CN218677315U - 一种热管理机构和电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热管理机构和电池包，涉及电池技术领域；该热管理机构包括多个换热组件和连接组件；多个换热组件依次间隔设置；任意相邻两个换热组件之间连接有连接组件，连接组件包括两个连接管和一个移动管，两个连接管间隔设置，分别与两个换热组件连通，连接管被配置为能在对应换热组件的带动下靠近或远离另一个连接管，移动管可移动地套接并连通于两个连接管之间，被配置为在两个连接管相互靠近或远离时始终与两个连接管套接配合。该热管理机构的两个连接管具有相对运动的自由量，能适配于电芯的膨胀，以能在电芯膨胀时使两个换热组件也相对远离，从而减少或避免挤压两个换热组件之间的电芯，提高电池包充放电作业的安全性和可靠性。

Description

一种热管理机构和电池包

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种热管理机构和电池包。

背景技术

随着动力电池比能量密度的提升，动力电池的安全要求随之提升。温度对于电池的性能有重要的影响。为了控制电池的温度，常在电池包的电芯两侧放置两个冷板对电芯进行温度控制，但当电芯膨胀时，两个冷板易挤压位于中间的电芯，容易造成电芯损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种不易造成电芯损坏的热管理机构和电池包，其能够提高电池包充放电作业的安全性和可靠性。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，本实用新型提供一种热管理机构，包括：

多个换热组件，沿第一方向依次间隔设置，任意相邻两个换热组件之间形成一个用于容置电芯的换热腔；

连接组件，任意相邻两个换热组件之间连接设置有至少一个连接组件，连接组件包括两个连接管和一个移动管，两个连接管间隔设置，且分别与两个换热组件连通，连接管被配置为能在对应换热组件的带动下靠近或远离另一个连接管，移动管可移动地套接并连通于两个连接管之间，被配置为在两个连接管相互靠近或远离时始终与两个连接管套接配合。

在可选的实施方式中，两个连接管相靠近的一端外均套设有密封件，移动管的两端分别套设于两个密封件外，且两个连接管相互靠近或远离时，移动管的两端能相对对应的密封件运动，并始终与两个密封件套接配合。

在可选的实施方式中，连接管的外侧壁和密封件的内侧壁二者中的一者具有凹槽，连接管的外侧壁和密封件的内侧壁二者中的另一者具有凸起，凹槽与凸起插接；

和/或，

密封件的外侧壁与移动管套接配合的部分设置有螺纹状的外凸包。

在可选的实施方式中，每个连接管的外周向均设置有限位件，两个限位件分别位于移动管的两侧，用于限制移动管的移动范围，且使移动管在两个连接管相互靠近或远离时始终与两个连接管套接配合。

在可选的实施方式中，限位件绕连接管外侧的周向延伸布置。

在可选的实施方式中，每个连接管的外周向均开设有限位槽，两个限位件分别容置于两个限位槽内，且每个限位件均部分地从对应的限位槽伸出。

在可选的实施方式中，限位槽为圆形环槽，限位件为环状卡环；

或者，限位槽为C型槽，限位件为C型卡环。

在可选的实施方式中，换热组件包括换热板和两个集流板，两个集流板分别设置于换热板的两侧，且与换热板连通；任意相邻两个换热组件之间连接设置有两个连接组件，每个连接组件均连通设置于两个换热组件的两个集流板之间。

第二方面，本实用新型提供一种电池包，包括：

箱体，箱体具有容置腔；

电芯组件，包括沿第一方向堆叠设置的电芯；

前述实施方式中任一项的热管理机构，设置于容置腔内，且每个换热腔用于容置电芯组件的一个电芯，电芯沿第一方向的两侧分别与两个换热组件贴合。

在可选的实施方式中，电池包包括沿与第一方向呈夹角的第二方向依次设置的多个电芯组件，多个电芯组件形成多排电芯，每排电芯均包括沿第二方向依次并列布置的多个电芯，且每排电芯容置于一个换热腔内。

本实用新型实施例至少具备以下优点或有益效果：

本实用新型的实施例提供的热管理机构包括多个换热组件和连接组件；多个换热组件沿第一方向依次间隔设置，任意相邻两个换热组件之间形成一个用于容置电芯的换热腔；任意相邻两个换热组件之间连接设置有至少一个连接组件，连接组件包括两个连接管和一个移动管，两个连接管间隔设置，且分别与两个换热组件连通，连接管被配置为能在对应换热组件的带动下靠近或远离另一个连接管，移动管可移动地套接并连通于两个连接管之间，被配置为在两个连接管相互靠近或远离时始终与两个连接管套接配合。

