CN220306330U - 电池及具有其的用电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电池及具有其的用电装置,其中,电池包括箱体、多个电池单体和导热件,多个电池单体设于箱体内,每个电池单体设有多个侧壁,多个侧壁包括第一侧壁和第二侧壁,第一侧壁和第二侧壁相连,第一侧壁为电池单体面积最大的侧壁,导热件设于箱体内,至少一部分电池单体的第二侧壁通过导热件与箱体导热连接。以便于利用导热件将电池单体上产生的热量直接且及时地传递至箱体,降低电池单体之间的热量传递,满足电池的无热扩散要求,从而提升电池的安全性能。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,尤其是涉及一种电池及具有其的用电装置。
背景技术
电池,一般包括箱体和设在箱体内的电池单体。
其中,对于电池单体来说,由于存在过热、短路、过充、自热或机械碰撞的情况,使得电池单体可能会出现不期望的温度升高,如果该温度在升高时产生的热量超过了向环境中散热的速度且温度持续上升,此时当达到某一临界温度时,特别是达到电池隔膜的崩溃温度时,电池单体会击穿而导致热失控,且在现有电池中,当其中一个电池单体发生热失控时,容易引发整个电池热扩散,最终引发电池的安全事故,降低电池的使用安全性。
因此,亟需一种能够满足无热扩散要求的电池。
实用新型内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本申请提出一种电池,可满足无热扩散要求,以保证电池的使用安全性。
本申请还提出一种具有上述电池的用电装置。
第一方面,本申请实施例提供一种电池,包括:箱体;多个电池单体,所述多个电池单体设于所述箱体内,每个所述电池单体设有多个侧壁,所述多个侧壁包括第一侧壁和第二侧壁,所述第一侧壁和所述第二侧壁相连,所述第一侧壁为所述电池单体面积最大的侧壁;导热件,所述导热件设于所述箱体内,至少一部分所述电池单体的所述第二侧壁通过所述导热件与所述箱体导热连接。
本申请实施例的技术方案中,将至少一部分电池单体的第二侧壁通过导热件与箱体导热连接,这样即可利用导热件直接将电池单体产生的热量传递至箱体,从而避免当其中一个电池单体发生热失控时,大量热量传递至相邻电池单体上,使得电池满足无热扩散的要求,从而提升电池的安全性能。
在一些实施例中,所述导热件与所述箱体的不同侧壁导热连接。以增加导热件与箱体的接触面积,进一步确保导热件能够有效将电池单体上的热量传递至箱体上,确保电池能够满足无热扩散要求。
在一些实施例中,所述导热件与所述箱体之间设有第一导热胶层。在实现导热件与箱体固定连接的同时,还可确保导热件能够有效将电池单体上的热量传递至箱体。
在一些实施例中,所述箱体内设有多排电池单元,每排所述电池单元包括多个沿第一方向排布设置的所述电池单体,在所述第一方向上,至少一排所述电池单元的所述第二侧壁和所述箱体之间设有所述导热件。以确保至少一排电池单体在发生热失控时热量能够直接传递至箱体,避免该排电池单体将大量热量传递至相邻排的电池单体上,以达到阻止产生热扩散的目的。
在一些实施例中,至少两排所述电池单元在所述第一方向错位设置以使得相邻排的相对设置的所述电池单体的所述第一侧壁在所述第一方向错位。从而减小相邻排的相对设置的两个电池单体之间的接触面积,这样即可减小相对设置的两个电池单体之间热传递,实现阻止产生热扩散,确保电池能够满足无热扩散要求。
在一些实施例中,错位设置的相邻排的所述电池单体的所述第一侧壁在第二方向上的正投影具有不重合部分,所述不重合部分与所述导热件隔热接触。隔热接触用于进一步减小相对设置的两个电池单体之间热传递,确保电池能够满足无热扩散要求。
在一些实施例中,所述导热件包括层叠设置的导热层和隔热层,所述导热层与所述第二侧壁导热连接,所述隔热层与所述不重合部分接触。其中,将导热层与第二侧壁导热连接,以达到利用导热件直接将电池单体产生的热量传递至箱体的目的,避免大量热量直接传递至相邻电池单体上;将隔热层与不重合部分接触,以实现正对设置的电池单体之间的隔热配合,降低正对设置的两个电池单体之间进行热传递概率,进一步避免电池单体发生热失控时的大量热量传递至其他电池单体上,使得电池满足无热扩散的要求。
在一些实施例中,所述导热层与相对的所述第二侧壁之间设有第二导热胶层。在实现导热件与电池单体固定连接的同时,还可确保电池单体上的热量能够有效传递至导热件上,从而便于实现利用导热件将电池单体上的热量传递至箱体,达到散热目的。
在一些实施例中,所述导热层的厚度大于所述隔热层的厚度。以保证导热件的导热性能,确保利用导热件能够有效将电池单体在发生热失控时产生的热量传递至箱体上。
