CN218498175U

CN218498175U - 电池模组及电池包

Info

Publication number: CN218498175U
Application number: CN202222715260.XU
Authority: CN
Inventors: 陆其峰; 房伟嘉; 常红磊
Original assignee: Sunwoda Electric Vehicle Battery Co Ltd
Current assignee: Xinwangda Power Technology Co ltd
Priority date: 2022-10-11
Filing date: 2022-10-11
Publication date: 2023-02-17
Anticipated expiration: 2032-10-11

Abstract

本申请实施例公开了一种电池模组及电池包，所述电池模组包括电芯和冷却件，所述电芯具有相对设置的两个端面以及连接两个所述端面的多个侧面，所述多个侧面包括长侧面，所述冷却件包括冷却板，所述冷却板包括多段弯折段，所述多段弯折段依次连接并环绕设置形成用于容纳所述电芯的冷却通道；所述电芯设置在所述冷却通道中且每个所述电芯的至少一个长侧面与至少一所述弯折段相贴合，能很好的增加电芯与冷却板的接触面积，提高散热效率；同时能很好的提高电芯和冷却件布置的紧凑性，缩小电池模组的体积。

Description

电池模组及电池包

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体涉及一种电池模组及电池包。

背景技术

电池模组包括多个电芯，电芯以同个方向并列平行组合放置，电池模组在充放电的过程中，电芯不可避免的会产生热量，在电池模组中，通常设置液冷板以提高电池模组的散热效率，现有电池模组中，液冷板通常铺设于多个电芯的底面，由于电芯并列平行组合放置的排布方式，导致相邻两电芯之间间隙小，热量累积大，而电芯仅有底面与液冷板接触，接触面积只有很小的一部分，导致电池模组散热效率低下，影响电池模组的安全使用。

实用新型内容

本申请实施例提供一种电池模组及电池包，可以解决现有电池模组中电芯与液冷板接触面小导致电池模组散热效率差的问题。

本申请实施例提供一种电池模组，所述电池模组包括电芯和冷却件，所述电芯具有相对设置的两个端面以及连接两个所述端面的多个侧面，所述多个侧面包括长侧面，所述冷却件包括冷却板，所述冷却板包括多段弯折段，所述多段弯折段依次连接并环绕设置形成用于容纳所述电芯的冷却通道；所述电芯设置在所述冷却通道中且每个所述电芯的至少一个长侧面与至少一所述弯折段相贴合通道；其中，每个所述电芯的至少一个长侧面能够与至少一所述弯折段相贴合。

可选的，所述冷却件具有相互正交的第一方向和第二方向，所述冷却件具有至少一个圈层；每个所述圈层具有沿所述第一方向延伸的长度L_i；则有：L_i＝nL+iD，L＝2D；其中，n为所述多个圈层中位于最内圈的圈层中沿所述第一方向布置的所述电芯的数量，n≥1；每个所述电芯具有相对设置的两所述长侧面，D为两所述长侧面之间的间距；L为所述电芯沿所述第一方向布置时所述电芯在所述第一方向上的长度，i为圈层所在的层数，i≥0。

可选的，所述冷却板的数量为至少两个，至少两个冷却板依次排列设置，一所述冷却板嵌设于与其相邻的另一所述冷却板所形成的所述冷却通道中，以限定出并行排布的至少两个所述冷却通道。

可选的，每个所述冷却板一体成型；或者多段弯折段分体设置，所述多段弯折段拼接形成所述冷却板。

可选的，每个所述冷却板内部设有冷却介质流道，所述冷却板包括位于内圈的起始端和远离所述起始端的末端，所述冷却板具有分别与所述冷却介质流道连通的介质进口和介质出口；所述介质进口设置于所述起始端，所述介质出口设置于所述末端；或者，所述介质进口设置于所述末端，所述介质出口设置于所述起始端。

可选的，至少两个所述冷却通道包括第一冷却通道和第二冷却通道，所述第一冷却通道和所述第二冷却通道分别具有位于内圈的第一端口和远离所述第一端口的第二端口；其中，所述第一冷却通道和所述第二冷却通道的第一端口的朝向相同，第二端口的朝向相同；或者，所述第一冷却通道和所述第二冷却通道的第一端口的朝向相反，第二端口的朝向相同。

