CN207624860U - 电池组件和动力电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池组件和动力电池，电池组件包括：冷却单元，所述冷却单元具有壳体，所述冷却单元壳体内部限定电池单元容腔，所述电池单元容腔与所述冷却单元的流体入口和流体出口连通，所述冷却单元壳体还限定通至所述电池单元容腔的插口；以及电池单元，所述电池单元通过所述插口密封地配合至所述电池单元容腔中并填补所述插口，使得使得所述电池单元容腔封闭而冷却流体在通过所述电池单元容腔时不会泄漏，并且所述电池单元的电极侧位于所述冷却单元壳体外。根据本实用新型的电池组件和动力电池简化电池冷却系统，改善冷却效率并提高冷却系统安全性。

Description

电池组件和动力电池

技术领域

本实用新型涉及动力电池领域，更具体地，本实用新型涉及具有改善的冷却系统的电池组件和动力电池。

背景技术

高密度动力电池不断应用于新能源电动汽车中，同时对电池冷却系统也提出了更高的要求。在目前电池冷却方案设计中，大多集中在模组级别的电池冷却方案，同时大多采用冷却板/冷却管方式，冷却液体与电池间接接触，电池与冷媒之间存在较大的热阻致使冷却效率不能达到最佳，同时会有冷却板/冷却管破裂引发冷却液流出风险，电池动力系统安全系数降低。

此外，现有技术方案中，液冷系统和电池模组为根据具体需求设计加工，其设计针对某一固定电池包结构，结构尺寸固定不变，当电池模组或电池包结构发生变化时，冷却系统需要重新设计加工，需要重新开模制造，产品可移植性较差，加工成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决或至少缓解现有技术中所存在的问题。

本实用新型的目的在于简化电池冷却系统，改善冷却效率并提高冷却系统安全性。

本实用新型的目的在于简化电池单元与冷却系统的组装。

根据本实用新型的一方面，提供了一种电池组件，包括：

冷却单元，所述冷却单元具有壳体，所述冷却单元壳体内部限定电池单元容腔，所述电池单元容腔与所述冷却单元的流体入口和流体出口连通，所述冷却单元壳体还限定通至所述电池单元容腔的插口；以及

电池单元，所述电池单元通过所述插口密封地配合至所述电池单元容腔中并填补所述插口，使得所述电池单元容腔封闭，而冷却流体在通过所述电池单元容腔时不会泄漏，并且所述电池单元的电极侧位于所述冷却单元壳体外。

可选地，在上述电池组件中，所述冷却单元壳体的内壁上或所述电池单元的外壳上具有多条筋，所述多条筋引导流体沿所述多条筋限定的方向流过所述电池单元的外壳。

可选地，在上述电池组件中，所述电池单元呈立方体，所述电池单元具有在电极侧处的正极柱和负极柱。

可选地，在上述电池组件中，所述冷却单元的电池单元容腔呈立方体，所述电池单元容腔包括相对的第一侧壁和第二侧壁，所述流体入口和所述流体出口分别设置在第一侧壁和第二侧壁上，所述电池单元容腔还包括第一侧壁和第二侧壁之间的相对的第三侧壁和第四侧壁以及底壁。

可选地，在上述电池组件中，所述第一侧壁和第二侧壁限定从流体入口或流体出口发散的多条筋。

可选地，在上述电池组件中，所述第三侧壁，第四侧壁以及底壁限定在所述第一侧壁和所述第二侧壁之间延伸的多条平行的筋。

可选地，在上述电池组件中，所述第三侧壁，第四侧壁以及底壁限定迂回的筋，以限定迂回的流体路径。

可选地，在上述电池组件中，所述冷却单元壳体的内壁或所述电池单元的外壳在所述插口附近设置有围绕所述插口的密封件。

可选地，在上述电池组件中，所述冷却单元壳体和电池单元在所述插口附近还通过焊接或粘合剂进行第二重密封。

可选地，在上述电池组件中，所述冷却单元壳体限定多个电池单元的容腔，所述冷却单元壳体还限定通至所述多个电池单元容腔的多个插口，多个电池单元通过所述多个插口密封地配合在所述多个电池单元容腔中，并且每个电池单元的电极侧位于所述冷却单元壳体外同一侧处。

可选地，在上述电池组件中，所述多个电池单元容腔并联或串联在流体路径上。

根据另一方面，提供了一种动力电池，该动力电池包括根据各个实施例所述的电池组件。

附图说明

参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。此外，图中类似的数字用以表示类似的部件，其中：

图1示出了根据一个实施例的组装状态的电池组件；

图2示出了根据一个实施例的分解状态的电池组件；

图3示出了根据一个实施例的电池组件的电池单元容腔的内部区域视图；

图4示出了根据一个实施例的电池组件内部冷却流体流向；以及

图5示出了根据另一个实施例的电池组件内部冷却流体流向。

具体实施方式

容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

首先参考图1和图2，其分别示出了根据本实用新型的一个实施例的电池组件的组装视图和分解视图。电池组件包括冷却单元1，冷却单元1具有冷却单元冷却单元壳体19，冷却单元壳体19内部限定电池单元容腔，电池单元容腔与流体入口11和流体出口12连通。此外，冷却单元壳体19还限定通至电池单元容腔的插口13。电池组件还包括电池单元2，电池单元2通过插口13密封地配合入电池单元容腔中并填补插口13，使得电池单元容腔封闭，且其中的冷却流体不会泄漏，并且电池单元2的电极侧25并位于壳体外。通过这样的布置，冷却流体可从流体入口11进入冷却单元1的电池单元容腔，并从冷却单元壳体19的内壁与电池单元的外壳24之间通过，最后从流体出口12流出。由此，冷却流体可直接与电池单元的外壳24接触，显著改善了冷却效率，同时，通过插口13可容易且方便地安装电池单元2。

