CN218827504U - 电池包和具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池包和具有其的车辆，电池包包括电芯单元和多个换热器。电芯单元包括多个电芯组，每个电芯组包括至少一个电芯；每个换热器具有换热流体入口和换热流体出口，沿第一方向，换热器与电芯组交替排布，沿第一方向，从电芯单元的中心到电芯单元的两端，相邻两个换热器之间的距离逐渐增加。根据本实用新型的电池包，提高了电池包的散热效率，同时减少了换热器的数量，降低了电池包的成本。

Description

电池包和具有其的车辆

技术领域

本实用新型涉及电池包技术领域，尤其是涉及一种电池包和具有其的车辆。

背景技术

相关技术中，电池包的散热方式一般无法根据电池包内不同区域温度差别进行差别化地高效散热，容易导致不同位置温差较大，局部温度过高。大倍率快充电流策略需要结合电芯的温度去设定，电芯局部温度过高会限制快充的策略设定，从而限制整体的快充能力。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种电池包，增大了换热器与电芯的接触面积，提高了电池包的散热效率，同时减少了换热器的数量，降低了电池包的成本。

本实用新型的另一个目的在于提出一种采用上述电池包的车辆。

根据本实用新型第一方面实施例的电池包，包括：电芯单元，所述电芯单元包括多个电芯组，每个所述电芯组包括至少一个电芯；和多个换热器，每个所述换热器具有换热流体入口和换热流体出口；沿第一方向，所述换热器与所述电芯组交替排布；沿所述第一方向，从所述电芯单元的中心到所述电芯单元的两端，相邻两个所述换热器之间的距离逐渐增加。

根据本实用新型实施例的电池包，通过使沿所述第一方向、从电芯单元的中心到电芯单元的两端，相邻两个换热器之间的距离逐渐增加。由此，与传统的电池包相比，提高了电池包的散热效率，同时少了电池包中换热器的数量，降低了电池包的成本。

根据本实用新型的一些实施例，所述电芯具有彼此正交的长度方向、宽度方向和厚度方向，所述电芯的长度方向的尺寸大于等于所述电芯的宽度方向和厚度方向的尺寸，所述电芯的宽度方向的尺寸大于等于所述电芯的厚度方向的尺寸，所述电芯的厚度方向为所述第一方向，所述电芯的长度方向为第二方向，所述电芯的宽度方向为第三方向。

根据本实用新型的一些实施例，每个所述换热器包括换热器中部和两个换热器端部，两个所述换热器端部分别连接在所述换热器中部的沿所述第二方向的两端，所述换热器中部具有至少一个中部换热流道，每个所述换热器端部具有至少一个端部换热流道，至少一个所述换热器端部中所述端部换热流道的体积占比大于所述换热器中部中所述中部换热流道的体积占比。

根据本实用新型的一些实施例，每个所述换热器端部中所述端部换热流道的体积占比大于所述换热器中部中所述中部换热流道的体积占比。

根据本实用新型的一些实施例，所述换热器中部具有多个中部换热流道，每个所述换热器端部具有多个端部换热流道，多个所述中部换热流道沿所述第三方向排布；每个所述换热器端部中多个所述端部换热流道沿所述第三方向排布。

根据本实用新型的一些实施例，至少一个所述换热器端部的所述端部换热流道的数量大于所述换热器中部的所述中部换热流道的数量。

根据本实用新型的一些实施例，每个所述换热器包括换热器中部和两个换热器端部，两个所述换热器端部分别连接在所述换热器中部的沿所述第二方向的两端，每个所述换热器端部具有至少一个端部换热流道，所述换热器中部为实心结构。

根据本实用新型的一些实施例，所述至少一个所述端部换热流道的壁厚小于所述至少一个中部换热流道的壁厚。

根据本实用新型的一些实施例，所述换热器在所述第一方向上的厚度为D，其中，所述D满足：2mm≤D≤5mm。

根据本实用新型的一些实施例，还包括：导热件，所述导热件位于所述换热器和所述电芯组之间。

根据本实用新型的一些实施例，还包括：至少一个流体输入管和至少一个流体输出管，所述换热器分别与所述流体输入管和所述流体输出管连通。

根据本实用新型的一些实施例，所述换热器的表面具有绝缘层。

根据本实用新型的一些实施例，所述导热件为导热结构胶、导热硅胶或导热硅脂。

根据本实用新型的一些实施例，还包括：防火件，所述防火件设在所述电芯组在第二方向上相对的两侧表面和第三方向上相对的两侧表面中的至少一部分上。

根据本实用新型第二方面的实施例的车辆，包括根据本实用新型上述第一方面实施例的电池包。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的电池包的示意图；

