CN220324551U - 托盘底板组件、托盘、电池包和用电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种托盘底板组件、托盘、电池包和用电设备，托盘底板组件包括：底板主体、加热装置、防护板。底板主体沿厚度方向的一侧适于设置电芯，底板主体包括导热件，导热件适于与电芯相对，加热装置适于设在导热件背离电芯的一侧，防护板设在加热装置的背离导热件的一侧。由此，通过将加热装置集成在托盘底板组件中实现对安装于托盘底板组件上的电芯的加热保温，加热装置产生的热量经导热件传递至电芯上，可以减少热量在传递路径中的散失，以使电芯保持在合适的工作温度范围内保证电芯的性能，加热装置与底板主体集成，简化加热结构，提高生产效率，同时还提高电池包的空间利用率，降低成本。

Description

托盘底板组件、托盘、电池包和用电设备

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其是涉及一种托盘底板组件、托盘、电池包和用电设备。

背景技术

现有技术中，电池包中设有加热结构用于对电池包内部的温度进行调节和控制，以使装有电池包的车辆在寒冷的地方正常工作，但是加热结构一般包括PI加热膜、固定结构和隔热结构等，所涉及的结构较为复杂，空间利用率低，成本高。

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，本实用新型的第一个目的在于提出一种托盘底板组件，以简化电池包整体的加热结构，提高空间利用率，降低成本。

本实用新型的第二个目的在于提出一种托盘，包括上述实施例中所述的托盘底板组件。

本实用新型的第三个目的在于提出一种电池包，包括上述实施例中所述的托盘。

本实用新型的第四个目的在于提出一种用电设备，包括上述实施例中所述的电池包或者托盘。

根据本实用新型第一方面实施例的托盘底板组件，包括：底板主体、加热装置、防护板，所述底板主体沿厚度方向的一侧适于设置电芯，所述底板主体包括导热件，所述导热件适于与所述电芯相对，所述加热装置适于设在所述导热件背离所述电芯的一侧，所述防护板设在所述加热装置的背离所述导热件的一侧。

根据本实用新型实施例的托盘底板组件，通过将加热装置集成在托盘底板组件中实现对安装于托盘底板组件上的电芯的加热保温，加热装置产生的热量经导热件传递至电芯上，可以减少热量在传递路径中的散失，以使电芯保持在合适的工作温度范围内保证电芯的性能，且加热装置与底板主体集成，可以简化电池包的加热结构，提高电池包的生产效率，同时还提高电池包的空间利用率，降低成本。

在一些实施例中，所述加热装置包括：第一加热元件、第二加热元件，所述第一加热元件与所述电芯的第一温度区相对，所述第二加热元件与所述第一加热元件间隔设置，所述第二加热元件适于与所述电芯的第二温度区相对，所述第二加热元件的发热量大于所述第一加热元件的发热量。

在一些实施例中，所述第一加热元件的数量为两个，所述第二加热元件连接在两个所述第一加热元件之间。

在一些实施例中，所述第二加热元件包括两个子加热元件，两个子加热元件之间电连接有温度控制器，当所述加热装置的温度达到温度预定阈值时所述温度控制器断开。

在一些实施例中，所述第一加热元件为加热丝；和/或所述第二加热元件为加热板。

在一些实施例中，所述托盘底板组件还包括均温板，所述均温板设在所述导热件和所述加热装置之间，所述均温板、所述加热装置和所述防护板均与所述导热件相对。

在一些实施例中，所述底板主体上设有凹槽，所述凹槽适于容纳所述电芯，所述凹槽设有镂空部，所述导热件配合在所述镂空部处。

在一些实施例中，所述凹槽的外周侧设有凸沿，所述凸沿与框架固定连接。

在一些实施例中，所述均温板和所述防护板之间导热胶。

在一些实施例中，所述防护板的导热率小于所述底板主体和所述均温板的导热率。

在一些实施例中，所述底板主体为复合材料件；和/或所述均温板为钢板；和/或所述防护板为复合材料件。

根据本实用新型第二方面实施例的托盘，包括：框架、托盘底板组件，所述托盘底板组件与所述框架连接，所述托盘底板组件为上述实施例中任一项所述的托盘底板组件。

根据本实用新型第三方面实施例的电池包，包括：托盘、顶盖、电芯，所述托盘为上述实施例中所述的托盘，所述顶盖设在所述托盘的顶部，所述顶盖与所述托盘限定出容纳空间，所述电芯设于所述容纳空间内。

