CN218867211U - 一种电池组、电池包和车辆 - Google Patents

Abstract

本公开实施例提供一种电池组、电池包和车辆。电池组包括电池外壳以及位于电池外壳内的封闭的容纳腔，电池组还包括设置在容纳腔中的至少两个电芯单体以及填充在容纳腔内的热交换介质，热交换介质用于与电芯单体进行热交换，至少两个电芯单体沿长度方向排列成电芯串，位于同一个电芯串中的各电芯单体依次串联连接，长度方向为电芯单体的长度所在的方向。本公开的技术方案，提高了电芯单体与热交换介质进行热交换的面积，更好地实现对电芯单体的温度控制，进一步提高了电池组的热管理效果。

Description

一种电池组、电池包和车辆

技术领域

本公开涉及车辆技术领域，尤其涉及一种电池组、电池包和车辆。

背景技术

搭载于新能源车辆上的动力电池，其性能受温度影响明显。为了保证动力电池在生命周期内的容量和工作性能，需要对动力电池进行热管理，使其温度处于最佳工作温度区间。随着动力电池能量密度和大倍率充电技术的发展，对热管理的要求越来越高。

电池热管理系统按工质种类可分为风冷、液冷、相变冷却、耦合方式冷却等。现有技术中的液冷方式以及液冷效率有待进一步提高。

另外，对于电池组而言，其电芯单体内部放热反应引起不可控温升的现象，叫做热失控。当电芯单体产生的热量高于它可以消散的热量时，则会发生热失控失效。由于一个电芯单体产生热失控而引发其它电芯单体热失控，即为热失控扩散，可简称为热扩散。由于各种原因，现有应用的电池无法完全避免出现热失控的情况，如何降低或避免热失控导致安全问题成为需要解决的技术问题之一。

实用新型内容

本公开实施例提供一种电池组、电池包和车辆，以解决或缓解现有技术中的一项或更多项技术问题。

作为本公开实施例的一个方面，本公开实施例提供一种电池组，包括电池外壳以及位于电池外壳内的封闭的容纳腔，电池组还包括设置在容纳腔中的至少两个电芯单体以及填充在容纳腔内的热交换介质，热交换介质用于与电芯单体进行热交换，至少两个电芯单体沿长度方向排列成电芯串，位于同一个电芯串中的各电芯单体依次串联连接，长度方向为电芯单体的长度所在的方向。

在一种实施方式中，位于同一个电芯串中的各电芯单体的极耳依次串联连接。

在一种实施方式中，电池外壳包括沿长度方向相对设置的第一盖板和第二盖板，位于同一个电芯串中的各电芯单体之间设置有第二间隙，相邻的两个电芯单体的相对端面相互连接，靠近第一盖板的电芯单体与第一盖板连接，靠近第二盖板的电芯单体与第二盖板连接。

在一种实施方式中，电芯串的数量为至少两个，至少两个电芯串沿厚度方向排列成电芯排，厚度方向为电芯单体的厚度所在的方向。

在一种实施方式中，沿厚度方向，相邻的电芯单体之间设置有第一间隙，第一间隙内设置有缓冲材料。

在一种实施方式中，

电池外壳包括沿长度方向相对设置的第一盖板和第二盖板，电池组还包括集流管进口和集流管出口，集流管进口和集流管出口均与容纳腔连通，集流管进口和集流管出口分别设置在第一盖板和第二盖板上；或者，

电池外壳包括上盖板，电池组还包括集流管进口和集流管出口，集流管进口和集流管出口均与容纳腔连通，集流管进口和集流管出口均设置在上盖板上。

在一种实施方式中，电池组还包括防爆泄压阀，防爆泄压阀设置在电池外壳上并与容纳腔连通，防爆泄压阀用于在容纳腔内压力达到预设值的情况下开启进行泄压。

在一种实施方式中，防爆泄压阀与集流管出口设置在同一个盖板上。

作为本公开实施例的第二方面，本公开实施例还提供一种电池包，包括本公开实施例中的电池组。

作为本公开实施例的第三个方面，本公开实施例还提供一种车辆，包括本公开实施例中的电池包。

本公开的技术方案，提高了电芯单体与热交换介质进行热交换的面积，更好地实现对电芯单体的温度控制，进一步提高了电池组的热管理效果。

上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本公开进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

附图说明

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本公开范围的限制。

图1A为本公开一实施例中电池组的结构示意图；

图1B为图1A所示电池组在一个实施例中的内部结构示意图；

图2A为本公开另一实施例中电池组的结构示意图；

图2B为图2A所示电池组的分解结构示意图；

图3为本公开另一实施例电池组内部结构示意图；

图4A为图3中的A部分的放大示意图；

图4B为图3中B部分的放大示意图；

图5为本公开另一实施例中电池组的一个分解结构示意图；

图6A为本公开另一实施例电池组中容纳腔内部结构示意图；

图6B为本公开另一实施例电池组中容纳腔内部结构示意图；

图7为图6B中的C部分的放大示意图；

图8为本公开另一实施例中电池组的分解结构示意图；

图9为本公开另一实施例中电池组中容纳腔内部结构示意图；

图10A为一种电芯单体的结构示意图；

图10B为一种电芯单体的另一结构示意图；

图10C为另一种电芯单体的结构示意图；

图11为本公开另一实施例中电池组的平面结构示意图；

图12为本公开一实施例中电池包的分解结构示意图；

图13为本公开实施例中电池包的一种管路连接示意图；

图14为本公开另一实施例中电池包的一种管路连接示意图。

附图标记说明：

10、电池组；11、电池外壳；111、第一盖板；112、第二盖板；113、壳体；114、集流管进口；115、集流管出口；116、第一极柱；117、第二极柱；118、上盖板；121、电芯单体；122、连接条；123、连接筋；13、支撑板；14、第一热交换结构件；15、防爆泄压阀；16、第二热交换结构件；20、电池包；21、电池组阵列；22a/22b、热交换板；23、第一进口端；24、第一出口端；25、第一排管；251、第一进入口；252、第一排出口；26、第二排管；261、第二进入口；262、第二排出口；27、第二进口端；28、第二出口端；31、第一阀门；32a/32b、第二阀门。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