在一些实施例中,所述隔热层的厚度和所述导热层的厚度比不大于1/2。以进一步保证导热件的导热性能,确保利用导热件能够有效将电池单体在发生热失控时产生的热量传递至箱体上。
在一些实施例中,所述导热件填充于所述电池单体和所述箱体的内壁之间的间隙。在确保不能增加电池体积的前提下,导热件能够有效设在电池单体与箱体之间,以利用导热件将电池单体上的热量传递至箱体,同时还可利用导热件提升电池单体与箱体之间的位置稳定性。
在一些实施例中,所述导热件被构造成可变形以缓冲应力。也就是导热件具有缓冲作用,这样可利用导热件对电池进行保护,提升电池的耐挤压、耐冲击能力,从而延长电池的使用寿命。
第二方面,本申请提供一种用电装置,包括电池,所述电池为上述实施例所述的电池,所述电池用于提供电能。
本申请实施例的技术方案中,通过采用上述实施例所述的电池,以提升用电装置的使用安全性,并延长用电装置的使用寿命。
本申请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,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。
图1为根据本申请一些实施例的电池的示意图。
图2为根据本申请一些实施例的电池的俯视图。
图3为图2中区域Ⅰ的局部放大图。
图4为根据本申请一些实施例的导热件的示意图。
图5为根据本申请一些实施例的用电装置的结构示意图。
附图标记:
1000、用电装置;200、电池;300、控制器;400、马达;
10A、电池单元;10、电池单体;11、侧壁;111、第一侧壁;112、第二侧壁;
20、不重合部分;
30、箱体;
40、导热件;41、导热层;42、隔热层;
X、第一方向;Y、第二方向;Z、第三方向。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
除非另有定义,本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本申请中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序或主次关系。
在本申请中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“附接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;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。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。
本申请中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本申请中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请的实施例中,相同的附图标记表示相同的部件,并且为了简洁,在不同实施例中,省略对相同部件的详细说明。应理解,附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸,以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明,而不应对本申请构成任何限定。
目前,从市场形势的发展来看,电池200的应用越加广泛。电池200不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具,以及军事装备和航空航天等多个领域。
随着电池200应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。
其中,电池200一般包括箱体30、电池单体10等结构,在电池200工作过程中,电池单体10由于会产生过热、短路、过充、自热或机械碰撞等情况,可能会导致电池单体10出现不期望的温度升高,如果该温度在升高时产生的热量超出了向环境中散热的速度且温度持续上升,当持续升高的温度达到某一临界温度时,特别是达到电池200隔膜的崩溃温度时,电池单体10会击穿而导致热失控。
其中,本申请人注意到,在现有电池200中,当电池200的其中一个电池单体10发生热失控时,热量会迅速传递至相邻电池单体10上,以此引发整个电池200的热扩散,导致电池200的使用安全性低,并缩短电池200的使用寿命。
