CN218385432U - 电池装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及电池技术领域，具体是关于一种电池装置，所述电池装置包括：箱体、电池组、热交换件和中间层，所述箱体具有底板；所述电池组设置所述箱体内；所述热交换件设于所述箱体内，并且所述热交换件设于所述电池组的侧部，所述热交换件和所述电池组之间设置有导热胶层；所述中间层设于所述电池组和所述底板之间；其中，Rz＝R1+R2+R3，R1为所述电池组在第一方向的热阻，R2所述中间层在第一方向的热阻，Rz≥100R1；Ry＝Ra+Rb+Rc/2，Ry为第二方向上所述电池组到所述热交换件的热阻，Ra为所述电池组在第二方向的热阻，Rb为所述导热胶层在第二方向的热阻，Rc为热交换件在第二方向的热阻，Rz≥30Ry。

Description

电池装置

技术领域

本公开涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池装置。

背景技术

随着技术的发展和进步，电动车辆的使用逐渐广泛。在电动车辆中设置有电池装置，比如电池包，电池装置用于存储电能并向电动车辆提供能源。电池装置中电池设于箱体内部，相关技术中箱体底部的隔热性能较差，外界热量从底部进入箱体内部会导致电池装置内部的温度不均匀。

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。

发明内容

本公开的目的在于提供一种电池装置，进而至少一定程度上提升电池装置中温度的均匀性。

本公开提供一种电池装置，所述电池装置包括：

箱体，所述箱体具有底板；

电池组，所述电池组设置所述箱体内；

热交换件，所述热交换件设于所述箱体内，并且所述热交换件设于所述电池组的侧部，所述热交换件和所述电池组之间设置有导热胶层；

中间层，所述中间层设于所述电池组和所述底板之间。

其中，Rz＝R1+R2+R3，Rz为第一方向上所述电池组到所述底板的热阻，R1为所述电池组在第一方向的热阻，R2所述中间层在第一方向的热阻，R3为所述底板在第一方向的热阻，所述第一方向为垂直于所述底板的方向，Rz≥100R1；

Ry＝Ra+Rb+Rc/2，Ry为第二方向上所述电池组到所述热交换件的热阻，Ra为所述电池组在第二方向的热阻，Rb为所述导热胶层在第二方向的热阻，Rc为热交换件在第二方向的热阻，所述第二方向为垂直于所述所述热交换件的方向，Rz≥30Ry。

本公开实施例提供的电池装置，在第一方向上，通过将电池组到底板的热阻设置为大于等于电池组的热阻的100倍，能够有效的隔绝电池组底部和外界环境的热量交换，提升了电池装置内部温度的均匀性，电池组到底板的热阻大于等于在第二方向上，电池组到热交换件的热阻的30倍，保证了电池组能够向热交换件传输较大的热量，保证散热效率。

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为本公开示例性实施例提供的一种电池装置的示意图；

图2为本公开示例性实施例提供的第一种电池装置的局部剖视图；

图3为本公开示例性实施例提供的一种热交换件的示意图；

图4为本公开示例性实施例提供的一种电池装置局部的示意图；

图5为本公开示例性实施例提供的第二种电池装置的局部剖视图；

图6为本公开示例性实施例提供的第三种电池装置的局部剖视图；

图7为本公开示例性实施例提供的一种箱体的示意图；

图8为本公开示例性实施例提供的另一种电池装置的示意图。

具体实施方式

下面将结合本公开示例实施例中的附图，对本公开示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的，而并非用于限制本公开的保护范围，因此应当理解，在不脱离本公开的保护范围的情况下，可以对示例实施例进行各种修改和改变。

在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地，提到“该/所述”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。

除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

进一步地，本公开的描述中，需要理解的是，本公开的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本公开的示例实施例的限定。还需要理解的是，在上下文中，当提到一个元件或特征连接在另外元件(一个或多个)“上”、“下”、或者“内”、“外”时，其不仅能够直接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”，也可以通过中间元件间接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”。

本公开示例性实施例提供一种电池装置，如图1和图2所示，电池装置包括：箱体10、电池组30、热交换件20和中间层600，箱体10具有底板12；电池组30设置箱体内；热交换件20设于箱体10内，并且热交换件20设于电池组30的侧部，热交换件20和电池组30之间设置有导热胶层；中间层600设于电池组30和底板12之间。

