CN211828908U - 电池模组及电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电池模组及电池,电池模组的侧板内集成有流道结构,且流道结构内填充可以吸收和释放热量的相变材料,使得侧板拥有传统模组侧板和冷却板双重功能,通过该侧板减少传统电池模组中需要额外设置冷却板来避免电芯升温发生异常的问题。在本方案中,当电芯大倍率充放电过程产生大量热量时,热量传递到侧板,当侧板温度达到相变材料相变温度时,通过相变材料在侧板内部由液态变为气态吸收大量潜热的机理,实现对电芯的冷却功能,当电芯停止或小倍率充放电时温度降低,侧板内相变材料由气态冷凝为液态放出存储的热量,完成了气相→液相→气相的循环,减少了电芯的产热导致的快速温升的问题,使得电芯维持在舒适的工作温度区间。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池散热技术领域,特别涉及一种电池模组及电池。
背景技术
随着能源危机的加重,新能源的开发和广泛应用,纯电动汽车在运行过程中无污染排放、经济效率高,引起世界各国的广泛重视。电池内部化学反应迅速,会产生大量的热。尤其是在快速充电、爬坡、加速等工况下,电池充、放电倍率较高,短时间内会产生大量的热。而温度过高不仅不利于电池正常工作,甚至可能发生热失控,出现燃烧爆炸的情况。因而为了满足电动汽车正常使用的需求,控制电池的工作范围,延长电池的使用寿命,增大车辆运行的安全性,电动汽车的动力电池冷却系统作为汽车的热管理系统一部分,是不可或缺的。
现主流的电池冷却方式一般分强制风冷和液冷两种,均是属于主动冷却,强制风冷是以空气为介质,通过风机驱使低温空气通过风道流经电池表面或散热器表面,通过直接或间接方式将电芯产生的热量带走;液冷方式是通过液冷板与电池外表面接触散热的方式,可以将液冷板布置在电池底部,或是用冷板将动力电池缠绕起来,或者是利用热管极强的导热能力,将热管与冷板结合,将电池产生的热量带走。但是这些传统的温控设备需要增加风机或水泵等大功率负载,零部件种类数量繁多,工艺复杂,液冷板于电池的集成度低,占用空间较大,装配工艺要求高,降低了整车的续航里程,增加了成本、重量且温度一致性控制较差。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决现有技术中电池进行散热的工艺复杂、成本较高等问题。本实用新型提供一种电池模组和电池。
为解决上述技术问题,本实用新型实施方式公开了一种电池模组,电池模组包括:一对相对设置的端板、一对相对设置的侧板,端板和侧板连接形成空腔,空腔内容纳有多个电芯;至少一个侧板内集成有流道结构,流道结构的一端为设置在侧板内的封闭端,且另一端为延伸且突出于侧板远离电芯一侧的开口端;并且流道结构内填充有相变材料,相变材料根据电芯的温度在侧板内发生相变反应。
采用上述技术方案,电池模组的侧板内集成有流道结构,且流道结构内填充可以吸收和释放热量的相变材料,使得侧板拥有传统模组侧板和冷却板双重功能,通过该侧板减少传统电池模组中需要额外设置冷却板来避免电芯升温发生异常的问题。在本方案中,当电芯大倍率充放电过程产生大量热量时,热量传递到侧板,当侧板温度达到相变材料相变温度时,通过相变材料在侧板内部由液态变为气态吸收大量潜热的机理,实现对电芯的冷却功能,当电芯停止或小倍率充放电时温度降低,侧板内相变材料由气态冷凝为液态放出存储的热量,完成了气相→液相→气相的循环。因此本方案大大减少了电芯的产热导致的快速温升的问题,使得电芯维持在舒适的工作温度区间。由于无需额外再设置液冷板,减少了零件数量、安装工艺和成本,大大降低了生产成本。
根据本实用新型的另一具体实施方式,本实用新型的另一具体实施方式公开了一种电池模组,当电芯的温度高于预设温度时,相变材料吸收电芯的热量发生相变反应;并且
当电芯的温度低于或等于预设温度时,相变材料释放存储的热量发生相变反应。
根据本实用新型的另一具体实施方式,本实用新型的另一具体实施方式公开了一种电池模组,相变材料为以下任一种:
液-气相变材料、固-液相变材料、固-气相变材料。
根据本实用新型的另一具体实施方式,本实用新型的另一具体实施方式公开了一种电池模组,侧板和/或端板与电芯的接触面之间设置有导热层。