图2是根据本实用新型实施例的换热器和电芯单元的示意图；

图3是根据本实用新型另一个实施例的换热器和电芯单元的示意图。

附图标记：

电池包100；

箱体1；容纳腔11；电芯单元2；电芯组21；电芯211；

换热器3；换热器中部31；换热器端部32；

流体输入管33；流体输出管34；连接头4；

导热件5。

具体实施方式

下面参考图1-图3描述根据本实用新型实施例的第一方面实施例的电池包100。其中，电池包100可应用于车辆(图未示出)。在本申请下面的描述中，以电池包100应用于车辆为例进行说明。

如图1-图3所示，根据本实用新型第一方面实施例的电池包100，包括电芯单元2和多个换热器3。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

具体而言，电芯单元2包括多个电芯组21，每个电芯组21包括至少一个电芯211。换热器3每个换热器3具有换热流体入口和换热流体出口，沿第一方向，换热器3与电芯组21交替排布，沿第一方向、从电芯单元2的中心到电芯单元2的两端，相邻两个换热器3之间的距离逐渐增加。

沿第一方向、从电芯单元2的中心到电芯单元2的两端，相邻两个换热器3之间的距离逐渐增加是指，沿第一方向、从电芯单元2的中心到电芯单元2的两端，相邻两个换热器3之间的距离呈增加趋势，可以是有规律地增加，例如，在图2的示例中，逐渐增加可以是沿第一方向、从电芯单元2的中心到电芯单元2的两端，第一个电芯组21与第二个电芯组21之间的距离小于第二个电芯组21与第三个电芯组21之间的距离，第二个电芯组21与第三个电芯阻1之间的距离小于第三个电芯组21与第四个电芯组21之间的距离，以此类推；也可以是无规律地增加，例如，沿第一方向、从电芯单元2的中心到电芯单元2的两端，第一个电芯组21与第二个电芯组21之间的距离等于第二个电芯组21与第三个电芯组21之间的距离，第二个电芯组21与第三个电芯组21之间的距离小于第三个电芯组21与第四个电芯组21之间的距离，第三个电芯组21与第四个电芯组21之间的距离小于第四个电芯组21与第五个电芯组21之间的距离，以此类推。

由于位于电池包100在第一方向的中间区域的电芯211本身散热能力较差，通过将换热器3与电芯组21交替排布，并将位于电池包100的第一方向的中部的换热器3的密集度设置大一些，可以提高电池包100的散热效率，在能够快速降低电池包100的温度的同时，减少了换热器3的数量，降低了电池包100的成本。

当电池包100的温度升高时，冷却液可以通过换热流体入口进入换热器3，并在换热器3内与电芯211进行热交换，以降低电芯211的温度，换热后的冷却液经换热流体出口流出换热器3，由此，实现对电芯211的散热。

例如，在图1的示例中，电池包100还包括箱体1，电芯单元2设在箱体1内，其中，箱体1的形状大致呈矩形，箱体1的制造材料可采用金属材料例如铝合金或者钢，也可采用高强度复合材料，使得箱体1内的电芯单元2能够被较好地保护。箱体1的彼此相连的四个侧壁共同限定出容纳腔11，电芯单元2设在容纳腔11内。

根据本实用新型实施例的电池包100，如图1所示，使沿第一方向、从电芯单元2的中心到电芯单元2的两端，相邻两个换热器3之间的距离逐渐增加。由此，与传统的电池包100相比，提高了电池包100的散热效率，同时减少了换热器3的数量，降低了电池包100的成本。

根据本实用新型的一些实施例，电芯211具有彼此正交的长度方向、宽度方向和厚度方向，电芯211的长度方向的尺寸大于等于电芯211的宽度方向和厚度方向的尺寸，电芯211的宽度方向的尺寸大于等于电芯211的厚度方向的尺寸，电芯211的厚度方向为第一方向，电芯211的长度方向为第二方向，电芯211的宽度方向为第三方向。

根据本实用新型的一些实施例，每个换热器3包括换热器中部31和两个换热器端部32，两个换热器端部32分别连接在换热器中部31的沿第二方向的两端，换热器中部31具有至少一个中部换热流道，每个换热器端部32具有至少一个端部换热流道，至少一个换热器端部32中端部换热流道的体积占比大于换热器中部31中中部换热流道的体积占比。

