CN218896728U - 电池包以及具有其的用电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池包以及具有其的用电装置，所述电池包包括：第一冷却板，所述第一冷却板包括第一间隔板和第一连接板，相邻两个所述第一间隔板之间设置有一个所述电芯，相邻两个所述第一间隔板通过所述第一连接板连接，相邻两个所述第一连接板设置在所述电池模组沿第二方向的两侧；第二冷却板，所述第二冷却板包括第二间隔板和第二连接板，相邻两个所述第二间隔板之间设置有一个所述电芯，相邻两个所述第一间隔板通过所述第二连接板连接，相邻两个所述第二连接板设置在所述电池模组沿所述第二方向的两侧。本实用新型所涉及的电池包，冷却效率高，换热能力强，冷媒温度更加均匀，电芯整体温度更加均匀。

Description

电池包以及具有其的用电装置

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电池包以及具有其的用电装置。

背景技术

温度高低对动力电池性能：电池容量、功率、充放电效率、安全性和寿命等都有着显著的影响。长时间工作在高温环境下，动力电池寿命缩短，性能降低，甚至会引发热失控等安全事故。同样温度过低，电池内部物质活性降低，其内阻和极化电压增加，充放电功率和容量显著降低，甚至引起不可逆衰减，并埋下安全隐患。因此需要引入热管理系统对电池进行低温加热、高温冷却散热以及保温管理。目前常用的冷却方式有自然冷却、强制风冷、液冷和直冷。对于越来越高的能量密度和快充速率要求，直冷系统显示出了很好的优越性。直冷采用相变沸腾换热，换热效率是液冷的3倍，系统体积更小。直冷技术与液冷相比，减少了水泵、冷却水管等水路元件，仅增加了电子膨胀阀和P-T传感器，成本降低约30％，重量降低70％。直冷板的均温性设计较为困难，经过膨胀阀的冷媒在直冷板里经过了相变的沸腾换热，进入压缩机前要达到一定的过热度。整个直冷板进出口温差较大，满足电芯均温不超过5℃要求较为困难。本申请旨在提出一种电池包，以解决上述问题。

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。本实用新型所涉及的电池包，通过双层布置的两个冷却板对电芯双侧大面冷却，冷却效率高，换热能力强，冷媒温度更加均匀，电芯整体温度更加均匀。

根据本实用新型的一些实施例，所述电池包包括：电池模组，所述电池模组包括多个沿第一方向排布的电芯；第一冷却板，所述第一冷却板内部形成有适于冷媒流通的第一冷却管路，所述第一冷却管路包括第一进水口和第一出水口，所述第一进水口设置在所述电池模组沿所述第一方向的一侧，所述第一出水口设置在所述电池模组沿所述第一方向的另一侧，所述第一冷却板包括第一间隔板和第一连接板，相邻两个所述第一间隔板之间设置有一个所述电芯，相邻两个所述第一间隔板通过所述第一连接板连接，相邻两个所述第一连接板设置在所述电池模组沿第二方向的两侧，所述第一方向与所述第二方向相交；第二冷却板，所述第二冷却板内部形成有适于所述冷媒流通的第二冷却管路，所述第二冷却管路包括第二进水口和第二出水口，所述第二进水口设置在所述电池模组沿所述第一方向的另一侧，所述第二出水口设置在所述电池模组沿所述第一方向的一侧，所述第二冷却板包括第二间隔板和第二连接板，相邻两个所述第二间隔板之间设置有一个所述电芯，相邻两个所述第一间隔板通过所述第二连接板连接，相邻两个所述第二连接板设置在所述电池模组沿所述第二方向的两侧。

本实用新型所涉及的电池包，包括两个冷却板，两个冷却板对电芯的大面进行换热，换热效果好，换热能力强，可进一步降低电芯的温度，防止电芯过热引发热失控，两个冷却板双层布置，两个冷却板内冷媒的流动方向相反，可使流经电芯一个大面的冷媒的温度更加均匀，进而使电芯整体的温度分布更加均匀，使两个冷却板进出口处电芯的温度更加均匀。

根据本实用新型的一些实施例，所述电芯的一个表面具有防爆阀，所述电芯具有所述防爆阀的一端为顶端，所述电芯背离所述防爆阀的一端为底端，所述第一进水口和所述第二进水口设置在所述底端，所述第一出水口和所述第二出水口设置在所述顶端。

