CN220400865U - 电池包及用电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，具体提供一种电池包及用电装置，旨在解决现有技术中的电池包在电压较大时容易被击穿导致电池包短路的问题。为此目的，本实用新型的电池包包括多个电池单体；热管理构件，热管理构件用于与电池单体热交换；其中，热管理构件的表面设置有绝缘件，绝缘件的耐压范围为0～10000V。热管理构件用于对电池单体进行加热或冷却，绝缘件用于将热管理构件与电池单体相互绝缘隔离，防止短路的情况发生；绝缘件的耐压值在0～10000V范围内，能够达到较高的耐压值，从而能够承受较高的电压，在绝缘件的耐压值较高时，其绝缘性能较好，可以有效防止电压过高时，绝缘件被击穿导致电池包短路的情况发生，提高了电池使用的安全性。

Description

电池包及用电装置

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体提供一种电池包及用电装置。

背景技术

近年来随着新能源行业的快速发展，锂电池作为新能源技术的主要动力源也在不断的发展进步，其中电池包是锂电池应用的基本单元，在储能和电动汽车领域中应用非常广泛，在电池包的发展过程中，不断追求高能量的同时，也带来了很多安全问题，而安全问题是一个不可忽视的重要问题。

现有技术的电池包在使用过程中，存在电池包容易短路的问题，严重时甚至会发生起火爆炸的事故，导致影响电池包使用的安全性。

相应地，本领域需要一种新的电池包结构来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述技术问题，即，解决现有技术中的电池包容易短路的问题。

在第一方面，本实用新型提供一种电池包，包括多个电池单体；热管理构件，所述热管理构件用于与所述电池单体热交换；其中，所述热管理构件的表面设置有绝缘件，所述绝缘件的耐压值为0～10000V。

在采用上述技术方案的情况下，热管理构件用于对电池单体进行加热或冷却，使得电池单体处于最佳的工作温度状态；在热管理构件的表面设置绝缘件，绝缘件用于将热管理构件与电池单体相互绝缘隔离，防止短路的情况发生；绝缘件的耐压值在0～10000V范围内，能够达到较高的耐压值，从而能够承受较高的电压，在绝缘件的耐压值较高时，其绝缘性能较好，可以有效防止电压过高时，绝缘件被击穿导致电池包短路的情况发生，提高了电池使用的安全性。

在上述电池包的具体实施方式中，所述绝缘件的厚度H₁满足：0.01≤H₁≤0.5mm。

在采用上述技术方案的情况下，由于绝缘件厚度越大，其耐压值越大，耐压能力越强，绝缘性能越好，但是绝缘件厚度的增大会导致整个电池包的体积增大，从而使电池包的能量密度降低，在综合考虑绝缘件的绝缘性能及电池包的能量密度的前提下，将绝缘件的厚度H₁设定在0.01≤H₁≤0.5mm范围内，可以同时兼顾高能量密度和高安全性能。

在上述电池包的具体实施方式中，所述绝缘件的厚度H₁满足：0.05≤H₁≤0.15mm。

在采用上述技术方案的情况下，进一步限定了绝缘件厚度H₁的设定范围，以进一步平衡绝缘件的绝缘性能和电池包的能量密度，达到更优的使用效果。

在上述电池包的具体实施方式中，所述绝缘件在所述热管理构件上的覆盖率大于等于70％。

在采用上述技术方案的情况下，绝缘件在热管理构件上的覆盖率越大，绝缘效果越好，因此需要绝缘件在热管理构件上有较高的覆盖率，当绝缘件在热管理构件上的覆盖率大于等于70％时，即可较好的实现将热管理构件与电池单体相互绝缘隔离的作用。

