CN216389517U - 电池组、电池的热管理系统以及用电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种电池组、电池的热管理系统以及用电装置。该电池组包括多个电池单体和至少一个长条形的换热管;各所述电池单体彼此紧挨地排列;各所述换热管分别位于形成在相邻的所述电池单体之间的空隙中。根据本申请,能够更均匀地冷却电池单体,而且能够提高对各电池单体的周围空间的利用率。
Description
技术领域
本申请涉及电池领域,尤其涉及电池组、电池的热管理系统以及用电装置。
背景技术
节能减排是汽车产业可持续发展的关键。在这种情况下,电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。而对于电动车辆而言,电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。
在电池技术的发展中,除了提高电池的性能外,电池的热管理(包括电池的冷却和加温)问题、以及由此引发的安全性问题也是一个不可忽视的问题。因此,如何提高热管理的效率与效果,是电池技术中一个亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本申请是鉴于上述技术问题而进行的,其目的在于提供一种能够提高热管理的效率与效果进而提高安全性的电池组、电池的热管理系统以及用电装置。
为了实现上述目的,本申请的第一方面提供一种电池组,其包括:多个电池单体,各所述电池单体彼此紧挨地排列;和至少一个长条形的换热管,各所述换热管分别位于形成在相邻的所述电池单体之间的空隙中,在所述换热管的外表面设有温度传感器。
根据上述的本申请的第一方面,由于在相邻的电池单体之间的空隙中配置换热管,因此能够有效地对各电池单体进行冷却或加热,而且还能够有效地利用电池单体间的空间使电池整体小型化;通过充分利用电池单体间的空间还能够提高电池的成组效率进而提高电池整体的能量密度。
而且,由于在靠近各电池单体的换热管的外表面设置了温度传感器,因此能够更为准确地监控电池的温度,进而能够提高安全性。
在一些实施例中,所述电池组包括三个以上的所述电池单体,在每三个所述电池单体所围成的空隙中设有所述换热管。
由此能够针对电池单体的排列,使得在每一个电池单体的周围都配置有换热管,从而能够提高对电池单体的换热效率。
在一些实施例中,所述电池单体为圆柱形电池单体。
由此,能够在紧挨着排列的每个圆柱形电池单体的附近都配置换热管,换热管能够沿圆柱形电池单体的轴向对电池单体进行冷却或加热,提高了换热效率。
在一些实施例中,所述换热管形成为能够填充每三个所述圆柱形电池单体所围成的空隙的棱柱形状。
由此,由于换热管形成为能够填充每三个圆柱形电池单体所围成的空隙的棱柱形状,因此能够在不特别扩充圆柱形电池单体之间的间隙的情况下放置换热管,而且,棱柱形的换热管与其周围的圆柱形电池单体的外周面的贴合度较好,因此能够沿圆柱形电池单体的轴向以更好的换热效果进行冷却或加热,提高了换热效率。
在一些实施例中,所述换热管沿着所述圆柱形电池单体的轴向形成为长条形,并具有与各圆柱形电池单体的一部分外周面形状相一致的弧形面。
由此,由于换热管具有与各圆柱形电池单体的一部分外周面形状相一致的弧形面,因此能够进一步提高换热管与圆柱形电池单体的外表面的贴合度,进一步提高换热效果。
在一些实施例中,所述换热管为中空结构,所述换热管的内部形成有换热流路;所述换热管的一端连接于换热介质的输入管路;所述换热管的另一端连接于所述换热介质的输出管路;所述换热管的所述换热流路与所述换热介质的所述输入管路及所述输出管路连通。
由此,能够使换热管中有换热介质循环流动,因此能够提高换热效果。
在一些实施例中,所述换热介质的所述输入管路和所述换热介质的所述输出管路以隔着所述电池单体相对的方式设于所述电池单体的轴向两端侧。
由此,通过将换热介质的输入管路和输出管路分别配置在电池单体的轴向两侧,能够充分利用电池单体的轴向两侧的空间,而且能够避免换热管与换热介质的输入管路和输出管路的连接结构变得复杂,也不需要额外设置复杂的管路。
在一些实施例中,所述换热介质的所述输入管路及所述输出管路分别沿着所述电池单体的排列方向延伸。
由此,能够随着电池单体的排列而布置相应长度的换热介质的输入管路及输出管路,因此能够以简单的结构确保对每个电池单体的冷却或加热,结构简单且提高了电池的使用安全性。
在一些实施例中,所述温度传感器设置于所述换热管的与所述电池单体的长度方向上的中间位置相接触的外表面。