根据本实用新型的一些实施例，所述电池模组包括间隔设置的第一模组和第二模组，所述第一冷却板包括第一段和第二段，所述第二冷却板包括第三段和第四段；所述第一模组和所述第二模组之间设置有第一转接板和第二转接板，所述第一转接板内部形成有适于所述冷媒流通的第一转接管路，所述第一转接板适于连通所述第一段和所述第二段，所述第二转接板内形成有适于所述冷媒流通的第二转接管路，所述第二转接板适于连通所述第三段和所述第四段。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一模组内所述电芯的数量和所述第二模组内所述电芯的数量不同，所述第一转接板朝向所述第二转接板的表面与所述第二转接板朝向所述第一转接板的表面连接且正对应设置。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一转接管路和所述第二转接管路呈蛇形分布。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一转接板与所述第二转接板之间的至少部分区域设置有导热结构胶层。

根据本实用新型的一些实施例，所述导热结构胶层的厚度为0.3mm～0.7mm。

根据本实用新型的一些实施例，所述电池包还包括：第一进水管，所述第一进水管与所述第一进水口连通；第一出水管，所述第一出水管与所述第一出水口连通；第二进水管，所述第二进水管与所述第二进水口连通；第二出水管，所述第二出水管与所述第二出水口连通；进水总成，所述进水总成与所述第一进水管和所述第二进水管连通；出水总成，所述出水总成与所述第一出水管和所述第二出水管连通。

根据本实用新型的一些实施例，所述电池模组构造为多个，多个所述电池模组沿所述第二方向排布。

在本实用新型的另一个方面，提出了一种用电装置，包括前述的电池包。由此，该用电装置具有前述的电池包所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，至少具有安全性更高的优点。

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是本实用新型一个实施例的电池包的结构示意图；

图2是图1中第一冷却板和第二冷却板的结构示意图；

图3是本实用新型一个实施例的第一转接板的结构示意图；

图4是本实用新型一个实施例的第二转接板的结构示意图；

图5是本实用新型第一转接板和第二转接板连接方式的结构示意图。

附图标记：

1：电池包；11：电池模组；111：电芯；12：第一冷却板；121：第一间隔板；122：第一连接板；12a：第一进水口；12b：第一出水口；13：第二冷却板；131：第二间隔板；132：第二连接板；13a：第二进水口；13b：第二出水口；1111：防爆阀；11a：第一模组；11b：第二模组；1211：第一段；1212：第二段；1311：第三段；1312：第四段；14：第一转接板；15：第二转接板；16：导热结构胶层；17：进水总成；18：出水总成；171：第一进水管；172：第二进水管；181：第一出水管；182：第二出水管。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考图1-图5描述根据本实用新型实施例的电池包1。

在本实用新型的一个方面，提出了一种电池包1，参考图1，该电池包1包括：电池模组11、第一冷却板12和第二冷却板13。

其中，电池模组11包括多个沿第一方向排布的电芯111。

第一冷却板12内部形成有适于冷媒流通的第一冷却管路，第一冷却管路包括第一进水口12a和第一出水口12b(参考图2)，第一进水口12a设置在电池模组11沿第一方向的一侧，第一出水口12b设置在电池模组11沿第一方向的另一侧，第一冷却板12包括第一间隔板121和第一连接板122，相邻两个第一间隔板121之间设置有一个电芯111，相邻两个第一间隔板121通过第一连接板122连接，相邻两个第一连接板122设置在电池模组11沿第二方向的两侧，第一方向与第二方向相交。也即是说，第一冷却板12为蛇形冷却板，蛇形的第一冷却板12可对所有电芯111的两个大面进行散热。

第二冷却板13内部形成有适于冷媒流通的第二冷却管路，第二冷却管路包括第二进水口13a和第二出水口13b，第二进水口13a设置在电池模组11沿第一方向的另一侧，第二出水口13b设置在电池模组11沿第一方向的一侧，第二冷却板13包括第二间隔板131和第二连接板132，相邻两个第二间隔板131之间设置有一个电芯111，相邻两个第一间隔板121通过第二连接板132连接，相邻两个第二连接板132设置在电池模组11沿第二方向的两侧。也即是说，第二冷却板13同样为蛇形冷却板，蛇形的第二冷却板13可对所有电芯111的两个大面进行散热。