在上述电池包的具体实施方式中，所述绝缘件为绝缘涂层或绝缘膜。

在采用上述技术方案的情况下，绝缘件为绝缘涂层时，可以直接将绝缘涂层喷涂在热管理构件的表面，方便了绝缘件与热管理构件的固定连接，同时也确保了绝缘件与热管理构件的紧密贴合，使绝缘效果更好，另外也可以控制绝缘涂层的厚度比较小；绝缘件为绝缘膜时，绝缘膜与热管理构件相互独立设置再固定连接在一起，方便在绝缘件或热管理构件损坏时将他们拆开并单独进行更换。

在上述电池包的具体实施方式中，所述绝缘件的材料包括环氧丙烯酸。

在采用上述技术方案的情况下，环氧丙烯酸具有较好的耐压能力、较高的绝缘性能、以及较高的耐热性和耐腐蚀性等优点，有助于提高绝缘件的耐压能力和绝缘性能。

在上述电池包的具体实施方式中，所述绝缘件的导热系数λ≥0.3W/(m·K)。

在采用上述技术方案的情况下，绝缘件的导热系数λ设定在λ≥0.3W/(m·K)，绝缘件的导热能力较强，有助于热管理构件更高效的对电池单体进行加热或冷却。

在上述电池包的具体实施方式中，所述热管理构件的壁的厚度H₂和绝缘件的厚度H₃满足：0.01≤H₃/H₂≤1；所述绝缘件的密度G满足：1≤G≤1.8g/cm³。

在采用上述技术方案的情况下，热管理构件的壁的厚度H₂和绝缘件的厚度H₃满足：0.01≤H₃/H₂≤1，绝缘件的厚度小于等于热管理构件的壁厚，在保证绝缘件的厚度满足绝缘件的绝缘性能及电池包的能量密度要求的前提下，热管理构件的壁厚也不能太小，避免热管理构件受到挤压时，热管理构件壁发生变形；绝缘件的密度G满足1≤G≤1.8g/cm³，由于绝缘件厚度越大，其耐压值越大，耐压能力越强，绝缘性能越好，而在绝缘件可以满足绝缘性能要求的前提下，绝缘件的密度越小，其重量越小，进而电池包的重量越小，更有利于电池包的轻量化，因此，在设定绝缘件的密度时，需要在保障绝缘件有较高的绝缘性能的前提下，将绝缘件的密度设定的较小，综合考虑绝缘件的绝缘性能和电池包的轻量化程度的前提下，将绝缘件的密度G设定在1≤G≤1.8g/cm³范围内。

在上述电池包的具体实施方式中，所述电池包还包括箱体，箱体用于为电池单体提供支撑和防护；所述电池单体设置于所述箱体内且沿第一方向排列，所述电池单体包括第一壁，所述第一壁是所述电池单体的表面积最大的壁；所述热管理构件设置于每两个所述电池单体之间，所述热管理构件与所述电池单体的第一壁之间设置有所述绝缘件。

在采用上述技术方案的情况下，热管理构件设置在每两个电池单体之间，绝缘件设置在热管理构件与电池单体的第一壁之间，第一壁式电池单体的表面积最大的壁，使得热管理构件与电池单体的接触面积最大，热管理构件能够更高效的对电池单体进行加热或冷却，而绝缘件也可以确保更好的绝缘效果。

在上述电池包的具体实施方式中，所述热管理构件和所述电池单体间设有导热胶。

在采用上述技术方案的情况下，由于热管理构件与电池单体需要紧密贴合，才能实现较好的导热效果，因此将热管理构件和电池单体通过导热胶紧密贴合在一起，提高了热管理构件对电池单体的加热和冷却效果，此外，导热胶的导热性能较好，进一步提高了热管理构件和电池单体之间的热传导效率，从而保证热管理构件对电池单体较好的加热和冷却效果。

在第二方面，本实用新型还提供一种用电装置，所述用电装置包括所述电池包。

方案1、一种电池包，其特征在于，所述电池包包括：多个电池单体；热管理构件，所述热管理构件用于与所述电池单体热交换；其中，所述热管理构件的表面设置有绝缘件，所述绝缘件的耐压值为0～10000V。