图1A为本公开一实施例中电池组的结构示意图，图1B为图1A所示电池组在一个实施例中的内部结构示意图；图2A为本公开另一实施例中电池组的结构示意图，图2B为图2A所示电池组的分解结构示意图。本公开实施例提供一种电池组10。如图1A～和图2B所示，电池组10包括电池外壳11以及位于电池外壳11内的容纳腔。示例性地，容纳腔可以为封闭的或封闭式容纳腔。电池组10还包括设置在容纳腔中的至少一个电芯单体121。电池组10还包括填充在容纳腔中的热交换介质。热交换介质用于与电芯单体121进行热交换。

图3为本公开另一实施例电池组内部结构示意图。在一种实施方式中，如图3所示，电芯单体121的数量为至少两个，至少两个电芯单体121沿长度方向排列成电芯串。位于同一个电芯串中的各电芯单体121依次串联连接。其中，长度为电芯单体121的长度。

示例性地，电芯单体121可以为刀片电池、软包电池、硬壳电池等中的一个。电芯单体121通常可以具有三个尺寸，三个尺寸可以按照大小设定为电芯单体121的长度、高度和厚度。本文中，“长度方向”指的是电芯单体121的长度所在的方向；“高度方向”指的是电芯单体121的高度所在的方向；“厚度方向”指的是电芯单体121的厚度所在的方向。在附图中，X示出长度方向，Y示出厚度方向，Z示出高度方向。

可以理解的是，通常电芯单体121的长度、高度和厚度具有如下关系，长度>高度>厚度。由于长度尺寸最大，因此，长度所在的侧面面积也比较大。

本公开实施例的电池组10，电芯单体121位于容纳腔中，容纳腔中填充有热交换介质，从而，电芯单体121可以浸泡在热交换介质中，有利于电芯单体121与热交换介质进行热交换，可以更好地控制电芯单体121的温度，提高对电池组10的热管理效果。将至少两个电芯单体121沿长度方向排列成电芯串，从而，热交换介质可以与单个电芯单体121的长度所在的侧面进行接触并进行热交换，提高了电芯单体121与热交换介质进行热交换的面积，更好地实现对电芯单体121的温度控制，进一步提高电池组10的热管理效果。

示例性地，热交换介质可以为硅油等绝缘液体。热交换介质的具体材料在此不作限定，只要可以实现热交换介质与电芯单体121之间热交换即可。示例性地，热交换介质温度大于电芯单体121温度的情况下，热交换介质与电芯单体121之间进行热交换，将热量传导给电芯单体121，使得电芯单体121的温度上升至合适的工作范围。在热交换介质温度小于电芯单体121温度的情况下，热交换介质从电芯单体121获得热量，使得电芯单体121的温度下降至合适的工作范围。

示例性地，电芯单体121具有正极耳和负极耳。在一种实施方式中，如图3所示，位于同一个电芯串中的各电芯单体121的极耳依次串联连接。例如，在同一个电芯串中，第一电芯单体121的负极耳与第二电芯单体121的正极耳连接，第二电芯单体121的负极耳与第三电芯单体121的正极耳连接，以此类推，实现同一个电芯串中电芯单体121依次串联连接。这样的连接方式，方便了电芯串中电芯单体121之间的接线。

需要说明的是，位于同一个电芯串中的各电芯单体121的极耳并不限于依次串联连接，可以根据需要将同一个电芯串中的各电芯单体121设置有串联连接、并联连接或者串联与并联相结合的连接方式。

图4A为图3中的A部分的放大示意图，图4B为图3中B部分的放大示意图。在一种实施方式中，如图3和图4A所示，位于同一个电芯串中的各电芯单体121之间设置有第二间隙52。相邻两个电芯单体121的相对端面相互连接。例如，在图3和图4A中，第一电芯单体121a1的右端面与第二电芯单体121a2的左端面相对设置，第一电芯单体121a1的右端面与第二电芯单体121a2的左端面相互连接。

在一个实施例中，如图3和图4A所示，相邻两个电芯单体121的相对端面可以通过连接条122相互连接。可以采用铆接、激光焊接连接、锡焊连接、螺栓连接等方式将两个连接条连接。示例性地，在图3和图4A中，第一电芯单体121a1的右端面上设置有第一连接条122a，第二电芯单体121a2的左端面上设置有第二连接条122b，采用螺栓连接的方式将第一连接条122a和第二连接条连接122b。

在一种实施方式中，如图1A、图1B和3所示，电池外壳11可以包括壳体113，壳体113沿长度方向延伸。电池外壳11还可以包括沿长度方向相对设置的第一盖板111和第二盖板112，第一盖板111和第二盖板112沿长度方向分别设置在壳体113的相对两端。第一盖板111和第二盖板112分别将壳体113的两端封闭，从而，壳体113内部形成电池外壳11的容纳腔。靠近第一盖板111的电芯单体121与第一盖板111连接，靠近第二盖板112的电芯单体121与第二盖板112连接。相邻两个电芯单体121的相对端面相互连接。这样的连接方式，可以实现电芯串与电池外壳11的连接，从而可以将电芯串固定连接在电池外壳11上，避免电芯串中电芯单体121在热交换介质的作用下移动。这样的连接方式，可以在容纳腔外将多个电芯单体121连接成电芯串，然后将电芯串放入容纳腔中，并将位于电芯串两端的电芯单体121分别与第一盖板111和第二盖板112连接，这样就可以提高电池组10的装配效率。

在一种实施方式中，靠近盖板的电芯单体121可以通过连接筋123与盖板连接。示例性地，如图3和图4B所示，靠近第一盖板111的电芯单体121可以通过第一连接筋123a与第一盖板111连接，靠近第二盖板112的电芯单体121可以通过第二连接筋123b与第二盖板112连接。