为了解决上述问题,本申请实施例提供了一种可以减少热量在相邻电池单体10之间进行迅速热扩散的电池200,具体方案是在箱体30内设置导热件40,并将至少一部分电池单体10的第二侧壁112通过导热件40与箱体30导热连接,这样在电池单体10发生热失控时,即可利用导热件40直接将电池单体10上的热量传递至箱体30,从而避免当其中一个电池单体10发生热失控时,大量热量直接传递至相邻电池单体10上,也就是避免大量热量在相邻电池单体10之间进行迅速传递,以提升电池200的安全性能,并延长电池200的使用寿命。
需要说明的是,本申请实施例公开的电池200可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置1000中。可以使用具备本申请公开的电池200等组成该用电装置1000的电源系统,这样,有利于提升用电装置1000中的电源系统的使用安全性,并可提升电源系统的使用寿命。
下面参考图1-图4描述根据本申请实施例的电池200。
如图1和图2所示,本申请实施例的电池200包括:箱体30、多个电池单体10和导热件40。
其中,如图1和图2所示,多个电池单体10设于箱体30内。以便于利用箱体30支撑、保护电池单体10,延长电池单体10的使用寿命并提高电池单体10的位置稳定性。
在一些示例中,箱体30内形成容纳腔,多个电池单体10均设在容纳腔内,以实现将多个电池单体10设在箱体30内。
结合图2和图3所示,每个电池单体10设有多个侧壁11,多个侧壁11包括第一侧壁111和第二侧壁112,第一侧壁111和第二侧壁112相连,第一侧壁111为电池单体10面积最大的侧壁。这里也可以理解为,每个电池单体10均包括相互连接的第一侧壁111和第二侧壁112,第二侧壁112的面积小于第一侧壁111的面积,以使第一侧壁111形成为电池单体10面积最大的侧壁。
结合图2和图3所示,导热件40设于箱体30内,至少一部分电池单体10的第二侧壁112通过导热件40与箱体30导热连接。也就是至少一部分电池单体10通过导热件40与箱体30导热连接,这样在实现将至少一部分电池单体10与箱体30固定连接的同时,还可便于利用导热件40将电池单体10上的热量传递至箱体30上,从而避免电池200中电池单体10热失控所释放的能量全部传递到相邻电池单体10上,以此阻止相邻电池单体10之间发生热失控,提升电池200的使用安全性。
由上述结构可知,本申请的电池200,在箱体30内设置导热件40,并将至少一部分电池单体10的第二侧壁112通过导热件40与箱体30导热连接,以实现至少一部分电池单体10与箱体30的固定连接,使得至少一部分电池单体10能够稳定设在箱体30内,从而提升至少一部分电池单体10的位置稳定性,也就是提升电池200的结构稳定性,保证电池200的工作性能。
同时,因至少一部分电池单体10的第二侧壁112通过导热件40与箱体30导热连接,这样在电池单体10发生热失控时,能够利用导热件40及时将电池单体10上产生的热量传递至箱体30,以避免电池单体10上的大量热量直接在相邻两个电池单体10之间传递,从而避免相邻电池单体10之间发生热失控,以此使得电池200满足无热扩散的要求,从而提升电池200的安全性能。
此外,通过将至少一部分电池单体10的第二侧壁112通过导热件40与箱体30导热连接,还可使得电池单体10在工作过程中产生的热量能够通过箱体30直接导出,以提升电池单体10的散热、冷却效果。
也就是说,本申请通过设置实现至少一部分电池单体10与箱体30导热连接的导热件40,在避免相邻电池单体10之间发生热失控的同时,还可提升电池单体10的散热效果,以降低电池单体10发生热失控的可能性。
可以理解的是,相比于现有技术,本申请将至少一部分电池单体10的第二侧壁112通过导热件40与箱体30导热连接,以使得电池单体10上的热量能够及时传递至箱体30,从而避免大量的热量直接在相邻两个电池单体10之间传递,也就是避免相邻电池单体10之间发生热失控,使得电池200满足无热扩散的要求,提升电池200的安全性能。
在一些实施例中,导热件40与箱体30的不同侧壁导热连接。这里是指,箱体30具有多个不同侧壁,导热件40同时与箱体30的不同侧壁导热连接,以增加导热件40与箱体30的接触面积,从而保证导热件40能够有效将电池单体10上的热量传递至箱体30上,使得电池200满足无热扩散要求,提升电池200的使用安全性。
此外,将导热件40与箱体30的不同侧壁导热连接后,还可保证导热件40与箱体30的连接强度,以便于利用箱体30支撑导热件40,提升导热件40的结构稳定性,从而确保导热件40能够有效将电池单体10上的热量传递至箱体30。
