CN221126065U - 换热组件、电池、电池管理系统以及用电装置 - Google Patents

换热组件、电池、电池管理系统以及用电装置 Download PDF

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CN221126065U CN202420589492.1U CN202420589492U CN221126065U CN 221126065 U CN221126065 U CN 221126065U CN 202420589492 U CN202420589492 U CN 202420589492U CN 221126065 U CN221126065 U CN 221126065U
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Abstract

本申请涉及一种换热组件、电池、电池管理系统以及用电装置,包括:换热本体,内部流动有换热介质;集流体,所述集流体设置在所述换热本体的至少一端,所述集流体用于将换热介质从所述换热本体中引出或引入;以及感应装置,所述感应装置设置于所述集流体上,以感应所述换热介质的压力、流速、温度的其中一种或者多种。本申请实施例的一种换热组件、电池、电池管理系统以及用电装置,能够在出现问题时及时反馈。

Description

换热组件、电池、电池管理系统以及用电装置
技术领域
本申请涉及电池技术领域,特别是涉及一种换热组件、电池、电池管理系统以及用电装置。
背景技术
随着新能源技术的广泛发展,电池得到了极为广泛的应用。通常,电池在使用中会散发热量,需通过换热系统保证电池在一个适宜的环境温度下工作,从而延长电池的使用寿命以及充放电效率。当前,利用换热组件对电池进行温度控制的技术逐渐成为主流的电池热管理方案。但目前的换热组件出现问题时往往不能及时反馈,影响电池的使用体验。
实用新型内容
基于此,有必要针对目前的换热组件出现问题时不能及时反馈的问题,提供一种换热组件、电池、电池管理系统以及用电装置。
本申请实施例的第一方面提供一种换热组件,包括:换热本体,内部流动有换热介质;集流体,所述集流体设置在所述换热本体的至少一端,所述集流体用于将换热介质从所述换热本体中引出或引入;以及感应装置,所述感应装置设置于所述集流体上,以感应所述换热介质的压力、流速、温度的其中一种或者多种。
如此,每一个换热本体内部的换热介质的当前状况可以通过感应装置被感知,进而作为判定换热组件工作状态的依据,当换热组件出现问题时能够及时反馈;当换热本体内部出现流道封堵、换热本体老化开裂导致换热介质泄漏、或者换热本体被电池单体的重量压溃变形导致换热介质泄漏等情况,感应装置可以有效地通过换热介质的压力、流速、温度的其中一种或者多种来感知当前的工作状态,从而有效检测每个换热本体的温度变化及确认换热介质的循环情况;可以在换热本体中出现异常时,提前预警,确保电池单体在合适的工作温度下进行工作,延长电池单体使用寿命以及改善电池单体的性能;当多个换热组件叠放,并将电池单体放置于两个换热组件之间进行换热,其中一个换热组件出现问题后,可以通过换热组件所对应的感应装置快速定位故障,从而及时排除安全隐患,确保安全性。
在其中一个实施例中,所述感应装置包括采集端子以及连接器;所述采集端子至少部分伸入所述换热本体,以用于感应所述换热介质的压力、流速、温度的其中一种或者多种;所述连接器设置于所述集流体背离所述换热本体的一侧并与所述采集端子连接;所述连接器能够用于与外部装置信号连接。如此,通过设置采集端子以及连接器,每一个换热本体内部的换热介质的当前状况可以通过对应的采集端子被感知,当换热本体内部出现流道封堵、换热本体老化开裂导致换热介质泄漏、或者换热本体被电池单体的重量压溃变形导致换热介质泄漏等情况,会导致换热介质的温度、流速或者压力出现较大的变化,采集端子将其转换为对应的电信号并传递给连接器,连接器再将电信号传递给外部的装置,从而作为判定当前换热组件工作状态的依据,当换热组件出现问题时能够及时反馈。
在其中一个实施例中,所述感应装置与所述集流体一体注塑成型。如此,可防止换热介质从感应装置与集流体的连接处泄露,确保换热组件的换热功能。
在其中一个实施例中,所述感应装置为温度感应器;或,所述感应装置为压力传感器;或,所述感应装置为速度传感器。
在其中一个实施例中,所述换热本体的内部具有间隔设置的多块支撑板,以在所述换热本体的内部空间形成多个相互分隔的换热流道;所述感应装置能够至少对其中一条所述换热流道中进行感应检测。如此,方便换热介质分别进入到不同的换热流道中按照预定轨迹流动,提高换热效率,感应装置可及时反馈相应的信息,从而作为判定当前换热组件工作状态的依据,当换热组件出现问题时能够及时反馈。
在其中一个实施例中,所述换热本体为口琴管。如此,具有良好的换热性能。
在其中一个实施例中,所述换热组件包括两组所述集流体;两组所述集流体分别罩设在所述换热本体的出液端以及进液端上;所述感应装置设置在位于所述换热本体出液端的所述集流体上。如此,可以通过感应装置感知每一个换热本体内部的换热介质的流动状况;当换热本体内部出现流道封堵、换热本体老化开裂导致换热介质泄漏、或者换热本体被电池单体的重量压溃变形导致换热介质泄漏等情况,换热本体的进液一端的换热介质的压力、流速和温度的变化幅度不大;由于换热介质无法通过换热流道到达出液端,位于换热本体的出液端的感应装置所感知的换热介质的压力、流速和温度的变化幅度较大,从而容易被感应装置感应到,进而可以传递给外部的装置,最终作为判定当前换热组件工作状态的依据。
在其中一个实施例中,所述集流体包括集流本体,所述集流本体形成有一侧开口的插接腔;所述换热本体的端部插接于所述插接腔;至少部分所述感应装置伸入到所述插接腔中。
