CN208240755U - 电池框、电池模组和汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池领域，具体公开了一种电池框、电池模组和汽车，该电池框包括：框架(10)，所述框架(10)的两侧边框具有开口相对的滑槽(101)，并且所述框架(10)的顶部边框在每一侧形成有与该侧的所述滑槽(101)连通的进水口(111a)或出水口(111b)；和水冷板(11)，所述水冷板(11)装设于所述框架(10)，并且所述水冷板(11)具有在两侧边缘和底部边缘连续延伸的冷水管(111)。该电池框的水冷板上的管路为水冷管，且电池位于该水冷管之间，增加换热面积，提高换热效率，保证电池模组内部温度稳定，同时水冷管不会被电池挤压，防止泄漏，提高电池的使用寿命。

Description

电池框、电池模组和汽车

技术领域

本实用新型涉及电动汽车领域，特别涉及一种电池框、电池模组和汽车。

背景技术

电动汽车的发展受制于电池续航里程，提高电池的续航是必然的发展趋势。目前高能量比的三元软包锂电池大量使用在电动汽车上，由于其能量高以及自身的软包结构特点，在使用过程中会产生大量的热影响其正常放电，软包内采用水冷方式对电池进行散热，但软包存在易泄漏的安全问题。

现有水冷方案有两种：一是在电池模组底部、顶部或侧面放置水室，但由于水室没有与电池单体大面积接触，因而对电池散热效果并不理想；二是在电池单体之间的整个面上叠加布有水路的水冷板，水冷板的冷却管路采用平行注水，由于整个水冷板面都布有水路且叠压在电池单体之间，当水冷板受到外部冲击或挤压时会使得水冷板内的水泄漏，导致电池绝缘甚至报废。

实用新型内容

本实用新型的一些实施例提供了一种电池框，解决水冷板对电池散热效果差和易泄漏的问题。

本申请的实施例中，电池框包括：

框架，框架的两侧边框具有开口相对的滑槽，并且框架的顶部边框在每一侧形成有与该侧的滑槽连通的进水管孔或出水管孔；和

水冷板，水冷板装设于框架，并且水冷板具有在两侧边缘和底部边缘连续延伸的冷水管；

其中，水冷板的两侧边缘插入在滑槽中，并且冷水管在水冷板的每一侧形成的顶部开口与该侧的进水管孔或出水管孔对接。

进一步的，框架具有连接在两侧边框之间的两个夹层板，两个夹层板与两侧边框包围形成容纳水冷板的空腔。

进一步的，空腔在框架的底部具有供水冷板沿滑槽插入或拔出的插接口。

进一步的，框架和水冷板在靠近插接口处卡接。

进一步的，夹层板在靠近开口的位置处形成凹槽，水冷板在底部边缘形成有与凹槽卡接的凸起。

本申请的实施例还提供了一种电池模组，包括：

多个电池框；和

多个电池；

其中每个电池均位于相邻的两个电池框之间。

进一步的，水冷板的冷水管的进水口通过在所述多个电池的排列方向延伸的进水总管相连通；水冷板的冷水管的出水口通过在所述多个电池的排列方向延伸的出水总管相连通。进一步的，进水总管具有均衡多个冷水管内压力的仰角，出水总管具有均衡多个冷水管内压力的俯角。

进一步的，进水总管以在进水方向上逐渐降低的方式倾斜布置，出水总管以在出水方向上逐渐降低的方式倾斜布置。

本申请的实施例还提供了一种汽车，该汽车包括上述电池模组。

根据上述的各实施例，本申请的有益效果为：

1.水冷板与框架采用插接方式连接，易于拆装，节省空间；

2.水冷板上的管路为水冷管，且电池位于该水冷管之间，增加换热面积，提高换热效率，保证电池模组内部温度稳定，同时水冷管不会被电池挤压，防止泄漏，提高电池的使用寿命；

3.进水总管设置仰角，出水总管设置俯角，均衡各水冷管内的水压，保证各水冷管传热效率一致，使得电池模组内部温度稳定。

附图说明

以下附图仅对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。

图1为本申请实施例电池框结构示意图；

图2为本申请实施例电池框的框架剖面图；

图3为本申请实施例电池框的框架俯视图；

图4为本申请实施例电池框的水冷板结构示意图；

图5为本申请实施例电池模组爆炸图；

图6为本申请实施例电池模组示意图。

标号说明：

1-电池框、2-电池；

10-框架、11-水冷板、12-进水总管、13-出水总管；

101-滑槽、102-进水管孔、103-出水管孔、104-插接口、105-凹槽、106-夹层板、107- 空腔；

111-冷水管、111a-进水口、111b-出水口；

112-面板、112a-凸起。

具体实施方式

为了对实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本实用新型相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

