CN207097923U - 电池包 - Google Patents

Abstract

本申请涉及储能器件技术领域，尤其涉及一种电池包。该电池包包括单体电池，固定端板，水冷结构，所述水冷结构包括连通接头和多个导热管，多个所述导热管通过所述连通接头连通；其中：在所述电池包的高度方向上，所述单体电池安装在所述导热管上方，所述固定端板安装在所述连通接头上方。该电池包内部的空间利用率较高，有利于电池包向高能量密度发展。

Description

电池包

技术领域

本申请涉及储能器件技术领域，尤其涉及一种电池包。

背景技术

我们知道，温度因素是影响锂电池性能和寿命的重要因素。一般来说，在20～40摄氏度下，锂电池的工作效率较高，且使用寿命较长。由于锂电池在充放电的过程中，不可避免地会产生热量，因而在锂电池领域，通常在锂电池内设置水冷板以提高锂电池的散热效率。水冷板一般具有多根导热管，再通过汇流结构连通各导热管，多根导热管形成承载面，单体电池和固定端板等部件放置在前述承载面上。

但是，这种布置方式使得锂电池内部的空间利用率较低，不利于向电池包向高能量密度方向发展。

实用新型内容

本申请提供了一种电池包，其空间利用率较高，有利于电池包向高能量密度方向发展。

本申请提供了一种电池包，包括单体电池，固定端板，水冷结构，所述水冷结构包括连通接头和多个导热管，多个所述导热管通过所述连通接头连通；其中：

在所述电池包的高度方向上，所述单体电池安装在所述导热管上方，所述固定端板安装在所述连通接头上方。

优选的，所述连通接头包括第一连通部和第二连通部，所述第一连通部设置有一个，所述第二连通部设置有多个；

所述导热管具有第一端口和第二端口，各所述第一端口均与所述第一连通部连接，多个所述第二端口中两两连通，且相邻所述导热管的所述第二端口通过同一所述第二连通部连接；

沿多个所述导热管的排布方向，各所述第二连通部相对的两侧均具有配合间隙。

优选的，所述固定端板包括端板主体和卡持部，所述端板主体与所述卡持部连接，所述卡持部与所述配合间隙插接配合。

优选的，所述连通接头还包括分流管和汇流管；

所述分流管和所述汇流管均与所述第一连通部连接，且在所述高度方向上，所述分流管和所述汇流管均设置在所述第一连通部上方。

优选的，所述分流管具有多个注液口，所述分流管通过多个所述注液口与所述第一连通部连通；

所述汇流管具有多个出液口，所述汇流管通过多个所述出液口与所述第一连通部连通；

沿多个所述导热管的排布方向，两个所述注液口之间设置有所述出液口，或两个所述出液口之间设置有所述注液口。

优选的，所述分流管包括第一管体和第二管体，在所述高度方向上，所述第一管体的最小截面面积小于所述第二管体的最小截面面积。

优选的，在所述高度方向上：所述第一管体与所述第二管体的横截面均为圆形面，所述第二管体上各位置处的横截面面积相等；

所述第一管体包括过流部和限流部，所述过流部与所述第二管体和所述限流部均连通，所述过流部上各处的横截面面积与所述第二管体的横截面面积相等，所述限流部的横截面面积小于所述第二管体的横截面面积。

优选的，本申请所提供的电池包还包括加强板，相邻的所述第二连通部之间固定连接有所述加强板。

优选的，各所述导热管包括沿所述高度方向相对的两个平面管壁，所有靠近所述单体电池的所述平面管壁均与所述电池单体接触，所有远离所述单体电池的所述平面管壁均与所述电池包的壳体接触。

优选的，所述第二连通部包括主体部和两个连接壁，两个所述连接壁均为平面结构，且两个所述连接壁之间具有连通口，所述连通口与所述第二端口连通；

两个所述连接壁与所述导热管中靠近所述单体电池的所述平面管壁贴合连接。

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中，连通接头可以连通多个导热管，在导热管上方设置单体电池可以提高导热管的工作效率，固定端板安装在连通接头的上方可以提高电池包内部空间的利用率，这有利于电池向高能量密度发展。

