CN220510181U - 一种电池模组、电池及用电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，提出了一种电池模组、电池及用电设备。该电池模组包括：液冷壳体，所述液冷壳体包括相对设置的两块端板、相对设置的两块侧板和底板，所述端板和所述侧板依次交替设置、并连接形成回形结构；所述底板封闭所述回形结构的一侧开口；所述液冷壳体集成有液冷组件，所述液冷组件具有两个输液口，每个所述输液口设于一个所述端板，且每个所述端板上的输液口分别经所述侧板和所述底板连接另一所述端板上的输液口。该电池模组将液冷组件集成于电池模组内部，可以提升集成度以及减小电池模组的占用体积；同时，该电池模组可以提升内部液冷组件的结构性能以及冷却效果。

Description

一种电池模组、电池及用电设备

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池模组、电池及用电设备。

背景技术

现有的电池模组液冷方案多为电池模组与液冷组件两部分分别集成在电箱内，以对电池模组内的电池单体进行冷却。但是，该冷却方式存在两方面缺点，第一点：电池模组和液冷组件需要分步独立安装，占用空间较大，集成效率低；第二点：液冷组件对电池模组的冷却操作，多以单面液冷为主，采用多面液冷方案时难以实现可靠性高的连接结构。

实用新型内容

本实用新型提供一种电池模组、电池及用电设备，该电池模组将液冷组件集成于电池模组内部，可以提升集成度以及减小电池模组的占用体积；同时，该电池模组可以提升内部液冷组件的结构性能以及冷却效果。

为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

根据本实用新型的第一个方面，提供了一种电池模组，包括：液冷壳体，所述液冷壳体包括相对设置的两块端板、相对设置的两块侧板和底板，所述端板和所述侧板依次交替设置、并连接形成回形结构；所述底板封闭所述回形结构的一侧开口；

所述液冷壳体集成有液冷组件，所述液冷组件具有两个输液口，每个所述输液口设于一个所述端板，且每个所述端板上的输液口分别经所述侧板和所述底板连接另一所述端板上的输液口。

根据本实用新型的第二个方面，提供了一种电池，包括如上述第一个方面中任意技术方案提供的一种电池模组。

根据本实用新型的第三个方面，提供了一种用电设备，包括如上述第二个方面中任意技术方案提供的一种电池。

本申请提供的电池模组中，液冷组件集成于液冷壳体内部，液冷组件具有两个输液口，每个输液口设于一个端板，两个输液口分别经两个侧板以及底板连通。在冷却介质由一个输液口流动至另一个输液口过程中，冷却介质流经侧板，以从两个侧板位置对置于回形结构内的电池单体进行冷却，同时，冷却介质流经底板，以从底板位置对电池单体进行冷却。

需要说明的是，本申请提供的电池模组将两个输液口、侧板和底板间的连接全部集成在端板，可以提升各结构件的集成度，降低液冷管路复杂度，降低装配难度，提升装配效率。而且，侧板以及底板间冷却介质的流体流动全部为并联设计，且将两个输液口布置在液冷组件的异端进出，可以降低液冷组件整体的流阻，使得液冷组件内部流道所承受的压强降低。

同时，本申请提供的电池模组为高度集成化三面液冷结构，可以减小装配后所形成电池模组占用空间，提升该电池模组的集成度。同时，本申请提供电池模组内部的冷却组件设计，可以增强寿命周期内液冷组件的连接可靠性，降低漏液的风险，从而提升电池模组的安全性能。

附图说明

为了更好地理解本公开，可参考在下面的附图中示出的实施例。在附图中的部件未必是按比例的，并且相关的元件可能省略，以便强调和清楚地说明本公开的技术特征。另外，相关要素或部件可以有如本领域中已知的不同的设置。此外，在附图中，同样的附图标记在各个附图中表示相同或类似的部件。其中：

图1为本申请实施例提供的电池模组的爆炸结构示意图；

图2为图1中液冷壳体的结构示意图；

图3为图2中端板的结构示意图；

图4为图3中端板在另一角度的结构示意图；

图5为图3中端板拆除液冷组件后的结构示意图；

图6为图3中液冷组件的结构示意图；

图7为图6中端板内液冷组件的部分结构示意图；

图8为图6中端板内液冷组件的又一部分结构示意图；

图9为图2中端板的侧示图；

图10为图9中端板在A-A处的剖视图。

附图标记说明如下：

100、液冷壳体；110、端板；111、开口；112、凹槽；113、缺口；120、侧板；130、底板；140、盖板；200、液冷组件；210、分水器；220、液冷管；230、法兰结构；300、电池单体；A、回形结构；B、折边结构。

