CN218242116U - 电池模组、电池包及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池模组、电池包及车辆，电池模组包括：电芯模块，所述电芯模块包括多个电芯单元，每个所述电芯单元具有极柱；连接片，所述连接片具有连接区，所述连接片设在所述电芯模块的一侧，所述极柱与所述连接片的所述连接区连接，所述连接片的内部设有换热通道，所述换热通道内设有工作液，以对所述连接片和所述极柱进行散热。本实用新型的电池模组，在连接片上设置用于连接极柱的连接区，并在连接片的内部设置换热通道，通过换热通道内的工作液的蒸发和冷凝实现对连接片的主动散热，提高连接片位置处的散热效率，防止连接片和极柱的温度过高，影响电池模组的工作效率和使用寿命。

Description

电池模组、电池包及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆电池技术领域，更具体地，涉及一种电池模组、电池包及车辆。

背景技术

目前，车辆电池在充电或其他工作状态时，电池包内的电池、连接片和其他结构会产生大量的热，导致电池温度升高，影响电池性能寿命。

现有技术中，通常采用液冷板或其他散热件对电池进行整体散热，而对于电池内的连接片和极柱位置处产生的热量，没有进行主动散热的设计。连接片仅通过电池包内少量空气进行自然冷却。连接片处的散热能力有限，很难满足大功率、时间短的快充需求。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种电池模组的新技术方案，至少能够解决现有技术中没有针对连接片设计主动散热的问题。

本实用新型的第一方面，提供了一种电池模组，包括：电芯模块，所述电芯模块包括多个电芯单元，每个所述电芯单元具有极柱；连接片，所述连接片具有连接区，所述连接片设在所述电芯模块的一侧，所述极柱与所述连接片的所述连接区连接，所述连接片的内部设有换热通道，所述换热通道内设有工作液，以对所述连接片和所述极柱进行散热。

可选地，所述连接片的中部位置形成所述连接区，所述连接区设有定位孔，所述连接片与所述极柱超声波焊接或激光焊接。

可选地，所述换热通道形成为热管，所述热管包括：蒸发段和冷凝段，所述蒸发段与所述连接区的位置相对应，所述冷凝段位于所述蒸发段的两端，所述蒸发段和所述冷凝段形成弯曲的所述换热通道。

可选地，所述连接片包括：

连接本体，所述连接本体为长条形片体，所述连接区和所述蒸发段位于所述连接本体；

两个延伸体，两个所述延伸体分别设在所述连接本体的两侧，所述连接本体和两个所述延伸体配合形成匚形片体，所述冷凝段由所述蒸发段延伸至所述延伸体。

可选地，所述的电池模组还包括：支架，所述支架上设有多个间隔开排布的通孔，所述支架设在所述电芯模块的一侧，每个所述极柱分别伸出所述通孔，所述连接片与所述支架连接。

可选地，所述的电池模组还包括：

保护盖，所述保护盖设在所述支架上，所述连接片位于所述保护盖和所述支架之间。

本实用新型的第二方面，提供一种电池包，包括：

托盘，所述托盘内设有至少一个安装腔；

至少一个如上述实施例中所述的电池模组，所述电池模组设在所述安装腔内；

第一液冷板，所述第一液冷板盖设在所述托盘上，所述电池模组中的连接片的换热通道的一端靠近所述第一液冷板。

可选地，所述托盘的底板形成第二液冷板，所述第二液冷板与所述第一液冷板相对设置，所述连接片中的所述换热通道的另一端靠近所述第二液冷板。

可选地，所述电池模组为多个，每个所述电池模组的所述连接片上设有模组连接件，多个所述电池模组通过所述模组连接件连接。

本实用新型的第三方面，提供一种车辆，包括上述实施例中所述的电池模组。

本实用新型的电池模组，在连接片上设置用于连接极柱的连接区，并在连接片的内部设置换热通道，通过换热通道内的工作液的蒸发和冷凝实现对连接片的主动散热，提高连接片位置处的散热效率，防止连接片和极柱的温度过高，影响电池模组的工作效率和使用寿命。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。

