CN208400904U - 一种电池箱、能源组件、以及电池组 - Google Patents

一种电池箱、能源组件、以及电池组 Download PDF

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周素霞
王晓明
徐远新
黄云
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Abstract

本实用新型涉及一种电池箱、能源组件、以及电池组。该电池箱包括：壳体，其包括侧壁和底壁；在壳体内部设置的一个或多个间隔壁，其将壳体内部分为若干个槽；弹性导热体，其设置在所述壳体的侧壁的内表面，以及所述间隔壁的表面上，使得由所述间隔壁区分的所述槽的侧面上都设置有弹性导热体。根据本实用新型的电池箱和电池组以弹性导热体起到导热和缓冲的作用，从而既使得电池组长期工作时的温度状态均匀且稳定，又使得电池组在受到震动或冲击时可以得以缓冲，防止产生短路、漏液等问题，提高了安全性。

Description

一种电池箱、能源组件、以及电池组
技术领域
本实用新型涉及一种电池箱、一种能源组件、以及电池组。具体而言，本实用新型涉及一种用于动力电池的、箱体内以及间隔壁上包含弹性导热单元的电池箱，一种由弹性导热体包裹电芯或电池的能源组件，以及电池组。
背景技术
随着新能源的发展，锂离子电池以其高能量密度等优点而受到了广泛的关注。在电动车领域，需要使用大能量、高功率的锂离子电池。由此也产生了一系列涉及安全性、可靠性等方面的问题。
在动力锂离子电池中，由于需要高能量密度，电芯或电池都以电池组的方式成组使用；而其使用时的电流密度高，因此在使用期间电池会产生相当的热量。因此在电池组中心位置的电芯或电池的热量不易散出，导致不同位置的电芯或电池的工作温度长期不同，从而使得电芯或电池的性能逐渐出现差异，使耐久性劣化。
CN105742756A使用了一种具有多个槽结构的壳体放置电芯，从而使工作时中心位置的电芯的温度通过间隔壁传导。但是，由于锂离子电池生产工艺中电芯厚度存在0.5mm左右的不确定性，导致电芯和间隔壁接触不充分。此外，在使用时受到震动、冲击等情况时电芯发生破损、漏液、短路等的风险提高。
此外，由于成本原因，开发新的规格的动力电池的电池箱会产生相当大量的费用，可能涉及电池规格的调整、性能测试、安全性审查等方面。
因此，仍然需要新的、性能更可靠的电池箱组件。
实用新型内容
发明人在考虑了电池箱的产品需求以及在改动结构方面的限制性后，通过实验发现，采用弹性导热单元可以同时满足导热性、耐冲击性和不改变现有技术整体结构的要求，在此基础上完成了本实用新型。
本实用新型的一个目的是提供一种电池箱。
本实用新型的再一个目的是提供一种能源组件。
本实用新型的另一个目的是提供一种包含了所述电池箱或所述能源组件的电池组。
根据本实用新型的一个方面，其提供了一种电池箱，该电池箱包括：
壳体，其包括侧壁和底壁；
在壳体内部设置的一个或多个间隔壁，其将壳体内部分为若干个槽，所述槽用于容纳电芯或电池；
弹性导热体，其设置在所述壳体的侧壁的内表面，以及所述间隔壁的表面上，使得由所述间隔壁区分的所述槽的侧面上都设置有弹性导热体。
根据本实用新型的另一个方面，其提供了一种能源组件，包括
电芯或电池；以及
弹性导热体，其设置在所述电芯或电池的侧面上以包裹所述电芯或电池。
优选地，在所述电芯或电池的底部表面上也设置有弹性导热体。
根据本实用新型的另一个方面，其提供了一种电池组，该电池组包括
壳体，其包括侧壁和底壁；
在壳体内部设置的一个或多个间隔壁，其将壳体内部分为若干个槽；
电芯或电池，其容纳在所述若干个槽内；以及
弹性导热体，其设置在所述壳体的侧壁的内表面以及所述间隔壁的表面上使得由所述间隔壁区分的所述槽的侧面上都设置有弹性导热体，或者其设置在所述电芯或电池的侧面上以包裹所述电芯或电池。
所述壳体可以为铜制或铝制壳体。
优选地，所述弹性导热体是导热硅胶片或由导热膏形成的导热层。
优选地，所述弹性导热体的导热系数＞1.8W/(m·K)，厚度为50μm～5mm。
优选地，在壳体的底壁的内表面也设置有弹性导热体，或者在所述电芯或电池的底部表面上也设置有弹性导热体。
优选地，所述弹性导热体连接至散热装置。
优选地，所述间隔壁为铜片或铝片，以作为散热装置。
有益效果
根据本实用新型的电池箱和电池组以弹性导热体起到导热和缓冲的作用，从而既使得电池组长期工作时的温度状态均匀且稳定，又使得电池组在受到震动或冲击时可以得以缓冲，防止产生短路、漏液等问题，提高了安全性。
附图说明
图1为根据本实用新型的一个实施方式的电池箱的示意图。
图2为根据本实用新型的一个实施方式的电池箱的剖面图。
图3为根据本实用新型的一个实施方式的电池组的剖面图。
附图标记：
10：电池箱
101：壳体
102：间隔壁
103：弹性导热体
1021：槽
20：电芯
具体实施方式
为使本领域具有普通知识的人员可了解本实用新型的特点及效果，以下谨就说明书及申请专利范围中提及的术语及用语进行一般性的说明及定义。除非另有指明，否则文中使用的所有技术及科学上的字词，皆具有本领域技术人员对于本实用新型所了解的通常意义，当有冲突情形时，应以本说明书的定义为准。