请参见图1，在一个实施例中，电池框1包括：

框架10，框架10的两侧边框具有开口相对的滑槽101，并且框架10的顶部边框在每一侧形成有与该侧的滑槽101连通的进水管孔102或出水管孔103；和

水冷板11，水冷板11装设于框架10，并且水冷板11具有在两侧边缘和底部边缘连续延伸的冷水管111；

其中，水冷板11的两侧边缘插入在滑槽101中，并且冷水管111在水冷板11的每一侧形成的顶部开口与该侧的进水管孔102或出水管孔103对接。

该处冷水管111在水冷板11的每一侧形成的顶部开口即为进水口111a和出水口111b。

需要强调的是，该处滑槽101开设于框架10内部，与现有技术不同的是，现有技术中水冷板位于框架10侧面，导致水冷板会受到震动或者挤压而泄漏，本申请中滑槽101 开设于框架10内部，采用插接的方式连接，进而水冷板11与框架10将冷水管111与电池 2单体实现隔离，防止冷水管111受挤压而破损或者泄漏，并且水冷板11与框架10安装完成即为一体结构，能够在保证安全的前提下达到好的散热效果。

本申请中与现有技术的一个很大区别在于水冷管，现有技术中水冷管设置在电池底部或者侧面，不能实现水冷管与电池单体的有效接触，接触面积小，其散热效果必然差，而本申请中冷水管111位于电池2的三个侧面，与电池2充分接触，增加了接触面积，接触面积大的情况下，传热效果必然好，因而能够实现对电池2的有效散热。现有技术中水冷管还分布于水冷板的整个板面上，然后水冷板位于叠加的电池单体之间，这样的设置方式能够有效吸收热量，对电池单体进行散热，但是当电池模组收到撞击或者震动时，水冷板受到撞击力或者加紧力的作用，很可能使得内部的水冷管破裂或者受损，导致水泄漏，而本申请中冷水管111位于水冷板11的两侧边缘和底部边缘，且安装于框架10内部，即使受到撞击或者挤压，也不会受到太大的撞击力或者挤压力，这样水冷管就不会破裂或者受损，能够保证电池的正常使用。

为实现冷水管111的水冷功能，其内部需要有流动水通过，本申请的实施例中，框架 10上的滑槽101末端开设有进水管孔102和出水管孔103，可以理解的是，当冷水管111插接在滑槽101内时，冷水管111的两个端口即进水口111a和出水口111b恰好位于滑槽 101的末端，为实现水冷，冷水管111的进水口111a插设于框架10的进水管孔102，冷水管111的出水口111b插设于框架10的出水管孔103，通过进水管孔102向冷水管111补充水，通过出水管孔103将冷水管111内的水排出，同时将冷水管111与电池2热交换的热量带走，实现对电池2的散热降温。

更为具体的，框架10对水冷板11和电池2进行支撑，为实现该支撑效果，如图2-4所示，框架10具有连接在两侧边框之间的两个夹层板106，夹层板106实现两边框的有效连接，同时夹层板106起增加刚度的作用，两个夹层板106与两侧边框包围形成容纳水冷板11的空腔107，水冷板11安装于该空腔107内，夹层板106和边框实现对水冷板11的保护，当电池模组受到冲击或者碰撞时，夹层板106和边框首先承受冲击力，对水冷板11 进行保护。

而为了实现水冷板11的安装，空腔107在框架10的底部具有供水冷板11沿滑槽101插入或拔出的插接口104。水冷板11采用插接方式安装于框架10上，易于拆卸和更换。具体的，插接口104位于框架10的底部，与空腔107相连通，用于水冷板11的插入，插接口104与水冷板11相匹配。

更为进一步的，水冷板11插入框架10后，水冷板11是处于活动状态，不能进行使用，因而本申请的实施例中，框架10和水冷板11在靠近插接口104处卡接。水冷板11插接完成后，水冷板11并没有被限制，这种情况下电池框不能正常使用，因而本申请的实施例中设置卡接，当冷水管111完全进入滑槽101内部，且冷水管111与滑槽101恰好贴合的位置，水冷板11与框架10卡接，使得水冷板11与框架10成为一个整体进行使用。

上述卡接的具体结构可以是：夹层板106在靠近插接口104的位置处形成凹槽105，水冷板11在底部边缘形成有与凹槽105卡接的凸起112a。

本申请的一个优选实施例中，卡接的实现包括设置于面板112上的凸起112a和开设于框架10上的凹槽105。更为具体的，为保证水冷板11恰好完全进入框架后实现与框架10的固定连接，凸起112a设置于面板112的底部边缘，也就是水冷板11与框架10最后接触的位置，相应的，为保证凸起112a和凹槽105完全匹配，凹槽105开设于框架10底部边缘，也就是框架10与水冷板11最先接触的位置，这样水冷板11进入框架10后凸起112a 和凹槽105的位置刚好对应，凸起112a扣入凹槽105内，实现卡扣的卡接，进而将框架 10和水冷板11固定连接。