方案2、根据方案1所述的电池包，其特征在于，所述绝缘件的厚度H1满足：0.01≤H1≤0.5mm。

方案3、根据方案2所述的电池包，其特征在于，所述绝缘件的厚度H1满足：0.05≤H1≤0.15mm。

方案4、根据方案2所述的电池包，其特征在于，所述绝缘件在所述热管理构件上的覆盖率大于等于70％。

方案5、根据方案4所述的电池包，其特征在于，所述绝缘件为绝缘涂层或绝缘膜。

方案6、根据方案5所述的电池包，其特征在于，所述绝缘件的材料包括环氧丙烯酸。

方案7、根据方案1至6中任一项所述的电池包，其特征在于，所述绝缘件的导热系数λ≥0.3W/(m·K)。

方案8、根据方案1所述的电池包，其特征在于，所述热管理构件的壁的厚度H2和所述绝缘件的厚度H3满足：0.01≤H3/H2≤1；所述绝缘件的密度G满足：1≤G≤1.8g/cm3。

方案9、根据方案1所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括箱体；所述电池单体设置于所述箱体内且沿第一方向排列，所述电池单体包括第一壁，所述第一壁是所述电池单体的表面积最大的壁；所述热管理构件设置于每两个所述电池单体之间，所述热管理构件与所述电池单体的第一壁之间设置有所述绝缘件。

方案10、根据方案9所述的电池包，其特征在于，所述热管理构件和所述电池单体间设有导热胶。

方案11、一种用电装置，其特征在于，包括如方案1至10中任一项所述的电池包。

附图说明

下面结合附图来描述本实用新型的可选实施方式，附图中：

图1是本实用新型的电池包的整体结构示意图；

图2是本实用新型的热管理构件的结构示意图；

图3是本实用新型的热管理构件及绝缘件的结构示意图。

附图标记列表：

1-电池单体，2-热管理构件，3-绝缘件，11-第一壁，21-热管理单元。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的一些实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非用于限制本实用新型的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示相关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。此外，序数词“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体连接；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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

基于背景技术指出的现有技术中电池包容易短路的问题，本实用新型提供了一种电池包，旨在通过高耐压值的绝缘件的设置，实现提高电池使用的安全性的目的。

首先参阅图1，该图显示了本实用新型的电池包的整体结构。如图1所示，本实用新型的电池包包括多个电池单体1，电池单体1沿第一方向排列，第一方向为图1中的X方向，每两个电池单体1之间设置有热管理构件2，热管理构件2用于与电池单体1热交换，实现对电池单体1的加热或冷却，使得电池单体1处于最佳的工作温度状态；热管理构件2的表面设置有绝缘件3，绝缘件3设置在热管理构件2与电池单体1之间，用于将热管理构件2与电池单体1相互绝缘隔离，防止短路的情况发生，同时绝缘件3也具备良好的导热性能，不影响热管理构件2和电池单体1之间的热交换；其中，绝缘件3的耐压值为0～10000V，绝缘件3的耐压值设置在该范围内，能够达到较高的耐压值，从而能够承受较高的电压，在绝缘件3的耐压值较高时，其绝缘性能较好，可以有效防止电压过高时，绝缘件3被击穿，导致电池包短路的情况发生，提高了电池使用的安全性。

继续参阅图1和图2，图2显示了本实用新型的热管理构件的结构。如图1所示，电池包还包括多个电池组，电池组沿第二方向排列，第二方向为图1中的Y方向，每个电池组包括多个电池单体1，第二方向与第一方向相互垂直；如图2所示，热管理构件2包括多个沿第二方向顺次连接设置的热管理单元21，热管理单元21设置在两个相邻的电池单体1之间。可选地，相邻的两个电池组之间设置有弹性件，当电池单体1发生膨胀时，弹性件可以吸收膨胀；弹性件可以是泡棉，泡棉具有弹性好，重量轻等特点。此外，弹性件和电池组之间设结构胶，这样电池组、热管理构件和弹性件通过结构胶粘接形成一个整体。

