CN218101487U - 电池组以及电池装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及电池技术领域，公开了一种电池组以及电池装置；该电池组包括液冷板、导热部以及多个单体电池；多个单体电池沿第一方向至少排列为两列电池列，在相邻两列电池列之间设置有第一间隙，单体电池至少靠近第一间隙的一面为弧面；液冷板设于第一间隙内，且设置为平板状；导热部设于液冷板与电池列之间，导热部包括相对设置的第一面和第二面，第一面设置为平面，第一面与液冷板贴合，第二面设置为与电池列靠近液冷板的一面相适配的形状，第二面与电池列贴合。该电池组换热效率较高，散热效果较佳。

Description

电池组以及电池装置

技术领域

本公开涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池组以及包括该电池组的电池装置。

背景技术

随着现代工业的高速发展，随之带来的环境污染、能源短缺、资源枯竭等方面的问题越来越突出。为了保持经济的可持续发展，保护人类居住的环境和能源供给，电池装置的零排放作为新能源是首当其冲的选择。

但是，目前电池组的散热效果不佳。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

本公开的目的在于克服上述相关技术的散热效果不佳的不足，提供一种散热效果较佳的电池组以及包括该电池组的电池装置。

根据本公开的一个方面，提供了一种电池组，包括：

多个单体电池，沿第一方向至少排列为两列电池列，在相邻两列电池列之间设置有第一间隙，所述单体电池至少靠近所述第一间隙的一面为弧面；

液冷板，设于所述第一间隙内，且设置为平板状；

导热部，设于所述液冷板与所述电池列之间，所述导热部包括相对设置的第一面和第二面，所述第一面设置为平面，所述第一面与所述液冷板贴合，所述第二面设置为与所述电池列靠近所述液冷板的一面相适配的形状，所述第二面与所述电池列贴合。

本公开的电池组，在相邻两列电池列之间的第一间隙内设置有液冷板，液冷板设置为平板状，使得设置在液冷板内的流体通道可以设置为直线状，使得换热介质在流体通道内的流动更为畅通，换热效率更高；而且，在液冷板与电池列之间设置有导热部，导热部的第一面与液冷板贴合，导热部的第二面设置为与电池列靠近液冷板的一面相适配的形状，第二面与电池列贴合，通过导热部可以在液冷板与电池列之间传递热量，进一步提高换热效率；另外，导热部与单体电池的接触面积较大，可以进一步提高换热效率；再有，液冷板一般为金属板，较难形成弯曲结构，即使能形成弯曲结构，加工成本较高，将液冷板设置为平板状，工艺难度较低，从而降低成本。

根据本公开的另一个方面，提供了一种电池装置，包括：

电池箱；

电池组，设于所述电池箱内，所述电池组为上述所述的电池组。

本公开的电池装置，在相邻两列电池列之间的第一间隙内设置有液冷板，液冷板设置为平板状，使得设置在液冷板内的流体通道可以设置为直线状，使得换热介质在流体通道内的流动更为畅通，换热效率更高；而且，在液冷板与电池列之间设置有导热部，导热部的第一面与液冷板贴合，导热部的第二面设置为与电池列靠近液冷板的一面相适配的形状，第二面与电池列贴合，通过导热部可以在液冷板与电池列之间传递热量，进一步提高换热效率；另外，导热部与单体电池的接触面积较大，可以进一步提高换热效率；进而保证电池装置的安全性能；再有，液冷板一般为金属板，较难形成弯曲结构，即使能形成弯曲结构，加工成本较高，将液冷板设置为平板状，工艺难度较低，从而降低成本。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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的附图。

图1为本公开电池组一示例实施方式的结构示意图。

图2为图1中电池组的立体结构示意图。

图3为图1中的导热部的立体结构示意图。

附图标记说明：

1、电池单元；11、电池列；11a、第一电池列；11b、第二电池列；11c、第三电池列；11d、第四电池列；111、单体电池；12、第一间隙；13、第二间隙；

2、液冷板；21、突出端部；

3、导热部；31、第一面；32、第二面；321、部分圆柱面；322、连接面；

4、连接管；

X、第一方向；Y、第二方向；Z、第三方向。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“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；用语“第一”、“第二”和“第三”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。“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：单独存在A，同时存在A和B，单独存在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。

