CN216793818U - 电池包及用电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池包及用电设备，电池包包括至少一个电池、换热板、循环管路、第一开关元件、输送装置以及加热装置；换热板设置于至少一个电池的顶面、底面和侧面的至少其中之一；循环管路连接于换热板的进口和出口之间；第一开关元件设置于循环管路上，用于控制循环管路的通断；输送装置用以提供换热介质在循环管路和换热板之间循环流动的动力；加热装置设置于循环管路上，用于加热流经循环管路的换热介质。通过上述结构设计，本实用新型在电池包内增加一套加热系统，当电池包进入低温静置模式时，能够利用该加热系统进行温度补偿，实现对电池包内的电池的保温功能。本实用新型的能耗较低且占用空间较小。

Description

电池包及用电设备

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池包及用电设备。

背景技术

电池在低温环境下充放电性能会明显下降，而在冬季气温较低时，装有电池包的汽车在室外静置较长时间后电池温度往往下降很快，导致汽车无法马上启动，需先对电池做加热处理，这又将导致行驶时可用电量减少。因此，对动力电池包做保温处理就显得非常重要。

目前的电池包液冷集成方案，液冷板和箱体集成一体，电池与液冷板之间填充一层薄薄的导热介质。电池包在低温搁置时，电池的热量主要通过电池→导热介质→液冷板→箱体、底板的传热路径耗散到外部环境中，且因为电池底部与液冷板大面积接触，但两者之间仅隔着一层导热介质，液冷板与箱体直接接触，电池通过液冷板→箱体的路径散热快。为了减缓低温搁置时电池的热量耗散，通常在箱体内外壁面上、液冷板和底护板之间添加保温材料，但囿于电池包内空间限制，保温材料的厚度有限，且这些导热路径阻断仍难以避免电池通过液冷板将热量导给箱体再耗散到外部空气中，因此实际应用时该方式的保温效果并不理想。

实用新型内容

本实用新型的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种采用较低耗能的主动保温设计的电池包。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

根据本实用新型的一个方面，提供一种电池包，其中，包括至少一个电池、换热板、循环管路、第一开关元件、输送装置以及加热装置；所述换热板设置于所述至少一个电池的顶面、底面和侧面的至少其中之一；所述循环管路连接于所述换热板的进口和出口之间；所述第一开关元件设置于所述循环管路上，用于控制所述循环管路的通断；所述输送装置设置于所述循环管路上，用于提供换热介质在所述循环管路和所述换热板之间循环流动的动力；所述加热装置设置于所述循环管路上，用于加热流经所述循环管路的换热介质。

本实用新型的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种采用上述电池包的用电设备。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

根据本实用新型的另一个方面，提供一种用电设备，其中，所述用电设备包括本实用新型提出的所述电池包。

由上述技术方案可知，本实用新型提出的电池包及用电设备的优点和积极效果在于：

本实用新型提出的电池包包括换热板、循环管路、第一开关元件、输送装置以及加热装置。循环管路连接于换热板的进口和出口之间，第一开关元、输送装置和加热装置均设置于循环管路上。通过上述结构设计，本实用新型在电池包内增加一套加热系统，当电池包进入低温静置模式时，能够利用该加热系统进行温度补偿，实现对电池包内的电池的保温功能。本实用新型的能耗较低且占用空间较小。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本实用新型的优选实施方式的详细说明，本实用新型的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本实用新型的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的一种电池包的结构示意图；

图2是根据另一示例性实施方式示出的一种电池包的结构示意图。

附图标记说明如下：

100.箱体；

200.电池；

300.换热板；

410.循环管路；

420.第一开关元件；

430.输送装置；

440.加热装置；

450.温度采集单元；

500.电池管理系统；

610.进口管路；

620.出口管路；

630.第二开关元件；

640.第三开关元件。

具体实施方式

体现本实用新型特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本实用新型。

在对本实用新型的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本实用新型的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本实用新型的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解的是，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本实用新型范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之上”、“之间”、“之内”等来描述本实用新型的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本实用新型的范围内。