根据本实用新型的另一具体实施方式,本实用新型的另一具体实施方式公开了一种电池模组,导热层的材料至少为以下任一种:导热硅胶垫、导热单组分胶、导热AB胶、导热结构胶。
根据本实用新型的另一具体实施方式,本实用新型的另一具体实施方式公开了一种电池模组,流道结构与侧板一体成型。
根据本实用新型的另一具体实施方式,本实用新型的另一具体实施方式公开了一种电池模组,开口端设置为注液口,注液口处于常闭模式且注液口处设置有可拆卸封闭件。
根据本实用新型的另一具体实施方式,本实用新型的另一具体实施方式公开了一种电池模组,可拆卸封闭件包括橡胶塞或者合页式密封仓门。
根据本实用新型的另一具体实施方式,本实用新型的另一具体实施方式公开了一种电池模组,侧板远离电芯的一侧还设置有注液观察口,注液观察口通过透明材料密封填充。
本实用新型还提供一种电池,电池包括多个上述的电池模组。
采用上述技术方案,本实用新型提供的电池,其包含的电池模组的侧板内集成有流道结构,且流道结构内填充可以吸收和释放热量的相变材料,使得侧板拥有传统模组侧板和冷却板双重功能,通过该侧板减少传统电池模组中需要额外设置冷却板来避免电芯升温发生异常的问题。在本方案中,当电芯大倍率充放电过程产生大量热量时,热量传递到侧板,当侧板温度达到相变材料相变温度时,通过相变材料在侧板内部由液态变为气态吸收大量潜热的机理,实现对电芯的冷却功能,当电芯停止或小倍率充放电时温度降低,侧板内相变材料由气态冷凝为液态放出存储的热量,完成了气相→液相→气相的循环。因此本方案大大减少了电芯的产热导致的快速温升的问题,使得电芯维持在舒适的工作温度区间。由于无需额外再设置液冷板,减少了零件数量、安装工艺和成本,大大降低了生产成本。
本实用新型的有益效果是:
本实用新型提供了一种电池模组,其侧板内集成有流道结构,且流道结构内填充可以吸收和释放热量的相变材料,使得侧板拥有传统模组侧板和冷却板双重功能,通过该侧板减少传统电池模组中需要额外设置冷却板来避免电芯升温发生异常的问题。在本方案中,当电芯大倍率充放电过程产生大量热量时,热量传递到侧板,当侧板温度达到相变材料相变温度时,通过相变材料在侧板内部由液态变为气态吸收大量潜热的机理,实现对电芯的冷却功能,当电芯停止或小倍率充放电时温度降低,侧板内相变材料由气态冷凝为液态放出存储的热量,完成了气相→液相→气相的循环。因此本电池模组大大减少了电芯的产热导致的快速温升的问题,使得电芯维持在舒适的工作温度区间。由于无需额外再设置液冷板,减少了零件数量、安装工艺和成本,大大降低了生产成本。
附图说明
图1为本实用新型实施例1提供的电池模组的结构示意图。
附图标记说明:
10、电池模组;11、端板;12、侧板;13、空腔;14、电芯;15、开口端;16、导热层。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。虽然本实用新型的描述将结合较佳实施例一起介绍,但这并不代表此实用新型的特征仅限于该实施方式。恰恰相反,结合实施方式作实用新型介绍的目的是为了覆盖基于本实用新型的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本实用新型的深度了解,以下描述中将包含许多具体的细节。本实用新型也可以不使用这些细节实施。此外,为了避免混乱或模糊本实用新型的重点,有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
应注意的是,在本说明书中,相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实施例的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实施例的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。
实施例1
为解决现有技术中电池进行散热的工艺复杂、成本较高等问题,本实施例的实施方式公开了一种电池模组10,电池模组10包括:一对相对设置的端板11、一对相对设置的侧板12,端板11和侧板12连接形成空腔13,空腔13内容纳有多个电芯14;至少一个侧板12内集成有的流道结构(图中未示出),流道结构的一端为设置在侧板内12的封闭端(图中未示出),且另一端为延伸且突出于侧板12远离电芯14一侧的开口端15;并且流道结构内填充有相变材料,相变材料根据电芯14的温度在侧板12内发生相变反应,具体的相变反应可以为气化反应或者冷凝反应,以吸热或者放热,使得电芯14处于较适宜的温度,防止电芯14的温度过高或者过低引起的使用寿命降低或者其他安全隐患。
