CN217606902U

CN217606902U - 一种电池模组

Info

Publication number: CN217606902U
Application number: CN202221682061.7U
Authority: CN
Inventors: 詹振江; 罗自皓; 于璐嘉; 廖方俊; 孙娅丽
Original assignee: Zhuhai Cosmx Power Co Ltd
Current assignee: Zhuhai Cosmx Power Co Ltd
Priority date: 2022-06-30
Filing date: 2022-06-30
Publication date: 2022-10-18
Anticipated expiration: 2032-06-30

Abstract

本实用新型提供一种电池模组，包括：电芯、金属片、热电转换元件、和导热片；所述导热片至少部分环绕所述电芯的侧面设置；所述金属片位于所述导热片背离所述电芯的一侧；所述热电转换元件设置在所述金属片与所述导热片之间并分别与所述金属片和所述导热片相接触。本实用新型实施例提供了一种电池模组，通过利用热电模块产生的电能对电芯进行充电或者同时与电芯一起对外部设备供电，避免了通过增加电池容量实现了电池长续航的情况，实现了节约电池成本的效果。

Description

一种电池模组

技术领域

本实用新型涉及电池技术，尤其涉及一种电池模组。

背景技术

随着产品性能的提升、放电功耗的不断提升，充电速率不断提升，电池的发热量不断增加。电芯作为电池的蓄能部位，占据电池的绝大部分重量，在电池大功率充放电时，电芯本身的发热量也是相当明显。常规设计，通常只是加散热片(翅片)、外壳开窗、通过高导热材料将热量导到外壳等方式，通过增强与外界的对流来进行散热，最终的热量都是散发到外界，虽然有一定的增强散热功能，但是对电池来说还是损失了相当一部分能量。在现有技术中，电池为了延长使用一般通过增加电池容量，但是这样会造成电池体积增大，从而出现电池成本较高的问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种电池模组，解决了电池成本较高和电池热量浪费的问题。

本实用新型实施例提供了一种电池模组，

包括：电芯、金属片、热电转换元件、和导热片；

所述导热片至少部分环绕所述电芯的侧面设置；

所述金属片位于所述导热片背离所述电芯的一侧；

所述热电转换元件设置在所述金属片与所述导热片之间并分别与所述金属片和所述导热片相接触。

可选的，还包括电路板，所述电路板的一端与所述热电转换元件相连接，所述电芯与所述电路板的一端连接。

可选的，所述电池模组包括若干个并列排布的电芯；

所述导热片包括多个沿所述电芯的排列方向并排设置的多个导热部以及将相邻的两个导热部连接的第一连接部；

所述电芯的至少一面与所述导热部接触；

所述第一连接部与所述热电转换元件接触。

可选的，所述电池模组包括若干个并列排布的电芯；

所述导热片包括第一延伸段、第二延伸段和连接第一延伸段和第二延伸段的连接段；

所述第一延伸段包括有沿电芯的排布方向并排的多个第一折叠部以及连接所述第一折叠部的第一连接部；

所述第二延伸段与所述第一折叠部、第一连接部形成收容腔，所述电芯位于所述收容腔内。

可选的，所述第二延伸段包括有沿电芯的排布方向并排的多个第二折叠部以及连接所述第二折叠部的第二连接部；

所述第一连接部与所述第二连接部呈对应设置；

所述第二折叠部位于相邻的所述第一折叠部之间。

可选的，所述第二延伸段的尾端与所述第一延伸段的头端连接。

可选的，所述电芯包括呈相对设置的两个第一侧面以及呈相对设置的两个第二侧面；

所述第一侧面的面积大于所述第二侧面的面积；

所述电芯的至少一个所述第一侧面与所述导热部接触。

可选的，所述电芯包括有位于第一侧的第一电芯和位于与所述第一侧相对的第二侧上的第二电芯；

所述第一电芯的两个第一侧面分别与所述导热部接触，和/或

所述第二电芯的两个第二侧面分别与所述导热部接触。

可选的，所述导热部和所述第一连接部之间形成有夹角，所述夹角为弧形角或线性角，和/或

相邻的所述导热部之间容纳有至少两个电芯。

所述电芯的两个第二侧面和至少一个所述第一侧面与所述导热片接触；和/或

所述收容腔内容纳有至少两个电芯。

可选的，还包括控制模块，所述控制模块用于控制所述热电转换元件生成的第一电压和所述电芯生成的第二电压对外部设备进行供电

可选的，还包括放大模块，所述放大模块设置在热电模块与所述控制模块之间，并分别与所述热电模块和所述控制模块电连接，所述放大模块用于将所述第一电压进行放大后对所述外部设备进行供电或对所述电芯进行充电。

