CN220830017U - 一种电池装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池装置，涉及电池技术领域，包括：电池单体，电池单体具有电池大面和设有极柱的第一表面；以及换热板，换热板设置于第一表面上；设换热板沿第一方向的两端之间的最大距离为换热板高度H，第一方向为垂直于第一表面的方向；设换热板沿第二方向的两端之间的最大距离为换热板宽度W，第二方向为垂直于换热板高度H且与电池大面相平行的方向；换热板宽度W与换热板高度H的比值的取值范围为：6≤W/H≤300。通过对换热板的宽度和高度的比值的限定，可将换热板的宽度和高度控制在合理的范围内，在保证换热板易于制造成型的前提下，可使换热板与电池单体之间具有足够大的接触面积，进而使得换热板能够充分地发挥换热能力。

Description

一种电池装置

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其是一种电池装置。

背景技术

现有技术中，电池通过换热板来进行热量交换，以保证电池能够在适宜的温度下正常工作。由于电池的极柱处散热量大、换热需求强；一般地，将换热板设置在电池设有极柱的一面，在为电池表面换热的同时，还可以兼顾对极柱的换热，以提升对电池整体的换热效率。

其中，换热板的宽度和高度决定了换热板的横截面积大小，在换热板与电池相接触的面积一定的情况下，换热板的横截面积越大，则换热板的换热能力越高。但是换热板宽度方向上的两侧壁接触不到电池的表面，仅换热板高度方向上且面向电池的一侧与电池的表面接触并进行换热。可知，在电池的厚度一定以及换热板的横截面积一定的情况下，换热板的宽度越宽，换热板的高度越矮，换热板的换热能力越高，但是换热板的高度不能过矮，否则在制作换热板时不易加工成型。

其中，需要说明的是，若增加电池的厚度，虽然会增加换热板与电池相接触的面积，但是电池越厚，即电芯越厚，工艺难制备，且装配越困难，且电池在厚度方向上的空间有限，所以电池的厚度没有太多的设计空间。

因此，基于上述分析，为使换热板能够充分地发挥换热能力以及易于换热板的制造成型，需将换热板的宽度和高度控制在合理的范围内。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供了一种电池装置，用于解决现有技术中存在的换热板布置在电池顶部的情况下换热板的高度和宽度设计不合理的技术问题。

为达到上述目的，本申请提供以下技术方案：

本申请提供了一种电池装置，包括：

电池单体，所述电池单体具有电池大面和设置有极柱的第一表面，所述电池大面为所述电池单体的外表面中表面积最大的壁面；以及

换热板，所述换热板设置于所述第一表面上；

设所述换热板沿第一方向的两端之间的最大距离为换热板高度H，所述第一方向为垂直于所述第一表面的方向；

设所述换热板沿第二方向的两端之间的最大距离为换热板宽度W，所述第二方向为垂直于所述换热板高度H且与所述电池大面相平行的方向；

所述换热板宽度W与所述换热板高度H的比值W/H的取值范围为：6≤W/H≤300。

与现有技术相比，上述的技术方案具有如下的有益效果：

通过对换热板的宽度和高度的比值的限定，可以将换热板的宽度和高度控制在合理的范围内，在保证换热板易于制造成型的前提下，可使换热板与电池单体之间具有足够大的接触面积，进而使得换热板能够充分地发挥换热能力。

附图说明

为了使本申请的优点更容易理解，将通过参考在附图中示出的具体实施方式更详细地描述上文简要描述的本申请。可以理解这些附图只描绘了本申请的典型实施方式，因此不应认为是对其保护范围的限制，通过附图以附加的特性和细节来描述和解释本申请。

图1是根据一示例性实施例示出的一种电池单体与换热板装配后的主视结构示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种电池单体与换热板装配后的俯视结构示意图；

图3是根据一示例性实施例示出的一种换热板截面的示意图；

图4是根据一示例性实施例示出的另一种换热板截面的示意图；

图5是根据一示例性实施例示出的一种电池装置的立体结构示意图。

附图标记如下：

1-电池单体，11-电池大面，12-第一表面，13-极柱；

2-换热板，21-流道；

3-汇流排；

4-绝缘层；

5-胶；

6-箱体。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本申请实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本申请实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

在本申请的描述中，术语“A和/或B”表示所有可能的A与B的组合，比如只是A、只是B或者A和B，术语“至少一个A或B”或者“A和B中的至少一个”含义与“A和/或B”类似，可以包括只是A、只是B或者A和B；单数形式的术语“一个”、“这个”也可以包含复数形式；术语“内侧”、“外侧”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”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申请而不是要求本申请必须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；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。而且，在本申请的描述中，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。另外，术语“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”，本申请作为“示例性”所说明的任何实施方式不必解释为优于或好于其它实施例，尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