具体实施方式

下面将结合本公开示例实施例中的附图，对本公开示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的，而并非用于限制本公开的保护范围，因此应当理解，在不脱离本公开的保护范围的情况下，可以对示例实施例进行各种修改和改变。

在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地，提到“该/所述”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。

除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

进一步地，本公开的描述中，需要理解的是，本公开的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本公开的示例实施例的限定。还需要理解的是，在上下文中，当提到一个元件或特征连接在另外元件(一个或多个)“上”、“下”、或者“内”、“外”时，其不仅能够直接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”，也可以通过中间元件间接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”。

本申请实施例提供一种电池模组。图1为本申请实施例提供的电池模组的爆炸结构示意图；图2为图1中液冷壳体的结构示意图。请参考图1和图2所示出的结构，该电池模组包括：液冷壳体100，液冷壳体100包括相对设置的两块端板110、相对设置的两块侧板120和底板130，端板110和侧板120依次交替设置、并连接形成回形结构A(在图1中以虚线示意出)；底板130封闭回形结构A的一侧开口111；液冷壳体100集成有液冷组件200，液冷组件200具有两个输液口，每个输液口设于一个端板110，且每个端板110上的输液口分别经侧板120和底板130连接另一端板110上的输液口。

本申请实施例提供的电池模组中，液冷组件200集成于液冷壳体100内部，液冷组件200具有两个输液口，每个输液口设于一个端板110，两个输液口分别经两个侧板120以及底板130连通。应理解，两个输液口中，一个输液口作为进液口，另一个输液口作为出液口，即冷却介质可经一个输液口进入液冷组件200内部，且在分别流经两个侧板120以及底板130后，经另一个输液口流出液冷组件200。

具体的，在冷却介质由一个输液口流动至另一个输液口过程中，冷却介质流经侧板120，以从两个侧板120位置对置于回形结构A内的电池单体300进行冷却，同时，冷却介质流经底板130，以从底板130位置对电池单体300进行冷却。当然，在冷却介质由一个输液口流动至另一个输液口过程中，冷却介质还流经端板110，以在端板110位置对电池单体300进行冷却。

需要说明的是，本实施例提供的电池模组将两个输液口、侧板120和底板130间的连接全部集成在端板110，可以提升各结构件的集成度，降低液冷管路复杂度，降低装配难度，提升装配效率。而且，侧板120以及底板130间冷却介质的流体流动全部为并联设计，且将两个输液口布置在液冷组件200的异端进出，可以降低液冷组件200整体的流阻，使得液冷组件200内部流道所承受的压强降低。

同时，本申请实施例提供的电池模组为高度集成化三面液冷结构，可以减小装配后所形成电池模组占用空间，提升该电池模组的集成度。同时，本申请实施例提供电池模组内部的冷却组件设计，可以增强寿命周期内液冷组件200的连接可靠性，降低漏液的风险，从而提升电池模组的安全性能。

值得注意的是，本实施例提供的电池模组内上述各结构件形成电池模组，同时，也作为电池模组的结构部件，构成电池模组的主体框架结构。侧板120可以在发挥冷却功能的同时，作为框架结构件提升结构强度。

在制备形成本申请实施例中的液冷组件200时，侧板120可以选用具有较高机械强度的冷板类型，如铝挤型材的冷板。该选型同时兼顾传统意义的模组侧板120使用。可适用于振动冲击较强的工况。

图3为图2中端板110的结构示意图；图4为图3中端板110在另一角度的结构示意图；图5为图3中端板110拆除液冷组件200后的结构示意图；图6为图3中液冷组件200的结构示意图；图7为图6中端板110内液冷组件200的部分结构示意图；图8为图6中端板110内液冷组件200的又一部分结构示意图。请参考图3至图8所示出的结构，在一个实施例中，液冷组件200的至少部分置于端板110内；端板110在背向另一端板110一侧设有开口111，液冷组件200的输液口自开口111暴露于端板110表面。

需要说明的是，本实施例中，液冷组件200的至少部分隐藏于端板110内，以减小液冷组件200单独占用空间，提升空间利用率。同时，本实施例中，输液口位于端板110背离另一端板110一侧，便于提升端板110在朝向电池单体300一侧面的平整度，使得端板110与电池单体300界面紧密贴合，充分发挥液冷作用。

