CN216145680U - 一种热安全管理系统及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池设备技术领域，尤其涉及一种热安全管理系统及电池。该热安全管理系统包括箱体；整包导热机构，所述整包导热机构设置于所述箱体内；多个导热件，多个所述导热件依序间隔布置在所述箱体内，两个相邻布置的所述导热件之间形成用于容纳安装电芯的安装区，所述安装区能够容纳安装至少一个所述电芯；所述导热件包括用于支托所述电芯的支托部，所述支托部平整布置，所述支托部与所述整包导热机构完全贴合设置。通过支托部与整包导热机构的贴合设置，增加了热量从导热件传递到整包导热机构上的速率，有效的提高了该热安全管理系统的散热能力。

Description

一种热安全管理系统及电池

技术领域

本实用新型涉及电池设备技术领域，尤其涉及一种热安全管理系统及电池。

背景技术

随着全球能源问题与环境问题的愈发严重，绿色能源引起人们极大的关注，相应的三元锂电池也得到发展，在三元锂电池组中，通常会设置热安全管理系统对电池组所产生的热量进行管控以防止电池组出现故障。传统的散热方法是在电芯单元之间设置隔热防火材料去缓解电芯单元之间的热扩散，但是该设计方式对消除电芯产生的热量的效果并不好，容易导致电芯组的热量累积而造成电芯鼓包、燃烧或者热失控的情况出现。

实用新型内容

本实用新型提供了一种热安全管理系统，用以解决现有技术中不能有效散除电芯所产生热量的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供了一种热安全管理系统，包括：

箱体；

整包导热机构，所述整包导热机构设置于所述箱体内；

多个导热件，多个所述导热件依序间隔布置在所述箱体内，两个相邻布置的所述导热件之间形成用于容纳安装电芯的安装区，所述安装区能够容纳安装至少一个所述电芯；所述导热件包括用于支托所述电芯的支托部，所述支托部平整布置，所述支托部与所述整包导热机构完全贴合。

在一种可能的实现方式中，所述导热件还包括抵接部，所述抵接部具有用于与所述电芯贴合接触的贴合端面，所述支托部具有与所述整包导热机构热接触的抵接端面。

在一种可能的实现方式中，所述支托部与所述抵接部呈L形连接，所述支托部一端与所述整包导热机构热接触，另一端远离所述整包导热机构延伸形成所述抵接部，两个相邻的所述抵接部之间形成所述安装区。

在一种可能的实现方式中，所述整包导热机构包括直冷板或者常规液冷板，所述导热件依序间隔布置在所述直冷板或者所述常规液冷板上，且所述导热件与所述直冷板或者所述常规液冷板热接触。

在一种可能的实现方式中，所述整包导热机构还包括进液组件和出液组件，所述直冷板上开设有储液室，所述储液室用于储放降温导热的液体，所述进液组件和所述出液组件分别与所述储液室连通。

在一种可能的实现方式中，所述导热件内设置有环路热管，所述环路热管贯穿设置于所述导热件内。

在一种可能的实现方式中，所述环路热管的壁厚为0.3mm～1mm，所述环路热管的截面半径为3mm～10mm。

在一种可能的实现方式中，所述安装区能够容纳安装1～5个所述电芯。

在一种可能的实现方式中，所述安装区内容纳安装有2个所述电芯。

本实用新型提供了一种电池，包括上述的热安全管理系统以及多个所述电芯，所述电芯安装在所述安装区内。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提出一种热安全管理系统，包括箱体和设置在箱体内的整包导热机构，以及依序间隔布置在箱体内的多个导热件，导热件包括用于支托电芯的支托部，支托部平整布置，且与整包导热机构完全贴合。使得导热件与整包导热机构的有效热接触面积达到最大，不仅增加了热量从导热件传递到整包导热机构上的速率，还有效的提高了该热安全管理系统的散热能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了热安全管理系统的爆炸结构示意图；

图2示出了图1中A部分的局部放大示意图；

图3示出了热安全管理系统的内部结构示意图；

图4示出了图3中B部分的局部放大示意图；

图5示出了导热件的结构示意图；

图6示出了环路热管设置在导热件内的结构示意图；

图7示出了整包导热机构的结构示意图；

图8示出了图7中C部分的局部放大示意图。

主要元件符号说明：

100-箱体；110-护板；120-固定杆；200-整包导热机构；210-直冷板；211-储液室；220-进液组件；230-出液组件；300-导热件；310-安装区；320-支托部；321-抵接端面；330-抵接部；331-贴合端面；340-环路热管；400-电芯；410-极耳；500-盖板。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型中，需要解释的是，极耳是从电芯中将正负极引出来的金属导电体，通俗的说，极耳是电芯的正极和负极在进行充放电时的接触点，这个接触点是电芯内部的一种连接。极耳分为三种材料，电芯的正极使用铝(Al)材料，负极使用镍(Ni)材料，负极也有铜镀镍(Ni—Cu)材料，它们都是由胶片和金属带两部分复合而成。