可选的，所述多段弯折段依次连接，相连的两所述弯折段的连接处设置有倒角。

可选的，每个所述冷却通道的宽度为W；则有：W＝u*D，u为沿所述宽度W堆叠的所述电芯的数量，u≥1。

可选的，所述弯折段与所述电芯的长侧面之间设置有导热胶层。

同时，本申请实施例还提供一种电池包，包括如前所述的电池模组。

本申请的有益效果在于，提供电池模组及具有该电池模组的电池包，所述电池模组包括电芯和冷却件，所述电芯具有相对设置的两个端面以及连接两个所述端面的多个侧面，所述多个侧面包括长侧面，所述冷却件包括冷却板，所述冷却板包括多段弯折段，所述多段弯折段依次连接并环绕设置形成用于容纳所述电芯的冷却通道；所述电芯设置在所述冷却通道中且每个所述电芯的至少一个长侧面与至少一所述弯折段相贴合通道；其中，每个所述电芯的至少一个长侧面能够与至少一所述弯折段相贴合，能很好的增加电芯与冷却板的接触面积，提高散热效率；同时能很好的提高电芯和冷却件布置的紧凑性，缩小电池模组的体积。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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是本申请一实施例提供的冷却件的结构示意图；

图2是本申请一实施例提供的冷却件的第一种结构示意图；

图3是本申请一实施例提供的冷却件的第二种结构示意图；

图4是本申请一实施例提供的冷却件与电芯组装的第一种实现方式的结构示意图；

图5是本申请一实施例提供的冷却件与电芯组装的第二种实现方式的结构示意图；

图6是本申请另一实施例提供的冷却件的第一种结构示意图；

图7是本申请另一实施例提供的冷却件的第二种结构示意图；

图8是本申请实施例提供的冷却件与电芯以及导热胶层的组装结构示意图；

图9是电芯的结构示意图；

图10是本申请实施例提供的电池模组的结构示意图；

图11是本申请实施例提供的电池包的结构示意图。

附图标记说明：

10、冷却件，110、冷却板，1101、弯折段，110a、起始端，110b、末端，110c、第一冷却板，110d、第二冷却板，120、冷却通道，120a、第一冷却通道，120b、第二冷却通道，121、第一端口，122、第二端口；

20、电芯，201、长侧面，202、短侧面，203、上端面，204、下端面；

30、导热胶层；

1、电池模组，11、箱体；

2、电池包；

X、第一方向，Y、第二方向。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，并不用于限制本申请。在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下，具体为附图中的图面方向；而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“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所述特征。

本申请实施例提供一种电池模组及具有该电池模组的电池包，所述电池模组包括电芯和冷却件，所述电芯具有相对设置的两个端面以及连接两个所述端面的多个侧面，所述多个侧面包括长侧面，所述冷却件包括冷却板，所述冷却板包括多段弯折段，所述多段弯折段依次连接并环绕设置形成用于容纳所述电芯的冷却通道；所述电芯设置在所述冷却通道中且每个所述电芯的至少一个长侧面与至少一所述弯折段相贴合通道；其中，每个所述电芯的至少一个长侧面能够与至少一所述弯折段相贴合，能很好的增加电芯与冷却板的接触面积，提高散热效率；同时能很好的提高电芯和冷却件布置的紧凑性，缩小电池模组的体积。作为典型应用，包括所述电池模组的电池包可用于向电动汽车等用电设备供电。

本申请一实施例中，参照图1～图3，提供一种冷却件10，所述冷却件10包括：冷却板110，冷却板110内设置有供冷却介质流通的流道，冷却板110包括多段弯折段1101，参照图1，所述多段弯折段1101依次连接并环绕设置形成一圈结构，具体地，冷却板110具有在其长度方向上的相对两端，以冷却板110的一端为起始端110a、另一端为末端110b。冷却板110围绕该起始端110a环绕并逐渐远离所述起始端110a，形成一圈结构的冷却件10。起始端110a和末端110b为自由端，作为冷却介质的入口或者出口，其不与任何其他弯折段1101接触，使得冷却件10形成非封闭式冷却结构。

参照图2和图3，冷却板110围绕其起始端110a环绕并逐渐远离所述起始端110a形成三圈结构的冷却件10。

其中，环绕设置的多段弯折段1101之间具有间隙，以形成冷却通道120，具体地，比如形成一圈结构时，多段弯折段1101围合形成的区域限定出冷却通道120。当为三圈结构的冷却件10时，相邻的两圈结构之间具有的间隙形成冷却通道120。参照图4，将冷却件10与电芯20进行组装时，将多个电芯20沿冷却通道120的走向方向依次填装于冷却通道120中。

