CN217158346U - 电池和用电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种电池和用电设备。电池包括电池单体、热管理部件以及介质输入组件。热管理部件用于容纳介质以给电池单体调节温度。介质输入组件与热管理部件连通,用于向热管理部件输入介质。其中,介质输入组件包括加热单元,加热单元用于对流经介质输入组件的介质进行加热。该电池具有较高的充放电能力。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,具体而言,涉及一种电池和用电设备。
背景技术
节能减排是汽车产业可持续发展的关键,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。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,如何提高电池的充放电能力,是电池技术中一个亟需解决的技术问题。
实用新型内容
本申请提供了一种电池和用电设备,该电池具有较高的充放电能力。
本申请是通过下述技术方案实现的:
第一方面,本申请提供了一种电池,包括:电池单体;热管理部件,用于容纳介质以给所述电池单体调节温度;介质输入组件,与所述热管理部件连通,用于向所述热管理部件输入所述介质;其中,所述介质输入组件包括加热单元,所述加热单元用于对流经所述介质输入组件的介质进行加热。
一般地,当处于低温环境时,需要对电池加热以提高电池的充放电能力,在用电设备中,电池外的加热装置对介质加热,加热后的介质由介质容纳装置(例如,当介质为液体时,介质容纳装置可以为水箱)通过管道经介质输入组件进入热管理部件,对电池中的电池单体加热。然而在介质由介质容纳装置进入电池的过程中,介质会散热致使介质无法有效地对电池单体加热,影响电池的充放电能力,为此,根据本申请实施例的电池,电池的介质输入组件包括加热单元,加热单元对流经介质输入组件的介质进行加热,介质经介质输入组件进入热管理部件,以实现对电池单体的加热。由于介质是在流经介质输入组件时加热的,降低介质在流动过程中的散热量,使得介质在进入热管理部件时具有较高的热能,保证对电池单体的加热效率,进而使得电池在低温环境下,具有较高的充放电能力。
根据本申请的一些实施例,所述电池还包括箱体,所述电池单体和所述热管理部件设于箱体内,所述介质输入组件的一端与所述热管理部件连通,另一端从所述箱体穿出。
在上述方案中,箱体容纳电池单体和热管理部件,对电池单体和热管理部件起保护作用。介质输入组件的一端位于箱体外,另一端位于箱体内并连通热管理部件,以将介质由电池外向电池内的热管理部件供应。
根据本申请的一些实施例,所述介质输入组件包括:第一连接件,包括第一管体和第一法兰盘,所述第一管体连接于所述第一法兰盘,所述第一法兰盘固定于所述箱体的壁部的外表面;第二连接件,包括第二管体和第二法兰盘,所述第二管体连接于所述第二法兰盘,所述第二法兰盘固定于所述壁部的内表面;其中,所述第一管体与所述第二管体连通,所述加热单元设置于所述第一管体或所述第二管体内。
在上述方案中,介质输入组件包括第一连接件和第二连接件。第一连接件包括第一管体和第一法兰盘,第二连接件包括第二管体和第二法兰盘。第一管体处于箱体之外,用于连接介质容纳装置,第二管体处于箱体之内与热管理部件连接,通过设置第一法兰盘和第二法兰盘,一方面,能够实现第一管体和第二管体的密封连通,另一方面,能够实现第一连接件可拆卸地与箱体连接。其中,一般地,在将电池装配于用电设备内时或者在用电设备工作时,因碰撞或者振动,第一管体易发生破损,由于第一连接件通过第一法兰盘设于箱体,故能够及时地更换第一连接件,较更换整个电池的方案而言,能够降低维护成本。
根据本申请的一些实施例,所述第一管体的内壁形成有凹槽,所述加热单元为加热丝,所述加热丝设置于所述凹槽中。
在上述方案中,加热单元为加热丝,加热丝通电能快速地加热第一管体内的介质,进而保证对电池单体的加热效率;加热丝设置于第一管体内的凹槽内,能够避免加热丝对介质的流动造成干扰,使得介质快速地经第一管体、第二管体进入热管理部件中。
根据本申请的一些实施例,所述介质输入组件还包括:压力检测单元,设置于所述第一连接件且位于所述加热单元的上游,所述压力检测单元用于检测所述第一管体内的介质压力,且在所述介质压力达到阈值时产生加热启动信号;其中,所述加热单元被配置为响应于所述加热启动信号启动加热。
