CN220172171U - 电芯、电池包和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电芯、电池包和车辆，电芯包括：第一壳，所述第一壳内限定有第一收容空间；导热部，所述导热部与所述第一壳连接且突出于所述第一壳；电芯本体，所述电芯本体安装于所述第一收容空间，所述导热部能够将所述电芯本体的至少一部分热量导出至所述第一壳的外部。本实用新型的电芯能够通过导热部将电芯本体的热量导出，并且避免了导热部影响第一壳的内部空间。

Description

电芯、电池包和车辆

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，更具体地，涉及一种电芯、电池包和车辆。

背景技术

现有的电池在快充过程中，电芯上产热较多的区域的热量无法被及时带出电芯，将会影响电池性能，缩短电池寿命，并带来安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种电芯的新技术方案，能够解决现有技术的电芯内部的热量无法及时导出的技术问题。

本实用新型的又一个目的是提供一种电池包的新技术方案，该电池包包括上述电芯。

本实用新型的再一个目的是提供一种车辆的新技术方案，该车辆包括上述电池包。

根据本实用新型的一个目的，提供了一种电芯，包括：第一壳，所述第一壳内限定有第一收容空间；导热部，所述导热部与所述第一壳连接且突出于所述第一壳；电芯本体，所述电芯本体安装于所述第一收容空间，所述导热部能够将所述电芯本体的至少一部分热量导出至所述第一壳的外部。

可选地，所述导热部包括：第二壳，所述第二壳内限定有第二收容空间；导热材料，所述导热材料填充于所述第二收容空间。

可选地，所述第二收容空间与所述第一收容空间连通。

可选地，所述导热材料分别与所述第二壳和所述电芯本体接触。

可选地，所述第一壳包括：侧板，所述侧板形成为中空环形件；端盖，所述端盖安装于所述侧板，且与所述侧板围合有所述第一收容空间，所述导热部突出于所述端盖，在所述端盖的延伸方向上，所述导热部低于或者齐平于所述侧板。

可选地，所述第一壳的至少一部分与所述第二壳为一体成型件。

可选地，导热部设于所述端盖的长度方向的至少一端。

可选地，所述的电芯还包括：防爆阀，所述防爆阀安装于所述端盖，在所述侧板的延伸方向上，所述防爆阀高于或者齐平于所述导热部。

可选地，所述导热部的外周缘不超出所述端盖的外周缘。

可选地，所述电芯本体包括极片和极耳，至少一个所述极耳与所述导热部热交换。

本实用新型的又一个目的是提供一种电池包，该电池包包括上述任一所述的电芯。

可选地，所述电池包还包括：换热件，换热件安装于所述电芯的外侧且与所述导热部能够热交换。

本实用新型的再一个目的是提供一种车辆，该车辆包括上述任一所述的电池包。

根据本实用新型的电芯主要由第一壳、导热部和电芯本体组成，通过在第一壳上设置导热部，有利于将电芯本体的热量导出，通过将导热部突出于第一壳的外表面，能够有效避免因导热部的设置影响电芯本体30的尺寸等。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。

图1是根据本实用新型的一个实施例的电芯的结构示意图；

图2是根据本实用新型的一个实施例的电芯的局部结构示意图；

图3是根据本实用新型的一个实施例的电芯的局部剖面图。

附图标记

电芯100；

第一壳10；第一收容空间11；前板121；上板122；端盖13；

导热部20；第二壳21；导热材料22；

电芯本体30；极片31；极耳32；

防爆阀40。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

下面结合附图对根据本实用新型实施例的电芯100进行详细说明。

如图1至图3所示，根据本实用新型实施例的电芯100包括第一壳10、导热部20和电芯本体30。

具体而言，第一壳10内限定有第一收容空间11，导热部20与第一壳10连接且突出于第一壳10，电芯本体30安装于第一收容空间11，导热部20能够将电芯本体30的至少一部分热量导出至第一壳10的外部。

换言之，根据本实用新型实施例的电芯100主要由第一壳10、导热部20和电芯本体30组成，在第一壳10内具有第一收容空间11，该第一收容空间11可以收容电芯本体30，例如电芯本体30的极片31、极耳32等。

其中，在第一壳10上连接有导热部20，导热部20能够将电芯本体30的至少一部分热量导出至第一壳10的外部，例如，导热部20直接与电芯本体30接触，或者通过第一壳10间接接触等，在此不作限定。

需要进行说明的是，由于导热部20突出于第一壳10的外表面，因此导热部20的设置不会占用第一壳10内部空间，不会影响电芯本体30的设置以及尺寸，因此不会影响电芯100中电解液的注液量等。

由此，根据本实用新型实施例的电芯100主要由第一壳10、导热部20和电芯本体30组成，通过在第一壳10上设置导热部20，有利于将电芯本体30的热量导出，通过将导热部20突出于第一壳10的外表面，能够有效避免因导热部20的设置影响电芯本体30的尺寸等。

