CN220934230U - 一种电池包及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池包及电子设备。所述电池包包括箱体、电池模组和加热模块；电池模组包括模组壳以及安装于模组壳内的电池，模组壳上设有连通模组壳内部和外部的通口，模组壳固定于箱体内，模组壳与箱体之间、模组壳与电池之间及电池之间填充有相变材料；加热模块设于模组壳与箱体之间。该电池包通过在模组壳上设置通口，然后在箱体内注入相变材料，相变材料吸收热量后能够改变形态并充分填充于箱体内以及电池模组内的电池之间，由于相变材料传热一般导热系数远远超过金属，能够起到较好的热传递效果，从而实现对每个电池的均匀加热。

Description

一种电池包及电子设备

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池包及电子设备。

背景技术

无论是电动汽车的动力电池，还是储能设备的储能电池，电池的应用方式大多是先由若干电池组成模组，然后再由若干模组组成电池包，最后以电池包的形式作为动力电池或储能电池使用。

目前，电池可正常工作的温度区间为-10℃～60℃。在锂电家储、工商业储能、房车储能等产品中，为满足产品在低温下正常工作，都会在产品系统中增加低温加热功能，将电池加热至0℃左右，再进行充放电。由于加热膜很难均匀地包围并接触每个电池，在对电池加热时，电池包内的不同电池的温差很容易突破10℃以上。而为了将整体所有电池的温度最低点加热到0℃以上，就会出现个别电池的局部温度被加热超过60℃，如此将容易引发热失控或电池堆容量快速衰减等问题。

因此，亟待需要一种电池包以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供电池包及电子设备，以解决现有技术中电池包中每个电池很难均匀加热的问题。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

本实用新型提供了一种电池包，包括：

箱体；

电池模组，包括模组壳以及安装于所述模组壳内的电池，所述模组壳上设有连通所述模组壳内部和外部的通口，所述模组壳固定于所述箱体内，所述模组壳与所述箱体之间、所述模组壳与所述电池之间及所述电池之间填充有相变材料；

加热模块，设于所述模组壳与所述箱体之间。

作为所述电池包的可选方案，所述箱体的侧壁的内部凸设有固定座，所述模组壳固定于所述固定座上并悬置于所述箱体内。

作为所述电池包的可选方案，所述模组壳包括第一壳体，所述第一壳体的内部具有容纳所述电池的第一凹槽，所述第一壳体的外壁上凸设有第一安装台，所述第一安装台固定于所述箱体内。

作为所述电池包的可选方案，所述模组壳还包括第二壳体，所述第二壳体与所述第一壳体可拆卸连接，所述第二壳体的内部具有容纳所述电池的第二凹槽，所述第二凹槽与所述第一凹槽配合形成用于容纳电池的容纳空间。