在一种实施方式中，各电芯单体121可以通过支撑架与电池外壳11连接。例如，电芯单体121的底面通过支撑架固定连接在电池外壳11的底部。

在一种实施方式中，如图3和图4A所示，在容纳腔内，电芯串的数量为至少两个。至少两个电芯串沿厚度方向排列成电芯排。例如，在图4A中，电芯串121a、121b、121c和121d沿电芯单体121的厚度方向排列成电芯排。这样的方式，不会对容纳腔的容积造成过大影响，不会过多地增加电池组10的容积。

在一个实施例中，如图4A所示，沿厚度方向，相邻的电芯单体121之间设置有第一间隙51。从而，每个电芯串中各电芯单体121的沿厚度方向的侧面均可以与热交换介质接触并进行热交换，提高热交换效率。

在一种实施方式中，第一间隙51内可以设置有缓冲材料。示例性地，缓冲材料可以包括结构胶、泡棉等材质中的一种。需要说明的是，电芯单体121在自身温度变化过程中，电芯单体121会膨胀或收缩，在第一间隙内设置的缓冲材料，可以吸收电芯单体121的膨胀或收缩，有利于容纳腔内电芯单体121的稳定性。在第一间隙51内设置有缓冲材料的情况下，位于中间的电芯单体121例如图4A中的电芯单体121b、121c可以通过底面和顶面与热交换介质接触并进行热交换。

在一种实施方式中，如图1B所示，电池组10还可以包括集流管进口114和集流管出口115，集流管进口114和集流管出口115均与容纳腔连通。集流管进口114和集流管出口115分别设置在第一盖板111和第二盖板112上。需要说明的是，热交换介质可以从集流管进口114进入到容纳腔中，热交换介质进入容纳腔后，沿长度方向流动至集流管出口115，并集流管出口115排出。这样的设置方式，热交换介质在容纳腔内流动的时间较长，可以更加充分地与电芯单体121接触表面进行热交换，提高热交换效率。

在一种实施方式中，如图2A和图2B所示，电池外壳11可以包括壳体113以及连接在壳体113上方的上盖板118，集流管进口114和集流管出口115可以均设置在上盖板118上。热交换介质从集流管进口114进入到容纳腔后，直至热交换介质充满容纳腔，热交换介质从集流管出口115排出。

示例性地，容纳腔中可以设置导管，导管的一端与集流管进口114连通，导管的另一端位于容纳腔底部。从而，从集流管进口114进入的热交换介质可以通过导管到达容纳腔底部，保证热交换介质在上升的过程中与电芯单体121表面进行热交换，避免在热交换介质已经充满的情况下，从集流管进口114进入的热交换介质在没有与电芯单体121表面进行热交换的情况下直接从集流管出口115排出。

在一种实施方式中，如图2B所示，电芯单体121的数量为至少两个，至少两个电芯单体121沿厚度方向排列成电芯排。其中，厚度方向为电芯单体121的厚度所在的方向。在一个实施例中，在如图2B所示实施例中，电芯单体121可以与上盖板118或壳体113的底部连接，以便将电芯单体121固定在电池外壳11上。

在一个实施例中，在厚度方向上，各电芯单体121的极耳可以并联连接。各电芯单体121的极耳也可以串联连接。

在一个实施例中，在厚度方向上，相邻的两个电芯单体121之间设置有第一间隙。从而，每个电芯排中各电芯单体121的厚度方向上的侧面均可以与热交换介质接触并进行热交换，提高热交换效率。

在一个实施例中，第一间隙内设置有缓冲材料。示例性地，缓冲材料可以包括结构胶、泡棉等材质中的一种。

在一种实施方式中，如图1A和如图2A所示，电池组10还可以包括第一极柱116和第二极柱117，第一极柱116和第二极柱117中的一个可以为正极柱，另一个可以为负极柱。第一极柱116和第二极柱117可以分别设置在第一盖板111和第二盖板112上，如图1A所示。第一极柱116和第二极柱117可以设置在同一个盖板上，例如，第一极柱116和第二极柱117均设置在上盖板118上，如图2A所示。

在一种实施方式中，电池组10还可以包括防爆泄压阀15。防爆泄压阀15可以设置在电池外壳11上并与容纳腔连通。防爆泄压阀15用于在容纳腔内压力达到预设值的情况下开启进行泄压。在电芯单体121热失控的情况下，容纳腔内温度出现不可控温升，导致容纳腔内压力增大，在容纳腔内压力达到预设值的情况下，防爆泄压阀15开启，可以为容纳腔泄压，避免容纳腔内压力增大导致安全问题，提高电池组10的安全性能。

在一种实施方式中，防爆泄压阀15与集流管出口115设置在同一个盖板上。集流管出口115是为了排出热交换介质，因此，靠近集流管出口115的热交换介质压力较小。将防爆泄压阀15设置为与集流管出口115在同一个盖板上，即使热交换介质通过防爆泄压阀15排出，也不会对防爆泄压阀15的排出压力造成过大影响，有利于提高安全性能。

图5为本公开另一实施例中电池组的一个分解结构示意图，图6A为本公开另一实施例电池组中容纳腔内部结构示意图，图6B为本公开另一实施例电池组中容纳腔内部结构示意图，图7为图6B中的C部分的放大示意图。

在一种实施方式中，如图5～图7所示，电芯单体121的数量为至少两个，至少两个电芯单体121沿厚度方向排列成电芯排。如图7中，电芯单体121a1、121b1、121c1和121d1沿电芯单体121的厚度方向排列成电芯排。电池组10还可以包括支撑板13，支撑板13位于容纳腔内。支撑板13与至少一个电芯单体121的侧面相贴合。示例性地，支撑板13在厚度方向与至少一个电芯单体121的侧面相贴合。支撑板13内设置有用于容纳热交换介质的第一流道。

