CN213366661U - 电池模组结构和电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于动力电池包领域，提供了一种电池模组结构和电池包，电池模组结构包括顶板、底板、侧板和端板，各板件围合形成长方体状并用于容置多个电芯的容置腔；底板朝向容置腔的表面连接有下层板，下层板与底板围合形成第一流道腔，下层板为平板且与各电芯抵接，底板向上凸起形成多个下隔条，下隔条将第一流道腔分隔成多个下流道；还包括用于向第一流道腔输入冷却介质的进液接头和用于将冷却介质从第一流道腔输出的出液接头。本实用新型提供的电池模组结构能够减少液冷系统占用电池包的空间，从而在整体上有利于提高电池包的能量密度。

Description

电池模组结构和电池包

技术领域

本实用新型属于动力电池包领域，尤其涉及一种电池模组结构和电池包。

背景技术

随着电池包电量及能量密度的提高，以及客户对快充速率及大功率放电的追求，系统工作过程中的产热量也越来越大，当前大部分中、高端电动车都采用液冷方案对电池包进行热管理，使电池系统在工作的过程中维持在合适的温度范围(通常是25～40℃)，保证电池系统在全生命周期内的使用性能、热安全及循环寿命。通常液冷系统作为单独的系统部件在电池包系统层级进行设计，但设计及装配难度大，且占用电池包空间。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种电池模组结构和电池包，其旨在提高散热效率并减少液冷系统占用电池包的空间。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供了如下技术方案：

第一方面，包括顶板、底板、侧板和端板，顶板、底板、侧板和端板共同围合成用于容置多个电芯的容置腔，底板朝向容置腔的表面连接有下层板，下层板和底板围合形成第一流道腔，下层板为平板且与电芯抵接，底板向上凸起形成多个下隔条，下隔条将第一流道腔分隔成多个下流道；

电池模组还包括用于向第一流道腔输入冷却介质的进液接头和用于将冷却介质从第一流道腔输出的出液接头。

通过采用上述技术方案，赋予电池模组结构热管理功能，使得采用电池模组结构的电池包无需再额外设置水冷板。相比于在模组壳体外设置水冷板的设计，本实施例提供的电池模组结构能够减少液冷系统占用电池包的空间，从而在整体上有利于提高电池包的能量密度。下层板直接与电芯抵接，以对电芯进行温度调节，有利于提高温度调节效率。下隔条的设置，一方面能够强化底板的结构强度，从而提高电池模组结构整体的支撑保护功能，另一方面，下隔条将第一流道腔分隔成多个供冷却介质流通的下流道，通过下隔条的具体位置设置而规划下流道的流经路径，以利于均匀散热。

可选的，多个下隔条平行设置且其两端分别与侧板留有间隙。

通过采用上述技术方案，各下隔条平行且间隔设置，使得各下隔条之间形成横向流通的第一通道，各下隔条与一侧板的间隙形成分流通道，各下隔条与另一侧板的间隙形成汇流通道，以利于冷却介质分散分布至第一流道腔的各个角落。

可选的，各下流道平行设置，并分成相互交互的两组，冷却介质在两组下流道中反向流动。

通过采用上述技术方案，有利于均衡冷却介质在各下流道中的温度而改善散热效果。

可选的，进液接头和出液接头位于下层板的延伸方向，进液接头和出液接头在侧板所在平面上的正投影中的间距大于侧板的长度。

通过采用上述技术方案，以便于与电池包内的输液管道连通。

可选的，顶板朝向容置腔的表面连接有上层板，上层板与顶板围合形成第二流道腔，上层板为平板且与各电芯抵接，顶板向下凸起形成多个上隔条，各上隔条将第二流道腔分隔呈多个上流道。