在上述方案中,压力检测单元检测第一管体内介质的压力,以在一定流量的介质(该一定流量的介质达到了介质压力阈值)流经该压力检测单元时,压力检测单元产生加热启动信号,加热单元响应于该加热启动信号而加入第一管体内的介质。为此,通过设置压力检测单元,能够实现电池加热的自动化,提高电池加热的效率,进而使得电池处于低温环境时,能够具有较高的充放电能力。
根据本申请的一些实施例,所述介质输入组件还包括:温度检测单元,设置于所述第二连接件且位于所述加热单元的下游,所述温度检测单元用于检测所述第二管体内的介质温度;其中,所述加热单元被配置为响应于所述介质温度调节加热功率。
在上述方案中,温度检测单元检测第二管体内的介质温度,加热单元响应于所述介质温度调节加热功率,例如,当温度检测单元检测第二管体内的介质温度(进入热管理部件的介质的温度)远低于目标温度时,加热单元响应该介质温度,以较高的加热功率加热介质;当温度检测单元检测第二管体内的介质温度接近于目标温度时,加热单元响应该介质温度,以较低的加热功率加热介质。为此,通过设置温度检测单元,使得加热单元的加热功率能够自动化地调节,提高电池单体加热的效率并控制加热成本,进而使得电池处于低温环境时,能够具有较高的充放电能力。
根据本申请的一些实施例,所述壁部设置有通孔,所述第一管体穿过通孔并插入所述第二管体内。
在上述方案中,通过在壁部设置通孔,第一管体通过该通孔插入于第二管体内,能够降低介质由第一管体和第二管体的交汇位置泄露的风险,保证介质能够有效地对电池单体加热,也避免因介质泄露对电池的安全性造成的影响。
根据本申请的一些实施例,所述介质输入组件还包括第一密封件,所述第一密封件设置在所述第一管体和所述第二管体之间,以实现所述第一管体和所述第二管体的密封连接。
在上述方案中,通过在第一管体和第二管体之间设置第一密封件,能够提高第一管体和第二管体的密封效果,避免介质泄露,保证介质能够有效地对电池单体加热,也避免因介质泄露对电池的安全性造成的影响。
根据本申请的一些实施例,所述第一管体的壁面形成有定位槽,所述第一密封件设于所述定位槽中。
在上述方案中,第一密封件定位于第一管体的壁面上的定位槽内,能够避免第一密封件较第一管体和第二管体位移,保证第一密封件对第一管体和第二管体的密封效果,降低介质泄露的风险。
根据本申请的一些实施例,所述介质输入组件还包括第二密封件,所述第二密封件设置在所述第二法兰盘和所述壁部之间,以实现所述第二法兰盘和所述壁部的密封连接。
在上述方案中,通过在第二法兰盘和壁部之间设置第二密封件,能够提高第二法兰盘和箱体的外壁之间的密封效果,避免介质泄露,保证介质能够有效地对电池单体加热,也避免因介质泄露对电池的安全性造成的影响。
第二方面,本申请提供了一种用电设备,其包括上述实施例中的电池,所述电池用于提供电能。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,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申请的某些实施例,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为根据本申请一些实施例中车辆的结构示意图;
图2为本申请一些实施例中电池的示意图;
图3为本申请一些实施例中介质输入组件的立体图;
图4为本申请一些实施例中介质输入组件的剖视图;
图5为本申请一些实施例中介质输入组件和箱体的部分结构的示意图。
图标:100-电池;10-箱体;11-壁部;110-通孔;20-电池单体;30-热管理部件;40-介质输入组件;41-加热单元;42-第一连接件;420-第一管体;4200-定位槽;4201-凹槽;421-第一法兰盘;43-第二连接件;430-第二管体;431-第二法兰盘;44-压力检测单元;45-温度检测单元;46-第一密封件;47-第二密封件;1000-车辆;200-控制器;300-马达。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中,技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象,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、特定顺序或主次关系。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。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中,术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如A和/或B,可以表示:存在A,同时存在A和B,存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中,术语“多个”指的是两个以上(包括两个),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组),“多片”指的是两片以上(包括两片)。