本公开实施例的电池组10，支撑板13可以对与之相贴合的电芯单体121起到支撑作用。通过在支撑板13内设置用于容纳热交换介质的第一流道，使得热交换介质可以填充在第一流道内，第一流道内的热交换介质可以为电芯单体121进行散热，避免电芯单体121的侧面无法接触到热交换介质，进一步提高热交换效率，提高对电池组10的热管理效果。

示例性地，第一流道可以为一端封闭的流道。

示例性地，第一流道可以为导通的第一流道，即第一流道具有进口和出口，热交换介质从进口进入，从出口排出。从而，热交换介质可以不断流经第一流道，更好地与支撑板13贴合的电芯单体121进行热交换，提高热交换效率。

在一种实施方式中，第一流道沿长度方向延伸并贯穿支撑板13。这样的第一流道，热交换介质在流经第一流道时，可以沿长度方向与电芯单体121进行热交换，增大了热交换的面积，提高了热交换效果。

示例性地，第一流道的数量可以为至少两个，至少两个第一流道可以沿高度方向排列。

在一个实施例中，第一流道可以呈迂回状，第一流道的进口和出口可以沿长度方向分别设置在支撑板13的两端。

需要说明的是，可以根据需要设置第一流道的具体形状和数量，只要热交换介质可以流经第一流道即可。

在一种实施方式中，如图5所示，电池外壳11可以包括壳体113和上盖板118，上盖板118位于壳体113的上方，并与壳体113密封连接。集流管进口114和集流管出口115均设置在上盖板118上。支撑板13内的第一流道沿高度方向延伸并贯穿支撑板13。这样的支撑板13，当热交换介质从集流管进口114到达容纳腔底部，并从底部逐渐上升的过程中，热交换介质可以流经第一流道，并通过支撑板13与电芯单体121的接触面之间进行热交换。示例性地，第一流道的数量可以为至少两个，至少两个第一流道可以沿长度方向排列。在一个实施例中，第一流道可以呈迂回状，第一流道的进口和出口可以沿高度方向分别设置在支撑板13的上下两端。其中，“高度方向”是指电芯单体121的高度所在的方向。

在一种实施方式中，如图5和图6A、图6B所示，支撑板13可以沿厚度方向设置在相邻的电芯单体121之间。这样的结构，每一个电芯单体121的较大侧面均可以与热交换介质进行热交换，进一步提高热交换效率。另外，这样的结构，支撑板13可以将在厚度方向上相邻的两个电芯单体121进行隔离，避免一个电芯单体121出现热失控时扩散至相邻的电芯单体121，避免了热扩散。

在一种实施方式中，支撑板13可以沿厚度方向设置在电芯排与电池外壳11之间。在电池包20中，多个电池组10可以沿厚度方向依次排列。将支撑板13沿厚度方向设置在电芯排与电池外壳11之间，相当于在两个电池组10之间设置了支撑板13，支撑板13可以将位于相邻两个电池组10中的电芯排相隔离，避免一个电池组10内的热量扩散至相邻的电池组10内，避免了电池组10之间的热扩散，可以提高电池包20的寿命。

在一种实施方式中，支撑板13可以与电池外壳11连接，通过支撑板13固定电芯单体121。

在一种实施方式中，电芯单体121与电池外壳11连接以固定电芯单体121。

在一种实施方式中，如图6B和图7所示，至少两个电芯单体121沿长度方向排列成电芯串。位于同一个电芯串中的各电芯单体121依次串联连接，支撑板13与至少一个电芯串中的各电芯单体121的侧面相贴合。例如，在图6B和图7中，电芯串121a、121b、121c和121d，位于电芯串121a中的各电芯单体121依次串联连接。支撑板13位于电芯串121b和电芯串121c之间，支撑板13与电芯串121b中的各电芯单体121的侧面相贴合，支撑板13与电芯串121c中的各电芯单体121的侧面相贴合。从而，支撑板13可以固定整个电芯串，流经支撑板13内的热交换介质可以与电芯串中的各电芯单体121进行热交换，调节电芯串中各电芯单体121的温度。

在一种实施方式中，如图6B和图7所示，支撑板13沿厚度方向设置在相邻的电芯串之间。从而，一个支撑板13可以为两个电芯串提供支撑，并且，通过该支撑板13内的热交换介质可以同时与两串电芯串中的各电芯单体121进行热交换，减少了支撑板13的数量，降低了成本。

在一种实施方式中，如图6B和图7所示，沿厚度方向，每隔两个电芯串设置一个支撑板13。例如，图6B中示意性地示出了前、后、左、右方向，图6B中，支撑板13设置在电芯串121b和电芯串121c之间，从而，电芯串121a中各电芯单体121的向前的侧面暴露在热交换介质中，并与热交换介质接触进行热交换；电芯串121b中各电芯单体121的向后的侧面与支撑板13相贴合进行热交换；电芯串121c中各电芯单体121向前的侧面与支撑板13相贴合进行热交换；电芯串121d中各电芯单体121的向后的侧面暴露在热交换介质中，并与热交换介质接触进行热交换。这样的方式，不仅可以使得每个电芯单体121均存在一个较大的侧面进行热交换，提高温度管理效果，而且还可以减少支撑板13的数量，降低成本。

本公开实施例还提供一种电池包，电池包可以包括以上任一实施例中的电池组。

相关技术中，电池包包括电池包壳体，所有的电芯单体位于电池包壳体中，电池包壳体中填充热交换介质，热交换介质与电芯单体进行热交换，实现对温度的控制。这样的电池包，电池包壳体由于需要容纳所有的电芯单体，因此，电池包壳体容积比较大，电池包壳体内填充的热交换介质非常多，导致电池包重量大大增大，并且，还造成热交换介质的浪费。

本公开实施例中，电池组的容纳腔中容纳少量的电芯单体，容纳腔容积较小，填充的热交换介质比较少，电池组重量小，方便携带、安装。并且，容纳腔中的热交换介质更容易对少量的电芯单体进行温度调节，提高热管理效率。

