CN220934223U - 电池包及用电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电池包及用电设备。电池包包括：多个电芯组成的电芯阵列，电芯阵列包括多个不同的区域；冷板，冷板设置于电芯阵列的上方或下方；导热胶，导热胶设置于冷板与电芯阵列之间；其中，冷板与电芯阵列之间还设置有多个限高条，多个限高条中的至少部分与其余限高条的高度不同，以使不同区域的导热胶的厚度不同。本申请提高了电池包的均温性，工艺简单，成本低，具有很高的工程应用价值。

Description

电池包及用电设备

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及用电设备。

背景技术

电池包的CTP(CelltoPack)技术，是将传统的电芯组成模组，再将多个模组组装成整包的这个制造过程简化为电芯直接组装成整包，去除模组这个中间状态，该技术可减轻整包重量，从而提高能量密度。

现有技术中的CTP电池包包括箱体结构和箱体内堆叠的电芯，由于各个电芯在电池包内的位置不同，进而造成各个位置电芯的散热程度不同，例如靠近电池包边框的电芯散热速率快，而位于电池包中间位置的电芯散热慢，导致电池包中间位置的电芯的温度高于电池包边缘位置的电芯的温度，使电池包内不同位置的电芯之间存在较大的温差。

同一电池包内的电芯长时间工作在不同温度下将影响电芯的一致性，进而降低电池包的使用寿命。在专利CN213752809U中提出了通过不同的导热胶厚度来实现不同位置电芯的散热速率的均衡，但其将导热板的导热面形成多个连续设置的导热台阶来实现，该方式工艺复杂，成本高。因此，本领域需要提出一种新的方案来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述技术问题，即通过一种简单易操作且低成本的方式解决电池包内不同电芯之间存在温差而影响电芯一致性的问题。

在第一方面，本实用新型提供一种电池包，包括：多个电芯组成的电芯阵列，所述电芯阵列包括多个不同的区域；冷板，所述冷板设置于所述电芯阵列的上方或下方；导热胶，所述导热胶设置于所述冷板与所述电芯阵列之间；其中，所述冷板与所述电芯阵列之间还设置有多个限高条，多个所述限高条中的至少部分与其余限高条的高度不同，以使不同所述区域的所述导热胶的厚度不同。

本申请中针对电池包内不同的电芯区域，由于不同电芯区域散热程度不同，造成了不同区域的电芯存在温差，为平衡这种温差，本申请在冷板与电芯之间设置了导热胶，且不同区域的电芯对应不同厚度的导热胶，通过不同厚度的导热胶来平衡不同区域电芯对外的散热程度，从而使电池包内的电芯温度趋于一致。而为设置不同厚度的导热胶，在冷板与电芯阵列之间设置有多个不同高度的限高条，电芯放置在限高条上，限高条限定了电芯与冷板之间导热胶的厚度，该方案工艺简单，成本低，具有很高的工程应用价值。

进一步的，所述电芯阵列包括沿第一方向并排设置的多个电池模块，多个所述电池模块包括第一电池模块和第二电池模块，所述第一电池模块相对于所述第二电池模块靠近所述电池包的边框；所述第一电池模块与所述冷板之间的限高条的高度为M1、导热胶的厚度为N1，所述第二电池模块与所述冷板之间的限高条的高度为M2、导热胶的厚度为N2，其中M1＞M2，N1＞N2。

进一步的，所述电芯阵列还包括位于所述第一电池模块和所述第二电池模块之间的第三电池模块，所述第三电池模块与所述冷板之间的限高条的高度为M3、导热胶的厚度为N3；其中M1＞M3＞M2，N1＞N3＞N2，并且M1-M3＞M3-M2，N1-N3＞N3-N2。