需要说明的是，换热器端部32中端部换热流道的体积占比是指，一个换热器端部32中，所有端部换热流道的体积之和与换热器端部32的体积之比；换热器中部31中中部换热流道的体积占比是指，换热器中部31中所有中部换热流道的体积之和与换热器中部31的体积之比。其中，换热流道(即上述中部换热流道和端部换热流道)的体积是指换热流道的容积，也就是说，换热流道所能容纳的冷却液的流量。换热器端部32中端部换热流道的体积占比较大，说明端部换热流道在换热器端部32上所占的空间较大，可以提高换热器端部32的换热能力，由于电芯211的极柱通常设置在电芯211的一端或两端，且电芯211极柱附近的发热往往大于电芯211的其它位置，换热器端部32的换热能力较强，可以针对性地降低电芯211极柱附近位置的温度。例如，当电芯211的正负极柱设置在电芯211的同一端时，可使一个换热器端部32中端部换热流道的体积占比大于换热器中部31中中部换热流道的体积占比，并将该一个换热器端部32邻近电芯211的极柱端设置，如此，可针对电芯211不同位置的发热情况进行散热，提高散热效率；或者，当电芯211的正负极柱分别设置在电芯211的两端时，可使两个换热器端部32中的端部换热流道的体积占比分别大于换热器中部31中中部换热流道的体积占比，并将两个换热器端部32分别邻近电芯211的两个极柱端设置，如此，可针对电芯211不同位置的发热情况进行散热，提高散热效率。

根据本实用新型的一些实施例，每个换热器端部32中端部换热流道的体积占比大于换热器中部31中中部换热流道的体积占比。当电芯211的正负极柱分别设置在电芯211的两端时，将两个换热器端部32分别邻近电芯211的两个极柱端设置，可针对电芯211不同位置的发热情况进行散热，提高散热效率。

根据本实用新型的一些实施例，换热器中部31具有多个中部换热流道，每个换热器端部32具有多个端部换热流道，多个中部换热流道311沿第三方向排布，每个换热器端部32中多个端部换热流道沿第三方向排布。如此，可优化换热器3中流道在第三方向上的分布，提高散热的均匀性。

根据本实用新型的一些实施例，至少一个换热器端部32的端部换热流道的数量大于换热器中部31的中部换热流道的数量。换热流道的数量大，则可以实现更高效的散热效率。具体而言，当电池包100充电时，通过电芯211的第二方向的两端的极柱进行充电，使得电芯211的第二方向的两端为主要发热区域，而电芯211的中部产生的热量较少。由此，增加位于换热器3在第二方向的两端的换热流道的数量，可以增强电芯组21的第二方向的两端的散热效率，快速调节电芯211的温度，而换热流道的数量较少的换热器3的中部，在保证换热器3的中部的散热效率的同时，可以增加换热器3结构强度。其中，在极限情况下可以取消换热器3的中部的换热流道。

根据本实用新型的一些实施例，换热器中部31为实心结构。由于电芯211的极柱位于电芯211的第二方向的两端，也就是说，电芯组21的主要发热区域位于端部，而电芯211的中部产生的热量较少，通过将换热器中部31设置为实心结构，可以增强换热器中部31的结构强度，可以更好地承受电芯211的膨胀力。

根据本实用新型的另一些实施例，至少一个端部换热流道的壁厚小于至少一个中部换热流道的壁厚。例如，中换热流道的数量较少，相应地，相邻两个中部换热流道之间的距离增大或者中部换热流道与换热器3在第二方向上的表面之间的距离增大，中部换热流道在第二方向上的壁厚增加，可以理解为在中部换热流道的孔径不变的情况下，相邻两个中部换热流道的中心轴线之间的距离增加。由此，至少一个端部换热流道的壁厚小于至少一个中部换热流道的壁厚，以使换热器中部31的结构强度增加。

根据本实用新型的一些实施例，换热器3在第一方向上的厚度为D，其中，D满足：2mm≤D≤5mm。当D小于2mm时，换热器3的厚度较小，从而换热器3的结构强度较差，使得换热器3在安装或使用时容易发生形变，影响电池包100的散热效率；当D大于5mm时，换热器3的厚度较大，会增大电池包100的体积，降低了电池包100的体积利用率。由此，当换热器3的厚度D在2mm到5mm的范围之间时，可以保证换热器3的结构强度，避免换热器3发生形变，同时可以保证电池包100的散热效率，保证电池包100的体积利用率。

根据本实用新型的一些实施例，电池包100还包括导热件4。导热件4位于换热器3和电芯组21之间。如图1所示，电芯211的第一方向的两侧均有导热件4，便于电芯211将产生的热量传递至换热器3，由此，可以增加电芯211与换热器3之间的热传导率，以使电芯211上的热量能尽可能多地传递至换热器3上，进一步提高电池包100的散热效率。

根据本实用新型的一些实施例，电池包100还包括至少一个流体输入管33和至少一个流体输出管34，换热器3分别与流体输入管33和流体输出管34连通。具体来说，换热器3的流体输入管33与换热流体入口连通，换热器3的流体输出管34与换热流体出口连通，当电池包100充电时，电芯211产生热量，冷却液经流体输入管33流入换热流体入口，并且进入换热器3，冷却液流经冷却流道的端部和中部，并且在换热流道中与电芯211产生的热量进行热交换，从而降低电芯211的温度，随后完成换热的冷却液从换热流体出口流出，通过流体输出管34流出换热器3，最终流入冷却液盛放装置，完成一个完整的换热循环，达到对电芯211的散热目的。

