CN220774509U - 电池模组的风冷装置、电池模组和电池包 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种电池模组的风冷装置，以及电池模组和电池包。风冷装置适于布置在电池模组的多个电芯之间并包括：主体部，适于将多个电芯沿第一方向间隔开；电芯置放部，形成于主体部的两侧，以适于置放电芯并将多个电芯沿第二方向间隔开，第二方向垂直于第一方向；电芯置放部设有平行排布的多个槽道，多个槽道沿第三方向延伸，第三方向垂直于第一方向和/或第二方向，主体部构造为包括相反布置的第一半部和第二半部，电芯置放部从第一半部和第二半部的交接处延伸出而形成。本公开的风冷装置能够提高电池模组的集成度，并通过槽道设计极大地提升电池系统的冷却效率。此外，风冷装置结构简单、易于生产，能够简化装配步骤，从而节省装配工序和时间。

Description

电池模组的风冷装置、电池模组和电池包

技术领域

本公开总的涉及车辆领域，尤其是新能源车辆(电动车辆、混合动力车辆)的动力电池系统领域。更具体地，涉及一种用于电池模组的风冷装置，以及具有该风冷装置的电池模组和电池包。

背景技术

混合动力车辆及纯电动车辆通常需要高效率的动力电池系统提供能量。当以高功率运行时，电池的充放电过程会产生大量热量，使得电池内部热量堆积并导致电池性能下降。由于动力电池对温度较为敏感，为了使动力电池工作在最佳温度，越来越多的动力电池系统配备了冷却装置。

目前的冷却装置大多采用通过液体冷却的液冷装置，然而液冷装置存在漏液风险，存在较高的安全隐患，并且管路连接复杂，占用空间大，装配耗时。对于通过空气冷却的风冷装置，由于空气冷却换热系数较低，换热速度慢，不易实现风冷的高效率，而且风冷装置设计难度较高。

实用新型内容

本公开的目的就在于解决上述现有技术中存在的问题，提出一种用于电池模组的风冷装置，通过改进的结构设计，使其适用于小空间多电芯的冷却环境，将其应用于电池模组和电池包时能够提高冷却有效性和使用可靠性。

为此，根据本公开的一个方面，提供一种电池模组的风冷装置，所述风冷装置适于布置在电池模组的多个电芯之间并包括：主体部，所述主体部适于将多个电芯沿第一方向间隔开；电芯置放部，所述电芯置放部形成于所述主体部的两侧，以适于置放电芯并将多个电芯沿第二方向间隔开，所述第二方向垂直于所述第一方向；其中，所述电芯置放部设有平行排布的多个槽道，所述多个槽道沿第三方向延伸，所述第三方向垂直于所述第一方向和/或所述第二方向，并且所述主体部构造为包括相反布置的第一半部和第二半部，所述电芯置放部从所述第一半部和所述第二半部的交接处延伸出而形成。

根据上述技术构思，本公开可进一步包括任何一个或多个如下的可选形式。

在某些可选形式中，所述风冷装置配置为竖向放置，所述第三方向为竖直方向，所述槽道沿所述电芯置放部的整个表面延伸以形成从所述风冷装置的底部贯穿至顶部的风道。

在某些可选形式中，所述多个槽道在所述电芯置放部的不同表面上交错排布。

在某些可选形式中，所述第一半部和所述第二半部的内表面呈半圆形，所述第一半部和所述第二半部的至少部分外表面适于抵接电芯。

在某些可选形式中，所述第一半部和所述第二半部的外表面设有至少一个第一支撑筋以适于支撑电芯，所述第一支撑筋构造为垂直于所述电芯置放部的表面延伸，并沿远离所述电芯置放部的方向尺寸渐缩。

在某些可选形式中，所述主体部设有第一附接件，所述电芯置放部远离所述主体部的边缘设有第二附接件，所述第一附接件和所述第二附接件偏离所述槽道并适于以具有间隙的方式附接相邻的风冷装置。

在某些可选形式中，所述第一附接件设有第二支撑筋和/或所述第二附接件设有第三支撑筋以适于支撑电芯，所述第二支撑筋和/或所述第三支撑筋构造为垂直于所述电芯置放部的表面延伸，并沿远离所述电芯置放部的方向尺寸渐缩。