本公开示例实施方式提供了一种电池组，参照图1-图3所示，该电池组可以包括液冷板2、导热部3以及多个单体电池111；多个单体电池111沿第一方向X至少排列为两列电池列11，在相邻两列电池列11之间设置有第一间隙12，单体电池111至少靠近第一间隙12的一面为弧面；液冷板2设于第一间隙12内，且设置为平板状；导热部3设于液冷板2与电池列11之间，导热部3包括相对设置的第一面31和第二面32，第一面31设置为平面，第一面31与液冷板2贴合，第二面32设置为与电池列11靠近液冷板2的一面相适配的形状，第二面32与电池列11贴合。

基于同一发明构思，本公开示例实施方式提供了一种电池装置，该电池装置可以包括电池箱以及电池组；电池组设于电池箱内，电池组为下述任意一项所述的电池组。

本公开的电池组和电池装置，在相邻两列电池列11之间的第一间隙12内设置有液冷板2，液冷板2设置为平板状，使得设置在液冷板2内的流体通道可以设置为直线状，使得换热介质在流体通道内的流动更为畅通，换热效率更高；而且，在液冷板2与电池列11之间设置有导热部3，导热部3的第一面31与液冷板2贴合，导热部3的第二面32设置为与电池列11靠近液冷板2的一面相适配的形状，第二面32与电池列11贴合，通过导热部3可以在液冷板2与电池列11之间传递热量，进一步提高换热效率；另外，导热部3与单体电池111的接触面积较大，可以进一步提高换热效率；进而保证电池装置的安全性能；再有，液冷板2一般为金属板，较难形成弯曲结构，即使能形成弯曲结构，加工成本较高，将液冷板2设置为平板状，工艺难度较低，从而降低成本。

下面对电池组和电池装置进行举例说明。

需要说明的是，第一方向X和第二方向Y均与底板11平行，且第一方向X与第二方向Y相交，例如，第一方向X与第二方向Y垂直；第三方向Z与底板11垂直。

电池装置可以包括电池箱，电池箱可以包括底板、保护盖和四个侧板，底板和保护盖可以设置为矩形，在底板的四周设置有四个侧板，四个侧板首尾连接形成矩形圈，在四个侧板的另一侧设置有保护盖，保护盖与底板相对设置。底板、保护盖和四个侧板围绕形成容纳空间。

当然，在本公开的其他示例实施方式中，底板和保护盖可以设置为圆形、椭圆形、梯形等等，侧板可以设置为一个或多个，且围绕形成圆形、椭圆形、梯形等等，使得电池箱体形成为圆柱状、椭圆柱状、棱柱状等等。电池箱体还可以时其他形状，在此不一一赘述。

在电池箱内设置有多个单体电池111，该单体电池111可以为圆柱体。单体电池111可以包括电池壳体和电芯。电池壳体可以设置为圆柱形，即电池壳体可以包括相对设置的第一表面和第二表面，第一表面和第二表面均设置为圆形，在第一表面和第二表面之间连接有第三表面，第三表面设置为圆柱面。在第一表面上设置有通孔。

在本示例实施方式中，在电池壳体的容纳部内设置有电芯，电芯设置为与电池壳体相适配的圆柱体。在电芯外设置有电芯保护膜，电芯保护膜设置为与电芯相适配的圆筒状，在电芯的底部设置有电芯托板，电芯托板与电芯保护膜使得电芯与电池壳体之间绝缘。电芯可以包括多个正极片和多个负极片。

在电芯的靠近第一表面的一侧设置有一个电池极柱，多个正极片均连接至电池极柱；电池极柱通过第一表面上的通孔伸出电池壳体形成单体电池111的正极。而多个负极片均连接至第一表面，第一表面形成单体电池111的负极。如此设置的单体电池111的正极和负极从同侧引出。当然，电池极柱可以是单体电池111的负极，第一表面可以是单体电池111的正极。

多个单体电池111的第二表面可以与电池箱的底板通过粘接胶粘接，从而将多个单体电池111固定在电池箱内。这种固定方法简便，而且固定较为牢固。

参照图1和图2所示，多个单体电池111沿第一方向X排列形成至少两列电池列11；至少两列电池列11在第二方向Y上依次排布，相邻两列电池列11之间设置有第一间隙12，同一电池列11内的相邻两个单体电池111之间设置有第二间隙13。

