CN210778898U - 动力电池、动力电池系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种动力电池、动力电池系统及车辆，包括在每个电池模组的多个电芯平行于垂向方向布置且沿横向方向依次层叠，且在纵向方向上暴露彼此相对的第一侧面和第二侧面，换热装置包括多个限定有换热通道的换热板和多个限定有连通通道的连接板，每个电池模组与第一侧面对应的第一端设置有一换热板，该换热板面贴合于该电池模组中全部电芯的第一侧面，每个电池模组与第二侧面对应的第二端设置有另一换热板，该换热板面贴合于该电池模组中全部电芯的第二侧面，用于同一电池模组的两个换热板通过连接板连接，以通过连通通道将两个换热通道流体连通。本公开提供的动力电池在保证电芯内温度均衡的同时可快速改变电芯的温度，提高电芯使用寿命。

Description

动力电池、动力电池系统及车辆

技术领域

本公开涉及动力电池技术领域，具体地，涉及一种动力电池、动力电池系统及车辆。

背景技术

现有的动力电池内通常采用液冷板单侧贴合电芯的布置方式，来降低电芯温度以防止电芯因温度过高而影响性能。然而在长期使用过程中，这种布置方式导致动力电池内的电芯两侧温差较大，液冷板冷却不均匀，从而导致电芯的工作寿命缩短。此外，在具有多个电芯电池模组中，液冷板单侧贴合的布置方式也使得排布较后的电芯温度高于靠前的电芯，使得电池模组内的不同的电芯使用寿命存在差异，进而导致电池模组的稳定性和安全性降低。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种动力电池、动力电池系统及车辆，该动力电池在保证电芯内温度均衡的同时能够快速改变电芯的温度，提高电芯的使用寿命。

为了实现上述目的，本公开提供一种动力电池，包括多个电池模组，每个电池模组包括多个电芯，多个电芯平行于垂向方向布置且沿横向方向依次层叠，并且在纵向方向上暴露彼此相对的第一侧面和第二侧面，所述动力电池包括换热装置，该换热装置包括多个换热板和多个连接板，该换热板限定有供换热介质流动的换热通道，所述连接板限定供所述换热介质流动的连通通道，每个电池模组与所述第一侧面对应的第一端设置有一换热板，该换热板面贴合于该电池模组中全部电芯的第一侧面，每个电池模组与所述第二侧面对应的第二端设置有另一换热板，该换热板面贴合于该电池模组中全部电芯的第二侧面，用于同一个电池模组的两个换热板通过一连接板连接，以通过连通通道将两个换热通道流体连通。

可选地，所述换热板设置为沿所述横向方向延伸，所述连接板设置为沿所述纵向延伸，并且与最近的电芯之间具有预设间隔。

可选地，多个电池模组分成多排，每排电池模组包括成行布置的多个电池模组，多排电池模组在所述横向方向上间隔布置，每排电池模组中多个电池模组沿所述纵向依次间隔设置，且相邻的任意两个电池模组之间，彼此相互面对的第一侧面和第二侧面共用同一换热板。

可选地，所述换热装置包括多个连接板，每排电池模组中所设置的多个换热板通过多个连接板串联地连接在一起，并且每一连接板的连通通道将相邻的两个换热板的换热通道流体连通，以形成用于该排电池模组的换热支路。