根据本实用新型第四方面实施例的用电设备，包括上述实施例中所述的托盘或者上述实施例中所述的电池包。

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是根据本实用新型实施例的电池包的示意图。

图2是根据本实用新型实施例的托盘的示意图。

图3是根据本实用新型实施例的托盘的部分立体拆分示意图。

图4是根据本实用新型实施例的托盘底板组件的立体拆分示意图。

图5是根据本实用新型实施例的加热装置的示意图。

图6是图5中P区域的放大示意图。

图7是根据本实用新型实施例的底板主体的示意图。

附图标记：

1、电池包；

2、托盘；201、膨胀梁；202、吊耳；3、托盘底板组件；4、框架；5、电芯；

10、底板主体；11、导热件；12、凹槽；121、镂空部；13、凸沿；

20、均温板；

30、加热装置；31、第一加热元件；32、第二加热元件；321、子加热元件；33、温度控制器；

40、防护板。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面参考图1-图7描述根据本实用新型实施例的托盘底板组件3，包括：底板主体10、均温板20、加热装置30、防护板40。底板主体10具有长度方向A和宽度方向B，在本实施例中以多个电芯5的排布方向为底板主体10的长度方向A，多个电芯5的延伸方向为底板主体10的宽度方向B为例。

具体而言，如图2-图4所示，底板主体10沿厚度方向的一侧适于设置电芯5，底板主体10包括导热件11，且导热件11与电芯5相对。加热装置30设在底板主体10沿厚度方向的另一侧也即背离电芯5的一侧，从而加热装置30和电芯5设于底板主体10厚度方向的两侧。防护板40设在加热装置30的背离底板主体10的一侧，用于增加对加热装置30和电芯5的保护。

电芯5设于底板主体10上，且与底板主体10上的导热件11相对，在底板主体10背离电芯5的一侧依次设有加热装置30和防护板40，加热装置30设于防护板40和导热件11之间，加热装置30可通过粘接的方式实现与防护板40粘接，可以实现防护板40和加热装置30与底板主体10的连接，用于实现粘接的胶可以为导热胶，通过导热胶的导热性实现导热，以使加热装置30发出的热量能够更多的传到导热件11上，然后传递至与之止抵的电芯5上，提高托盘底板组件3的导热能力，实现对电芯5的加热和保温且能够提高托盘底板组件3的结构强度。

根据本实用新型实施例的托盘底板组件3，通过将加热装置30集成在托盘底板组件3中实现对安装于托盘底板组件3上的电芯5的加热保温，加热装置30产生的热量经导热件11传递至电芯5上，可以减少热量在传递路径中的散失，以使电芯5保持在合适的工作温度范围内保证电芯5的性能，且加热装置30与底板主体10集成，可以简化电池包1的加热结构，提高电池包1的生产效率，同时还提高电池包1的空间利用率，降低成本。

在一些实施例中，如图1、图4和图5所示，加热装置30包括：第一加热元件31、第二加热元件32，电芯5在工作过程中电芯5设有极柱的一端或者两端的温度和未设置极柱的部分的温度不同，其中电芯5设有极柱的一端或者两端为电芯5的第一温度区，未设置极柱的部分为第二温度区，由于极柱所在的一端或者两端温升较快，所以一般第一温度区的温度高于第二温度区的温度，导致电芯5受热不均影响电芯5的使用寿命。例如，电芯5的两端设置有极柱，因此电池在工作的时候，会出现两端极柱发热较快、中间位置发热较慢的情况。第一加热元件31与电芯5的第一温度区相对，第二加热元件32与第一加热元件31间隔设置，第二加热元件32适于与电芯5的第二温度区相对，第二加热元件32的发热量大于第一加热元件31的发热量。

在本实施例中，第一加热元件31的数量为两个，第二加热元件32连接在两个第一加热元件31之间。示例地，电芯5的长度方向可以为底板主体10的宽度方向B，电芯5可以沿底板主体10的宽度方向B延伸，多个电芯5可以沿底板主体10的长度方向A排布，两个第一加热元件31设于电芯5沿底板主体10的宽度方向B的两端与底板主体10之间，也即电芯5的正极端和负极端分别与一个第一加热元件31止抵，第二加热元件32设于两个第一加热元件31之间，且第二加热元件32与两个第一加热元件31连接。