通过采用上述技术方案，提高各电芯温度调节的效率。

可选的，上隔条和下隔条平行设置，进液接口的位置与出液接头的位置相对应，出液接口的位置与进液接头的位置相对应。

通过采用上述技术方案，改善热量在进液接头和出液接头分布情况，而利于热量的均衡。

可选的，进液接头和出液接头位于第一流道腔的两对角处；进液接口和出液接口位于第二流道腔的两对角处。

通过采用上述技术方案，能够保障冷却介质流经所有的上流道和下流道，从而有利于对容置腔内的各电芯进行均匀散热。

可选的，顶板冲压形成上隔条，底板冲压形成下隔条。

通过采用上述技术方案，便利加工。

第二方面，一种电池包，包括电池模组结构和设置于容置腔内的电芯，电池模组结构为上述的电池模组结构。

通过采用上述技术方案，赋予电池模组结构热管理功能，使得采用电池模组结构的电池包无需再额外设置水冷板，减少液冷系统占用电池包的空间，从而在整体上有利于提高电池包的能量密度。

可选的，电芯和下层板之间涂覆有导热胶。

通过采用上述技术方案，以利于热量传递，从而提高热调节效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一提供的电池模组结构的示意图；

图2为本申请实施例一提供的电池模组结构的爆炸图

图3为图1中A-A处的剖视图；

图4为图3中C处的局部放大图；

图5为本申请实施例一中下流道的示意图；

图6为本申请实施例二提供的电池模组结构的示意图；

图7为本申请实施例二提供的电池模组结构的爆炸图；

图8为图6中B-B处的剖视图。

其中，图中各附图标记：

11、顶板；12、底板；121、下隔条；13、侧板；15、端板；171、下层板； 172、上层板；181、进液接头；182、进液接口；191、出液接头；192、出液接口；101、容置腔；102、第一流道腔；103、第二流道腔；20、电芯。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，本实用新型实施例中，按照图1中所建立的XYZ直角坐标系定义：位于X轴正方向的一侧定义为前方，位于X轴负方向的一侧定义为后方；位于Y轴正方向的一侧定义为左方，位于Y轴负方向的一侧定义为右方；位于Z轴正方向的一侧定义为上方，位于Z轴负方向的一侧定义为下方。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参照图1至图8，现对本申请提供的一种电池模组结构和采用该电池模组结构的电池包进行示例性说明。

实施例一

请参照图1至图5，电池模组结构包括顶板11、底板12、侧板13和端板 15，顶板11和底板12上下设置，侧板13有两个并位于顶板11/底板12的左右两侧，端板15有两个并位于顶板11/底板12的前后两侧，其中，底板12和侧板13连接成U形壳体，U形壳体、顶板11和端板15共同围合成用于容置多个电芯20的容置腔101。图2所示结构中，电芯20有多个并沿前后方向延伸，并沿左右方向顺次排列。

U形壳体中底板12朝向容置腔101的表面连接有下层板171，下层板171 与底板12围合形成第一流道腔102，下层板171为平板且与各电芯20抵接，底板12向上凸起形成多个下隔条121，下隔条121将第一流道腔102分隔成多个下流道；

电池模组结构还包括用于向第一流道腔102输入冷却介质的进液接头181 和用于将冷却介质从第一流道腔输出的出液接头191。

下层板171由导热材料制成。下层板171和底板12连接形成第一流道腔 102，下层板171上表面与电芯20抵接以将电芯20的热量传递至第一流道腔 102。冷却介质从进液接头181进入第一流道腔102进行热交换后从出液接头 191排出，从而达到对电芯20温度调节效果。

本实施例中，通过设置与底板12连接的下层板171的方式，赋予电池模组结构热管理功能，使得采用电池模组结构的电池包无需再额外设置水冷板。相比于在模组壳体外设置水冷板的设计，本实施例提供的电池模组结构能够减少液冷系统占用电池包的空间，从而在整体上有利于提高电池包的能量密度。下层板171直接与电芯20抵接，以对电芯20进行温度调节，有利于提高温度调节效率。下隔条121的设置，一方面能够强化底板12的结构强度，从而提高电池模组结构整体的支撑保护功能，另一方面，下隔条将第一流道腔102分隔成多个供冷却介质流通的下流道，通过下隔条121的具体位置设置而规划下流道的流经路径，以利于均匀散热。

本实施例中，进液接头181和出液接头191均设于下层板171，在其它实施例中，进液接头181和出液接头191也可以均设于底板12，或进液接头181 设于底板12/下层板171而出液接头191设于下层板171/底板12，在此不作限制。