进一步的，所述限高条的高度M和所述导热胶的厚度N的取值范围为0.1mm≤M≤5mm，0.1mm≤N≤5mm。

进一步的，所述电池模块包括多个沿第二方向堆叠的电芯，所述限高条沿所述第二方向延伸，所述第二方向垂直于所述第一方向。

进一步的，所述限高条的材质为塑料或橡胶。

进一步的，所述冷板包括两个进液流道和两个回液流道，所述进液流道与所述回液流道沿所述第一方向并排设置，且所述进液流道相对于所述回液流道远离所述冷板的中心线；两个所述进液流道相对所述冷板的中心线对称设置，两个所述回液流道相对所述冷板的中心线对称设置。

进一步的，所述电池包包括相对所述电池包的中心线对称设置的两个所述第一电池模块和两个所述第二电池模块；所述第一电池模块与所述进液流道相对，所述第二电池模块与所述回液流道相对。

进一步的，所述冷板为冲压冷板或型材冷板，所述冷板靠近所述电芯阵列的表面为平面。

本实用新型还提供了一种用电设备，所述用电设备包括上述任一技术方案中所述的电池包。

附图说明

下面结合附图来描述本实用新型的优选实施方式，附图中：

图1是本实用新型的电池包的爆炸图；

图2是不同区域导热胶的示意图；

图3是电芯阵列排布的示意图；

图4是电芯和限高条的位置关系图；

图5是电芯、限高条和电池包中心线的位置关系图；

图6是冷板流道的结构示意图。

附图标记列表：

1-电池包；

11-电芯阵列；111-第一电池模块；112-第二电池模块；113-第三电池模块；

121-第一限高条；122-第一导热胶；124-第二限高条；125-第二导热胶；126-第三限高条；127-第三导热胶；

13-电池包中心线；

14-边框；

15-上盖；

16-底板；

17-冷板；171-进液流道；172-回液流道；173-冷板中心线。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。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。例如，关于导热胶，尽管说明书中是以导热胶为例进行描述的，但是需要说明的是，本实用新型的导热胶包括常见的导热胶或导热结构胶等，只要该胶具有将电芯的热量传递至冷板的效果即可。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“远”、”近“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”、“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。

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“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；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。

如图1至图6所示，电池包1包括边框14和由多个电芯组成的电芯阵列11，电芯阵列11排布于边框14内，电池包1还包括上盖15、底板16和冷板17，上盖15和底板16能够分别安装到边框14的上部和下部，冷板17设置于电芯阵列11下方。当然在其他的一些实施例中，冷板17也可以设置在电芯阵列11的上方。

电池包1还包括相对电池包中心线13对称设置的两个第一电池模块111和两个第二电池模块112。第一电池模块111相对于第二电池模块112靠近电池包1的边框14，电池包1还包括限高条和导热胶，第一电池模块111与冷板17之间的第一限高条121的高度为M1、第一导热胶122的厚度为N1，第二电池模块112与冷板17之间的第二限高条124的高度为M2、第二导热胶125的厚度为N2，M1＞M2，N1＞N2。

电芯阵列11还包括位于第一电池模块111和第二电池模块112之间的第三电池模块113，第三电池模块113与冷板17之间的第三限高条126的高度为M3、第三导热胶127的厚度为N3，其中M1＞M3＞M2，N1＞N3＞N2。

示例性的，电池模块包括多个沿第二方向堆叠的电芯，限高条沿第二方向延伸，第二方向垂直于第一方向。示例性的，每个电池模块对应设置有间隔的两个限高条，以便于将电芯放置在限高条上。

本实施例中，电芯阵列11能够排布于边框14内，电芯阵列11包括第一电池模块111、第二电池模块112和第三电池模块113，第一电池模块111、第二电池模块112和第三电池模块113距离电池包中心线13的距离L1、L2和L3的关系为L1＞L3＞L2，即第一电池模块111更靠近边框14，第二电池模块112靠近电池包的中心线。第一电池模块111、第二电池模块112和第三电池模块113中电芯的热量分别能够通过第一导热胶122、第二导热胶125和第三导热胶127传递到冷板17上。电池包1还包括上盖15和底板16，因此通过将上盖15和底板16安装到边框14的上部和下部，实现对电池包1内部结构保护。

