具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的实施方式;相反,提供这些实施方式使得本发明将全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构,因而将省略它们的详细描述。
虽然本说明书中使用相对性的用语,例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系,但是这些术语用于本说明书中仅出于方便,例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是,如果将图标的装置翻转使其上下颠倒,则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时,有可能是指某结构一体形成于其它结构上,或指某结构“直接”设置在其它结构上,或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。
用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等;用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等;用语“第一”、“第二”和“第三”等仅作为标记使用,不是对其对象的数量限制。
本公开示例性实施例提供一种电池组,如图1和图2所示,电池组包括:多个电池100、导电件200和散热件300,多个电池100依次排布;导电件200设于电池100的一侧,用于电连接多个电池100;散热件300设于多个电池100之间,散热件300上设置有散热通道310,散热通道310用于传输冷却介质,散热通道310靠近导电件200一端的延伸方向和导电件200相交,以使冷却介质能够流过导电件200。
本公开实施例提供的电池组,在电池100之间设置散热件300,散热件300上设置有散热通道310,通过散热通道310能够实现对电池100的散热,从而避免电池100温度过高。并且散热通道310的延伸方向和导电件200相交,从而使冷却介质能够流过导电件200,实现散热件300对导电件200的散热,避免导电件200温度过高,提高了电池100的安全性。
进一步的,如图3和图4所示,本公开实施例提供的电池组还包括:盖板400和线束板500,盖板400设于电池100设有导电件200的一侧,并且盖板400上设置有通孔410,通孔410用于输入或者输出冷却介质。线束板500设于电池100和盖板400之间,线束板500和通孔410对应的位置设置有缝隙510。
通过在盖板400上设置通孔410,在线束板500上和通孔410对应的位置设置缝隙510,使得冷却介质(冷却风或者冷却液)能够从通孔410和缝隙510进出散热通道310,避免盖板400和线束板500影响冷却。
下面将对本公开实施例提供的电池组的各部分进行详细说明:
电池组包括多个电池100,多个电池100依次排布。散热件300设于相邻的电池100之间,比如,可以在任意两个相邻的电池100之间设置散热件300,或者每间隔两个电池100设置一个散热件300。
电池100可以是长方体电池100,该电池100包括相对设置的两个第一表面和环绕第一表面的四个第二表面。第一表面的面积大于第二表面的面积。其中,散热件300可以设于相邻的两个电池100的第一表面之间。散热件300设于相邻的两个电池100的第一表面之间,由于第一表面的面积最大,因此可以实现大量的热量交换,有利于散热。
可选的,多个电池100中每间隔两个电池100设置一个散热件300,通过每间隔两个电池100设置一个散热件300,使得每个电池中有一个第一表面和散热件300相邻。一方面有利于每个电池的散热,另一方面也兼顾了电池组的尺寸,避免电池组厚度过大。
在本公开实施例中,电池100包括:电芯、壳体和极柱组件,电芯与极柱组件相连接;电芯位于壳体内;极柱组件安装于壳体上。导电件200可以和极柱组件连接,以实现多个电池100的串联或者并联。导电件200可以是导电排。
导电件200至少连接两个电池100,散热件300设于两个电池100之间,导电件200靠近散热件300的一端和散热件300靠近导电件200的一端设置有间隙。通过在散热件300和导电件200之间设置间隙能够防止导电件200上的高压信号击穿散热件300上的绝缘层。