而且，一列电池列11内的单体电池111与另一列电池列11内的单体电池111相对设置，一列电池列11内的第二间隙13与另一列电池列11内的第二间隙13相对设置；由于单体电池111为圆柱体，因此，同一电池列11中的相邻两个单体电池111之间形成有类似三角形状的容纳空间。

当然，在本公开的另一些示例实施方式中，相邻两列电池列11也可以错位排布，即使得一列电池列11内的单体电池111与另一列电池列11内的第二间隙13相对设置。

在本示例实施方式中，电池组可以包括至少一个电池单元1，电池单元1可以包括相邻两列电池列11。在属于同一电池组的相邻两列电池列11之间的第一间隙12内设置有液冷板2，即液冷板2不是设置在每一对相邻两列电池列11之间，也就是说液冷板2不是设置在每一个第一间隙12内。例如，可以设置有四列电池列11，分别依次为第一电池列11a、第二电池列11b、第三电池列11c和第四电池列11d；在第一电池列11a和第二电池列11b之间的第一间隙12内设置有液冷板2，在第三电池列11c和第四电池列11d之间的第一间隙12内也设置有液冷板2，但是在第二电池列11b和第三电池列11c的第一间隙12内没有设置液冷板2。

由于，电池组和电池装置对重量以及能量密度也是有一定的要求的，如此设置，既可以保证每个单体电池111都能够与液冷板2接触，对每个单体电池111都能够进行冷却，又能够降低电池组和电池装置的重量，提高电池组和电池装置的能量密度。

在本公开的一些示例实施方式中，可以在每一对相邻两列电池列11之间均设置有液冷板2，即在每一个第一间隙12内均设置有液冷板2，以到达较好的换热效果。

参照图1所示，液冷板2设置为平板状，即液冷板2设置为长方体的形状，且液冷板2包括相对设置的两大侧面，两大侧面均设置为平面；一大侧面靠近一列电池列11，另一大侧面靠近另一列电池列11。如此设置的液冷板2制备工艺较为简单，成本较低。

需要说明的是，液冷板2的两大侧面指的是液冷板2的面积最大的两个侧面。

在液冷板2内设置有多个流体通道，流体通道设置为沿第一方向X延伸的直线状，在流体通道内可以流动换热介质，换热介质可以与单体电池111之间产生热交换，在单体电池111需要冷却的情况下，通入温度较低的换热介质，可以将单体电池111产生的热量交换至换热介质，对单体电池111起到降温的作用；在单体电池111需要加热的情况下，通入温度较高的换热介质，可以将换热介质的热量交换至单体电池111，对单体电池111起到加热的作用。而且需要换热介质在流体通道内流动，才能更好地将热量进行传递；因此，将流体通道设置为沿第一方向X延伸的直线状，使得换热介质在流体通道内流动更为畅通，换热效率更高。

流体通道的与第一方向X垂直的截面形状可以是矩形，而且流体通道的面积较大的一面更靠近单体电池111，使得换热介质与单体电池111之间的距离较短，从而提高换热效率。当然，流体通道的与第一方向X垂直的截面形状还可以是梯形、圆形、椭圆形等等其他形状。

在本示例实施方式中，参照图1和图2所示，在液冷板2与电池列11之间设置有导热部3，由于在液冷板2的两侧均设置有电池列11，因此，在液冷板2的两侧均设置有导热部3，即上述的一个电池单元1可以包括沿第二方向Y依次排列的电池列11、导热部3、液冷板2、导热部3以及电池列11。

导热部3的导热系数大于等于2w/mk，具体来讲，导热部3可以为导热结构胶或导热硅胶。导热结构胶一般为聚氨酯或硅系AB组分混合而成。导热结构胶和导热硅胶可以与单体电池111以及液冷板2粘接为一体，使得导热部3与单体电池111以及液冷板2之间紧密贴合，从而提高导热部3与单体电池111以及液冷板2之间的换热效率；而且，还可以避免液冷板2相对于单体电池111产生位移，进一步提高电池组的固定的可靠性。再有，导热结构胶和导热硅胶均是绝缘件，因此，还能够绝缘隔离单体电池111与液冷板2。