本公开实施例还提供一种电池组，电池组包括电池外壳以及位于电池外壳内的容纳腔。电池组还包括设置在容纳腔中的第一热交换结构件和至少一个电芯单体。第一热交换结构件内设置有供热交换介质流通的第二流道。电池组还包括集流管进口和集流管出口。集流管进口和集流管出口均设置在电池外壳上，第二流道的进口和出口分别与集流管进口和集流管出口连通。第一热交换结构件与至少一个电芯单体的侧面相贴合，从而，第一热交换结构件可以与电芯单体进行热交换，调节电芯单体的温度。

在一个实施例中，电芯单体的数量为至少两个，至少两个电芯单体沿厚度方向依次排布。第一热交换结构件可以位于相邻两个电芯单体之间，并与两个电芯单体的表面相贴合。

图8为本公开另一实施例中电池组的分解结构示意图，图9为本公开另一实施例中电池组中容纳腔内部结构示意图。图10A为一种电芯单体的结构示意图，图10B为一种电芯单体的另一结构示意图，图10C为另一种电芯单体的结构示意图，图10B和图10C中，电芯单体121的中空腔内均设置有第一热交换结构件14。

在一种实施方式中，如图8和图9所示，电池组10包括电池外壳11以及位于电池外壳11内的容纳腔。电池组10还包括设置在容纳腔中的第一热交换结构件14和至少一个电芯单体121。如图10A所示，电芯单体121包括电芯单体本体1211和设置在电芯单体本体1211内的中空腔1212。第一热交换结构件14位于中空腔。第一热交换结构件14内设置有供热交换介质流通的第二流道。电池组10还包括集流管进口114和集流管出口115。集流管进口114和集流管出口115均设置在电池外壳11上，第二流道的进口和出口分别与集流管进口114和集流管出口115连通。

本领域技术人员可以理解，电芯单体121在工作过程中，其中心的温度更大，且中心的温度很难通过热交换进行调节。

本公开实施例的技术方案，电芯单体121包括电芯单体本体1211和设置在电芯单体本体1211内的中空腔1212，第一热交换结构件14位于中空腔1212。这样的结构，第一热交换结构件14内第二流道的热交换介质可以与电芯单体121的中部进行热交换，更好地调节电芯单体121中部的温度，从而可以更好地调节电芯单体121整体的温度，提高热管理效率。

在一种实施方式中，第一热交换结构件14与中空腔1212相匹配，从而，第一热交换结构件14在中空腔1212内与电芯单体本体1211的内侧表面相贴合。这样的结构，第一热交换结构件14内的热交换介质可以更好地与电芯单体121的中部进行热交换，进一步提高热交换效率。

在一个实施例中，电芯单体121可以为卷芯电池，电芯单体121的中空腔1212的截面为类似椭圆形。第一热交换结构件14的截面形状为类似椭圆形，且与中空腔的形状相匹配。从而，当第一热交换结构件14放置在中空腔1212后，第一热交换结构件14的外侧表面可以与中空腔相接触贴合，使得第一热交换结构件14与电芯单体121可以更好地进行热交换。

可以理解的是，在其它实施例中，电芯单体121的截面形状并不限于类似椭圆形或者椭圆形，中空腔的截面形状并不限于类似椭圆形或者椭圆形，电芯单体121的截面形状和中空腔的截面形状还可以为其它形状，例如矩形、圆形等形状。电芯单体121的截面形状和中空腔的截面形状可以根据需要设置。

在一个实施例中，如图10A所示，中空腔可以沿电芯单体121的高度方向设置，也就是说，中空腔的中心轴所在方向与高度方向相平行。示例性地，在高度方向上，中空腔的一端为开口，另一端为封闭端。示例性地，中空腔沿高度方向贯穿电芯单体本体1211。第一热交换结构件14可以从中空腔的开口放置到中空腔内。

在一种实施方式中，如图10C所示，中空腔沿电芯单体121的长度方向设置，也就是说，中空腔的中心轴所在方向与长度方向相平行。示例性地，中空腔沿长度方向贯穿电芯单体本体1211。

将中空腔设置为沿长度方向设置，从而，当第一热交换结构件14放置到中空腔1212后，第一热交换结构件14与电池单体的接触面积更大，进一步提高热交换效率。

需要说明的是，在本公开实施例中，长度方向可以为电芯单体121的长度所在的方向。

在一种实施方式中，参考图8，在电池组10中，电芯单体121的数量可以为至少两个，至少两个电芯单体121沿厚度方向和/或长度方向排列。第一热交换结构件14的数量可以与电芯单体121的数量相同且一一对应。各第一热交换结构件14位于对应的中空腔。各第一热交换结构件14的第二流道的进口和出口分别与集流管进口114和集流管出口115连通。宽度方向为电芯单体121的宽度所在的方向，厚度方向为电芯单体121的厚度所在的方向。

各电芯单体121的极耳可以依次串联连接，也可以并联连接，还可以串联与并联相结合的连接。

在一种实施方式中，参考图9，电芯单体121的数量为至少两个，至少两个电芯单体121沿长度方向排列成电芯串。第一热交换结构件14依次穿过位于同一个电芯串中的各电芯单体121的中空腔。长度为电芯单体121的长度。这样的结构，一个第一热交换结构件14可以同时与一个电芯串中的各电芯单体121进行热交换，降低了第一热交换结构件14的数量，方便了装配，提高了热管理效率、降低了成本。

示例性地，位于同一个电芯串中的各电芯单体121的极耳依次串联连接。

在一个实施例中，电芯串的数量可以为至少两个，至少两个电芯串可以沿厚度或宽度方向排列。

在一种实施例中，为了固定电芯单体121，各电芯单体121可以与电池外壳11连接。示例性地，可以通过第一热交换结构件14固定电芯单体121。

图11为本公开另一实施例中电池组的平面结构示意图。在一种实施方式中，如图11所示，电池组10还可以包括设置在容纳腔中的第二热交换结构件16，第二热交换结构件16位于电芯单体121的外侧且与电芯单体121本体的外侧表面相贴合。第二热交换结构件16内设置有供热交换介质流通的第三流道。第三流道的进口和出口分别与集流管进口114和集流管出口115连通。