另外，换热器3可以通过流体输入管33和流体输出管34与与之相邻的换热器3相连接，从而使得冷却液能够通过换热流体入口进入多个换热器3，实现更高效的换热循环。并且，位于最外侧的换热器3上的流体输入管33和流体输出管34可以通过连接头4与盛放冷却液的装置连通。

根据本实用新型的一些实施例，换热器3的表面具有绝缘层。该绝缘层可以采用喷涂、电泳或包覆绝缘膜等绝缘处理方式来形成绝缘膜，绝缘层的设置可以避免电芯211漏电时将电流传递至换热器3上。可选地，换热器3可为口琴管、冲压钎焊冷板或其它形式冷板，换热器3可以为铝合金件。

根据本实用新型的一些实施例，导热件5为导热结构胶、导热硅胶或导热硅脂。但不限于此。只要制成导热件5的材料为耐高温绝缘材料即可。

可选地，电芯211为可充电二次电芯，例如是磷酸铁锂电芯或三元材料电芯，电芯211的极柱可以从电芯211的第二方向引出，或从电芯211的第三方向引出，也就是说，极柱可以设置在电芯211的同一侧或者异侧。

根据本实用新型的一些实施例，电池包100还包括防火件。防火件设在电芯组21在第二方向上相对的两侧表面和第三方向上相对的两侧表面中的至少一部分上。例如，电芯组21中不与导热件5和换热器3接触的表面可以设置防火件，使用防火件可以防止因温度过高而引发电池包100着火等危险，确保了电池包100的使用安全。

根据本实用新型第二方面的实施例的车辆，包括根据本实用新型上述第一方面实施例的电池包100。

根据本实用新型实施例的车辆，通过采用上述电池包100，可以提高电池包100的散热效率，保证电池包100的正常工作，从而可以提高车辆的续航能力。

根据本实用新型实施例的电池包100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，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，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (15)

1.一种电池包，其特征在于，包括：

电芯单元，所述电芯单元包括多个电芯组，每个所述电芯组包括至少一个电芯；和

多个换热器，每个所述换热器具有换热流体入口和换热流体出口；

沿第一方向，所述换热器与所述电芯组交替排布；

沿所述第一方向，从所述电芯单元的中心到所述电芯单元的两端，相邻两个所述换热器之间的距离逐渐增加。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电芯具有彼此正交的长度方向、宽度方向和厚度方向，所述电芯的长度方向的尺寸大于所述电芯的宽度方向和厚度方向的尺寸，所述电芯的宽度方向的尺寸大于所述电芯的厚度方向的尺寸，所述电芯的厚度方向为所述第一方向，所述电芯的长度方向为第二方向，所述电芯的宽度方向为第三方向。

3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，每个所述换热器包括换热器中部和两个换热器端部，两个所述换热器端部分别连接在所述换热器中部的沿所述第二方向的两端，所述换热器中部具有至少一个中部换热流道，每个所述换热器端部具有至少一个端部换热流道，

至少一个所述换热器端部中所述端部换热流道的体积占比大于所述换热器中部中所述中部换热流道的体积占比。

4.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于，每个所述换热器端部中所述端部换热流道的体积占比大于所述换热器中部中所述中部换热流道的体积占比。

5.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述换热器中部具有多个中部换热流道，每个所述换热器端部具有多个端部换热流道，

多个所述中部换热流道沿所述第三方向排布；每个所述换热器端部中多个所述端部换热流道沿所述第三方向排布。

6.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，至少一个所述换热器端部的所述端部换热流道的数量大于所述换热器中部的所述中部换热流道的数量。

7.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，每个所述换热器包括换热器中部和两个换热器端部，两个所述换热器端部分别连接在所述换热器中部的沿所述第二方向的两端，每个所述换热器端部具有至少一个端部换热流道，所述换热器中部为实心结构。

8.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述至少一个所述端部换热流道的壁厚小于所述至少一个中部换热流道的壁厚。

9.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述换热器在所述第一方向上的厚度为D，其中，所述D满足：2mm≤D≤5mm。

10.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，还包括：

导热件，所述导热件位于所述换热器和所述电芯组之间。

11.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，还包括：

至少一个流体输入管和至少一个流体输出管，所述换热器分别与所述流体输入管和所述流体输出管连通。

12.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述换热器的表面具有绝缘层。

13.根据权利要求10所述的电池包，其特征在于，所述导热件为导热结构胶、导热硅胶或导热硅脂。

14.根据权利要求1-13任一项所述的电池包，其特征在于，还包括：

防火件，所述防火件设在所述电芯组在第二方向上相对的两侧表面和第三方向上相对的两侧表面中的至少一部分上。

15.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-14任一项所述的电池包。

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