CN220774577U - 电池包以及用电装置 - 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以及用电装置。为解决由于现有电池包的相邻的电池单体之间的支撑结构强度不够，导致电池包膨胀时的支撑结构稳定性较差的问题，本实用新型的电池包包括箱体；多个电池单体，设置于箱体内且沿第一方向排列；以及热管理构件，沿第二方向延伸且设置于相邻的两个电池单体之间，电池单体和热管理构件重叠的区域为换热面积S1，热管理构件包括两个导热板以及设置于两个导热板之间的加强筋，加强筋两端分别连接两个导热板，加强筋的厚度H1与换热面积S1满足：0.0001≤H1/S1≤0.01mm/cm²，由于电池单体的换热面积越大膨胀时的压力越大，因此设置为当换热面积越大时加强筋越厚，通过提升加强筋的支撑强度以解决现有问题。

Description

电池包以及用电装置

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以及用电装置。

背景技术

新能源汽车对于电池电量的需求较大，同样地，对于电池的质量要求也较高，目前，单体电池的电压容量有时无法满足用户的需求，常采用电池模组对其供电，此时就需把电池做成串联或者并联的组合，通过将多个电池的串联或者并联就可以组成一个可以满足用户需求的电池模组，电池包是一种对于电池的封装。

通常地，相邻的电池单体之间设置有冷板，冷板内设有用于流通冷却液的通道，在对电池进行充放电的过程中，电芯由于内部化学反应会产生相应的化学气体，使得电芯发生鼓胀形变，从而存在对外的鼓胀力，该鼓胀力将会沿着端板向外挤压，相邻电池模组鼓胀时，可能会导致通道损坏。

相应地，本领域需要一种新的电池包以及用电装置来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述技术问题，即，解决由于现有电池包的相邻的电池单体之间的支撑结构强度不够，导致电池包膨胀时的支撑结构稳定性较差的问题。

在第一方面，本实用新型提供一种电池包，包括：箱体；多个电池单体，设置于箱体内且沿第一方向排列；以及热管理构件，沿第二方向延伸且设置于相邻的两个电池单体之间，电池单体和热管理构件重叠的区域为换热面积S1，热管理构件包括两个导热板以及设置于两个导热板之间的加强筋，加强筋两端分别连接两个导热板，加强筋的厚度H1与换热面积S1满足：0.0001≤H1/S1≤0.01mm/cm²。

在上述电池包的具体实施方式中，电池单体包括第一壁，第一壁是电池单体的表面积最大的壁，热管理构件设置于相邻的两个电池单体的第一壁之间。

在上述电池包的具体实施方式中，加强筋的厚度H1与换热面积S1满足：0.0005≤H1/S1≤0.007mm/cm²。

在上述电池包的具体实施方式中，加强筋的厚度H1满足：0.08≤H1≤1mm。

在上述电池包的具体实施方式中，加强筋的厚度H1满足：0.2≤H1≤0.5mm。

在上述电池包的具体实施方式中，加强筋和导热板的夹角α满足：30≤α≤90度。

在上述电池包的具体实施方式中，电池单体的容量Q与换热面积S1满足：0.1≤Q/S1≤5Ah/cm²，两个导热板之间设置有通道，电池单体的容量Q与通道在第一方向的尺寸H2满足：30≤Q/H2≤70Ah/mm。

在上述电池包的具体实施方式中，电池单体的容量Q与换热面积S1满足：0.5≤Q/S1≤3Ah/cm2，电池单体的容量Q与通道在第一方向的尺寸H2满足：45≤Q/H2≤65Ah/mm。