作为所述电池包的可选方案，所述第二壳体的外壁上凸设有第二安装台，所述第二安装台与所述第一安装台可拆卸固定连接。

作为所述电池包的可选方案，所述第一壳体和/或所述第二壳体上设有所述通口。

作为所述电池包的可选方案，所述第一壳体和/或所述第二壳体内设有支撑件，所述支撑件的一端与所述第一壳体连接，其另一端与第二壳体连接。

作为所述电池包的可选方案，所述相变材料为石蜡。

作为所述电池包的可选方案，所述箱体包括主体以及盖设于所述主体的开口的盖板，所述盖板与所述主体之间设有防水密封圈。

作为所述电池包的可选方案，所述加热模块设置于所述电池模组下侧，且呈一定间隔设置。

作为所述电池包的可选方案，所述加热模块包括加热膜以及设置于所述加热膜内的加热丝，所述加热丝具有至少一段蛇形排布。

作为所述电池包的可选方案，所述电池包还包括BMS采集板，所述BMS采集板安装于所述模组壳上，且所述BMS采集板的所在面与所述电池的轴线平行。

本实用新型还提供了一种电子设备，包括平台、功能模块和如上任一项所述的电池包，所述功能模块以及所述电池包均安装于所述平台上，所述电池包能够向所述功能模块供给电能。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的电池包，包括箱体、电池模组和加热模块；电池模组包括模组壳以及安装于模组壳内的电池，模组壳上设有连通模组壳内部和外部的通口，模组壳固定于箱体内，模组壳与箱体之间、模组壳与电池之间及电池之间填充有相变材料；加热模块设于模组壳与箱体之间。该电池包通过在模组壳上设置通口，然后在箱体内注入相变材料，相变材料吸收热量后能够改变形态并充分填充于箱体内以及电池模组内的电池之间，由于相变材料传热一般导热系数远远超过金属，能够起到较好的热传递效果，从而实现对每个电池的均匀加热。

本实用新型提供的电子设备，通过应用上述电池包，性能更稳定，安全性更好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的电池包的分解示意图；

图2为本实用新型实施例提供的电池包的剖视示意图；

图3为本实用新型实施例提供的加热模块的结构示意图。

附图标记：

100、箱体；101、主体；1011、固定座；102、盖板；

200、电池模组；201、模组壳；2011、第一壳体；20111、第一支撑件；20112、第一安装台；2012、第二壳体；20121、第二支撑件；20122、第二安装台；2013、通口；202、电池；

300、加热模块；301、加热膜；302、加热丝；

400、防水密封圈；

500、BMS采集板。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以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。

在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

图1示出了本实施例提供的电池包的分解示意图。图2示出了本实施例提供的电池包的剖视示意图。如图1至图2所示，该电池包包括箱体100、电池模组200、加热模块300和BMS采集板500，其中，箱体100包括主体101和盖板102，主体101为一面开口的框形结构，盖板102可拆卸地固定于主体101的开口处，主体101和盖板102配合形成用于容纳电池模组200、加热模块300以及BMS采集板500的空腔。电池模组200包括模组壳201以及安装于模组壳201内的电池202，电池模组200通过模组壳201固定于箱体100内，示例性地，电池202可以为圆柱电池。加热模块300用于电池模组200的加热，以保证电池模组200在低温环境下能够正常工作。BMS采集板500用于采集电池模组200的电压、温度等信息。

在本实施例中，BMS采集板500安装于模组壳201上，且BMS采集板500的所在面与电池202的轴线平行，可减小箱体100的横向空间尺寸，提高箱体100的空间利用率。

电池202的工作温度区间为-10℃～60℃。由于加热模块300很难贴合在每个电池202的表面，若加热模块300直接对电池模组200整体进行加热，容易造成电池202受热不均，温差容易超过10℃。而当需要将所有的电池202都加热至0℃以上时，就会出现个别电池202的局部温度被加热超过60℃，如此将容易引发热失控或电池堆容量快速衰减等问题。

基于上述问题，本实施例提供的电池包通过在箱体100内注入相变材料，相变材料一般导热系数远远超过金属，能够起到较好的热传递效果，相变材料吸收热量后能够改变形态充分填充于箱体100内以及电池模组200内的电池202之间，从而实现对每个电池202的均匀加热。

在本实施例中，相变材料可以是石蜡，石蜡在常温状态下为固态，石蜡吸收热量后能够变成液态，以便于石蜡充分均匀地填充至电池202之间的空隙，实现对电池202均匀稳定地加热。优选纯石蜡，纯石蜡是良好的绝缘体，或也可选用改性后的绝缘低温石蜡，低温石蜡的熔点为45±3℃，石蜡的导热率为1.5至3W/(mK)，能够实现较好的导热效果。此外，低温加热石蜡至融化过程中，不会产生石蜡蒸汽，避免箱体100内压力增大，提高电池包的稳定性及安全性。当然，在其他实施例中，相变材料还可以是氟化液等沸点较低的介质，氟化液在常温状态下为液态，氟化液吸收热量后会变成气态，以充分均匀地充斥在电池202之间，实现对电池202均匀稳定地加热。可以理解的是，当相变材料选用液气转化的相变材料时，对箱体100的密封性以及抗压性能要求较高，因此，在本实施例中，优选固液转化的相变材料，可降低对箱体100密封性及抗压性能的要求，降低成本。