由此,由于温度传感器配置在与电池单体中温度较高的部位相接触的位置,因此能够可靠地监控电池单体的温度变化,可靠地确保电池的使用安全性。
本申请的第二方面提供一种电池的热管理系统,其应用于电池,所述电池包括多个彼此紧挨地排列的电池单体,所述电池的热管理系统包括:至少一个换热管,分别位于形成在相邻的所述电池单体之间的空隙中;温度传感器,设于所述换热管的与所述电池单体相接触的外表面;和信号采集电路,与所述温度传感器电连接,并构成为能够接收来自所述温度传感器的信号。
根据本申请的第二方面,由于换热管设于相邻的各电池单体之间的空隙中,因此能够对每个电池单体进行有效冷却或加热;由于具有设于换热管与电池单体相接触的外表面上的温度传感器,因此能够更为准确地监控电池单体的内部温度;由于设有接收来自温度传感器的信号的信号采集电路,因此能够根据温度传感器测得的温度数据进行热管理,提高安全性。
在一些实施例中,电池的热管理系统还包括换热介质的输入管路和输出管路,所述换热管的内部形成有换热流路;所述换热管的所述换热流路与所述换热介质的所述输入管路及所述输出管路连通而形成所述换热介质的循环流路。
由此,能够使换热管中有换热介质循环流动,因此能够提高换热效果,确保热管理效率。
在一些实施例中,所述电池单体为圆柱形电池单体,所述温度传感器设置于所述换热管的与所述圆柱形电池单体的长度方向上的中间位置相接触的外表面。
由于温度传感器配置在与电池单体中温度较高的部位相接触的位置,因此能够可靠地监控电池单体的温度变化来进行电池的热管理,进而能够确实地确保电池的使用安全性。
本申请的第三方面提供一种用电装置,其包括本申请的第三方面提供的电池组。
由此能够确保用电装置使用电池组的安全性。
本申请的第四方面提供一种用电装置,其包括:电池,所述电池包括多个彼此紧挨地排列的电池单体;和本申请的第二方面提供的电池的热管理系统。
由此能够确保用电装置使用电池组的安全性。
附图说明
图1为示意性示出本申请一实施例的车辆的结构示意图。
图2为示意性示出本申请一实施例的电池单体的示意图。
图3为示意性示出本申请一实施例的换热管的示意图。
图4为示意性示出本申请一实施例的电池单体与换热管的配置示意图。
图5为示意性示出本申请另一实施例的电池单体与换热管的配置示意图。
图6为示意性示出本申请一实施例的电池单体与电池管理系统的分解示意图。
附图标记说明:
1-电池单体(圆柱形电池单体);2-换热管;3-输入管路;4-输出管路;5-温度传感器;6-信号采集电路;31-换热介质入口;32-换热介质输入口;41-换热介质出口;42-换热介质输出口;1000-车辆;100-电池;200-控制器;300-马达。
具体实施方式
以下,参照附图详细说明本申请的具体实施方式。附图仅用于示出本申请的优选实施例,而不应被认为是对本申请的限制。在整个附图中,用相同的附图标记表示相同的部件或要素。
通过阅读下文关于实施方式的详细描述,本申请的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案,因此是示例性的,并不对本申请要求保护的范围构成限定。
需要注意的是,除非另有说明,本文中使用的技术术语或者科学术语应当为本申请实施例所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本申请实施例的描述中,技术术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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实施例和简化描述,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实施例的限制。
此外,在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“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;也可以是机械连接,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申请实施例中的具体含义。
在本申请实施例的描述中,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。