在本申请另一实施例中，各下流道平行设置，并分成相互交互的两组，冷却介质在两组下流道中反向流动。对应的，进液接头181和出液接头191均有两个。将各下流道根据流向划分正向流道和反向流道，各正向流道的两侧分别连通一个进液接头181和一个出液接头191，各反向流道的两侧分别连通另一个进液接头181和另一个出液接头191，且两个进液接头181位于第一流道腔 102相对的两侧，两个出液接头191位于第一流道腔102相对的两侧。正向流道和反向流道交互排列，任两个正向流道之间设一反向流道，任两个反向流道之间设一正向流道。该设置有利于均衡冷却介质在各下流道中的温度而改善散热效果。具体的，冷却介质在经过第一流道腔102中流动并进行热交换的过程中温度会逐渐增加，使得换热效率逐渐降低，该情况使得单个下流道在靠近出液接头191的位置换热效果明显而靠近进液接头181处的换热效果差，在各下流道的冷却介质沿着相同方向单向流通的情况下，下层板171表面呈温度不均的情况，而冷却介质在两组下流道中反向流动的设置，能够有效改善该情况。

在本申请另一实施例中，进液接头181和出液接头191位于下层板171的延伸方向，进液接头181和出液接头191在侧板13所在平面上的正投影中的间距大于侧板13的长度。进液接头181和出液接头191位于顶板11、底板12、侧板13和端板15连接形成的壳体的外部，以便于与电池包内的输液管道连通。

在本实施例中，请参照图2和图5，多个下隔条121平行设置且其两端分别与侧板13留有间隙。

进液接头181和出液接头191设于下层板171并位于第一流道腔102的两对角处。

各下隔条121平行且间隔设置，使得各下隔条121之间形成横向流通的第一通道，各下隔条121与一侧板13的间隙形成分流通道，各下隔条121与另一侧板13的间隙形成汇流通道，以利于冷却介质分散分布至第一流道腔102的各个角落。进液接头181位于一侧板13和一端板15的转角区域，出液结构位于另一侧板13和另一端板15的转角区域。图5示出下流道的流通路径。冷却介质从进液接头181进入分流通道再分流至各第一通道，最后经汇流通道汇流并从出液接头191流出。进液接头181和出液接头191位于第一流道腔102的两对角处，该设置能够保障冷却介质流经所有的第一通道，从而有利于对容置腔 101内的各电芯20进行均匀散热。

在本实施例中，请参照图4和图5，底板12经冲压形成下隔条121。底板 12为金属板，经冲压形成下隔条121，便利加工。在其它实施例中，底板12 为金属平板，下隔条121设于底板12的上表面，下隔条121可以通过焊接的方式固定在底板12上，下隔条121与底板12也可以为一体结构。

在本实施例中，请参照图2，两个侧板13和底板12由一金属板折弯形成 U形壳体。由于两个侧板13和底板12为一体结构，而减少结构之间的焊接或其它连接操作，降低生产制造成本。

在本实施例中，下层板171和底板12经激光焊接连接。采用激光焊接，有利于保障焊接质量，确保连接处的水密性和连接处的结构强度满足要求。

实施例二

请参照图6至图8，本实施例提供电池模组结构与实施例一的区别在于，顶板11朝向容置腔101的表面连接有上层板172，上层板172与顶板11围合形成第二流道腔103；

电池模组结构还包括设于顶板11并用于向第二流道腔103输入冷却介质的进液接口182和用于将冷却介质从第二流道腔103输出的出液接口192。

本实施例中，通过上层板172的设置，使得顶板11和上层板172围合而形成另一能够对电芯20进行温度调节的液冷腔室。结合实施例一，下层板171 和底板12围合形成第一流道腔102，上层板172和底板12围合形成第二流道腔103，上层板172与各电芯20的上表面抵接以对各电芯20进行温度调节，下层板171与各电芯20的下表面抵接以对各电芯20进行温度调节。该设计能够提高各电芯20温度调节的效率。

本实施例中，上层板172为平板并与各电芯20抵接，顶板11向下凸起形成多个上隔条，上隔条将第二流道腔103分隔成多个上流道。上隔条将第二流道腔103分隔成多个供冷却介质流通的上流道，通过上隔条的具体位置设置而规划上流道的流经路径，以利于均匀散热。