为了保证框架10和水冷板11之间没有相对滑动，较为优选的，滑槽101与冷水管111 接触四周涂水密封胶，进一步对冷水管111进行固定。

另一方面，本申请的实施例还提供了一种电池模组，如图5和6所示，包括多个电池框1和多个电池2；每个电池2均位于相邻的两个电池框1之间。电池框1对相邻的电池 2进行隔离，并且电池2位于冷水管111之间，使得冷水管111位于电池的周围，能够与电池2充分接触，增加接触面积，进一步提高传热效率，提高冷水管111对电池2的降温效果，另一方面，冷水管111位于电池2的周围，当电池模组震动或者被挤压时，仅是面板112被挤压，冷水管111不会被挤压，防止漏水，影响电池的正常使用。

更为具体的，选定电池2的数量后，将电池2安装于电池框1之间，压紧固定即为电池模组，电池模组固定完成后安装进水总管12和出水总管13。具体的，进水总管12沿多个电池的排列方向延伸，连通水冷板11的冷水管111的所有进水口111a，向所有冷水管 111供水，出水总管13沿多个电池的排列方向延伸，连通水冷板11的冷水管111的所有出水口111b，将所有冷水管111内的水引出，这样设置简化了水路管线，防止多个管线错综复杂的连接，导致后期维护困难。

更为进一步的，进水总管具有均衡多个冷水管内压力的仰角，出水总管具有均衡多个冷水管内压力的俯角。当一个进水总管12向所有的冷水管111供水时，容易导致各冷水管 111内的水压不均衡，因而进水总管12以在进水方向上逐渐降低的方式倾斜布置，出水总管13以在出水方向上逐渐降低的方式倾斜布置。可以理解的是，靠近进水总管12进水口位置处的冷水管111水供应充足，水压高，而沿着进水方向，越远离进水总管12的进水口，水压越低，导致后续的冷水管111内水压降低，不同冷水管111内水压不同将导致降温效果的不同，则电池内部温度会不均匀，进而电池的效率会受影响，因而本申请中进水总管 12具有均衡多个冷水管111内压力的仰角，由于该仰角的存在，各冷水管111内的水压均衡，电池模组内部的降温效果一致，温度均衡，能够延长电池的使用寿命。同样的，出水总管13具有均衡多个冷水管111内压力的俯角，该俯角的存在可使得各冷水管111内的水压降一致，进而保持冷水管111内压力一致，这样对电池2的降温效果一致，电池模组内部温度没有大的差异，电池效率一致，延长电池的使用寿命。

可以理解的是，该电池模组可应用于汽车上，保证汽车的正常供放电，延长汽车使用寿命。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池框，其特征在于，包括：

框架(10)，所述框架(10)的两侧边框具有开口相对的滑槽(101)，并且所述框架(10)的顶部边框在每一侧形成有与该侧的所述滑槽(101)连通的进水管孔(102)或出水管孔(103)；和

水冷板(11)，所述水冷板(11)装设于所述框架(10)，并且所述水冷板(11)具有在两侧边缘和底部边缘连续延伸的冷水管(111)；

其中，所述水冷板(11)的两侧边缘插入在所述滑槽(101)中，并且所述冷水管(111)在所述水冷板(11)的每一侧形成的顶部开口与该侧的所述进水管孔(102)或出水管孔(103)对接。

2.根据权利要求1所述的电池框，其特征在于，所述框架(10)具有连接在两侧边框之间的两个夹层板(106)，两个夹层板(106)与两侧边框包围形成容纳所述水冷板(11)的空腔(107)。

3.根据权利要求2所述的电池框，其特征在于，所述空腔(107)在所述框架(10)的底部具有供所述水冷板(11)沿所述滑槽(101)插入或拔出的插接口(104)。

4.根据权利要求3所述的电池框，其特征在于，所述框架(10)和所述水冷板(11)在靠近所述插接口(104)处卡接。

5.根据权利要求4所述的电池框，其特征在于，所述夹层板(106)在靠近所述开口的位置处形成凹槽(105)，所述水冷板(11)在底部边缘形成有与所述凹槽(105)卡接的凸起(112a)。

6.一种电池模组，其特征在于，包括：

多个权利要求1-5任一所述的电池框(1)；和

多个电池(2)；

其中每个所述电池(2)均位于相邻的两个所述电池框(1)之间。

7.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，所述框架(10)的进水口(111a)通过在所述多个电池的排列方向延伸的进水总管(12)相连通；所述水冷板(11)的冷水管(111)的出水口(111b)通过在所述多个电池的排列方向延伸的出水总管(13)相连通。

8.根据权利要求7所述的电池模组，其特征在于，所述进水总管(12)具有均衡多个所述冷水管(111)内压力的仰角，所述出水总管(13)具有均衡多个所述冷水管(111)内压力的俯角。

9.根据权利要求8所述的电池模组，其特征在于，所述进水总管(12)以在进水方向上逐渐降低的方式倾斜布置，所述出水总管(13)以在出水方向上逐渐降低的方式倾斜布置。

10.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括如权利要求6至9中任意一项所述的电池模组。