在本公开一可选的实施方式中,导电件200靠近散热件300的一面和散热件300靠近导电件200的一面的距离大于等于5.5毫米。导电件200靠近散热件300的一面和散热件300靠近导电件200的一面的距离H大于等于5.5毫米能够满足1500V的高压绝缘需求。
电芯包括电芯主体和极耳,极耳从电芯主体上延伸而出;其中,极耳与极柱组件相连接,此时极柱组件可以设置于电池100本体的端部,以此方便连接,且可以充分利用电池100的长度空间。其中,极耳与极柱组件可以直接连接,即极耳与极柱组件可以直接焊接,或者极耳与极柱组件可以通过金属转接片进行连接,具体的连接方式可以是焊接、也不排除使用铆接等方式,此处不作限定。
需要说明的是,电芯主体包括两个以上的极片,极耳包括两个以上的单片极耳,单片极耳分别从与其对应的极片上延伸而出,单片极耳的宽度小于极片的宽度,多个单片极耳相堆叠从而形成极耳,并与极柱组件相连接,其中,极耳可以与极柱组件焊接。其中,单片极耳是由具有良好导电导热性的金属箔制成,例如,铝、铜或镍等。
在一些实施例中,极柱组件为两个,两个极柱组件分别为正极柱组件和负极柱组件,极耳也为两个,两个极耳分别为正极耳和负极耳,正极柱组件和正极耳相连接,负极柱组件和负极耳相连接。电池100上可以设置有两个凹陷,且两个极柱组件分别设置于两个凹陷内,或者两个极柱组件仅一个设置于凹陷内,而另外一个则凸出电池100本体设置。两个极柱组件可以均设置于同一个表面上,或者,两个极柱组件可以分别设置于两个表面上。对于两个极柱组件的设置位置以及具体结构不作限定。
需要说明的是,极柱组件与壳体之间绝缘设置,例如,二者之间可以采用绝缘件进行绝缘,或者,可以采用绝缘涂层进行绝缘,此处不作限定,可以根据实际需求进行选择。
其中,极柱组件可以设于电池100的顶面,并且极柱组件突出于电池100的顶面,导电件200连接于极柱组件远离电池100的一端,并且导电件200可以和电池100的顶面平行设置。导电件200至少连接相邻的两个电池100的极柱组件。示例的,在电池100的顶面设置有正极柱组件和负极柱组件。多个电池100可以串联或者并联,通过导电件200对多个电池100进行串联或者并联。
可以理解的是,极柱组件也可以设置于电池100的其他面,比如,极柱组件可以设于电池100的第一表面。可以在电池100的第一表面设置凹陷部,极柱组件设于凹陷部。或者极柱组件可以直接设于电池100的第一表面,此时可以在散热件300上和极柱组件对应的部位设置容置结构,极柱组件伸入该容置结构内。
当极柱组件设于电池100其他面时,导电件200可以包括第一导电部和第二导电部,第一导电部和极柱组件连接并且第一导电部从极柱组件延伸至电池100的顶面,第二导电部和第一导电部连接,并且第二导电部和电池100的顶面平行。第二导电部和散热通道310的延伸方向相交,以通过散热通道310中的冷却介质对第二导电部进行散热,第一导电部产生的热量可以传输至第二导电部,从而也能够加快第一导电部的散热。
如图6所示,散热件300可以包括第一侧板320、第二侧板330和隔板340,第一侧板320和第二侧板330相对设置,并且第一侧板320和第二侧板330之间具有容置空间,该容置空间内设置有多个隔板340,多个隔板340将容置空间分隔为多个散热通道310,散热通道310靠近导电件200的一端的延伸方向和导电件200相交。
散热通道310用于传输冷却介质,散热通道310靠近导电件200的一端的延伸方向和导电件200相交,从而使冷却介质能够流过导电件200,进而实现和导电件200和冷却介质的热量交换。冷却介质可以是冷风或者冷却液等,冷却介质流过导电件200是指冷却介质和导电件200的至少部分表面接触,并且在导电件200的表面流动。
在本公开实施例中第一侧板320、隔板340和第二侧板330可以是一体成型,比如,可以通过洗削在毛坯料上形成散热通道310。第一侧板320、第二侧板330和隔板340为一体结构,本公开实施例将其分开描述仅是为了便于表达,并不代表第一侧板320、第二侧板330和隔板340不能是一体式结构。
可以理解的是,第一侧板320、第二侧板330和隔板340也可以是分别成型再通过焊接、胶连接或者螺栓连接等方式连接。比如,第一侧板320、第二侧板330和隔板340可以通过焊接的方式连接。可以在第一侧板320上设置多个凹槽,在第二侧板330上设置多个凹槽,隔板340可以设于第一侧板320上的凹槽和第二侧板330上的凹槽之间。隔板340和第一侧板320及第二侧板330可以是通过焊接连接。或者隔板340和第一侧板320及第二侧板330也可以是通过焊接和胶连接结合的方式连接,本公开实施例并不以此为限。