其中，电池单体1与热管理构件2连接的壁为电池电源的第一壁11，第一壁11是电池单体1的表面积最大的壁，使得热管理构件2与电池单体1的接触面积最大，热管理构件2能够更高效的对电池单体1进行加热或冷却，而绝缘件3也可以确保更好的绝缘效果。

本领域技术人员能够理解的是，热管理构件2的各热管理单元21之间的连接方式，可以为可拆卸连接，也可以为一体成型结构；各热管理单元21之间为可拆卸连接，可以根据电池单体的数量确定热管理单元21的数量，能够更好的适配不同数量的电池单体，同时，在某个热管理单元21损坏时需要维修或者需要更换时，可拆卸的方式也能减少维修人员的工作量，提高维修效率；各热管理单元21之间为一体成型结构，不仅可以减少零件的数量，同时还减少了零件生产过程中使用模具的数量，降低了成本，而且一体成型的零件强度更高，稳定性更好。

关于绝缘件3的位置，可选地，绝缘件3设置在热管理单元21端部的汇流板外，热管理单元21包括端部的汇流板和中间的冷板，端部的汇流板距离电池单体的极耳以及连接极耳的电连接片较近，更容易发生短路，因此需要设置绝缘件3。

下面参阅图3，该图显示了本实用新型的热管理构件及绝缘件3的结构。如图3所示，绝缘件3的厚度H₁满足：0.01≤H₁≤0.5mm，由于绝缘件3厚度越大，其耐压值越大，耐压能力越强，绝缘性能越好，但是绝缘件3厚度的增大会导致整个电池包的体积增大，从而使电池包的能量密度降低，在综合考虑绝缘件3的绝缘性能及电池包的能量密度的前提下，将绝缘件3的厚度H₁设定在0.01≤H₁≤0.5mm范围内，可以同时兼顾高能量密度和高安全性能。可选地，绝缘件3的厚度H₁满足：0.05≤H₁≤0.15mm，进一步限定了绝缘件3厚度H₁的设定范围，以进一步平衡绝缘件3的绝缘性能和电池包的能量密度，达到更优的使用效果。

继续参阅图3，热管理构件2的壁的厚度H₂和绝缘件3的厚度H₃满足：0.01≤H₃/H₂≤1，绝缘件3的厚度小于等于热管理构件2的壁厚，在保证绝缘件3的厚度满足绝缘件3的绝缘性能及电池包的能量密度要求的前提下，热管理构件2的壁厚也不能太小，避免热管理构件2受到挤压时，热管理构件2壁发生变形。

具体地，绝缘件3的密度G满足：1≤G≤1.8g/cm³，由于绝缘件3厚度越大，其耐压值越大，耐压能力越强，绝缘性能越好，而在绝缘件3可以满足绝缘性能要求的前提下，绝缘件3的密度越小，其重量越小，进而电池包的重量越小，更有利于电池包的轻量化，因此，在设定绝缘件3的密度时，需要在保障绝缘件3有较高的绝缘性能的前提下，将绝缘件3的密度设定的较小，综合考虑绝缘件3的绝缘性能和电池包的轻量化程度的前提下，将绝缘件3的密度G设定在1≤G≤1.8g/cm³范围内。

此外，绝缘件3在热管理构件2上的覆盖率大于等于70％，由于绝缘件3在热管理构件2上的覆盖率越大，绝缘效果越好，因此需要绝缘件3在热管理构件2上有较高的覆盖率，当绝缘件3在热管理构件2上的覆盖率大于等于70％时，即可较好的实现将热管理构件2与电池单体1相互绝缘隔离的作用；当绝缘件3在热管理构件2上的覆盖率为100％时，绝缘效果最好，但是绝缘件3在热管理构件2上的覆盖率越高，电池包的成本也越高，重量也会随之增大，因此综合考虑绝缘效果、成本、重量等因素的影响，将绝缘件3在热管理构件2上的覆盖率设置在大于等于70％。