具体的,电池模组的侧板12内集成有流道结构,且流道结构内填充可以吸收和释放热量的相变材料,使得侧板12拥有传统模组侧板和冷却板双重功能,通过该侧板12减少传统电池模组中需要额外设置冷却板来避免电芯升温发生异常的问题。
更具体的,在本实施例中,当电芯14大倍率充放电过程产生大量热量时,热量传递到侧板12,当侧板12温度达到相变材料的相变温度时,通过相变材料在侧板12内部由液态变为气态吸收大量潜热的机理,实现对电芯14的冷却功能;当电芯14停止或小倍率充放电时温度降低,侧板12内相变材料由气态冷凝为液态放出存储的热量,完成了气相→液相→气相的循环。
综上,本实施例提供的电池模组,在侧板12内的流道结构内填充相变材料,实现对电芯14的冷却,大大减少了电芯14的产热导致的快速温升的问题,使得电芯14维持在舒适的工作温度区间。相比于现有技术,本实施例的电池模组无需额外再设置液冷板,减少了零件数量、安装工艺和成本,大大降低了生产成本。
如图1所示,根据本实施例的另一具体实施方式,本实施例的另一具体实施方式公开了一种电池模组,当电芯14的温度高于预设温度时,相变材料吸收电芯14的热量发生相变反应,此时的相变反应为气化反应或者说吸热反应,用于吸收电芯14工作时产生的高热量,在相变材料发生气化反应时吸收掉这部分热量,使得电芯14的温度不会升到较高的温度,防止电芯14发生高热爆炸等安全隐患。当电芯14的温度低于或等于预设温度时,相变材料释放存储的热量发生相变反应,此时的相变反应为冷凝反应或者说放热反应,用于释放存储的热量,在相变材料发生冷凝反应时吸释放掉先前吸收的那部分热量,使得电芯14的温度不会低到较低的温度,防止电芯14处于较低的温度影响其使用的问题。
另外,预设温度基于电芯14的适宜温度区间而定,本实施例对此不做具体限定。
如图1所示,根据本实施例的另一具体实施方式,本实施例的另一具体实施方式公开了一种电池模组,相变材料为以下任一种:液-气相变材料、固-液相变材料、固-气相变材料,具体根据实际需要选择。在本实施例中,这些相变材料可以采用现有技术中已有的相变材料,在此不做过多赘述。
如图1所示,根据本实施例的另一具体实施方式,本实施例的另一具体实施方式公开了一种电池模组,侧板12和/或端板11与电芯14的接触面之间设置有导热层16,起到填充侧板12与电芯14之间间隙的作用,减少侧板12与电芯14之间的热阻。更具体的,导热层16的材料至少为以下任一种:导热硅胶垫、导热单组分胶、导热AB胶、导热结构胶。
如图1所示,根据本实施例的另一具体实施方式,本实施例的另一具体实施方式公开了一种电池模组,流道结构与侧板12一体成型,其制作工艺可以采用吹胀,冲压焊接,铸造等,从而方便加工制作,节省工序,降低成本。
如图1所示,根据本实施例的另一具体实施方式,本实施例的另一具体实施方式公开了一种电池模组,开口端15设置为注液口,注液口处于常闭模式,使得正常电芯14处于工作状态时该注液口为封闭状态,防止发生漏液。且注液口处设置有可拆卸封闭件(图中未示出),用于在流道结构内的相变材料的存储量不足时,打开该开口端15作为注液口,来向流道结构内补充相变材料。可拆卸封闭件包括橡胶塞或者合页式密封仓门,也可以不仅限于本实施例的示例,具体根据实际需要选择,本实施例对此不做具体限定。
如图1所示,根据本实施例的另一具体实施方式,本实施例的另一具体实施方式公开了一种电池模组,侧板12远离电芯14的一侧还设置有注液观察口(图中未示出),注液观察口通过透明材料密封填充,用于通过该注液观察口观察注入到流道结构内的相变材料的注入量。
实施例2
本实施例还提供一种电池(未给出该实施例的示意图),参照图1,电池包括多个实施例1的电池模组。