在一个实施例中，请参考图3至图8所示出的结构，液冷组件200包括分水器210和液冷管220，分水器210具有进液口和出液口，进液口以及出液口中的一个形成输液口，另一个通过液冷管220连接两个侧板120和底板130。

应理解，分水器210发挥分水作用，以将水路分散或汇合。示例性的，当分水器210的进液口形成输液口时，分水器210的出液口通过液冷管220分别连接底板130及侧板120，具体的，分水器210的出液口包括三个位于不同输出位置的子出液口，两个子出液口分别通过液冷管220连接与其对应的侧板120，一个子出液口通过液冷管220连接与其对应的底板130。反之，当分水器210的出液口形成输液口时，分水器210的进液口通过液冷管220分别连接底板130及侧板120，具体的，分水器210的进液口包括三个位于不同输出位置的子进液口，两个子进液口分别通过液冷管220连接与其对应的侧板120，一个子进液口通过液冷管220连接与其对应的底板130。

在一个实施例中，请参考图3至图8所示出的结构，端板110朝向另一端板110的一侧设有凹槽112，凹槽112的槽底设有开口111；分水器210安装于凹槽112内，且分水器210暴露于端板110朝向另一端板110的一侧表面。

需要说明的是，本实施例中，端板110与分水器210及液冷管220一体化集成设计。该设计隐藏了分水器210与液冷管220，可以提高空间利用率，限制液冷管220的相对移动，起到固定作用，提高液冷组件200的结构可靠性。

图9为图2中端板110的侧示图；图10为图9中端板110在A-A处的剖视图。请结合图3至图8参考图9和图10所示出的结构，在一个实施例中，端板110内设有通孔，通孔连接凹槽112以及端板110的侧端面；液冷管220置于通孔内。

示例性的，请继续参考图9和图10所示出的结构，端板110用于朝向电池单体300一侧开槽、形成凹槽112，该凹槽112内可嵌入分水器210，端板110通往两块侧板120以及底板130的通道为通孔，如截面图10所示。

值得注意的是，液冷管220可在端板110制备完成后、插入通孔内，以连接分水器210。应理解，如图4所示，为了便于连接液冷管220与分水器210，部分液冷管220可以置于凹槽112内。

需要说明的是，本实施例中的设计隐藏了分水器210与管路，可以提高空间利用率；而且，本实施例中通过设于端板110的凹槽112布置了分水器210与管路，可以通过有限的空间限制管路的相对移动，起到固定作用，提高液冷组件200的结构可靠性。

在一个实施例中，请继续参考图7所示出的结构，分水器210与液冷管220之间通过倒刺接口连接，以提升分水器210与液冷管220在连接处的连接牢，以及，提升分水器210与液冷管220在连接处的密封效果，避免冷却介质自二者连接处泄露，可提升电池模组的整体安全性能。

在一个实施例中，请继续参考图6和图7所示出的结构，液冷组件200还包括法兰结构230，端板110内的液冷管220通过法兰结构230连接两个侧板120以及底板130中的至少一个；法兰结构230与液冷管220之间通过倒刺接头连接。

需要说明的是，本申请实施例提供的液冷组件200，将端板110与侧板120，以及，端板110与底板130之间采用液冷管220和法兰接头连接，可以提升端板110与其他板体在连接处稳定性，避免冷却介质在二者连接处泄露，可提升电池模组的整体安全性能。

在一个优选的实施例中，可以在端板110与其他板体的法兰结构230处增加密封圈。示例性的，可以采用O型圈，以提升连接处的可靠性、避免发生漏液，以及，延长端板110与其他板体在连接处的使用寿命。

在一个实施例中，如图8所示，液冷管220为柔性软管，例如，可以为橡胶软管。

需要说明的是，当液冷管220具有一定的柔性，液冷管220与其他结构的连接处可抵抗电池模组寿命末期因电池单体300鼓胀而产生的位移，可以降低冷却介质在分液及汇流过程中漏液的风险，进而可提升电池模组的整体安全性能。

在一个实施例中，请继续参考图1所示出的结构，沿两个端板110的排列方向，侧板120的至少一侧端部设有自侧板120延伸出的折边结构B，折边结构B翻折至与其靠近的端板110背离另一端板110一侧，且侧板120与端板110通过折边结构B固定。

需要说明的是，该实施例中，侧板120可实现与电池单体300界面的紧密贴合，充分发挥液冷作用。同时，该实施例中，侧板120可承受较高的拉伸与剪切强度，保证电池模组主体具有较强的抗振动冲击能力。