该热管理机构通过移动管的设置，使得两个连接管具有相对运动的自由量，能适配于电芯的膨胀，以能在电芯膨胀时使两个换热组件也相对远离，从而减少或避免挤压两个换热组件之间的电芯，以提高电池包充放电作业的安全性和可靠性。

本实用新型的实施例提供的电池包包括上述的热管理机构。因此，该电池包也具有安全性和可靠性较高的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型的实施例提供的电池包的结构示意图；

图2为本实用新型的实施例提供的电池包的局部结构示意图；

图3为本实用新型的实施例提供的热管理机构的结构示意图；

图4为本实用新型的实施例提供的热管理机构的局部结构示意图一；

图5为本实用新型的实施例提供的热管理机构的局部结构示意图二；

图6为本实用新型的实施例提供的热管理机构的局部剖视图；

图7为本实用新型的实施例提供的热管理机构的连接组件的结构示意图；

图8为本实用新型的实施例提供的热管理机构的连接组件的剖视图；

图9为本实用新型的实施例提供的热管理机构的连接组件的局部结构示意图；

图10为本实用新型的实施例提供的热管理机构的连接管的结构示意图。

图标:01-电池包；10-箱体；101-容置腔；20-电芯组件；201-电芯；30-热管理机构；301-换热组件；3011-换热板；3012-集流板；302-连接组件；3021-连接管；3022-移动管；3023-密封件；3024-限位件；3025-限位槽；3026-凹槽；3027-凸起；3028-外凸包。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

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定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

相关技术中，随着动力电池比能量密度的提升，动力电池的安全要求随之提升。温度对于电池的性能有重要的影响。为了控制电池的温度，常在电池包的电芯两侧放置两个冷板对电芯进行温度控制，但当电芯膨胀时，两个冷板易挤压位于中间的电芯，容易造成电芯损坏。

有鉴于此，本实施例提供了一种电池包，在电芯膨胀时，其热管理机构位于电芯两边的冷板能随之移动，从而不易造成电芯损坏，能提高电池包充放电作业的安全性和可靠性，以解决现有技术的问题。下面对该电池包的结构进行详细地介绍。

图1为本实用新型的实施例提供的电池包01的结构示意图；图2为本实用新型的实施例提供的电池包01的局部结构示意图；图3为本实用新型的实施例提供的热管理机构30的结构示意图。请参阅图1至图3，本实施例提供的电池包01其通过电芯组件20直接集成得到，也即其省略了中间模组，直接通过电芯201堆叠形成，能充分利用电池包01的空间，以提高电池包01的能量密度。当然，在其他实施例中，电池包01也可以通过电池模组串并联后得到，本实施例不做限定。

请再次参阅图1至图3，在本实施例中，电池包01包括箱体10、电芯组件20和热管理机构30。箱体10为方形框架结构，具有容置腔101。电芯组件20支撑并设置于容置腔101内，箱体10能保护电芯组件20的安全性。同时，电芯组件20包括沿第一方向依次堆叠设置在箱体10内的多个电芯201，第一方向为图1的ab方向，电芯201的数量可根据需求进行调整，电芯组件20中的多个电芯201串联或并联设置。电芯组件20的数量为多个，多个电芯组件20沿第二方向依次设置，第二方向为图2中的cd方向，也为与ab方向垂直的方向，多个电芯组件20串联或并联，以使得电池包01能为外部用电设备供电，或者能在与其他电池包01串联或并联后为外部用电设备供电。

图4为本实用新型的实施例提供的热管理机构30的局部结构示意图一；图5为本实用新型的实施例提供的热管理机构30的局部结构示意图二；图6为本实用新型的实施例提供的热管理机构30的局部剖视图。请参阅图1至图6，在本实施例中，热管理机构30也设置于容置腔101内，且热管理机构30包括多个换热组件301以及连接组件302。

其中，多个换热组件301也沿第一方向依次间隔设置，任意相邻两个换热组件301之间形成一个用于容置电芯201的换热腔，当电芯组件20的数量为一个时，电芯201沿第一方向的两侧分别与两个换热组件301贴合。两个换热组件301之间则具有一个电芯201，当电芯组件20的数量为多个时，多个电芯组件20形成多排电芯，每排电芯包括沿第二方向依次并列排布的多个电芯201，且每排电芯容置于一个换热腔内，每个电芯201沿第一方向的两侧分别与两个换热组件301贴合。换热组件301为空心结构，内部可盛装冷却液，以实现电芯201的温度调节，降低电芯201出现热失控的几率，提高电池包01的安全性。