其中，Rz＝R1+R2+R3，Rz为第一方向上电池组30到底板12的热阻，R1为电池组30在第一方向的热阻，R2中间层600在第一方向的热阻，R3为底板12在第一方向的热阻，第一方向为垂直于底板12的方向，Rz≥100R1；Ry＝Ra+Rb+Rc/2，Ry为第二方向上电池组30到热交换件20的热阻，Ra为电池组30在第二方向的热阻，Rb为导热胶层在第二方向的热阻，Rc为热交换件20在第二方向的热阻，第二方向为垂直于热交换件20的方向，Rz≥30Ry。

本公开实施例提供的电池装置，在第一方向上，通过将电池组30到底板12的热阻设置为大于等于电池组30的热阻的100倍，能够有效的隔绝电池组30底部和外界环境的热量交换，提升了电池装置内部温度的均匀性，电池组30到底板12的热阻大于等于在第二方向上电池组30到热交换件20的热阻的30倍，保证了电池组30能够向热交换件传输较大的热量，保证散热效率。

进一步的，如图1和7所示，本公开实施例提供的电池装置还可以包括隔离板40、连接件50和冷却液管道70，连接件50设于热交换件20的端部，连接件50用于连接热交换件20和箱体10的边框11。热交换件20上设置有折边部22，折边部22支撑电池组30。冷却液管道70设于箱体10的边框11，冷却液管道70和热交换件20连通，冷却液管道70用于向热交换件20传输冷却液。

下面将对本公开实施例提供的电池装置的各部分进行详细说明：

箱体10包括底板12和边框11，边框11和底板12连接，形成容置空间，热交换件20和电池组30、隔离板40、连接件50及保温缓冲层60设于该容置空间。底板12用于对电池装置的底部进行防护，避免电池装置在使用时外界异物撞击或者摩擦电池装置内部的器件，并且底板12也用于对电池底部进行密封，避免外界的水汽、灰尘等杂质进入电池装置。

本公开实施例提供的底板12可以是底防护板，底防护板用于对电池装置的底部进行防护。此时，电池装置中的器件的重力可以不作用于底板12，电池组30和热交换件20等器件连接于边框11，通过边框11承载各器件。

当然在实际应用中，底板12也可以用于承载电池装置中至少部分器件。此时，底板12可以是实心的底板12，电池组30和热交换件20等结构可以通过粘接等方式连接于底板12，本公开实施例并不以此为限。

边框11可以包括端梁111和侧梁112，端梁111和侧梁112连接形成边框11。示例的，边框11可以是矩形或者近似矩形的边框11。此时，边框11可以包括两个相对设置的端梁111和两个相对设置的侧梁112，侧梁112和端梁111垂直设置，并且每个端梁111的两端分别和一侧梁112连接。比如，端梁111和侧梁112可以通过焊接或者螺栓连接的方式连接。端梁111和侧梁112的底部可以和底板12连接。

在电池装置中可以设置有多个热交换件20，多个热交换件20依次排布，多个热交换件20的排布方向沿侧梁112的长度方向。相邻的热交换件20之间设置有电池组30，电池组30中设置有多个电池，多个电池堆叠设置，多个电池的堆叠方向沿端梁111的长度方向。也即是电池的堆叠方向和热交换件20的排布方向垂直。

隔离板40设于端梁111和热交换件20之间，隔离板40用于隔离热交换件20和端梁111之间，从减少热交换件20和端梁111之间的热交换，提升热交换件20对电池组30的散热能力，并且避免了由于端梁111的影响而导致的电池装置内部温度不均匀的问题。

隔离板40上设置有避让部，以至少在隔离板40朝向热交换件20的一面上形成凹陷。该凹陷部能够在端梁111和热交换件20之间形成空气间隙，一方面能够减少端梁111和热交换件20交换热量，另一方面能够减轻电池装置的重量。

端梁111和隔离板40之间设置有胶层；和/或，电池组30和隔离板40之间设置有胶层。也即是端梁111和隔离板40通过胶连接的方式连接，热交换件20和隔离板40通过胶连接的方式连接。

