体电池的正极电性连接，所述负极汇流电路板与所述多个单体电池的负极电性连接。
10.如权利要求9所述的电池包，其特征在于：所述电池模组还包括基座，所述基座包括多个基座单元及多个保险丝，所述基座单元的数量及所述保险丝的数量均与所述蜂窝单元的数量相同，每个基座单元收容于一个蜂窝单元内并套设在一个单体电池的顶部且与一个保险丝电性相连，每个单体电池的负极通过一个基座单元及一个相应的保险丝与所述负极汇流电路板电性连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PP01 | Preservation of patent right | ||
| PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20180428 Granted publication date: 20170405 |
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| PD01 | Discharge of preservation of patent | ||
| PD01 | Discharge of preservation of patent |
Date of cancellation: 20210428 Granted publication date: 20170405 |
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| PP01 | Preservation of patent right | ||
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Effective date of registration: 20210428 Granted publication date: 20170405 |