任意相邻两个换热组件301之间连接设置有至少一个连接组件302，连接组件302用于连接并连通两个换热组件301，以实现两个换热组件301内液体的流动，以实现对电芯201的循环冷却，保证冷却效果。连接组件302包括两个连接管3021和一个移动管3022，两个连接管3021间隔设置，且分别与两个换热组件301连通，连接管3021被配置为能在对应换热组件301的带动下靠近或远离另一个连接管3021，移动管3022可移动地套接并连通于两个连接管3021之间，被配置为在两个连接管3021相互靠近或远离时始终与两个连接管3021套接配合。

通过这样设置，当电芯201出现热膨胀时，由于连接管3021和移动管3022能相对移动，因而电芯201的膨胀会带动两侧的两个换热组件301移动，因而两侧的换热组件301对膨胀后的电芯201的挤压变小，能减少或避免挤压两个换热组件301之间的电芯201，以提高电池包01充放电作业的安全性和可靠性；同时，移动管3022与连接管3021相对移动时，移动管3022始终与两个连接管3021套接配合，也能防止冷却液漏出。另外，由于连接组件302不仅承担连接两个换热组件301的功能，还承担连通两个换热组件301的功能，因而连接组件302还能将整个热管理机构30连接成为一个通路，使得冷却能循环进行，能保证调温效果和质量，以保证电池包01的安全性和可靠性。并且，由于连接组件302的结构简单，因而也能相应提高热管理机构30的拆装效率，节省拆装时间。并且，通过这样设置，可利于热管理机构30实现电芯组件20的稳固，能省去电芯201的稳固结构，以能节省制造成本。

热管理机构30的连接组件302的局部结构示意图。请参阅图4至图9，在本实施例中，两个连接管3021相靠近的一端外均套设有密封件3023，密封件3023为塑胶材质的柔性密封件3023，移动管3022的两端分别套设于两个密封件3023外，且两个连接管3021相互靠近或远离时，移动管3022的两端能相对对应的密封件3023运动，并始终与两个密封件3023套接配合。通过密封件3023的设置，使得移动管3022和连接管3021能在一定范围内相对移动，而移动管3022又能始终保证与两个连接管3021连接，使得冷却液不至于在电芯201膨胀过程中漏出。

示例性地，当位于两个换热组件301之间的电芯201膨胀时，电芯201的膨胀会向两侧的换热组件301施加压力，此时两端的连接管3021相互远离，且共同相对移动管3022移动，此时密封件3023和移动管3022始终保持套接关系，仅仅是移动管3022与密封件3023的配合位置发生调整，从而使得两个换热组件301位置能随着电芯201的膨胀出现微调，进而能减少换热组件301对电芯201挤压的情况出现，提高电芯201的安全性，从而提高电池包01的安全性。

需要说明的是，请再次参阅图8，为了保证移动管3022与连接管3021相对运动时，移动管3022能保持与两个密封件3023密封连接，需要对各元件的自身尺寸和/或装配尺寸进行严格的限制。如图8所示，假设电芯201未膨胀时，两个相邻的换热组件301之间的距离为L，此时L也为装配好的连接组件302两端之间的距离。移动管3022沿第一方向的长度为a，连接管3021未与密封件3023配合的部分的长度为b，密封件3023的长度为c，四者之间满足L-a≥b+c。通过这样设置，使得即使移动管3022的一端已经移动至与连接组件302的端部齐平，移动管3022的另一端仍然与两个密封件3023保持密封配合关系，从而能解决漏液问题，提高热管理机构30的可靠性和稳定性。

还需要说明的是，为了进一步地提高连接组件302的密封性能，在本实施例中，连接管3021的外侧壁和密封件3023的内侧壁二者中的一者具有凹槽3026，连接管3021的外侧壁和密封件3023的内侧壁二者中的另一者具有凸起3027，凹槽3026与凸起3027插接。示例性地，连接管3021的端部具有凹槽3026，凹槽3026的数量为多个，且依次排布，使得连接管3021的端部大致呈螺纹状。对应地，密封件3023的内侧壁具有凸起3027，凸起3027的数量与凹槽3026的数量对应，也为多个，多个凹槽3026和多个凸起3027一一对应的插接，以充分保证密封件3023的稳定性，以使得连接管3021能稳定地带动密封件3023相对移动管3022运动，而不至于出现脱出的情况，以提高热管理机构30的可靠性和稳定性。