上述设置方式的优点在于：由于距离边框14越近的电芯，越容易散失热量，而距离电池包中心线13越近的区域温度相对越高，因此本实施例中将第一电池模块111、第二电池模块112和第三电池模块113对应的限高条和导热胶设置为满足M1＞M3＞M2，N1＞N3＞N2，即使得距离电池包中心线13最近的第二电池模块112与冷板17之间的第二导热胶125的厚度最小、导热效率最高，使距离电池包中心线13最远的第一电池模块111与冷板17之间的第一导热胶122的厚度最大、导热效率最低，即保温效果最好，进而使得第一电池模块111、第二电池模块112和第三电池模块113的温度趋于一致。并且，本申请中通过在冷板的表面设置不同高度的限高条，电芯放置在限高条上，限高条的设置限定了电芯与冷板之间导热胶的厚度，因此通过不同高度的限高条使不同区域电芯与冷板之间的导热胶的厚度不同，从而实现了不同区域电芯温度的均衡。

上述实施例中展示了在电池包中心线的一侧设置有沿第一方向并排设置的三个电池模块。当然可以理解的是，在其他的一些实施例中，在电池包中心线的一侧可仅设置有沿第一方向设置的两个电池模块。电池模块的数量可根据电池包的设计要求，例如电池包的容量、尺寸和电芯的尺寸等进行具体设计，例如以电池包的中心线为界，单侧的电池模块的数量还可以为四个、五个等，这种调整其并不脱离本申请的实质。

如图5所示，在本实施例中，三个不同区域的限高条高度和导热胶厚度进一步满足M1-M3＞M3-M2，N1-N3＞N3-N2。

上述设置方式的优点在于：由于越远离电池包中心线13的区域中电芯的散热越快，并且经过发明人研究发现，在电芯与电池包中心线13的距离逐渐增加的过程中，电芯的散热情况和电芯距电池包中心线13的距离并不是线性关系，而是呈类似于指数的关系。因此，随着与电池包中心线13距离的增加，电芯的散热能力呈指数型增加，相应地为了减少远离中心线的电芯的散热能力以使远离中心线和靠近中心线的电芯温度一致，限高条的高度和导热胶的厚度也应当呈指数型增加，即在远离中心线的位置，相邻的两个区域之间导热胶的厚度差大于在靠近中心线的位置，相邻的两个区域之间的导热胶的厚度差。即在本实施例中满足M1-M3＞M3-M2，N1-N3＞N3-N2。这样一来，便保证了不同区域电芯的均温性。

另外，由于电池包1内的空间有限，限高条的高度M以及导热胶的厚度N满足0.1mm≤M≤5mm，0.1mm≤N≤5mm。并且，由于不同区域内限高条的高度和导热胶的厚度不同，使得位于不同区域内的电池模块的上表面并不在同一水平高度上，上述限高条高度M以及导热胶厚度N的设置，使得不同电池模块的上表面的高度差在合理的范围内，不影响电池模块之间的电连接，因此兼顾了均温性和工艺性。

示例性的，限高条的材质为塑料或橡胶。由于塑料和橡胶材质的抗腐蚀性强且具有绝缘性，能够长期处于电芯与冷板之间，提高了安全性。

继续参见图6，冷板17上设置有两个进液流道171和两个回液流道172，进液流道171与回液流道172沿第一方向并排设置，且进液流道171相对于回液流道172远离冷板中心线173，两个进液流道171相对冷板中心线173对称设置，两个回液流道172相对冷板中心线173对称设置。冷却液能够从进液流道171流入，流动过程中与电芯换热，然后从回液流道172流出，从而实现对电芯的冷却或加热。