在某些可选形式中，所述第一附接件和所述第二附接件构造为插槽和/或插销。

在某些可选形式中，所述电芯置放部远离所述主体部的边缘设有定位件，所述定位件偏离所述槽道并适于定位电芯。

根据本公开的另一个方面，提供一种电池模组，所述电池模组包括沿竖直方向布置且并列排布的多个电芯，以及多个上述的电池模组的风冷装置，其中，各个所述风冷装置布置于相邻的电芯之间并且以具有间隙的方式彼此附接。

在某些可选形式中，相邻的两个所述风冷装置中的一个风冷装置通过其主体部的第一半部或第二半部与另一个风冷装置的主体部的第二半部或第一半部彼此附接以形成适于紧固件的安装通孔。

在某些可选形式中，所述电池模组包括与所述安装通孔适配的连接带。

根据本公开的又一个方面，提供一种电池包，所述电池包包括壳体以及置于所述壳体内的上的电池模组，所述电池包具有底部进风口和顶部出风口，所述底部进风口和所述顶部出风口与所述电池模组中风冷装置的多个槽道连通以形成风冷路径。

本公开的风冷装置能够提高电池模组的集成度，并通过槽道设计极大地提升电池系统的冷却效率，进而提升使用可靠性和安全性。此外，本公开的风冷装置结构简单、易于生产，应用于电池模组时能够简化装配步骤，从而节省装配工序和时间，提高生产效率。

附图说明

本公开的其它特征以及优点将通过以下结合附图详细描述的可选实施方式更好地理解，附图中相同的标记标识相同或相似的部件，其中：

图1是一种现有电池模组的示意图；

图2是根据本公开一种实施方式的电池模组的风冷装置的示意图；

图3是图2中风冷装置另一角度的示意图；

图4是彼此附接的相邻风冷装置的示意图；

图5是支撑有多个电芯的风冷装置的示意图；

图6是图5的顶部示意图；

图7是支撑有多个电芯且彼此附接的多个风冷装置的顶部示意图；

图8是根据本公开一种实施方式的电池模组的示意图；

图9是根据本公开一种实施方式的电池包的分解示意图；

图10是图9中电池包的壳体的内部示意图。

具体实施方式

下面详细讨论实施例的实施和使用。然而，应当理解，所讨论的具体实施例仅仅示范性地说明实施和使用本公开的特定方式，而非限制本公开的范围。在描述时各个部件的结构位置例如上、下、顶部、底部等方向的表述不是绝对的，而是相对的。当各个部件如图中所示布置时，这些方向表述是恰当的，但图中各个部件的位置改变时，这些方向表述也相应改变。

本文中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本文中的具体含义。

通常，用于车辆的动力电池系统包括多个单体电池或电芯组成的电池模组，液冷装置布置于电池模组的底部，以助于对电芯进行快速均匀地散热，但存在装配耗时的问题和漏液风险。风冷装置没有漏液风险，但由于风冷装置设计难度较高，集成度较低，不易实现风冷的高效率。参见图1所示一种采用风冷装置的现有电池模组10，电池模组10包括多个电芯11，各个电芯11之间设置有电芯间隔片12。在该设计中，电芯间隔片12仅能兼容一个电芯11，集成度不高，而且电芯间隔片12不具备对电芯11的支撑固定作用，可靠性不高。此种电芯间隔片12也不具备对电芯11的良好冷却效果。

根据本公开的构思，提供风冷装置以避免液冷装置中冷却液的泄露风险，并且在改进结构设计以提高风冷效率的同时，对电芯提供稳定的定位和支撑，简化装配流程，提高电池模组的集成度。

结合图2至图5，示出了根据本公开一种实施方式的风冷装置200，该风冷装置200适于布置在电池模组的多个电芯100之间。风冷装置200包括主体部210和形成于主体部210两侧的电芯置放部220，主体部210适于将多个电芯100沿第一方向D1间隔开，电芯置放部220适于置放电芯100并将多个电芯100沿第二方向D2间隔开，如图5和图6所示，其中第二方向D2垂直于第一方向D1。电芯置放部220提供与电芯100直接接触的表面，并设有平行排布的多个槽道230，结合图2和图5，多个槽道230沿第三方向Z延伸，所述第三方向Z垂直于第一方向D1和/或第二方向D2。以此方式，图示的一个风冷装置200能够对四个电芯100同时进行散热，提高了电池模组的集成度，并提供了高效率的冷却效果。应理解，电芯置放部220示出为大致矩形以更好地适配通常大致矩形的电芯100，其它适合的形状亦是可行的。