为方便理解本申请提供的一种电池装置，首先说明其应用场景，在现有技术中，电池通过换热板来进行散热，以保证电池能够在适宜的温度下正常工作；一般地，换热板设置在电池设有极柱的一面，电池设有极柱的一面常为电池高度方向上的底部或顶部，在其他实施例中，也可以设置在电池宽度方向的侧部。以换热板设置在电池顶部为例进行说明，电池顶部设置有极柱，换热板避开极柱设置在电池的壳体的顶部表面(即电池顶部)，其中，利用换热板对电池顶部的热量交换可以对电池进行调温，以保障电池的正常工作。但是换热板的高度和宽度的设计需要在合理的范围内，否则易导致换热板与电池单体之间的接触面积较小，使得换热板不能够充分地发挥换热能力，进而影响换热效果；另外，换热板的高度过矮会增大换热板的加工难度，使换热板难以成型。

为此，本申请提供了一种电池装置，从而解决现有技术中换热板布置在电池顶部的情况下换热板的高度和宽度设计不合理的技术问题。

以下结合附图对本实施例的技术方案进行详细阐述，在不冲突的情形下，以下实施例和实施方式可以相互结合。

本申请示例性的实施例中提供了一种电池装置，如图1至图4所示，图1是根据一示例性实施例示出的一种电池单体与换热板装配后的主视结构示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种电池单体与换热板装配后的俯视结构示意图；图3是根据一示例性实施例示出的一种换热板截面的示意图；图4是根据一示例性实施例示出的另一种换热板截面的示意图；图5是根据一示例性实施例示出的一种电池装置的立体结构示意图。

如图1和图2所示，该电池装置包括电池单体1和换热板2，换热板2主要用于对电池单体1换热，以保证电池单体1能够正常工作。

在本实施例中，电池单体1具有电池大面11和设置有极柱13的第一表面12，电池大面11为电池单体1的外表面中表面积最大的壁面，第一表面12上为换热板2提供有布置区域，换热板2可与第一表面12进行换热。

在本实施例中，换热板2设置于第一表面12上；需要说明的是，由于第一表面12上还设置有极柱13，考虑到换热板2在第一表面12上需要足够的布置区域以保证换热板2与电池单体1之间较好的换热效果，换热板2采用避开极柱13的位置并铺设于第一表面12上的设计方案；同时极柱13处的热量较大，更需要与换热板2进行热量交换，因此，换热板2在进行位置布置时还需要考虑使换热板2与极柱13相靠近的设计方案。

在本实施例中，设换热板2沿第一方向的两端之间的最大距离为换热板高度H，第一方向为垂直于第一表面12的方向；设换热板2沿第二方向的两端之间的最大距离为换热板宽度W，第二方向为垂直于换热板高度H且与电池大面11相平行的方向。值得注意的是，换热板2在第一方向相对设置的两个侧面可能是弧面或平面，换热板高度H指的是换热板2在第一方向相对设置的两个侧面之间的最大距离；换热板2在第二方向相对设置的两个侧面可能是弧面或平面，换热板宽度W指的是换热板2在第二方向相对设置的两个侧面之间的最大距离，如图3和图4所示。

换热板宽度W与换热板高度H的比值W/H的取值范围为：6≤W/H≤300。比如，比值W/H为6、10、50、100、200、300等。

示例性的，在电池单体1的厚度一定以及换热板2的横截面积(所谓的换热板2的横截面积是指平行于电池大面11的平面对换热板2进行截取所形成的截面的面积)一定的情况下，且处于合理的取值范围内(即6≤W/H≤300)，若比值W/H较大，则表明换热板宽度W相对较大，换热板高度H相对较小，此时电池单体1的第一表面12与换热板2之间的接触面积较大，可使换热板2具有更佳的换热能力；比如，当比值W/H为300时，在换热板高度H满足换热板易于制造成型的前提下，可使换热板2拥有最大的换热板宽度W，又由于电池单体1的厚度一定，故可推断出，此种情况换热板2与电池单体1的第一表面12之间的接触面积是最大的，因而能够使换热板2具有最佳的换热能力。在电池单体1的厚度一定以及换热板的横截面积一定的情况下，且处于合理的取值范围内(即6≤W/H≤300)，若比值W/H较小，则表明换热板宽度W相对较小，换热板高度H相对较大，此时电池单体1的第一表面12与换热板之间的接触面积较小，而换热板高度H设计使得换热板易于制造成型；比如，当比值W/H为6时，在换热板2的换热能力能够满足电池单体1所需的换热需求的前提下，可使换热板2拥有最大的换热板高度H，需要说明的是，该最大的换热板高度H既便于换热板2的加工制造，又不会因过高而影响整个电池的整体高度。