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”“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。
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。
本申请中,电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等,本申请实施例对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、长方体或其它形状等,本申请实施例对此也不限定。
本申请的实施例所提到的电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如,本申请中所提到的电池可以包括电池模块或电池包等。
电池单体包括电极组件和电解液,电极组件由正极片、负极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正极片包括正极集流体和正极活性物质层,正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面,未涂敷正极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体,未涂敷正极活性物质层的正极集流体作为正极极耳。以锂离子电池为例,正极集流体的材料可以为铝,正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极片包括负极集流体和负极活性物质层,负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面,未涂敷负极活性物质层的负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体,未涂敷负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜,负极活性物质可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断,正极极耳的数量为多个且层叠在一起,负极极耳的数量为多个且层叠在一起。隔离膜的材质可以为PP(polypropylene,聚丙烯)或PE(polyethylene,聚乙烯)等。
目前,从市场形势的发展来看,电动车辆成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。电池为车辆本体的行驶和车辆本体中的各种电气元件的运行提供能量。当电池处于低温环境时,电池单体内的电化学反应减缓,使得电池的充放电能力降低。而电池的充放电能力降低会导致电动车辆的续航降低。为此,为使得电池在低温环境下正常的工作,通常会对电池进行加热。然而,发明人发现,现有技术中,对电池的加热方式为开启电动车辆内的加热装置(如整车端PTC),加热装置到介质容纳装置(例如,当介质为液体时,介质容纳装置可以为水箱)及电池有一定的距离,当加热装置将介质加热后,介质从介质容纳装置流进电池的途中存在散热,导致能量利用率低,无法有效地对电池加热,进而电池的充放电能力低。
鉴于此,为使得电池具有较高的充放电能力,发明人经过深入研究,设计了一种电池,包括:电池单体;热管理部件,用于容纳介质以给电池单体调节温度;介质输入组件,与热管理部件连通,用于向热管理部件输入介质;其中,介质输入组件包括加热单元,加热单元用于对流经介质输入组件的介质进行加热。