有利地，风冷装置200配置为竖向放置，也就是，第三方向Z为竖直方向，相应地，第一方向D1和第二方向D2为水平方向，例如图8所示电池模组300的横向和纵向。这里，“横向”和“纵向”是相对而言的，“横向”指尺寸上相对较小的方向，“纵向”指尺寸上相对较大的方向。以此方式，槽道230沿电芯置放部220的整个表面延伸以形成从风冷装置200的底部贯穿至顶部的风道。这种上下贯通的风道尤其有利于热空气从下至上的流通，设计更合理，散热更有效，且制造容易。

在某些实施方式中，多个槽道230在电芯置放部220的不同表面上交错排布，从而在截面上看，例如图6所示，不同表面上的多个槽道230呈交替起伏的形式，这不仅为电芯100提供了大面积的散热空间，有效提高散热效率，还能够避免电芯充放电过程中的膨胀或收缩对风冷装置的影响。具体为，风冷装置作为电芯之间的间隔片或间隔板，通常采用绝缘的塑胶材质，在电池模组的使用期间，风冷装置与膨胀或收缩的电芯之间的作用力可能会导致风冷装置变形，当风冷装置上设置有支撑电芯的结构(如下将会描述)时，更增加了这种变形趋势。故而，在不同表面上交错排布的多个槽道提供了电芯可能产生的膨胀或收缩的空间，也就避免了与电芯接触的电芯置放部的变形，保证了风冷装置的可靠性。

在某些实施方式中，主体部210构造为包括相反布置的第一半部211和第二半部212，电芯置放部220从第一半部211和第二半部212的交接处延伸出而形成。这种构造一方面具有轻量化的优势，利于以较少材料获得稳固的支撑强度，另一方面还为电芯的支撑结构以及电池模组的安装结构提供了设计空间，有利于对电芯提供稳定的定位和支撑，以及简化装配步骤，节省装配工序和时间，提高生产效率。

所示实施方式中，第一半部211和第二半部212的内表面呈半圆形，第一半部211和第二半部212的至少部分外表面适于抵接电芯。当多个电芯100并列排布并与多个风冷装置200组成电池模组时，如图7所示，相邻的风冷装置的相邻的主体部彼此附接，也就是相邻的两个风冷装置中的一个风冷装置通过其主体部的第一半部或第二半部与另一个风冷装置的主体部的第二半部或第一半部彼此附接，从而通过两个半部形成大致圆形的安装通孔290。组装电池模组300时，如图8所示，安装通孔290能够用来安装紧固件，例如螺丝套筒，从而长螺丝能够贯穿电池模组300的顶部和底部，进而固定至电池包的壳体上。由于电池模组300上由风冷装置提供的安装通孔290数量足够多，可以根据实际使用及测试结果对安装强度的要求，合理选择设置紧固件的数量，在此不做限定。图8示例性示出了五个紧固件，其中四个大致均布的第一紧固件310a能够通过与安装通孔适配的沿第二方向D2布置的第一连接带320安装至安装通孔。在第一连接带320的大致中部位置，第二紧固件310b能够贯穿同样与安装通孔适配的沿第一方向D1布置的第二连接带330以及第一连接带320安装至安装通孔，从而本公开在提供紧固件安装位的同时也能够进一步通过连接带稳固可靠地将多个电芯和多个风冷装置组装为一体。第一连接带320的其余部分则将剩余的安装通孔遮蔽，美化外观。

根据本公开，电池模组中布置于相邻的电芯之间的各个风冷装置以具有间隙的方式彼此附接。换句话说，除了上述提及的槽道的设计能够避免与电芯接触的电芯置放部的变形，彼此附接的风冷装置也有利地没有完全贴紧，而是留有间隙，从而有效兼容电芯充放电过程中的膨胀或收缩。

