CN219843044U - 换热组件及电池装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及电池技术领域，具体是关于一种换热组件及电池装置，所述换热组件包括收集管和换热板，所述收集管内设置有收液通道，所述收液通道沿第一方向延伸，所述收液通道的第一截面面积为S1，所述第一截面和所述第一方向垂直；所述换热板和所述收集管连接，所述换热板内设置有介质通道，所述介质通道沿第二方向延伸，所述介质通道和所述收液通道连通，所述介质通道的第二截面面积为S2，所述第二截面和所述第二方向垂直，所述第一方向和所述第二方向相交；其中，S2和S1的比值范围为0.8‑1.2。能够提升电池装置的散热效率。

Description

换热组件及电池装置

技术领域

本公开涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种换热组件及电池装置。

背景技术

随着技术的发展和进步，电动车辆的应用逐渐广泛。在电动车辆中往往设置有用于提供动力的电池装置。电池装置可以包括电池和换热组件，换热组件用于在电池充放电过程中对电池进行冷却。换热组件包括收集管和换热板，收集管用于向换热板提供换热介质。相关技术中，换热板中换热介质的流速和收集管中的换热介质的流速不匹配，导致电池装置的散热效率低。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种电池装置，进而至少一定程度上提升电池装置的散热效率。

根据本公开的一个方面，提供一种换热组件，所述换热组件包括：

收集管，所述收集管内设置有收液通道，所述收液通道沿第一方向延伸，所述收液通道的第一截面面积为S1，所述第一截面和所述第一方向垂直；

换热板，所述换热板和所述收集管连接，所述换热板内设置有介质通道，所述介质通道沿第二方向延伸，所述介质通道和所述收液通道连通，所述介质通道的第二截面面积为S2，所述第二截面和所述第二方向垂直，所述第一方向和所述第二方向相交；

其中，S2和S1的比值范围为0.8-1.2。

本公开实施例提供的换热组件，包括收集管和换热板，收集管内设置有沿第一方向延伸的收液通道，换热板和收集管连接，换热板内设置有沿第二方向延伸的介质通道，介质通道和换热通道连通，收液通道的第一截面面积S1和介质通道的第二截面面积S2的比值范围为0.8-1.2，一方面，避免了介质通道相对于收液通道过小而导致介质通道内换热介质流速过快的问题，另一方面避免了介质通道相对于收液通道过大而导致介质通道内换热介质流速过慢的问题，进而提升了换热组件的散热效率。

根据本公开的另一个方面，提供一种电池装置，所述电池装置包括：

上述的换热组件；

电池，所述电池包括极柱和电池主体，所述极柱设于所述电池主体，所述换热组件设于所述电池主体设置所述极柱的一侧。

本公开实施例提供的电池装置，包括换热组件和电池，换热组件设于电池设置极柱的一侧，在换热组件中收集管内设置有沿第一方向延伸的收液通道，换热板和收集管连接，换热板内设置有沿第二方向延伸的介质通道，介质通道和换热通道连通，收液通道的第一截面面积S1和介质通道的第二截面面积S2的比值范围为0.8-1.2，一方面，避免了介质通道相对于收液通道过小而导致介质通道内换热介质流速过快的问题，另一方面避免了介质通道相对于收液通道过大而导致介质通道内换热介质流速过慢的问题，进而提升了电池装置的散热效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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的附图。

图1为本公开示例性实施例提供的一种换热组件的结构示意图；

图2为本公开示例性实施例提供的一种收集管的结构示意图；

图3为本公开示例性实施例提供的一种换热板的结构示意图；

图4为本公开示例性实施例提供的另一种换热板的结构示意图；

图5为本公开示例性实施例提供的一种电池装置的结构示意图；

图6为本公开示例性实施例提供的一种电池的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本公开示例实施例中的附图，对本公开示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的，而并非用于限制本公开的保护范围，因此应当理解，在不脱离本公开的保护范围的情况下，可以对示例实施例进行各种修改和改变。

在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地，提到“该/所述”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。

除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

进一步地，本公开的描述中，需要理解的是，本公开的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本公开的示例实施例的限定。还需要理解的是，在上下文中，当提到一个元件或特征连接在另外元件(一个或多个)“上”、“下”、或者“内”、“外”时，其不仅能够直接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”，也可以通过中间元件间接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”。