第三流道中的热交换介质通过第二热交换结构件16可以与电芯单体121进行热交换，第二热交换结构件16和第一热交换结构件14相结合，同时对电芯单体121内部和外部进行热交换，更好地对电芯单体121的温度进行控制和管理，进一步提高了对电池组10的热管理效率。

示例性地，第二流道和第三流道的截面形状、整体形状可以根据需要设置，在此不作具体限定。

在一种实施方式中，如图9所示，电池外壳11包括沿长度方向相对设置的第一盖板111和第二盖板112，集流管进口114和集流管出口115分别设置在第一盖板111和第二盖板112上。

在一种实施方式中，如图8所示，电池外壳11包括上盖板118，集流管进口114和集流管出口115均设置在上盖板118上。

在一种实施方式中，如图8和图9所示，电池组10还包括防爆泄压阀15。防爆泄压阀15设置在电芯单体121外壳上并与容纳腔连通。容纳腔为封闭式容纳腔，防爆泄压阀15用于当容纳腔内压力达到预设值时开启进行泄压。

在一种实施方式中，防爆泄压阀15与集流管出口115设置在电池外壳11的同一侧。

在一个实施例中，电芯单体121的外壳可以是铝塑膜或者金属外壳，电芯单体121的外壳是密封结构。

在一种实施方式中，电池外壳11的材料可以为金属、绝缘塑料、复合材料等材质中的一种。金属可以为铝、铝合金、钢、钢合金或不锈钢等金属材料。塑料可以为尼龙或复合材料等。

在一种实施方式中，电池外壳11可以包括壳体113以及用于封闭壳体113的盖板，壳体113可以为一体成型件，盖板与壳体113之间通过密封件实现密封。电池组10的极柱与电池外壳11密封连接，电池组10的极柱与电池外壳11绝缘式密封连接，以保证容纳腔的密封性。

本公开实施例还提供一种电池包20，电池包20包括本公开任一实施例中的电池组10。

图12为本公开一实施例中电池包的分解结构示意图，图13为本公开实施例中电池包的一种管路连接示意图，图14为本公开另一实施例中电池包的一种管路连接示意图。在一种实施方式中，如图12所示，电池包20可以包括电池组10阵列和至少一个热交换板22，电池组10阵列包括多个电池组10，多个电池组10沿预设方向排列。

如图12所示，电池组10包括电池外壳11以及位于电池外壳11内的容纳腔。容纳腔中设置有供热交换介质流通的热交换流道。可以参考图1A～图7，电池组10还包括至少一个电芯单体121、集流管进口114和集流管出口115。至少一个电芯单体121设置在容纳腔中。集流管进口114和集流管出口115设置在电池外壳11上，集流管进口114和集流管出口115分别与热交换流道的进口和出口连通。

如图12所示，热交换板22位于电池组10阵列的一侧，且与各电池组10的一侧表面相接触。热交换板22内设置有供热交换介质流通的第四流道，第四流道具有进口(Inport)和出口(Outport)。

如图13所示，电池包20还包括第一进口端23和第一出口端24，各电池组10的集流管进口114、第四流道的进口均与第一进口端23连通，各电池组10的集流管出口115、第四流道的出口均与第一出口端24连通。第一进口端23用于接收热交换介质，第一出口端24用于排出热交换介质。

本公开实施例中的电池包20，进入容纳腔内的热交换介质可以直接对电芯单体121进行热管理(例如冷却或加热)，进入热交换板22的第四流道内的热交换介质可以从外部对电池组10进行热管理。在车辆运行过程中，可以根据车辆的运行工况选择其中至少一种对电池包20进行热管理，例如，在工况良好状态下，可以选择热交换介质进入热交换板22的模式对电池包20进行热管理；在工况较恶劣情况下，可以选择热交换介质进入容纳腔的模式对电池包20进行热管理；在工况严重恶劣情况下，可以同时选择热交换介质进入热交换板22和热交换介质进入容纳腔两种模式对电池包20进行热管理。这样的方式，不仅可以实现对电池包20的热管理，而且还可以提高热管理效率，避免能源浪费。

在一种实施方式中，如图12所示，预设方向可以为电池组10的厚度方向。也就是说，多个电池组10沿电池组10的厚度方向排列成电池组10阵列。这样的排列方式，可以减小电池包20的尺寸，有利于电池包20的小型化。

在一种实施方式中，如图12所示，电池包20还可以包括第一排管25和第二排管26。第一排管25包括第一进入口251和多个第一排出口252，多个第一排出口252与多个电池组10的集流管进口114连通。示例性地，第一排出口252的数量可以与电池组10的数量相同，多个第一排出口252与多个电池组10的集流管进口114一一对应地连通。第一进入口251与第一进口端23连通。

第二排管26包括第二排出口262和多个第二进入口261，多个第二进入口261与多个电池组10的集流管出口115连通。示例性地，第二进入口261的数量可以与电池组10的数量相同，多个第二进入口261与多个电池组10的集流管出口115一一对应地连通。第二排出口262与第一出口端24连通。

在一种实施方式中，如图13所示，第一进入口251与第一进口端23之间设置有第一阀门31。第一阀门31用于在控制模块的控制下关断或导通第一进入口与第一进口端23的连通。例如，在第一阀门31在控制模块的控制下关断时，第一进入口与第一进口端23之间的连通被关断，热交换介质无法通过第一排管25进入到各电池组10的容纳腔中；在第一阀门31在控制模块的控制下导通时，第一进入口与第一进口端23连通，热交换介质可以通过第一排管25进入到各电池组10的容纳腔中。