同理，还可以将密封件3023的外侧壁与移动管3022套接配合的部分设置有螺纹状的外凸包3028，以增加移动管3022与密封件3023之间的摩擦力，以减少移动管3022与密封件3023脱离的情况出现，充分提高热管理作业的稳定性与可靠性，以保证电池包01充放电作业的安全性与可靠性。

图10为本实用新型的实施例提供的热管理机构30的连接管3021的结构示意图。请参阅图5至图10，在本实施例中，每个连接管3021的外周向均设置有限位件3024，两个限位件3024分别位于移动管3022的两侧，用于限制移动管3022的移动范围，且使移动管3022在两个连接管3021相互靠近或远离时始终与两个连接管3021套接配合。一方面，通过限位件3024的设置，能限制移动管3022的移动范围，能防止移动管3022在移动过程中脱离密封件3023，能减少或避免漏液情况的出现，以能提高电池包01的安全性和可靠性；另一方面，通过限位件3024的设置，使得移动管3022的移动距离得到控制，使得电芯201膨胀时任意相邻两个换热组件301之间的距离得到限制，使得换热组件301不至于移动过多造成对膨胀的电芯201相邻的其他电芯201造成挤压，以充分提高电池包01内每个电芯201的安全性、可靠性和稳定性，充分保证电池包01充放电作业的安全性和稳定性。

需要说明的是，为了实现上述功能，在制造和安装各元件时，也需要对尺寸进行严格的控制。示例性地，假设限位件3024距离对应的换热组件301的距离为d，也即限位件3024距离连接组件302的端部的距离为d，此时需要满足L-a-d≤b，且a≤L-2d。通过这样设置，使得移动管3022在相对连接管3021移动的过程中即使与两个限位件3024抵接配合，也始终能与密封件3023密封配合，不至于漏液，能充分保证热管理机构30的可靠性和稳定性，以能提高电池包01的安全性和稳定性，保证充放电作业的有序进行。

还需要说明的是，在本实施例中，限位件3024绕连接管3021外侧的周向延伸布置。沿周向的延伸距离既可以是完整的一周，也可以为3/4周，也可以为1/2周，可以根据需求进行调整。通过沿周向延伸布置，使得限位件3024能与移动管3022的端部的周向配合，能增大配合面积，以能提高配合效果，以阻止移动管3022脱出，同时阻止移动管3022与密封件3023脱离，且阻止移动管3022移动距离过大造成对其他电芯201的挤压，因而能进一步地提高电池包01的安全性与可靠性。

作为可选的方案，请再次参阅图5至图9，在本实施例中，限位件3024既可以是与连接管3021一体成型的凸起3027结构，也可以为可拆卸的结构，示例性地，在本实施中，每个连接管3021的外周向均开设有限位槽3025，限位槽3025为凹槽3026，两个限位件3024分别容置于两个限位槽3025内，且每个限位件3024均部分地从对应的限位槽3025伸出。一方面，通过限位槽3025的设置，能实现限位件3024的快速拆装，便于提高限位件3024的稳定性，以能提高移动管3022的稳定性和可靠性，从而能保证热管理机构30的安全性和可靠性；另一方面，通过限位槽3025的设置，使得整个热管理机构30的安装作业更便捷，也即在安装时，可先将移动管3022套设在连接管3021上，最后再将限位件3024安装在限位槽3025内，能方便移动管3022的安装与拆卸。

需要说明的是，在本实施例中，限位槽3025为C型槽，限位件3024为C型卡环，且具体为卡簧。通过卡簧形成限位件3024，能在方便安装的同时，提高连接组件302的稳定性与可靠性。在其他实施例中，限位槽3025为圆形环槽，此时限位件3024对应设置为环状卡环即可，本实施例不做限定。

还需要说明的是，为了进一步地提高移动管3022的稳定性，在本实施例中，两个限位槽3025的槽口在第一方向上是错开的，这样设置使得移动管3022稳定性能得到保证，不易脱出。