图1是根据本实用新型实施例的电池模组的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的电池模组的结构爆炸图；

图3是根据本实用新型实施例的电池模组的连接片的一个结构示意图；

图4是根据本实用新型实施例的电池模组的连接片的另一个结构示意图；

图5是根据本实用新型实施例的电池模组的连接片的剖面图；

图6是根据本实用新型实施例的电池模组的换热通道的剖面图；

图7是根据本实用新型实施例的电池包的结构爆炸图；

图8是根据本实用新型实施例的电池包的托盘的结构示意图。

附图标记：

电池模组100；

电芯模块10；电芯单元11；极柱12；

支架20；

连接片30；连接本体31；连接区311；定位孔312；延伸体32；换热通道33；蒸发段331；冷凝段332；

模组连接件40；

气凝胶51；柔性电路板52；绝缘隔热板53；导热胶54；

保护盖60；

电池包200；

托盘210；第二液冷板211；配电腔212；配电箱213；安装腔214；进水口215；出水口216；

第一液冷板220。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本实用新型的说明书和权利要求书中的若涉及到术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，若涉及到术语“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，涉及到的术语“安装”、“相连”、“连接”，应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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实用新型中的具体含义。

下面结合附图具体描述根据本实用新型实施例的电池模组100。

如图1和图2所示，根据本实用新型实施例的电池模组100包括电芯模块10和连接片30。

具体而言，电芯模块10包括多个电芯单元11，每个电芯单元11具有极柱12。连接片30具有连接区311，连接片30设在电芯模块10的一侧，极柱12与连接片30的连接区311连接，连接片30的内部设有换热通道33，换热通道33内设有工作液，以对连接片30和极柱12进行散热。

换言之，参见图1和图2，根据本实用新型实施例的电池模组100主要由电芯模块10和连接片30组成。其中，电芯模块10包括多个电芯单元11，多个电芯单元11成排布置可以构成电芯模块10，每个电芯单元11具有极柱12。如图2所示，相邻两个电芯单元11之间可以放置有气凝胶51，实现电芯单元11之间的隔热以及吸收电芯膨胀等。每个气凝胶51的厚度可以为0.5-4mm，当然，气凝胶51的厚度可以根据电池模组100的其他参数、热扩撒要求等进行具体选择。

连接片30主要由实心部分和空心部分组成，连接片30具有连接区311(参见图3中虚线框位置)，连接区311为连接片30的实心部分。连接片30安装在电芯模块10的一侧，极柱12与连接片30的连接区311连接。连接片30的内部设置有换热通道33，参见图5，连接片30内的换热通道33可以作为连接片30的空心部分，换热通道33内可以抽真空，然后在换热通道33内盛装有工作液，通过工作液吸收连接片30和极柱12所产生的热量对连接片30和极柱12进行换热，实现对连接片30的主动散热，提高连接片30位置处的散热效率，防止连接片30和极柱12的温度过高，影响电池模组100的工作效率和使用寿命。

在本实用新型中，连接片30可以采用铝、铜或其他高导热系数的材料制成，工作液可以根据需要控制的温度范围进行合理选择，工作液可以是蒸馏水、乙醇、制冷剂以及氟化液等。

当电池包200进行大功率快充时，连接片30和极柱12产生焦耳热，加热换热通道33内的工作液吸热蒸发。工作液蒸发产生的蒸汽在换热通道33的端部冷却凝结，以此将连接片30和极柱12的热量传递出去，实现对连接片30和极柱12的高效散热，防止连接片30和极柱12的温度过高，影响电池模组100的工作效率和使用寿命，满足大功率和短时间快充需求。

由此，根据本实用新型实施例的电池模组100，在连接片30上设置用于连接极柱12的连接区311，并在连接片30的内部设置换热通道33，通过换热通道33内的工作液的蒸发和冷凝实现对连接片30的主动散热，提高连接片30位置处的散热效率，防止连接片30和极柱12的温度过高，影响电池模组100的工作效率和使用寿命。

