CN218632224U - 电芯保温装置、动力电池包、车身结构和车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种电芯保温装置、动力电池包、车身结构和车辆，所述电芯保温装置包括上壳体(10)、下托盘、保温毯(30)和保温层(40)，所述上壳体(10)安装于所述下托盘并且与所述下托盘共同形成有容纳空间，所述保温毯(30)固设于所述上壳体(10)的外表面，所述保温层(40)固设于所述下托盘的外表面。通过上述技术方案，本公开提供的电芯保温装置能够有效提升对电芯的保温效果。

Description

电芯保温装置、动力电池包、车身结构和车辆

技术领域

本公开涉及动力电池技术领域，具体地，涉及一种电芯保温装置、动力电池包、车身结构和车辆。

背景技术

对于电动车辆而言，电池容量在低温下衰减比较严重，影响车辆的续航里程，电池保温技术是提升电池低温性能的技术手段之一，越来越被业界重视。

在相关技术中，通过减小电池模组端板和模组安装板的接触面积，以降低电池模组端板与模组安装板之间的传热速度，减少电池热量散失，达到保温的目的。然而，通过这种方式，对电池的保温效果并不理想，并且不适用于电芯与电池外壳直接接触的电池模组。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种电芯保温装置，该电芯保温装置能够有效提升对电芯的保温效果。

为了实现上述目的，本公开提供一种电芯保温装置，所述电芯保温装置包括上壳体、下托盘、保温毯和保温层，所述上壳体安装于所述下托盘并且与所述下托盘共同形成有容纳空间，所述保温毯固设于所述上壳体的外表面，所述保温层固设于所述下托盘的外表面。

可选地，所述保温毯的导热系数小于等于0.1W/m.K，并且，所述保温毯的厚度大于等于10mm。

可选地，所述保温毯粘接于所述上壳体的外表面，并且覆盖所述上壳体的全部外表面。

可选地，所述下托盘包括底板、多个侧板以及多个边框，多个所述侧板围绕所述底板布置并且与所述底板相连，所述边框连接于所述侧板并与所述上壳体连接，所述底板的外表面、所述侧板的外表面以及所述边框的表面分别固设有所述保温层。

可选地，所述保温层的导热系数小于等于0.05W/m.K。

可选地，所述保温层形成有多个气孔，多个所述气孔相互分隔。

可选地，所述保温层通过发泡成型于所述底板的外表面、所述侧板的外表面和所述边框的表面，或者，所述第二保温层粘贴在所述底板的外表面、所述侧板的外表面和所述边框的表面。

可选地，所述保温层覆盖所述底板的全部外表面；并且，每个所述侧板被所述保温层所覆盖的面积占对应侧板的外表面面积的90％及以上，或者，多个所述侧板被所述保温层所覆盖的面积之和占多个所述侧板的外表面面积总和的90％及以上；并且，每个所述边框被所述保温层所覆盖的面积占对应边框的表面面积的90％及以上，或者，多个所述边框被所述保温层所覆盖的面积之和占多个所述边框的表面面积总和的90％及以上。

根据本公开的第二方面的目的，提供一种动力电池包，所述动力电池包包括电芯和上述电芯保温装置，所述电芯容纳并安装在所述电芯保温装置的容纳空间中。

可选地，所述电芯通过结构胶或导热胶或导热结构胶与所述上壳体和所述下托盘粘接。

根据本公开的第三方面的目的，提供一种车身结构，包括车身主体并具有由所述车身主体所形成的驾驶空间，所述车身结构还包括上述电芯保温装置，其中，所述上壳体固定连接在所述车身主体上或由所述车身主体形成，并用作车身地板，所述保温毯位于所述驾驶空间内。