参照图8，电芯20具有相对设置的上端面203和下端面204，电芯20还具有连接上端面203和下端面204的多个侧面，该多个侧面包括相对设置的两长侧面201和相对设置的两短侧面202，当电芯20填充于冷却通道120中，电芯20的至少一侧面与冷却通道120中的至少一弯折段1101相贴合，增加电芯20与冷却板110之间的接触面积，配合设置于冷却板110内的冷却介质，通过冷却介质对电芯20进行换热，则可有效提升电芯20的散热效率，提升电芯20的循环使用寿命。其中，电芯20在其他实现方式中可以使单体电池。

另外，冷却件10具有相互正交的第一方向X和第二方向Y，参照图2，图2所示的冷却件10包括围绕起始端110a形成的三圈结构，每一圈具有沿第二方向相对设置的两个圈层，共计六个圈层，即第一圈层～第六圈层，每个圈层具有沿第一方向X延伸的长度L_i，i为圈层所在的层数，L1表示第一圈层沿第一方向X延伸的长度，L2表示第二圈层沿第一方向X延伸的长度，依次类推，即L1、L2、L3、L4、L5、L6，而且L1＜L2＜L3＜L4＜L5＜L6。参照图8，电芯20的两长侧面201之间的间距为D，电芯20的两短侧面202之间的间距为L，在本实施例中，定义L＝2D，则有：L_i＝nL+iD，n为多个圈层中位于最内圈的圈层中沿第一方向X布置的电芯20的数量，也就是说，n为第一圈层中沿第一方向X布置的电芯20的数量，具体地，参照图4，本实施例中第一圈层中沿第一方向X布置的电芯20的数量为一个，则n＝1，在其他实现方式中，第一圈层中沿第一方向X布置的电芯20的数量可以为多个，例如两个、三个等，则根据实际情况确定n的取值。

其中，L_i＝nL+iD的前提条件是沿冷却通道120的走向方向依次排布的多个电芯20之间紧密贴合，即相邻两电芯20的邻近短侧面202之间紧密贴合，结合图2和图4，则有：

第一圈层在第一方向X上的长度L1＝L+D，即一个第一方向X布置的电芯20加一个沿第二方向Y布置的电芯20；

第二圈层在第一方向X上的长度L2＝L+2D，即一个第一方向X布置的电芯20加两个沿第二方向Y布置的电芯20；

第三圈层在第一方向X上的长度L3＝L+3D，可进一步拆解为L3＝L+2D+D，由于L＝2D，则可推导出L3＝2L+D，即两个第一方向X布置的电芯20加一个沿第二方向Y布置的电芯20，与图4所示的L3的长度相匹配；

第四圈层在第一方向X上的长度L4＝L+4D，可进一步拆解为L4＝L+2D+2D，由于L＝2D，则可推导出L3＝2L+2D，即两个第一方向X布置的电芯20加两个沿第二方向Y布置的电芯20，与图4所示的L4的长度相匹配；

依次类推，第六圈层在第一方向X上的长度L6＝L+6D，可进一步拆解为L6＝L+2D+2D+2D，由于L＝2D，则可推导出L3＝3L+2D，即三个第一方向X布置的电芯20加两个个沿第二方向Y布置的电芯20，此推导是在存在第七圈层的情况下进行的第六圈层长度L6的推导，图4所示的冷却件10并不存在第七圈层，冷却通道120在第六圈层处设置开口，故而看上去与图4不匹配。

作为一种变形，冷却件10围合形成的液冷结构的圈数还可以是其它数值，比如两圈或者多于三圈。本申请实施例中的一圈数量和三圈数量只是作为举例说明，不作为限定。可以理解，当液冷结构的圈数是其它数值时，任意相邻的两圈结构之间具有间隙以形成冷却通道120。

在其他实现方式中，例如如图4所示，沿冷却通道120的走向方向依次排布的多个电芯20之间存在间隙，即相邻两电芯20的邻近短侧面202之间存在间隙，或者在冷却通道120的拐角处的两个电芯20之间存在间隙，则可限定该间隙在第一方向X上延伸的长度为固定值S，由于每个电芯20的L和D是固定值，而且S也是固定值，则可将该固定值与前述公式L_i＝nL+iD进行整合，得出每个圈层在第一方向X上的长度。

此外，参照图5，本实施例中还可存在i＝0的情况，即第零圈层，L0＜L1＜L2＜L3＜L4＜L5，当i＝0时，L0＝L，即一个沿第一方向X布置的电芯20填满第零圈层，此时该电芯20的两个长侧面201和两个短侧面202均与弯折段1101相贴合，电芯20的散热面积达到最大值，使得电芯20充分散热，提升电芯20的循环使用寿命。