根据本实用新型的一个实施例，连接片30的中部位置形成连接区311，连接区311设有定位孔312，连接片30与极柱12超声波焊接或激光焊接。也就是说，参见图3，连接片30大致在中部位置处形成连接区311，连接区311设有定位孔312，连接片30上的定位孔312主要用于极柱12和连接片30焊接时定位。连接区311与极柱12的位置相对应，连接片30与极柱12可以采用超声波焊接或激光焊接等连接方式。

根据本实用新型的一个实施例，如图5和图6所示，换热通道33可以形成为热管，热管具有高导热作用。热管内盛装工作液，热管包括：蒸发段331和冷凝段332，蒸发段331(参见图5中虚线框位置)与连接区311的位置相对应，冷凝段332位于蒸发段331的两端，蒸发段331和冷凝段332形成弯曲的换热通道33。当然，换热通道33的具体弯曲形状可以根据连接片30的具体形状以及散热需求进行具体设定。

当电池包200进行大功率快充时，连接片30和极柱12产生焦耳热，加热蒸发段331的工作液吸热蒸发。工作液蒸发产生的蒸汽通过换热通道33流向冷凝段332，在冷凝段332冷却凝结。凝结的液体在重力/毛细力等作用下通过换热通道33回到蒸发段331进行吸热。如此往复将连接片30和极柱12的热量传递出去，实现对连接片30和极柱12的高效散热，防止连接片30和极柱12的温度过高，影响电池模组100的工作效率和使用寿命，满足大功率和短时间快充需求。

根据本实用新型的一个实施例，如图3所示，连接片30包括连接本体31和两个延伸体32。其中，连接本体31可以大致为长条形片体，连接区311和蒸发段331位于连接本体31。两个延伸体32分别设置在连接本体31的两侧，连接本体31和两个延伸体32可以配合形成“匚”形片体，冷凝段332由蒸发段331延伸至延伸体32。两个延伸体32上可以设置有导热胶54，通过导热胶54连接到其他结构进行放热。

根据本实用新型的一个实施例，电池模组100还包括支架20，支架20上设有多个间隔开排布的通孔，支架20设在电芯模块10的一侧，每个极柱12分别伸出通孔，连接片30与支架20连接。

换句话说，如图2所示，电池模组100还可以包括支架20，支架20上开设有多个通孔，多个通孔可以间隔开成排布置。支架20安装在电芯模块10的一侧，多个通孔可以沿电芯模块10的一侧成排布置，并且每个电芯模块10上的多个极柱12分别伸出对应的通孔。连接片30设置在支架20上，并且连接片30上的连接区311能够分别与每个极柱12连接。支架20位于电芯模块10和连接片30之间，一方面可以用于固定连接片30的位置，保证连接片30与极柱12连接的可靠性。另一方面可以保证连接片30与电芯模块10的壳体之间的绝缘。

根据本实用新型的一个实施例，电池模组100还包括：保护盖60，保护盖60设在支架20上，连接片30位于保护盖60和支架20之间。

也就是说，参见图2，电池模组100还可以包括保护盖60，保护盖60安装在支架20上，连接片30位于保护盖60和支架20之间。保护盖60可以起到对连接片30和电芯单元11进行保护和绝缘等作用。

在本实用新型中，支架20可以为塑胶材料件，连接片30设置在塑胶类的支架20上，并且连接片30能够分别与每个极柱12连接。支架20位于电芯模块10和连接片30之间，一方面可以用于固定连接片30的位置，保证连接片30与极柱12连接的可靠性。另一方面可以保证连接片30与电芯模块10的壳体之间的绝缘。连接片30还可以通过激光焊接或其他连接方式，实现连接片30和极柱12的牢固连接，从而达到电芯单元11之间的串并联。

当然，参见图1和图2，电池模组100还可以包括柔性电路板52(FPC)、绝缘隔热板53、导热胶54等结构，其中，柔性电路板52可以用来监控电池模组100的电压和温度，并且通过柔性电路板52可以和电池包200的BMS(Battery Management System，电池管理系统)通讯。绝缘隔热板53可以设置在电池模组100和电池包200的托盘210的膨胀梁之间，起到隔热、绝缘的作用。当然，对于本领域技术人员来说，电池模组100的其他结构及其工作原理是可以理解并且能够实现的，在本实用新型中不再详细赘述。