参阅图1，其代表性地示出了本实用新型提出的电池包的结构示意图。在该示例性实施方式中，本实用新型提出的电池包是以应用于电动汽车的电池包为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本实用新型的相关设计应用于其他类型的电池包或其他工艺中，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本实用新型提出的电池包的原理的范围内。

如图1所示，在本实施方式中，本实用新型提出的电池包包括至少一个电池200、换热板300、循环管路410、第一开关元件420、输送装置430以及加热装置440。以下将结合附图，对本实用新型提出的电池包的各主要组成部分的结构、连接方式和功能关系进行详细说明。

如图1所示，在本实用新型的一实施方式中，换热板300可以位于至少一个电池200的顶面、底面和侧面的至少其中之一。在此基础上，循环管路410、第一开关元件420、输送装置430和加热装置440与换热板300一起，共同构成一套加热系统。具体而言，循环管路410连接于换热板300的进口和出口之间。第一开关元件420、输送装置430和加热装置440分别设置于循环管路410上。第一开关元件420用于控制循环管路410的通断，输送装置430用于提供换热介质在循环管路410和换热板300之间循环流动的动力，加热装置440用于加热流经循环管路410的换热介质。通过上述结构设计，本实用新型在电池包内增加一套加热系统，当电池包进入低温静置模式时，能够利用该加热系统进行温度补偿，实现对电池包内的电池200的保温功能。

本实用新型的能耗较低且占用空间较小。

具体而言，本实用新型只需给电池包内的加热系统中的换热介质加热，无需对电池包连接的外部设备(例如整车端、充电桩等)的冷却液加热，使得所需加热的换热介质的体积较小，且换热介质没有因与电池包外管路的接触而产生的热损耗，因此能耗较低。并且，相对于采用加热膜加热电池的保温方案，本实用新型采用换热介质在换热板300内循环的加热保温方式，由于每个电池200均与换热板300接触，使得不同位置的电池200被加热后的温度更加均匀，且消除了加热膜可能导致的热失控风险。另外，由于本实用新型提出的电池包内的换热介质循环是为给电池200在低温环境下搁置提供温度补偿，因此该加热系统可选用的输送装置430、加热装置440等耗能器件的功率较小且尺寸较小，从而能够实现在电池包内安装布置仅占用较小空间。

参阅图2，图2中代表性地示出了能够体现本实用新型原理的电池包在另一示例性实施方式中的结构示意图。

如图2所示，在本实用新型的一实施方式中，本实用新型提出的电池包还可以包括温度采集单元450以及控制单元。具体而言，温度采集单元450设置于循环管路410上，且温度采集单元450能够采集流经循环管路410的换热介质的实时温度值。控制单元分别连接于温度采集单元450和加热装置440，控制单元能够接收温度采集单元450采集的实时温度值，并根据实时温度值控制加热装置440的开机、关机或者工作功率。据此，本实用新型提出的电池包能够在实时温度值小于或等于一预设开机温度值时，通过控制单元控制加热装置440开始加热。通过上述结构设计，本实用新型能够构架准确、灵活、方便地对加热装置440的功率进行控制。在一些实施方式中，亦可在换热板300中设置温度采集单元，据此采集换热板300内的换热介质的温度，以供控制单元据此对加热装置440进行控制。再者，亦可在换热板300和循环管路410上分别设置温度采集单元，以供控制单元据此对加热装置440进行控制。换言之，在符合本实用新型的设计构思的各种可能的实施方式中，温度采集单元可以设置在换热介质流经的任意位置，据此采集换热介质的实时温度值，均不以上述实施方式为限。

基于电池包包括控制单元的结构设计，在本实用新型的一实施方式中，电池包能够在实时温度值大于或等于一预设停机温度值时，通过控制单元控制加热装置440停止加热。

如图2所示，基于电池包包括控制单元的结构设计，在本实用新型的一实施方式中，控制单元可以集成于电池包的电池管理系统500。通过上述结构设计，本实用新型能够方便控制单元的设置，避免单独设置控制单元而产生的空间占用和器件成本增加。