尽管电池单元2可具有任何适合的形状，但在图示的实施例中，电池单元可呈立方体，更具体地，可呈片状。另外，在一些实施例中，电池单元2的电极侧25处于顶部，并且电池单元2具有在电极侧25处的正极柱21和负极柱22。当然，电池单元2还可具有在电极侧25处的其他形式的电极。作为电池单元2而言，其外壳24可由塑料材料制成，备选地，电池单元2的外壳24也可由热传导更佳的金属材料制成，如铝基合金。在电池单元2的外壳24的接近电极侧的位置，电池单元2可具有密封件23，如密封条，密封件23协助电池单元2密封地配合至冷却单元1的电池单元容腔中，并防止冷却流体从电池单元容腔泄漏。为了保证密封性，除了密封件23外，冷却单元壳体19和电池单元外壳在插口13附近还可通过焊接或粘合剂进行第二重密封，提供额外的密封。

尽管冷却单元1可具有任何适当的形状并可限定任何形状的电池单元容腔，但在一些实施例中，冷却单元1的冷却单元壳体19的外形可具有与电池单元2对应的立方体形状并限定与电池单元2形状对应的电池单元容腔。冷却单元壳体19可大致由第一侧壁15，第二侧壁14，第三侧壁17，第四侧壁16以及底壁18组成，而冷却单元壳体19的顶部为开放式并限定插口13。冷却单元壳体19具有用于与冷却流体供应端连接的流体入口11以及用于与冷却流体排放端连接的流体出口12。在一些实施例中，流体入口11和流体出口12可设置在相对的第一侧壁15和第二侧壁16处。在一些实施例中，冷却单元壳体19的内壁在插口13附近也可设置有围绕插口13的密封件131(图3中标注)，例如密封件131可包括密封条收纳槽以及其中的密封条。冷却单元壳体19也可由塑料材料制成，备选地，冷却单元壳体19也可由热传导更佳的金属材料制成，如铝基合金。

图3示出了冷却单元1的电池单元容腔的内部结构。为了清楚起见，图3中仅示出了第一侧壁15，第三侧壁17和底壁18，其他内壁被省去。从图3中可见，在一些实施例中，冷却单元壳体19的内壁上可具有多条筋151,171和181，多条筋引导流体沿多条筋限定的方向流过电池单元的外壳24。在备选的实施例中，电池单元的外壳24上可设置有多条筋(未示出)，电池单元的外壳24上的多条筋也可引导流体沿特定的路径流过电池单元外壳24。在另一些实施例中，冷却单元壳体19的内壁和电池单元的外壳24可均设有多条筋。

进一步参考图3，在一些实施例中，冷却单元壳体19的内壁在第一侧壁15处可限定从流体入口11发散的多条筋151，使得进入的流体可分散地从电池单元外壳流过。尽管未示出，相同地或类似地，冷却单元壳体19的内壁在第二侧壁14处可限定从流体出口12发散的多条筋，以使冷却流体汇聚。冷却单元壳体19还包括第一侧壁15和第二侧壁14之间的第三侧壁17，第四侧壁16和底壁18。在一些实施例中，冷却单元壳体19的内壁在第三侧壁17，第四侧壁16以及底壁18处限定多条在第一侧壁15和第二侧壁14之间延伸的平行的筋。这些平行的筋限定了多条平行的冷却液体路径301,302,401,402，由此冷却液体可覆盖电池单元2的除电极侧外的五个表面，与电池单元2充分地接触。尽管在图3所示的实施例中，冷却单元壳体19在第三侧壁17，第四侧壁16以及底壁18处限定多条平行的筋，但在备选实施例中，冷却单元壳体19的内壁可在第三侧壁17，第四侧壁16以及底壁18处限定迂回的筋，以限定迂回的流体路径，例如S型，Z型或U型等，由此，冷却流体可在这些内壁处迂回以增加冷却流体与电池单元外壳的接触。应当理解，所谓“迂回的筋”指包括至少一对相互成角度的筋，例如相互垂直的筋。

继续参考图4，其中大致示出了根据本实用新型的一个实施例的电池组件中冷却流体的路径。冷却流体从流体入口11沿箭头F1的方向进入电池单元容腔并沿第一侧壁15处的多根筋151分散，部分冷却流体从电池单元2的侧边沿多条筋171限定的路径基本沿箭头F2的方向通过，另一部分冷却流体从电池单元2的底部沿多条筋181限定的路径基本沿箭头F3的方向通过，最后，冷却流体在流体出口12汇聚，并沿箭头F4的方向流出。