根据本申请实施例的电池,电池的介质输入组件包括加热单元,加热单元对流经介质输入组件的介质进行加热,介质经介质输入组件进入热管理部件,以实现对电池单体的加热。由于介质是在流经介质输入组件时加热的,故降低介质在流动过程中的散热量,使得介质在进入热管理部件时具有较高的热能,保证对电池的加热效率,进而使得电池在低温环境下,具有较高的充放电能力。
本申请实施例描述的技术方案适用于电池以及使用电池的用电设备。
用电设备可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是新能源汽车,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;航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等;电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具,例如,游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等;电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具,例如,电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。本申请实施例对上述用电设备不做特殊限制。
以下实施例为了方便说明,以用电设备为车辆为例进行说明。
图1为根据本申请一些实施例中车辆的结构示意图。
车辆1000的内部可以设置控制器200、马达300和电池100,控制器200用来控制电池100为马达300供电。例如,在车辆1000的底部或车头或车尾可以设置电池100。电池100可以用于车辆的供电,例如,电池100可以作为车辆1000的操作电源,用于车辆1000的电路系统,例如,用于车辆1000的启动、导航和运行时的工作用电需求。在本申请的另一实施例中,电池100不仅仅可以作为车辆1000的操作电源,还可以作为车辆1000的驱动电源,替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
根据本申请的一些实施例,如图2-图4,图2为本申请一些实施例中电池100的示意图,图3为本申请一些实施例中介质输入组件40的立体图,图4为本申请一些实施例中介质输入组件40的剖视图。电池100包括电池单体20、热管理部件30以及介质输入组件40。热管理部件30用于容纳介质以给电池单体20调节温度。介质输入组件40与热管理部件30连通,用于向热管理部件30输入介质。其中,介质输入组件40包括加热单元41,加热单元41用于对流经介质输入组件40的介质进行加热。
热管理部件30为用于对电池100进行热管理的部件。热管理部件30可以通过介质与电池100进行热交换以控制温度;示例性地,热管理部件30可以为容纳流体的部件,热管理部件30通过流体能够与电池单体20发生热交换,以调节电池单体20的温度,保证电池单体20的安全性。例如,热管理部件30可以为水冷板,其容纳的流体为冷却液,一方面,可以通过温度较电池单体20低的冷却液带走电池100中的电池单体20因充放电产生的热量,另一方面,热管理部件30也可以用于通过温度较电池单体20高的流体以给电池100中的电池单体20升温,本申请实施例对此并不限定。
介质输入组件40为向热管理部件30输入介质的部件。可选地,介质输入组件40的一端可以与介质容纳装置连通,例如与水箱连通,另一端与热管理部件30连通。
介质输入组件40包括加热单元41,即加热单元41为组成介质输入组件40的部件,其用于对流经介质输入组件40的介质进行加热,即介质经介质输入组件40流入热管理部件30的过程中,加热单元41能够对该介质进行加热,以使得温度较高的介质进入热管理部件30,以对电池单体20加热。
一般地,当处于低温环境时,需要对电池100中的电池单体20加热以提高电池100的充放电能力,在用电设备中,电池100之外的加热装置对介质进行加热,加热后的介质由介质容纳装置(例如,当介质为液体时,介质容纳装置可以为水箱)通过管道经电池100的介质输入组件40进入热管理部件30,对电池单体20加热。然而在介质由介质容纳装置进入电池100的过程中,介质会散热致使介质无法有效地对电池单体20加热,影响电池100的充放电能力,为此,根据本申请实施例的电池100,电池100的介质输入组件40包括加热单元41,加热单元41对流经介质输入组件40的介质加热,介质经介质输入组件40进入热管理部件30,以实现对电池单体20的加热,由于介质是在流经介质输入组件40时加热的,故避免介质由介质容纳装置(如水箱)进入电池100的过程中的散热,降低介质在流动过程中的散热量,使得介质在进入热管理部件30时具有较高的热量,保证对电池100的加热效率,进而使得电池100在低温环境下,具有较高的充放电能力。