根据本公开的第四方面的目的，提供一种车辆，所述车辆包括上述动力电池包或上述车身结构。

通过上述技术方案，本公开提供的电芯保温装置通过上壳体和下托盘共同形成有容纳空间，该容纳空间用于容纳并安装电芯，并通过在上壳体的外表面和下托盘的外表面分别固设有保温毯和保温层，利用保温毯和保温层能够减少电池热量从上壳体和下托盘散失，使得电池热量散失得以减少，有效地提升了对电芯的保温效果，有利于提升电动车辆的冬季续航里程和动力性以及电池系统冬季充电性能，并且由于保温毯和保温层分别设于上壳体和下托盘的外表面，能够减少占用上壳体和下托盘所形成的容纳空间，有助于增大电芯容量。此外，通过保温毯和保温层对电芯的保温，在需要对电芯进行加热时，外部热源(例如PTC加热器等)所提供的热量能够大量地被电芯所利用，而不会散失到外部环境中，这样，有利于降低外部热源的加热能耗并提高电池加热速率和加热效率；并且在需要对电芯进行冷却时，外部冷却部件(例如电池冷却器Chiller等)所提供的冷却液能够较大程度地用来冷却电芯，减小外部环境对冷却效果的影响，这样，有利于降低外部冷却部件的冷却能耗并提高电池冷却速率和冷却效率。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开实施例提供的电芯保温装置的结构示意图。

附图标记说明

10-上壳体；21-底板；22-侧板；23-边框；30-保温毯；40-保温层。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。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公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指相应部件处于使用状态时在重力方向上相对的“上、下”，在本公开提供的附图中，“上、下”分别对应于图1的图面中的上方位、下方位。另外，本公开所使用的方位词“内、外”是指是基于上壳体10和下壳体处于装配状态时进行定义的，认为朝向上壳体10和下壳体所形成的容纳空间的一侧为“内”，反之为“外”。此外，在下面的描述中，当涉及到附图时，除非另有解释，不同的附图中相同的附图标记表示相同或相似的要素。上述定义仅用于解释和说明本公开，不应当理解为对本公开的限制。

本公开提供一种电芯保温装置，电芯保温装置包括上壳体10、下托盘、保温毯30和保温层40，上壳体10安装于下托盘并且与下托盘共同形成有容纳空间，保温毯30固设于上壳体10的外表面，保温层40固设于下托盘的外表面。

通过上述技术方案，本公开提供的电芯保温装置通过上壳体10和下托盘共同形成有容纳空间，该容纳空间用于容纳并安装电芯，并通过在上壳体10的外表面和下托盘的外表面分别固设有保温毯30和保温层40，利用保温毯30和保温层40能够减少电池热量从上壳体10和下托盘散失，使得电池热量散失得以减少，有效地提升了对电芯的保温效果，有利于提升电动车辆的冬季续航里程和动力性以及电池系统冬季充电性能，并且由于保温毯30和保温层40分别设于上壳体10和下托盘的外表面，能够减少占用上壳体10和下托盘所形成的容纳空间，有助于增大电芯容量。此外，通过保温毯30和保温层40对电芯的保温，在需要对电芯进行加热时，外部热源(例如PTC加热器等)所提供的热量能够大量地被电芯所利用，而不会散失到外部环境中，这样，有利于降低外部热源的加热能耗并提高电池加热速率和加热效率；并且在需要对电芯进行冷却时，外部冷却部件(例如电池冷却器Chiller等)所提供的冷却液能够较大程度地用来冷却电芯，减小外部环境对冷却效果的影响，这样，有利于降低外部冷却部件的冷却能耗并提高电池冷却速率和冷却效率。

其中，为了减少经过上壳体10的热量耗散，保温毯30的选型需要满足：保温毯30的导热系数小于等于0.1W/m.K，并且，保温毯30的厚度大于等于10mm，这样，在满足上述两个条件的情况下，保温毯30能够发挥较好的隔热性能和保温性能，较大程度地减少热量从上壳体10耗散，并且较大程度地降低外部环境对电芯进行加热和冷却时的影响。其中，根据实际需求以及经济性考虑，保温毯30的导热系数可以为例如0.05W/m.K、0.06W/m.K、0.07W/m.K、0.08W/m.K、0.09W/m.K等，并且，保温毯30的厚度可以为例如10.5mm、11mm、11.5mm、12mm等，本公开对此不作具体限制。

在本公开提供的具体实施方式中，保温毯30可以以任意合适的方式固定于上壳体10的外表面，例如通过另外的卡接结构等，在此情况下，保温毯30上可以设置有卡扣，上壳体10上可以设置有与该卡扣相配合的配合部，通过卡扣与配合部的相互卡接实现保温毯30与上壳体10的固定，并使得保温毯30与上壳体10贴合。又例如，在另外的实施方式中，保温毯30可以粘接于上壳体10的外表面，并且覆盖上壳体10的全部外表面，由此以较大程度地隔绝上壳体10与外部环境之间的热交换，进而达到较好的保温效果和隔热效果。再例如，在其它的实施方式中，保温毯30可以通过另外的卡接机构与上壳体10卡接并通过胶粘剂与上壳体10粘接，由此，以增强保温毯30与上壳体10之间的装配可靠性。