当加热装置30工作时，第二加热元件32的发热量大于第一加热元件31的发热量，这是由于电芯5在工作时，正极端和负极端发热较快，电芯5位于正极端和负极端之间的部分发热较慢，通过发热量不同的第一加热元件31和第二加热元件32的设置，以使电芯5的两端和中部的发热量相同，保证电芯5整体受热的均匀，有助于增加电芯5的使用寿命。两个第一加热元件31远离第二加热元件32的一端分别为加热元件的正极引出端和加热元件的负极引出端，正极引出端和负极引出端适于与电池包1内部的动力线路连接，以便于为加热元件供电实现加热。

由此，两个第一加热元件31和第二加热元件32的设置，且第一加热元件31与电芯5的两端沿底板主体10的厚度方向相对，可以实现电芯5沿长度方向的延伸与底板主体10止抵的部分同时加热保证各部分的发热量，避免两端发热快发热量大于电芯5中部发热量导致电芯5受热不均，以使电芯5各部分发热量相对均匀，增加电芯5的使用寿命

可选地，参照图5，第一加热元件31为加热丝，第二加热元件32为加热板。也即通过加热丝和加热板的设置以实现第一加热元件31和第二加热元件32的不同的发热量，或者第一加热元件31和第二加热元件32均为加热丝，此时第一加热元件31的加热丝的数量或者排布的密集程度可以小于第二加热元件32的排布数量，以保证第二加热元件32的发热量大于第一加热元件31的发热量。加热丝为铜丝或者铝丝等金属丝，加热板为铜箔或者铝箔。由此，第一加热元件31和第二加热元件32具体呈现形式需要根据设计的需求进行选择，保证第二加热元件32的发热量大于第一加热元件31的发热量，以使电芯5的端部和中部的发热量均匀，保持性能。

在一些实施例中，如图4-图6所示，第二加热元件32包括两个子加热元件321，两个子加热元件321之间电连接有温度控制器33，当加热装置30的温度达到温度预定阈值时温度控制器33断开。由此，在两个子加热元件321之间设置温度控制器33，可以检测电池包1内加热装置30的温度，以使在温度达到预设的阈值时，温度控制器33可以及时断开，加热装置30停止工作，增加对加热装置30以及电池包1内部电芯5的保护，可以防止加热温度过高导致电芯5损坏的情况发生。

可选地，在电线沿底板主体10高度方远离底板主体10的一侧还可以设有冷却系统如冷却板，实现对电芯5的降温，降低电芯5热失控的可能性，进一步提高电池包1以及电池包1内电芯5的使用寿命。

在一些实施例中，结合图4，托盘底板组件3还包括均温板20，均温板20设在导热件11和加热装置30之间，均温板20、加热装置30和防护板40均与导热件11相对。均温板20设于导热件11和加热装置30之间，加热装置30产生的热量经均温板20均衡后以使加热装置30产生的热量能够均匀的传递至导热件11上，以使导热件11受热均匀，从而使与导热件11不同温区相对的电芯5受热均匀，降低不同温区内电芯5受热不均的可能性。

在本实施例中，导热件11可以为底板主体10的一部分，底板主体10一般为金属件或者复合材料件等可以导热的材料制成，可以导热以对电芯5进行加热。导热件11可以由导热率高的材料制造，或者导热件11上可以增加导热率高的材料，以使导热件11的导热率大于底板主体10其他部分的导热率，以使底板主体10的四周保温性能好且底板主体10的中部导热性能好。

或者，在一些可选实施例中，底板主体10与电芯5相对的部分具有导热件11的功能，其导热率比底板主体10其他部分的导热率高，以使热量能够快速地向电芯5传递。导热件11可以与底板主体10其他部分粘接，或者与底板主体10其他部分热压连接为一体。