在一些示例中,箱体30具有底壁以及与底壁相连接的端壁,底壁和端壁配合围合成容纳腔,多个电池单体10和导热件40均设在容纳腔内,且导热件40同时与箱体30的底壁以及端壁导热连接,以实现导热件40与箱体30的不同侧壁导热连接,从而确保当电池单体10发生热失控时,导热件40能够及时将电池单体10上的热量传递至箱体30的端壁和底壁。
可选地,导热件40在第三方向Z上的延伸高度尺寸与箱体30在第三方向Z上的延伸的高度尺寸相适配。其中,这里所说的第三方向Z可以理解为是图1中所示出的Z方向,也就是箱体30的高度方向,通过上述设置,当导热件40与箱体30的端壁进行导热连接后,可进一步增加导热件40与箱体30的接触面积,使得电池单体10上的热量能够及时传递至箱体30上,避免热量在电池单体10之间发生扩散。
在一些实施例中,导热件40与箱体30之间设有第一导热胶层。第一导热胶层用于实现导热件40与箱体30的导热连接,从而确保导热件40能够及时将电池单体10上的热量传递至箱体30,也就是利用第一导热胶层能够及时将电池单体10上的热量传递至箱体30,使得产生热失控的电池单体10能够及时得到散热。
同时,通过在导热件40与箱体30之间设置第一导热胶层,还可利用第一导热胶层实现导热件40与箱体30的固定连接,使得导热件40相对于箱体30位置稳定,便于提高导热件40的工作性能。
在具体的示例中,导热件40与箱体30的端壁与底壁之间均设有第一导热胶层,以使得导热件40能够与箱体30的不同侧壁进行导热连接,在保证导热件40与箱体30之间导热效果的同时,还可提高导热件40与箱体30的连接强度。
可选地,第一导热胶层为丙烯酸、导热硅胶等,在保证第一导热胶层具有导热效果的同时,还可确保第一导热胶层能够有效进行导热件40与箱体30的固定连接。
可选地,第一导热胶层的厚度取值范围为2mm~5mm。其中,当第一导热胶层的厚度小于2mm时,会降低第一导热胶层的导热效果以及粘接效果;当第一导热胶层的厚度大于5mm时,一方面会增加第一导热胶层的制造成本,另一方面还会增加第一导热胶层的占用空间,这样将第一导热胶层设在箱体30内时,会增加电池200的占用空间。
因此,本申请将第一导热胶层的厚度取值范围设置成2mm~5mm,在保证第一导热胶层的导热效果和粘结效果的同时,还可降低第一导热胶层的制造成本以及减小第一导热胶层的占用空间,降低第一导热胶层的装配难度。
在具体的示例中,第一导热胶层的厚度可为2mm、3mm、4mm或5mm等。
可选地,导热件40与相对的第二侧壁112之间设有第二导热胶层。也就是说,不仅在导热件40与箱体30之间设置导热胶层,在导热件40与相对的第二侧壁112之间也设置导热胶层,第二导热胶层用于实现导热件40与电池单体10的导热连接,从而确保电池单体10上的热量能够及时传递至导热件40,随后再利用导热件40将接收到的电池单体10上的热量传递至箱体30,达到将电池单体10上的热量及时传递至箱体30上的目的,使得产生热失控的电池单体10能够及时得到散热,并避免热量扩散。
其中,第二导热胶层的材质、厚度等可参见第一导热胶层,此处不做赘述。
在一些实施例中,如图1和图2所示,箱体30内设有多排电池单元10A,每排电池单元10A包括多个电池单体10,多个电池单体10沿第一方向X排布设置,在第一方向X上,至少一排电池单元10A的第二侧壁112和箱体30之间设有导热件40。其中,这里所说的第一方向X可以理解为是图1和图2中所示出的X方向,也就是箱体30的长度方向,也就是说,本申请的箱体30内设有多排电池单元10A,且每排电池单元10A均包括多个沿箱体30的长度方向排布设置的电池单体10。
通过上述设置,以实现合理利用箱体30内的空间,以确保电池200能够包括多个电池单体10,便于提升电池200的容量,同时还可降低多个电池单体10之间的连接难度以及降低多排电池单元10A之间的连接难度,进而实现提高电池单元10A的装配效率。
同时,将至少一排电池单元10A的第二侧壁112和箱体30之间设有导热件40,以便于利用导热件40将至少一排电池单元10A上的热量传递至箱体30,避免热量在相邻排的电池单元10A之间大量扩散,从而避免相邻排的电池单体10直接进行热传递,以实现阻止产生热扩散,使得电池200满足无热扩散的要求。
在一些示例中,位于一排电池单元10A端部的电池单体10的第二侧壁112与箱体30之间设有导热件40。也就是说,在一排电池单元10A中,位于电池单元10A端部的电池单体10的第二侧壁112与箱体30之间通过导热件40连接,以便于将电池单元10A上的热量传递箱体30。