进一步的,散热件300还包括绝缘层,绝缘层覆盖位于第一侧板320两端的隔板340的外表面、第一侧板320远离第二侧板330的表面及第二侧板330远离第一侧板320的表面。
通过绝缘层覆盖位于第一侧板320两端的隔板340的外表面,实现了第一侧板320两端的的隔板340和电池100及电池100上连接的导电件200的绝缘,避免电流通过隔板340输出至第一侧板320和第二侧板330。通过绝缘层覆盖第一侧板320和第二侧板330,一方面能够实现电池100和侧板的绝缘,另一方面通过绝缘层覆盖侧板,能够增加散热件300和电池100相对的面的平坦度,避免散热件300上的毛刺或者凸起等刺破电池100表面的绝缘膜。
在本公开一可行的实施方式中,如图5所示,散热通道310从散热件300的顶面301延伸至散热件300的底面302,散热件300的顶面301为散热件300靠近导电件200的一面,散热件300的底面302和散热件300的顶面301相对。
在此基础上,隔板340可以是直线型隔板340,隔板340从散热件300的顶面301延伸至散热件300的底面302,也即是散热通道310贯穿散热件300。
在通过散热件300散热时,散热件300还可以连接有风机,风机的工作方式可以是抽风或者吹风。风机可以通过风道和散热通道310连通,比如,风道可以连接至盖板400上的通孔410,通过盖板400上的通孔410和线束板500上的间隙使得风机和散热通道310连通。
当风机为抽风风机时,散热通道310位于散热件300底面的一端为进风口,散热通道310位于散热件300顶面的一端为出风口。当风机为吹风风机时,散热通道310位于散热件300底面的一端为出风口,散热通道310位于散热件300顶面的一端为进风口。
由于电池100在使用过程中会逐渐膨胀,电池100膨胀后会和相邻的散热件300产生作用力(膨胀力)。适当的膨胀力会有益于电池100自身反应,但是过大的膨胀力会使得电池100受压过大而发生析锂现象,甚至产生不可逆的容量损失,从而极大地降低了电池100的寿命。为了解决这一问题,可以在散热板上设置缓冲部,通过缓冲部降低膨胀力对电池100的影响。
第一侧板320包括依次排布的的第一区321、第二区322和第三区323,多个隔板340将容置空间中和第一区321对应空间分隔形成至少一个第一散热通道311,将容置空间中和第二区322对应的空间分隔形成至少一个第二散热通道312,将容置空间中和第三区323对应的空间分隔形成至少一个第三散热通道313,第二散热通道312的宽度大于第一散热通道311的宽度,第二散热通道312的宽度大于第三散热通道313的宽度,第一散热通道311的宽度为第一散热通道311两侧的隔板340之间的距离,第二散热通道312的宽度为第二散热通道312两侧的隔板340之间的距离,第三散热通道313的宽度为第三散热通道313两侧的隔板340之间的距离。
第二散热通道312的宽度大于第一散热通道311和第三散热通道313的宽度,第二散热通道312处的散热件300的刚度小于第一散热通道311和第三散热通道313处的散热件300的刚度,在电池100膨胀时第二散热通道312能够发生形变,吸收膨胀力,也即是第二散热通道312可以为电池100膨胀提供缓冲,同时第一散热通道311和第三散热通道313刚度大能够避免膨胀力过大而导致散热通道310过窄,有利于电池100散热。
本公开实施例提供的散热件300还可以包括第一加强筋和第二加强筋,第一加强筋设于第一散热通道311,并且第一加强筋从第一隔板340靠近第一侧板320的一端延伸至第二隔板340靠近第二侧板330的一端,第一隔板340为第一散热通道311一侧的隔板340,第二隔板340为第一散热通道311另一侧的隔板340;第二加强筋设于第三散热通道313,并且第二加强筋从第三隔板340靠近第一侧板320的一端延伸至第四隔板340靠近第二侧板330的一端,第三隔板340为第三散热通道313一侧的隔板340,第四隔板340为第三散热通道313另一侧的隔板340。
通过第一加强筋能够增加第一散热通道311的强度,避免电池100膨胀时过度挤压第一散热通道311导致第一散热通道311过窄,影响散热效果。通过第二加强筋能够增加第三散热通道313的强度,避免电池100膨胀时过度挤压第三散热通道313导致第三散热通道313过窄,影响散热效果。
第一侧板320被划分为第一区321、第二区322和第三区323,第一区321和第三区323位于第二区322的两侧,第一区321和一侧第二区322相邻,第三区323和第二区322的另一侧相邻。相应的,第二侧板330可以可以被划分为第一区321、第二区322和第三区323,第二侧板330上的区域和第一侧板320上对应的区域的投影重合。第一散热通道311形成于第一区321,第二散热通道312形成于第二区322,第三散热通道313形成于第三区323。
