CN220821685U - 一种电池及供电或用电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池，包括外壳和安装在外壳内的电池包整体，所述电池包整体设置有端面散热板，所述电池包整体通过所述端面散热板与所述外壳热传导连接；所述端面散热板包括顶端面散热板和/或底端面散热板。另一方面还提供了一种装配有本申请中所述电池的供电或用电设备。旨在解决电池及装配该电池的供电或换电设备的散热效率不高的问题，通过改进电池能够有效提升它们的散热性能。

Description

一种电池及供电或用电设备

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池及供电或用电设备。

背景技术

在新能源高速发展的推动下，近些年交通工具电动化和动力电池的创新研发可谓交通工具行业的火热话题。目前，续航和安全稳定性是电动交通工具主要面对的且需不断优化的技术问题。出现该技术问题的核心因素主要在于电池方面的技术，其中，电池的热稳定性是长期关注的问题，其直接影响电池内部的化学反应，电池在充放电过程中都会产生大量热量，电池过热不仅会降低电池的电能输出转化率从而使得续航无法保障，还容易出现爆炸、自燃、鼓包、外漏等危险现象。解决电池热量问题，除了不断研发改善或挖掘电池内部新的化学成分或配方，在本领域还一直在不断改善电池的散热机构及与之相关的电池整体结构。

根据现有为电动交通工具动力配置的电池，电池内的散热机构基本上都是设置在内部电池包整体的侧面。但是，不管电池安装在交通工具内工作时或者可更换的电池摆放在供电柜内充电时，电池的外侧面都是被电池工位的周边结构包围着，且电池与这些结构之间只留较小空间的间隙，因此散热效果不佳，电池在充电或供电过程中产生的大量热量未能及时消散，就大大影响电池的充放电效果。也有的将散热机构设置在电芯的电极极耳处，但是类似的结构不仅使结构复杂化了，且容易折损电极极耳，还增加了短路烧坏电芯的风险。

实用新型内容

本实用新型提供了一种电池及供电或用电设备，旨在解决电池及装配该电池的供电或用电设备的散热效率不高的问题，通过改进电池能够有效提升散热性能。

本实用新型第一方面提供了一种电池，包括外壳和安装在外壳内的电池包整体，所述电池包整体设置有端面散热板，所述电池包整体通过所述端面散热板与所述外壳热传导连接；所述端面散热板包括顶端面散热板和/或底端面散热板。

在本实用新型的部分实施例中，所述电池包整体的侧面，其部分或全部还设置有侧面散热板；所述电池包整体通过所述侧面散热板与所述端面散热板热传导连接。

进一步的，所述侧面散热板包括相连的板主体和延伸部；所述电池包整体中的电芯总体的侧面，其部分或全部紧贴着所述板主体；所述延伸部与所述端面散热板以固体间热传导的方式适配连接。

进一步的，所述延伸部与所述端面散热板之间还夹设有导热胶条。

在本实用新型的部分实施例中，所述电池包整体中的电芯总体包括若干个并排紧贴设置的电芯单元，相邻的两个电芯单元之间还夹有导热隔板；所述导热隔板的侧边缘延伸至所述电芯总体的侧面形成折弯部，所述折弯部还与所述侧面散热板以固体间热传导的方式适配连接。

在本实用新型的部分实施例中，所述侧面散热板的所述板主体单面或双面还设置有导热胶片。

在本实用新型的部分实施例中，每个所述电芯单元包括至少一个电芯，所述电芯采用扁平状的电芯。

在本实用新型的部分实施例中，所述导热隔板单面或双面还设置有绝缘层。

在本实用新型的部分实施例中，所述侧面散热板还与所述外壳以固体间热传导的方式适配连接。

本实用新型另一方面提供了一种供电或用电设备，其装配有如上述介绍的任意一项所述的电池。

本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本实用新型通过在电池包整体的端部（顶端和/或底端）设置端面散热板，且电池包整体通过端面散热板与外壳热传导连接，利用热量在固体介质间的传导速度相比在气-固体之间更快的特性，可以将电池内部的电池包整体在充放电过程中所产生的热量，通过端面散热板该固体介质传导至电池的外壳上，不仅有效提升了电池内部所产生的热量转移至电池外壳上的速率；热量从端面散热板的安装位置传导至电池外壳的端部，电池外壳的端部与其对应的周边结构件之间的间距更大且向四周拓展的空间更大，因此热量在电池外壳的端部能够更高效地向外辐射，并利用拓展空间中的对流空气将热量快速地往电池所在的设备之外辐射扩散，以实现更高效的散热性能，从而避免在充放电过程中所产生的热量过度集中在电池及其所在设备中的电池工位处，有效的提高了散热效率，从而提升了电池与配置使用的用电设备或供电设备的安全稳定性，电池的储能和输出续航也能够得到有效的保证。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