另外，参照图2，冷却件10由冷却板110一体成型，冷却件10一体成型的结构设计，可简化加工工艺，提升生产效率。或者，参照图3，多段弯折段1101分体设置，多段弯折段1101依次连接、拼接形成冷却板110，也就是说，每段弯折段1101为一板体，多块冷却板110依次连接形成冷却件10，每块冷却板110内设置冷却介质流道，多块冷却板110内的冷却介质流道依次连通，冷却件10的分体式结构设计，无需借助复杂设备进行整体弯折，只需将多段冷却板110拼接即可，降低生产成本。

冷却板110内部设有冷却介质流道，冷却板110包括位于内圈的起始端110a和远离起始端的末端110b，冷却板110具有分别与冷却介质流道连通的介质进口111和介质出口112，在一种实现方式中，参照图2，介质进口111设置于起始端110a的端面，介质出口112设置于末端110b的端面，在其他实现方式中，介质进口111设置于末端110b的端面，介质出口112设置于起始端110a的端面。

其中，冷却介质为液体，例如水或者包括化学液冷剂的液体介质，形成对电芯20的液冷换热、散热，冷却介质也可选用气体。在本实施例中，电芯20为方形电芯(或者说方形锂电池)，冷却板110经多次弯折形成的冷却通道120的形状为螺旋矩阵结构(或者说回型结构)，从而增大电芯20的长侧面201与弯折段1101的接触面积。在其他实现方式中，电芯20为柱形电芯(或者说柱形锂电池)，则冷却通道120的形状则为与柱形电芯相适配的螺旋形，具体可根据实际使用需求进行选择。

此外，在本实施例中，参照图4，每个电芯20的两长侧面201分别与弯折段1101相贴合，参照图8，弯折段1101与电芯20的长侧面201之间设置有导热胶层30，导热胶层可由导热结构胶涂敷形成，导热胶层30可对电芯20产生的热量进行传导，将热量传导至冷却板110内冷却介质流道内，已进行换热，进一步提升电芯20的散热效率，提升电芯20的循环使用寿命。

另外，参照图2，本实施例中冷却板110经多次弯折后限定出的冷却通道120的形状为螺旋矩阵型(或者说回形结构)，相连的两弯折段1101的连接处设置有倒角，即在拐角处设置倒角结构，从而使得冷却板110内部的冷却介质流道在流经拐角处形成圆滑过渡，进而保证冷却介质在冷却介质流道内的顺畅流通，保证散热冷却效果。

此外，参照图2和图8，定义冷却通道120的宽度为W，则有W＝u*D，u为沿宽度W堆叠的电芯20的数量，u≥1，当u＝1时，表示沿冷却通道120的宽度设置一个电芯20，此时电芯20的两个长侧面201均与弯折段1101相贴合，电芯20的两个长侧面201均与冷却板110相贴合，充分保证每个电芯20的散热效果；当u＝2时，表示沿冷却通道120的宽度W堆叠两个电芯20，此时每个电芯20仅有一个长侧面201与冷却板110相贴合，如此会影响单个电芯20的散热效率，但可增加容量，可根据具体使用情况进行选择。

在本申请另一实施例中，以冷却件10由冷却板110一体成型为例，冷却板110的数量为两个，包括第一冷却板110c和第二冷却板110d，第一冷却板110c和第二冷却板110d嵌套设置，所谓嵌套，即参照图6和图7，第一冷却板110c经多次弯折形成冷却通道120，第二冷却板110d嵌设于第一冷却板110c形成的冷却通道120中，以限定出并行排布的两个冷却通道，或者说，第二冷却板110d嵌设于第一冷却板110c形成的冷却通道120中，以在冷却通道120中限定出两个并行排布的第一冷却通道120a和第二冷却通道120b，如此设计，可在一个冷却件10中填充数量更多的电芯20，使得具有该冷却件10的电池模组获得更大的容量，提升电池模组的续航能力。

作为一种变形实施例，冷却板110的数量多于两个，多个冷却板110嵌套设置，如此，可以以减少单块冷却板弯折段的数量以获得较多的液冷通道。

具体地，第一冷却通道120a和第二冷却通道120b分别具有第一端口121和第二端口122，在一种实现方式中，参照图6，第一冷却通道120a和第二冷却通道120b的第一端口121的朝向相同，第二端口122的朝向相同，在另一种实现方式中，参照图7，第一冷却通道120a和第二冷却通道120b的第一端口121的朝向相反，第二端口122的朝向相同，具体可根据实际使用需求进行选择。