如图2所示，在本实用新型的一实施方式中，电池包还可以包括进口管路610、出口管路620、第二开关元件630以及第三开关元件640。具体而言，进口管路610的一端连接于换热板300的进口，进口管路610的另一端用于连接外部设备(例如整车端、充电桩等)。出口管路620的一端连接于换热板300的出口，出口管路620的另一端用于连接外部设备(例如整车端、充电桩等)。第二开关元件630设置于进口管路610，用于控制进口管路610的通断。第三开关元件640设置于出口管路620，用于控制进口管路610的通断。在此基础上，循环管路410连接于进口管路610与出口管路620之间，并通过进口管路610和出口管路620分别间接连接于换热板300的进口和出口。并且，第二开关元件630相对循环管路410靠近进口管路610的另一端，第三开关元件640相对循环管路410靠近出口管路620的另一端。

如图2所示，基于电池包包括第二开关元件630的结构设计，在本实用新型的一实施方式中，第二开关元件630可以为电子阀门，例如但不限于电磁阀等。通过上述结构设计，本实用新型能够更加方便、灵活地实现对进口管路610的通断的控制。

如图2所示，基于电池包包括第三开关元件640的结构设计，在本实用新型的一实施方式中，第三开关元件640可以为电子阀门，例如但不限于电磁阀等。通过上述结构设计，本实用新型能够更加方便、灵活地实现对出口管路620的通断的控制。

如图1所示，在本实用新型的一实施方式中，第一开关元件420可以为电子阀门，例如但不限于电磁阀等。通过上述结构设计，本实用新型能够更加方便、灵活地实现对循环管路410的通断的控制。

如图1所示，在本实用新型的一实施方式中，输送装置430可以为电动泵。通过上述结构设计，本实用新型能够利用电动泵实现对换热介质的循环动力供给

如图1所示，在本实用新型的一实施方式中，加热装置440可以为电加热器。

在本实用新型的一实施方式中，换热介质可以为水。在此基础上，电动泵可以为水泵。通过上述结构设计，本实用新型能够进一步降低成本。在一些实施方式中，换热介质亦可为其他材料，例如空气、冷却油等，并不以本实施方式为限。

如图1所示，在本实用新型的一实施方式中，本实用新型提出的电池包可以包括箱体100。在此基础上，至少一个电池200设置于该箱体100内。并且，换热板300及相关的管路器件(例如循环管路410、第一开关元件420、输送装置430和加热装置440等)亦可设置于箱体100内。另外，区别于上述实施方式中的环绕部300设置于箱体100内的结构设计，在一些实施方式中，例如采用液冷集成方案时，换热板300亦可为箱体100的一部分(例如但不限于箱体100的底板)，均不以本实施方式为限。

基于上述对本实用新型提出的电池包的几个示例性实施方式的详细说明，以下将基于图1示出的实施方式对本实用新型提出的电池包的几个不同的工作模式进行说明。

如图1所示，电池包在高温冷却、低温加热模式时，第二开关元件630和第三开关元件640开启，第一开关元件420关闭，换热介质的流动方向大致为图中虚线所示，即“进口管路610→换热板300→出口管路620”，此时可以由电池包连接的外部设备对换热介质进行冷却或者加热，从而实现电池200的制冷、制热。

如图1所示，电池包进入低温搁置模式后，第二开关元件630和第三开关元件640关闭，第一开关元件420开启，输送装置430开启，加热装置440开启，换热介质的流动方向大致为图中实线所示，即“换热板300→部分出口管路620→循环管路410→部分进口管路610→换热板300”，从而实现给电池200的加热保温功能。由于低温搁置保温模式下，需求的加热功率很小，因此可选择外形尺寸和额定功率均较小的输送装置430和加热装置440，且该模式下可通过控制加热装置440的加热功率，控制主动保温能耗。

退出低温搁置模式后，第二开关元件630和第三开关元件640开启，第一开关元件420关闭，输送装置430关闭，加热装置440关闭，电池包重新进入由外部设备供能的制冷、加热模式。

在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的电池包仅仅是能够采用本实用新型原理的许多种电池包中的几个示例。应当清楚地理解，本实用新型的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的电池包的任何细节或任何部件。