本实用新型提供一种热安全管理系统，该热安全管理系统可应用于包括太阳能电池组、风能电池组、地热能电池组、以及各类锂电池组等新能源电池中，用于将电池组中电芯400所产生的热量进行消除，进一步的保证电池组的正常作业。

请参阅图1和图2，该热安全管理系统包括箱体100、整包导热机构200和多个导热件300。

在本实施例中，整包导热机构200和导热件300均设置于箱体100内，且整包导热机构200和导热件300热接触。

多个导热件300依序间隔布置在箱体100内，相邻的两个导热件300之间形成用于容纳安装电芯400的安装区310，该安装区310能够容纳安装至少一个电芯400。

导热件300包括用于支托电芯400的支托部320，支托部320平整布置在箱体100内，且与整包导热机构完全贴合设置，以满足导热件300与整包导热机构200的有效热接触面积达到最大。进一步的增加了导热件300与整包导热机构200之间的热传递能力，进而提高了该热安全管理系统的散热能力。

请参阅图3和图4，导热件300包括支托部320和抵接部330，支托部320用于与整包导热机构200热接触，抵接部330用于与安装区310中的电芯400紧密贴合接触。

在本实施例中，支托部320与抵接部330呈L形连接，当支托部320与整包导热机构200热接触时，两个相邻的抵接部330之间可以形成安装区310。

导热件300一端形成支托部320与整包导热机构200热接触，另一端远离整包导热机构200延伸形成抵接部330用于与安装区310中的电芯400进行接触，进而实现将电芯400所产生的热量经过导热件300传递到整包导热机构200上进行消散。

具体的，请参阅图5，导热件300包括呈L形连接的支托部320和抵接部330，支托部320上具有用于与整包导热机构200热接触的抵接端面321；抵接部330上具有用于与安装区310中的电芯400接触的贴合端面331。两个相邻的导热件300之间形成安装区310，当安装区310中安装电芯400时，支托部320上的抵接端面321与整包导热机构200热接触，同时抵接部330上的贴合端面331与电芯400贴合设置，其贴合端面331的面积大于或者等于电芯400的接触面积，以将电芯400与导热件300的有效热接触面积达到最大，同时支托部320平整布置在整包导热机构200上也将导热件300与整包导热机构200的有效热接触面积达到最大，使得热量从电芯400传递到整包导热机构200上的效率更加，极大的提升了该热安全管理系统的热传递能力。

请参阅图6，导热件300内设置有环路热管340，环路热管340贯穿设置于导热件300中。

在本实施例中，环路热管340同时贯穿支托部320和抵接部330设置在导热件300内部，且该环路热管340的壁厚设置为0.3mm～1mm，截面半径设置为3mm～10mm。

请继续参阅图6，具体的，环路热管340首尾相连通，并且同时贯穿支托部320和抵接部330设置在导热件300内，以增加抵接部330和支托部320之间的热传递速率。环路热管340在抵接部330中来回盘旋设置，以增加对电芯400的吸热面积；环路热管340在支托部320内沿着导热件300的延伸方向贯穿，以增大支托部320与整包导热机构200之间的热量传递面积。环路热管340的壁厚设置为0.5mm，截面半径设置为5mm以使得该导热件300的导热效果达到最优。

在另一些实施例中，环路热管340以螺旋、回旋等方式贯穿设置于导热件300中，壁厚以及截面半径的尺寸可以根据导热件300的规格进行设定，以使得该导热件300的导热性能达到最优，均属于本实用新型所公开的范围。

请参阅图7，整包导热机构200包括直冷板210或者常规液冷板，但不限于直冷板210和常规液冷板。

在本实施例中，直冷板210设置在箱体100内，且直冷板210与导热件300进行热接触，使得该直冷板210可以将导热件300上的热量吸收后进行散除。

具体的，多个导热件300依序间隔布置在直冷板210上，导热件300的一端形成支托部320与直冷板210平整抵接，另一端远离直冷板210延伸形成抵接部330，两个相邻的抵接部330形成用于容纳安装电芯400的安装区310，且在直冷板210上形成多个安装区310，支托部320上至少具有一个抵接端面321用于与直冷板210热接触，同时抵接部330上至少具有两个用于与电芯400贴合的贴合端面331，当电芯400设置在安装区310内时，抵接部330上的贴合端面331与电芯400紧密贴合，且贴合端面331的面积大于或者等于电芯400接触面的面积，以保证其有效热传递面积达到最大；支托部320上的抵接端面321与直冷板210完全贴合抵接，以保证导热件300与整包导热机构200的有效热接触面积达到最大，进而使热量从电芯400经过导热件300传递到直冷板210上的效率达到最优，以实现热安全管理系统的最优散热效果。

在另一些实施例中，导热件300依序间隔布置在常规液冷板上，或者导热件300依序间隔布置在常规液冷板下端位置、侧端位置等其他位置上，导热件300均可以实现将电芯400所产生的热量传递到常规液冷板上进行消除。