通过上述设置,当电池单元10A发生热失控时,热量可在电池单元10A中的相邻电池单体10之间传递且传递至位于电池单元10A端部的电池单体10上,当热量传递至端部的电池单体10上后,热量再通过导热件40将热量传递至箱体30上,以达到利用导热件40将电池单元10A上的热量传递至箱体30上的目的,避免热量在相邻电池单元10A之间传递,从而避免热量在箱体30内扩散。
在具体的示例中,如图1和图2所示,每排电池单元10A端部的电池单体10的第二侧壁112和箱体30之间均设有导热件40,也就是说,每排电池单元10A的端部均通过导热件40与箱体30导热连接,以确保每排电池单元10A上的热量均可及时传递至箱体30上,提升电池200的使用安全性。
还需要说明的是,因导热件40设在电池单体10的第二侧壁112与箱体30之间,这样即可利用电池单体10与箱体30之间的预紧力对导热件40进行固定,以提升导热件40的位置稳定性,确保利用导热件40能够传递热量,同时还可提升电池200的结构稳定性。
在一些示例中,导热件40的厚度等于电池单体10的第二侧壁112与箱体30之间的距离,其中,这里所说的导热件40的厚度可以理解为是导热件40沿第一方向X延伸的尺寸,这样将导热件40设在电池单体10的第二侧壁112与箱体30之间,即可利用电池单体10与箱体30之间的预紧力对导热件40进行固定,提升导热件40的位置稳定性。
在一些实施例中,如图1和图2所示,至少两排电池单元10A在第一方向X错位设置以使得相邻排的相对设置的电池单体10的第一侧壁111在第一方向X错位。也就是说,至少两排电池单元10A在箱体30的长度方向上错位设置,以使得相邻排的相对设置的电池单体10的第一侧壁111在第一方向X上错位,这样可减小相邻排的相对设置的两个电池单体10之间的接触面积,从而减小相对设置的两个电池单体10之间热传递,也就是避免当其中一个电池单体10发生热失控时,该电池单体10上的热量全部传递至与其相对设置的电池单体10上,以阻止产生热扩散,确保电池200能够满足无热扩散要求。
同时,通过上述设置还可使得在相邻的两排电池单元10A中,其中一个电池单体10能够正对两个电池单体10设置,以实现将该电池单体10上的热量传递至不同的电池单体10上,达到将热量分散的目的,避免过多热量均传递至一个电池单体10上而引起电池单体10热失控,从而提升电池单体10的使用安全性。
可选地,如图1和图2所示,箱体30内设有多排电池单元10A,每相邻两排电池单元10A均在第一方向X上错位设置,以使相邻排的相对设置的电池单体10的第一侧壁111在第一方向X错位,从而避免相邻排的电池单元10A之间热扩散,提升电池单体10的使用安全性。
可选地,在相邻排的相对设置的电池单体10中,相对设置的两个电池单体10之间的接触面积为第一侧壁111面积的1/3~1/2,这样可确保在其中一个电池单体10发生热失控时传递至相邻电池单体10温度降低一半,以此降低相邻电池单体10之间的热传递,避免产生热扩散,保证电池200能够满足无热扩散要求。
在一些实施例中,结合图1、图2和图3所示,错位设置的相邻排的电池单体10的第一侧壁111在第二方向Y上的正投影具有不重合部分20,不重合部分20与导热件40隔热接触。其中,这里所说的第二方向Y可以理解为是图2中所示出的Y方向,也就是箱体30的宽度方向,也就是说,当相邻排的相对设置的电池单体10的第一侧壁111在第一方向X错位时,错位设置的相邻排的电池单体10的第一侧壁111在第二方向Y上的正投影具有不重合部分20,将不重合部分20与导热件40隔热接触,以避免电池单体10之间直接进行热传递,也就是利用导热件40阻止电池单体10之间发生热扩散,保证电池单体10之间的绝缘效果,从而确保电池200能够满足无热扩散要求。
需要说明的是,上述所说的不重合部分20可以理解为是,电池单体10的第一侧壁111未与相对设置的电池单体10相接触的部分。
综上可知,本申请的导热件40不仅可实现导热效果,还可实现隔热效果,这样在确保电池单体10上的热量能够有效传递至箱体30的同时,还可避免热量在电池单体10之间传递。
此外,通过将不重合部分20与导热件40隔热接触,还可实现合理化利用箱体30内的空间来布设导热件40,以避免因导热件40的设置而过多增加电池200的体积。
也就是说,本申请在确保导热件40能够有效将电池单体10上的热量传递至箱体30以及避免热量在相对设置的电池单体10之间传递的同时,还可避免因设置导热件40而过多增加电池200的体积,以减小电池200的占用面积,降低电池200的布设难度。