附图说明

图1为本实施例中一种电池的内部结构示意图；

图2为本实施例中一种电池的爆炸结构示意图；

图3为本实施例中一种高导热薄片的结构示意图；

图4为本实施例中另一种高导热薄片的结构示意图；

图5为本实施例提供的一种电池模组的模块示意图；

图6为本实施例中的电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

除非另作定义，本实用新型中使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

参阅图1和图2，图1和图2为本实用新型实施例提供的一种电池模组的结构示意图，本实施例提供的一种电池模组，包括：电芯170、金属片200、热电转换元件190、和导热片180；

所述导热片180至少部分环绕所述电芯170的侧面设置；

所述金属片200位于所述导热片180背离所述电芯170的一侧；

所述热电转换元件190设置在所述金属片200与所述导热片180之间并分别与所述金属片200和所述导热片180相接触。

在本实施例中，还包括电路板，所述电路板的一端与所述热电转换元件相连接，所述电芯与所述电路板的一端连接。金属片200可以为外漏铝片，导热片180可以为高导热薄片，在本实施例中，所述电路板设置在所述电芯170外部，所述放大模块210设置在所述电路板上。还包括电池外壳，所述电池外壳设置在所述电芯170外部并与所述热电模块包括的热电转换元件和高导热薄片依次设置在所述电芯侧表面。所述电池外壳包括电池上壳230和电池下壳240，所述电池上壳230设置在所述电芯上部，所述电池下壳240设置在所述电芯170侧面和底部，所述电池上壳230和所述电池下壳240固定连接。所述电池下壳240包括外露铝片，所述外露铝片与所述热电转换元件接触。

在本实施例中，电芯170是发热源，外漏铝片200是与外界接触的冷源，高导热薄片180折叠形成折叠结构，所述折叠结构包括多个折叠位置，同一折叠位置的相邻折叠面形成折叠空间，多个电芯170设置于多个折叠空间中。高导热薄片180折叠位置与外漏铝片200之间布置有热电转化模块190。其中热电转换元件190包含了多组热电转换元件。热电转换元件190与放大模块210，电芯170组成回路。电芯170与控制模块220和用电设备组成回路。其中，放大模块210可使用具有电路放大功能的电子组件，使得热电转换元件190产生的电势差增幅，以满足放电需求，在本实施例中以运算放大器为例；控制模块220能够控制电芯170以及热电转换元件190的放电过程，使二者共同释放匹配用电设备所需的电能。电池上壳230和电池下壳240组成整个电池的外部结构，电池下壳240上设置有外露铝片200作为冷源。

在另一个实施例中，参阅图3-图4，图3为本实施例中高导热薄片的结构示意图，图4为本实施例中高导热薄片的另一种结构示意图。

参阅图3，所述电池模组包括若干个并列排布的电芯；所述导热片包括多个沿所述电芯的排列方向并排设置的多个导热部182以及将相邻的两个导热部182连接的第一连接部181；所述电芯的至少一面与所述导热部182接触；所述第一连接部181与所述热电转换元件接触。

在本实施例中，导热片为高导热薄片，该折叠方式，需保证每个电芯都至少能有一个大面与高导热薄片直接接触，使电池工作时，电芯产生的热量能更好的被高导热薄片传导到侧边。在电芯发热量相同的情况下，高导热薄片与热电转换装置的接触面积越大，则产生的电能越大，对电池的散热效果也越好。通过高导热薄片，如石墨烯薄片等，将电芯大面的主要热源引到电芯侧边，解决了常规设计两电芯大面之间的热量无法导出的问题，充分利用电芯发出的热量。高导热薄片折叠形成折叠结构，所述折叠结构包括多个折叠位置，同一折叠位置的相邻折叠面形成折叠空间，多个电芯设置于多个折叠空间中，由于高导热薄片的高导热特性，也可缩小各电芯之间的温度差异，提高电池的均温性。

可选的，所述电芯包括呈相对设置的两个第一侧面以及呈相对设置的两个第二侧面；所述第一侧面的面积大于所述第二侧面的面积；所述电芯的至少一个所述第一侧面与所述导热部182接触。

可选的，所述电芯包括有位于第一侧的第一电芯和位于与所述第一侧相对的第二侧上的第二电芯；所述第一电芯的两个第一侧面分别与所述导热部182接触，和/或所述第二电芯的两个第二侧面分别与所述导热部182接触。