具体的,本实施例提供的电池,其包含的电池模组的侧板12内集成有流道结构,且流道结构内填充可以吸收和释放热量的相变材料,使得侧板12拥有传统模组侧板和冷却板双重功能,通过该侧板12减少传统电池模组中需要额外设置冷却板来避免电芯升温发生异常的问题。在本实施例中,当电芯14大倍率充放电过程产生大量热量时,热量传递到侧板12,当侧板12温度达到相变材料相变温度时,通过相变材料在侧板12内部由液态变为气态吸收大量潜热的机理,实现对电芯14的冷却功能,当电芯14停止或小倍率充放电时温度降低,侧板12内相变材料由气态冷凝为液态放出存储的热量,完成了气相→液相→气相的循环,大大减少了电芯14的产热导致的快速温升的问题,使得电芯14维持在舒适的工作温度区间。另外,相比于现有技术,本实施例的电池由于无需额外再设置液冷板,减少了零件数量、安装工艺和成本,大大降低了生产成本。
虽然通过参照本实用新型的某些优选实施方式,已经对本实用新型进行了图示和描述,但本领域的普通技术人员应该明白,以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明,不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变,包括做出若干简单推演或替换,而不偏离本实用新型的精神和范围。
Claims (10)
1.一种电池模组,所述电池模组包括:一对相对设置的端板、一对相对设置的侧板,所述端板和所述侧板连接形成空腔,所述空腔内容纳有多个电芯;其特征在于,
至少一个所述侧板内集成有流道结构,所述流道结构的一端为设置在所述侧板内的封闭端,且另一端为延伸且突出于所述侧板远离所述电芯一侧的开口端;并且
所述流道结构内填充有相变材料,所述相变材料根据所述电芯的温度在所述侧板内发生相变反应。
2.如权利要求1所述的电池模组,其特征在于,
当所述电芯的所述温度高于预设温度时,所述相变材料吸收所述电芯的热量发生所述相变反应;并且
当所述电芯的所述温度低于或等于所述预设温度时,所述相变材料释放存储的所述热量发生所述相变反应。
3.如权利要求2所述的电池模组,其特征在于,所述相变材料为以下任一种:
液-气相变材料、固-液相变材料、固-气相变材料。
4.如权利要求1所述的电池模组,其特征在于,所述侧板和/或所述端板与所述电芯的接触面之间设置有导热层。
5.如权利要求4所述的电池模组,其特征在于,所述导热层的材料至少为以下任一种:导热硅胶垫、导热单组分胶、导热AB胶、导热结构胶。
6.如权利要求1-5任一项所述的电池模组,其特征在于,所述流道结构与所述侧板一体成型。
7.如权利要求6所述的电池模组,其特征在于,所述开口端设置为注液口,所述注液口处于常闭模式且所述注液口处设置有可拆卸封闭件。
8.如权利要求7所述的电池模组,其特征在于,所述可拆卸封闭件包括橡胶塞或者合页式密封仓门。
9.如权利要求7或8所述的电池模组,其特征在于,所述侧板远离所述电芯的一侧还设置有注液观察口,所述注液观察口通过透明材料密封填充。
10.一种电池,其特征在于,所述电池包括多个如权利要求1-9任一项所述的电池模组。
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CN202020469056.2U CN211828908U (zh) | 2020-04-02 | 2020-04-02 | 电池模组及电池 |
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Cited By (1)
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CN116345011A (zh) * | 2023-05-31 | 2023-06-27 | 天津力神电池股份有限公司 | 电池模组及电池包 |
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- 2020-04-02 CN CN202020469056.2U patent/CN211828908U/zh active Active
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CN116345011A (zh) * | 2023-05-31 | 2023-06-27 | 天津力神电池股份有限公司 | 电池模组及电池包 |
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