根据本申请的一些实施例,请结合图1和图5,电池100还包括箱体10,电池单体20和热管理部件30设于箱体10内,介质输入组件40的一端与热管理部件30连通,另一端从箱体10穿出。
箱体10用于为电池单体20提供容纳空间,箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中,箱体10可以包括第一部分10a和第二部分10b,第一部分10a与第二部分10b相互盖合,第一部分10a和第二部分10b共同限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第二部分10b可以为一端开口的空心结构,第一部分10a可以为板状结构,第一部分10a盖合于第二部分10b的开口侧,以使第一部分10a与第二部分10b共同限定出容纳空间;可选地,第一部分10a和第二部分10b也可以是均为一侧开口的空心结构,第一部分10a的开口侧盖合于第二部分10b的开口侧。当然,第一部分10a和第二部分10b形成的箱体10可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
介质输入组件40为一端处于箱体10内并连通热管理部件30,介质输入组件40的另一端由箱体10穿出,以由外承接介质,使得介质由外界经介质输入组件40输送至热管理部件30。可选地,介质输入组件40的穿出于箱体10的一端,可以与介质容纳装置连通,例如与水箱连通。
在上述方案中,箱体10容纳电池单体20和热管理部件30,对电池单体20和热管理部件30起保护作用。介质输入组件40的一端位于箱体10外,另一端位于箱体10内并连通热管理部件30,以将介质由电池100外向电池100内的热管理部件30供应。
根据本申请的一些实施例,请结合图3-图5,图5为本申请一些实施例中介质输入组件40和箱体10的部分结构的示意图。介质输入组件40包括第一连接件42和第二连接件43。第一连接件42包括第一管体420和第一法兰盘421,第一管体420连接于第一法兰盘421,第一法兰盘421固定于箱体10的壁部11的外表面。第二连接件43包括第二管体430和第二法兰盘431,第二管体430连接于第二法兰盘431,第二法兰盘431固定于壁部11的内表面;其中,第一管体420与第二管体430连通,加热单元41设置于第一管体420或第二管体430内。
第一连接件42为独立于第二连接件43的部件,其包括相互连接的第一管体420和第一法兰盘421,第一法兰盘421固定于箱体10的壁部11的外表面。在一些实施例中,箱体10的壁部11可以指箱体10的侧壁、顶壁或者顶壁。
第一法兰盘421固定于箱体10的壁部11的外表面,可以理解为,第一连接件42由箱体10之外,通过第一法兰盘421与箱体10连接,且第一连接件42可通过第一法兰盘421与箱体10分离而脱离于箱体10。第一管体420可与介质容纳装置连通,例如与水箱连通。
第二连接件43为独立于第一连接件42的部件,其包括相互连接的第二管体430和第二法兰盘431,第二法兰盘431固定于箱体10的壁部11的内表面,第二管体430可与热管理部件30连通。通过第二法兰盘431和第一法兰盘421的配合,能够实现第一管体420和第二管体430的密封连通,实现介质由电池100外向电池100内的输送。其中,介质在由电池100外向电池100内输送时,介质首选经过第一管路再通过第二管路进入热管理部件30。
“加热单元41设置于第一管体420或第二管体430内”,指加热单元41设置在第一管体420或者第二管体430中的一者的内部,例如设置加热单元41设于第一管体420内,又例如加热单元41设于第二管体430内。可选地,在一些实施例中,第一管体420和第二管体430均设有加热单元41。可选地,在一些实施例中,加热单元41可设置在第一管体420或第二管体430的外壁,通过加热第一管体420或者第二管体430的外壁以加热流经第一管体420或者第二管体430的介质。