基于上述对本实用新型提出的电池包的几个示例性实施方式的详细说明，以下将对本实用新型提出的用电设备的一示例性实施方式进行说明。

在本实用新型的一实施方式中，本实用新型提出的用电设备包括本实用新型提出的并在上述实施方式中详细说明的电池包。其中，该用电设备可以例如为车辆、电池簇等。

在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的用电设备仅仅是能够采用本实用新型原理的许多种用电设备中的几个示例。应当清楚地理解，本实用新型的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的用电设备的任何细节或任何部件。

综上所述，本实用新型提出的电池包包括换热板300、循环管路410、第一开关元件420、输送装置430以及加热装置440。循环管路410连接于换热板300的进口和出口之间，第一开关元、输送装置430和加热装置440均设置于循环管路410上。通过上述结构设计，本实用新型在电池包内增加一套加热系统，当电池包进入低温静置模式时，能够利用该加热系统进行温度补偿，实现对电池包内的电池200的保温功能。本实用新型的能耗较低且占用空间较小。

以上详细地描述和/或图示了本实用新型提出的电池包及用电设备的示例性实施方式。但本实用新型的实施方式不限于这里所描述的特定实施方式，相反，每个实施方式的组成部分和/或步骤可与这里所描述的其它组成部分和/或步骤独立和分开使用。一个实施方式的每个组成部分和/或每个步骤也可与其它实施方式的其它组成部分和/或步骤结合使用。在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时，用语“一个”、“一”和“上述”等用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“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。此外，权利要求书及说明书中的术语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数字限制。

虽然已根据不同的特定实施例对本实用新型提出的电池包及用电设备进行了描述，但本领域技术人员将会认识到可在权利要求的精神和范围内对本实用新型的实施进行改动。

Claims (10)

1.一种电池包，其特征在于，包括：

至少一个电池；

换热板，设置于所述至少一个电池的顶面、底面和侧面的至少其中之一；

循环管路，连接于所述换热板的进口和出口之间；

第一开关元件，设置于所述循环管路上，用于控制所述循环管路的通断；

输送装置，设置于所述循环管路上，用于提供换热介质在所述循环管路和所述换热板之间循环流动的动力；

加热装置，设置于所述循环管路上，用于加热流经所述循环管路的换热介质。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括：

温度采集单元，用于采集换热介质的实时温度值；

控制单元，分别连接于所述温度采集单元和所述加热装置；

其中，所述电池包被配置为：在所述实时温度值小于或等于一预设开机温度值时，通过所述控制单元控制所述加热装置开始加热。

3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述电池包被配置为：在所述实时温度值大于或等于一预设停机温度值时，通过所述控制单元控制所述加热装置停止加热。

4.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述温度采集单元设置于所述循环管路上，用于采集流经所述循环管路的换热介质的实时温度值。

5.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述控制单元集成于所述电池包的电池管理系统。

6.根据权利要求1～5任一项所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括：

进口管路，一端连接于所述换热板的进口，另一端用于连接外部设备；

出口管路，一端连接于所述换热板的出口，另一端用于连接外部设备；

第二开关元件，设置于所述进口管路，用于控制所述进口管路的通断；

第三开关元件，设置于所述出口管路，用于控制所述进口管路的通断；

其中，所述循环管路连接于所述进口管路与所述出口管路之间，并通过所述进口管路和所述出口管路分别间接连接于所述换热板的进口和出口；

其中，所述第二开关元件相对所述循环管路靠近所述进口管路的另一端，所述第三开关元件相对所述循环管路靠近所述出口管路的另一端。

7.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于：

所述第二开关元件为电子阀门；和/或

所述第三开关元件为电子阀门。

8.根据权利要求1～5任一项所述的电池包，其特征在于：

所述第一开关元件为电子阀门；和/或

所述输送装置为电动泵；和/或

所述加热装置为电加热器。

9.根据权利要求1～5任一项所述的电池包，其特征在于，所述换热介质为水。

10.一种用电设备，其特征在于，所述用电设备包括权利要求1～9任一项所述的电池包。

Images