CN220121935U - 电池模组及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电池模组及用电设备，包括至少两个电池单元按照预设方向并排间隔布置；热管理板包括多个传热部和多个衔接部，多个传热部并排间隔设置，相邻两个传热部的同一端通过一个衔接部连接，电池单元设置于相邻的两个传热部之间；并且，电池单元包括至少一个电池单体，传热部与至少一个电池单体的第一侧面传热接触；其中，第一侧面为所述电池单体中表面积最大的侧面。电池单元与传热部之间的传热路径短，传热面积大，能大大提高单位时间的传热量，提升冷却效率；不同电池单元之间通过传热部和衔接部彼此隔离，即便其中某一个电池单元因热失控而起火，火焰也很难波及周边的电池单元，从而提升电池模组的热失控防护能力。

Description

电池模组及用电设备

技术领域

本申请涉及二次电池技术领域，特别是涉及一种电池模组及用电设备。

背景技术

二池电池作为主要的动力源，在新能源汽车中扮演着重要角色。当二次电池进行循环充放电时，会不可避免的产生大量热量，为避免热量过高影响二次电池循环寿命甚至造成安全隐患，通常会为二次电池配套安装热管理和热失控防护装置。例如，液冷板和隔热垫便是一种常用的热管理和热失控防护装置，液冷板安装于电池的底面起到冷却散热作用，隔热垫装设在相邻两个电池之间起到隔热防火作用。但将液冷板布置于电池底面会造成散热路径过长，传热量不足，隔热垫虽然能起到热失控防火作用但同时又会减小电池的散热面积，最终影响对电池的冷却效率，无法对电池的热管理和热失控防护做到兼顾。

发明内容

基于此，有必要针对影响电池的冷却效率，热管理与热失控防护无法兼顾的问题，提供一种电池模组及用电设备。

一方面，本申请提供一种电池模组，其包括：

至少两个电池单元，至少两个所述电池单元按照预设方向并排间隔布置；

热管理板，所述热管理板包括多个传热部和多个衔接部，多个所述传热部并排间隔设置，相邻两个所述传热部的同一端通过一个所述衔接部连接，所述电池单元设置于相邻的两个所述传热部之间；

并且，所述电池单元包括至少一个电池单体，所述传热部与至少一个所述电池单体的第一侧面传热接触；

其中，所述第一侧面为所述电池单体中表面积最大的侧面。

上述方案的电池模组工作时，电池单元产生的热量可通过其中电池单体的第一侧面直接与传热部进行热传递，并最终通过热管理板将热量耗散，由于第一侧面为电池单体中表面积最大的侧面，因而电池单元与传热部之间的传热路径短，传热面积大，能大大提高单位时间的传热量，进而提升热管理板对电池模组的冷却效率；此外，相邻两个传热部的同一端通过一个衔接部连接，而电池单元则能彼此相对独立的装设在各自对应的相邻两个传热部之间，使得不同电池单元能通过传热部和衔接部彼此隔离，实际工作中即便其中某一个电池单元因热失控而起火，火焰也很难波及周边的电池单元，从而提升电池模组的热失控防护能力，也即热管理板与电池单元的上述装配结构能有效兼顾对电池模组的热管理与热失控防护，保证电池模组安全可靠工作。

下面对本申请的技术方案作进一步的说明：

在其中一个实施例中，相邻两个所述衔接部分别位于所述电池单元的相对两端，以使所述传热部和所述衔接部依次首尾连接。

在其中一个实施例中，在所述电池单元的装配状态下，相邻两个所述衔接部分别位于所述电池单元的上方和下方。

在其中一个实施例中，所述传热部与所述电池单体的所述第一侧面直接接触传热；或者，所述电池模组还包括导热介质，所述传热部通过所述导热介质与所述电池单体的所述第一侧面间接接触传热。

在其中一个实施例中，所述热管理板为导热金属板。

在其中一个实施例中，所述传热部的内部形成有冷却流道。

在其中一个实施例中，所述冷却流道为迂回型结构；或者，所述冷却流道设置为至少两个，至少两个所述冷却流道并排间隔设置。

在其中一个实施例中，所述电池单元包括第一电池单体、第二电池单体和隔热垫，所述隔热垫设置于所述第一电池单体与所述第二电池单体之间。

在其中一个实施例中，相邻两个所述传热部分别与所述第一电池单体的所述第一侧面和所述第二电池单体的所述第一侧面传热接触。

另一方面，本申请还提供一种用电设备，其包括如上所述的电池模组。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请一实施例所述的电池模组的结构示意图。

图2为第一实施例的热管理板的结构示意图。

图3为第二实施例的热管理板的结构示意图。

图4为第三实施例的热管理板的结构示意图。

图5为第四实施例的热管理板的结构示意图。

附图标记说明：

100、电池模组；10、电池单元；11、第一电池单体；12、第二电池单体；13、隔热垫；20、热管理板；21、容置腔；22、传热部；23、衔接部；24、安装口；25、冷却流道；26、流道槽。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“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，这些术语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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，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至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。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；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，除非另有明确的限定。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申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1，为本申请一实施例展示的一种电池模组100，其包括至少两个电池单元10以及热管理板20。至少两个电池单元10按照预设方向并排间隔布置。例如，本实施例中预设方向具体是指至少两个电池单元10沿着电池模组100的宽度方向设置。