本实用新型所涉及的电池包1，包括两个冷却板，两个冷却板对电芯111的大面进行换热，换热面积大，换热效果好，换热能力强，可进一步降低电芯111的温度，防止电芯111过热引发热失控，两个冷却板双层布置，两个冷却板内冷媒的流动方向相反，可使流经电芯111一个大面的冷媒的温度更加均匀，进而使电芯111整体的温度分布更加均匀，使两个冷却板进出口处电芯111的温度更加均匀。除此之外，采用电芯111大面双侧冷媒冷却，不仅提高了冷却能力，也提高了冷却响应速率，尤其是对于高倍率快充以及大倍率放电工况，通过调整蛇形冷却板的长度可以适用不同大小的模组，与常规的冲压液冷板相比，进一步减少了开模费用。

根据本实用新型的一些实施例，参考图1和图2，电芯111的一个表面具有防爆阀1111，电芯111具有防爆阀1111的一端为顶端，电芯111背离防爆阀1111的一端为底端，第一进水口12a和第二进水口13a设置在底端，第一出水口12b和第二出水口13b设置在顶端。也即是说，两个冷却板内的冷媒均是下进上出，电芯111底端温度低、顶端温度高，通过电芯111内部导热实现了温度的均衡。

下面对第一冷却板12和第二冷却板13的具体结构进行详细说明：

根据本实用新型的一些实施例，参考图1～图3，电池模组11包括间隔设置的第一模组11a和第二模组11b，第一冷却板12包括第一段1211和第二段1212，第二冷却板13包括第三段1311和第四段1312；第一模组11a和第二模组11b之间设置有第一转接板14和第二转接板15，第一转接板14内部形成有适于冷媒流通的第一转接管路，第一转接板14适于连通第一段1211和第二段1212，第二转接板15内形成有适于冷媒流通的第二转接管路，第二转接板15适于连通第三段1311和第四段1312。也即是说，第一冷却板12和第二冷却板13呈X型交叉布置，第一转接板14和第二转接板15均呈Z型，但是两个Z型的方向相反，第一冷却板12的冷媒通过第一转接板14实现下进上出，第二冷却板13内的冷媒通过第二转接板15实现下进上出，两个冷却板内冷媒的流通方向相反。由此，进一步提高冷却板内冷媒温度的均匀性，提高电芯111表面温度的均匀性，提高冷却板冷媒进出口处对应的电芯111的温度的均匀性。

根据本实用新型的一些实施例，第一模组11a和第一模组11a内电芯111的数量可以相同也可以不同，当第一模组11a和第二模组11b内电芯111的数量不同时，参考图1，第一转接板14朝向第二转接板15的表面与第二转接板15朝向第一转接板14的表面连接且正对应设置。也即是说，两个冷却板内的冷媒在转接板处汇集，由于第一模组11a与第二模组11b内电芯111数量不同，发热量不同，第一冷却板12和第二冷却板13内的两股冷媒在转接板处存在温差，通过转接板强制对流换热实现冷媒的均温，进而有利于电芯111的均温。

根据本实用新型的一些实施例，参考图4和图5，第一转接管路和第二转接管路呈蛇形分布，第一转接管路内冷媒的流通方向如图4所示，第二转接管路内冷媒的流通方向如图5所示。由此，由于第一转接管路和第二转接管路内冷媒的流动方向相反，高温冷媒和低温冷媒在转接板处形成强制对流换热，实现冷媒的均温，进而有利于电芯111的均温。

根据本实用新型的一些实施例，参考图3，还可以在第一转接板14与第二转接板15之间的至少部分区域设置导热结构胶层16。进一步地，可在第一转接板14和第二转接板15的连接处均设置导热结构胶层16。由此，增强高温冷媒与低温冷媒在转接板处的换热能力，进一步提高冷媒温度的均匀性，进一步提高电芯111温度的均匀性。

具体地，导热结构胶层16的厚度不受特别限制，本领域技术人员可根据实际情况进行设计。具体到本申请，导热结构胶层16的厚度可以为0.3mm～0.7mm。进一步地，导热结构胶层16的厚度可以为0.5mm。

根据本实用新型的一些实施例，参考图1，电池包1还包括：第一进水管171，第一进水管171与第一进水口12a连通；第一出水管181，第一出水管181与第一出水口12b连通；第二进水管172，第二进水管172与第二进水口13a连通；第二出水管182，第二出水管182与第二出水口13b连通；进水总成17，进水总成17与第一进水管171和第二进水管172连通；出水总成18，出水总成18与第一出水管181和第二出水管182连通。由此，通过一个进水总成17为第一冷却板12和第二冷却板13提供冷媒，进水总成17内的冷媒经第一进水管171和第二进水管172进行分流，出水总成18内的冷媒经第一出水管181和第二出水管182分流，降低了冷媒在冷却管路内流通的阻力，进一步提高换热效率。

