CN213026254U - 电池包总成、动力电池模组及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池包总成、动力电池模组和车辆，电池包总成包括电池包本体和多个半导体制冷片，电池包本体包括阵列设置的多个电芯，多个电芯的侧面邻接固定；多个半导体制冷片阵列设置，且半导体制冷片固定于电芯的至少一端；每个半导体制冷片的投影与至少一个电芯的端面的投影重合，其中，半导体制冷片用于对电芯加热或降温。本实用新型实施例的电池包总成，能够提高散热的效率，且各处散热时不存在滞后性，因而更加均匀。并且，位于电芯端部的半导体制冷片可以针对性地对电池包的局部区域进行温度调节，更为准确，可以提升电池包工作的安全性和可靠性。

Description

电池包总成、动力电池模组及车辆

技术领域

本实用新型属于电池温度控制领域，特别是涉及一种电池包总成、动力电池模组及车辆。

背景技术

随着人们环保意识的增强和新能源技术的发展进步，电动新能源汽车的研发使用越来越得到重视。

作为电动新能源汽车的动力，电池包的工作性能至关重要，确保电池包的工作温度处于合理的温度范围内是保证电池包工作性能的一个重要措施。

目前，常见的温度控制方式中通常较为关注电池包过热时的散热，通过在电池包中布设曲折往复的循环管路，由空调制备低温的冷却液，使用循环泵促进冷却液在管路中循环的方式进行液冷循环散热。

然而，发明人在实际应用过程中发现，曲折往复的循环管路导致液体的流动阻力较大，冷却效率较低，冷却液先后流经不同区域时，导致电池包中电芯的不同区域无法实现同时散热，不同区域散热不均导致温差较大，并且，冷却液的制备过程需要耗费一定的时间，也导致散热效率较低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种电池包总成、动力电池模组及车辆，以解决现有电池包中散热效率低且不均匀的问题。

本实用新型实施例的第一方面，提供了一种电池包总成，所述电池包总成包括电池包本体和多个半导体制冷片，所述电池包本体包括阵列设置的多个电芯，多个所述电芯的侧面邻接固定；

多个所述半导体制冷片阵列设置，且所述半导体制冷片固定于所述电芯的至少一端；

每个所述半导体制冷片的投影与至少一个所述电芯的端面的投影重合，其中，所述半导体制冷片用于对所述电芯加热或降温。

可选地，所述电池包总成还包括电池包壳体；

所述电池包壳体具有底壳和侧边框围成的电池仓，所述电芯设置于所述电池仓内；

所述半导体制冷片固定于所述电芯远离所述底壳的一端。

可选地，所述半导体制冷片通过导热结构胶粘接固定于所述电芯远离所述底壳的一端。

可选地，所述半导体制冷片通过卡接结构或螺钉固定于所述电芯远离所述底壳的一端。

可选地，所述电芯与所述半导体制冷片之间设置有导热介质，所述导热介质密封所述电芯与所述半导体制冷片之间的间隙。

可选地，所述电池包总成还包括托盘底板；

所述托盘底板设置于所述电芯与所述半导体制冷片之间。

可选地，所述托盘底板的一侧通过导热结构胶粘接固定于所述电芯远离所述底壳的一端，所述托盘底板的另一侧通过导热结构胶与所述半导体制冷片粘接固定。

本实用新型实施例的第二方面，提供了一种动力电池模组，所述动力电池模组包括电池管理系统和本实用新型实施例第一方面所述的电池包总成；

所述电池管理系统与每个所述半导体制冷片电连接，所述电池管理系统用于控制多个所述半导体制冷片中至少一个通电或断电。

可选地，所述动力电池模组还包括温度传感器；

所述温度传感器与所述电池管理系统电连接，所述温度传感器热耦合于所述电芯，所述温度传感器用于采集所述电芯的温度。

可选地，所述温度传感器集成设置于所述半导体制冷片的表面，所述温度传感器朝向所述电芯。

本实用新型实施例的第三方面，提供了一种车辆，所述车辆包括本实用新型实施例第一方面所述的电池包总成或者本实用新型实施例第二方面所述的动力电池模组。

本实用新型实施例，通过提供一种电池包总成，在电池包本体的电芯的端部设置多个半导体制冷片，沿电芯的端面的连线方向，每个半导体制冷片的投影与至少一个电芯的投影重合，从而利用半导体制冷片通电后产生的温差，可以用来对电芯进行加热或降温，能够提高散热的效率，且各处散热时不存在滞后性，因而更加均匀。并且，位于电芯端部的半导体制冷片可以针对性地对电池包的局部区域进行温度调节，更为准确，可以提升电池包工作的安全性和可靠性。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本实用新型实施例提供的一种电池包总成的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的另一种电池包总成的示意图；