需要说明的是，绝缘件3可以设置为单独的绝缘膜，也可以设置为涂在热管理构件2上的绝缘涂层；绝缘件3为绝缘涂层时，可以直接将绝缘涂层喷涂在热管理构件2的表面，方便了绝缘件3与热管理构件2的固定连接，同时也确保了绝缘件3与热管理构件2的紧密贴合，使绝缘效果更好，另外也可以控制绝缘涂层的厚度比较小，此外，还减少了零件的数量，减少了零件生产过程中模具的数量，降低了成本；绝缘件3为绝缘膜时，绝缘膜与热管理构件2相互独立设置再通过粘贴或其他方式可拆卸连接在一起，方便在绝缘件3或热管理构件2损坏时将他们拆开并单独进行更换。

可选地，绝缘件3的材料包括环氧丙烯酸，环氧丙烯酸具有较好的耐压能力、较高的绝缘性能、以及较高的耐热性和耐腐蚀性等优点，有助于提高绝缘件3的耐压能力和绝缘性能。此外，绝缘件3的导热系数λ≥0.3W/(m·K)，在此范围内，绝缘件3的导热能力较强，有助于热管理构件2更高效的对电池单体1进行加热或冷却。

再进一步地，电池包还包括箱体，电池单体1设置于箱体内，箱体为电池单体1提供支撑和防护。

作为一种可能的实施方式，热管理构件2和电池单体1之间设有导热胶，热管理构件2和电池单体1之间通过导热胶进行粘接，由于热管理构件2与电池单体1需要紧密贴合，才能实现较好的导热效果，因此将热管理构件2和电池单体1通过导热胶紧密贴合在一起，提高了热管理构件2对电池单体1的加热和冷却效果，此外，导热胶的导热性能较好，进一步提高热管理构件2和电池单体1的热传导效率，从而保证热管理构件2对电池单体1的较好加热和冷却效果。

本实用新型还提供了一种用电装置，用电装置包括电池包，其中，用电装置可以为电动车、太阳能储能系统、电动玩具等各种使用电池包的装置，在此不做具体的限定，均在本实用新型的保护范围内。

需要说明的是，上述实施方式仅仅用来阐述本实用新型的原理，并非旨在于限制本实用新型的保护范围，在不偏离本实用新型原理的条件下，本领域技术人员能够对上述实施方式进行调整，以便本实用新型能够应用于更加具体的应用场景。

至此，已经结合附图所示的可选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种电池包，其特征在于，所述电池包包括：

多个电池单体；

热管理构件，所述热管理构件用于与所述电池单体热交换；

其中，所述热管理构件的表面设置有绝缘件，所述绝缘件的耐压值为0～10000V。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述绝缘件的厚度H₁满足：0.01≤H₁≤0.5mm。

3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述绝缘件的厚度H₁满足：0.05≤H₁≤0.15mm。

4.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述绝缘件在所述热管理构件上的覆盖率大于等于70％。

5.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于，所述绝缘件为绝缘涂层或绝缘膜。

6.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，所述绝缘件的材料包括环氧丙烯酸。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电池包，其特征在于，所述绝缘件的导热系数λ≥0.3W/(m·K)。

8.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述热管理构件的壁的厚度H₂和所述绝缘件的厚度H₃满足：0.01≤H₃/H₂≤1；

所述绝缘件的密度G满足：1≤G≤1.8g/cm³。

9.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，

所述电池包还包括箱体；

所述电池单体设置于所述箱体内且沿第一方向排列，所述电池单体包括第一壁，所述第一壁是所述电池单体的表面积最大的壁；

所述热管理构件设置于每两个所述电池单体之间，所述热管理构件与所述电池单体的第一壁之间设置有所述绝缘件。

10.根据权利要求9所述的电池包，其特征在于，所述热管理构件和所述电池单体间设有导热胶。

11.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求1至10中任一项所述的电池包。