通过连接胶连接隔离板40和端梁111及热交换件20时，连接胶隔离板40的挤压下会发生流动，从而导致连接胶溢出。在本公开实施例中，隔离板40上设置有避让部41，胶层至少部分位于避让部41。也即是避让部41可以用于容纳溢出的连接胶，从而避免连接胶污染电池装置中的其他器件。

在本公开实施例中，为了减少热交换件20和端梁111的热量交换，隔离板40可以采用隔热材料制成，比如，隔离板40的材料可以是玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐、气凝胶毡或者真空板等。

电池装置中的多个热交换件20中位于端部的热交换件为端热交换件，隔离板40位于端梁111和端热交换件之间。其中，Ry2＝Ra+Rb+Rc’+Rd，

Ry2为和端热交换件连接的电池组30的传热路径上的热阻，Rc’为端热交换件在第二方向上的热阻，Re为端热交换件20在第三方向上的热阻，Rf为隔离板40在第二方向的热阻，Rg为端梁111在第二方向上的热阻。

在本公开一可行的实施方式中，保温板62可以布满电池组30的底部，此时，中间层600可以包括保温板62和连接胶层63，连接胶层63设于电池组30和保温板62之间。保温板62在第一方向的热阻为R4，连接胶层63在所述第一方向的热阻为R5，R2＝R4+R5。

在本公开另一可行的实施方式中，如图3所示，热交换件20包括热交换件主体21和折边部22，热交换件主体21设于电池组30的侧部，折边部22设于热交换件主体21，并且折边部22向热交换件主体21靠近电池组30的一侧延伸，折边部22用于支撑电池组30。也即是折边部22位于电池组30的底部，保温板62位于电池组30底部，并且保温板62和折边部22不交叠。

热交换件主体21中设置有冷却通道211，冷却通道211用于传输冷却液。比如，在热交换件20中可以设置有多个相互平行的冷却通道211。冷却通道211可以具有进液口和出液口，进液口和出液口可以设于热交换件20的端部。进液口和出液口可以设于热交换件20的同一端，或者进液口和出液口可以分别设于热交换件20的两端。

折边部22设于热交换件主体21底部的边缘，折边部22向热交换件主体21靠近电池的一侧延伸。折边部22可以和热交换件主体21朝向电池的面垂直设置。电池组30放置于折边部22，在电池组30的两侧均设置有热交换件20，电池组30两侧的热交换件20均具有向电池组30延伸的折边部22，通过电池组30两侧的折边部22实现对电池组30的支撑。

本公开实施例提供的电池装置中包括多个热交换件20，多个热交换件20依次排布形成热交换件串，电池组30中包括多个电池，多个电池的排布方向和热交换件20平行，使得电池组30中的每个电池均和热交换件20接触，保证了热交换件20能够对每块电池散热，提升了电池组30中温度的均匀性。为了提升热交换件20和电池之间的热量交换效率，在电池组30和热交换件20之间可以设置有导热胶层。

如图4所示，保温缓冲层60设于热交换件20和箱体10的底板12之间，保温缓冲层60具有缓冲区和保温区，缓冲区和热交换件20相对，缓冲区中设置有支撑板61，支撑板61用于缓冲底板12对热交换件20及电池组30冲击。保温区和缓冲区不具有交叠区域，保温区和电池组30相对，保温区设置有保温板62，保温板62用于对电池组30进行保温。

折边部22在保温缓冲层60上的正投影覆盖缓冲区，并且折边部22在保温缓冲层60上的正投影和保温区不具有交叠区域。也即是支撑板61的面积小于等于折边部22的面积，保温板62和折边部22不具有重合的区域。

支撑板61连接于折边部22的底面，比如，支撑板61可以粘接于折边部22的底面。在电池装置使用过程中，比如电池装置应用于电动车辆中时，使用过程中由于振动或者冲击等，底板12会发生运动，从而使得底板12可能会对电池组30产生撞击，通过在热交换件20朝向底板12的一侧设置支撑板61能够缓解底板12对电池组30的冲击，提升电池装置的安全性。

保温板62连接于电池组30的底面，比如，保温板62粘接于电池组30的底面。通过保温板62减少了电池组30底部和底板12及外界的热量交换，能够提升电池装置内部的温度的均匀性。

当热交换件20的两侧具有折边部22时，每个折边部22的底面对应设置有一支撑板61，同一热交换件20对应的两个支撑板61可以是一体式结构。当然在实际应用中，同一热交换件20对应的两个支撑板61也可以是分体式结构，本公开实施例并不以此为限。