可选的，所述导热部182和所述第一连接部181之间形成有夹角，所述夹角为弧形角或线性角，和/或

相邻的所述导热部182之间容纳有至少两个电芯。

在本实施例中，电芯为长主体形状，并设置在相邻的所述导热部182之中，电芯的第一侧面为面积较大的一面，第二侧面为面积较小的一面，通过将面积较大的一面与导热部接触，可以更好地对电芯进行加热。相邻的所述导热部242之间容纳有两个或两个以上的电芯，具体数量根据实际情况进行适应性调整。导热部242和所述连接部241之间的夹角一般需要小于90°，当大于90°时电芯无法完全与导热部242接触，因此会出现加热不均匀的问题。

在本实施例中，图4为高导热薄片的另一种折叠方式，所述电池模组包括若干个并列排布的电芯；所述导热片包括第一延伸段191、第二延伸段192和连接第一延伸段191和第二延伸段192的连接段193；所述第一延伸段191包括有沿电芯的排布方向并排的多个第一折叠部194以及连接所述第一折叠部194的第一连接部；所述第二延伸段192与所述第一折叠部194、第一连接部形成收容腔，所述电芯位于所述收容腔内。

在本实施例中，所述第二延伸段192包括有沿电芯的排布方向并排的多个第二折叠部194以及连接所述第二折叠部194的第二连接部；所述第一连接部与所述第二连接部呈对应设置；所述第二折叠部194位于相邻的所述第一折叠部194之间。所述第二延伸段192的尾端与所述第一延伸段191的头端连接。导热片为高导热薄片，该折叠方式，需保证每个电芯都至少能有一个大面与高导热薄片直接接触，使电池工作时，电芯产生的热量能更好的被高导热薄片传导到侧边。在电芯发热量相同的情况下，高导热薄片与热电转换装置的接触面积越大，则产生的电能越大，对电池的散热效果也越好。通过这种折叠方式能在保证每个电芯都至少有一个大面的前提下，大幅增加高导热薄片在电芯侧边的面积，提高热电转化效率，产生更多的电能且散热效果更优。

参阅图5，图5为本实用新型实施例提供的一种电池模组的模块示意图，具体地，一种电池模组，所述电池与外部设备电连接，包括：热电模块1、电芯2和控制模块3；

所述热电模块1与所述电芯2电连接，所述控制模块3分别所述热电模块1和所述电芯2电连接；

所述热电模块1用于根据所述电芯2与电芯外部的温差生成第一电压，并通过所述第一电压对所述电芯充电或对外部设备进行供电；

所述控制模块3用于控制控制所述热电转换元件生成的第一电压和所述电芯生成的第二电压对外部设备进行供电。

在本实施例中，热电模块1通过利用塞贝克效应的热电转换技术，通过在电芯2的侧边布置热电转换模块，该热电转换装置中包含多组热电转换单元，可将电池运行中产生的热能转换为电能后，经由控制电路增幅电压、控制充放电过程后，将电能储存在电池、电容等蓄电装置中，有效的解决电池的发热问题，降低了电芯2等关键组件的温度，有利于提高电池的工作性能和使用寿命，提升了用户使用体验。热电转化模块布置在电芯侧边，使得热电转换模块能更好的吸收来自每一个电芯的热量，若热电转换装置布置在电芯正面，则只有最外侧的电芯的热量能被较好的吸收，内侧电芯的热量比较难吸收到，且会占用电芯厚度空间。电芯间除了高导热薄片以外，还需加贴一定的泡棉，用于吸收电芯循环后的厚度膨胀量。

进一步的，所述热电模块1包括热源、热电转换模块和冷源，所述热电转换模块设置在所述热源与所述冷源之间，所述热电转换模块分别与所述热源和所述冷源接触。所述冷源为外露铝片，所述热源为电芯，所述热电转换模块和所述电池外壳接触后依次设置在所述电芯表面。所述冷源为外露铝片，所述热源为电芯，所述热电转换模块和所述外露铝片接触后依次设置在所述电芯表面。

在本实施例中，利用电芯2运行过程中的废热作为热源，利用设在电芯2表面的一层外漏铝片作为冷源，在电池正常运行情况下，通过热电模块1生成的热量会通过给电芯2充电的形式存储在电芯2中，当需要对外部设备进行放电时，可以通过电池进行放电或者电池和热电模块1同时进行放电，从而提高了电池的续航能力。需要进行说明的是，外部设备可以是使用电池的设备，示例性的，例如在可穿戴式的医疗设备中，如果采用了热电转换技术，可以使设备在电池电量耗尽的情况下，依靠热电转换获取的电能持续运行一段时间，为患者和医疗人员在紧急情况下提供宝贵的抢救时间。