总而言之，根据本实用新型实施例的电池模组100，在连接片30上设置用于连接极柱12的连接区311，并在连接片30的内部设置换热通道33，通过换热通道33内的工作液的蒸发和冷凝实现对连接片30的主动散热，提高连接片30位置处的散热效率，防止连接片30和极柱12的温度过高，影响电池模组100的工作效率和使用寿命。

根据本实用新型的第二方面，参见图7，提供一种电池包200，包括托盘210、电池模组100和第一液冷板220。

具体而言，托盘210内设有至少一个安装腔214，至少一个上述实施例中的电池模组100设在安装腔214内。第一液冷板220盖设在托盘210上，电池模组100中的连接片30的换热通道33的一端靠近第一液冷板220。

换言之，如图7所示，根据本实用新型实施例的电池包200主要由托盘210、电池模组100和第一液冷板220组成。其中，托盘210内设置有至少一个安装腔214，至少一个上述实施例中的电池模组100的个数与安装腔214的个数相对应，电池模组100安装在安装腔214内，其中，电池模组100中的保护盖60可以与托盘210连接。第一液冷板220可以盖设在托盘210上。电池模组100中的连接片30的换热通道33的一端靠近第一液冷板220，换热通道33可以形成为热管，热管内可以抽真空，然后在热管内盛装有工作液，通过工作液吸收连接片30和极柱12所产生的热量对连接片30和极柱12进行换热，实现对连接片30的主动散热，提高连接片30位置处的散热效率，防止连接片30和极柱12的温度过高，影响电池模组100的工作效率和使用寿命。

在本实用新型中，连接片30可以采用铝、铜或其他高导热系数的材料制成，工作液可以根据需要控制的温度范围进行合理选择，工作液可以是蒸馏水、乙醇、制冷剂以及氟化液等。

当电池包200进行大功率快充时，连接片30和极柱12产生焦耳热，加热换热通道33内的工作液吸热蒸发。工作液蒸发产生的蒸汽在换热通道33的端部冷却凝结，以此将连接片30和极柱12的热量通过第一液冷板220传递出去，实现对连接片30和极柱12的高效散热，防止连接片30和极柱12的温度过高，影响电池模组100的工作效率和使用寿命，满足大功率和短时间快充需求。

由此，根据本实用新型实施例的电池包200，在连接片30上设置用于连接极柱12的连接区311，并在连接片30的内部设置换热通道33，通过换热通道33内的工作液的蒸发和冷凝实现对连接片30的主动散热，提高连接片30位置处的散热效率，防止连接片30和极柱12的温度过高，影响电池包200的工作效率和使用寿命，满足大功率和短时间快充需求。

根据本实用新型的一个实施例，托盘210的底板形成第二液冷板211，第二液冷板211与第一液冷板220相对设置，连接片30中的换热通道33的另一端靠近第二液冷板211。

也就是说，参见图7，第二液冷板211可以直接集成为托盘210的底板，第一液冷板220可以作为电池包200的密封盖，增强整包的散热能力，从而提升整包的快充能力。第二液冷板211与第一液冷板220相对设置。连接片30中的换热通道33的另一端靠近第二液冷板211。连接片30的换热通道33内的工作液吸收连接片30和极柱12产生的热量后，工作液吸热蒸发，工作液蒸发产生的蒸汽可以在换热通道33的两个端部冷却凝结，以此将连接片30和极柱12的热量通过第一液冷板220和第二液冷板211传递出去，实现对连接片30和极柱12的高效散热，防止连接片30和极柱12的温度过高，影响电池模组100的工作效率和使用寿命，满足大功率和短时间快充需求。

当然，第二液冷板211也可以单独设置在托盘210的底部。托盘210上可以设有与第一液冷板220的内部管路连通的进水口215和出水口216。托盘210上也可以设有与第二液冷板211的内部管路连通的进水口215和出水口216。