同时，参照图10，本申请实施例还提供一种电池模组1，所述电池模组1包括如前所述的冷却件10、电芯20和箱体11，冷却件10设置于箱体11中，所述电芯20设置在所述冷却通道120中且每个所述电芯20的至少一个长侧面201与至少一所述弯折段1101相贴合。电池模组1在使用过程中，通过冷却介质进口向冷却板110内的冷却介质流道输送冷却介质，对冷却件10中的电芯20进行换热、散热，冷却介质流道内的冷却介质由冷却介质出口排出冷却介质流道，并可在冷却介质接口和冷却介质出口间形成循环，提升使用效率。

同时，参照图11，本申请实施例还提供一种电池包2，所述电池包2包括箱体11和如前所述的电池模组1，电池模组1设置在箱体11中。

以上对本申请实施例所提供的一种冷却件、电池模组及电池包进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims

1.一种电池模组，其特征在于，所述电池模组包括电芯(20)和冷却件(10)，所述电芯(20)具有相对设置的两个端面以及连接两个所述端面的多个侧面，所述多个侧面包括长侧面(201)，所述冷却件(10)包括冷却板(110)，所述冷却板(110)包括多段弯折段(1101)，所述多段弯折段(1101)依次连接并环绕设置形成用于容纳所述电芯(20)的冷却通道(120)；

所述电芯(20)设置在所述冷却通道(120)中且每个所述电芯(20)的至少一个长侧面(201)与至少一所述弯折段(1101)相贴合。

2.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述冷却件(10)具有相互正交的第一方向(X)和第二方向(Y)，所述冷却件(10)具有至少一个圈层；

每个所述圈层具有沿所述第一方向(X)延伸的长度L_i；

则有：L_i＝nL+iD，L＝2D；

其中，n为所述多个圈层中位于最内圈的圈层中沿所述第一方向(X)布置的所述电芯(20)的数量，n≥1；每个所述电芯(20)具有相对设置的两所述长侧面(201)，D为两所述长侧面(201)之间的间距；L为所述电芯(20)沿所述第一方向(X)布置时所述电芯(20)在所述第一方向(X)上的长度，i为圈层所在的层数，i≥0。

3.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述冷却板(110)的数量为至少两个，至少两个冷却板依次排列设置，一所述冷却板(110)嵌设于与其相邻的另一所述冷却板(110)所形成的所述冷却通道(120)中，以限定出并行排布的至少两个所述冷却通道(120)。

4.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，每个所述冷却板(110)一体成型；或者多段弯折段(1101)分体设置，所述多段弯折段(1101)拼接形成所述冷却板(110)。

5.如权利要求4所述的电池模组，其特征在于，每个所述冷却板(110)内部设有冷却介质流道，所述冷却板(110)包括位于内圈的起始端(110a)和远离所述起始端(110a)的末端(110b)，所述冷却板(110)具有分别与所述冷却介质流道连通的介质进口和介质出口；

所述介质进口设置于所述起始端(110a)，所述介质出口设置于所述末端(110b)；

或者，所述介质进口设置于所述末端(110b)，所述介质出口设置于所述起始端(110a)。

6.如权利要求3所述的电池模组，其特征在于，至少两个所述冷却通道(120)包括第一冷却通道(120a)和第二冷却通道(120b)，所述第一冷却通道(120a)和所述第二冷却通道(120b)分别具有位于内圈的第一端口(121)和远离所述第一端口(121)的第二端口(122)；

其中，所述第一冷却通道(120a)和所述第二冷却通道(120b)的第一端口(121)的朝向相同，第二端口(122)的朝向相同；

或者，所述第一冷却通道(120a)和所述第二冷却通道(120b)的第一端口(121)的朝向相反，第二端口(122)的朝向相同。

7.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述多段弯折段(1101)依次连接，相连的两所述弯折段(1101)的连接处设置有倒角。

8.如权利要求2所述的电池模组，其特征在于，每个所述冷却通道(120)的宽度为W；

则有：W＝u*D，u为沿所述宽度W堆叠的所述电芯(20)的数量，u≥1。

9.如权利要求1-8中任一项所述的电池模组，其特征在于，所述弯折段(1101)与所述电芯(20)的长侧面(201)之间设置有导热胶层(30)。

10.一种电池包，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池模组。