导热部3可以通过在液冷板2与电池列11之间灌注导热胶，然后使得导热胶固化后形成；还可以是预先加工成型如图3所示的结构。

参照图3所示，导热部3可以包括相对设置的第一面31和第二面32。第一面31设置为与液冷板2相适配的形状，由于液冷板2设置为平板状，因此，第一面31设置为平面，第一面31与液冷板2贴合。

第二面32设置为与电池列11靠近液冷板2的一面相适配的形状，第二面32与电池列11贴合。

需要说明的是，上述贴合可以为直接接触贴合也可以为间接接触贴合设置，例如，在导热部3通过在液冷板2与电池列11之间灌注导热胶，然后使得导热胶固化后形成的情况下，导热部3与液冷板2和电池列11为直接接触贴合设置；在导热部3是预先加工成型的情况下，导热部3与液冷板2和电池列11之间还可以设置一层粘接胶，从而使得导热部3与液冷板2和电池列11之间为间接接触贴合设置。

具体来讲，由于单体电池111设置为圆柱体，因此，第二面32可以包括与单体电池111相适配的部分圆柱面321，柱面是直线沿着一条定曲线平行移动所形成的曲面，即动直线沿着一条定曲线平行移动所形成的曲面，动直线称为柱面的直母线，定曲线称为柱面的准线。当准线是圆时所得柱面称为圆柱面。当准线是圆的一部分圆弧时所得柱面为部分圆柱面321。

部分圆柱面321的个数与单体电池111的个数相同。而且由于相邻两个单体电池111之间设置有第二间隙13，因此，在相邻两个部分圆柱面321之间连接有一连接面322，而且，连接面322连接于两个部分圆柱面321的直母线；即第二面32包括多个部分圆柱面321和多个连接面322，多个部分圆柱面321和多个连接面322交替设置，也就是说，相邻两个部分圆柱面321之间连接有连接面322，相邻两个连接面322之间连接有部分圆柱面321。连接面322可以设置为平面，当然，连接面322也可以设置为曲面。

当然，在本公开的其他一些示例实施方式中，在单体电池111设置为椭圆形的情况下，第二面32可以包括多个部分椭圆柱面；在单体电池111设置为多边形的棱柱的情况下，第二面32可以包括多个部分多边形的棱柱面。

进一步地，参照图2所示，部分圆柱面321在基准平面上的正投影的长度，大于等于单体电池111在基准平面上的正投影的边沿线的长度的三分之一，且小于单体电池111在基准平面上的正投影的边沿线的长度的二分之一。基准平面与第二面32垂直，因此，部分圆柱面321在基准平面上的正投影为圆弧线，单体电池111在基准平面上的正投影为圆；由于部分圆柱面321与单体电池111贴合，因此，圆弧线与圆的半径相同，也可以说是，部分圆柱面321所相对的圆形角大于等于120°，且小于等于180。如此设置，可以使得导热部3的第二面32与单体电池111靠近导热部3的大部分侧面贴合，保证导热部3的导热效果；而且方便导热部3在制备时的脱模。

而且，导热部3的一部分还位于相邻两个单体电池111之间形成的类似三角形状的容纳空间内，一方面，可以提高空间利用率，从而提高电池装置的能量密度；另一方面，导热部3不仅可以起到在液冷板2和单体电池111之间进行导热的作用，还可以起到隔离相邻两个单体电池111的作用，在导热部3设置为绝缘件的情况下，可以对相邻两个单体电池111进行绝缘隔离，在相邻两个单体电池111之间不需要另外设置绝缘件。

参照图1所示，液冷板2在第三方向Z的高度等于导热部3在第三方向Z的高度，液冷板2在第三方向Z的高度大于或等于单体电池111在第三方向Z的高度的30％，需要说明的是，此时单体电池111在第三方向Z的高度不包括电池极柱突出于电池壳体部分的电池极柱的高度。第三方向Z与第一方向X垂直，且与第一面31平行。通过试验和计算得到，液冷板2和导热部3在上述的高度范围内，即可达到对单体电池111很好的换热效果，满足单体电池111的换热要求；如果液冷板2和导热部3的高度设置的小于单体电池111在第三方向Z的高度的30％，将很难满足单体电池111的换热要求。