本公开示例性实施例首先提供一种换热组件10，如图1-图3所示，换热组件10包括收集管11和换热板12，收集管11内设置有收液通道111，收液通道111沿第一方向延伸，收液通道111的第一截面面积为S1，第一截面和第一方向垂直；换热板12和收集管11连接，换热板12内设置有介质通道121，介质通道121沿第二方向延伸，介质通道121和收液通道111连通，介质通道121的第二截面面积为S2，第二截面和第二方向垂直，第一方向和第二方向相交；其中，S2和S1的比值范围为0.8-1.2。

本公开实施例提供的换热组件10，包括收集管11和换热板12，收集管11内设置有沿第一方向延伸的收液通道111，换热板12和收集管11连接，换热板12内设置有沿第二方向延伸的介质通道121，介质通道121和换热通道连通，收液通道111的第一截面面积S1和介质通道121的第二截面面积S2的比值范围为0.8-1.2，一方面，避免了介质通道121相对于收液通道111过小而导致介质通道121内换热介质流速过快的问题，另一方面避免了介质通道121相对于收液通道111过大而导致介质通道121内换热介质流速过慢的问题，进而提升了换热组件10的散热效率。

下面将对本公开实施例提供的换热组件10的各部分进行详细说明：

换热组件10用于在电池20工作过程中对电池20进行冷却，避免电池装置内的温度过高。当然在实际应用中，换热组件10也可以用于对电池20进行加热，本公开实施例并不以此为限。

收集管11连接多个换热板12，收集管11用于向换热板12提供换热介质。收集管11中设置有收液通道111，换热板12中设置有换热通道，换热通道和收液通道111连通，以通过收集管11将换热介质输入或者输出换热板12。

其中，收集管11为空心管状结构，比如，收集管11可以是空心四棱柱结构。收集管11包括管主体和封堵于管主体两端的挡板，管主体包括多个依次连接的侧面板，多个侧面板依次连接形成空心管。

收集管11沿第一方向延伸，收集管11的两个挡板分别设于侧面板沿第一方向的两端。比如，收集管11为四棱柱结构，收集管11包括依次连接的第一板，第二板、第三板和第侧板。在收集管11的一个侧面板上设置有过液孔，换热板12连接于该过液孔上，并且过液孔和介质通道连通。侧板上可以设置有多个过液孔，多个过液孔沿第一方向排列，侧面板上的过液孔可以和换热板12一一对应。

可选的，换热组件10可以包括第一收集管和第二收集管，第一收集管设于换热板12的一端，第二收集管分别设于换热板12的另一端。第一收集管可以是进液收集管，第二收集管可以是出液收集管。换热介质通过第一收集管进入换热板12，换热板12内的换热介质通过第二收集管输出。

收集管11上可以连接有多个换热板12，多个换热板12沿第一方向间隔分布。换热板12的长度方向沿第二方向，收集管11连接于换热板12沿第二方向的端部，第二方向和第一方向垂直。换热板12内设置有沿第二方向延伸介质通道121，介质通道可以从换热板12的一端延伸至另一端。或者介质通道也可以在换热板12内呈s形或者w形设置。

示例的，换热板12呈长方体或者近似长方体结构。换热板12短边所在的两端分别和收集管11连接，换热板12长边所在的一个面(底面)和电池20接触。换热板12和电池20接触的表面为换热板12中面积最大的两个表面中的一个。

当换热系统中包括多个换热板12时，多个换热板12沿第一方向均匀分布。换热系统中换热板12的数量可以根据电池装置中的电池20的数量进行确定。比如，换热系统中换热板12的数量可以和电池装置中的电池组的数量一一对应。

收液通道111的第一截面面积S1和介质通道121的第二截面面积S2的比值范围为0.8-1.2，进一步的，S2和S1的比值范围可以是0.9-1.1。比如，S2和S1的比值可以是0.8、0.9、1.0、1.1或者1.2等。S2和S1的比值大于0.8，避免了介质通道121相对于收液通道111过小而导致介质通道121内换热介质流速过快的问题，S2和S1的比值小于0.8，避免了介质通道121相对于收液通道111过大而导致介质通道121内换热介质流速过慢的问题，进而提升了换热组件10的散热效率。