由此，导热件11的设置以使托盘底板组件3具有良好的导热能力，能够加速将从与之相对的均温板20和加热装置30传递的热量传递至电芯5。

在一些实施例中，如图3和图7所示，底板主体10设有凹槽12，凹槽12由底板主体10与电芯5相对的部分背离电芯5的方向凹入形成，凹槽12适于容纳电芯5，凹槽12的底部也即沿底板主体10的厚度方向背离电芯5的一侧设有镂空部121，导热件11配合在镂空部121处。导热件11可以与镂空部121的边沿粘接或者热压成型以形成底板主体10。由此，底板主体10上设置凹槽12便于容纳电芯5，且凹槽12设有镂空部121，以使底板主体10背离电芯5的一侧设置的防护板40、均温板20和加热装置30在镂空部121与导热件11相对，导热件11、均温板20可热压成型为一体结构，以简化托盘底板组件3的结构，实现托盘底板组件3轻薄化设计，提高托盘2的装配效率。

进一步地，参照图7，凹槽12的外周侧设有凸沿13，凸沿13设于底板主体10朝向电芯5的一侧。在电芯5设于凹槽12内时，凹槽12的槽壁形成对电芯5的限位。当托盘底板组件3与框架4连接时，凸沿13与托盘2的框架4相对，可通过紧固件穿设凸沿13和框架4实现底板主体10与框架4的连接。

在一些实施例中，均温板20和防护板40之间填充导热胶。加热装置30设于均温板20和防护板40之间，在均温板20和防护板40之间填充导热胶可以实现均温板20、加热装置30和防护板40的粘接，实现对均温板20和防护板40之间粘接的同时，增加热量在均温板20和防护板40之间的传递。

在一些实施例中，防护板40的导热率小于底板主体10和均温板20的导热率。由此，当托盘底板组件3运用在电池包1内时，防护板40的导热率较低，既可以提高对电池包1的保温性能，也可以给电池包1很好的底部防护效果。在一些实施例中，均温板20和底板主体10为一体成型件。由此，均温板20和底板主体10通过一体成型技术制造，可以有效降低均温板20和底板主体10连接的装配工艺，提高装配效率。

在一些实施例中，底板主体10为复合材料件，如结构强度高的材质。均温板20为钢板，以使均温板20具有良好的导热性和结构强度，增加均温板20的使用寿命和均温效果。导热件11为复合材料件，例如，导热件11可以为底板主体10的一部分，复合材料可以包括环氧树脂和连续玻纤或者聚氨酯和连续玻纤，如当长玻璃纤维作为增强体引入到聚氨酯基体中,可以形成连续玻纤和聚氨酯复合材料,使材料的力学性能和热性能等得到显著的提高。防护板40为复合材料件。防护板40也为复合材料制作，其使用的可以是强度高、导热率低的材料，这样既可以提高电池包1的保温性能，也可以给电池包1很好的底部防护效果。防护板40的复合材料包括环氧树脂和连续玻纤或者微孔发泡聚丙烯材质和钢板，以使防护板40具有耐高温性和抗压性，提高防护板40的结构强度，增加对托盘底板组件3的保护，增加托盘底板组件3的使用寿命。

根据本实用新型第二方面实施例的托盘2，托盘2包括：框架4、托盘底板组件3，托盘底板组件3与框架4连接，托盘底板组件3为上述实施例中任一项的托盘底板组件3。

结合图3，框架4包括多个边梁，多个边梁围设在托盘底板组件3的外周侧，框架4与托盘底板组件3连接，如框架4和托盘底板组件3之间可通过结构胶粘接或者紧固件固定连接。在具体装配过程中，底板主体10具有的凸沿13与框架4对应的多个边梁连接，凸沿13上设有多个通孔，多个通孔与边梁上设置的多个通孔一一对应。托盘底板组件3与框架4的连接处还设有结构胶，以增加托盘底板组件3与框架4连接的可靠性。托盘2还包括两个膨胀梁201，两个膨胀梁201沿电芯5的排布方向设于框架4的两端，膨胀梁201设于底板主体10远离框架4的一侧，紧固件穿设膨胀梁201和托盘底板组件3与框架4固定连接，膨胀梁201可以实现对托盘2内电芯5的限位，抑制电芯5的变形，提高托盘2的结构强度。边梁上设有吊耳202，两个吊耳202沿垂直电芯5的排布方向设于框架4的两端，吊耳202与边梁连接，便于托盘2的吊装。

根据本实用新型实施例的托盘2，通过框架4和集成有加热装置30的托盘底板组件3的设置，以使托盘2具有加热的功能，能够在电芯5的端部和中部发热量不均时保持电芯5发热量的均匀性，以使电芯5具有良好的充放电能力，便于电芯5始终处于合适的温度内工作，增加电芯5的使用寿命。