如图8所示，托盘210主要由挤出型材焊接构成的回形框，托盘210的底板可以采用第二液冷板211。第二液冷板211和托盘210可以采用搅拌摩擦焊连接到一起，也可以使用密封圈加机械紧固(铆钉、螺栓)等方式连接在一起，还可以通过胶粘方式粘接在一起。托盘210的一侧设有配电腔212，配电腔212内设置有配电箱213等结构，电池包200的底部还可以设置有护板，护板可以通过铆钉或螺钉等方式固定到托盘210底部，达到保护电池包200的目的。

根据本实用新型的一个实施例，电池模组100为多个，参见图4，每个电池模组100的连接片30上设有模组连接件40，多个电池模组100通过模组连接件40连接。电池模组100可以通过导热胶54固定到托盘210的安装腔214中，第一液冷板220也可以通过导热胶54与电池模组100粘接固定。电池模组100与电池模组100之间可以通过连接片30上的模组连接件40实现电池模组100间的串并联。

当然，对于本领域技术人员来说，电池包200的其他结构及其工作原理是可以理解并且能够实现的，在本实用新型中不再详细赘述。

根据本实用新型的第三方面，提供一种车辆，包括上述实施例中的电池模组100。由于根据本实用新型实施例的电池模组100具有上述技术效果，因此，根据本实用新型实施例的车辆也应具有相应的技术效果，即本实用新型的车辆通过采用该电池模组100，能够实现对连接片30的主动散热，提高整车电池的工作效率和使用寿命。

当然，对于本领域技术人员来说，车辆的其他结构及其工作原理是可以理解并且能够实现的，在本实用新型中不再详细赘述。

虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种电池模组，其特征在于，包括：

电芯模块，所述电芯模块包括多个电芯单元，每个所述电芯单元具有极柱；

连接片，所述连接片具有连接区，所述连接片设在所述电芯模块的一侧，所述极柱与所述连接片的所述连接区连接，所述连接片的内部设有换热通道，所述换热通道内设有工作液，以对所述连接片和所述极柱进行散热。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述连接片的中部位置形成所述连接区，所述连接区设有定位孔，所述连接片与所述极柱超声波焊接或激光焊接。

3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述换热通道形成为热管，所述热管包括：蒸发段和冷凝段，所述蒸发段与所述连接区的位置相对应，所述冷凝段位于所述蒸发段的两端，所述蒸发段和所述冷凝段形成弯曲的所述换热通道。

4.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述连接片包括：

连接本体，所述连接本体为长条形片体，所述连接区和所述蒸发段位于所述连接本体；

两个延伸体，两个所述延伸体分别设在所述连接本体的两侧，所述连接本体和两个所述延伸体配合形成匚形片体，所述冷凝段由所述蒸发段延伸至所述延伸体。

5.根据权利要求4所述的电池模组，其特征在于，还包括：支架，所述支架上设有多个间隔开排布的通孔，所述支架设在所述电芯模块的一侧，每个所述极柱分别伸出所述通孔，所述连接片与所述支架连接。

6.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，还包括：

保护盖，所述保护盖设在所述支架上，所述连接片位于所述保护盖和所述支架之间。

7.一种电池包，其特征在于，包括：

托盘，所述托盘内设有至少一个安装腔；

至少一个如权利要求1-6中任一项所述的电池模组，所述电池模组设在所述安装腔内；

第一液冷板，所述第一液冷板盖设在所述托盘上，所述电池模组中的连接片的换热通道的一端靠近所述第一液冷板。

8.根据权利要求7所述的电池包，其特征在于，所述托盘的底板形成第二液冷板，所述第二液冷板与所述第一液冷板相对设置，所述连接片中的所述换热通道的另一端靠近所述第二液冷板。

9.根据权利要求7所述的电池包，其特征在于，所述电池模组为多个，每个所述电池模组的所述连接片上设有模组连接件，多个所述电池模组通过所述模组连接件连接。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-6中任一项所述的电池模组。

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