如图4所示，介质通道121包括一个或者多个子介质通道101，子介质通道101的第二截面的面积为S2i，其中，S2＝∑S2i。比如，当介质通道121包括两个子介质通道101时，两个子介质通道101的第二截面的面积为S21和S22，S2＝S21+S22；当介质通道121包括三个子介质通道101时，三个子介质通道101的第二截面的面积为S21、S22和S23，S2＝S21+S22+S23。

换热组件10包括多个换热板12，多个换热板12沿第一方向间隔排列。在一可行的实施方式中，收集管11上设置有进液口(和供液装置连接，以向集液管内传输换热介质)，换热组件10包括第一换热板和第二换热板。第一换热板中的换热通道的第二截面面积小于第二换热板中的换热通的第二截面面积，第一换热板和进液口的距离小于第二换热板和进液口的距离。也即是多个换热板12中的介质通道121的第二截面面积随着换热板12和进液口的距离的增加而增加。

通过将多个换热板12中的介质通道121的第二截面面积设置为随着换热板12和进液口的距离的增加而增加，能够提升多个换热板12中介质通道121中的换热介质的流速的均匀性，从而提升电池装置内温度的均匀性。

在另一可行的实施方式中，收集管11上设置有进液口和多个过液口，过液口用于连通换热板12(换热板和过液口可以一一对应)。换热组件10包括第一换热板和第二换热板，收集管11上设置有第一过液口和第二过液口，第一过液口和进液口的距离小于第二过液口和进液口的距离第一换热板连接于第一过液口，第二换热板连接于第二过液口，第一过液口的面积小于第二过液口的面积。也即是收集管11上的多个过液口的面积随着过液口和进液口的距离的增加而增加。

通过将收集管11上的多个过液口的面积设置为随着过液口和进液口的距离的增加而增加，能够提升多个换热板12中介质通道121中的换热介质的流速的均匀性，从而提升电池装置内温度的均匀性。

需要说明的是，本公开实施例中第一换热板和第二换热板是多个换热板中的两个，也即是，换热组件10包括第一换热板和第二换热板并不代表换热组件10仅包括两个换热板。

本公开实施例提供的换热组件10，包括收集管11和换热板12，收集管11内设置有沿第一方向延伸的收液通道111，换热板12和收集管11连接，换热板12内设置有沿第二方向延伸的介质通道121，介质通道121和换热通道连通，收液通道111的第一截面面积S1和介质通道121的第二截面面积S2的比值范围为0.8-1.2，一方面，避免了介质通道121相对于收液通道111过小而导致介质通道121内换热介质流速过快的问题，另一方面避免了介质通道121相对于收液通道111过大而导致介质通道121内换热介质流速过慢的问题，进而提升了换热组件10的散热效率。

本公开示例性实施例还提供一种电池装置，如图5和图6所示，电池装置包括换热组件10和电池20，电池20包括极柱和电池主体21，极柱设于电池主体21，换热组件10设于电池主体21设置极柱的一侧。

换热组件10包括收集管11和换热板12，收集管11内设置有收液通道111，收液通道111沿第一方向延伸，收液通道111的第一截面面积为S1，第一截面和第一方向垂直；换热板12和收集管11连接，换热板12内设置有介质通道121，介质通道121沿第二方向延伸，介质通道121和收液通道111连通，介质通道121的第二截面面积为S2，第二截面和第二方向垂直，第一方向和第二方向相交；其中，S2和S1的比值范围为0.8-1.2。

本公开实施例提供的换热组件10，包括收集管11和换热板12，收集管11内设置有沿第一方向延伸的收液通道111，换热板12和收集管11连接，换热板12内设置有沿第二方向延伸的介质通道121，介质通道121和换热通道连通，收液通道111的第一截面面积S1和介质通道121的第二截面面积S2的比值范围为0.8-1.2，一方面，避免了介质通道121相对于收液通道111过小而导致介质通道121内换热介质流速过快的问题，另一方面避免了介质通道121相对于收液通道111过大而导致介质通道121内换热介质流速过慢的问题，进而提升了换热组件10的散热效率。