为了提高箱体100的密封性能，盖板102与主体101的连接部位处设有防水密封圈400，以实现箱体100的防水密封。在本实施例中，盖板102与主体101之间通过防水密封圈400的设置，可达到IP67级别的防水性能，以避免液态状态下石蜡从盖板102与主体101连接处流出。在组装电池包时，将电池模组200固定于主体101内，然后将加热融化的石蜡液体注入到主体101内，直至石蜡没过电池模组200，最后将盖板102密封固定于主体101上。

在本实施例中，模组壳201上设有连通模组壳201内部和外部的通口2013，以方便液态石蜡能够充分流入模组壳201内的电池202之间，以使液态石蜡稳定地包覆电池202，对每个电池202进行均匀加热。为了将模组壳201固定于箱体100内，箱体100的侧壁的内部凸设有固定座1011，模组壳201固定于固定座1011上。在本实施例中，箱体100的主体101可以选用铸造成型，其中固定座1011可直接通过铸造过程一体成型于主体101内部。进一步地，四个固定座1011布置于主体101的四周，以对模组壳201的四周进行固定，保证模组壳201的稳定性。当然，在其他实施例中，固定座1011的数量不限于四个，还可以是两个及以上的任意个数，在此不作限制。

为了使液态石蜡填充至电池模组200的四周，模组壳201可悬置于箱体100内。具体而言，模组壳201的六个面与箱体100内的六个面均间隔设置。

继续参见图1至图2，模组壳201包括第一壳体2011和第二壳体2012，第一壳体2011的内部具有容纳电池202的第一凹槽，第二壳体2012与第一壳体2011可拆卸连接，第二壳体2012的内部具有容纳电池202的第二凹槽，第二凹槽与第一凹槽配合形成用于容纳电池202的容纳空间。如此设置，可方便电池模组200的组装。进一步地，第一壳体2011的外壁上凸设有第一安装台20112，第二壳体2012的外壁上凸设有第二安装台20122，第二安装台20122与第一安装台20112可拆卸固定连接。此外，第一安装台20112与固定座1011固定连接，即第一安装台20112作为与固定座1011的固定面，也作为与第二壳体2012的固定面，简化第一壳体2011的结构。在本实施例中，第一壳体2011和第二壳体2012上均设有通孔，固定座1011上设有螺纹孔，通过长螺栓可直接将第一壳体2011、第二壳体2012以及固定座1011进行固定连接。

在本实施例中，第一壳体2011上设有第一缺口，第二壳体2012上设有第二缺口，第二缺口和第一缺口配合形成通口2013，该通口2013方便液态石蜡流入模组壳201内。当然，在其他实施例中，还可以在第一壳体2011和第二壳体2012上均设置通口2013，或者仅在第一壳体2011或仅在第二壳体2012上设置通口2013，也能够方便液态石蜡流入模组壳201，在此不对通口2013的位置、成型方式以及尺寸形状进行限制。

第一壳体2011上设有第一支撑件20111，第二壳体2012上设有第二支撑件20121，当第一壳体2011和第二壳体2012完成组装后，第一支撑件20111和第二支撑件20121能够插接抵接配合，以保持模组壳201的内部空间稳定不变形，提高模组壳201的稳定性。可以理解的是，还可以是第一壳体2011或第二壳体2012内设有支撑件，支撑件的一端与第一壳体2011连接，其另一端与第二壳体2012连接，也可实现上述效果，在此不再一一举例说明。

图3示出了本实施例提供的加热模块300的结构示意图。如图3所示，加热模块300包括加热膜301以及设置于加热膜301内的加热丝302，加热丝302具有两段对称设置的蛇形排布，蛇形排布能够增加加热膜301内的加热丝302的长度，提高加热效率。当然，在其他实施例中，加热丝302还可以是其他形式，比如加热丝302具有至少一段蛇形排布，或者加热丝302可以具有三段及以上蛇形排布，在此不作限制。