本实用新型提供一种电池模组，所述电池与外部设备电连接，包括：热电模块、电芯和控制模块；所述热电模块与所述电芯电连接，所述控制模块分别所述热电模块和所述电芯电连接；所述热电模块用于根据所述热电模块的冷源和热端的温差生成第一电压，并通过所述第一电压对所述电芯充电或对外部设备进行供电；所述控制模块用于控制所述第一电压和所述电芯生成的第二电压对所述外部设备进行供电。本实用新型实施例提供了一种电池模组，通过利用热电模块产生的电能对电芯进行充电或者同时与电芯一起对外部设备供电，避免了通过增加电池容量实现了电池长续航的情况，实现了节约电池成本的效果。在另一个实施例中，参阅图6，图6为本实施例中的电路结构示意图，其中，热源100与冷源120之间设置有热电转换模块110，热源100、冷源120和热电转换模块110组合为热电模块。可选的，还包括放大模块130，所述放大模块130设置在所述热电模块与所述控制模块150之间，并分别与所述热电模块和所述控制模块150电连接，所述放大模块130用于将所述第一电压进行放大后对所述外部设备进行供电或对所述电芯进行充电。具体地，放大模块130可使用具有电路放大功能的电子组件，使得热电转换模块110产生的电势差增幅，储能模块140中储存电能的电压值，示例性的，在本实施例中以运算放大器为例，也可以选择其他电路放大装置。控制模块150能够控制电芯140以及热电转换模块110的放电过程，使二者共同释放匹配用电设备所需的电能。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种电池模组，其特征在于，包括：电芯、金属片、热电转换元件、和导热片；

所述导热片至少部分环绕所述电芯的侧面设置；

所述金属片位于所述导热片背离所述电芯的一侧；

2.根据权利要求1中所述的电池模组，其特征在于，还包括电路板，所述电路板的一端与所述热电转换元件相连接，所述电芯与所述电路板的一端连接。

3.根据权利要求1中所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组包括若干个并列排布的电芯；

所述电芯的至少一面与所述导热部接触；

所述第一连接部与所述热电转换元件接触。

4.根据权利要求1中所述的电池模组，其特征在于，

所述电池模组包括若干个并列排布的电芯；

5.根据权利要求4中所述的电池模组，其特征在于，

所述第二延伸段包括有沿电芯的排布方向并排的多个第二折叠部以及连接所述第二折叠部的第二连接部；

所述第一连接部与所述第二连接部呈对应设置；

所述第二折叠部位于相邻的所述第一折叠部之间。

6.根据权利要求4中所述的电池模组，其特征在于，所述第二延伸段的尾端与所述第一延伸段的头端连接。

7.根据权利要求3中所述的电池模组，其特征在于，所述电芯包括呈相对设置的两个第一侧面以及呈相对设置的两个第二侧面；

所述第一侧面的面积大于所述第二侧面的面积；

所述电芯的至少一个所述第一侧面与所述导热部接触。

8.根据权利要求7中所述的电池模组，其特征在于，所述电芯包括有位于第一侧的第一电芯和位于与所述第一侧相对的第二侧上的第二电芯；

所述第一电芯的两个第一侧面分别与所述导热部接触，和/或

所述第二电芯的两个第二侧面分别与所述导热部接触。

9.根据权利要求3中所述的电池模组，其特征在于，所述导热部和所述第一连接部之间形成有夹角，所述夹角为弧形角或线性角，和/或

相邻的所述导热部之间容纳有至少两个电芯。

10.根据权利要求4所述的电池模组，其特征在于，所述电芯包括呈相对设置的两个第一侧面以及呈相对设置的两个第二侧面；

所述收容腔内容纳有至少两个电芯。

11.根据权利要求1中所述的电池模组，其特征在于，还包括控制模块，所述控制模块用于控制所述热电转换元件生成的第一电压和所述电芯生成的第二电压对外部设备进行供电。

12.根据权利要求11中所述的电池模组，其特征在于，还包括放大模块，所述放大模块设置在热电模块与所述控制模块之间，并分别与所述热电模块和所述控制模块电连接，所述放大模块用于将所述第一电压进行放大后对所述外部设备进行供电或对所述电芯进行充电。