如此,可以使得感应装置能够及时准确地感应换热介质的压力、流速、温度的其中一种或者多种性能指标,进而可以作为控制模组判定换热组件工作状态的依据,当换热组件出现问题时能够及时反馈。
在其中一个实施例中,所述集流本体包括多个紧固件,所述紧固件竖立于所述插接腔内,所述紧固件与所述插接腔的侧壁之间形成有间隙,所述换热本体端部的侧壁能够插设在所述间隙中。如此,使得换热本体更牢固的插接在集流本体的插接腔中,避免两者出现分离,方便后续进行焊接固定。
在其中一个实施例中,所述集流体包括连接管,所述连接管穿设于所述插接腔;所述连接管在所述插接腔的腔壁上形成为流道口;所述采集端子位于所述流道口上。如此,在换热组件工作过程中,采集端子能够更准确的感应换热介质的压力、流速、温度的其中一种或者多种性能指标,进而可以作为控制模组判定换热组件工作状态的依据,当换热组件出现问题时能够及时反馈。需要理解的是,这个性能指标的变化可以是根据温度、压力或者流速等指标进行判定,也可以是根据换热介质其他的指标进行判定。
本申请实施例的第二方面提供一种电池,包括电池单体以及上述的换热组件;所述换热本体至少一侧的侧壁导热连接于所述电池单体。
本申请实施例的第三方面提供一种电池管理系统,包括控制模组以及上述的电池,所述控制模组与所述感应装置信号连接。
本申请实施例的第四方面提供一种用电装置,包括上述的电池。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图。
图2为本申请一些实施例提供的电池的分解结构示意图。
图3为本申请一些实施例提供的电池模块的结构示意图。
图4为本申请一些实施例提供的电池单体的分解结构示意图。
图5为本申请一些实施例提供的电池单体与换热组件的配合示意图。
图6为本申请一些实施例提供的换热组件的结构示意图。
图7为本申请一些实施例提供的换热本体与集流体的安装局部示意图。
图8为本申请一些实施例提供的换热组件的侧视图。
图9为图8所示的换热组件的A-A剖视图。
图10为本申请一些实施例提供的集流体的结构示意图。
附图标记说明:
车辆-1000;
电池-100、箱体-110、电池模块-120、电池单体-121、端盖-122、壳体-123、电极组件-124、电极端子-125、控制器-200、马达-300;
换热组件-400;
换热本体-10、换热流道-11、支撑板-12、集流体-20、集流本体-21、插接腔-22、连接管-23、感应装置-24、采集端子-25、连接器-26、紧固件-27、流道口-28。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中,若有出现这些技术术语“第一”“第二”等,这些术语仅用于描述目的,区别不同对象,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、特定顺序或主次关系。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中,术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中,若有出现术语“多个”,“多个”的含义是至少两个(包括两个),例如两个、三个等,除非另有明确具体的限定。同理,若有出现术语“多组”,“多组”指的是两组以上(包括两组),若有出现术语“多片”,“多片”指的是两片以上(包括两片)。
在本申请实施例的描述中,若有出现这些术语“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”“轴向”“径向”“周向”等,这些术语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实施例和简化描述,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申请实施例的限制。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,若有出现技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等,这些术语应做广义理解。例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;也可以是机械连接,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申请实施例中的具体含义。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述,其含义可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是,若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在,本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
目前,从市场形势的发展来看,动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具,以及航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。
通常,电池在使用中会散发热量,需通过换热系统保证电池在一个适宜的环境温度下工作,从而延长电池的使用寿命以及充放电效率。具体地,在电池单体主要采用铺设换热组件的换热方案,电池单体的热量通过换热组件传递给换热介质,换热介质将热量带走以达到给电池降温的目的。