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中部分结构的示意图；

图2为本申请实施例所提供的电池包中部分结构的正视图；

图3为本申请实施例所提供的电池包中部分结构的右视图；

图4为本申请实施例所提供的电池包中固定端板的结构示意图；

图5为本申请实施例所提供的电池包的水冷结构中部分结构的剖视图；

图6为本申请实施例所提供的电池包中冷却液在各导热管之间的一种流向示意图；

图7为本申请实施例所提供的电池包中冷却液在各导热管之间的另一种流向示意图；

图8为本申请实施例所提供的电池包中加强板4的结构示意图。

附图标记：

1-单体电池；

2-固定端板；

21-端板主体；

22-卡持部；

3-水冷结构；

31-第一连通部；

32-第二连通部；

321-主体部；

322-连接壁；

323-连通口；

33-导热管；

331-第二端口；

332-平面管壁；

34-分流管；

340-注液口；

341-第一管体；

341a-过流部；

341b-限流部；

342-第二管体；

343-供液口；

35-汇流管；

350-出液口；

351-回液口；

4-加强板。

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。

如图1-3所示，本申请实施例提供了一种电池包，该电池包包括单体电池1、固定端板2和水冷结构3，水冷结构3可以包括连通接头和多个导热管33，多个导热管33可以通过连通接头互相连通，使冷却液能在水冷结构3中的循环流动，以完成对单体电池的冷却。在电池包的高度方向上，单体电池1可以安装在导热管33的上方，这使得导热管33可以更好得完成换热工作；固定端板2可以安装在连通接头的上方，以提高电池包内部的空间利用率。需要解释的是，电池包的高度方向可以为图1中所示的方向Z。

其中，电池包中可以包括有多个相同的单体电池1，多个单体电池1可以按照一定的规律排布在水冷结构3中导热管33的上方；固定端板2可以为塑性结构，且使固定端板2仅设置在连通接头的上方，其中，固定端板2可以通过螺纹连接件与电池包的底板连接，且固定端板2可以通过卡接、粘接等方式与连通接头连接；固定端板2与连通接头之间也可以不连接；水冷结构3可以由金属材料制成，导热管33与连通接头之间可以通过焊接的方式连通，本领域技术人员可以根据实际情况设定导热管33的个数以及导热管33的流量，还可以根据固定端板的厚度，确定连通接头上各方向上的尺寸，以使电池包的内部空间得以最大利用。

上述可知，本申请所提供的电池包中，各单体电池1均设置在导热管33的上方；同时，通过将固定端板2设置在连通接头的上方，使得电池包内部的空间利用率得以最大化，进而可以使电池包向高能量密度的方向发展。

进一步的，连通接头可以包括第一连通部31和第二连通部32，且第一连通部31可以仅设置一个，第二连通部32可以设置有多个；导热管33可以具有第一端口和第二端口331，各第一端口可以均与第一连通部31连通；多个第二端口331中，可以两两之间互相连通，且相邻的导热管33的第二端口331通过同一个第二连通部32连通；沿多个导热管33的排布方向(如图1中所示的Y方向)，各第二连通部32的相对两侧可以均设置有配合间隙。

具体的，第一连通部31和第二连通部32可以均为金属管状结构，在多个导热管33的排布方向上(即图1中所示的Y方向)，第一连通部31的长度可以大于第二连通部32的长度，且二者的过流面面积可以相等，以保证水冷结构3的进液速率和出液速率相等；需要解释的是，如图6和图7所示，冷却液在多个导热管33中的流动方向可以参照图6和图7中箭头所指示的方向，显然的，冷却液在一部分导热管33中的流动方向，与冷却液在另一部分导热管33中的流动方向可以相反，即第一连通部31可以同时具有供冷却液进入水冷结构3，以及供冷却液从水冷结构3中流出的功能；通过将水冷结构3的供液口343和回液口351设置在电池包的同一侧，以便于进行冷却液供给和回收的循环过程。也可以说，冷却液在不同的导热管33的第一端口处的流动方向可以不同，相应的，冷却液在不同的第二端口331处的流动方向也可以不同。其中，导热管33与第一连通部31和第二连通部32之间可以通过焊接的方式密封连接，且导热管33可以两两成对布置，任意一对导热管33之间可以设置配合间隙，配合间隙可以用于安装固定端板2。

冷却液在水冷结构3中的循环过程如下：冷却液可以自水冷结构3的供液口343进入水冷结构3中，进而由第一连通部31为一部分导热管33供入温度较低的冷却液，而温度较低的冷却液在吸收单体电池1产生的热量后，温度升高；后续的，温度较高的冷却液可以通过第二连通部32从前述一部分导热管33中流入另一部分导热管33中，最终的，温度较高的冷却液流回第一连通部31中，且从水冷结构3的回液口351处流出，完成一个换热循环过程。