可选地，每排电池模组中的电池模组沿所述纵向方向对齐地布置。

可选地，所述换热装置包括用于换热介质的入口和出口，每排电池模组的换热支路并联地连接在所述入口和所述出口之间。

可选地，所述换热板通过导热胶粘接于所述电芯的第一侧面或第二侧面。

可选地，所述换热板在所述垂向方向上的尺寸小于所述电芯在垂向方向上的尺寸。

在上述方案的基础上，本公开还提供一种动力电池系统，所述动力电池系统包括上述的动力电池。

在上述方案的基础上，本公开还提供一种车辆，所述车辆包括上述的动力电池系统。

通过上述技术方案，本公开提供的动力电池中，通过在每个电池模组中的多个电芯的第一侧面和第二侧面分别面贴合连接限定有供换热介质流动的换热通道的换热板，且用于同一个电池模组的两个换热板通过一连接板连接，该连接板限定供所述换热介质流动的连通通道，也就是说连接板连接同一个电池模组的两个换热板，从而可以通过连通通道将两个换热通道流体连通，而换热板通过多个电芯的第一侧面和第二侧面来改变电芯的温度，且连接板可以使得同一个电池模组的两个换热板的流向相反，一方面通过两个换热板可以快速改变电芯温度，提高换热效率，以使得电芯内部温度均衡，另一方面，同一个电池模组的两侧换热板的流向相反可以使得同一个电池模组内的多个电芯的温度变化量大致相等，避免电芯间温差过大电压、电容不均衡现象，同时保证电芯温度可控，且保护电芯避免过充和过放，防止温差过大报警，有效防止电池模组内不同的电芯的使用寿命因换热不均而出现差异，进而提高电池模组的稳定性和安全性，降低电芯的失效率。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1示意性地示出了根据本公开第一实施例提供的动力电池的结构图。

图2示意性地示出了根据本公开第二实施例提供的动力电池的结构图。

图3是根据本公开第一实施例/第二实施例提供的动力电池中换热板的横向截面图，其中示出了矩形通道。

图4是根据本公开第一实施例/第二实施例提供的动力电池中换热板的垂向截面图，其中示出了蛇形通道。

附图标记说明

1-换热板，11-矩形通道，12-蛇形通道，13-换热入口，14-换热出口，2-连接板，3-电池模组，31-电芯，4-冷却通道，5-支路入口，6-支路出口。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未做相反说明的情况下，使用的方位词如“纵向、横向、垂向”是以本公开提供的动力电池中换热板1的方位为基准定义的，具体地，参考图1所示的图面方向，其中，定义换热板1在图面的上下方向为横向方向，在图面的左右方向为纵向方向，垂直于图面的方向为垂向方向。另外，“第一、第二”等词的使用目的在于区分一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。此外，在下面的描述中，当涉及到附图时，除非另有解释，不同的附图中相同的附图标记表示相同或相似的要素。上述定义仅用于解释和说明本公开，不应当理解为对本公开的限制。

根据本公开的具体实施方式，提供一种动力电池，包括多个电池模组3，每个电池模组3包括多个电芯31，多个电芯31平行于垂向方向布置且沿横向方向依次层叠，并且在纵向方向上暴露彼此相对的第一侧面和第二侧面，动力电池包括换热装置，该换热装置包括多个换热板1和多个连接板2，该换热板1限定有供换热介质流动的换热通道，所述连接板2限定供所述换热介质流动的连通通道，每个电池模组3与第一侧面对应的第一端设置有一换热板1，该换热板1面贴合于该电池模组3中全部电芯31的第一侧面，每个电池模组3与第二侧面对应的第二端设置有另一换热板1，该换热板1面贴合于该电池模组3中全部电芯31的第二侧面，用于同一个电池模组3的两个换热板1通过一连接板2连接，以通过连通通道将两个换热通道流体连通。

通过上述技术方案，本公开提供的动力电池中，通过在每个电池模组3中的多个电芯31的第一侧面和第二侧面分别面贴合连接限定有供换热介质流动的换热通道的换热板1，且用于同一个电池模组3的两个换热板1通过一连接板2连接，该连接板2限定供所述换热介质流动的连通通道，也就说连接板2连接同一个电池模组3的两个换热板1，从而可以通过连通通道将两个换热通道流体连通，而换热板1通过多个电芯31的第一侧面和第二侧面来改变电芯31的温度，且连接板2可以使得同一个电池模组3的两个换热板1的流向相反，一方面通过两个换热板1可以快速改变电芯31温度，提高换热效率，以使得电芯31内部温度均衡，另一方面，同一个电池模组3的两侧换热板1的流向相反可以使得同一个电池模组3内的多个电芯31的温度变化量大致相等，避免电芯31间温差过大电压、电容不均衡现象，同时保证电芯31温度可控，且保护电芯31避免过充和过放，防止温差过大报警，有效防止电池模组3内不同的电芯31的使用寿命因换热不均而出现差异，进而提高电池模组3的稳定性和安全性，降低电芯31的失效率。