在诸如二次电池的电池制造中,包括将多个电池单体形成电池的成组工序。目前,在例如将两端出极耳的圆柱电池单体成组时,通常采用这样的方式:若干个电池单体的极耳首尾串接形成多列电池单体,若干列电池单体相互并接形成多层电池单体,多层电池单体可以堆叠形成满足能量和功率要求的电池。呈阵列排布的电池单体的每一层之间,通过支撑板来相隔和支撑,一般该支撑板的板件同时还具备诸如冷却或加热等热管理的功能。
上述这样的冷却板等的换热板例如被加工成具有波浪形的板面,并以贴合诸如圆柱形电池单体的外表面的方式设置于排列成一层的电池单体的一侧。然而,这样的传统换热板只能从电池单体的一侧或相对的两侧与电池单体接触而进行换热,因此,对于各电池单体而言,存在周向上换热不均匀的情况,在电池的使用安全性方面存在风险。而且,换热板与各电池单体的接触面积小,业界希望能够进一步提高换热效率。
另外,热管理系统也无法准确地监控电池的温度,一直未能解决对电池进行有效热管理的难题。
针对上述诸多问题,本申请的发明人经研究发现,若能够在各电池单体的周围设置换热件则有望提到对各电池单体的换热效果,提高安全性。而且,若能够对电池单体周围的温度进行准确监控,则能够基于监控到的温度数据进行有效的热管理。
因此,为了解决上述问题,本申请提供了一种电池组、电池的热管理系统以及用电装置。
本申请涉及的电池可以是任何电池,例如电池模组和电池包,或者一次电池和二次电池,例如,二次电池包括镍氢电池、镍镉电池、铅酸(或铅蓄)电池、锂离子电池、钠离子电池、聚合物电池等。这种电池适用于各种使用电池的用电设备,例如手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动玩具、电动工具、电动车辆、船舶和航天器等,例如,航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等;电池用于为上述用电设备提供电能。
应理解,本申请实施例描述的技术方案不仅仅局限适用于上述所描述的电池和用电设备,还可以适用于所有电池以及使用电池的用电设备,但为描述简洁,下述实施例均以电动车辆为例进行说明,但是很显然,本申请实施例涉及的电池的适用场景以及本申请实施例涉及的用电设备均不限于电动汽车。
图1为本申请实施例涉及的车辆1000的结构示意图。如图1所示,车辆1000可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1000搭载有电池100,电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电,例如,电池100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器200和马达300,控制器200用来控制电池100为马达300供电,例如可用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求等。
在本申请一些实施例中,电池100不仅可以作为车辆1000的操作电源,还可以作为车辆1000的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
为了满足不同的使用电力需求,电池100可以包括多个电池单体1,电池单体1是指组成电池模组或电池包的最小单元。多个电池单体1可经由电极端子而被串联和/或并联在一起以应用于各种应用场合。本申请中所涉及的电池可以包括电池模组或电池包。其中,多个电池单体1之间可以串联或并联或混联,混联是指串联和并联的混合。本申请的实施例中的电池可以由多个电池单体1直接组成,也可以先组成电池模组,电池模组再组成电池。
图2示意性地示出了本申请一实施例的电池单体的示意图。在一些实施例中,电池单体1可以为锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等,本申请实施例对此并不限定。电池单体1可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等,本申请实施例对此也不限定。电池单体1一般按封装的方式分成三种:柱形电池单体、方体方形电池单体和软包电池单体,本申请实施例对此也不限定。柱形电池单体按照柱面的截面形状,又可以分为圆柱形电池单体、多边棱柱形电池单体等,但为描述简洁,下述实施例均以圆柱形电池单体1为例进行说明。
另外,虽然未特别图示,但是本申请实施例的电池单体1通常包括端盖、壳体和电芯组件。