在上述电池包的具体实施方式中，电池包还包括多个沿第二方向排列的电池单体，热管理构件一体成型或着热管理构件包括多个连接的热管理单元。

此外，本实用新型还提供一种用电装置，包括上述技术方案中任一项的电池包。

在采用上述实施方式的情况下，热管理构件设置在了相邻的两个电池单体之间，并且通过两个导热板分别与相邻的两个电池单体抵接连接，导热板与电池单体的换热面积为S1，在两个导热板之间还设置有加强筋，加强筋的厚度为H1，这样一来，当电池进行充放电的过程中，电芯由于内部化学反应会产生相应的化学气体，使得电芯发生鼓胀形变时，形变产生的挤压力会传递至两个导热板上并最终作用于加强筋处，并且电芯发生鼓胀时形变量越大，换热面积S1越大，从而电芯对导热板和加强筋的挤压力越大，因此，本实施方式中令加强筋的厚度H1与换热面积S1满足：0.0001≤H1/S1≤0.01mm/cm²，当换热面积S1越大时，对应增大加强筋的厚度H1，从而增加了热管理构件的强度，使其能够有足够的强度来对电池单体进行支撑，解决了由于现有电池包的相邻的电池单体之间的支撑结构强度不够，导致电池包膨胀时的支撑结构稳定性较差的问题。但为了保证热管理构件对电池单体的冷却能力，需要保证内部冷媒通道的尺寸，所以加强筋的厚度只要满足支撑强度即可，不需要过渡增大占用冷媒通道的空间。综上，设置0.0001≤H1/S1≤0.01mm/cm²，可以同时兼顾热管理构件的冷却能力和结构强度。

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的截面图，其中图3是图2中的A-A处。

附图标记列表：

1-电池包；

12-电池单体；121-第一壁；

13-热管理构件；131-导热板；132-通道；133-加强筋；

14-弹性件；

15-电池组。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的可选实施方式。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，并非旨在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“左”、“右”、“内”、“外”等指示的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，术语“第一”、“第二”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，或一体地连接；可以是机械连接；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。

首先对现有的电池包存在的问题进行介绍。

现有的新能源汽车的电池包通常是将多个电池单体组合成一个电池模组来对车辆进行供电，由于供电量较大，电池包在充放电过程中会产生大量热量，因此，现有的电池包在相邻的电池单体之间设置有冷板进行散热，并且在冷板内部设置了通道供冷却液流通，但是由于电池进行充放电的过程中，电芯内部化学反应会产生相应的化学气体，使得电芯发生鼓胀形变，从而作用在冷板上并对冷板进行挤压，严重时会将冷板内部的通道挤压变形甚至损坏，从而影响冷板对电池单体的散热，为此，本实用新型提出了以下技术方案。

参照图1-图3，为解决由于现有电池包1的相邻的电池单体12之间的支撑结构强度不够，导致电池包1膨胀时的支撑结构稳定性较差的问题，本实用新型的电池包1包括箱体(图中未示出)和多个电池单体12，多个电池单体12设置在箱体内并且沿图中所示的第一方向排列，电池包1还包括热管理构件13，热管理构件13沿着图中所示的第二方向延伸并且设置在相邻的两个电池单体12之间，热管理构件13包括两侧的两个导热板131和设置在两个导热板131之间的加强筋133，加强筋133的两端分别与两个导热板131连接，电池单体12和热管理构件13的导热板131的重叠区域为电池单体12和热管理构件13的换热面积，加强筋133的厚度H1与换热面积S1满足：0.0001≤H1/S1≤0.01mm/cm²。

在采用上述实施方式的情况下，热管理构件13设置在了相邻的两个电池单体12之间，并且通过两个导热板131分别与相邻的两个电池单体12抵接连接，导热板131与电池单体12的换热面积为S1，在两个导热板131之间还设置有加强筋133，加强筋133的厚度为H1，这样一来，当电池进行充放电的过程中，电芯由于内部化学反应会产生相应的化学气体，使得电芯发生鼓胀形变时，形变产生的挤压力会传递至两个导热板131上并最终作用于加强筋133处，并且由于换热面积S1越大，电芯发生鼓胀时的形变量越大，从而电芯对导热板131和加强筋133的挤压力越大，因此，本实施方式中令加强筋133的厚度H1与换热面积S1满足：0.0001≤H1/S1≤0.01mm/cm²，当换热面积S1越大时，对应增大加强筋133的厚度H1，从而增加了热管理构件13的强度，使其能够有足够的强度来对电池单体12进行支撑，解决了由于现有电池包1的相邻的电池单体12之间的支撑结构强度不够，导致电池包1膨胀时的支撑结构稳定性较差的问题，进一步地，加强筋133的厚度H1与换热面积S1的比值可选为0.0005～0.007mm/cm²或者0.0001、0.0005、0.001、0.005、0.01mm/cm²。