图1是本实用新型一实施例的结构拆解示意图1；

图2是本实用新型一实施例的结构拆解示意图2；

图3是本实用新型一实施例的结构拆解示意图3；

其中，

10外壳、

20电池包整体、21电芯单元、22导热隔板、221折弯部、23绝缘层、24支撑防护板、25定位安装框架、

30端面散热板、31顶端面散热板、32底端面散热板、

40侧面散热板、41板主体、42延伸部、43导热胶条、44导热胶片。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

经过调研与实验研究，发现绝大部分的电池，安装在交通工具内，与电池的顶端面或底端面所对应的周边结构件，其覆盖面积相对电池的外侧面被覆盖的更小，且电池的端面与周边结构件之间留有的相对间隔空间更大；另外，该间隔空间向周边拓展的空间更宽敞；以及散热风机也一般是安装在电池端面的附近。可更换的电池放置在目前主流的换电柜内充电，电池的侧面也是与电池仓的内壁面贴得很近，侧面散热慢，而电池的两个端面相对与换电柜的结构件之间存留更大的间距空间，且向四周空间拓展；换电柜的散热风机也一般安装在换电柜的电池仓门和/或背门上。

因此，经创新改进，本申请一方面提供了一种电池，包括外壳10和安装在外壳10内的电池包整体20，电池包整体20设置有端面散热板30，电池包整体20通过端面散热板30与外壳10热传导连接；其中，端面散热板30包括顶端面散热板31和/或底端面散热板32。

为了便于描述与阅读理解，本申请中的顶端面散热板31、底端面散热板32和下文中介绍到的侧面散热板40三者作为相互的参照物，它们的相对位置设置可参考如图1和2所示的实施例结构，但不应该理解为是对本电池形状结构的限制，例如电池整体形状也可设计成圆柱体（侧面散热板40设置在弧形侧面上，顶端面散热板31和底端面散热板32分别设置在圆柱体的端部）、多棱柱或其他不规则形状（设置同理），只要符合并应用本申请的技术方案均属于本申请的保护范围。在此以长方体形状的电池作为举例说明，具体的，如图1和2所示，竖向贴紧设置在电池包整体20的外侧面的板件为本申请所述的侧面散热板40；而顶端面散热板31和底端面散热板32则是分别一一对应地设置在电池包整体20的顶端和底端，当然也是被安装于外壳10之内。

在电池包整体20的端部（顶端和/或底端）设置端面散热板30，且电池包整体20通过端面散热板30与外壳10热传导连接，利用热量在固体介质间的传导速度相比在气-固体之间更快的特性，可以将电池内部的电池包整体20在充放电过程中所产生的热量，通过端面散热板30该固体介质传导至电池的外壳10上，不仅有效提升了电池内部所产生的热量转移至电池外壳10上的速率；热量从端面散热板30的安装位置传导至电池外壳10的端部，电池外壳10的端部与其对应的周边结构件之间的间距更大且向四周拓展的空间更大，因此热量在电池外壳10的端部能够更高效地向外辐射，并利用拓展空间中的对流空气将热量快速地往电池所在的设备之外辐射扩散，以实现更高效的散热性能，从而避免在充放电过程中所产生的热量过度集中在电池及其所在设备中的电池工位处，有效的提高了散热效率，从而提升了电池与配置使用的用电设备或供电设备的安全稳定性，电池的储能和输出续航也能够得到有效的保证。