在本公开实施例中，保温板62和支撑板61为分体式结构。支撑板61的底面可以低于保温板62的底面，如此保证了底板12在变形或者运动时首先接触到支撑板61，通过支撑板61化解底板12的冲击，并且保温板62和支撑板61为分体式结构能够避免底板12的冲击通过支撑板61和保温板62传递至电池组30，提升电池装置的安全性。

在本公开实施例中保温板和分隔板的材料可以是保温棉，保温棉的传热系数≤0.1W//(m·K)。可选的，保温棉的传热系数为0.01-0.1W//(m·K)。比如，保温棉的传热系数为0.01W//(m·K)、0.034W//(m·K)或者0.1W//(m·K)等。

折边部22的长度为a，支撑板61的长度为c，折边部22的长度为折边部22远离热交换件主体21的一端到热交换件主体21的距离，支撑板61的长度为支撑板61远离热交换件主体21的一端到热交换件主体21的距离；其中，0.5a≤c≤a，比如，c＝0.5a、c＝0.6a、c＝0.7a、c＝0.8a或者c＝a等。

折边部22的长度为a，电池组30中的电池的长度为b，折边部22的长度为为折边部22远离热交换件主体21的一端到热交换件主体21的距离，电池的长度为电池中和热交换件主体21平行的两个面之间的距离；其中，a≤0.5b。进一步的，(1/6)b≤a≤0.25b，比如，a＝0.2b、a＝0.21b、a＝0.22b或者a＝0.25b等。

通过折边部22的长度和电池的长度的关系设为(1/6)b≤a≤0.25b，能够保证折边部22对电池的支撑，同时也在电池的底部预留出足够的空间设置保温板62，有利于提升电池组30底部的保温性能。

电池组30的两侧均设置有热交换件20，示例的，如图7所示，电池组30两侧分别设置有第一热交换件210和第二热交换件230。当第一热交换件210和第二热交换件230为热交换件串中非端部的热交换件20时，第一热交换件210和第二热交换件230均设置有折边部。第一热交换件210上具有支撑所述电池组的第一折边部220，第一折边部220底部设有第一支撑板611，第二热交换件230上设置有支撑电池组30的第二折边部240，第二折边部240底部设置有第二支撑板612，在第一折边部220和所述第二折边部240之间设置有所述保温板62；其中，

R6为第一折边部220在第一方向的热阻，R7为第一支撑板611在第一方向的热阻，R6’为第二折边部240在第一方向的热阻，R7’为第二支撑板612在第一方向的热阻。

可以理解的是，热交换件30也可以是热交换件串中位于端部的热交换件，位于端部的热交换件上不设置折边部22。比如，如图8所示，电池组的两侧分别设置有第一热交换件210和第二热交换件230，第一热交换件210上具有支撑电池组30的第一折边部220，第一折边部220底部设有第一支撑板611，第二热交换件230上不设置折边部，在第一折边部220和第二热交换件230之间设置有保温板62；其中，

R6为第一折边部220在第一方向的热阻，R7为第一支撑板611在第一方向的热阻。

在本公开实施例中热交换件的传热系数≥100W/(m·K)，可选的，热交换件的传热系数为100W/(m·K)-300W/(m·K)。比如，热交换件的传热系数为100W/(m·K)、193W/(m·K)、251W/(m·K)或者300W/(m·K)等。

连接件50分别连接边框11和热交换件20，以将热交换件20固定于边框11。热交换件20的两端均设置有连接件50，连接件50将热交换件20固定于边框11。电池组30通过热交换件20上的折边部22进行支撑，热交换件20固定于边框11，因此电池组30和热交换件20的重量通过边框11承载。

本公开实施例提供的电池装置，在第一方向上，通过将电池组30到底板12的热阻设置为大于等于电池组30的热阻的100倍，能够有效的隔绝电池组30底部和外界环境的热量交换，提升了电池装置内部温度的均匀性，电池组30到底板12的热阻大于等于在第二方向上电池组30到热交换件20的热阻的30倍，保证了电池组30能够向热交换件传输较大的热量，保证散热效率。