在本实施例中，加热模块300位于电池模组200的下侧，且呈一定间隔设置。由于热量是趋向上部传递的，将加热模块300设置于电池模组200下侧，相比将加热模块300设置在电池模组200的上侧，能够更好地加热电池模组200。此外，加热模块300与电池模组200呈一定间隔设置，可以避免电池模组200与加热模块300产生直接接触，保证加热模块300通过熔融石蜡对电池模组200进行加热，保证电池模组200受热均匀。

本实施例提供的电池包，具有以下优点：

1)通过在箱体100内注入石蜡，使电池模组200内的电池202浸没在石蜡中，利用加热模块300进行加热时，会对浸没在石蜡中的电池202整体进行加热，热量传递顺序是自下而上，温差梯度小，相比现有技术直接利用加热片加热电池202局部的方式(加热局部，再通过电池202内部热量传递加热其它没直接与加热片接触的位置)，加热更均匀，温差更小。

2)石蜡灌满箱体100内部，作为导热介质，可全部吸收加热模块300产生的热，避免加热模块300干烧，并将吸收的热用于电池202的加热，热利用率高。

3)石蜡的导热系数为1.5至3W/(mK)，电池202浸没在石蜡中，在正常工况下，每个电池202产生的热，都可以通过固体/液体石蜡快速传给其它电芯，电池模组200整体均热性能好，每个电池202间的温差小，有利于电池包的循环寿命的延长。

4)凝固状态的石蜡，包裹整个电池模组200，在电池202做震动冲击时，固态石蜡可以限制电池202间的相对振幅，吸收电池模组200的结构件因外力冲击造成的结构变形，有效增强电池模组200的抗震抗冲击性能。

本实施例还提供了一种电子设备，包括平台、功能模块和如上所述的电池包包，功能模块以及电池包包均安装于平台上，电池包包能够向功能模块供给电能。该电子设备通过应用上述电池包包，能量密度高，性能稳定，能够提升用户体验感。

可选地，所述电子设备可以是新能源电动汽车、新能源储能设备、电子产品等，比如，当电子设备为电动汽车时，平台可以是汽车底盘，功能模块可以是汽车底盘系统以及汽车管理系统等；当电子设备为储能设备时，平台可以是储能设备中用于安装电池包包的架体，功能模块可以是不同的放电接口以及储能设备的控制系统等，在此不再一一举例说明。

注意，在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指接合该实施例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例或示例中。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例或示例。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例或示例中以合适的方式接合。

上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种电池包，其特征在于，包括：

箱体；

电池模组，包括模组壳以及安装于所述模组壳内的电池，所述模组壳上设有连通所述模组壳内部和外部的通口，所述模组壳固定于所述箱体内，所述模组壳与所述箱体之间、所述模组壳与所述电池之间及所述电池之间填充有相变材料；

加热模块，设于所述模组壳与所述箱体之间。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述箱体的侧壁的内部凸设有固定座，所述模组壳固定于所述固定座上并悬置于所述箱体内。

3.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述模组壳包括第一壳体，所述第一壳体的内部具有容纳所述电池的第一凹槽，所述第一壳体的外壁上凸设有第一安装台，所述第一安装台固定于所述箱体内。

4.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述模组壳还包括第二壳体，所述第二壳体的外壁上凸设有第二安装台，所述第二安装台与所述第一安装台可拆卸固定连接；所述第二壳体的内部具有容纳所述电池的第二凹槽，所述第二凹槽与所述第一凹槽配合形成用于容纳电池的容纳空间。

5.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于，所述第一壳体和/或所述第二壳体上设有所述通口。

6.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述相变材料为石蜡。

7.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述箱体包括主体以及盖设于所述主体的开口的盖板，所述盖板与所述主体之间设有防水密封圈。

8.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述加热模块设置于所述电池模组下侧，且呈一定间隔设置。

9.根据权利要求1-8任一项所述的电池包，其特征在于，所述加热模块包括加热膜以及设置于所述加热膜内的加热丝，所述加热丝具有至少一段蛇形排布。

10.一种电子设备，其特征在于，包括平台、功能模块和如权利要求1-9任一项所述的电池包，所述功能模块以及所述电池包均安装于所述平台上，所述电池包能够向所述功能模块供给电能。