如此，远离电池包中心线的电芯区域与进液流道171相对，靠近电池包中心线的电芯区域与回液流道172相对。本实施例中，第一电池模块111与进液流道171相对，第二电池模块112与回液流道172相对。冷却液在冷板内流过后，冷却液温度会随之上升或者下降，无论冷却或者加热工况冷板出入口必然存在一定的温差，这使得冷板相同流速下的各区域换热能力不同。而在本申请中，由于第一电池模块111与冷板17之间具有更厚的导热胶，因此虽然进液流道171中的冷却液相比回液流道172中冷却液具有更强的换热能力，但由于该区域对应的导热胶更厚，因此减少了与第一电池模块111之间的热量交换；而虽然回液流道172中冷却液在前期已经与电芯进行了热交换而导致换热能力下降，但由于该区域对应的导热胶相对较薄，因此一定程度上提升了与第二电池模块112之间的热量交换。如此，通过上述冷板流道以及不同厚度导热胶的设置，平衡了不同区域中冷板与电芯之间的换热效率，使得冷板在冷却或加热工况下，能够进一步减小不同区域电芯之间的温差，提高了电池包的均温性。

进一步的，在本实施例中，冷板17的上表面为平面，从而便于限高条的布置以及导热胶的涂布。例如冷板17为冲压冷板，即包括第一板体和第二板体，第一板体为一平板，第二板体包括连接部和突出部，连接部与第一板体焊接，突出部与第一板体之间形成流道；其中，突出部通过冲压工艺形成。或者，冷板17为型材冷板，通过挤出工艺制成。冲压冷板或型材冷板均为本领域中常规的冷板类型，在此不再过多赘述。

需要说明的是，上述实施方式仅仅用来阐述本实用新型的原理，并非旨在与限制本实用新型的保护范围，在不偏离本实用新型原理的条件下，本领域技术人员能够对上述结构进行调整，以便本实用新型能够应用于更加具体的应用场景。

此外，本实用新型还提供了一种用电设备，该用电设备包括上述任一实施方式中的电池包1。例如，所述用电设备为车辆。

至此，已经结合附图所示的优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，其特征在于，包括：

多个电芯组成的电芯阵列，所述电芯阵列包括多个不同的区域；

冷板，所述冷板设置于所述电芯阵列的上方或下方；

导热胶，所述导热胶设置于所述冷板与所述电芯阵列之间；

其中，所述冷板与所述电芯阵列之间还设置有多个限高条，多个所述限高条中的至少部分与其余限高条的高度不同，以使不同所述区域的所述导热胶的厚度不同。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电芯阵列包括沿第一方向并排设置的多个电池模块，多个所述电池模块包括第一电池模块和第二电池模块，所述第一电池模块相对于所述第二电池模块靠近所述电池包的边框；

所述第一电池模块与所述冷板之间的限高条的高度为M1、导热胶的厚度为N1，所述第二电池模块与所述冷板之间的限高条的高度为M2、导热胶的厚度为N2，其中M1＞M2，N1＞N2。

3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述电芯阵列还包括位于所述第一电池模块和所述第二电池模块之间的第三电池模块，所述第三电池模块与所述冷板之间的限高条的高度为M3、导热胶的厚度为N3；

其中M1＞M3＞M2，N1＞N3＞N2，并且M1-M3＞M3-M2，N1-N3＞N3-N2。

4.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述限高条的高度M和所述导热胶的厚度N的取值范围为0.1mm≤M≤5mm，0.1mm≤N≤5mm。

5.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述电池模块包括多个沿第二方向堆叠的电芯，所述限高条沿所述第二方向延伸，所述第二方向垂直于所述第一方向。

6.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述限高条的材质为塑料或橡胶。

7.根据权利要求2或3所述的电池包，其特征在于，所述冷板包括两个进液流道和两个回液流道，所述进液流道与所述回液流道沿所述第一方向并排设置，且所述进液流道相对于所述回液流道远离所述冷板的中心线；

两个所述进液流道相对所述冷板的中心线对称设置，两个所述回液流道相对所述冷板的中心线对称设置。

8.根据权利要求7所述的电池包，其特征在于，所述电池包包括相对所述电池包的中心线对称设置的两个所述第一电池模块和两个所述第二电池模块；

所述第一电池模块与所述进液流道相对，所述第二电池模块与所述回液流道相对。

9.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述冷板靠近所述电芯阵列的表面为平面。

10.一种用电设备，其特征在于，所述用电设备包括如权利要求1-9中任一项所述的电池包。