进一步的，本公开实施例提供的电池装置还可以包括箱体30，箱体30具有底板31，电池20设于底板31，并且极柱位于电池主体21远离底板31的一侧。

下面将对本公开实施例提供的电池装置的各部分进行详细说明：

箱体30内设置有容置空间，电池20和换热组件10设于该容置空间内。箱体30可以包括底板31和边框，边框和底板31连接，并且边框和底板31形成容置空间，容置空间内设置有中间梁，将容置空间分隔为多个电池舱，电池组设于电池舱内。换热组件10设于电池舱内，并且换热板12位于电池组远离底板31的一侧。

示例的，箱体30可以呈长方体或者近似长方体的结构。底板31为平板结构，底板31支撑电池组。围框可以包括第一边梁、第二边梁、第三边梁和第四边梁，第一边梁、第二边梁、第三边梁和第四边梁依次首尾相接形成矩形框体。围框内可以设置有一个或者多个中间梁比如，围框内设置有垂直设置的第一中间梁和第二中间梁，第一中间梁和第二中间梁将围框内的空间分隔为四个电池舱。

电池装置可以包括多个电池组，电池组包括至少一个电池20。当电池组中包括多个电池20时，多个电池20沿第二方向顺序排列。电池20包括电池主体21和极柱，极柱设于电池主体21，并且极柱凸出于电池主体21的顶面，电池主体21的顶面为电池主体21远离底板31的一面。

可选的，电池主体21上可以设置有第一极柱221和第二极柱222，第一极柱221和第二极柱222设于电池主体21的第一表面，换热板12设于第一极柱221和第二极柱222之间，并且换热板12和电池本体21的第一表面连接。第一极柱221和第二极柱222沿第二方向间隔设置，第二方向和第一方向垂直。第一极柱221为电池20的正极极柱和负极极柱中的一个，第二极柱222为电池20的正极极柱和负极极柱中的另一个。

示例的，本公开实施例中的电池20可以是长方体或者近似长方体的结构。电池主体21可以包括两个相对设置的端面和位于两个端面之间的四个侧面，端面的面积大于侧面的面积。电池组中相邻的两个电池20的端面相对，电池主体21的顶面为电池主体21的一个侧面。也即是电池主体21的大表面和底板31垂直设置。

电池主体21可以包括壳体和电芯，壳体内具有容置空腔，电芯设于容置空腔内，第一极柱221和第二极柱222设于壳体，并且第一极柱221和第二极柱222分别和电芯连接。

壳体可以包括壳主体211和盖板212，壳主体211内具有容置空腔，且壳主体211的一个面上设置有开口，盖板212盖设于壳主体211设置开口的一面，并且盖板212和壳主体211连接。比如，盖板212和壳主体211焊接。第一极柱221和第二极柱222设于穿设于盖板212，并且第一极柱221及第二极柱222和盖板212绝缘。比如，在第一极柱221和盖板212之间设置有第一密封件，第二极柱222和盖板212之间设置有第二密封件。

壳体用于保护电池20内部器件，并形成电池20的外轮廓。比如，壳体可以呈长方体或者近似长方体的结构。盖板212形成电池主体21的一个侧面，壳主体211的两个大面形成电池主体21的端面，壳主体211的另外三个表面分别形成电池主体21的侧面。

电芯设于壳体内，电芯可以包括电芯本体和极耳，极耳自电芯本体上延伸而出。比如，电芯本体上延伸出第一极耳和第二极耳，第一极耳第一极柱221连接，第二极耳和第二极柱222连接。比如，第一极耳和第一极柱221直接焊接，或者第一极耳和第一极柱221可以通过转接件连接；第二极耳和第二极柱222可以是直接焊接，或者第二极耳和第二极柱222可以通过转接件连接。

电池20为叠片式电池，不仅成组方便，且可以加工得到长度较长的电池。具体的，电芯为叠片式电芯，电芯具有相互层叠的第一极片、与第一极片电性相反的第二极片以及设置在第一极片和第二极片之间的隔膜片，从而使得多对第一极片和第二极片堆叠形成叠片式电芯。或者，电池20可以为卷绕式电池，即将第一极片、与第一极片电性相反的第二极片以及设置在第一极片和第二极片之间的隔膜片进行卷绕，得到卷绕式电芯。