图3是本实用新型实施例中托盘底板与导热结构胶的位置示意图；

图4是本实用新型实施例中半导体制冷片与导热结构胶的位置示意图；

图5是本实用新型实施例中托盘底板与电芯粘接后的示意图；

图6是本实用新型实施例中半导体制冷片与托盘底板粘接后的示意图；

图7是本实用新型实施例中电池包总成的侧视图。

附图标记说明：

电池包本体-10，半导体制冷片-11，电池包壳体-12,托盘底板-13，温度传感器-14。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

参照图1，本实用新型实施例提供了一种电池包总成，所述电池包总成包括电池包本体10和多个半导体制冷片11，所述电池包本体10包括阵列设置的多个电芯，多个所述电芯的侧面邻接固定；

多个所述半导体制冷片11阵列设置，且所述半导体制冷片11固定于所述电芯的至少一端；

每个所述半导体制冷片11的投影与至少一个所述电芯的端面的投影重合，其中，所述半导体制冷片11用于对所述电芯加热或降温。

具体而言，如图1所示，本实用新型实施例提供的一种电池包总成，包括电池包本体10以及对电池包本体10进行加热或降温的半导体制冷片11。电池包本体10中包括多个电芯通过串并联拼接组成的电芯阵列，例如，可以使用18650电芯或者锂离子软包电芯阵列拼接制作电池包本体，这些电芯的侧面彼此致密地紧挨固定在一起，露出上下两个端面。半导体制冷片11由两片陶瓷片组成，其中间有N型和P型的半导体材料，这个半导体元件在电路上是用串联形式连结组成。从工作原理上讲，半导体制冷片11是一个热传递的工具，当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成的热电偶对中有电流通过时，两端之间就会产生热量转移，热量就会从一端转移到另一端，从而产生温差形成冷热端。可以理解的是，半导体制冷片11是相对的概念，当改变电流的流向之后，半导体制冷片11的冷热端便发生交换，可以用于制热。对于半导体制冷片11的原理，此处不再赘述。

多个半导体制冷片11阵列排布，形成网格状的分布形式，阵列排布时，为便于将各个半导体制冷片11连接组成整体片状结构，可以将多个半导体制冷片11平铺在同一平面上。分散的多个半导体制冷片11成行成列阵列排布形成一个整体，所有的半导体制冷片11固定在电芯的至少一端，例如，半导体制冷片11固定在电芯的上方或者下方，当然，在具备散热空间的条件下，可以将半导体制冷片11同时固定在电芯的上方和下方。例如，当电芯的上方和下方均不存在遮挡物时，可以固定半导体制冷片11。需要说明的是，半导体制冷片11在安装固定时，将冷端一侧靠近电芯，将热端一侧远离电芯，从而，半导体制冷片11的冷端吸收电芯的热量可以转移至热端。每个半导体制冷片11可以独立控制，不受其它半导体制冷片11的限制。

当半导体制冷片11的面积较小时，，半导体制冷片11的投影可以与一个电芯的端面的投影重合。需要说明的是，电芯的端面即就是电芯上与其侧面相邻的上下两个端面。当半导体制冷片11的面积较大时，半导体制冷片11的投影可以与两个及两个以上电芯的端面的投影重合。也就是说，对于每个半导体制冷片11，可以覆盖至少一个电芯，也就是说，从面积上来讲，最精确的时候半导体制冷片11可以准确到对单个电芯的温度进行控制，退一步讲，也能够做到对局部区域的两个或多个电芯的温度进行控制。当半导体制冷片11按预定的冷热端固定好之后，只需变换电流方向，即可实现加热或者降温，从而维持电芯的温度处于合理的工作温度。

本实用新型实施例，通过提供一种电池包总成，在电池包本体的电芯的端部设置多个半导体制冷片，每个半导体制冷片的投影与至少一个电芯的端面的投影重合，从而利用半导体制冷片通电后产生的温差，可以用来对电芯进行加热或降温，能够提高散热的效率，且各处散热时不存在滞后性，因而更加均匀。并且，位于电芯端部的半导体制冷片可以针对性地对电池包的局部区域进行温度调节，更为准确，可以提升电池包工作的安全性和可靠性。

可选地，参照图1，所述电池包总成还包括电池包壳体12；

所述电池包壳体12具有底壳和侧边框围成的电池仓，所述电芯设置于所述电池仓内；

所述半导体制冷片11固定于所述电芯远离所述底壳的一端。

具体而言，如图1所示，一种实施方式中，成组的电芯电连接之后可以被安装在金属材质的电池包壳体12中，该电池包壳体12可以是利用模具冲压制成的具有底壳和侧边框的冲压件。底壳和侧边框围成用于容纳电芯的电池仓，电芯可以通过金属框架固定在电池仓中，电芯的一端压在底壳上，另一端从电池仓上方的开口中露出。在这种电芯的固定方式中，由于电芯的底部与底壳接触，散热空间较为紧凑。因此，可以将半导体制冷片11固定于电芯远离底壳的一端，即就是将半导体制冷片11固定在电池仓的开口上方，使半导体制冷片11的冷端朝向电芯，从而半导体制冷片11的热端一侧具有足够的散热空间。