在一些示例中,导热件40的相对两侧分别与两个不重合部分20隔热接触,且导热件40正对不重合部分20的宽度等于两个不重合部分20之间的距离。其中,这里所说的导热件40正对不重合部分20的宽度可以理解为是导热件40沿第二方向Y延伸的尺寸,以实现将正对不重合部分20的导热件40嵌套在两个电池单体10之间,这样便于利用两个电池单体10之间的预紧力固定导热件40,以提升导热件40的位置稳定性。
可选地,正对不重合部分20的导热件40的高度等于电池单体10的高度,以增加导热件40与电池单体10的接触面积,提升导热件40的隔热效果。
在其他的一些示例中,当错位设置的相邻排的电池单体10的第一侧壁111在第二方向Y上的正投影具有不重合部分20时,电池200还包括正对不重合部分20设置的监控器,监控器用于监视电池单体10工作时的性能,提升电池单体10的使用安全性。
也就是说,本申请通过合理设置相邻排电池单体10之间的位置,还可为其他结构件(如:监控器)的设置提供安装空间,确保监控器能够设在箱体30内,以监视电池单体10工作时的性能,同时还可避免因监控器的设置增加电池200的占用空间。
需要说明的是,因多排电池单元10A具有多个不重合部分20,本申请将部分不重合部分20与导热件40隔热接触,监控器正对另一部分不重合部分20设置,以实现合理利用箱体30内的空间,在避免相对设置的两个电池单体10之间发生热扩散的同时,还便于监控电池单体10工作时的性能。
可选地,监控器包括气压传感器盒子、气体分析传感器盒子和析锂监测仪器盒子,监控器用于分别监控每一排电池单体10的正负极电压以及防爆阀位置,实现细化监控到每一个电池单体10的性能和变化,保证电池单体10的使用安全性。
可选地,气压传感器盒子、气体分析传感器盒子以及析锂监测仪器盒子的尺寸大小均与两个不重合部分20之间的距离相匹配,以使得监控器能够通过两个电池单体10之间的预紧力进行固定,提升监控器的位置稳定性,并降低监控器的固定连接。
在一些示例中,监控器设在两个电池单体10之间并与箱体30进行焊接,以进一步对监控器进行固定,提升监控器的位置稳定性。
可选地,监控器与电池单体10之间设有缓冲垫,缓冲垫与电池单体10包裹结合,这样当电池200受到挤压时,能够及时触发缓冲垫对电池单体10起到缓冲保护的作用,从而降低外部挤压力对电池单体10的影响,延长电池单体10的使用寿命。
可选地,缓冲垫可为橡胶缓冲垫或聚氨酯缓冲垫,以使得缓冲垫具有缓冲效果。
在一些示例中,当电池200受到挤压时,监控器还可获取挤压值,当判断挤压值达到挤压阈值后,电池200的控制系统会主动断开高压保护器件,以提升电池200的使用安全性。
在一些实施例中,结合图3和图4所示,导热件40包括导热层41和隔热层42,导热层41和隔热层42层叠设置,导热层41与第二侧壁112导热连接,隔热层42与不重合部分20接触。进而实现导热件40与电池单体10的导热连接,以及实现导热件40与不重合部分20接触,确保导热件40不仅可实现导热效果,还可实现隔热效果,这样在使得电池单体10上的热量能够有效传递至箱体30的同时,还可避免热量在电池单体10之间传递,提升电池200的使用安全性。
具体为,当导热层41与第二侧壁112导热连接时,即可实现导热件40与电池单体10的导热连接,这样即可利用导热层41直接将电池单体10产生的热量传递至箱体30,避免热量传递至相邻电池单体10上,以提升电池单体10的散热效果,并避免热量在电池单体10之间传递,使得电池200满足无热扩散要求;当将隔热层42与不重合部分20接触,以实现导热件40与不重合部分20的隔热配合,从而实现正对设置的电池单体10之间的隔热配合,降低正对设置的两个电池单体10之间进行热传递概率,进一步避免电池单体10发生热失控时的热量传递至其他电池单体10上,使得电池200满足无热扩散的要求。
在一些示例中,导热层41与第二侧壁112导热连接且导热层41与箱体30导热连接,以利用导热层41实现第二侧壁112与箱体30的导热连接。
可选地,导热层41采用高导热系数物质制成,其导热系数大于1.2W/m·K,以使得导热层41能够有效吸收电池单体10的热失控热量并传递至箱体30。
具体地,导热层41可采用导热相变材料、导热石墨片、导热金属片、导热胶、导热填料等具有较大的导热系数的材料制成。
可选地,隔热层42采用低导热系数物质制成,其导热系数小于0.1W/m·K,以确保隔热层42能够阻止设在隔热层42相对两侧电池单体10之间发生热扩散,避免相邻电池单体10之间发生热失控,从而使得电池200满足无热扩散的要求。
具体地,隔热层42可形成为气凝胶隔热垫,陶瓷隔热垫等。