进一步的，如图4所示，固定端板2可以包括端板本体21和卡持部22，端板本体21可以与卡持部22连接，且卡持部22可以与第二连通部32两侧的配合间隙插接配合。

具体的，端板主体21和卡持部22可以通过注塑的方式一体成型，且一个固定端板2上可以设置有两个卡持部22，两个卡持部22可以分别卡持在第二连通部32的两侧，固定端板2可以通过两个卡持部22与第二连通部32限位配合；当然，固定端板2还可以为其他结构，且卡持部22的个数和形状也可以不同，本文对此不作限制。

由于第一连通部31同时具有供液和回液的功能，因而为了整合各导热管33中温度不同的冷却液的流向，连通接头还可以包括分流管34和汇流管35，分流管34和汇流管35可以均与第一连通部31连通，且分流管34和汇流管35可以均设置在第一连通部31的上方，这可以进一步提高电池包内部的空间利用率。

具体的，分流管34和汇流管35的结构可以相同，且可以均为金属管，本领域技术人员可以根据第一连通部31和导热管33的流量确定分流管34和汇流管35的横截面积，分流管34可以具有供液口343，且可以通过供液口343向水冷结构3供给冷却液，在分流管34的分流作用下，温度较低的冷却液可以沿多条路径分别向多个导热管33流动；相应的，汇流管35可以具有回液口351，多个导热管33中温度较高的冷却液可以沿着多条路径最终从回液口351流出。

进一步的，分流管34可以设置有多个注液口340，分流管34可以通过多个注液口340与第一连通部31连通；相应的，汇流管35可以通过多个出液口350与第一连通部31连通；为了进一步整合多个导热管33中温度不同的冷却液的流动方向，如图6或图7所示，沿多个导热管33的排布方向(即图1中Y方向)，两个注液口340之间可以设置有出液口350，或者两个出液口350之间可以设置有注液口340。

具体的，由于导热管33设置有多个，且为了减小加工难度，通常可以设置数量尽可能得少的注液口340和出液口350，这导致注液口340和出液口350的数量之和可能会小于导热管33的数量，进而造成冷却液在各导热管33之间的流动路径紊乱，而通过在两个注液口340之间设置出液口350，或者在两个出液口350之间设置注液口340，可以使温度较低的冷却液通过注液口340同时进入前述注液口340两侧相邻的两个导热管33中，或者相邻的两个导热管33中温度较高的冷却液可以同时通过同一个出液口350流出，这有利于提高整个水冷结构3的换热效率。

进一步的，分流管34可以包括第一管体341和第二管体342，如图6和图7所示，考虑到不同的注液口340所对应的导热管33的个数不同，冷却液在各注液口340处的流速可能不同，因而在电池包的高度方向上(即图1中所示的Z方向)，第一管体341的最小横截面面积可以小于第二管体342的最小横截面面积，以控制第一管体341与第二管体342中流过的冷却液的量。相应的，汇流管35也可以如此设置，此处不再赘述。

具体的，第一管体341和第二管体342可以均为规则结构的管状结构，也可以均为不规则形状的管状结构，通过设置第一管体341的横截面面积小于第二管体342的横截面面积，使得流过第一管体341中冷却液的量小于流过第二管体342中冷却液的量，这可以保证流过各注液口340处的冷却液的速率基本一致，进而使得整个水冷结构3的换热效率得以平均，以平衡水冷结构3上各处的换热效率，进而提高整个电池包的换热效率。

进一步的，在电池包的高度方向上，第一管体341与第二管体342的横截面可以均为圆形面，且第二管体342上各处的横截面面积可以相等，这可以提高加工效率；第一管体341可以包括过流部341a和限流部341b，为了保证整个分流管34的密闭效果，过流部341a的横截面面积可以等于第二管体342的横截面面积，为了实现限流作用，限流部341b的横截面面积可以小于第二管体342的横截面面积，且过流部341a可以同时与第二管体342和限流部341b连接。

具体的，第一管体341和第二管体342可以一体成型，且二者可以均为内径相等的圆管，这有利于进一步提高加工效率；可以通过工装夹具在第一管体上加工出限流部341b，使得限流部341b的横截面面积小于第二管体342的横截面面积，本领域技术人员可以根据第一管体341和第二管体342所对应的导热管33的数目，以及其他已知量，计算出限流部341b的横截面面积与第二管体342的横截面面积之比，以定量限流部341b的横截面面积，使得冷却液在各注液口340处的流速可以基本一致，进而平衡整个水冷结构3上各个位置处的换热效率。