热管理板20包括多个传热部22和多个衔接部23，多个传热部22并排间隔设置，相邻两个传热部22的同一端通过一个衔接部23连接，电池单元10设置于相邻的两个传热部22之间；并且，电池单元10包括至少一个电池单体，传热部22与至少一个电池单体的第一侧面传热接触。其中，第一侧面为电池单体中表面积最大的侧面。

综上，实施本实施例技术方案将具有如下有益效果：上述方案的电池模组100工作时，电池单元10产生的热量可通过其中电池单体的第一侧面直接与传热部22进行热传递，并最终通过热管理板20将热量耗散掉，由于第一侧面为电池单体中表面积最大的侧面且与传热部22接触，因而电池单元10与传热部22之间的传热路径短，传热面积大，能大大提高单位时间的传热量，进而提升热管理板20对电池模组100的冷却效率；此外，相邻两个传热部22的同一端通过一个衔接部23连接，而电池单元10则能彼此相对独立的装设在各自对应的相邻两个传热部22之间，使得不同电池单元10能通过传热部22和衔接部23彼此隔离，实际工作中即便其中某一个电池单元10因热失控而起火，火焰也很难波及周边的电池单元10，从而提升电池模组100的热失控防护能力，也即热管理板20与电池单元10的上述装配结构能有效兼顾对电池模组100的热管理与热失控防护，保证电池模组100安全可靠工作。

本实施例中，相邻的一个衔接部23和两个传热部22共同围成一个容置腔21，电池单元10一一对应地装设于容置腔21内，电池单元10的两个侧面分别与两侧的两个传热部22传热接触，从而进一步提高单位时间的传热量，强化热管理板20对电池单元10的冷却效能。

例如，图1中示出了三个电池单元10分别安装在热管理板20所形成的三个容置腔21内，其中热管理板20具体包括竖向设置的四个传热部22和三个横向设置的衔接部23，每相邻两个传热部22的高度方向的同一端均通过一个衔接部23密封连接。

可选地，衔接部23与传热部22可以是一体成型的，也可以是可拆卸装配的，具体可根据实际需要进行灵活选择。

在一个实施例中，热管理板20为导热金属板。也即，衔接部23与传热部22均构造为导热金属板的形式，例如一体式的钢板结构，其具有较高的导热性，能将电池单元10的热量快速导出，并且其结构简单，易于制造，能够有效控制成本。可选地，可在衔接部23上贴合液冷板(未示出)，液冷板可选择为单个大冷板或者多个与衔接部23尺寸适配的小冷板形式，在此不做限定，从而电池单元10的热量通过传热部22快速传递到衔接部23，并与衔接部23贴合的液冷板进行换热从而将热量快速耗散。

继续参阅图2，位于中间的一个衔接部23处于另外两个平行设置的衔接部23的相对侧，也即相邻两个衔接部23分别位于电池单元10的相对两端，以使传热部22和衔接部23依次首尾连接。可以理解此时热管理板20形成为蛇形结构，例如为蛇形钢板的形式，蛇形钢板可通过单个钢板弯折而成，工艺简单，易于制造。如此一来，相邻两个传热部22都能通过一个衔接部23连接为一体，每一个电池单元10的相对两个侧面能同时与相邻的两个传热部22同时接触，大大增加了传热面积，增大了单位时间的热传递量，强化了热管理板20对电池单元10的冷却效能。

并且在电池单元10的装配状态下，相邻两个衔接部23分别位于电池单元10的上方和下方。例如，当电池单元10采用软包电芯时，由于软包电芯的极耳通常在电芯的侧面，此时蛇形钢板从软包电芯的上方和下方布置，能避免影响软包电芯之间串并联连接。

请继续参阅图1，相邻两个传热部22远离衔接部23的一端配合形成安装口24，安装口24与容置腔21连通。安装口24方便电池单元10快速装入或取出容置腔21，提高电池单元10装拆操作便捷性。

电池单元10包括至少一个电池单体，进一步地，传热部22与电池单体的第一侧面直接接触传热。直接接触传热的结构形式更加简单，利于简化电池模组100结构，降低制造成本，同时热量传递更加直接。

或者，电池模组100还包括导热介质，传热部22通过导热介质与电池单体的第一侧面间接接触传热。例如，导热介质采用导热结构胶，导热结构胶具有更高的传热系数，有助于热量更快速的从电池单元10向热管理板20传导，从而强化冷却效果。

请继续参阅图3，为了进一步加强热管理板20对电池单元10的冷却效能，作为另一个实施例，传热部22的内部形成有冷却流道25。或者，继续参阅图4，作为上述实施例的可替代方案，传热部22朝远离电池单元10的方向凹设形成有流道槽26，流道槽26的槽口与部分的电池单元10的侧面密封贴合，以使流道槽26的槽壁与部分的电池单元10的侧壁围成冷却流道25。例如，图4中用于围成左右两个容置腔21的传热部22均设有流道槽26，流道槽26只与左右两个容置腔21连通，即设置于左右两个容置腔21的电池单元10的侧壁直接与流道槽26的槽壁围成冷却流道25，电池单元10直接与冷却流道中的冷却液接触而进行冷却散热；而处于中间的一个容置腔21的侧壁不存在流道槽26，安装在该中间容置腔21的电池单元10通过与传热部22壁面间接与冷却流道25内的冷却液接触，实现冷却散热。