电池装置包括多个电池组，多个电池组沿第一方向排列，电池组和换热板12一一对应。当然在实际应用中，在电池装置中，一个换热板12也可以对应多个电池组，比如，多个电池组沿第二方向排列形成电池20列，电池20列共用一个换热板12。

本公开实施例提供的换热组件10，包括收集管11和换热板12，收集管11内设置有沿第一方向延伸的收液通道111，换热板12和收集管11连接，换热板12内设置有沿第二方向延伸的介质通道121，介质通道121和换热通道连通，收液通道111的第一截面面积S1和介质通道121的第二截面面积S2的比值范围为0.8-1.2，一方面，避免了介质通道121相对于收液通道111过小而导致介质通道121内换热介质流速过快的问题，另一方面避免了介质通道121相对于收液通道111过大而导致介质通道121内换热介质流速过慢的问题，进而提升了换热组件10的散热效率。

本公开实施例提供的电池装置可以应用于电动车辆，当电池装置用于电动车辆时，电池装置可以是电池包，电池包安装于电动车辆上，向电动车辆提供能源。

在实际应用中，电池包可以安装于电动车辆的车架。电池包可以和车架固定连接。或者电池包可以是模块化电池包，模块化电池包能够可拆卸的连接于车辆主体，便于更换。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种换热组件，其特征在于，所述换热组件包括：

收集管，所述收集管内设置有收液通道，所述收液通道沿第一方向延伸，所述收液通道的第一截面面积为S1，所述第一截面和所述第一方向垂直；

换热板，所述换热板和所述收集管连接，所述换热板内设置有介质通道，所述介质通道沿第二方向延伸，所述介质通道和所述收液通道连通，所述介质通道的第二截面面积为S2，所述第二截面和所述第二方向垂直，所述第一方向和所述第二方向相交；

其中，S2和S1的比值范围为0.8-1.2。

2.如权利要求1所述的换热组件，其特征在于，所述介质通道包括多个子介质通道，所述子介质通道的第二截面的面积为S2i，其中，S2＝∑S2i。

3.如权利要求1所述的换热组件，其特征在于，所述换热组件包括多个换热板，多个所述换热板沿所述第一方向间隔排列。

4.如权利要求3所述的换热组件，其特征在于，所述收集管上设置有进液口；

所述换热组件包括第一换热板和第二换热板，所述第一换热板和所述进液口的距离小于所述第二换热板和所述进液口的距离，所述第一换热板中的换热通道的第二截面面积小于所述第二换热板中的换热通的第二截面面积。

5.如权利要求3所述的换热组件，其特征在于，所述收集管上设置有进液口和多个过液口，所述过液口用于连通所述换热板；

所述换热组件包括第一换热板和第二换热板，所述收集管上设置有第一过液口和第二过液口，所述第一过液口和所述进液口的距离小于所述第二过液口和所述进液口的距离，所述第一换热板连接于所述第一过液口，所述第二换热板连接于所述第二过液口，所述第一过液口的面积小于所述第二过液口的面积。

6.如权利要求1-5任一所述的换热组件，其特征在于，所述第一方向和所述第二方向垂直。

7.如权利要求1-5任一所述的换热组件，其特征在于，S2和S1的比值范围为0.9-1.1。

8.一种电池装置，其特征在于，所述电池装置包括：

如权利要求1-7任一所述的换热组件；

电池，所述电池包括极柱和电池主体，所述极柱设于所述电池主体，所述换热组件设于所述电池主体设置所述极柱的一侧。

9.如权利要求8所述的电池装置，其特征在于，所述电池主体上设置有第一极柱和第二极柱，所述第一极柱和所述第二极柱设于所述电池主体的第一表面，所述换热板设于所述第一极柱和所述第二极柱之间，并且所述换热板和所述电池本体的第一表面连接。

10.如权利要求8所述的电池装置，其特征在于，所述电池装置还包括：

箱体，所述箱体具有底板，所述电池设于所述底板，并且所述极柱位于所述电池主体远离所述底板的一侧。