在本公开提供的具体实施方式中，参考图1中所示，下托盘包括底板21、多个侧板22以及多个边框22，多个侧板22围绕底板21布置并且与底板21相连，边框23连接于侧板22，并且边框23可以例如通过紧固件(例如螺栓、螺钉等)或者通过焊接与上壳体10连接，底板21的外表面、侧板22的外表面以及边框23的表面分别固设有保温层40，由此能够减少热量从下托盘的底板21、侧板22和边框23的耗散。

其中，为了减少经过下托盘的热量耗散，保温层40需要满足：保温层40的导热系数小于等于0.05W/m.K，以保证保温层40能够发挥较好的隔热性能和保温性能，较大程度地减少热量从上壳体10耗散，并且较大程度地降低外部环境对电芯进行加热和冷却时的影响。其中，根据实际需求以及经济性考虑，保温层40的导热系数可以为例如0.01W/m.K、0.02W/m.K、0.03W/m.K、0.04W/m.K等，本公开对此不作具体限制。

在本公开提供的具体实施方式中，保温层40可以由聚氨酯(PU，全名为聚氨基甲酸酯)制成，例如硬质聚氨酯塑料等，也可以由泡棉材料制成，还可以由微孔发泡聚丙烯材料(MicrocellularPolypropylenefoam，简称MPP)制成，此外，保温层40还可以有其它低导热率的材料制成，本公开对此不作具体限制。其中，保温层40形成有多个气孔且多个气孔相互分隔，即气孔被完成的孔壁围住，多个气孔之间互不连通，也就是说，保温层40由闭孔材料制成，这样，保温层40能够具有较高的力学强度，绝热性和冲缓性能都较优，由此能够较大程度地隔绝下托盘与外部环境之间的热交换，进而达到较好的保温效果和隔热效果，并且也能够对下托盘起到较好的保护。

在本公开提供的具体实施方式中，保温层40可以通过发泡成型在底板21的外表面、侧板22的外表面和边框23的表面，还可以的是，保温层40可以粘贴在底板21的外表面、侧板22的外表面和边框23的表面，以实现保温层40与底板21、侧板22和边框23的装配，并且使得保温层40与底板21的外表面、侧板22的外表面以及边框23的表面相互贴合，起到较好的保温效果和隔热效果。

其中，为了达到较优的保温效果和隔热效果，保温层40覆盖底板21的全部外表面；并且，在侧板21上有装配需求而需要局部避让的情况下，每个侧板22被保温层40所覆盖的面积占对应侧板22的外表面面积的90％及以上，或者，多个侧板22被保温层40所覆盖的面积之和占多个侧板22的外表面面积总和的90％及以上；并且，在边框23上有装配需求而需要局部避让的情况下，每个边框23被保温层40所覆盖的面积占对应边框23的表面面积的90％及以上，或者，多个边框22被保温层40所覆盖的面积之和占多个边框23的表面面积总和的90％及以上，这样，以通过保温层40极大程度地降低热量从下托盘的耗散。

在此需要说明的是，由于边框23的一侧面与侧板22连接，因此边框23未与侧板22连接的表面均需要覆盖保温层30，以极大程度较少电芯散热的路径。此外，可以理解的是，每个侧板22可能具有不同的装配需求，因此，每个侧板22需要避让的面积可能不相等，因此需要满足多个侧板22被保温层30所覆盖的面积之和占多个侧板22的外表面面积总和的90％及以上，以极大程度地降低热量从侧板22的耗散。同样地，每个边框23可能具有不同的装配需求，因此，每个边框22需要避让的面积可能不相等，因此需要满足多个边框23被保温层30所覆盖的面积之和占多个边框23的表面面积总和的90％及以上，以极大程度地降低热量从侧板22的耗散。

根据本公开的第二方面的目的，提供一种动力电池包，动力电池包包括电芯和上述电芯保温装置，电芯容纳并安装在电芯保温装置的容纳空间中。其中，电芯可以通过紧固件(例如螺栓、螺钉等)或者卡接或者粘接的方式安装于电芯保温装置的容纳空间中，本公开对此不作具体限制。此外，本公开提供的动力电池包同样具有上述特点，为了避免重复，在此不再赘述。