第一散热通道311和第三散热通道313用于散热,第二散热通道312同时用作散热和缓冲。为了保证第二散热通道312的刚度符合电池100膨胀时的缓冲需求,需要保证第二散热通道312的宽度。在本公开一可行的实施方式中,第二散热通道312的宽度为第一侧板320的宽度的四分之一到二分之一。也即是,第一侧板320的宽度为W1时,第二散热通道312的宽度W2符合如下条件:W1/4≤W2≤W1/2。比如,第二散热通道312的宽度可以是第一侧板320宽度的三分之一,此时第一区321、第二区322和第三区323可以均分第一侧板320。第一侧板320的宽度为第一侧板320在第二散热通道312宽度方向上的尺寸。
通过使第二散热通道312的宽度为第一侧板320的宽度的四分之一到二分之一,保证了第三散热通道313对应的区域可以作为缓冲区,也为第一散热通道311和第三散热通道313预留了空间,兼顾了电池100的散热和膨胀缓冲。
风机输出的冷风通过第一散热通道311、第二散热通道312和第三散热通道313和电池100进行热量交换,以对电池100进行冷却。在实际应用中也可以通过第一散热通道311和第三散热通道313进行散热,第二散热通道312仅作为电池100膨胀的缓冲区。此时,风机的出风口可以和第一散热通道311及第三散热通道313连通,和第二散热通道312不连通。
第一散热通道311的宽度为L1,第一散热通道311的高度为D1,第一散热通道311的高度为第一散热通道311处第一侧板320到第二侧板330的距离,其中,0.2≤L1/D1≤5;第三散热通道313的宽度为L3,第三散热通道313的高度为D3,第三散热通道313的高度为第三散热通道313处第一侧板320到第二侧板330的距离,其中,0.2≤L3/D3≤5。
在进行风冷散热时,散热量和散热通道310中的风速相关,通过设置0.2≤L1/D1≤5避免第一散热通道311中的风阻过大,能够有效地提高第一散热通道311的散热效率。通过设置0.2≤L3/D3≤5避免第二散热通道312中的风阻过大,能够有效地提高第二散热通道312的散热效率。并且避免散热件300占用较多的空间,保证了在有限的空间布置更多的电池100,以提高电池组的能量密度。
在本公开一可选的实施方式中,L1/D1为4,L3/D3为4。通过设置L1/D1为4避免第一散热通道311中的风阻过大,能够有效地提高第一散热通道311的散热效率。通过设置L3/D3为4避免第二散热通道312中的风阻过大,能够有效地提高第二散热通道312的散热效率。并且避免散热件300占用较多的空间,保证了在有限的空间布置更多的电池100,以提高电池组的能量密度。
第一加强筋可以焊接于第一散热通道311,第二加强筋可以焊接于第三散热通道313。第一加强筋可以是板状加强筋,第一加强筋在第一散热通道311内可以是对角线设置。第一加强筋的一端和第一隔板340靠近第一侧板320的一端焊接,第一加强筋的另一端和第二隔板340靠近第二侧板330的一端焊接。第二加强筋可以是板状加强筋,第二加强筋在第三散热通道313内可以是对角线设置。第二加强筋的一端和第三隔板340靠近第一侧板320的一端焊接,第二加强筋的另一端和第四隔板340靠近第二侧板330的一端焊接。
在第一区321可以设置一个或者多个第一散热通道311。当第一区321设置多个第一散热通道311时,相邻的第一散热通道311中的第一加强筋可以是平行设置或者对称设置。在第三区323可以设置一个或者多个第三散热通道313。当第三区323设置多个第三散热通道313时,相邻的第三散热通道313中的第二加强筋可以是平行设置或者对称设置。
在本公开另一可行的实施方式中,如图7所示,散热通道310从散热件300的顶面301延伸至散热件300的侧面303,散热件300的侧面303为散热件300上和电池100排布方向平行且和散热件300的顶面301相邻的面,散热件300的顶面301为散热件300靠近导电件200的一面。
由于电池组在安装时,为了保证电池组安装的稳定性,往往需要在电池组的底面涂胶。在电池组的底面涂胶需要避开散热通道310,这导致涂胶工艺难度增加。并且涂覆在电池组底部的胶容易发生流动,从而可能堵塞散热通道310。将散热通道310延伸至散热件300的侧面,能够解决这一问题。