根据本实用新型的一个实施例，导热部20包括第二壳21和导热材料22，第二壳21内限定有第二收容空间，导热材料22填充于第二收容空间。可选地，导热材料22不仅具有高导热性，还具有高绝缘、密度小、化学稳定性等性质。可选地，导热材料22为氮化硼陶瓷、氮化铝陶瓷、碳化硅陶瓷、氧化铝陶瓷和高导热的聚合物等中的至少一种。

在本实施例中，将导热材料22安装在第二收容空间内，可以实现导热材料22和第二壳21的一体化集成。并且，通过安装导热材料22，能够提高导热的效率。

在本实用新型的一些具体实施方式中，第二收容空间与第一收容空间11连通。也就是说，可以先将导热材料22安装在第二收容空间，然后再安装电芯本体30。在本实施例中，通过限定第二收容空间与第一收容空间11连通，有利于实现导热材料22与电芯本体30之间的直接接触，提高了导热效率。

在本实用新型的一些具体实施方式中，导热材料22分别与第二壳21和电芯本体30接触。例如，导热材料22的左侧与第二壳21接触，上侧与第二侧接触，右侧与电芯本体30接触，有利于将电芯本体30的热量快速向外导出。

可选地，第二收容空间为立方体形状，对应的导热材料22也形成为立方体件，具有平整的外表面，扩大了导热材料22和第二壳21以及电芯本体30的接触面积。

根据本实用新型的一个实施例，第一壳10包括侧板和端盖13，侧板形成为中空环形件，端盖13安装于侧板，且与侧板围合有第一收容空间11，导热部20突出于端盖13，在端盖13的延伸方向上，导热部20低于或者齐平于侧板。例如，端盖13的长边沿X轴方向延伸，宽边沿Y轴方向延伸，侧板沿Z轴方向延伸，导热部20在Z轴方向上突出于端盖13，在X轴方向上低于侧板，在Y轴方向上尺寸与端盖13宽度相同，以避免导热部20占据额外空间。

例如，电芯100的长边沿左右方向延伸，电芯100的高度沿上下方向延伸，电芯100的厚度沿前后方向延伸。对应的第一收容空间11沿左右方向延伸，侧板的长边沿左右方向延伸，宽边沿上下方向延伸，厚边沿前后方向延伸，端盖13沿上下方向延伸。此时，导热部20安装于端盖13，且在左右方向上突出于端盖13，避免导热部20影响侧板的内部空间。此外，导热部20在上下方向上未超出侧板，即未超出侧板的上表面以及下表面。

需要说明的是，在本实施例中，通过限定导热部20突出于端盖13，以及在端盖13的延伸方向上，导热部20低于或者齐平于侧板，不仅能够避免导热部20影响第一壳10的内部空间，而且还能够避免导热部20占用过多额外空间而影响电池包的集成效率。

根据本实用新型的一个实施例，第一壳10的至少一部分与第二壳21为一体成型件，具有便于加工等优点。例如，第一壳10和第二壳21分别为铝壳，且可以通过一体成型工艺，同时加工出相互连接的第一壳10和第二壳21。例如，端盖13和第二壳21为一体成型件。

在本实用新型的一些具体实施方式中，导热部20设于端盖13的长度方向的至少一端。也就是说，一个端盖13对应的导热部20可以为一个，也可以为两个。例如，端盖13沿上下方向延伸，在端盖13的上部设置有一个导热部20，在端盖13的下部设置有又一个导热部20。

可选地，端盖13的数量为两个，侧板沿左右方向延伸，第一收容空间11沿左右方向延伸，侧板具有左侧敞开端和右侧敞开端，一个端盖13可以封闭左侧敞开端，另一个端盖13可以封闭右侧敞开端。可选地，在每个端盖13上可以设置有两个导热部20。在本实施例中，通过设置多个导热部20能够将多个位置的热量导出，提高导热效率。

根据本实用新型的一个实施例，电芯100还包括防爆阀40，防爆阀40安装于端盖13，在侧板的延伸方向上，防爆阀40高于或者齐平于导热部20，能够避免导热部20占据过多额外空间，而影响电池包的集成。例如，侧板沿Z轴方向延伸，在Z轴方向上，导热部20不高于防爆阀40。

在本实用新型的一些具体实施方式中，导热部20的外周缘不超出端盖13的外周缘，能够避免导热部20占用过多额外的空间而影响电池包的集成。例如，端盖13的长边沿X轴方向延伸，宽边沿Y轴方向延伸，此时导热部20在XY平面上的正投影位于端盖13在XY平面上的正投影的内部，避免了因导热部20的外周缘超过端盖13的外周缘而引起的占用过多额外空间，而影响电池包的集成。可选地，在Y轴方向上，导热部20的尺寸与端盖13的宽度相同，能够扩大导热部20的面积，提高导热效果。

根据本实用新型的一个实施例，电芯本体30包括极片31和极耳32，至少一个极耳32与导热部20热交换，能够提高对于极耳32附近的热量的导出效率。由于电芯100在靠近极耳32两端的内阻和电流都增加，产热会显著大于电芯100的中间大面区域，造成电芯100两端和中间存在较大温差，而在本实施例中，通过导热部20将极耳32附近的热量及时带出，能够及时有效地带走大电流快充条件下电芯100两端的过多热量。