继续参考图5，其中大致示出了根据本实用新型的另一个实施例的电池组件中冷却流体的路径。在该实施例中，电池组件中冷却单元1的壳体限定两个电池单元的容腔，冷却单元壳体还限定通至两个电池单元容腔的两个插口，两个电池单元201,202密封地配合在这两个插口中，并且每个电池单元的电极侧填补插口并位于壳体外同一侧处。尽管图5示出了两个电池单元容腔的实施例，根据其他实施例的电池组件还可包括更多个的电池单元容腔，如三个，五个等。在图5所示的实施例中，电池单元的容腔以并联形式连接在流体入口11和流体出口12之间，具体而言，沿箭头F1方向进入的冷却流体沿电池单元外壳与冷却单元壳体之间沿箭头F2的方向，或沿电池单元外壳之间沿箭头F5的方向流至流体出口12，并沿箭头F4的方向流出。在备选的实施例中，多个电池单元的容腔也可串联在流体入口11和流体出口12之间，例如可提供挡板501,502，使得流体沿S型依次流过电池单元202和电池单元201的外壳。在多于两个电池单元容腔的情况下，也可将这些电池单元的容腔并联或串联在流体路径上。

此外，在根据本实用新型的各个实施例的电池组件中，冷却流体均可选用绝缘隔热冷却液体，由此，可提供更佳的安全性。

在另一些实施例中，本实用新型还旨在保护包括根据本实用新型的各个实施例的电池组件的动力电池，动力电池可用于新能源汽车。

根据本实用新型的各个实施例的电池组件优点包括但不限于：

1.冷却流体直接与电池单元接触，并优选地接触电池单元的五个表面，提供了改善的冷却效率；

2.冷却流体处于冷却单元壳体与电池外壳之间，省去了专用的管道，冷却板等，简化了电池冷却系统的结构；

3.电池单元与冷却单元更容易的组装；以及

4.即使冷却流体泄漏也不会接触电极侧，提供改善的安全性。

以上所描述的具体实施例仅为了更清楚地描述本实用新型的原理，其中清楚地示出或描述了各个部件而使本实用新型的原理更容易理解。在不脱离本实用新型的范围的情况下，本领域的技术人员可容易地对本实用新型进行各种修改或变化。故应当理解的是，这些修改或者变化均应包含在本实用新型的专利保护范围之内。

Claims (12)

1.一种电池组件，包括：

冷却单元，所述冷却单元具有壳体，所述冷却单元壳体内部限定电池单元容腔，所述电池单元容腔与所述冷却单元的流体入口和流体出口连通，所述冷却单元壳体还限定通至所述电池单元容腔的插口；以及

电池单元，所述电池单元通过所述插口密封地配合至所述电池单元容腔中并填补所述插口，使得所述电池单元容腔封闭，并且所述电池单元的电极侧位于所述冷却单元壳体外。

2.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于，所述冷却单元壳体的内壁上或所述电池单元的外壳上具有多条筋，所述多条筋引导流体沿所述多条筋限定的方向流过所述电池单元的外壳。

3.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于，所述电池单元呈立方体，所述电池单元的电极侧处于顶侧，所述电池单元具有在电极侧处的正极柱和负极柱。

4.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于，所述冷却单元的电池单元容腔呈立方体，所述电池单元容腔包括相对的第一侧壁和第二侧壁，所述流体入口和所述流体出口分别设置在第一侧壁和第二侧壁上，所述电池单元容腔还包括第一侧壁和第二侧壁之间的相对的第三侧壁和第四侧壁以及底壁。

5.根据权利要求4所述的电池组件，其特征在于，所述第一侧壁和第二侧壁限定从流体入口或流体出口发散的多条筋。

6.根据权利要求4所述的电池组件，其特征在于，所述第三侧壁，第四侧壁以及底壁限定在所述第一侧壁和所述第二侧壁之间延伸的多条平行的筋。

7.根据权利要求4所述的电池组件，其特征在于，所述第三侧壁，第四侧壁以及底壁限定迂回的筋，以限定迂回的流体路径。

8.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于，所述冷却单元壳体的内壁或所述电池单元的外壳在所述插口附近设置有围绕所述插口的密封件。

9.根据权利要求8所述的电池组件，其特征在于，所述冷却单元壳体和电池单元在所述插口附近还通过焊接或粘合剂进行第二重密封。

10.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于，所述冷却单元壳体限定多个电池单元的容腔，所述冷却单元壳体还限定通至所述多个电池单元容腔的多个插口，多个电池单元通过所述多个插口密封地配合在所述多个电池单元容腔中，并且每个电池单元的电极侧位于所述冷却单元壳体外同一侧处。

11.根据权利要求10所述的电池组件，其特征在于，所述多个电池单元容腔并联或串联在流体路径上。

12.一种动力电池，其特征在于，所述动力电池包括如权利要求1-11中任一项所述的电池组件。