可选地,隔热层42的厚度取值范围为2mm~4mm。其中,当隔热层42的厚度小于2mm时,会降低隔热层42的隔热效果;当隔热层42的厚度大于4mm时,一方面会增加隔热层42的制造成本,另一方面因导热件40的厚度尺寸一定,当隔热层42的厚度较厚时,相应地导热层41的后续会减小,降低导热件40的导热性能。
因此,本申请将隔热层42的厚度取值范围设置成2mm~4mm,在保证隔热层42隔热效果的同时,还可降低隔热层42的制造成本以及保证导热件40的导热性能。
在具体的示例中,隔热层42的厚度可为2mm、3mm或4mm等。
在一些实施例中,导热层41与相对的第二侧壁112之间设有第二导热胶层。也就是说,当导热件40包括导热层41时,第二导热胶层设在导热层41与相对的第二侧壁112之间,以实现将导热层41与相对的第二侧壁112之间的导热连接,也就是实现导热件40与电池单体10的固定连接,这样即可确保电池单体10上的热量能够有效传递至导热件40上,从而便于实现利用导热件40将电池单体10上的热量传递至箱体30,达到散热目的,并避免热量在电池单体10之间传递,使得电池200满足无热扩散要求。
在一些实施例中,如图4所示,导热层41的厚度大于隔热层42的厚度。以保证导热件40的导热性能,从而便于利用导热件40将电池单体10在发生热失控时产生的热量及时传递至箱体30。
在一些实施例中,隔热层42的厚度和导热层41的厚度比不大于1/2。也就是说,隔热层42的厚度和导热层41的厚度比小于或等于1/2,以进一步确保导热层41的厚度大于隔热层42的厚度,且使得导热层41的厚度至少为隔热层42厚度的2倍,以此保证导热件40的导热性能,确保利用导热件40能够有效将电池单体10在发生热失控时产生的热量传递至箱体30上,随后再利用箱体30将热量导出,提升电池200的使用安全性。
在具体的示例中,隔热层42的厚度和导热层41的厚度比等于1/2、1/3或1/4等。
在一些实施例中,如图1、图2和图3所示,导热件40填充于电池单体10和箱体30的内壁之间的间隙。以确保电池单体10能够通过导热件40与箱体30导热连接,提升电池200的使用安全性。
同时,通过上述设置还可避免因设置导热件40而增加电池200的体积,也就是避免增加电池200的占用空间,降低电池200的安装难度。
此外,将导热件40填充于电池单体10和箱体30的内壁之间的间隙还可利用导热件40限制电池单体10与箱体30的相对位置,避免电池单体10在箱体30内晃动,以提升电池单体10的位置稳定性,也就是提升电池200的结构稳定性。
综上所述,本申请将导热件40填充于电池单体10和箱体30的内壁之间的间隙,在确保不能增加电池200体积的前提下,导热件40能够有效设在电池单体10与箱体30之间,以利用导热件40将电池单体10上的热量传递至箱体30,同时还可利用导热件40提升电池单体10与箱体30之间的位置稳定性。
在一些实施例中,导热件40被构造成可变形以缓冲应力。也就是说,导热件40被构造成具有缓冲作用,这样可利用导热件40对电池200进行保护,以提升电池200的耐挤压、耐冲击能力,从而延长电池200的使用寿命。
在一些示例中,导热件40的导热层41和隔热层42均采用可变形材料制成,如:导热层41采用导热胶制成,隔热层42采用气凝胶制成,这样在确保导热件40具有导热、隔热作用的同时,还可使得导热件40在外力作用下可变形,以利用导热件40对电池200进行保护。
下面参考说明书附图详细说明本申请的电池200。
如图1和图2所示,电池200包括:箱体30、电池单元10A和导热件40。
其中,如图1和图2所示,箱体30内设有多排电池单元10A,每排电池单元10A包括多个电池单体10,多个电池单体10沿第一方向X排布设置,每个电池单体10设有四个侧壁11,四个侧壁11中包括第一侧壁111和第二侧壁112,第一侧壁111和第二侧壁112相连,第一侧壁111为电池单体10面积最大的侧壁。
如图1和图2所示,相邻两排电池单元10A在第一方向X错位设置以使得相邻排的相对设置的电池单体10的第一侧壁111在第一方向X错位,进而使得相邻排的电池单体10的第一侧壁111在第二方向Y上的正投影具有不重合部分20。
结合图1、图2和图4所示,导热件40设于箱体30内并被构造成可变形以缓冲应力,导热件40包括导热层41和隔热层42,导热层41和隔热层42层叠设置且隔热层42的厚度和导热层41的厚度比小于1/2。
如图1和图2所示,导热件40位于每排电池单元10A的第二侧壁112与箱体30之间,以使导热件40的导热层41与每排电池单元10A端部的电池单体10的第二侧壁112导热连接,且隔热层42与不重合部分20隔热接触。
其中,导热层41与箱体30的底壁以及侧壁之间设有第一导热胶层,导热层41与相对的第二侧壁112之间设有第二导热胶层。