端盖是指盖合于壳体的开口处以将电池单体1的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地,端盖的形状可以与壳体的形状相适应以配合壳体。可选地,端盖可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成,这样,端盖在受挤压碰撞时就不易发生形变,使电池单体1能够具备更高的结构强度,安全性能也可以有所提高。端盖上可以设置有如电极端子等功能性部件。电极端子可以用于与电芯组件电连接,以用于输出或输入电池单体1的电能。端盖的材质也可以是多种的,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中,在端盖的内侧还可以设置有绝缘件,绝缘件可以用于隔离壳体内的电连接部件与端盖,以降低短路的风险。示例性的,绝缘件可以是塑料、橡胶等。
壳体是用于配合端盖以形成电池单体1的内部环境的组件,其中,形成的内部环境可以用于容纳电芯组件、电解液(在图中未示出)以及其他部件。壳体和端盖可以是独立的部件,可以在壳体上设置开口,通过在开口处使端盖盖合开口以形成电池单体的内部环境。不限地,也可以使端盖和壳体一体化,具体地,端盖和壳体可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面,当需要封装壳体的内部时,再使端盖盖合壳体。壳体可以是多种形状和多种尺寸的,例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地,壳体的形状可以根据电芯组件的具体形状和尺寸大小来确定。壳体的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。由于在本申请实施例以圆柱形电池单体1为例进行说明,因此,电池单体1的壳体例如为圆柱体形。
电芯组件是电池单体1中发生电化学反应的部件。壳体内可以包含一个或多个电芯组件。电芯组件主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成,并且通常在正极片与负极片之间设有隔膜。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电芯组件的主体部,正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳(在图中未示出)。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池的充放电过程中,正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应,极耳连接电极端子而形成电流回路。
图3示意性地示出本申请一实施例的换热管的示意图;图4和图5示意性示出本申请一些实施例的电池单体与换热管的配置示意图。
本申请的实施例的电池组包括多个电池单体1和至少一个长条形的换热管2。如图4、图5所示,各电池单体1那样彼此紧挨地排列;各换热管2分别位于形成在相邻的电池单体1之间的空隙中,在换热管2的外表面设有温度传感器5(参见图2)。
关于电池单体1,例如采用如上文所述的圆柱形电池单体。这些电池单体1排列成层。如图4、图5所示,这些电池单体1例如以圆柱体的轴向基本平行的方式彼此邻近地排列。作为具体的实施例,多个电池单体1排列成一层,再由多层电池单体1排列成电池单体1的阵列。另外,关于相邻的电池单体1之间的间隙,可以根据具体情况设定,此处不特别限定,但是作为具体的实施例,各电池单体1以外周面彼此接触的方式紧挨排列。
换热管2如图3所示形成为长条状。所谓长条状,是指第一方向上的尺寸大于第二方向上的尺寸,通常第一方向与第二方向相交,例如垂直。关于换热管2的材质,优选具有良好热传导性的材料。另外,换热管2可以是刚性中空管,也可以是具有一定可挠性的可挠中空管。
如图4、图5所示,当多个圆柱形电池单体1彼此紧挨地排列时,相邻的圆柱形电池单体1之间存在小的间隙,长条状的换热管2可以按其第一方向与圆柱形电池单体1的轴向一致的方式插入到这些小的间隙中,通过与其周围的圆柱形电池单体1靠近乃至接触来与圆柱形电池单体1进行换热。
换热管2可以如图4所示那样不是插入到多个圆柱形电池单体1所形成的所有间隙中,而是插入到其中的一部分间隙中;换热管2也可以如图5所示插入到所有的间隙中。对于换热管2具体插入到哪些间隙中、以及插入换热管2的间隙占所有间隙的比例,并不特别限定,可以根据具体情况来设定,但是以整体上确保对电池的均匀换热以使电池整体能够在合适的温度下工作为宜。