结合图2至图4，某些实施方式中，主体部210设有第一附接件240，例如分别设置于主体部210的两端，电芯置放部220远离主体部210的边缘设有第二附接件250，其中，第一附接件240和第二附接件250偏离槽道230并适于以具有间隙的方式附接相邻的风冷装置。例如，第二附接件250可分别设置于电芯置放部220的两个边角处。可选地，第一附接件240和第二附接件250构造为插槽和/或插销，这能够有利于节省安装空间，使得组装后的电池模组结构紧凑。如图4所示例的实施方式，第一附接件240可构造为包括沿第二方向D2依次布置的第一插槽241和第一插销242，也即第一插槽241和第一插销242形成为一体；第二附接件250可包括沿第二方向D2延伸的第二插槽251和第二插销252，其中第二插槽251和第二插销252分别形成在图示方位时电芯置放部220底部的第二附接件和顶部的第二附接件上。这样，当两个相邻的风冷装置彼此附接时，一个风冷装置的插销可对接插入另一个风冷装置的插槽之中，即可完成两个风冷装置的附接，并且通过各个附接件能够获得置放于两个风冷装置之间的电芯的支撑及固定作用。此外，采用插槽和插销的互配结构，不仅能够提升装配速度及装配准确性，还易于控制插销插入插槽的深度，也就能够控制相邻风冷装置之间的间隙，例如图7中可见的第一间隙281和第二间隙282，从而实现上述兼容电芯充放电过程中的膨胀或收缩的效果。

根据本公开，风冷装置200对电芯100提供了支撑和固定作用。除了上述各个附接件提供的支撑作用，结合图2和图3，某些实施方式中，主体部210的第一半部211和第二半部212的外表面可设有至少一个第一支撑筋271以适于支撑电芯，图中示例性示出对应于主体部210一侧的电芯置放部220的三个间隔布置的第一支撑筋，第一支撑筋271构造为垂直于电芯置放部220的表面延伸，并沿远离电芯置放部220的方向尺寸渐缩，也就是沿电芯的置入方向尺寸渐增。

某些实施方式中，第一附接件240设有第二支撑筋272和/或第二附接件250设有第三支撑筋273以适于支撑电芯，图中示例性示出了对应于主体部210一侧的电芯置放部220的形成于第一附接件240上的第二支撑筋272，以及形成于第二附接件250上的第三支撑筋273，其中，第二支撑筋272和/或第三支撑筋273构造为垂直于电芯置放部220的表面延伸，并沿远离电芯置放部220的方向尺寸渐缩。有利地，顶部和底部的第一附接件240上分别形成一个第二支撑筋272，顶部和底部的第二附接件250上分别形成一个第三支撑筋273，从而在所示实施方式中第一支撑筋271、第二支撑筋272和第三支撑筋273能够在水平方向(第一方向D1)和竖直方向(方向Z)上提供与电芯的过盈配合，确保使用过程中电芯无移动且不受配合公差影响。

在某些实施方式中，电芯置放部220远离主体部210的边缘还可设有定位件260，如图2和图5所示，定位件260偏离槽道230并适于将电芯100定位。由此，通过上述支撑筋和定位件，风冷装置200能够将电芯100稳固支撑和固定，进而保证了电池模组的稳定性和可靠性。此外，由于上述槽道的设计，即使风冷装置提供了支撑和定位结构并受到电芯的作用力，仍然能够在水平的第一方向D1上提供一定的弹性变形空间，有效降低了塑料材质的风冷装置长期拉伸导致的蠕变，进一步保证了电池模组的稳定性。应理解，对应于电芯置放部220的不同表面，均设有上述支撑筋和定位件，以保证对各个电芯的稳固支撑和固定。

图9示例性示出了应用本公开电池模组300的一种电池包400，该电池包400包括壳体410以容置电池模组300，壳体410例如与适配的盖体420接合以形成封闭的电池包。结合图10所示壳体410的内部示例，壳体410具有底部进风口411和壳体风道414，例如鼓风机的吸风件413置入壳体410内以适于将外部空气经由底部进风口411吸入壳体，并从壳体风道414吹入电池模组300的底部，然后通过风冷装置的多个槽道从电池模组300的顶部进入顶部出风口412并排出至电池包400外部。简言之，底部进风口411和顶部出风口412与电池模组300中风冷装置的多个槽道连通以形成风冷路径，经由该风冷路径有效实现了电池模组中电芯的快速降温，换热效率高且稳定，保证电池模组在温度基本不变的环境下可靠工作。作为选择，顶部出风口412可布置于盖体420上，或者与电池模组300附接。