根据本实用新型的一些实施例，电池包1内电池模组11的数量不受特别限制，本领域技术人员可根据用电需求进行设计。当电池模组11构造为多个时，多个电池模组11沿第二方向排布。例如，当电池包1内包括两个电池模组11时，参考图1，相应的，便具有两个第一进水口12a、两个第一出水口12b、两个第二进水口13a和两个第二出水口13b，第一进水管171可分别与两个第一进水口12a连通，第一出水口12b可分别与两个第一出水口12b连通，第二进水管172可分别与两个第二进水口13a连通，第二出水管182可分别与两个第二出水口13b连通，进水总成17与第一进水管171和第二进水管172连通，出水总成18与第一出水管181和第二出水管182连通。

需要说明的是，当电池包1包括多个电池模组11时，进水管、出水管、进水总成17和出水总成18之间的连接关系参考两个电池模组11时的连接方式，具体不再赘述。

需要说明的是，当电池包1包括多个电池模组11时，每个电池模组11上冷却板的结构、转接板的结构、转接管路的设计、冷媒的流通方式、导热结构胶的设计等均可参考前述的设计方案，在此不再赘述。

在本实用新型的另一个方面，提出了一种用电装置，包括前述的电池包1。由此，该用电装置具有前述的电池包1所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，至少具有安全性更高的优点。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，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。

在本实用新型的描述中，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。

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。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

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 (10)

1.一种电池包，其特征在于，包括：

电池模组，所述电池模组包括多个沿第一方向排布的电芯；

第一冷却板，所述第一冷却板内部形成有适于冷媒流通的第一冷却管路，所述第一冷却管路包括第一进水口和第一出水口，所述第一进水口设置在所述电池模组沿所述第一方向的一侧，所述第一出水口设置在所述电池模组沿所述第一方向的另一侧，所述第一冷却板包括第一间隔板和第一连接板，相邻两个所述第一间隔板之间设置有一个所述电芯，相邻两个所述第一间隔板通过所述第一连接板连接，相邻两个所述第一连接板设置在所述电池模组沿第二方向的两侧，所述第一方向与所述第二方向相交；

第二冷却板，所述第二冷却板内部形成有适于所述冷媒流通的第二冷却管路，所述第二冷却管路包括第二进水口和第二出水口，所述第二进水口设置在所述电池模组沿所述第一方向的所述另一侧，所述第二出水口设置在所述电池模组沿所述第一方向的所述一侧，所述第二冷却板包括第二间隔板和第二连接板，相邻两个所述第二间隔板之间设置有一个所述电芯，相邻两个所述第一间隔板通过所述第二连接板连接，相邻两个所述第二连接板设置在所述电池模组沿所述第二方向的两侧。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电芯的一个表面具有防爆阀，所述电芯具有所述防爆阀的一端为顶端，所述电芯背离所述防爆阀的一端为底端，所述第一进水口和所述第二进水口设置在所述底端，所述第一出水口和所述第二出水口设置在所述顶端。

3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述电池模组包括间隔设置的第一模组和第二模组，所述第一冷却板包括第一段和第二段，所述第二冷却板包括第三段和第四段；

所述第一模组和所述第二模组之间设置有第一转接板和第二转接板，所述第一转接板内部形成有适于所述冷媒流通的第一转接管路，所述第一转接板适于连通所述第一段和所述第二段，所述第二转接板内形成有适于所述冷媒流通的第二转接管路，所述第二转接板适于连通所述第三段和所述第四段。

4.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述第一模组内所述电芯的数量和所述第二模组内所述电芯的数量不同，所述第一转接板朝向所述第二转接板的表面与所述第二转接板朝向所述第一转接板的表面连接且正对应设置。

5.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于，所述第一转接管路和所述第二转接管路呈蛇形分布。

6.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，所述第一转接板与所述第二转接板之间的至少部分区域设置有导热结构胶层。

7.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述导热结构胶层的厚度为0.3mm～0.7mm。

8.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，还包括：

第一进水管，所述第一进水管与所述第一进水口连通；

第一出水管，所述第一出水管与所述第一出水口连通；

第二进水管，所述第二进水管与所述第二进水口连通；

第二出水管，所述第二出水管与所述第二出水口连通；

进水总成，所述进水总成与所述第一进水管和所述第二进水管连通；

出水总成，所述出水总成与所述第一出水管和所述第二出水管连通。

9.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池模组构造为多个，多个所述电池模组沿所述第二方向排布。

10.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求1～9中任一项所述的电池包。

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