如图2所示,在换热管2的外表面设有温度传感器5。关于温度传感器,没有特别限定,只要能够设置于换热管2的外表面,可以是任何已知的温度传感器。关于温度传感器5的设置位置,可以设置在换热管2的任何位置,从能够更准确地反应圆柱形电池单体1的温度的角度考虑,可以设置在换热管2的与圆柱形电池单体1相接触的外表面。另外,温度传感器5可以设置在每个换热管的外表面,也可以设置在一部分换热管的外表面。
根据上述的本申请的实施例,由于在相邻的电池单体1之间的空隙中配置换热管2,因此能够有效地对各电池单体1进行冷却或加热,而且还能够有效地利用电池单体1彼此之间的空间使电池整体小型化;通过充分利用电池单体1彼此之间的空间还能够提高电池的成组效率进而提高电池整体的能量密度。
而且,由于在靠近各电池单体1的换热管2的外表面设置了温度传感器5,因此能够更为准确地监控电池的温度,进而能够提高安全性。
在一些实施例中,如图5所示,电池组包括三个以上的电池单体1,在每三个电池单体1所围成的空隙中设有换热管2。
由此能够针对电池单体1的排列,使得在每一个电池单体1的周围都配置有换热管,从而能够提高对电池单体1的换热效率。
在一些实施例中,电池单体为圆柱形电池单体。
由此,能够在紧挨着排列的每个圆柱形电池单体1的附近都配置换热管2,换热管2能够沿圆柱形电池单体1的轴向对电池单体1进行冷却或加热,提高了换热效率。
在一些实施例中,如图3至图5所示,换热管2形成为能够填充每三个圆柱形电池单体1所围成的空隙的棱柱形状。
所谓棱柱形状,如图3至图5所示,整体上成三条棱边被倒角了的三棱柱形状,并非严格限制只有三条棱边。这样的形状使得换热管2容易被插入到圆柱形电池单体1彼此间的间隙中,且能够尽可能地利用该间隙中的空间。
由此,由于换热管2形成为能够填充每三个圆柱形电池单体1所围成的空隙的棱柱形状,因此能够在不特别扩充圆柱形电池单体1之间的间隙的情况下放置换热管,而且,棱柱形的换热管2与其周围的圆柱形电池单体1的外周面的贴合度较好,因此能够沿圆柱形电池单体1的轴向以更好的换热效果进行冷却或加热,提高了换热效率。
在一些实施例中,换热管2沿着圆柱形电池单体的轴向形成为长条形,并具有与各圆柱形电池单体1的一部分外周面形状相一致的弧形面。
此处,所谓与各圆柱形电池单体1的一部分外周面形状相一致的弧形面,是指换热管2的与圆柱形电池单体1相接触的外表面形成与弧形面,从而能够提高换热管2与圆柱形电池单体1的贴合度,还能够增长贴合面积,因此能够进一步提高换热效果。
在一些实施例中,如图6所示,换热管2为中空结构,换热管2的内部形成有换热流路;换热管2的一端连接于换热介质的输入管路3;换热管2的另一端连接于换热介质的输出管路4;换热管2的换热流路与换热介质的输入管路3及输出管路4连通。
换热管2与换热介质的输入输出管路连通而形成循环管路,由此能够利用换热介质的循环来对电池单体1进行冷却或加温。此处,换热介质可以采用已知的适于电池使用的换热介质,作为具体例子,例如可举出水、乙二醇等冷却液、空气、四氟己烷、三氟甲烷、二氟乙烷等。在一些实施例中,换热介质的输入管路3设有换热介质入口31,换热介质从该换热介质入口31进入输入管路3,并进一步进入到换热管2的换热流路内。从换热管2的换热流路流出的换热介质进入到换热介质的输出管路4。在输出管路4设有换热介质出口41,输出管路4中的换热介质从该换热介质出口41流出。由此,形成了换热介质的循环。在该循环过程中,特别是当换热介质流过换热管2的换热流路时,换热介质经由换热管2而与电池单体1进行热交换,使电池单体1接近并达到合适的工作温度,以确保电池在安全状态下正常工作而供电。由此,能够提高换热效果。
在一些实施例中,如图6所示,换热介质的输入管路3和换热介质的输出管路4以隔着电池单体1相对的方式设于电池单体1的轴向两端侧。
具体而言,可以在输入管路3的一面设置多个作为连接口的换热介质输入口32,各换热管2的第一方向上的一端分别以对于液体具有密封性的方式连接于各换热介质输入口32,以实现换热管2的换热流路与输入管路3的连通。另外,可以在在输出管路4的一面设置多个作为连接口的换热介质输出口42,各换热管2的第一方向上的另一端分别以对于液体具有密封性的方式连接于各换热介质输入口32,以实现换热管2的换热流路与输出管路4的连通。
另外,从第一方向上看,将换热介质的输入管路3和输出管路4分别配置在电池单体1的两侧(轴向两侧),整体上形成与电池单体1、换热管2垂直的位置关系。
通过这样将换热介质的输入管路3和输出管路4分别配置在电池单体1的轴向两侧,能够充分利用电池单体的轴向两侧的空间,而且能够避免换热管2与换热介质的输入管路3和输出管路4的连接结构变得复杂,也不需要额外设置复杂的管路,由此提高了加工容易性、装配容易性。