且还可根据电池结构的设计需求，将端面散热板30的厚度设置达到具备一定支撑性能，对电池包整体20的端部起到更好的抗压作用。

可以理解的，电池包整体20通过端面散热板30与外壳10热传导连接，本申请对连接结构不作具体限定，能够通过端面散热板30作为热传导的固体介质以实现将电池内部所产生的热量转移至电池的外壳10上即可。在部分实施例中，端面散热板30直接贴紧设置在电池包整体20的顶端面和/或底端面，且端面散热板30的延伸边缘与外壳10的内壁面适配抵接，这三大部分直接硬件接触连接，热量自然会由高温区域向低温区域传导；进一步的，可根据电池具体的设计结构，进一步设置端面散热板30分别与电池包整体20和外壳10适配的连接结构，例如设置有卡扣、限位台阶、螺纹组件等连接结构以增强相互组装的牢固性。在另一些电池产品实施例中，电池包整体20、端面散热板30和外壳10，三者并非直接接触连接，还通过其他可导热的固体结构件来实现间接接触连接，且热传导依然是以固体为主要传导介质。例如在连接结构处增设导热胶片44等具备一定的弹性形变又具备导热性能的固体物，不仅能够更好填补连接部件间存在的尺寸误差，使得电池包整体20、端面散热板30和外壳10该三者组装成形电池的整体牢固性更好，固体介质的接触面积更紧密以及在导热胶片44等导热材料的加持下，导热效果也能够得到更加有效的保障。

为了将电池包整体20所产生的热量进一步加速传导转移至电池的外壳10上，本实用新型的部分实施例中，电池包整体20的侧面，其部分或全部还设置有侧面散热板40（侧面散热板40的形状及其对电池包整体20的侧面覆盖面积，可根据具体定制的电池结构而设计，在此不作具体限定）；电池包整体20通过侧面散热板40与端面散热板30热传导连接。在前文基础上，可以理解的，同理的，本申请不限制电池包整体20、侧面散热板40和端面散热板30该三者之间热传导的具体连接结构，但它们的任何热传导连接方案都需要以侧面散热板40该固体作为主要的热传导中间介质，以保障热量除了直接从电池包整体20的端部传导至端面散热板30，还通过侧面散热板40该传导途径转移至端面散热板30，更充分地利用电池包整体20的表面积来将热量转移到端部散热板，从而能够进一步加快了将热量由电池内部通过端面散热板30转移到外壳10的速度。

可以理解的，电池包整体20直接接触端面散热板30和/或电池包整体20还通过侧面散热板40该中间连接件再热传导至端面散热板30，这些技术方案均属于本实用新型的保护范围，具体可根据电池整体结构而设计。

为了电池整体结构的紧凑与牢固，在本实用新型的部分实施例中，侧面散热板40的设计结构可参考但不限于如下方案：侧面散热板40包括相连的板主体41和延伸部42；电池包整体20中的电芯总体的侧面，其部分或全部紧贴着板主体41；延伸部42与端面散热板30以固体间热传导的方式适配连接。例如如图1和3所示的实施例结构。参照前文，同理的，本申请不限制侧面散热板40的延伸部42与端面散热板30之间热传导的具体连接结构，但它们的任何热传导连接方案都需要以固体作为主要的热传导介质。例如侧面散热板40的延伸部42和/或端面散热板30的边缘折弯延伸至与对方能够热传导又能够适配安装连接的位置或形状。

进一步的，延伸部42与端面散热板30之间还夹设有导热胶条43。也是与上述介绍同理，在它们之间增设导热胶条43等具备一定的弹性形变又具备导热性能的导热胶条43，不仅能够更好填补连接部件间存在的尺寸误差，使得两者的贴合面更契合从而结构严谨牢固，且在导热材料的加持下，更有效的保障导热效果。

同理的，进一步的，侧面散热板40的板主体41单面或双面还设置有导热胶片44。

需要说明的是，本申请中的电芯总体指的是电池包整体20中所有电芯的总体，即电芯总体可以采用单块电芯或多块组合电芯，且电芯的形状及其结构，本申请不作具体限定，可根据定制的电池容量和结构进行选配。在本实用新型的部分实施例中，电池包整体20中的电芯总体包括若干个并排紧贴设置的电芯单元21，相邻的两个电芯单元21之间还夹有导热隔板22；导热隔板22的侧边缘延伸至电芯总体的侧面形成折弯部221，折弯部221还与侧面散热板40以固体间热传导的方式适配连接。例如，如图3所示的实施例，折弯部221平直地贴紧电芯单元21的侧面，正好可以采用一块侧面散热板40紧贴覆盖在电芯总体的其中一个侧面，该侧面的相对侧面同样设置，这样导热隔板22的折弯部221就与侧面散热板40的板主体41抵触连接，有助于热量直接传导，且侧面散热板40起到一定的侧面限位作用，有助于电池包整体20的组装及牢固；而电芯总体的另外两个侧面（即首尾的两个电芯单元21朝外的两个面），则也可以分别贴附一侧面散热板40以达导热和限位作用，或者其他设置，根据实际需求而定，例如在电池包整体20的外表面，还可设置若干支撑防护板24等。