在本公开提供的具体实施方式中，换热板1设置为沿横向方向延伸，连接板2设置为沿纵向方向延伸，并且与最近的电芯31之间具有预设间隔，即冷却通道4，通过连接板2与最近的电芯31之间的设置的冷却通道4，即通过连接板2的换热介质并不会对与连接板2最近的电芯31进行换热处理，可以保证该电芯31只进行纵向方向上的换热处理，从而防止该电芯31与所在电池模组3内的其他电芯31之间出现温度不均衡，另外，冷却通道4的设置使得通过连接板2的换热介质可以通过与空气进行传热，有利于降低换热介质的温度，进而使得换热介质流至的下一个换热板1冷却电芯31时与前一个换热板1冷却的电芯31间的温差均衡。

其中，换热板1可以以任意合适的方式配置。可选择地，如图3所示，换热板1构造为包括矩形通道11，换热介质通过矩形通道11流动，进而实现电芯31之间的热交换。如图4所示，换热板1构造为包括蛇形通道12，蛇形通道12上设置换热入口13和换热出口14，换热介质从换热入口13进入到蛇形通道12内实现与电芯31之间的热交换，其中，换热入口13和换热出口14可以根据需要设置在同一侧或两侧。在本公开的其他实施例中，换热板1还可以是其他的布置方式，例如，换热板1构造为包括多个U型通道等，以实现与电芯31之间的热交换。对此，本公开不作任何限制。

在本公开提供的具体实施方式中，多个电池模组3分成多排，每排电池模组包括成行布置的多个电池模组3，多排电池模组可以在横向方向上间隔布置，每排电池模组中多个电池模组3可以沿纵向依次间隔设置，且相邻的任意两个电池模组3之间，彼此相互面对的第一侧面和第二侧面共用同一换热板1，一方面通过一个换热板1同时对相邻的两个电池模组3进行换热处理，提高换热板1的换热效率，降低能耗，另一方面能够减少换热板1的数量，使得每排电池模组的结构更加紧凑，有利于减少动力电池的体积。

在本公开提供的具体实施方式中，换热装置可以以任意合适的方式配置。可选择地，如图1和图2所示，换热装置包括多个连接板2，每排电池模组中所设置的多个换热板1通过多个连接板2串联地连接在一起，并且每一连接板2的连通通道将相邻的两个换热板1的换热通道流体连通，以形成用于该排电池模组的换热支路，换热介质从支路入口5进入换热支路，并在换热支路内与电芯31进行热交换，进而实现对电芯31的冷却，换热介质最终从支路出口6流出。在本公开的其他实施例中，换热装置还可以是其他的配置方式，例如，换热装置配置为仅设置有热交换板，该热交换板设置有换热介质入口和换热介质出口，该热交换板面贴合于多个电芯31的第一侧面和第二侧面，且设置于同一电池模组3的两个热交换板具有相反的流向，以避免电芯31内部以及多个电芯31之间的温差的温度不均衡，对此，本公开不作任何限制。

在本公开提供的具体实施方式中，电池模组3可以以任意合适的方式配置。可选择地，图1和图2分别示出了电池模组3两种配置方式，其中，在图1所示的第一实施例中，每排电池模组中的电池模组3沿纵向方向对齐地布置。换热板1构造为换热短板和换热长板，其中相邻的任意两个电池模组3共用的换热板1采用换热长板，纵向方向两端的电池模组3外侧的换热板1采用换热短板，多个连接板2串联连接多个换热长板和换热短板以形成换热支路，从而实现电池模组3内电芯31的换热。在图2所示的第二实施例中，每排电池模组中的电池模组3沿纵向方向交错布置，但在该排电池模组中，同一纵向方向上的连接板2对齐布置且换热板1的长度相同，连接板2串联连接多个换热板1以形成换热支路，从而实现电池模组3内电芯31的换热。在本公开的其他实施例中，电池模组3还可以是其他的布置方式，对此，本公开不作任何限制。