在一些实施例中,如图6所示,换热介质的输入管路3及输出管路4分别沿着电池单体1的排列方向延伸。
以图6所示为例,电池单体1的排列方向是指三层电池单体1的各层中的电池单体1的排列方向。换热介质的输入管路3及输出管路4可以沿着电池单体1的排列方向设置得更长或更短,例如可以设置成与电池单体1的排列长度基本一致。另外,关于换热介质的输入管路3及输出管路4的厚度(电池单体1的轴向上的尺寸),可以根据情况(例如电池整体的体积、设计的换热循环系统的容积等)具体设定。
由此,由于能够随着电池单体1的排列而布置相应长度的换热介质的输入管路3及输出管路4,因此能够以简单的结构确保对每个电池单体1的冷却或加热,结构简单且提高了电池的使用安全性。
在一些实施例中,温度传感器5设置于换热管2的与电池单体1的长度方向上的中间位置相接触的外表面。
具体而言,本申请的发明人发现,对于圆柱形电池单体1而言,温度较高的位置通常位于轴向长度上的中间位置,因此对该位置处的温度监控有利于对整个电池单体的温度以及安全性的监控。
由此,由于温度传感器5配置在与电池单体中温度较高的部位相接触的位置,因此能够可靠地监控电池单体的温度变化,可靠地确保电池的使用安全性。
本申请的实施例还提供一种电池的热管理系统,其应用于电池,电池包括多个彼此紧挨地排列的电池单体,电池的热管理系统包括:至少一个换热管2,分别位于形成在相邻的电池单体1之间的空隙中;温度传感器5,设于换热管2的与电池单体1相接触的外表面;和信号采集电路6,与温度传感器5电连接,并构成为能够接收来自温度传感器的信号。
此处涉及的电池如前所述,以圆柱形电池单体1为例进行说明。换热管2如上所述位置相邻的圆柱形电池单体1之间的空隙中。温度传感器5可以感知其周围的电池单体1的温度。信号采集电路6与温度传感器5电连接而能够采集温度数据。由此电池管理系统能够基于这些温度数据进行有效控制。例如,当检测到温度过高时,可以发出警报、提示,或是使电池停止工作等。
由此,由于换热管2设于相邻的各电池单体1之间的空隙中,因此能够对每个电池单体1进行有效冷却或加热;由于具有设于换热管2与电池单体1相接触的外表面上的温度传感器5,因此能够更为准确地监控电池单体的内部温度;由于设有接收来自温度传感器5的信号的信号采集电路6,因此能够根据温度传感器测得的温度数据进行热管理,提高安全性。
在一些实施例中,如图6所示,电池的热管理系统还包括换热介质的输入管路3和输出管路4,换热管2的内部形成有换热流路;换热管2的换热流路与换热介质的输入管路3及输出管路4连通而形成换热介质的循环流路。关于循环流路的构成、换热管2与换热介质的输入管路3和输出管路4的配置、连接等,如前文所述,此处不再重复说明。
由此,能够使换热管中有换热介质循环流动,因此能够提高换热效果,确保热管理效率。
在一些实施例中,电池单体1为圆柱形电池单体1,温度传感器5设置于换热管2的与圆柱形电池单体1的长度方向上的中间位置相接触的外表面。
由于温度传感器5配置在与电池单体1中温度较高的部位相接触的位置,因此能够可靠地监控电池单体1的温度变化来进行电池的热管理,进而能够确实地确保电池的使用安全性。
本申请的实施例还提供用电装置,该用电装置包括上述的本申请的实施例提供的电池组。或者,用电装置包括电池和上述的本申请的实施例提供的电池的热管理系统,电池包括多个彼此紧挨地排列的电池单体。
由此能够确保用电装置使用电池组的安全性。
下面,作为示例,说明本申请的具体实施例。
如图6所示,电池包括多个彼此紧挨地排列的圆柱形电池单体1,在这些圆柱形电池单体1彼此之间形成的各个间隙中均插入图3所示的换热管2,形成图5所示的排布形式。
如图6中①②所示组装后,在圆柱形电池单体1排布而成的阵列的两端侧(轴向两端侧)分别设置换热介质的输入管路3和输出管路4。各换热管2一端与设于输入管路3的面对换热管侧的面上的换热介质输入口相连且内部连通;各换热管2的另一端与设于输出管路4的面对换热管侧的面上的换热介质输出口相连且内部连通,由此,换热介质的输入管路3、换热管2以及输出管路4、连通与换热介质入口31、换热介质出口41相连通的其他管路部分形成换热介质的循环管路,通过换热介质在循环管路内的循环来对各个电池单体1进行热管理,使电池整体上到达或维持适宜的工作温度。
另外,在换热管2的外表面的大致中央位置处设有温度传感器5,通过该温度传感器5能够获取电池单体1的外表面的温度。由此电池单体的外表面的温度更接近电池内部的温度,因此能够更为准确地监控电池温度。另外,通过信号采集电路6采集来自于这些温度传感器5的温度信号,可以实现温度数据的收集、监控,进而可以基于这些温度数据进行分析和热管理等。