在装配本申请实施例提供的液冷组件200时，回形结构A内的电池单体300可以随装配过程形成，即端板110与电池单体300同步堆叠，以在两个端板110之间形成电池单体300结构，待堆叠完成后，安装两块侧板120，将侧板120两端边缘的折边结构B与端板110激光焊接，实现机械连接，以形成回形结构A；最后安装底板130。

值得注意的是，在形成侧板120时，可以选用具有较高机械强度的冷板，该冷板可以同时作为液冷结构以及电池模组内的支撑板使用。

在一个实施例中，请结合图1参考图5所示出的结构，沿两个端板110的排列方向，端板110背离另一端板110一侧设有缺口113；沿两个侧板120的排列方向，缺口113位于端板110的端部；侧板120的折边结构B置于缺口113内。

需要说明的是，本实施例中，在端板110的端部设置缺口113，可以将折边结构B的至少部分置于缺口113内，以沿两个端板110的排列方向，缩小折边结构B单独占用体积，从而可以提升电池模组的整体空间利用率，利于提升能量密度。

优选的，在一个具体的实施例中，可以设置：沿两个端板110的排列方向，折边结构B完全置于缺口113内部。换句话说，在该方向上，折边结构B不凸出于端板110的最外侧表面，以最大化缩小折边结构B单独占用空间。

在设置本申请实施例内的液冷组件200时，该液冷组件200还包括设于侧板120以及底板130内的流道。在一个实施例中，液冷组件200还包括设于侧板120内的第一液冷流道，第一液冷流道一端连接一个端板110，另一端连接另一个端板110；和/或，液冷组件200还包括设于底板130内的第二液冷流道，第二液冷流道一端连接一个端板110，另一端连接另一个端板110。

值得注意的是，两个侧板120内的第一液冷流道的布局形式可以相同或不同。在将第一液冷流道布置在侧板120内时，第一液冷流道可以存在多条分岔路径，以将冷却介质分流，提升侧板120对电池单体300的冷却效果。同样的，在将第二液冷流道布置在底板130内时，第二液冷流道可以存在多条分岔路径，以将冷却介质分流，提升侧板120对电池单体300的冷却效果。

需要说明的是，优选第一液冷流道和/或第二液冷流道内的多条分岔路径均沿两个端板110的排列方向分布，以保证冷却介质在沿该方向流道过程中，流经整个电池模组的长度方向，提升冷却装置与电池单体300之间的热交换效率。

在一个实施例中，请继续参考图1所示出的结构，液冷壳体100还包括盖板140，盖板140封闭回形结构A的另一侧开口111，以形成完成的容纳、支撑结构，有效保护置于内部的电池单体300。

需要说明的是，当侧板120设有折边结构B时，可以设置折边结构B位于盖板140的端部，以进一步提升侧板120与电池单体300界面的紧密贴合程度，使其充分发挥液冷作用。同时，该结构设置使得液冷组件200可承受较高的拉伸与剪切强度，以保证电池模组主体具有较强的抗振动冲击能力。

在一个实施例中，请继续参考图1所示的结构，电池模组还包括设于液冷壳体100内的多个电池单体300，多个电池单体300的堆叠方向平行于两个端板110的排列方向。

需要说明的是，端板110以及侧板120形成的回形结构A可以对电池单体300形成有效防护，侧板120沿多个电池单体300的堆叠方向进行延伸，以对电池单体300的侧部进行有效冷却。同时，底部接触每个电池单体300的底部，以对电池单体300的底部进行有效冷却。

请继续参考图1所示出的结构，沿两个端板110的排列方向，多个电池单体300形成一个电池单体排，回形结构A内的电池单体排数量可以为一个或多个，多个电池单体排沿两个侧板120的排列方向布置。

在一个实施例中，电池单体300与液冷壳体100紧密接触，以提升液冷壳体100与电池单体300的接触面积，增大换热面积，提升电池单体300的安全性能。

第二方面，本申请实施例还提供一种电池，包括如上述第一方面中任意技术方案提供的一种电池模组。

需要说明的是，本实施例提供的电池中，电池模组将两个输液口、侧板120和底板130间的连接全部集成在端板110，可以提升各结构件的集成度，降低液冷管路复杂度，降低装配难度，提升装配效率。而且，侧板120以及底板130间冷却介质的流体流动全部为并联设计，且将两个输液口布置在液冷组件200的异端进出，可以降低液冷组件200整体的流阻，使得液冷组件200内部流道所承受的压强降低。