在本文中，用语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其他任何类似用语均属于开放性连接词(open-ended transitional phrase)，其意欲涵盖非排他性的包括物。举例而言，含有复数要素的一组合物或制品并不仅限于本文所列出的这些要素而已，而是还可包括未明确列出但却是该组合物或制品通常固有的其他要素。除此之外，除非有相反的明确说明，否则用语“或”是指涵盖性的“或”，而不是指排他性的“或”。例如，以下任何一种情况均满足条件“A或B”：A为真(或存在)且B为伪(或不存在)、A为伪(或不存在)且B为真(或存在)、A和B均为真(或存在)。此外，在本文中，用语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”的解读应视为已具体公开并同时涵盖“由…所组成”及“实质上由…所组成”等封闭式或半封闭式连接词。
以下具体实施方式本质上仅是例示性，且并不欲限制本实用新型及其用途。此外，本文并不受前述现有技术或实用新型内容或以下具体实施方式或实施例中所描述的任何理论的限制。
处于安全性的考虑，锂离子电池和电池组在使用时都有各种保护电路或者其他起到稳定电压或电流的作用的电子器件。在本实用新型中，电芯是指不包括保护电路的电化学组件部分；而电池是指包括基本保护电路和电芯的电化学组件部分；以及电池组是指将多个电池通过串联和/或并联后，进一步包括或不包括其他的电子器件的电化学组件部分。此处所述的电子器件仅指处于保护电芯的目的而限制、稳定电压或电流的作用的器件。
图1示出了根据本实用新型的一个实施方式的电池箱的示意图。在图1中，电池箱10包括壳体101，间隔壁102和弹性导热体103。如图1所示，间隔壁102将电池箱分为4个槽1021，以容纳电芯或电池。弹性导热体103设置在所述壳体的侧壁(未具体标号)，以及所述间隔壁102的表面上，使得由所述间隔壁102区分的所述槽1021的侧面上都设置有弹性导热体103。
在图1中，壳体101的底壁未设置导热弹性体，但本领域技术人员可以理解，在底壁也可以设置导热弹性体。图2为根据本实用新型的一个实施方式的电池箱的剖面图。如图2中所示，在壳体101的底壁的内表面也设置有导热弹性体。
图3为根据本实用新型的一个实施方式的电池组的剖面图。如图3所示，在电池箱的槽中设置有电芯20。
本领域技术人员可以理解，导热弹性体也可以设置成包裹所述电芯20的侧面，并且可以设置成同时包裹所述电芯20的底部。
图1中的导热弹性体可以进一步连接到散热装置(未示出)上。所述散热装置没有特别的限制，可以是常规用于散热的散热片，如具有较大表面积的金属片，特别是铜片或铝片等。
或者，图1中的间隔壁102和壳体101可以由铜或铝制成，从而直接起到散热装置的作用。
通过在槽内设置弹性导热体，可以同时实现导热、抗冲击和减少因电芯生产的厚度不确定性造成的影响。具体而言，由于该弹性导热体导热系数高，在电池组中心的电芯在工作时产生的热量也可以轻易地被带走，从而使得不同位置的电芯或电池的工作环境保持一致，进一步使得电芯或电池的性能不会产生太大差异，提高了电池组的耐久性。而由于弹性导热体的弹性，在电池组收到冲击时，其可以吸收一部分能量，从而提高电池组的安全性。此外，也由于弹性导热体的弹性，使得因生产时厚度的不确定性(或不一致性、误差)导致的电池厚度不均可以由弹性导热体的弹性得以平衡。
实施例
以下将通过实施例进一步描述本实用新型，然而本领域技术人员能够理解，这些实施例仅用于解释说明的目的，而不意图限制本实用新型的范围，本实用新型的范围以所附的权利要求书为准。
实施例1
如图3所示的结构设置电池箱和电芯，其中，电池箱由铝制成，间隔壁由30μm厚的铝片制成，将导热硅胶片设置在槽的侧面和底面，其厚度为70μm，导热系数为5.0W/(m·K)，所使用的单个电芯规格为厚*宽*长＝20*55*165mm，容量为6150～6180mAh。由上述4个电芯组合为一个电池组。
实施例2
除了由铜制成电池箱，并由铜片制成间隔壁外，以与实施例1相同的方式准备电池组。
实施例3
除了以导热膏形成导热层代替导热硅胶片，且其厚度为100μm，导热系数为4.0W/(m·K)以外，以与实施例1相同的方式准备电池组。
实施例4
除了由铜制成电池箱，并由铜片制成间隔壁外，以与实施例3相同的方式准备电池组。
对比实施例1
除了不引入导热硅胶，而将铝材料间隔壁的厚度调整为100μm以使槽的规格符合电芯规格以外，以与实施例1相同的方式准备电池组。
实验实施例
通过以下方法测量温差和电压差ΔV
散热性测试(℃)：将热电偶贴在电池组中心的电芯上以记录温度变化。在室温(25℃)下，将电池充电至100％，以5C倍率放电，记录实施例1-4和对比实施例1的温度变化，用其中最大值减最小值，得到散热性测试结果。
电压差ΔV(mV)：将电池充至50％SOC(State of Charge即荷电状态)，记录V1，然后将电池组在2m高度自由落体，之后测量电池电压V2，ΔV＝V1-V2。
表1中列出了上述的散热性测试和电压差测试的结果。
散热性测试(℃) ΔV(mv)
实施例1 8 0
实施例2 7 45
实施例3 5 60
实施例4 6 50
对比实施例1 12 100
从表1的结果可以看出，根据本实用新型的电池箱以及由其制备的电池组的散热性优异。此外，通过电压差ΔV(mV)的测试结果可以看出，本实用新型的电池箱以及由其制备的电池组具有更优异的抗冲击性能。
虽然实施例1-4给出了本实用新型的示例性的实施方式，但本领域技术人员可以理解，对本实用新型而言，还可以有许多其他的实施方式。