下面参照说明书附图描述本申请第二方面实施例的用电装置1000。
如图5所示,本申请实施例的用电装置1000包括上述实施例的电池200,电池200用于提供电能。
由于本申请实施例的电池200具有上述技术效果,因此本申请实施例的用电装置1000也具备上述技术效果,即通过采用本申请的电池200,可提升用电装置1000的使用安全性,并延长用电装置1000的使用寿命。
需要说明的是,本申请第二方面实施例提供一种使用电池200作为电源的用电装置1000,用电装置1000可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、车辆、轮船、航天器等等。其中,电动玩具可以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,航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。
其中,图5示出了当用电装置1000为车辆时的示意图,需要说明的是,当用电装置1000为车辆时,车辆可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。
如图5所示,车辆的内部设置有电池200,电池200可以设置在车辆的底部、头部或尾部。这里的电池200可以用于车辆的供电,例如,电池200可以作为车辆的操作电源,车辆还可以包括控制器300和马达400,控制器300用来控制电池200为马达400供电,例如,用于车辆的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在本申请一些实施例中,电池200不仅可以作为车辆的操作电源,还可以作为车辆的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆提供驱动动力。
可以理解的是,根据本申请实施例的电池200及具有其的用电装置1000的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的,这里不再详细描述。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种电池,其特征在于,包括:
箱体;
多排电池单元,所述多排电池单元设于所述箱体内,每排所述电池单元包括多个沿第一方向排布设置的电池单体,每个所述电池单体设有多个侧壁,所述多个侧壁包括第一侧壁和第二侧壁,所述第一侧壁和所述第二侧壁相连,所述第一侧壁为所述电池单体面积最大的侧壁,至少两排所述电池单元在所述第一方向错位设置以使得相邻排的相对设置的所述电池单体的所述第一侧壁在所述第一方向错位;
导热件,所述导热件设于所述箱体内,在所述第一方向上,至少一排所述电池单元的所述第二侧壁和所述箱体之间设有所述导热件,以使至少一部分所述电池单体的所述第二侧壁通过所述导热件与所述箱体导热连接。
2.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述导热件与所述箱体的不同侧壁导热连接。
3.根据权利要求2所述的电池,其特征在于,所述导热件与所述箱体之间设有第一导热胶层。
4.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,错位设置的相邻排的所述电池单体的所述第一侧壁在第二方向上的正投影具有不重合部分,所述不重合部分与所述导热件隔热接触。
5.根据权利要求4所述的电池,其特征在于,所述导热件包括层叠设置的导热层和隔热层,所述导热层与所述第二侧壁导热连接,所述隔热层与所述不重合部分接触。
6.根据权利要求5所述的电池,其特征在于,所述导热层与相对的所述第二侧壁之间设有第二导热胶层。
7.根据权利要求5所述的电池,其特征在于,所述导热层的厚度大于所述隔热层的厚度。
8.根据权利要求7所述的电池,其特征在于,所述隔热层的厚度和所述导热层的厚度比不大于1/2。
9.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述导热件填充于所述电池单体和所述箱体的内壁之间的间隙。
10.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述导热件被构造成可变形以缓冲应力。
11.一种用电装置,其特征在于,包括根据权利要求1-10中任一项所述的电池,所述电池用于提供电能。
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