散热件300还可以连接有风机,风机的工作方式可以是抽风或者吹风。风机可以通过风道和散热通道310连通,比如,风道可以连接至盖板400上的通孔410,通过盖板400上的通孔410和线束板500上的间隙使得风机和散热通道310连通。
当风机为抽风风机时,散热通道310位于散热件300侧面的一端为进风口,散热通道310位于散热件300顶面的一端为出风口。当风机为吹风风机时,散热通道310位于散热件300侧面的一端为出风口,散热通道310位于散热件300顶面的一端为进风口。
散热通道310可以包括第一子通道和第二子通道,第一子通道和第二子通道相交,且第一子通道和第二子通道连通。第一子通道从散热件300的顶面延伸至散热件300内部的预设位置,第二子通道充散热件300内部的预设位置延伸至散热件300的侧面。示例的,第一子通道和第二子通道垂直设置,第一子通道和散热件300的顶面垂直,第二子通道和散热件300的的顶面平行。
在此基础上,隔板340可以包括第一分隔部和第二分隔部,第一分隔部和第二分隔部相交。第一分隔部从散热件300的顶面延伸至散热件300内部的预设位置,第二分隔部从散热件300内部的预设位置延伸至散热件300的侧面。示例的,第一分隔部和第二分隔部垂直设置,第一分隔部和散热件300的顶面垂直,第二分隔部和散热件300的的顶面平行。
为了解决电池100膨胀力影响电池100寿命这一问题,可以在撒热件上设置缓冲区。如图8所示,第一侧板320包括依次排布的的第一区321、第二区322和第三区323,缓冲区可以设于第二区322。多个第一分隔部均从散热件300的顶面向散热件300内部延伸,并延伸至散热件300内部的一预设面。多个第一分隔部容置空间中和第一区321对应空间分隔形成至少一个第一子散热通道3111,将容置空间中和第二区322对应的空间分隔形成至少一个第二子散热通道3121,将容置空间中和第三区323对应的空间分隔形成至少一个第三子散热通道3131,第二子散热通道3121的宽度大于第一子散热通道3111的宽度,第二子散热通道3121的宽度大于第三子散热通道3131的宽度,第一子散热通道3111的宽度为第一子散热通道3111两侧的第一分隔部之间的距离,第二子散热通道3121的宽度为第二子散热通道3121两侧的第一分隔部之间的距离,第三子散热通道3131的宽度为第三子散热通道3131两侧的第一分隔部之间的距离。
第二子散热通道3121对应的部位的刚度小于第一子散热通道3111和第三子散热通道3131处的刚度,因此第二子散热通道3121处可以作为缓冲区,对电池100的膨胀力进行缓冲,同时第一子散热通道3111和第三子散热通道3131刚度大能够避免膨胀力过大而导致散热通道310过窄,有利于电池100散热。
在本公开实施例中,多个第一分隔部可以对应一个或者多个第二分隔部。当多个第一分隔部对应一个第二分隔部时,第一子散热通道3111、第二子散热通道3121和第三子散热通道3131可以延伸至同一第二子通道3112。如此能够节省散热板上的空间,有利于在散热板上设置较大面积的缓冲区。
进一步的,为了加强第一子散热通道3111和第三子散热通道3131的刚度,可以在第一子散热通道3111和第三子散热通道3131中设置加强筋,通过加强筋保证第一子散热通道3111和第三子散热通道3131的刚度。
当多个第一子散热通道3111、第二子散热通道3121和第三子散热通道3131连接于同一第二子通道3112时,第二子通道3112宽度较大,为了保证第二子通道3112的刚度,可以在第二子通道3112内设置加强筋,该加强筋在第二子通道3112内可以是沿对角线设置。
本公开实施例中多个电池100及电池100之间的散热件300可以通过打包带700进行固定,打包带700可以绕多个电池100和电池100之间的散热件300一周,将多个电池100和电池100之间的散热件300捆扎。在多个电池100的排布方向的两端可以设置有端板600,打包带700通过端板600向电池100施加约束力。当然在实际应用中,散热件300和电池100及电池100和电池100之间还可以通过其他方式连接,比如胶连接等。
本公开实施例提供的电池组,在电池100之间设置散热件300,散热件300上设置有散热通道310,通过散热通道310能够实现对电池100的散热,从而避免电池100温度过高。并且,散热通道310的延伸方向和导电件200相交,也即是散热件300还可以实现对导电件200的散热,避免导电件200温度过高,提高了电池100的安全性。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。