可选地，所述半导体制冷片11通过导热结构胶粘接固定于所述电芯远离所述底壳的一端。

具体而言，一种实施方式中，可以通过粘接的方式将半导体制冷片11固定在电芯远离底壳的一端，所使用的粘接剂可以是导热结构胶，例如，用于填充金属或者填充无机材料的合成环氧树脂。通过在半导体制冷片11与电芯之间使用导热结构胶，一方面，利用其粘接的作用实现半导体制冷片11与电芯的固定连接，另一方面，还可以借助于导热结构胶良好的导热率实现热量的传递。

可选地，所述半导体制冷片11通过卡接结构或螺钉固定于所述电芯远离所述底壳的一端。

具体而言，一种实施方式中，为了将半导体制冷片11固定，还可以通过在半导体制冷片11的边缘设计卡扣，在电池包壳体12的侧边框上开设卡槽，利用卡扣与卡槽的卡接实现半导体制冷片11的固定。另外也可以使用螺钉将半导体制冷片11拧紧固定在电池包壳体12的侧边框上。从而，无论是卡接结构或螺钉连接，均有助于后续对半导体制冷片11的维护，便于拆卸更换。

可选地，所述电芯与所述半导体制冷片11之间设置有导热介质，所述导热介质密封所述电芯与所述半导体制冷片11之间的间隙。

具体而言，一种实施方式中，由于电芯的端部通常并非平整的平面，为了避免电芯与半导体制冷片11之间热交换的损耗，当采用卡接结构或螺钉固定半导体制冷片11时，可以在电芯与半导体制冷片11之间填充导热硅胶等柔软的导热介质，利用导热介质容易变形且导热的特性，将间隙密封的同时达到导热效果。

可选地，参照图2，所述电池包总成还包括托盘底板13；

所述托盘底板13设置于所述电芯与所述半导体制冷片11之间。

具体而言，如图2所示，一种实施方式中，为了将半导体制冷片11可靠地安装固定，还可以在电芯与半导体制冷片11之间设置一平整的托盘底板13，托盘底板13的两个表面，一面朝向电芯，另一面朝向半导体制冷片11。托盘底板13与电芯可以使用导热结构胶粘接固定，半导体制冷片11与托盘底板13可以使用导热结构胶粘接固定。另外，如图3所示，给出了在电池包的电芯表面设置导热结构胶的示意，托盘底板13位于导热结构胶的上方。如图4所示，给出了通过导热结构胶将托盘底板13与电芯固定后的示意，并且可以在托盘底板13的上方与半导体制冷片11之间设置导热结构胶，用于粘接固定半导体制冷片11。如图5所示，给出了在托盘底板13上表面设置导热结构胶的示意，半导体制冷片11位于导热结构胶的上方。如图6所示，给出了半导体制冷片11与托盘底板13粘接后的示意，图7还给出了上述电池包总成的侧视图。

从而，通过平整的托盘底板13可以提供较为平整的粘接固定表面，提升半导体制冷片11的安装可靠性，当使用导热结构胶粘接时，还可以减少热量损失。

本实用新型实施例还提供了一种动力电池模组，所述动力电池模组包括电池管理系统和本实用新型前述任一实施例所述的电池包总成；

所述电池管理系统与每个所述半导体制冷片11电连接，所述电池管理系统用于控制多个所述半导体制冷片11中至少一个通电或断电。

具体而言，在一种动力电池系统中，可以将电池包总成与电池管理系统组合在一起，电池管理系统(Battery Management System，BMS)可以通过与之电连接的温度传感器实现度对单体电芯的温度的采集，通过对采集到的温度信号分析处理，判断是那个电芯的温度异常，从而当温度较高时，控制半导体制冷片11通电，对电芯进行散热或者加热，当电芯温度变化到预设的工作温度时，电池管理系统控制半导体制冷片11断电，停止散热或者加热。当多个电芯或者某一片区域的电芯温度异常，电池管理系统可以控制对应的多个半导体制冷片11通电进行温度控制直至断电结束控制。

因此，本实用新型实施例提供的动力电池模组，可以实现对电池模组中局部电芯进行更为精准的温度调节，且温度调节结构简单，有助于缩小电池模组的体积或者为电芯腾出空间以扩容。