通过设置第一阀门31，可以实现对热交换介质进入容纳腔的模式的选择。

在一种实施方式中，热交换板22的第四流道的进口与第一进口端23之间设置有第二阀门32。第二阀门32用于在控制模块的控制下关断或导通热交换板22的第四流道进口与第一进口端23的连通。例如，在第二阀门32在控制模块的控制下关断时，第四流道进口与第一进口端23之间的连通被关断，热交换介质无法进入到热交换板22的第四流道中；在第二阀门32在控制模块的控制下导通时，第四流道进口与第一进口端23连通，热交换介质可以进入到热交换板22的第四流道中。通过设置第二阀门32，可以实现对热交换介质进入热交换板22的模式的选择。

在一种实施方式中，控制模块被配置为控制第一阀门31和第二阀门32中的至少一个导通，使得第一进口端23与第一进入口、热交换板22的第四流道进口中的至少一个连通。通过控制模块，可以控制第一阀门31和第二阀门32中的至少一个导通，从而可以根据工况选择电池包20的热管理模式。

在一种实施方式中，如图12和图13所示，热交换板22的数量为两个。两个热交换板22分别沿电池组10的高度方向分别设置在电池组10阵列的相对两侧。第二阀门32的数量为两个，两个热交换板22与两个第二阀门32一一对应。各热交换板22的第四流道的进口均通过对应的第二阀门32与第一进口端23连通。控制模块被配置为控制第一阀门31、两个第二阀门32中的至少一个导通，使得第一进口端23与第一进入口、热交换板22的第四流道进口中的至少一个连通。

示例性地，如图13所示，两个热交换板22可以分别为热交换板22a和热交换板22b，两个第二阀门32可以分别为第二阀门32a和第二阀门32b。热交换板22a的第四流道的进口通过第二阀门32a与第一进口端23连通，热交换板22b的第四流道的进口通过第二阀门32b与第一进口端23连通。控制模块被配置为控制第一阀门31、第二阀门32a、第二阀门32b中的至少一个导通，使得第一进口端23与第一进入口、热交换板22a的第四流道进口、热交换板22b的第四流道进口中的至少一个连通。

本公开实施例的电池包20，通过设置第一阀门31、第二阀门32和控制模块，可以根据车辆的运行工况选择电池包20的热管理模式，使得电池包20的热管理模式与运行工况相匹配，不仅可以获得较好的热管理效果，而且可以避免能源浪费。

在一种实施方式中，在至少一个电池组10的容纳腔内的温度和/或压力达到预设值的情况下，控制模块被配置为控制第一阀门31和两个第二阀门32导通。示例性地，预设值的大小可以根据电池包20可以承受的温度和压力进行设定。示例性地，可以理解的是，温度、压力的预设值可以为电池组10热失控时，电池包20可以承受的温度、压力。

当至少一个电池组10的容纳腔内的温度和/或压力达到预设值时，表示至少一个电池组10出现了热失效。这时候，通过控制模块可以控制第一阀门31和两个第二阀门32均导通，两个热交换板22、以及电池组10内部同时对电池包20进行冷却降温，避免危害发生。

在一种实施方式中，电池组10的容纳腔为封闭式容纳腔，例如图1A～图7所示实施例中的电池组10，容纳腔内的至少部分空间形成热交换流道。这样的方式，热交换介质可以直接进入容纳腔中，使得容纳腔中的电芯单体121浸没在热交换介质中，热交换介质对电芯单体121进行热交换。

在一种实施方式中，电池组10还包括设置在容纳腔中的第一热交换结构件14，例如如图8～图11所示实施例中的电池组10，第一热交换结构件14内设置有供热交换介质流通的第二流道，热交换流道包括第二流道。热交换介质进入第二流道中，热交换介质通过第一热交换结构件14与电芯单体121进行热交换。

在一种实施方式中，电池包20中的电池组10可以为本公开任一实施例中的电池组10。

在一种实施方式中，集流管进口114和集流管出口115均与容纳腔连通。热交换板22内的第四流道的进口与第一进口端23连通，第四流道的出口与第一出口端24连通，第一进口端23用于接收热交换介质，第一出口端24用于排出热交换介质，如图13所示。

如图14所示，电池包20还包括第二进口端27和第二出口端28，集流管进口114均与第二进口端27连通，集流管出口115均与第二出口端28连通。第二进口端27用于接收灭火介质，第一出口端24用于排出灭火介质的产出物。

本公开实施例的电池包20，第一进口端23用于接收热交换介质，第一出口端24用于排出热交换介质，通过第一进口端23进入到热交换板22内的热交换介质可以与各电池组10进行热交换；第二进口端27用于接收灭火介质，第一出口端24用于排出灭火介质的产出物，通过第二进口端27进入到电池组10容纳腔中的灭火介质可以在容纳腔内部对电芯单体121进行降温灭火。这样的电池包20，不仅可以实现对电池包20的冷却或加热，而且在电池组10出现热失控时，还可以在电池组10内部对电池组10进行灭火，避免电池包20出现热扩散，进一步提高了电池包20的安全性能。

在一种实施方式中，如图12和图14所示，电池包20还可以包括第一排管25和第二排管26。第一排管25包括第一进入口和多个第一排出口，多个第一排出口与多个电池组10的集流管进口114连通。示例性地，第一排出口的数量可以与电池组10的数量相同，多个第一排出口与多个电池组10的集流管进口114一一对应地连通。第一进入口与第二进口端27连通。从而，灭火介质由第二进口端27进入第一排管25内，并进入至电池组10的容纳腔。

第二排管26包括第二排出口和多个第二进入口，多个第二进入口与多个电池组10的集流管出口115连通。示例性地，第二进入口的数量可以与电池组10的数量相同，多个第二进入口与多个电池组10的集流管出口115一一对应地连通。第二排出口与第二出口端28连通。从而，灭火介质的产出物通过第二进入口进入第二排管26内，最终通过第二出口端28排出。

在一个实施例中，如图12所示，第一排管25和第二排管26可以沿电池组10的长度方向设置在电池组10阵列的相对两侧。需要说明的是，在其它实施例中，第一排管25和第二排管26的位置可以根据需要设置。