请参阅图7和图8，整包导热机构200还包括进液组件220和出液组件230。

在本实施例中，进液组件220和出液组件230均与直冷板210连通，且直冷板210中有液体流动。

具体的，直冷板210上开设有储液室211，储液室211用于储放降温导热的液体，进液组件220与出液组件230分别与储液室211连通，以实现储液室211中的液体流动。当导热件300将电芯400所产生的热量传递到直冷板210上后，通过储液室211中的液体流动，将直冷板210上的热量带离该热安全管理系统，进而实现对电芯400热量的消除。

请继续参阅图1和图2，安装区310中至少可以容纳安装一个电芯400，且该电芯400与导热件300贴合设置。

可以理解的是，安装区310中设置电芯400的数量直接影响了该热安全管理系统的散热性能，因此可以根据电池组的规格对安装区310中所设定的电芯400数量进行规划。

在本实施例中，安装区310中可以容纳安装1～5个电芯400。

具体的，安装区310中可容纳安装2个电芯400，装配时，两个电芯400之间彼此贴合，且相背离的两个面与导热件300上的贴合端面331紧密贴合接触，贴合端面331的面积大于或者等于电芯400的接触面，以保证其有效热接触面积达到最大。

装配好的电芯400布置在直冷板210上，进一步的通过固定杆120将全部电芯400固定在该热安全管理系统中，进而保证电芯400在安装区310上的稳定性。

请继续参阅图1和图2，在本实施例中，箱体100周边设置有护板110，护板110用于保护该热安全管理系统，以防止热安全管理系统因为被碰撞而引起电芯400的故障，或者导致热安全管理系统不能正常工作造成电芯400热量的累积。直冷板210固定设置于箱体100底面上，进液组件220和出液组件230均穿过护板110后与直冷板210连通。

在直冷板210上依序间隔布置多个导热件300，多个导热件300在直冷板210上形成安装区310，当电芯400设置在安装区310内时，导热件300上的抵接部330与电芯400紧密贴合设置，导热件300上的支托部320与直冷板210完全贴合布置。

当电芯400产生热量时，导热件300快速的将该热量吸收后传递到直冷板210上，直冷板210通过储液室211中的液体流动，将电芯400所产生的热量带离该热安全管理系统。

在给电芯400降温散热的过程，通过增大导热件300与电芯400的有效热接触面积以及增大导热件300与直冷板210的有效热接触面积，进一步的增强导热件300的热量传递能力，进而极大的提升了该热安全管理系统的散热效果。

在电芯400的两端引出极耳410，极耳410与护板110连接，或者与电池组的电源管理系统电连接，以实现电芯400的电流输出。

在本实施例中，箱体100包括护板110，箱体100的箱壁由护板110围合而成，在箱体100顶端还设置有盖板500，盖板500可以与箱体100通过铰链连接的方式翻盖设置于箱体100的顶端。盖板500也可以盖设在箱体100的顶端，以将电芯400以及该热安全管理系统包裹于箱体100之中，进而避免了热安全管理系统进水的风险。

该热安全管理系统可用于各类电池组，以对电池组中的电芯400进行热消散，进而避免电芯400出现热失控的情况。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种热安全管理系统，其特征在于，包括：

箱体；

整包导热机构，所述整包导热机构设置于所述箱体内；

多个导热件，多个所述导热件依序间隔布置在所述箱体内，两个相邻布置的所述导热件之间形成用于容纳安装电芯的安装区，所述安装区能够容纳安装至少一个所述电芯；所述导热件包括用于支托所述电芯的支托部，所述支托部平整布置，所述支托部与所述整包导热机构完全贴合。

2.根据权利要求1所述的热安全管理系统，其特征在于，所述导热件还包括抵接部，所述抵接部具有用于与所述电芯贴合接触的贴合端面，所述支托部具有与所述整包导热机构热接触的抵接端面。

3.根据权利要求2所述的热安全管理系统，其特征在于，所述支托部与所述抵接部呈L形连接，所述支托部一端与所述整包导热机构热接触，另一端远离所述整包导热机构延伸形成所述抵接部，两个相邻的所述抵接部之间形成所述安装区。

4.根据权利要求1所述的热安全管理系统，其特征在于，所述整包导热机构包括直冷板或者液冷板，所述导热件依序间隔布置在所述直冷板或者所述液冷板上，且所述导热件与所述直冷板或者所述液冷板热接触。

5.根据权利要求4所述的热安全管理系统，其特征在于，所述整包导热机构还包括进液组件和出液组件，所述直冷板上开设有储液室，所述储液室用于储放降温导热的液体，所述进液组件和所述出液组件分别与所述储液室连通。

6.根据权利要求1所述的热安全管理系统，其特征在于，所述导热件内设置有环路热管，所述环路热管贯穿设置于所述导热件内。

7.根据权利要求6所述的热安全管理系统，其特征在于，所述环路热管的壁厚为0.3mm～1mm，所述环路热管的截面半径为3mm～10mm。

8.根据权利要求1所述的热安全管理系统，其特征在于，所述安装区能够容纳安装1～5个所述电芯。

9.根据权利要求1所述的热安全管理系统，其特征在于，所述安装区内容纳安装有2个所述电芯。

10.一种电池，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的热安全管理系统以及多个所述电芯，所述电芯安装在多个所述安装区内。

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