进一步地，液冷板2可以包括突出端部21，突出端部21在第一方向X上突出于电池列11，具体为，液冷板2可以包括两个突出端部21，突出端部21在第一方向X的两侧突出于电池列11。电池组还可以包括连接管4，连接管4连接于突出端部21，具体地，连接管4连通于液冷板2的流体通道。连接管4设置为两个，两个连接管4设于电池列11的第一方向X的相对两侧，其中一个连接管4作为进液管，另一个连接管4作为出液管，一个连接管4连接液冷板2的一个突出端部21。

在电池箱内可以设置有多个电池单元1，因此，设置有多个液冷板2，一个连接管4连接多个液冷板2的同一侧的突出端部21，因此，这种情况下，两个连接管4设于电池列11的第一方向X的相对两侧。

当然，在本公开的另一些示例实施方式中，突出端部21在第一方向X的一侧突出于电池列11，即仅在液冷板2的第一方向X的一侧设置有突出端部21，两个连接管4可以设于电池列11的第一方向X的同一侧，即进水管和出水管设置在同一侧。

连接管4可以为尼龙管。尼龙管可以通过冷压工艺实现与液冷板2的连接。尼龙管具有良好的理化和机械性能：耐磨损，可以在有沙石、铁屑的条件下使用；表面光滑，减小阻力，能防止生锈和结垢淤积；柔软，易弯曲，便于安装，加工简单。同时又具有钢性，当需要一定形状时，可以像金属管一样制成各种形状，而且不需要复杂的设备和工装；能耐很多化学物质的腐蚀；尺寸稳定、渗透率小；电阻极大，可以作为绝缘体使用；使用寿命很长，甚至几十年；耐温性好，可在-40-100℃的环境下工作。

因此，采用尼龙管可以缓冲电池装置在使用过程中受到的振动，避免连接管4与液冷板2之间产生错位，而使连接管4与液冷板2之间的连接失效(断裂)，导致换热介质流至电池箱内，导致单体电池111之间产生短路，造成安全事故。

需要说明的是，本申请中提及的“平行”、“垂直”，并不是完全平行、垂直，而是有一定的误差的；例如，两者之间的夹角大于等于0°且小于等于5°，即认为这两者相互平行；两者之间的夹角大于等于85°且小于等于95°，即认为这两者相互垂直。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (11)

1.一种电池组，其特征在于，包括：

多个单体电池，沿第一方向至少排列为两列电池列，在相邻两列电池列之间设置有第一间隙，所述单体电池至少靠近所述第一间隙的一面为弧面；

液冷板，设于所述第一间隙内，且设置为平板状；

导热部，设于所述液冷板与所述电池列之间，所述导热部包括相对设置的第一面和第二面，所述第一面设置为平面，所述第一面与所述液冷板贴合，所述第二面设置为与所述电池列靠近所述液冷板的一面相适配的形状，所述第二面与所述电池列贴合。

2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述单体电池设置为圆柱体，所述第二面包括与所述单体电池相适配的部分圆柱面。

3.根据权利要求2所述的电池组，其特征在于，所述部分圆柱面在基准平面上的正投影的长度，大于等于所述单体电池在所述基准平面上的正投影的边沿线的长度的三分之一，且小于等于所述单体电池在所述基准平面上的正投影的边沿线的长度的二分之一，所述基准平面与所述第二面垂直。

4.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述液冷板在第三方向的高度等于所述导热部在所述第三方向的高度，所述液冷板在所述第三方向的高度大于或等于所述单体电池在所述第三方向的高度的30％，所述第三方向与所述第一方向垂直，且与所述第一面平行。

5.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，同一电池列的相邻两个单体电池之间设置有第二间隙，所述导热部的一部分位于所述第二间隙内。

6.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：

电池单元，包括相邻两列所述电池列，所述液冷板设置在属于同一所述电池组的相邻两列所述电池列之间的所述第一间隙内。

7.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述液冷板包括突出端部，所述突出端部在所述第一方向上突出于所述电池列，所述电池组还包括：

连接管，连接于所述突出端部。

8.根据权利要求7所述的电池组，其特征在于，所述连接管为尼龙管。

9.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述导热部的导热系数大于等于2w/mk。

10.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述导热部为导热结构胶或导热硅胶。

11.一种电池装置，其特征在于，包括：

电池箱；

电池组，设于所述电池箱内，所述电池组为权利要求1～10任意一项所述的电池组。

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