另外，关于上述提到的第一方向和第二方向，虽然图1中给出了一种具体的实施方式，但是这不是唯一的实施方式，只是比较可选的一种，本领域的技术人员还可以选定图1中的第二方向为第一方向、图1中的第一方向为第二方向，同样的，关于上述提到的加强筋133的厚度H1与换热面积S1比值的可选值，本领域的技术人员同样可以根据实际使用时的需要进行调整，这些改变均在本实用新型的保护范围之内。

上述已经把本实用新型的主要实施方式介绍完，接下来对本实用新型的一些可选的实施方式进行介绍。

继续参阅图1，如图1所示，电池单体12包括第一壁121，第一壁121是电池单体12的表面积最大的壁，热管理构件13设置于相邻的两个电池单体12的第一壁121之间。热管理构件13和第一壁121之间可通过导热胶粘接，以提升传热能力。热管理构件13外设置有绝缘件。相邻的电池单体12与两者间设置的热管理构件12构成电池组15，相邻的两个电池组15之间设置有弹性件14，当电池单体发生膨胀时，弹性件14可以吸收膨胀。弹性件14可以是泡棉。

电池包1还包括多个沿第二方向排列的电池单体12，热管理构件13包括多个连接的热管理单元。

在采用上述实施方式的情况下，在采用热管理构件13对电池单体12进行散热的时候，首先根据电池单体12的数量选择热管理构件13的数量并且将热管理构件13连接成热管理单元，然后将热管理单元放入相邻的电池单体12的第一壁121之间，从而使热管理单元与电池单体12的第一壁121接触，实现对电池单体12地散热。

上述实施方式的优点在于：通过将热管理单元与电池单体12表面积最大的第一壁121接触，增大了热管理单元与电池单体12的接触面积，提升了热管理单元对电池单体12的散热效率，另外，通过将热管理构件13设置为可连接和拆卸的构件，能够更好的适配不同数量的电池单体12，同时，在热管理构件13损坏后需要维修或者更换时，可拆卸的方式也能减少维修人员的工作量，提高维修效率，另外，本领域的技术人员还可以将热管理构件13设置为一体成型的形式，这样一来，不仅减少了零件的数量，同时也减少了零件生产过程中模具的数量，降低成本，而且一体成型的零件强度更高，稳定性更好。

在一种可能的实施方式中，电池单体12的容量Q与换热面积S1满足：0.1≤Q/S1≤5Ah/cm²，两个导热板131之间设置有通道132，电池单体12的容量Q与通道132在第一方向的尺寸H2满足：30≤Q/H2≤70Ah/mm。

在采用上述实施方式的情况下，由于电池单体12的容量越大在充放电过程中所产生的热量越多，因此容量越大的电池单体12与热管理构件13重叠的区域的换热面积也应当越大，从而保证电池包1的热管理需求，另外，本领域的技术人员可以根据电池单体12的容量在上述公式的范围内灵活调整换热面积，在保证电池包1的热管理需求的同时避免能量密度的浪费，进一步地，电池单体12的容量Q与换热面积S1的比值可选为0.5～3Ah/cm²或者0.1、0.5、0.6、0.7、0.79、1、3、5Ah/cm²。前述已经提到，电池单体12的容量越大在充放电过程中所产生的热量越多，因此容量越大的电池单体12对热管理构件13的冷却能力的需求越高，为了提升热管理装置的冷却效果，本实施方式中在热管理构件13内部设置了通道132，通道132内可以流过冷却液，通道132由导热板131和加强筋133围成，在采用上述实施方式的情况下，通过将电池单体12的容量和通道132在第一方向上的尺寸限定在30≤Q/H2≤70Ah/mm的范围内，一方面限定了通道132能够提供的冷却能力的下限，保证热管理构件13能够提供足够的冷却能力，另一方面通过限定通道132的尺寸上限避免热管理构件13的体积过大，占用空间的同时造成能量密度的浪费，进一步地，电池单体12的容量Q和通道132在第一方向的尺寸H2的比值可选为45～65Ah/mm或者30、40、48、55、58、65、70Ah/mm。