示例性的，在电池单体1的厚度一定以及换热板宽度W一定的情况下，且处于合理的取值范围内(即6≤W/H≤300)，若比值W/H较大，则表明换热板高度H较小，换热板2的横截面积较小，但是换热板高度H设计应满足电池单体1的换热需求以及换热板2易于制造成型的需求；比如，当比值W/H为300时，可使换热板2拥有最小的换热板高度H，需要说明的是，该最小的换热板高度H可满足电池单体1的最低换热需求以及换热板2易于制造成型的最低需求。在电池单体1的厚度一定以及换热板宽度W一定的情况下，且处于合理的取值范围内(即6≤W/H≤300)，若比值W/H较小，则表明换热板高度H较大，换热板2的横截面积较大，可使换热板2具有较高的换热能力以及极大地便于换热板2的制造成型；比如，当比值W/H为6时，可使换热板拥有最大的换热板高度H，又由于换热板宽度W一定，因此换热板2的横截面积亦是最大的，可增强换热板2的换热能力以及利于换热板2的制造成型，需要说明的是，该最大的换热板高度H不会设计的过高，以避免影响整个电池的整体高度。

采用上述结构设计，通过对换热板2的宽度和高度的比值的限定，可以将换热板2的宽度和高度控制在合理的范围内，在保证换热板2易于制造成型的前提下，可使换热板2与电池单体1之间具有足够大的接触面积，进而使得换热板2能够充分地发挥换热能力。

在一些示例性实施例中，对于换热板宽度W与换热板高度H的比值W/H还可以进一步优化，具体地，换热板宽度W与换热板高度H的比值W/H的取值范围为：8≤W/H≤125。比如，比值W/H为8、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、125等。

在一些示例性实施例中，如图1和图2所示，电池装置还包括汇流排3，汇流排3连接于极柱13；其中，汇流排3通过与极柱13连接，主要用于将多个电池单体1串联或并联。换热板2的部分结构被夹持在汇流排3与第一表面12之间；即换热板2的一部分被夹持在汇流排3与第一表面12之间，换热板2的其他部分仅设置在第一表面12上而没有与汇流排3相重合；一般地，换热板2沿第二方向的两侧均设置有汇流排3，换热板2沿第二方向的两侧的端部被夹持在汇流排3与第一表面12之间，其中，第二方向为垂直于换热板高度H且与电池大面11相平行的方向。

在本实施例中，对于第一表面12上布置换热板2的区域一定以及换热板2的横截面积一定的情况下，若换热板宽度W较宽，而换热板高度H较低，那么热量很容易在换热板2被汇流排3与第一表面12所夹持的位置处集中，从而导致换热板2在不同部位的温差变大，影响整体的换热效果；若换热板宽度W较窄，而换热板高度H较高，则导致换热板2沿第二方向的两个侧壁则较大，换热板2与第一表面12相接触的面积较小，降低了换热板2对电池单体1的实际换热能力，使得电池单体1的换热效果差。

可选地，换热板2与汇流排3之间设置有绝缘层4，如图1所示。其中，绝缘层4的设计可避免换热板2与汇流排3之间短路，但是绝缘层4应具有一定的导热能力，以便于汇流排3处的热量能够与换热板2进行交换；示例性的，绝缘层4可以是导热胶。

在一些示例性实施例中，如图3和图4所示，换热板2包括沿第一方向相对设置的一对侧壁以及设置于该对侧壁之间的流道21；设单个侧壁沿第一方向的两端之间的最大距离为侧壁厚度D1；设流道21沿第一方向的两端之间的最大距离为流道厚度D2；侧壁厚度D1与流道厚度D2的比值D1/D2的取值范围为：0.04≤D1/D2≤5。比如，比值D1/D2为0.04、0.1、0.5、1、3、5等。