在一种实施方式中，如图12和图14所示，热交换板22的数量可以为两个，两个热交换板22分别沿电池组10的高度方向分别设置在电池组10阵列的相对两侧。各热交换板22的第四流道的进口均与第一进口端23连通，各热交换板22的第四流道的出口均与第一出口端24连通。通过将热交换板22设置为两个，两个热交换板22可以分别从上侧和下侧与各电池组10进行热交换，提高热交换效率。

在一种实施方式中，电池包20还包括两个第二阀门32。两个热交换板22与两个第二阀门32一一对应。各热交换板22的第四流道的进口均通过对应的第二阀门32与第一进口端23连通。第二阀门32被配置为在控制模块的控制下关断或导通热交换板22的第四流道进口与第一进口端23的连通。

在一个实施例中，控制模块被配置为控制至少一个第二阀门32导通，使得第一进口端23与至少一个热交换板22的第四流道的进口导通。

这样的方式，可以通过控制两个第二阀门32的导通和关断，根据工况选择与电池组10进行热交换的冷却板的数量。例如，可以选择其中一个热交换板22对电池包20进行降温，或者选择两个热交换板22同时对电池包20进行降温。

在一种实施方式中，可以参考图1A～图7所示实施例中的电池组10，在至少一个电池组10的容纳腔内的温度和/或压力达到预设值的情况下，控制模块被配置为控制两个第二阀门32导通，并控制降温灭火系统向第二进口端27提供灭火介质。示例性地，预设值的大小可以根据电池包20可以承受的温度和压力进行设定。示例性地，可以理解的是，温度、压力的预设值可以为电池组10热失控时，电池包20可以承受的温度、压力。

当至少一个电池组10的容纳腔内的温度和/或压力达到预设值时，表示至少一个电池组10出现了热失效。这时候，通过控制模块可以控制两个第二阀门32均导通，两个热交换板22同时对电池包20进行冷却降温，并且，降温灭火系统向第二进口端27提供灭火介质，使得灭火介质进入电池组10的容纳腔内，在容纳腔内进行灭火降温，避免危害发生，进一步提高了电池包20的安全性能。

在一种实施方式中，灭火介质为氮气、二氧化碳、液氮、硅油、氟化液、水乙二醇混合液等中的一种。需要说明的是，灭火介质并不限于以上列举出的材料，灭火介质可以根据需要选择，只要可以实现灭火降温性能即可。

在一个实施例中，参考图3和图6B，容纳腔内设置有至少两个电芯单体121，至少两个电芯单体121沿长度方向排列成电芯串。电池外壳11包括沿长度方向相对设置的第一盖板111和第二盖板112，集流管进口114和集流管出口115分别设置在第一盖板111和第二盖板112上，长度方向为电芯单体121的长度所在的方向。这样的方式，灭火介质从集流管进口114进入容纳腔后，从集流管出口115排出，将集流管进口114和集流管出口115分别设置在相对设置的第一盖板111和第二盖板112上，有利于灭火介质产出物的排出，避免灭火介质产出物在容纳腔内残留。

本公开实施例还提出了一种车辆，车辆包括本公开任一实施例中的电池包20。

在本说明书的描述中，需要理解的是，术语“长度方向”指电芯单体的长度所在的方向，“高度方向”指电芯单体的高度所在的方向，“厚度方向”指电芯单体的厚度所在的方向。“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”指示的方位或位置关系为基于车辆的使用的方位或位置关系，“左”、“右”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公开和简化描述，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公开的限制。

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多个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本公开的不同结构。为了简化本公开的内容，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本公开。此外，本公开可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。

以上，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电池组，其特征在于，包括电池外壳以及位于所述电池外壳内的封闭的容纳腔，所述电池组还包括设置在所述容纳腔中的至少两个电芯单体以及填充在所述容纳腔内的热交换介质，所述热交换介质用于与所述电芯单体进行热交换，至少两个所述电芯单体沿长度方向排列成电芯串，位于同一个所述电芯串中的各所述电芯单体依次串联连接，所述长度方向为所述电芯单体的长度所在的方向。

2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，位于同一个所述电芯串中的各所述电芯单体的极耳依次串联连接。

3.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述电池外壳包括沿所述长度方向相对设置的第一盖板和第二盖板，位于同一个所述电芯串中的各所述电芯单体之间设置有第二间隙，相邻的两个所述电芯单体的相对端面相互连接，靠近所述第一盖板的电芯单体与所述第一盖板连接，靠近所述第二盖板的电芯单体与所述第二盖板连接。

4.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述电芯串的数量为至少两个，至少两个所述电芯串沿厚度方向排列成电芯排，所述厚度方向为所述电芯单体的厚度所在的方向。

5.根据权利要求4所述的电池组，其特征在于，沿所述厚度方向，相邻的所述电芯单体之间设置有第一间隙，所述第一间隙内设置有缓冲材料。

6.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，

所述电池外壳包括沿所述长度方向相对设置的第一盖板和第二盖板，所述电池组还包括集流管进口和集流管出口，所述集流管进口和所述集流管出口均与所述容纳腔连通，所述集流管进口和所述集流管出口分别设置在所述第一盖板和所述第二盖板上；或者，

所述电池外壳包括上盖板，所述电池组还包括集流管进口和集流管出口，所述集流管进口和所述集流管出口均与所述容纳腔连通，所述集流管进口和所述集流管出口均设置在所述上盖板上。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的电池组，其特征在于，所述电池组还包括防爆泄压阀，所述防爆泄压阀设置在所述电池外壳上并与所述容纳腔连通，所述防爆泄压阀用于在所述容纳腔内压力达到预设值的情况下开启进行泄压。

8.根据权利要求7所述的电池组，其特征在于，所述防爆泄压阀与所述电池组的集流管出口设置在同一个盖板上。

9.一种电池包，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的电池组。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的电池包。

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