此外，如图5所示，也可以在构成每一个容置腔21的其中一侧的传热部22上设置流道槽26，例如每一个容置腔21的左侧的传热部22上设置流道槽26，使安装在每一个容置腔21内的电池单元10的两侧分别与流道槽26内的冷却液和传热部22的壁面传热接触，保证各个电池单元的散热条件一致，冷却效果均衡。

冷却流道25具有进液口和出液口，工作时，将进液口和出液口分别与外部冷却液供给装置接通，将流动的冷却液循环通入冷却流道25，冷却液能与电池单元10进行热交换，迅速吸收电池单元10产生的热量并将热量带走，由此达到对电池单元10强化散热降温的效果。可选地，冷却液可以是冷水、冷油等其中的任意一种，具体可根据实际需要进行选择。

而为了进一步提高单位时间冷却液与电池单元10之间的换热量，可将冷却流道25设计为迂回型结构。或者，也可以将冷却流道25设置为至少两个，至少两个冷却流道25并排间隔设置。

请继续参阅图1，上述各实施例中，电池单元10包括第一电池单体11、第二电池单体12和隔热垫13，隔热垫13设置于第一电池单体11与第二电池单体12之间。隔热垫13能够对处于同一个容置腔21内的第一电池单体11与第二电池单体12进行隔热防火，同时允许第一电池单体11和第二电池单体12的微量膨胀并用于吸收该膨胀量，保证了电池单体的安全性。相邻两个传热部22分别与第一电池单体11的第一侧面和第二电池单体12的第一侧面传热接触。

如此上述各实施例中，特别是对于图2和图3示出的第一实施例和第二实施例，通过热管理板20和隔热垫13的上述设置方式，使每个电池单体的其中一个侧面均能与传热部22接触进行热传递，并且两个电池单体之间的隔热垫13吸收电池单体的膨胀，这样构成的电池模组100具有均衡的散热性能，同时热管理板20防止了热失控的蔓延，提高了电池模组100的均温性和安全性。

在一个替换的实施例中，电池单元10仅包括一个电池单体，这种情况下，该电池单体相对的两个侧面分别与相邻的两个传热部22传热接触。或者在其他的一些实施例中，电池单元10包括三个以上的电池单体，每相邻的两个电池单体之间设置有隔热垫以适应电池单体的膨胀，并且位于电池单元最外侧的两个电池单体的第一侧面分别与相邻的传热部传热接触。

电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，本申请实施例对此不作具体限定。电池单体一般按封装的方式分成三种：圆柱电池、方形电池和软包电池。

如本申请中电池单体采用方形电池或软包电池，热管理板20的传热部22与电池单体的第一侧面接触，其中第一侧面为电池单体各个面中表面积最大的侧面，从而能获得最大的传热面积以最大化冷却效率。

本申请的实施例所提到的电池模组100是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如，本申请中所提到的电池模组100可以包括多个电池单体或电池包等。

另一方面，本申请还提供一种用电设备，其包括如上的电池模组100。

用电设备可以为多种形式，例如，手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等，例如，航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等，电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电池模组，其特征在于，包括：

至少两个电池单元，至少两个所述电池单元按照预设方向并排间隔布置；

热管理板，所述热管理板包括多个传热部和多个衔接部，多个所述传热部并排间隔设置，相邻两个所述传热部的同一端通过一个所述衔接部连接，所述电池单元设置于相邻的两个所述传热部之间；

并且，所述电池单元包括至少一个电池单体，所述传热部与至少一个所述电池单体的第一侧面传热接触；

其中，所述第一侧面为所述电池单体中表面积最大的侧面。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，相邻两个所述衔接部分别位于所述电池单元的相对两端，以使所述传热部和所述衔接部依次首尾连接。

3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，在所述电池单元的装配状态下，相邻两个所述衔接部分别位于所述电池单元的上方和下方。

4.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述传热部与所述电池单体的所述第一侧面直接接触传热；或者，所述电池模组还包括导热介质，所述传热部通过所述导热介质与所述电池单体的所述第一侧面间接接触传热。

5.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述热管理板为导热金属板。

6.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述传热部的内部形成有冷却流道。

7.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，所述冷却流道为迂回型结构；或者，所述冷却流道设置为至少两个，至少两个所述冷却流道并排间隔设置。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的电池模组，其特征在于，所述电池单元包括第一电池单体、第二电池单体和隔热垫，所述隔热垫设置于所述第一电池单体与所述第二电池单体之间。

9.根据权利要求8所述的电池模组，其特征在于，相邻两个所述传热部分别与所述第一电池单体的所述第一侧面和所述第二电池单体的所述第一侧面传热接触。

10.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的电池模组。