Claims (6)

1.一种电池箱，其特征在于，包括：
壳体，其包括侧壁和底壁；
在壳体内部设置的一个或多个间隔壁，其将壳体内部分为若干个槽，所述槽用于容纳电芯或电池；
弹性导热体，其设置在所述壳体的侧壁的内表面，以及所述间隔壁的表面上，使得由所述间隔壁区分的所述槽的侧面上都设置有弹性导热体。
2.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，
所述壳体是铜制或铝制壳体；和/或
所述弹性导热体是导热硅胶片或由导热膏形成的导热层；和/或
所述弹性导热体的厚度为50μm～5mm；和/或
在壳体的底壁的内表面也设置有弹性导热体；和/或
所述弹性导热体连接至散热装置；和/或
所述间隔壁为铜片或铝片。
3.一种能源组件，其特征在于，包括：
电芯或电池；以及
弹性导热体，其设置在所述电芯或电池的侧面上以包裹所述电芯或电池。
4.根据权利要求3所述的能源组件，其特征在于，
所述弹性导热体是导热硅胶片或由导热膏形成的导热层；和/或
所述弹性导热体的厚度为50μm～5mm；和/或
在所述电芯或电池的底部表面上设置有弹性导热体。
5.一种电池组，其特征在于，该电池组包括：
壳体，其包括侧壁和底壁；
在壳体内部设置的一个或多个间隔壁，其将壳体内部分为若干个槽；
电芯或电池，其容纳在所述若干个槽内；以及
弹性导热体，其设置在所述壳体的侧壁的内表面以及所述间隔壁的表面上使得由所述间隔壁区分的所述槽的侧面上都设置有弹性导热体，或者其设置在所述电芯或电池的侧面上以包裹所述电芯或电池。
6.根据权利要求5所述的电池组，其特征在于，
所述壳体是铜制或铝制壳体；和/或
所述弹性导热体是导热硅胶片或由导热膏形成的导热层；和/或
所述弹性导热体的厚度为50μm～5mm；和/或
在壳体的底壁的内表面也设置有弹性导热体，或者在所述电芯或电池的底部表面上也设置有弹性导热体；和/或
所述弹性导热体连接至散热装置；和/或
所述间隔壁为铜片或铝片。
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