在本实施例中，在合理的取值范围内(即0.04≤D1/D2≤5)，若比值D1/D2较大，则表明侧壁厚度D1相对较大，而流道厚度D2相对较小，此时换热板2的整体结构强度较大，但流通于流道21内的换热介质通过量较低，换热效果相对较差；除此之外，若侧壁厚度D1较大的话，对于被夹持在汇流排3与第一表面12之间的换热板2的部分结构中所流通的换热介质可能是不足够的，进而会使汇流排3处换热需求大的位置难以实现有效的换热效果，且侧壁厚度D1太大会过多占用高度方向的空间，因此有必要对比值D1/D2的上限值进行限定，即D1/D2≤5。在合理的取值范围内(即0.04≤D1/D2≤5)，若比值D1/D2较小，则表明侧壁厚度D1相对较小，而流道厚度D2相对较大，此时流通于流道21内的换热介质通过量较高，换热效果相对较好，但换热板2的壁面相对较薄，极有可能由于换热介质流通量大对壁面所施加的压力等原因而导致换热板2破损，因此有必要对比值D1/D2的下限值进行限定，即D1/D2≥0.04。

通过对换热板2的侧壁厚度和流道厚度的比值的限定，可以将换热板2的侧壁厚度和流道厚度控制在合理的范围内，在保证换热板2的侧壁厚度不会太薄而易破损的情况下，可使换热板2内的换热介质流通量增大，以提高换热板的换热能力。

进一步地，对于侧壁厚度D1与流道厚度D2的比值D1/D2还可以进一步优化，具体地，侧壁厚度D1与流道厚度D2的比值D1/D2的取值范围为：0.1≤D1/D2≤1。比如，比值D1/D2为0.1、0.2、0.5、0.8、1等。

在一些示例性实施例中，设换热板2在其自身延伸方向上的两端之间的最大距离为换热板长度L；其中，换热板2的自身延伸方向指的是垂直于换热板2的横截面积的方向，亦可理解为换热板2的自身延伸方向垂直于第一方向和第二方向所共同构成的平面；换热板长度L的取值范围为：400㎜≤L≤1800㎜；比如，换热板长度L为400㎜、600㎜、800㎜、1000㎜、1200㎜、1400㎜、1600㎜、1800㎜等。换热板2包括沿第一方向相对设置的一对侧壁以及设置于该对侧壁之间的流道21；设单个侧壁沿第一方向的两端之间的最大距离为侧壁厚度D3，如图4所示；侧壁厚度D3的取值范围为：0.2㎜≤D3≤2.5㎜；比如，侧壁厚度D3为0.2㎜、0.4㎜、0.6㎜、0.8㎜、1㎜、1.2㎜、1.4㎜、1.6㎜、2㎜、2.5㎜等。

在本实施例中，当换热板长度L一定时，若换热板2的侧壁厚度D3薄一些，那么换热板2就易于克服不同电池单体1之间的尺寸公差，使得换热板2便于与电池单体1紧密贴合。但是若侧壁厚度D3太薄，那么换热板2很容易变形或损坏，变形会导致换热板2内的流道21流通受阻，损坏则直接导致换热板2漏液；若侧壁厚度D3太厚，虽然换热板2的结构强度增高，但也会使换热板2不易于适应由不同电池单体1之间的尺寸公差所引起的贴合度问题。因此，有必要在换热板长度L的取值范围内，对换热板2的侧壁厚度D3的取值范围进行相应的限定。

在一些示例性实施例中，如图1所示，换热板2与第一表面12通过胶5粘接。通过胶5来粘接固定换热板2与电池单体1的第一表面12，可以加强换热板2在电池单体1上的固定强度，同时还可以利用胶5填充换热板2与第一表面12之间不平整的位置，以增大换热板2与第一表面12之间的贴合面积，增强换热效果。

可选地，胶5为导热胶，导热胶具有多种作用，具体地，导热胶包括但不限于以下几种作用：1、导热胶具有粘接作用，导热胶能够将换热板粘接在电池单体1的第一表面12，以增强换热板的固定强度；2、导热胶具有优异的导热性能，导热胶内设置有导热材料，电池单体1的第一表面12的热量通过导热胶可以快速地与换热板进行交换；3、导热胶具有绝缘作用，导热胶设置于换热板与电池单体1的第一表面12之间，可以有效避免换热板与电池单体1之间短路。优选地，导热胶可以是导热硅脂。

在一些示例性实施例中，同一电池单体1上设置有两个极柱13，换热板2设置在同一电池单体1中的两个极柱13之间。其中，换热板2主要利用其面向第一表面12的一侧为电池单体1换热，换热板2还可以利用其靠近极柱13的一侧为极柱13换热，一般来说，电芯极耳可以是从两个侧面引出，也可以是一个侧面的靠近两端引出，为了配合极耳的位置，极柱13通常会设置在电池单体1某一表面的靠近两端设置，因此极柱13之间的空间相对较大，可以为布置换热板2提供较大的空间，以提升换热板2和电池单体1之间的热交换面积，从而提高热交换能力。