本公开实施例提供的装置可以应用于电动车辆，当电池用于电动车辆时，电池装置可以是电池包，电池包安装于电动车辆上，向电动车辆提供能源。

在实际应用中，电池包可以安装于电动车辆的车架。电池包可以和车架固定连接。或者电池包可以是模块化电池包，模块化电池包能够可拆卸的连接于车辆主体，便于更换。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，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 (10)

1.一种电池装置，其特征在于，所述电池装置包括：

箱体，所述箱体具有底板；

电池组，所述电池组设置所述箱体内；

热交换件，所述热交换件设于所述箱体内，并且所述热交换件设于所述电池组的侧部，所述热交换件和所述电池组之间设置有导热胶层；

中间层，所述中间层设于所述电池组和所述底板之间；

其中，Rz＝R1+R2+R3，Rz为第一方向上所述电池组到所述底板的热阻，R1为所述电池组在第一方向的热阻，R2为所述中间层在第一方向的热阻，R3为所述底板在第一方向的热阻，所述第一方向为垂直于所述底板的方向，Rz≥100R1；

Ry＝Ra+Rb+Rc/2，Ry为第二方向上所述电池组到所述热交换件的热阻，Ra为所述电池组在第二方向的热阻，Rb为所述导热胶层在第二方向的热阻，Rc为热交换件在第二方向的热阻，所述第二方向为垂直于所述热交换件的方向，Rz≥30Ry。

2.如权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述中间层包括：

保温板，所述保温板设于所述底板和所述电池组之间，所述保温板在所述第一方向的热阻为R4；

连接胶层，所述连接胶层设于所述保温板和所述电池组之间，用于连接所述保温板和所述电池组，所述连接胶层在所述第一方向的热阻为R5；

其中，R2＝R4+R5。

3.如权利要求2所述的电池装置，其特征在于，所述热交换件包括：

热交换件主体；

折边部，所述折边部设于所述热交换件主体，并且所述折边部向所述折边部靠近所述电池组的一侧延伸，所述折边部用于支撑所述电池组。

4.如权利要求3所述的电池装置，其特征在于，所述电池装置包括多个所述热交换件，多个所述热交换件依次排布，相邻的所述热交换件之间设置有所述电池组。

5.如权利要求4所述的电池装置，其特征在于，所述电池装置还包括：

支撑板，所述支撑板设于所述折边部和所述底板之间。

6.如权利要求5所述的电池装置，其特征在于，所述电池组的两侧分别设置有第一热交换件和第二热交换件，第一热交换件上具有支撑所述电池组的第一折边部，所述第一折边部的底部设有第一支撑板，所述第二热交换件上设置有支撑所述电池组的第二折边部，所述第二折边部的底部设置有第二支撑板，所述第一折边部和所述第二折边部之间设置有所述保温板；

其中，

R6为第一折边部在第一方向的热阻，R7为第一支撑板在第一方向的热阻，R6’为第二折边部在第一方向的热阻，R7’为第二支撑板在第一方向的热阻。

7.如权利要求5所述的电池装置，其特征在于，所述电池组的两侧分别设置有第一热交换件和第二热交换件，第一热交换件上具有支撑所述电池组的第一折边部，所述第一折边部底部设有第一支撑板，所述第二热交换件上不设置折边部，在所述第一折边部和所述第二热交换件之间设置有所述保温板；

其中，

R6为第一折边部在第一方向的热阻，R7为第一支撑板在第一方向的热阻。

8.如权利要求5所述的电池装置，其特征在于，多个热交换件中位于端部的热交换件为端热交换件，所述电池装置还包括：

分隔板，所述分隔板设于所述端热交换件远离所述电池的一侧；

端梁，所述端梁设于所述分隔板远离所述热交换件的一侧；

其中，Ry2＝Ra+Rb+Rc’+Rd，

Ry2为和端热交换件连接的电池组的传热路径上的热阻，Rc’为所述端热交换件在第二方向上的热阻，Re为所述端热交换件在第三方向上的热阻，Rf为分隔板在第二方向的热阻，Rg为端梁在第二方向上的热阻。

9.如权利要求8所述的电池装置，其特征在于，所述支撑板的传热系数≤0.1W/(m·K)，和/或所述保温板的传热系数≤0.1W/(m·K)。

10.如权利要求1-9任一所述的电池装置，其特征在于，所述热交换件的传热系数≥100W/(m·K)。

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