根据本实用新型第三方面实施例的电池包1，包括：托盘2、顶盖(图未示出)、电芯5，托盘2为上述实施例中的托盘2，顶盖设在托盘2的顶部，顶盖与托盘2限定出容纳空间，电芯5设于容纳空间内。

结合图1-6，托盘2沿底板主体10的厚度方向远离底板主体10的一侧敞开，托盘2敞开的一侧与顶盖连接以限定出安装电芯5的容纳空间，电芯5的至少部分与托盘2止抵，在电芯5内部的温度不均衡时，温度控制器33工作控制加热装置30工作实现对电芯5的加热，在温度控制器33检测到加热装置30的温度达到阈值时温度控制器33断开，加热装置30停止工作，温度控制器33可以实时检测加热装置30加热的温度，以避免电芯5的温度过高形成对电池包1的保护。由此，具有该托盘2的电池包1可以增加电池包1的使用寿命。

根据本实用新型第四方面实施例的用电设备，包括上述实施例中的托盘2或者上述实施例中的电池包1。

根据本实用新型实施例的用电设备，可以通过在托盘2中设置加热装置30，以实现对电池包1内部的电芯5的加热，保持电芯5整体的工作温度，避免局部温度过低或者过高影响用电设备的性能。例如，用电设备可以为车辆，保持电芯5的工作温度，以使电池包1的充放电能力和使用寿命增加，降低使用车辆的成本。

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。

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 (14)

1.一种托盘底板组件，其特征在于，包括：

底板主体，所述底板主体沿厚度方向的一侧适于设置电芯，所述底板主体包括导热件，所述导热件适于与所述电芯相对；

加热装置，所述加热装置适于设在所述导热件背离所述电芯的一侧；

防护板，所述防护板设在所述加热装置的背离所述导热件的一侧。

2.根据权利要求1所述的托盘底板组件，其特征在于，所述加热装置包括：

第一加热元件，所述第一加热元件适于与所述电芯的第一温度区相对；

第二加热元件，所述第二加热元件与所述第一加热元件间隔设置，所述第二加热元件适于与所述电芯的第二温度区相对；

所述第二加热元件的发热量大于所述第一加热元件的发热量。

3.根据权利要求2所述的托盘底板组件，其特征在于，所述第一加热元件的数量为两个，所述第二加热元件连接在两个所述第一加热元件之间。

4.根据权利要求3所述的托盘底板组件，其特征在于，所述第二加热元件包括两个子加热元件，两个子加热元件之间电连接有温度控制器，当所述加热装置的温度达到温度预定阈值时所述温度控制器断开。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的托盘底板组件，其特征在于，

所述第一加热元件为加热丝；和/或

所述第二加热元件为加热板。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的托盘底板组件，其特征在于，所述托盘底板组件还包括均温板，所述均温板设在所述导热件和所述加热装置之间，所述均温板、所述加热装置和所述防护板均与所述导热件相对。

7.根据权利要求6所述的托盘底板组件，其特征在于，所述底板主体上设有凹槽，所述凹槽适于容纳所述电芯；

所述凹槽设有镂空部，所述导热件配合在所述镂空部处。

8.根据权利要求7所述的托盘底板组件，其特征在于，所述凹槽的外周侧设有凸沿，所述凸沿适于与框架固定连接。

9.根据权利要求6所述的托盘底板组件，其特征在于，所述均温板和所述防护板之间填充导热胶。

10.根据权利要求6所述的托盘底板组件，其特征在于，所述防护板的导热率均小于所述底板主体和所述均温板的导热率。

11.根据权利要求6所述的托盘底板组件，其特征在于，

所述底板主体为复合材料件；和/或

所述均温板为钢板；和/或

所述防护板为复合材料件。

12.一种托盘，其特征在于，包括：

框架；

托盘底板组件，所述托盘底板组件与所述框架连接，所述托盘底板组件为根据权利要求1-11中任一项所述的托盘底板组件。

13.一种电池包，其特征在于，包括：

托盘，所述托盘为根据权利要求12所述的托盘；

顶盖，所述顶盖设在所述托盘的顶部，所述顶盖与所述托盘限定出容纳空间；

电芯，所述电芯设于所述容纳空间内。

14.一种用电设备，其特征在于，包括根据权利要求12所述的托盘或者根据权利要求13所述的电池包。