以上对本申请的实施方式进行了说明,但是本领域技术人员应当知晓,本申请不限定于上述实施方式。上述实施方式仅为示例,在本申请的技术方案范围内具有与技术思想实质相同的构成、发挥相同作用效果的实施方式均包含在本申请的技术范围内。此外,在不脱离本申请主旨的范围内,对实施方式施加本领域技术人员能够想到的各种变形、将实施方式中的一部分构成要素加以组合而构筑的其它方式也包含在本申请的范围内。
Claims (14)
1.一种电池组,其特征在于,包括:
多个电池单体,各所述电池单体彼此紧挨地排列;和
至少一个长条形的换热管,各所述换热管分别位于形成在相邻的所述电池单体之间的空隙中,在所述换热管的外表面设有温度传感器。
2.根据权利要求1所述的电池组,其特征在于,
所述电池组包括三个以上的所述电池单体,在每三个所述电池单体所围成的空隙中设有所述换热管。
3.根据权利要求2所述的电池组,其特征在于,
所述电池单体为圆柱形电池单体。
4.根据权利要求3所述的电池组,其特征在于,
所述换热管形成为能够填充每三个所述圆柱形电池单体所围成的空隙的棱柱形状。
5.根据权利要求4所述的电池组,其特征在于,
所述换热管沿着所述圆柱形电池单体的轴向形成为长条形,并具有与各圆柱形电池单体的一部分外周面形状相一致的弧形面。
6.根据权利要求1所述的电池组,其特征在于,
所述换热管为中空结构,所述换热管的内部形成有换热流路;
所述换热管的一端连接于换热介质的输入管路;所述换热管的另一端连接于所述换热介质的输出管路;
所述换热管的所述换热流路与所述换热介质的所述输入管路及所述输出管路连通。
7.根据权利要求6所述的电池组,其特征在于,
所述换热介质的所述输入管路和所述换热介质的所述输出管路以隔着所述电池单体相对的方式设于所述电池单体的轴向两端侧。
8.根据权利要求6所述的电池组,其特征在于,
所述换热介质的所述输入管路及所述输出管路分别沿着所述电池单体的排列方向延伸。
9.根据权利要求1所述的电池组,其特征在于,
所述温度传感器设置于所述换热管的与所述电池单体的长度方向上的中间位置相接触的外表面。
10.一种电池的热管理系统,应用于电池,所述电池包括多个彼此紧挨地排列的电池单体,所述电池的热管理系统的特征在于,包括:
至少一个换热管,分别位于形成在相邻的所述电池单体之间的空隙中;
温度传感器,设于所述换热管的与所述电池单体相接触的外表面;和
信号采集电路,与所述温度传感器电连接,并构成为能够接收来自所述温度传感器的信号。
11.根据权利要求10所述的电池的热管理系统,其特征在于,
还包括换热介质的输入管路和输出管路,
所述换热管的内部形成有换热流路;所述换热管的所述换热流路与所述换热介质的所述输入管路及所述输出管路连通而形成所述换热介质的循环流路。
12.根据权利要求10所述的电池的热管理系统,其特征在于,
所述电池单体为圆柱形电池单体,
所述温度传感器设置于所述换热管的与所述圆柱形电池单体的长度方向上的中间位置相接触的外表面。
13.一种用电装置,其特征在于,包括权利要求1至9中任一项所述的电池组。
14.一种用电装置,其特征在于,包括:
电池,所述电池包括多个彼此紧挨地排列的电池单体;和
权利要求10至12中任一项所述的电池的热管理系统。
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2022
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---|---|---|---|---|
WO2023078187A1 (zh) * | 2021-11-05 | 2023-05-11 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池组、电池的热管理系统以及用电装置 |
WO2023240462A1 (zh) * | 2022-06-14 | 2023-12-21 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池和用电装置 |
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WO2023078187A1 (zh) | 2023-05-11 |
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GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |