CN220652234U - 集成梁结构、电池包及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种集成梁结构、电池包及用电设备，涉及电池技术领域。集成梁结构包括：型梁体，其配置有容纳腔，容纳腔沿型梁体的长度方向分布；液冷板，其配置于容纳腔，液冷板沿型梁体的长度方向分布，且液冷板配置有至少一个。型梁体配置有容纳腔，液冷板集成于容纳腔内，使得型梁体的外缘与电池单体或者电池模组接触时，能够实现结构强度的前提下，也能对电池单体或者电池模组进行散热。

Description

集成梁结构、电池包及用电设备

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种集成梁结构、电池包及用电设备。

背景技术

随着电动汽车的普及、对电动汽车各方面的要求也越来越高，尤其是要降低成本和提高安全性能。动力电池系统作为电动汽车的关键部分，成为控制成本等因素的主要环节之一。而动力电池液冷系统的成本及重量等在整个动力电池系统中占比较高。

在相关的技术中，液冷板只负责电池的散热和加热，由薄铝板冲压成型，由于结构强度不足以承托模组或电池的重量，所以液冷板仍然为独立存在的零件，在满足散热和结构强度需求下，导致箱体整体空间利用率较低，降低了电池的能量密度，严重影响电池的性能。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种集成梁结构、电池包及用电设备，能够满足散热和结构强度的前提下，提高整体空间利用率，从而提高了能量密度。

为达上述目的，本申请采用以下技术方案：

第一方面，本申请提供一种集成梁结构，包括：型梁体，其配置有容纳腔，所述容纳腔沿所述型梁体的长度方向分布；液冷板，其配置于所述容纳腔，所述液冷板沿所述型梁体的长度方向分布，且所述液冷板配置有至少一个。

在上述实现的过程中，型梁体配置有容纳腔，液冷板集成于容纳腔内，使得型梁体的外缘与电池单体或者电池模组接触时，能够实现结构强度的前提下，也能对电池单体或者电池模组进行散热。

在一些实施例中，所述集成梁结构还包括结构胶，所述结构胶配置于所述容纳腔，以用于所述液冷板与所述型梁体的固定。

在上述实现的过程中，型梁体与液冷板之间通过结构胶进行固定，使得型梁体的外缘与电池单体或者电池模组接触时，其产生的热量能够先传递至型梁体，然后通过结构胶传递至液冷板，并与液冷板进行换热，从而实现电池单体或电池模组的散热。

在一些实施例中，所述液冷板配置有两个，且两个所述液冷板间隔分布于所述容纳腔。通过在容纳腔内配置两个，使得型梁体的外缘与电池单体或电池模组接触时，能够对两侧的电池单体或电池模组进行散热，提高其散热效果，进而保证电池单体或电池模组的性能。

在一些实施例中，所述型梁体包括第一型梁及第二型梁，所述第一型梁及所述第二型梁均沿所述型梁体的长度方向分布，所述第一型梁与所述第二型梁连接，以围合形成所述容纳腔，且所述第一型梁和/或所述第二型梁连接有所述液冷板。

在上述实现的过程中，第一型梁与第二型梁连接，且第一型梁和/或第二型梁连接有液冷板，能够有利于液冷板与第一型梁和/或第二型梁集成的同时，也有利于对电池单体或电池模组的散热。

在一些实施例中，所述集成梁结构还包括液冷管口，所述液冷管口配置于所述型梁体的外侧，且所述液冷管口与所述液冷板连通，以用于冷却液的流入或流出。

第二方面，本申请还提供一种电池包，包括：电池框架，其配置有容纳空间；和如上述任一项所述的集成梁结构，所述集成梁结构配置于所述容纳空间，且所述集成梁结构沿所述容纳空间的前后方向和/或左右方向分布，以将所述容纳空间分隔成若干个子容纳室。

在上述实现的过程中，集成梁结构配置于电池框架的容纳空间内，其不仅能够提高电池包整体结构的刚性及强度，同时也确保子容纳室内的电池单体或电池模组能够在集成梁结构的作用下，实现对其散热的效果，进而提升了整体的空间利用率，从而提高了能量密度。

在一些实施例中，所述电池包还包括电池单体，且配置于所述子容纳室的所述电池单体至少有一个。

在一些实施例中，所述电池包还包括电池模组，且配置于所述子容纳室的所述电池模组至少有一个。

在一些实施例中，所述子容纳室配置有电池单体或电池模组，所述集成梁结构被配置为支撑所述电池单体或所述电池模组。通过将集成梁结构对电池单体或电池模组进行支撑，使得集成梁结构不仅能够起到散热的效果，同时也能够增强整体结构的刚性以及强度，提升了整体的空间利用率，从而提高了能量密度。

第三方面，本申请还提供一种用电设备，包括如上述任一项所述的电池包。

本申请第三方面实施例提供的用电设备，因包括第二方面技术方案中所述的电池包，因而具有上述实施例所具有的一切技术效果，在此不再赘述。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

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使用者来讲，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是本申请实施例公开的一种集成梁结构的结构示意图；

图2是本申请实施例公开的一种集成梁结构的剖切图；

图3是本申请实施例公开的一种集成梁结构的爆炸示意图；

图4是本申请实施例公开的一种电池包的结构示意图。

附图标记

100、集成梁结构；101、型梁体；1011、第一型梁；1012、第二型梁；102、液冷板；200、电池框架。

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、完整地描述，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。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术使用者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。

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定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该方案的产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术使用者而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例

在本申请中，集成梁结构应用于电池包中，可以是电池包内的横梁和/或纵梁，不仅能够起到增加结构强度以及刚性的作用，同时也可以实现散热的效果。

如图1-图4所示，第一方面，本申请提供一种集成梁结构，包括：型梁体101，其配置有容纳腔，所述容纳腔沿所述型梁体101的长度方向分布；液冷板102，其配置于所述容纳腔，所述液冷板102沿所述型梁体101的长度方向分布，且所述液冷板102配置有至少一个。

示例性的，所述型梁体101包括但不局限于口型材，所述型梁体101沿前后方向(或左右方向)分布，且所述型梁体101的前后两端均设置有开口，所述液冷板102配置于所述型梁体101的容纳腔内，且所述液冷板102的端部与所述型梁体101的端部平齐，其中所述液冷板102可采用薄铝板冲压而成。

在上述实现的过程中，型梁体101配置有容纳腔，液冷板102集成于容纳腔内，使得型梁体101的外缘与电池单体或者电池模组接触时，能够实现结构强度的前提下，也能对电池单体或者电池模组进行散热。

在一些实施例中，所述集成梁结构还包括结构胶(导热结构胶)，所述结构胶配置于所述容纳腔，以用于所述液冷板102与所述型梁体101的固定；示例性的，所述结构胶的厚度包括但不局限于1mm。

在上述实现的过程中，型梁体101与液冷板102之间通过结构胶进行固定，使得型梁体101的外缘与电池单体或者电池模组接触时，其产生的热量能够先传递至型梁体101，然后通过结构胶传递至液冷板102，并与液冷板102进行换热，从而实现电池单体或电池模组的散热。

如图1所示，所述液冷板102配置有两个，且两个所述液冷板102间隔分布于所述容纳腔。通过在容纳腔内配置两个，使得型梁体101的外缘与电池单体或电池模组接触时，能够对两侧的电池单体或电池模组进行散热，提高其散热效果，进而保证电池单体或电池模组的性能。

示例性的，当所述型梁体101沿前后方向分布时，其中一个所述液冷板102通过所述结构胶粘接于所述容纳腔的左侧壁，另一个所述液冷板102通过所述结构胶粘接于所述容纳腔的右侧壁，两个所述液冷板102均沿所述前后方向间隔分布。

在一些实施例中，所述型梁体101包括第一型梁1011及第二型梁1012，所述第一型梁1011及所述第二型梁1012均沿所述型梁体101的长度方向分布，所述第一型梁1011与所述第二型梁1012连接，以围合形成所述容纳腔，且所述第一型梁1011和/或所述第二型梁1012连接有所述液冷板102。

示例性的，所述第一型梁1011与所述第二型梁1012对称分布，当然不排除其他的形式，例如第一型梁1011的截面尺寸大于或小于所述第二型梁1012的截面尺寸，只要能够确保所述第一型梁1011与所述第二型梁1012连接的过程中不会对所述液冷板102产生影响即可，其中所述第一型梁1011与所述第二型梁1012采用焊接方向进行焊接。

具体而言，所述型梁体101与液冷板102进行集成的工艺流程如下：首先将所述型梁体101沿其长度方向进行剖切，即形成所述第一型梁1011和所述第二型梁1012，然后再所述液冷板102的平面一侧设置1mm左右的结构胶，再将所述液冷板102贴于所述第一型梁1011和/或所述第二型梁1012的内壁，最后将所述第一型梁1011与所述第二型梁1012进行焊接，从而形成所述集成梁结构。

在上述实现的过程中，第一型梁1011与第二型梁1012连接，且第一型梁1011和/或第二型梁1012连接有液冷板102，能够有利于液冷板102与第一型梁1011和/或第二型梁1012集成的同时，也有利于对电池单体或电池模组的散热。

在一些实施例中，所述集成梁结构还包括液冷管口，所述液冷管口配置于所述型梁体101的外侧，且所述液冷管口与所述液冷板102连通，以用于冷却液的流入或流出。

如图4所示，第二方面，本申请还提供一种电池包，包括：电池框架200，其配置有容纳空间；和如上所述的集成梁结构，所述集成梁结构配置于所述容纳空间，且所述集成梁结构沿所述容纳空间的前后方向和/或左右方向分布，以将所述容纳空间分隔成若干个子容纳室。

示例性的，所述集成梁结构可以是分布于所述电池框架200内的横梁(如左右方向)，也可以是分布于所述电池框架200内的纵梁(如前后方向)，可以根据实际的情况进行设定。

在上述实现的过程中，集成梁结构配置于电池框架200的容纳空间内，其不仅能够提高电池包整体结构的刚性及强度，同时也确保子容纳室内的电池单体或电池模组能够在集成梁结构的作用下，实现对其散热的效果，进而提升了整体的空间利用率，从而提高了能量密度。

在一些实施例中，所述电池包还包括电池单体，且配置于所述子容纳室的所述电池单体至少有一个，也即是所述电池单体能够通过相邻的两个所述集成梁结构进行夹持。

电池单体包括电极组件和电解液，电极组件由正极极片、负极极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面，未涂敷正极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体，未涂敷正极活性物质层的正极集流体作为正极极耳。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面，未涂敷负极活性物质层的负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体，未涂敷负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳。

负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断，正极极耳的数量为多个且层叠在一起，负极极耳的数量为多个且层叠在一起。隔离膜的材质可以为PP(Polypropylene，聚丙烯)或PE(Polyethylene，聚乙烯)等。此外，电极组件可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构，本申请实施例并不限于此。

其中，每个电池单体可以为二次电池或一次电池；还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池，但不局限于此。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。本申请中，电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，本申请实施例对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本申请实施例对此也不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种：柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体，本申请实施例对此也不限定。

在一些实施例中，所述电池包还包括电池模组，且配置于所述子容纳室的所述电池模组至少有一个，也即是所述电池模组能够通过相邻的两个所述集成梁结构进行夹持。

在电池模组中，电池单体可以是多个，多个电池单体之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体中既有串联又有并联，多个电池单体之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体构成的整体容纳于箱体内。

在一些实施例中，所述子容纳室配置有电池单体或电池模组，所述集成梁结构被配置为支撑所述电池单体或所述电池模组。通过将集成梁结构对电池单体或电池模组进行支撑，使得集成梁结构不仅能够起到散热的效果，同时也能够增强整体结构的刚性以及强度，提升了整体的空间利用率，从而提高了能量密度。

第三方面，本申请还提供一种用电设备，包括如上所述的电池包。用电设备包括但不局限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、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。

以下实施例为了方便说明，以本申请一实施例的一种用电设备为车辆为例进行说明。

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。车辆的内部设置有电池包，电池包可以设置在车辆的底部或头部或尾部。电池包可以用于车辆的供电，例如，电池包可以作为车辆的操作电源。车辆还可以包括控制器和马达，控制器用来控制电池包为马达供电，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，电池包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力。

本申请第三方面实施例提供的用电设备，因包括第二方面技术方案中所述的电池包，因而具有上述实施例所具有的一切技术效果，在此不再赘述。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术使用者来说，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 (10)

1.一种集成梁结构，其特征在于，包括：

型梁体，其配置有容纳腔，所述容纳腔沿所述型梁体的长度方向分布；

液冷板，其配置于所述容纳腔，所述液冷板沿所述型梁体的长度方向分布，且所述液冷板配置有至少一个。

2.根据权利要求1所述的集成梁结构，其特征在于，所述集成梁结构还包括结构胶，所述结构胶配置于所述容纳腔，以用于所述液冷板与所述型梁体的固定。

3.根据权利要求1所述的集成梁结构，其特征在于，所述液冷板配置有两个，且两个所述液冷板间隔分布于所述容纳腔。

4.根据权利要求1所述的集成梁结构，其特征在于，所述型梁体包括第一型梁及第二型梁，所述第一型梁及所述第二型梁均沿所述型梁体的长度方向分布，所述第一型梁与所述第二型梁连接，以围合形成所述容纳腔，且所述第一型梁和/或所述第二型梁连接有所述液冷板。

5.根据权利要求1所述的集成梁结构，其特征在于，所述集成梁结构还包括液冷管口，所述液冷管口配置于所述型梁体的外侧，且所述液冷管口与所述液冷板连通，以用于冷却液的流入或流出。

6.一种电池包，其特征在于，包括：

电池框架，其配置有容纳空间；和

如权利要求1-5任一项所述的集成梁结构，所述集成梁结构配置于所述容纳空间，且所述集成梁结构沿所述容纳空间的前后方向和/或左右方向分布，以将所述容纳空间分隔成若干个子容纳室。

7.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括电池单体，且配置于所述子容纳室的所述电池单体至少有一个。

8.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括电池模组，且配置于所述子容纳室的所述电池模组至少有一个。

9.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述子容纳室配置有电池单体或电池模组，所述集成梁结构被配置为支撑所述电池单体或所述电池模组。

10.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求6-9任一项所述的电池包。