需要说明的是，换热板2与两个极柱13并不直接相接触，以避免换热板2与极柱13发生短路。但是为了提升极柱13处的换热效果，可以在换热板2与极柱13之间设置有胶，胶可以是导热胶，导热胶需具有绝缘功能。

在一些示例性实施例中，电池装置还包括电池列，电池列包括沿第三方向排布的多个电池单体1，第三方向为垂直于电池大面11的方向；换热板2沿第三方向延伸并铺设在电池列上。其中，换热板2可以是沿第三方向延伸的板状结构，一块换热板2可以为同一电池列中的多个电池单体1换热。

可选地，电池列为多个，且多个电池列沿第二方向排布，第二方向为垂直于换热板高度H且与电池大面11相平行的方向。应理解的是，为提高换热效果，可以为每一电池列分别配备有一块换热板2，当然，也可以根据实际情况，按需为电池列配备换热板2。

在一些示例性实施例中，电池装置还包括箱体6，电池列和换热板2设置于箱体6内。如图5所示，箱体6盛装有两个电池列，每个电池列上分别配备有一块换热板2。

本实施例公开了一种电池装置，电池装置中设置有电池单体1和换热板2，换热板2布置在电池单体1上设有极柱的第一表面12，可为电池单体1换热，以保障电池单体1能够正常工作。其中，通过对换热板2的宽度和高度的比值的限定，可以将换热板2的宽度和高度控制在合理的范围内，在保证换热板2易于制造成型的前提下，可使换热板2与电池单体1之间具有足够大的接触面积，进而使得换热板2能够充分地发挥换热能力。

以上显示和描述了本申请的基本原理和主要特征和本申请的优点，对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种电池装置，其特征在于，包括：

电池单体，所述电池单体具有电池大面和设置有极柱的第一表面，所述电池大面为所述电池单体的外表面中表面积最大的壁面；以及

换热板，所述换热板设置于所述第一表面上；

设所述换热板沿第一方向的两端之间的最大距离为换热板高度H，所述第一方向为垂直于所述第一表面的方向；

设所述换热板沿第二方向的两端之间的最大距离为换热板宽度W，所述第二方向为垂直于所述换热板高度H且与所述电池大面相平行的方向；

所述换热板宽度W与所述换热板高度H的比值W/H的取值范围为：6≤W/H≤300。

2.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述换热板宽度W与所述换热板高度H的比值W/H的取值范围为：8≤W/H≤125。

3.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，还包括：

汇流排，所述汇流排连接于所述极柱；

所述换热板的部分结构被夹持在所述汇流排与所述第一表面之间。

4.根据权利要求3所述的电池装置，其特征在于，所述换热板与所述汇流排之间设置有绝缘层。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的电池装置，其特征在于，所述换热板包括沿所述第一方向相对设置的一对侧壁以及设置于该对侧壁之间的流道；

设单个所述侧壁沿所述第一方向的两端之间的最大距离为侧壁厚度D1；

设所述流道沿所述第一方向的两端之间的最大距离为流道厚度D2；

所述侧壁厚度D1与所述流道厚度D2的比值D1/D2的取值范围为：0.04≤D1/D2≤5。

6.根据权利要求5所述的电池装置，其特征在于，所述侧壁厚度D1与所述流道厚度D2的比值D1/D2的取值范围为：0.1≤D1/D2≤1。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的电池装置，其特征在于，设所述换热板在其自身延伸方向上的两端之间的最大距离为换热板长度L；

所述换热板长度L的取值范围为：400㎜≤L≤1800㎜；

所述换热板包括沿所述第一方向相对设置的一对侧壁以及设置于该对侧壁之间的流道；

设单个所述侧壁沿所述第一方向的两端之间的最大距离为侧壁厚度D3；

所述侧壁厚度D3的取值范围为：0.2㎜≤D3≤2.5㎜。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的电池装置，其特征在于，所述换热板与所述第一表面通过胶粘接。

9.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，同一所述电池单体上设置有两个所述极柱，所述换热板设置在同一所述电池单体中的两个所述极柱之间。

10.根据权利要求1或9所述的电池装置，其特征在于，还包括：

电池列，所述电池列包括沿第三方向排布的多个所述电池单体；

所述换热板沿所述第三方向延伸并铺设在所述电池列上；

其中，所述第三方向为垂直于所述电池大面的方向。