随着电动车辆对于便捷性、轻量化的要求提升，电池系统集成化演进方向将是电芯直接集成至汽车底盘(CTC，CelltoChassis)，以简化动力电池包结构，去模组化，使得电芯兼具功能与结构属性，实现与整车最大程度的融合与协同效应。在CTC电池系统中，电芯通过结构胶或导热胶或导热结构胶与上壳体10和下托盘粘接，其中，结构胶、导热胶以及导热结构胶均为动力电池包上较为常用的胶粘剂，并且具有强度高且能承受较大载荷的特点，能够保证电芯与上壳体10和下托盘之间的安装可靠性。

本公开所提供的电芯保温装置适用于CTC电池系统保温，同样也适用于普通动力电池包系统保温，适用范围大。

根据本公开的第三方面的目的，提供一种车身结构，包括车身主体并具有由车身主体所形成的驾驶空间，车身结构还包括上述电芯保温装置，其中，上壳体10用作车身地板，可以通过例如焊接等工艺固定连接在车身主体上，或者，上壳体10由车身主体形成，也就是说，上壳体10一体集成在车身主体上，由此能够实现车身结构的轻量化，在此情况下，保温毯30位于驾驶空间内，并用作车身地毯。

根据本公开的第四方面的目的，提供一种车辆，车辆包括上述动力电池包或上述车身结构。本公开所提供的车辆同样具有上述特点，为了避免重复，在此不再赘述。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (12)

1.一种电芯保温装置，其特征在于，所述电芯保温装置包括上壳体、下托盘、保温毯和保温层，所述上壳体安装于所述下托盘并且与所述下托盘共同形成有容纳空间，所述保温毯固设于所述上壳体的外表面，所述保温层固设于所述下托盘的外表面。

2.根据权利要求1所述的电芯保温装置，其特征在于，所述保温毯的导热系数小于等于0.1W/m.K，并且，所述保温毯的厚度大于等于10mm。

3.根据权利要求2所述的电芯保温装置，其特征在于，所述保温毯粘接于所述上壳体的外表面，并且覆盖所述上壳体的全部外表面。

4.根据权利要求1所述的电芯保温装置，其特征在于，所述下托盘包括底板、多个侧板以及多个边框，多个所述侧板围绕所述底板布置并且与所述底板相连，所述边框连接于所述侧板并与所述上壳体连接，所述底板的外表面、所述侧板的外表面以及所述边框的表面分别固设有所述保温层。

5.根据权利要求4所述的电芯保温装置，其特征在于，所述保温层的导热系数小于等于0.05W/m.K。

6.根据权利要求4所述的电芯保温装置，其特征在于，所述保温层形成有多个气孔，多个所述气孔相互分隔。

7.根据权利要求4所述的电芯保温装置，其特征在于，所述保温层通过发泡成型于所述底板的外表面、所述侧板的外表面和所述边框的表面，或者，所述保温层粘贴在所述底板的外表面、所述侧板的外表面和所述边框的表面。

8.根据权利要求7所述的电芯保温装置，其特征在于，所述保温层覆盖所述底板的全部外表面；并且，

每个所述侧板被所述保温层所覆盖的面积占对应侧板的外表面面积的90％及以上，或者，多个所述侧板被所述保温层所覆盖的面积之和占多个所述侧板的外表面面积总和的90％及以上；并且，

每个所述边框被所述保温层所覆盖的面积占对应边框的表面面积的90％及以上，或者，多个所述边框被所述保温层所覆盖的面积之和占多个所述边框的表面面积总和的90％及以上。

9.一种动力电池包，包括电芯，其特征在于，所述动力电池包还包括根据权利要求1-8所述的电芯保温装置，所述电芯容纳并固定安装在所述电芯保温装置的容纳空间中。

10.根据权利要求9所述的动力电池包，其特征在于，所述电芯通过结构胶或导热胶或导热结构胶与所述上壳体和所述下托盘粘接。

11.一种车身结构，包括车身主体并具有由所述车身主体所形成的驾驶空间，其特征在于，所述车身结构还包括根据权利要求1-8中任一项所述的电芯保温装置，其中，所述上壳体固定连接在所述车身主体上或由所述车身主体形成，并用作车身地板，所述保温毯位于所述驾驶空间内并用作车身地毯。

12.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括根据权利要求9或10所述的动力电池包，或，根据权利要求11所述的车身结构。

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