在一种可能的实施方式中，加强筋133的厚度H1满足：0.08≤H1≤1mm。

前述已经提到，热管理构件13内部的通道132由导热板131和加强筋133围成，通道132的尺寸决定了热管理构件13的散热能力，而加强筋133的厚度决定了热管理构件13的支撑强度，为了平衡二者的关系提出了上述实施方式，在采用上述实施方式的情况下，通过限定加强筋133厚度的最小值保证了加强筋133能够提供足够的支撑力来应对电池单体12的膨胀力，通过限定加强筋133厚度的最大值保证了通道132能够通过足够的冷却液对电池单体12进行冷却，进一步地，加强筋133的厚度H1可选为0.2～0.5mm或者0.2、0.25、0.3、0.4、0.5mm。

如图3所示，在一种可能的实施方式中，加强筋133和导热板131的夹角α满足：30≤α≤90度。

本领域的技术人员能够理解的是，加强筋133和导热板131之间的夹角可以根据实际需要进行调整，可以设置为如图3中所示的90度，也可以设置为其他的倾斜角度，当加强筋133倾斜设置时，电池单体12膨胀时挤压热管理部件13，加强筋133受力变形，两导热板131相向运动，可吸收电池的膨胀，进一步地，加强筋133和导热板131的夹角α可选为30、45、60、90度。

此外，本实用新型还提供一种用电装置，包括上述技术方案中任一项的电池包1。

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 (10)

1.一种电池包，包括：

箱体；

多个电池单体，设于所述箱体内且沿第一方向排列；以及

热管理构件，沿第二方向延伸且设置于相邻的两个所述电池单体之间，所述电池单体和所述热管理构件重叠的区域为换热面积S1；

所述热管理构件包括两个导热板以及设置于所述两个导热板之间的加强筋，所述加强筋两端分别连接所述两个导热板；

所述加强筋的厚度H1与所述换热面积S1满足：0.0001≤H1/S1≤0.01mm/cm²。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，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相邻的两个所述电池单体的第一壁之间。

3.根据权利要求1或2所述的电池包，其特征在于，所述加强筋的厚度H1与所述换热面积S1满足：0.0005≤H1/S1≤0.007mm/cm²。

4.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述加强筋的厚度H1满足：0.08≤H1≤1mm。

5.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于，所述加强筋的厚度H1满足：0.2≤H1≤0.5mm。

6.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，所述加强筋和所述导热板的夹角α满足：30≤α≤90度。

7.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述电池单体的容量Q与所述换热面积S1满足：0.1≤Q/S1≤5Ah/cm²，所述两个导热板之间设置有通道，所述电池单体的容量Q与所述通道在所述第一方向的尺寸H2满足：30≤Q/H2≤70Ah/mm。

8.根据权利要求7所述的电池包，其特征在于，所述电池单体的容量Q与所述换热面积S1满足：0.5≤Q/S1≤3Ah/cm²，所述电池单体的容量Q与所述通道在所述第一方向的尺寸H2满足：45≤Q/H2≤65Ah/mm。

9.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括多个沿所述第二方向排列的电池单体，所述热管理构件一体成型或着所述热管理构件包括多个连接的热管理单元。

10.一种用电装置，包括如权利要求1至9中任一项所述的电池包。