可以理解的，电芯单元21不限于如图3所示的单片片状的电芯，每个电芯单元21也可根据设计方案采用多个小电芯组合而成；也不限制单个小电芯的形状，例如扁平状、圆柱体等形状的，能够适配本实用新型的技术方案即可。例如在本实用新型的部分实施例中，每个电芯单元21包括至少一个电芯，电芯采用扁平状的软包电芯，而包括多个小电芯的技术方案则根据电池的设计电路进行电性连接；电芯总体包括多个电芯单元21的也同理。

再进一步的，为了加强电池包整体20的安装牢固性，还可以为每个电芯单元21配置一个定位安装框架25，定位安装框架25中开设有与电芯单元21适配的电芯槽，电芯单元21嵌设在电芯槽内，再由导热隔板22贴附在电芯单元21的其中一面，导热隔板22的折弯部221卡在定位安装框架25的侧面，如此使得电芯总体组装好之后，每个电芯单元21的各个面都被包覆限位着，有助于组装操作和电池包整体20的结构稳定性。进一步的，还可在安装框架上设置有螺纹孔，再利用螺栓穿过所有安装框架以将所有电芯单元21夹着导热隔板22紧贴锁死，从而使得热量更好地从导热隔板22的折弯部221传导至侧面散热板40再传给端面散热板30直至外壳10，也有助于电池包整体20的组装及其结构稳定性；当然也可采用卡扣等锁紧机构，在此不作限定。

为了更进一步加快热量从电池内部转移至电池的外壳10，本实用新型的部分实施例中，侧面散热板40还与外壳10以固体间热传导的方式适配连接。参照前文，同理的，本申请不限制侧面散热板40与电池外壳10之间热传导的具体连接结构，但它们的任何热传导连接方案都需要以固体作为主要的热传导介质。例如侧面散热板40与外壳10直接紧贴设置，或者有适配的抵触连接部位以实现适配安装；进一步的，连接处也设置有导热胶材料。

当采用多个电芯单元21组合形成电芯总体的实施例中，为了防止电芯之间产生静电或弱电，在导热隔板22单面或双面还设置有绝缘层23，对电芯起到更好的保护作用，也更好防止电芯击穿、着火爆炸等事故。

需要说明的是，本申请的电池，除了本申请要求保护的技术方案中的结构，电池的其他结构及其功能可根据电池的各种参数、用途、功能等进行自定义配置，在此不作具体的限制。例如电池设置有电气连接件、电池内部设置有控制模块、智能识别模块等等。

本实用新型另一方面提供了一种供电或用电设备，其装配有上述介绍的任一项技术方案中的电池。供电设备通过该电池对外供电，例如装配有上述电池的逆变电源设备、共享充电柜等供电产品；或者用电设备通过上述电池为用电设备自身供电，例如电工交通工具等用电产品。在此不作一一介绍，只要配置本申请中的电池的供电或用电设备，均属于本申请的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电池，包括外壳和安装在外壳内的电池包整体，其特征在于：

所述电池包整体设置有端面散热板，所述电池包整体通过所述端面散热板与所述外壳热传导连接；

所述端面散热板包括顶端面散热板和/或底端面散热板。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于：

所述电池包整体的侧面，其部分或全部还设置有侧面散热板；

所述电池包整体通过所述侧面散热板与所述端面散热板热传导连接。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于：

所述侧面散热板包括相连的板主体和延伸部；

所述电池包整体中的电芯总体的侧面，其部分或全部紧贴着所述板主体；

所述延伸部与所述端面散热板以固体间热传导的方式适配连接。

4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于：

所述延伸部与所述端面散热板之间还夹设有导热胶条。

5.根据权利要求3或4所述的电池，其特征在于：

所述电池包整体中的电芯总体包括若干个并排紧贴设置的电芯单元，相邻的两个电芯单元之间还夹有导热隔板；

所述导热隔板的侧边缘延伸至所述电芯总体的侧面形成折弯部，所述折弯部还与所述侧面散热板以固体间热传导的方式适配连接。

6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于：所述侧面散热板的所述板主体单面或双面还设置有导热胶片。

7.根据权利要求5所述的电池，其特征在于：每个所述电芯单元包括至少一个电芯，所述电芯采用扁平状的电芯。

8.根据权利要求5所述的电池，其特征在于：所述导热隔板单面或双面还设置有绝缘层。

9.根据权利要求2所述的电池，其特征在于：所述侧面散热板还与所述外壳以固体间热传导的方式适配连接。

10.一种供电或用电设备，其特征在于：其装配有如权利要求1至9任意一项所述的电池。