另外，在本实施例中，为了提高密封性，连接管3021可直接与集流板3012一体成型。在其他实施例中，也可以插接配合后通过密封结构密封，本实施例不做限定。

下面对本实用新型的实施例提供的电池包01的安装过程、工作原理及有益效果进行详细地介绍：

该电池包01在进行安装作业时，可先将热管理组件与电芯组件20装配为一个整体，然后将整个整体安装在箱体10内即可。其中，在进行热管理组件的组装作业时，可先将两个集流板3012套设于换热板3011的两端组装形成一个换热组件301，然后将任意相邻换热组件301依次通过两个连接组件302连通，连接组件302与两个换热组件301配合时，可先将移动管3022套设于两个连接管3021外侧，且再推动移动管3022移动至与两个密封件3023配合，最后在限位槽3025内卡入限位件3024即可。

该电池包01进行充放电作业时，若电芯201出现膨胀，膨胀的电芯201会推动两侧的换热板3011移动，此时移动管3022与密封件3023的配合位置出现移动，使得两个连接管3021相互远离。也即，该热管理机构30通过移动管3022的设置，使得两个连接管3021具有相对运动的自由量，能适配于电芯201的膨胀，以能在电芯201膨胀时使两个换热组件301也相对远离，从而减少或避免挤压两个换热组件301之间的电芯201，以提高电池包01充放电作业的安全性和可靠性。

综上所述，本实用新型的实施例提供了一种不易造成电芯201损坏的热管理机构30和电池包01，其能够提高电池包01充放电作业的安全性和可靠性。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种热管理机构，其特征在于，包括：

多个换热组件，沿第一方向依次间隔设置，任意相邻两个所述换热组件之间形成一个用于容置电芯的换热腔；

连接组件，任意相邻两个所述换热组件之间连接设置有至少一个所述连接组件，所述连接组件包括两个连接管和一个移动管，两个所述连接管间隔设置，且分别与两个所述换热组件连通，所述连接管被配置为能在对应所述换热组件的带动下靠近或远离另一个所述连接管，所述移动管可移动地套接并连通于两个所述连接管之间，被配置为在两个所述连接管相互靠近或远离时始终与两个所述连接管套接配合。

2.根据权利要求1所述的热管理机构，其特征在于：

两个所述连接管相靠近的一端外均套设有密封件，所述移动管的两端分别套设于两个所述密封件外，且两个所述连接管相互靠近或远离时，所述移动管的两端能相对对应的所述密封件运动，并始终与两个所述密封件套接配合。

3.根据权利要求2所述的热管理机构，其特征在于：

所述连接管的外侧壁和所述密封件的内侧壁二者中的一者具有凹槽，所述连接管的外侧壁和所述密封件的内侧壁二者中的另一者具有凸起，所述凹槽与所述凸起插接；

和/或，

所述密封件的外侧壁与所述移动管套接配合的部分设置有螺纹状的外凸包。

4.根据权利要求1所述的热管理机构，其特征在于：

每个所述连接管的外周向均设置有限位件，两个所述限位件分别位于所述移动管的两侧，用于限制所述移动管的移动范围，且使所述移动管在两个所述连接管相互靠近或远离时始终与两个所述连接管套接配合。

5.根据权利要求4所述的热管理机构，其特征在于：

所述限位件绕所述连接管外侧的周向延伸布置。

6.根据权利要求5所述的热管理机构，其特征在于：

每个所述连接管的外周向均开设有限位槽，两个所述限位件分别容置于两个所述限位槽内，且每个所述限位件均部分地从对应的所述限位槽伸出。

7.根据权利要求6所述的热管理机构，其特征在于：

所述限位槽为圆形环槽，所述限位件为环状卡环；

或者，所述限位槽为C型槽，所述限位件为C型卡环。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的热管理机构，其特征在于：

所述换热组件包括换热板和两个集流板，两个所述集流板分别设置于所述换热板的两侧，且与所述换热板连通；任意相邻两个所述换热组件之间连接设置有两个所述连接组件，每个所述连接组件均连通设置于两个所述换热组件的两个所述集流板之间。

9.一种电池包，其特征在于，包括：

箱体，所述箱体具有容置腔；

电芯组件，包括沿所述第一方向堆叠设置的所述电芯；

权利要求1至8中任一项所述的热管理机构，设置于所述容置腔内，且每个所述换热腔用于容置所述电芯组件的一个所述电芯，所述电芯沿所述第一方向的两侧分别与两个所述换热组件贴合。

10.根据权利要求9所述的电池包，其特征在于：

所述电池包包括沿与所述第一方向呈夹角的第二方向依次设置的多个所述电芯组件，多个所述电芯组件形成多排电芯，每排电芯均包括沿所述第二方向依次并列布置的多个电芯，且每排电芯容置于一个所述换热腔内。

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