下面结合具体实施例对根据本实用新型的电芯100进行详细说明。

第一壳10包括侧板和端盖13，侧板为中空矩形件，侧板包括前板121、后板、上板122和下板，前板121、后板、上板122和下板分别沿左右方向延伸，围合有沿左右方向延伸且左右敞开的的第一收容空间11。端盖13的长边沿上下方向延伸，宽边沿前后方向延伸，通过两个端盖13可以分别封闭侧板的左敞开端和右敞开端。至少一个极耳32朝向上板122延伸，又一个极耳32朝向下板延伸，此时，在第一壳10的左上角、左下角、右上角和右下角可以分别设置有导热部20。

本实用新型还公开了一种电池包，该电池包包括上述任一实施例的电芯100，由于电芯100具有上述优点，例如具有提高对于电芯本体30的导热速率、有效降低电芯100内部的局部温差等优点，因此本实用新型的电池包也具有同样的优点，例如可以及时有效的带走大电流快充条件下电芯本体30的过多热量，避免电芯本体30上不同位置的温差影响电池性能，延长电池包的使用寿命，提高电池包的安全性能等，在此不作赘述。

根据本实用新型的一个实施例，电池包还包括换热件，换热件安装于电芯100的外侧且与导热部20能够热交换，通过采用换热件与导热部20相配合，能够进一步提高对于电芯本体30的热量的导出效率。

可选地，换热件为冷板，冷板内可限定有冷媒通道，形成制冷回路。可选地，电芯本体30的极耳32与导热材料22接触，在极耳32位置产热较大时，导热材料22可以作为内部导热的导热桥梁，吸收极耳32附近的热量并传导至第二壳21外部，通过与第二壳21外侧的冷板接触导出热量，由此形成的导热通道可极大提高局部导热速率，有效降低电芯100内的局部温差。例如，在靠近极耳32的两侧引入导热部20作为导热桥梁，吸收极耳32的两侧过多的热量，并与外部的冷板接触，将极耳32附近的热量传递至冷板，导出电芯100，实现从内到外的导热路径的设计，可以降低电芯100在大电流快充过程中两端和中间的大温差情况。

可选地，冷板的数量为两个，两个冷板可以分为上冷板和下冷板。在电芯100的端盖13的上部和下部可以分别设有导热部20，端盖13的上部对应的导热部20可以与上冷板之间进行热交换，端盖13的下部对应的导热部20可以与下冷板之间进行热交换。

可选地，可以根据冷板的位置对第二壳21和导热材料22进行集成，例如冷板包括上、下冷板，则位于端盖13的上、下部的第二壳21内均可以内置导热材料22；如果冷板为上冷板，则优选端盖13的上部的第二壳21内置导热材料22。

本实用新型还公开了一种车辆，该车辆包括上述任一实施例的电池包。由于本实用新型的电池包在快充时能够及时有效的带走大电流快充条件下电芯本体30的过多热量，延长电池包的寿命，提高电池包的安全性能，因此本实用新型的车辆也具有相同的优点，在此不作赘述。

虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (12)

1.一种电芯，其特征在于，包括：

第一壳，所述第一壳内限定有第一收容空间；

导热部，所述导热部与所述第一壳连接且突出于所述第一壳；

电芯本体，所述电芯本体安装于所述第一收容空间，所述导热部能够将所述电芯本体的至少一部分热量导出至所述第一壳的外部；

所述导热部包括：

第二壳，所述第二壳内限定有第二收容空间；

导热材料，所述导热材料填充于所述第二收容空间。

2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第二收容空间与所述第一收容空间连通。

3.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，所述导热材料分别与所述第二壳和所述电芯本体接触。

4.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一壳包括：

侧板，所述侧板形成为中空环形件；

端盖，所述端盖安装于所述侧板，且与所述侧板围合有所述第一收容空间，所述导热部突出于所述端盖，在所述端盖的延伸方向上，所述导热部低于或者齐平于所述侧板。

5.根据权利要求2或4所述的电芯，其特征在于，所述第一壳的至少一部分与所述第二壳为一体成型件。

6.根据权利要求4所述的电芯，其特征在于，导热部设于所述端盖的长度方向的至少一端。

7.根据权利要求4所述的电芯，其特征在于，还包括：

防爆阀，所述防爆阀安装于所述端盖，在所述侧板的延伸方向上，所述防爆阀高于或者齐平于所述导热部。

8.根据权利要求4所述的电芯，其特征在于，所述导热部的外周缘不超出所述端盖的外周缘。

9.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述电芯本体包括极片和极耳，至少一个所述极耳与所述导热部热交换。

10.一种电池包，其特征在于，包括权利要求1-9中任一所述的电芯。

11.根据权利要求10所述的电池包，其特征在于，还包括：

换热件，换热件安装于所述电芯的外侧且与所述导热部能够热交换。

12.一种车辆，所述车辆包括权利要求10或11所述的电池包。