在上述方案中,介质输入组件40包括第一连接件42和第二连接件43。第一连接件42包括第一管体420和第一法兰盘421,第二连接件43包括第二管体430和第二法兰盘431。第一管体420处于箱体10之外,用于连接介质容纳装置,第二管体430处于箱体10之内与热管理部件30连接,通过设置第一法兰盘421和第二法兰盘431,一方面,能够实现第一管体420和第二管体430的密封连通,另一方面,能够实现第一连接件42可拆卸地与箱体10连接。其中,一般地,在将电池100装配于用电设备内时或者在用电设备工作时,因碰撞或者振动,第一管体420易发生破损,由于第一连接件42通过第一法兰盘421设于箱体10,故能够及时地更换第一连接件42,较更换整个电池100的方案而言,能够降低维护成本。
根据本申请的一些实施例,如图4,第一管体420的内壁形成有凹槽4201,加热单元41为加热丝,加热丝设置于凹槽4201中。
凹槽4201为形成于第一管体420内壁的结构,其凹陷于第一管体420的内壁表面。加热丝为设置于凹槽4201中的部件,其通电能发热以对流经第一管体420的介质加热。
在上述方案中,加热单元41为加热丝,加热丝通电能快速地加热第一管体420内的介质,进而保证对电池单体20的加热效率;加热丝设置于第一管体420内的凹槽4201内,能够避免加热丝对介质的流动造成干扰,使得介质快速地经第一管体420、第二管体430进入热管理部件30中。
可选地,在另一些实施例中,加热单元41可以为其他能够加热介质的部件,例如电加热棒。可选地,在另一些实施例中,加热单元41可以直接设置在第一管体420的内壁。
根据本申请的一些实施例,请结合图3和图4。介质输入组件40还包括:压力检测单元44,设置于第一连接件42且位于加热单元41的上游,压力检测单元44用于检测第一管体420内的介质压力,且在介质压力达到阈值时产生加热启动信号;其中,加热单元41被配置为响应于加热启动信号启动加热。
压力检测单元44为设置在第一连接件42的部件,且处于加热单元41的上游。上游指,介质经过压力检测单元44后才经过加热单元41。压力检测单元44用于检测第一管体420内的介质的压力,且当检测到的介质压力达到阈值时,会产生加热启动信号。参见图4,压力检测单元44的本体可设于第一管体420的外壁,压力检测单元44的压力检测端子贯穿第一管体420的壁面处于第一管体420内,以与第一管体420内的介质接触,进而能够检测第一管体420内的介质压力。“加热单元41被配置为响应于加热启动信号启动加热”,指当压力检测单元44产生加热启动信号时,加热单元41启动,以对介质加热。
在上述方案中,压力检测单元44检测第一管体420内介质的压力,以在一定流量的介质(该一定流量的介质达到了介质压力阈值)流经该压力检测单元44时,压力检测单元44产生加热启动信号,加热单元41响应于该加热启动信号而加入第一管体420内的介质。为此,通过设置压力检测单元44,能够实现电池100加热的自动化,提高电池100加热的效率,进而使得电池100处于低温环境时,能够具有较高的充放电能力。
根据本申请的一些实施例,请参见图3和图4,介质输入组件40还包括温度检测单元45,温度检测单元45设置于第二连接件43且位于加热单元41的下游,温度检测单元45用于检测第二管体430内的介质温度。其中,加热单元41被配置为响应于介质温度调节加热功率。
温度检测单元45为设置在第二连接件43的部件,且处于加热单元41的下游。下游指,介质经过加热单元41才经过温度检测单元45。温度检测单元45用于检测第二管体430内的介质的温度,也即检测经加热单元41加热后的介质的温度,如温度检测单元45可以为NTC热敏电阻检测器。温度检测单元45可以为参见图4,温度检测单元45的本体可设于第二管体430的外壁,温度检测单元45的温度检测端子贯穿第二管体430的壁面处于第二管体430内,以与第二管体430内的介质接触,进而能够检测第二管体430内的介质温度。
“加热单元41被配置为响应于介质温度调节加热功率”,指加热单元41能够感觉检测到的介质温度,适应性地调整加热功率,例如,当检测到的温度大于设定值(目标温度)时,降低加热单元41的加热功率;当检测到的温度小于设定值(目标温度)时,提高加热单元41的加热功率。
在上述方案中,温度检测单元45检测第二管体430内的介质温度,加热单元41响应于介质温度调节加热功率,例如,当温度检测单元45检测第二管体430内的介质温度(进入热管理部件30的介质的温度)远低于目标温度时,加热单元41响应该介质温度,以较高的加热功率加热介质;当温度检测单元45检测第二管体430内的介质温度接近于目标温度时,加热单元41响应该介质温度,以较低的加热功率加热介质。为此,通过设置温度检测单元45,使得加热单元41的加热功率能够自动化地调节,提高电池单体20加热的效率并控制加热成本,进而使得电池100处于低温环境时,能够具有较高的充放电能力。