为了提高相邻第二连通部32之间的结构强度，可选的，如图8所示，本申请所提供的电池包还可以包括加强板4，加强板4可以连接于相邻的第二连通部32之间。

具体的，加强板4可以为金属加强板，可以通过焊接的方式，将加强板4连接于相邻的第二连通部32上。为了进一步提高电池包内部的空间利用率，加强板4可以连接于第二连通部32上靠近第一连通部31的位置处。

进一步的，如图5所示，导热管33可以包括沿电池包的高度方向相对的两个平面管壁332，为了进一步提高换热效率，靠近单体电池1的平面管壁332可以与单体电池1相接触，远离单体电池1的平面管壁332可以与电池包的壳体相接触。

具体的，导热管33可以为矩形管，矩形的导热管33可以具有平面结构的上下两个管壁，通过两个平面结构的管壁分别与单体电池1和电池包的壳体相接触，使得单体电池所产生的热量可以更好得被导热管33内持续流动的冷却液带走，且在冷却液的流动过程中，部分热量还可以通过导热管33的另一个平面管壁332与电池包的壳体传递到电池包的外部，这有利于进一步提高电池包的散热效率。

进一步的，如图5所示，第二连通部32可以包括主体部321和两个连接壁322，两个连接壁322可以均为平面结构，且两个连接壁322之间可以形成连通口323，导热管33可以通过连通口323与第二连通部32连通；为了提高导热管33与第二连通部32之间的连接强度，两个连接壁322均可以与导热管33中靠近单体电池1的平面管壁332贴合连接，这可以增加导热管33与第二连通部32之间的连接面积，进而可以提高二者之间的连接强度。

具体的，可以通过切割的方式分别在闭合的导热管33和第二连通部32上对应的位置处切割开口，且在第二连通部32上加工出开口后，连通口323的两侧可以仍具有平面结构的连接壁322，两个平面结构的连接壁322可以通过焊接的方式与导热管33的一个平面管壁固定连接，通过使两个连接壁322与平面管壁332相贴合且连接，可以使第二连通部32与导热管33之间的连接强度更大。

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。凡在本申请的精神和原则之内，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

单体电池，

固定端板，

水冷结构，所述水冷结构包括连通接头和多个导热管，多个所述导热管通过所述连通接头连通；

其中：

在所述电池包的高度方向上，所述单体电池安装在所述导热管上方，所述固定端板安装在所述连通接头上方。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述连通接头包括第一连通部和第二连通部，所述第一连通部设置有一个，所述第二连通部设置有多个；

所述导热管具有第一端口和第二端口，各所述第一端口均与所述第一连通部连接，多个所述第二端口中两两连通，且相邻所述导热管的所述第二端口通过同一所述第二连通部连接；

沿多个所述导热管的排布方向，各所述第二连通部相对的两侧均具有配合间隙。

3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述固定端板包括端板主体和卡持部，所述端板主体与所述卡持部连接，所述卡持部与所述配合间隙插接配合。

4.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述连通接头还包括分流管和汇流管；

所述分流管和所述汇流管均与所述第一连通部连接，且在所述高度方向上，所述分流管和所述汇流管均设置在所述第一连通部上方。

5.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于，所述分流管具有多个注液口，所述分流管通过多个所述注液口与所述第一连通部连通；

所述汇流管具有多个出液口，所述汇流管通过多个所述出液口与所述第一连通部连通；

沿多个所述导热管的排布方向，两个所述注液口之间设置有所述出液口，或两个所述出液口之间设置有所述注液口。

6.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，所述分流管包括第一管体和第二管体，在所述高度方向上，所述第一管体的最小截面面积小于所述第二管体的最小截面面积。

7.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，在所述高度方向上：所述第一管体与所述第二管体的横截面均为圆形面，所述第二管体上各位置处的横截面面积相等；

所述第一管体包括过流部和限流部，所述过流部与所述第二管体和所述限流部均连通，所述过流部上各处的横截面面积与所述第二管体的横截面面积相等，所述限流部的横截面面积小于所述第二管体的横截面面积。

8.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，还包括加强板，相邻的所述第二连通部之间固定连接有所述加强板。

9.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，各所述导热管包括沿所述高度方向相对的两个平面管壁，所有靠近所述单体电池的所述平面管壁均与所述单体电池接触，所有远离所述单体电池的所述平面管壁均与所述电池包的壳体接触。

10.根据权利要求9所述的电池包，其特征在于，所述第二连通部包括主体部和两个连接壁，两个所述连接壁均为平面结构，且两个所述连接壁之间具有连通口，所述连通口与所述第二端口连通；

两个所述连接壁与所述导热管中靠近所述单体电池的所述平面管壁贴合连接。