本公开的风冷装置通过槽道和电芯支撑结构等的优化设计，满足功能和强度要求的同时，提高了电池模组进而电池包的安全性及可靠性，且装配简单，大大提高了生产效率。

这里应当理解的是，图中所示实施方式仅显示了根据本公开的风冷装置、电池模组和电池包的可选形状、尺寸和布置方式，然而其仅为示意而非限制，在不背离本公开的思想和范围的情况下，亦可采取其他形状、尺寸和布置方式。

以上已揭示本公开的技术内容及技术特点，然而可以理解，在本公开的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述公开的构思作各种变化和改进，但都属于本公开的保护范围。上述实施方式的描述是例示性的而不是限制性的，本公开的保护范围由权利要求所确定。

Claims (13)

1.一种电池模组的风冷装置，其特征在于，所述风冷装置适于布置在电池模组的多个电芯之间并包括：

主体部，所述主体部适于将多个电芯沿第一方向间隔开；

电芯置放部，所述电芯置放部形成于所述主体部的两侧，以适于置放电芯并将多个电芯沿第二方向间隔开，所述第二方向垂直于所述第一方向；

其中，所述电芯置放部设有平行排布的多个槽道，所述多个槽道沿第三方向延伸，所述第三方向垂直于所述第一方向和/或所述第二方向，并且

所述主体部构造为包括相反布置的第一半部和第二半部，所述电芯置放部从所述第一半部和所述第二半部的交接处延伸出而形成。

2.根据权利要求1所述的电池模组的风冷装置，其特征在于，所述风冷装置配置为竖向放置，所述第三方向为竖直方向，所述槽道沿所述电芯置放部的整个表面延伸以形成从所述风冷装置的底部贯穿至顶部的风道。

3.根据权利要求2所述的电池模组的风冷装置，其特征在于，所述多个槽道在所述电芯置放部的不同表面上交错排布。

4.根据权利要求1所述的电池模组的风冷装置，其特征在于，所述第一半部和所述第二半部的内表面呈半圆形，所述第一半部和所述第二半部的至少部分外表面适于抵接电芯。

5.根据权利要求1所述的电池模组的风冷装置，其特征在于，所述第一半部和所述第二半部的外表面设有至少一个第一支撑筋以适于支撑电芯，所述第一支撑筋构造为垂直于所述电芯置放部的表面延伸，并沿远离所述电芯置放部的方向尺寸渐缩。

6.根据权利要求1所述的电池模组的风冷装置，其特征在于，所述主体部设有第一附接件，所述电芯置放部远离所述主体部的边缘设有第二附接件，所述第一附接件和所述第二附接件偏离所述槽道并适于以具有间隙的方式附接相邻的风冷装置。

7.根据权利要求6所述的电池模组的风冷装置，其特征在于，所述第一附接件设有第二支撑筋和/或所述第二附接件设有第三支撑筋以适于支撑电芯，所述第二支撑筋和/或所述第三支撑筋构造为垂直于所述电芯置放部的表面延伸，并沿远离所述电芯置放部的方向尺寸渐缩。

8.根据权利要求6所述的电池模组的风冷装置，其特征在于，所述第一附接件和所述第二附接件构造为插槽和/或插销。

9.根据权利要求1所述的电池模组的风冷装置，其特征在于，所述电芯置放部远离所述主体部的边缘设有定位件，所述定位件偏离所述槽道并适于定位电芯。

10.一种电池模组，其特征在于，所述电池模组包括沿竖直方向布置且并列排布的多个电芯，以及多个根据权利要求1至9中任一项所述的电池模组的风冷装置，其中，各个所述风冷装置布置于相邻的电芯之间并且以具有间隙的方式彼此附接。

11.根据权利要求10所述的电池模组，其特征在于，相邻的两个所述风冷装置中的一个风冷装置通过其主体部的第一半部或第二半部与另一个风冷装置的主体部的第二半部或第一半部彼此附接以形成适于紧固件的安装通孔。

12.根据权利要求11所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组包括与所述安装通孔适配的连接带。

13.一种电池包，其特征在于，所述电池包包括壳体以及置于所述壳体内的根据权利要求10至12中任一项所述的电池模组，所述电池包具有底部进风口和顶部出风口，所述底部进风口和所述顶部出风口与所述电池模组中风冷装置的多个槽道连通以形成风冷路径。