在本公开提供的具体实施方式中，换热装置包括用于换热介质的入口和出口，每排电池模组的换热支路并联地连接在入口和出口之间，以使得每排的换热支路均可单独地进行换热处理，从而避免因单个换热支路故障而影响到其他换热支路。

在本公开提供的具体实施方式中，换热板1与电池模组3之间可以以任意合适的方式配置，以实现两者之间的连接。可选择地，换热板1通过导热胶粘接于电池模组3中的电芯31的第一侧面或第二侧面，以防止电池模组3移动时，换热板1与电芯31之间发生相对位移而导致电芯31内部和电芯31之间的温度不均衡。在本公开的其他实施例中，换热板1与电池模组3之间还可以是其他的布置方式，例如，螺纹连接、焊接等。对此，本公开不作任何限制。

在本公开提供的具体实施方式中，换热板1在垂向方向上的尺寸小于电芯31在垂向方向上的尺寸，换热板1的整个换热面可以面贴合于电芯31进行换热处理，从而可以避免增大换热板1的能耗。此外，由于电芯31内部温度被动均衡，因此换热板1在垂向方向上的尺寸小于电芯31在垂向方向上的尺寸不会影响到电芯31的换热均匀性。

在上述方案的基础上，本公开还提供一种动力电池系统，所述动力电池系统包括上述的动力电池。

在上述方案的基础上，本公开还提供一种车辆，所述车辆包括上述的动力电池系统。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种动力电池，包括多个电池模组(3)，每个电池模组(3)包括多个电芯(31)，多个电芯(31)平行于垂向方向布置且沿横向方向依次层叠，并且在纵向方向上暴露彼此相对的第一侧面和第二侧面，所述动力电池包括换热装置，其特征在于，该换热装置包括多个换热板(1)和多个连接板(2)，该换热板(1)限定有供换热介质流动的换热通道，所述连接板(2)限定供所述换热介质流动的连通通道，每个电池模组(3)与所述第一侧面对应的第一端设置有一换热板(1)，该换热板(1)面贴合于该电池模组(3)中全部电芯(31)的第一侧面，每个电池模组(3)与所述第二侧面对应的第二端设置有另一换热板(1)，该换热板(1)面贴合于该电池模组(3)中全部电芯(31)的第二侧面，用于同一个电池模组(3)的两个换热板(1)通过一连接板(2)连接，以通过连通通道将两个换热通道流体连通。

2.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述换热板(1)设置为沿所述横向延伸，所述连接板(2)设置为沿所述纵向延伸，并且与最近的电芯(31)之间具有预设间隔。

3.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，多个电池模组(3)分成多排，每排电池模组包括成行布置的多个电池模组(3)，多排电池模组在所述横向方向上间隔布置，每排电池模组中多个电池模组(3)沿所述纵向依次间隔设置，且相邻的任意两个电池模组(3)之间，彼此相互面对的第一侧面和第二侧面共用同一换热板(1)。

4.根据权利要求3所述的动力电池，其特征在于，所述换热装置包括多个连接板(2)，每排电池模组中所设置的多个换热板(1)通过多个连接板(2)串联地连接在一起，并且每一连接板(2)的连通通道将相邻的两个换热板(1)的换热通道流体连通，以形成用于该排电池模组的换热支路。

5.根据权利要求4所述的动力电池，其特征在于，每排电池模组中的电池模组(3)沿所述纵向方向对齐地布置。

6.根据权利要求4所述的动力电池，其特征在于，所述换热装置包括用于换热介质的入口和出口，每排电池模组的换热支路并联地连接在所述入口和所述出口之间。

7.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述换热板(1)通过导热胶粘接于所述电芯(31)的第一侧面或第二侧面。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的动力电池，其特征在于，所述换热板(1)在所述垂向方向上的尺寸小于所述电芯(31)在垂向方向上的尺寸。

9.一种动力电池系统，其特征在于，所述动力电池系统包括权利要求1-8中任意一项所述的动力电池。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求9所述的动力电池系统。

Images