同时，本申请实施例提供的电池中，电池模组为高度集成化三面液冷结构，可以减小装配后所形成电池模组占用空间，提升该电池模组的集成度。同时，本申请实施例提供电池模组内部的冷却组件设计，可以增强寿命周期内液冷组件200的连接可靠性，降低漏液的风险，从而提升电池模组、甚至是电池的安全性能。

第三方面，本申请实施例还提供一种用电设备，包括如上述第二方面中任意技术方案提供的一种电池。

需要说明的是，本实施例提供的用电设备中，电池模组将两个输液口、侧板120和底板130间的连接全部集成在端板110，可以提升各结构件的集成度，降低液冷管路复杂度，降低装配难度，提升装配效率。而且，侧板120以及底板130间冷却介质的流体流动全部为并联设计，且将两个输液口布置在液冷组件200的异端进出，可以降低液冷组件200整体的流阻，使得液冷组件200内部流道所承受的压强降低。

同时，本申请实施例提供的用电设备中，电池模组为高度集成化三面液冷结构，可以减小装配后所形成电池模组占用空间，提升该电池模组的集成度。同时，本申请实施例提供电池模组内部的冷却组件设计，可以增强寿命周期内液冷组件200的连接可靠性，降低漏液的风险，从而提升电池模组、电池、甚至是用电设备的安全性能。

示例性的，该用电设备可以为汽车、轮船等动力设备。当然，用电设备还可以根据需求设置为其他，具体不再赘述。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型创造后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的保护范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (16)

1.一种电池模组，其特征在于，包括：液冷壳体，所述液冷壳体包括相对设置的两块端板、相对设置的两块侧板和底板，所述端板和所述侧板依次交替设置、并连接形成回形结构；所述底板封闭所述回形结构的一侧开口；

所述液冷壳体集成有液冷组件，所述液冷组件具有两个输液口，每个所述输液口设于一个所述端板，且每个所述端板上的输液口分别经所述侧板和所述底板连接另一所述端板上的输液口。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述液冷组件的至少部分置于所述端板内；所述端板在背向另一所述端板一侧设有开口，所述液冷组件的输液口自所述开口暴露于所述端板表面。

3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述液冷组件包括分水器和液冷管，所述分水器具有进液口和出液口，所述进液口以及所述出液口中的一个形成所述输液口，另一个通过所述液冷管连接两个所述侧板和所述底板。

4.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述端板朝向另一所述端板的一侧设有凹槽，所述凹槽的槽底设有所述开口；所述分水器安装于所述凹槽内，且所述分水器暴露于所述端板朝向另一所述端板的一侧表面。

5.根据权利要求4所述的电池模组，其特征在于，所述端板内设有通孔，所述通孔连接所述凹槽以及所述端板的侧端面；所述液冷管置于所述通孔内。

6.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述分水器与所述液冷管之间通过倒刺接口连接。

7.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，所述液冷组件还包括法兰结构，所述端板内的所述液冷管通过所述法兰结构连接两个所述侧板以及所述底板中的至少一个；所述法兰结构与所述液冷管之间通过倒刺接头连接。

8.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述液冷管为柔性软管。

9.根据权利要求1-8任一项所述的电池模组，其特征在于，沿两个所述端板的排列方向，所述侧板的至少一侧端部设有自所述侧板延伸出的折边结构，所述折边结构翻折至与其靠近的所述端板背离另一所述端板一侧，且所述侧板与所述端板通过所述折边结构固定。

10.根据权利要求9所述的电池模组，其特征在于，沿两个所述端板的排列方向，所述端板背离另一所述端板一侧设有缺口；沿两个所述侧板的排列方向，所述缺口位于所述端板的端部；所述侧板的折边结构置于所述缺口内。

11.根据权利要求1-8任一项所述的电池模组，其特征在于，所述液冷组件还包括设于所述侧板内的第一液冷流道，所述第一液冷流道一端连接一个所述端板，另一端连接另一个所述端板；和/或，

所述液冷组件还包括设于所述底板内的第二液冷流道，所述第二液冷流道一端连接一个所述端板，另一端连接另一个所述端板。

12.根据权利要求1-8任一项所述的电池模组，其特征在于，所述液冷壳体还包括盖板，所述盖板封闭所述回形结构的另一侧开口。

13.根据权利要求1-8任一项所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组还包括设于所述液冷壳体内的多个电池单体，多个所述电池单体的堆叠方向平行于两个所述端板的排列方向。

14.根据权利要求13所述的电池模组，其特征在于，所述电池单体与所述回形结构接触。

15.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1-14任一项所述的电池模组。

16.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求15所述的电池。