可选地，参照图2，所述动力电池模组还包括温度传感器14；

所述温度传感器14与所述电池管理系统电连接，所述温度传感器14热耦合于所述电芯，所述温度传感器用于采集所述电芯的温度。

具体而言，如图2所示，一种实施方式中，还可以通过温度传感器14采集电芯的温度，可将热敏电阻等温度传感器14布设在电池包壳体12的电池仓中，将温度传感器14的探头伸入到电芯的热场中，或者紧贴在电芯上。从而，电芯工作散发的热量可以通过热耦合传递给温度传感器14。温度传感器14可将温度数据传送至与其电连接的电池管理系统。根据温度传感器14的实时监测结果可以得知哪个电芯或者哪片区域的电芯需要进行温度控制，更为精准智能。

可选地，参照图2，所述温度传感器14集成设置于所述半导体制冷11的表面，所述温度传感器14朝向所述电芯。

具体而言，如图2所示，一种实施方式中，前述提供的温度传感器14可以与半导体制冷11集成为一体，可在封装半导体制冷11时，一并将温度传感器14封装在半导体制冷11的表面，当安装固定半导体制冷11时，将设有半导体制冷11的这一面朝向电芯即可，从而无需单独为温度传感器14设计安装结构，可以节省安装空间，简化安装结构。可以理解是，当半导体制冷片11上集成有温度传感器14时，可以在托盘底板13上与温度传感器14对应的位置开设通孔，以确保温度传感器14的探头能穿过通孔与电芯接触。本实用新型实施例还提供一种车辆，所述车辆包括前述实施例的任一种电池包总成或者前述的动力电池模组。

无论是在乘用车还是商用车中，对于新能源车辆，可以应用前述任一种实施例中提供的电池包总成或者动力电池模组，从而，有助于提升电芯的工作性能，可以提高动力电池的工作安全性和可靠性，提高电能的利用率，提高车辆的续航能力和驾乘安全性。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域技术人员易于想到的是：上述各个实施例的任意组合应用都是可行的，故上述各个实施例之间的任意组合都是本实用新型的实施方案，但是由于篇幅限制，本说明书在此就不一一详述了。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本实用新型并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个，在上面对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，实用新型方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本实用新型可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (11)

1.一种电池包总成，其特征在于，所述电池包总成包括电池包本体和多个半导体制冷片，所述电池包本体包括阵列设置的多个电芯，多个所述电芯的侧面邻接固定；

多个所述半导体制冷片阵列设置，且所述半导体制冷片固定于所述电芯的至少一端；

每个所述半导体制冷片的投影与至少一个所述电芯的端面的投影重合，其中，所述半导体制冷片用于对所述电芯加热或降温。

2.根据权利要求1所述的电池包总成，其特征在于，所述电池包总成还包括电池包壳体；

所述电池包壳体具有底壳和侧边框围成的电池仓，所述电芯设置于所述电池仓内；

所述半导体制冷片固定于所述电芯远离所述底壳的一端。

3.根据权利要求2所述的电池包总成，其特征在于，所述半导体制冷片通过导热结构胶粘接固定于所述电芯远离所述底壳的一端。

4.根据权利要求2所述的电池包总成，其特征在于，所述半导体制冷片通过卡接结构或螺钉固定于所述电芯远离所述底壳的一端。

5.根据权利要求4所述的电池包总成，其特征在于，

所述电芯与所述半导体制冷片之间设置有导热介质，所述导热介质密封所述电芯与所述半导体制冷片之间的间隙。

6.根据权利要求2所述的电池包总成，其特征在于，所述电池包总成还包括托盘底板；

所述托盘底板设置于所述电芯与所述半导体制冷片之间。

7.根据权利要求6所述的电池包总成，其特征在于，所述托盘底板的一侧通过导热结构胶粘接固定于所述电芯远离所述底壳的一端，所述托盘底板的另一侧通过导热结构胶与所述半导体制冷片粘接固定。

8.一种动力电池模组，其特征在于，所述动力电池模组包括电池管理系统和权利要求1至7任一项所述的电池包总成；

所述电池管理系统与每个所述半导体制冷片电连接，所述电池管理系统用于控制多个所述半导体制冷片中至少一个通电或断电。

9.根据权利要求8所述的动力电池模组，其特征在于，所述动力电池模组还包括温度传感器；

所述温度传感器与所述电池管理系统电连接，所述温度传感器热耦合于所述电芯，所述温度传感器用于采集所述电芯的温度。

10.根据权利要求9所述的动力电池模组，其特征在于，所述温度传感器集成设置于所述半导体制冷片的表面，所述温度传感器朝向所述电芯。

11.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求1至7任一项所述的电池包总成或者权利要求8至10任一项所述的动力电池模组。

Images