根据本申请的一些实施例,请参见图5,壁部11设置有通孔110,第一管体420穿过通孔110并插入第二管体430内。
壁部11设有通孔110,指箱体10的壁部11具有贯穿箱体10内外的结构。第一管体420插入第二管体430内,指第一管体420的部分结构插入并位于第二管体430内,也即,第一管体420的部分和第二部分的部分相互重合层叠。
在上述方案中,通过在壁部11设置通孔110,第一管体420通过该通孔110插入于第二管体430内,能够降低介质由第一管体420和第二管体430的交汇位置泄露的风险,保证介质能够有效地对电池单体20加热,也避免因介质泄露对电池100的安全性造成的影响。
根据本申请的一些实施例,参见图4,介质输入组件40还包括第一密封件46,第一密封件46设置在第一管体420和第二管体430之间,以实现第一管体420和第二管体430的密封连接。
第一密封件46为设置于第一管体420和第二管体430之间,以使得第一管体420和第二管体430相互密封连接的部件。可选地,第一密封件46可以为套设在第一管体420的外表面的密封圈,该密封圈的内圈与第一密封件46的外表面密封抵接,密封圈的外圈与第二密封件47的内表面密封抵接。
在上述方案中,通过在第一管体420和第二管体430之间设置第一密封件46,能够提高第一管体420和第二管体430的密封效果,避免介质泄露,保证介质能够有效地对电池单体20加热,也避免因介质泄露对电池100的安全性造成的影响。
可选地,第一密封件46的数量可以为一个、二个、三个或者四个等。当第一密封件46的数量至少为两个时,多个第一密封件46可沿第一管体420的轴线间隔布设。
根据本申请的一些实施例,参见图4,第一管体420的壁面形成有定位槽4200,第一密封件46设于定位槽4200中。
定位槽4200为形成于第一管体420壁面的结构,定位槽4200凹陷于第一管体420的壁面的外表现,能够容纳并将第一密封件46定位。当第一密封件46为密封圈时,定位槽4200为环设于第一管体420壁面的凹槽4201结构。
在上述方案中,第一密封件46定位于第一管体420的壁面上的定位槽4200内,能够避免第一密封件46较第一管体420和第二管体430位移,保证第一密封件46对第一管体420和第二管体430的密封效果,降低介质泄露的风险。
根据本申请的一些实施例,请结合图4和图5,介质输入组件40还包括第二密封件47,第二密封件47设置在第二法兰盘431和壁部11之间,以实现第二法兰盘431和壁部11的密封连接。
第二密封件47为设置在第二法兰盘431和箱体10的壁部11之间,以实现第二幅法兰盘和壁部11密封连接的部件。可选地,第二密封件47的一端密封抵接于第二法兰盘431的表面,第二密封件47的另一端密封抵接于箱体10的壁部11的表面。可选地,在一些实施例中,第二密封件47为密封圈,第二法兰盘431面向箱体10的壁部11的表面形成有环形凹槽4201,该密封圈的部分嵌设于环形凹槽4201中,密封圈的另一部分密封抵接于箱体10的壁部11。
在上述方案中,通过在第二法兰盘431和壁部11之间设置第二密封件47,能够提高第二法兰盘431和箱体10的外壁之间的密封效果,避免介质泄露,保证介质能够有效地对电池单体20加热,也避免因介质泄露对电池100的安全性造成的影响。
根据本申请的一些实施例,还提供一种用电设备,包括上述实施例提供的电池100,该电池100用于提供电能。
根据本申请的一些实施例,提供一种电池100,请参见图2-图5。电池100包括箱体10、电池单体20、热管理部件30、介质输入组件40。介质输入组件40包括加热单元41、第一连接件42、第二连接件43、压力检测单元44和温度检测单元45。电池单体20设置于箱体10内。热管理部件30设置于箱体10内,用于容纳介质以给电池单体20调节温度。该介质可以为冷却液。第一连接件42包括第一管体420和第一法兰盘421,第一管体420连接于第一法兰盘421,第一法兰盘421固定于箱体10的壁部11的外表面。第二连接件43包括第二管体430和第二法兰盘431,第二管体430连接于第二法兰盘431,第二法兰盘431固定于壁部11的内表面,且第二法兰盘431和壁部11之间设有第二密封件47,以使得第二法兰盘431和壁部11之间密封配合。其中,第一管体420的一端穿过箱体10的壁部11并插入于第二管体430内,与第二管体430连通。第一管体420和第二管体430之间设置有第一密封件46,以实现第一管体420和第二管体430的密封配合。加热单元41和压力检测单元44设于第一管体420,压力检测单元44处于加热单元41的上游,用于检测第一管体420内的介质压力,加热单元41用于加热流经第一管体420的介质。温度检测单元45设于第二管体430,处于加热单元41的下游,用于检测第二管体430内的介质温度。