在本实施例中，请参照图8，顶板11经冲压形成上隔条，以便于加工。

在本实施例中，上层板172和顶板11经激光焊接连接。采用激光焊接，有利于保障焊接质量，确保连接处的水密性和连接处的结构强度满足要求。

在本实施例中，请参照图7和图8，各上隔条平行设置且其两端分别与侧板13留有间隙。进液接口182和出液接口192位于第二流道腔103的两对角处。该设置能够确保冷却介质流经所有的上流道，从而有利于对容置腔内的各电芯进行均匀散热。

进液接口182位于出液接头191的上方，出液接口192位于进液接头181 的上方。

结合图5和图7，进液接口182位于出液接头191的上方，出液接口192 位于进液接头181的上方，使得冷却介质在上流道的流经路径与下流道的流经路径相反，该设置能够改善热量在进液接头181和出液接头191分布情况，而利于热量的均衡。

在其它实施例中，各上隔条延伸方向也可以垂直于下隔条121或与下隔条 121形成一定的夹角，在此不作唯一限定。

实施例三

电池包包括电芯和电池模组结构，电池模组结构的具体结构请参照实施例一或实施例二。由于本实施例提供的电池包采用上述实施例的技术方案，因此同样具有上述实施例技术方案所带来的有益效果，在此不予赘述。

本实施例中，电芯20下表面和下层板171之间、电芯20上表面和下层板 171之间均涂覆有导热胶。导热胶的设置能够减小电芯20与上层板172、下层板171之间的空隙，以利于热量传递，从而提高热调节效率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池模组结构，包括顶板、底板、侧板和端板，所述顶板、底板、侧板和端板共同围合成用于容置多个电芯的容置腔，其特征在于，所述底板朝向所述容置腔的表面连接有下层板，所述下层板和底板围合形成第一流道腔，所述下层板为平板且与所述电芯抵接，所述底板向上凸起形成多个下隔条，所述下隔条将所述第一流道腔分隔成多个下流道；

所述电池模组还包括用于向所述第一流道腔输入冷却介质的进液接头和用于将所述冷却介质从所述第一流道腔输出的出液接头。

2.如权利要求1所述的电池模组结构，其特征在于，多个所述下隔条平行设置且其两端分别与所述侧板留有间隙。

3.如权利要求2所述的电池模组结构，其特征在于，各所述下流道平行设置，并分成相互交互的两组，冷却介质在两组所述下流道中反向流动。

4.如权利要求2所述的电池模组结构，其特征在于，所述进液接头和出液接头位于所述下层板的延伸方向，所述进液接头和出液接头在所述侧板所在平面上的正投影中的间距大于所述侧板的长度。

5.如权利要求1至4任一所述的电池模组结构，其特征在于，所述顶板朝向所述容置腔的表面连接有上层板，所述上层板与所述顶板围合形成第二流道腔，所述上层板为平板且与各所述电芯抵接，所述顶板向下凸起形成多个上隔条，各所述上隔条将所述第二流道腔分隔呈多个上流道；

所述电池模组结构还包括用于向所述第二流道腔输入冷却介质的进液接口和用于将所述冷却介质从所述第二流道腔输出的出液接口。

6.如权利要求5所述的电池模组结构，其特征在于，所述上隔条和所述下隔条平行设置，所述进液接口的位置与所述出液接头的位置相对应，所述出液接口的位置与所述进液接头的位置相对应。

7.如权利要求6所述的电池模组结构，其特征在于，所述进液接头和出液接头位于所述第一流道腔的两对角处；所述进液接口和出液接口位于所述第二流道腔的两对角处。

8.如权利要求5所述的电池模组结构，其特征在于，所述顶板冲压形成所述上隔条，所述底板冲压形成所述下隔条。

9.一种电池包，其特征在于，包括如权利要求1至8任一所述的电池模组结构，以及设置于所述容置腔中的电芯。

10.如权利要求9所述的电池包，其特征在于，所述电芯和所述下层板之间涂覆有导热胶。

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