其中,当电池100应用于电动车辆时,第一管体420的远离第二管体430的一端与水箱连接。当电池100中电池单体20的温度达到目标温度时,表明需要对电池100加热。启动水泵,使得冷却液流道第一管体420,触发压力检测单元44产生加热启动信号,加热单元41工作以对流经第一管体420的冷却液加热,进而进入热管理部件30对电池单体20加热。
其中,由于设置有温度检测单元45,故在冷却液流经第二管体430时,可以检测冷却液的温度。在低温环境下,当电池单体20的温度低于设定温度,且进水温度(温度检测单元45检测到的温度)远低于目标温度,BMS(电池100管理系统)发送请求,由调整能量配比,使得加热单元41以较大的加热功率给冷却液加热,从而实现速热,使电池100迅速升温。当检测到进水温度接近目标温度,采用较小的加热功率给冷却液加热。当电池单体20的温度达到热管理策略关闭的温度时,关闭加热单元41,即关闭加热模式,启动自循环模式(冷却液在不加热的情况下在热管理部件30和水箱之间循环流动),利用冷却液的余热继续给电池单体20加热。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种电池,其特征在于,包括:
电池单体;
热管理部件,用于容纳介质以给所述电池单体调节温度;
介质输入组件,与所述热管理部件连通,用于向所述热管理部件输入所述介质;
其中,所述介质输入组件包括加热单元,所述加热单元用于对流经所述介质输入组件的介质进行加热。
2.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,
所述电池还包括箱体,所述电池单体和所述热管理部件设于箱体内,所述介质输入组件的一端与所述热管理部件连通,另一端从所述箱体穿出。
3.根据权利要求2所述的电池,其特征在于,
所述介质输入组件包括:
第一连接件,包括第一管体和第一法兰盘,所述第一管体连接于所述第一法兰盘,所述第一法兰盘固定于所述箱体的壁部的外表面;
第二连接件,包括第二管体和第二法兰盘,所述第二管体连接于所述第二法兰盘,所述第二法兰盘固定于所述壁部的内表面;
其中,所述第一管体与所述第二管体连通,所述加热单元设置于所述第一管体或所述第二管体内。
4.根据权利要求3所述的电池,其特征在于,
所述第一管体的内壁形成有凹槽,所述加热单元为加热丝,所述加热丝设置于所述凹槽中。
5.根据权利要求3所述的电池,其特征在于,
所述介质输入组件还包括:
压力检测单元,设置于所述第一连接件且位于所述加热单元的上游,所述压力检测单元用于检测所述第一管体内的介质压力,且在所述介质压力达到阈值时产生加热启动信号;
其中,所述加热单元被配置为响应于所述加热启动信号启动加热。
6.根据权利要求3所述的电池,其特征在于,
所述介质输入组件还包括:
温度检测单元,设置于所述第二连接件且位于所述加热单元的下游,所述温度检测单元用于检测所述第二管体内的介质温度;
其中,所述加热单元被配置为响应于所述介质温度调节加热功率。
7.根据权利要求3所述的电池,其特征在于,
所述壁部设置有通孔,所述第一管体穿过通孔并插入所述第二管体内。
8.根据权利要求3所述的电池,其特征在于,
所述介质输入组件还包括第一密封件,所述第一密封件设置在所述第一管体和所述第二管体之间,以实现所述第一管体和所述第二管体的密封连接。
9.根据权利要求8所述的电池,其特征在于,
所述第一管体的壁面形成有定位槽,所述第一密封件设于所述定位槽中。
10.根据权利要求3所述的电池,其特征在于,
所述介质输入组件还包括第二密封件,所述第二密封件设置在所述第二法兰盘和所述壁部之间,以实现所述第二法兰盘和所述壁部的密封连接。
11.一种用电设备,其特征在于,包括:
根据权利要求1-10任一项所述的电池,所述电池用于提供电能。
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