电池往往采用多个换热组件叠放,并将电池单体放置于两个换热组件之间,换热组件内部的换热介质统一通过进液总管输入,并通过出液总管统一排出。相关技术中,进液总管以及出液总管分别布置数据采集的感应器,例如温度传感器;当其中一个换热组件出现问题(例如流道封堵、换热本体自身老化开裂导致换热介质泄漏、或者被电池单体的重量压溃导致换热介质泄漏),由于其他换热组件仍然正常工作,因此感应器无法判断出换热组件的工作状态,进而导致电池单体在非正常的工作温度下进行工作,影响使用寿命以及性能;此外,泄漏出的换热介质流入到电池单体中可能导致短路,产生安全影响。
为了缓解目前的换热组件出现问题时不能及时反馈的问题,考虑到换热本体的端部往往与集流体相装配,而并不直接与电池单体接触散热,因此,可在换热组件的集流体上设置相应的感应装置,从而有效地检测每个换热本体中换热介质的流动情况。
本申请实施例提供一种换热组件、电池、电池管理系统以及用电装置,用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中,电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具,例如,游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等,航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。
应理解,本申请各实施例总描述的技术方案不仅仅局限适用于上述所描述的电池和用电装置,还可以适用于所有包括箱体的电池以及使用电池的用电装置,但为描述简洁,以本申请实施例的一种用电装置为车辆1000为例进行说明。
请参照图1,图1为本申请一些实施例提供的车辆1000的结构示意图。车辆1000可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1000的内部设置有电池100,电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电,例如,电池100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器200和马达300,控制器200用来控制电池100为马达300供电,例如,用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在本申请一些实施例中,电池100不仅可以作为车辆1000的操作电源,还可以作为车辆1000的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
图2为本申请一些实施例提供的电池100的爆炸图;图3为本申请一些实施例提供的电池模块的结构示意图。请参照图2和图3,为了满足不同的使用电力需求,电池100可以包括多个电池单体121和箱体110,电池单体121是指组成电池模块120或电池包的最小单元。多个电池单体121可经由电极端子而被串联和/或并联在一起以应用于各种应用场合。本申请中所提到的电池100为电池包。电池单体121的两个的大面之间设有换热本体,从而对电池单体121进行热交换;也可以直接在电池单体121的其中一个大面上设置换热本体进行热交换。
箱体110用于容纳电池单体121或电池模块120,以避免液体或其他异物影响电池单体121的充电或放电。
箱体110可以采用多种结构。在一些可能的实施例中,箱体110可以包括第一部分111和第二部分112,第一部分111与第二部分112相互盖合,第一部分111和第二部分112共同限定出用于容纳电池单体121的容纳空间。第二部分112可以为一端开口的空心结构,第一部分111可以为板状结构,第一部分111盖合于第二部分112的开口侧,以使第一部分111与第二部分112共同限定出容纳空间;第一部分111和第二部分112也可以是均为一侧开口的空心结构,第一部分111的开口侧盖合于第二部分112的开口侧。当然,第一部分111和第二部分112形成的箱体110可以是多种形状,比如,单独的长方体或者圆柱体或球体等简单立体结构,也可以是由长方体或者圆柱体或球体等简单立体结构组合而成的复杂立体结构,本申请实施方式对此并不限定。箱体110的材质可以是如铝合金、铁合金等合金材料,也可以是如聚碳酸酯、聚异氰脲酸酯泡沫塑料等高分子材料,或者是如玻璃纤维加环氧树脂的复合材料,本申请实施方式对此也并不限定。
本申请的实施例中多个电池单体121可以直接组成电池包,也可以先组成电池模块120,电池模块120再组成电池包。具体地,多个电池单体121之间可直接串联或并联或混联在一起形成整体,再将多个电池单体121构成的整体容纳于箱体110内。也可以是多个电池单体121先串联或并联或混联组成电池模块120,多个电池模块120再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体110内。
电池100还可以包括其他结构,例如,该电池100还可以包括汇流部件,用于实现多个电池单体121之间的电连接。
每个电池单体121可以为二次电池或一次电池;还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池,但不局限于此。电池单体121可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。电池单体121一般按封装的方式分成三种:柱形电池单体、方体方形电池单体和软包电池单体,本申请实施方式对此也不限定。但为描述简洁,下述的实施例中均以方体方形的锂离子的电池单体121为例进行说明。
请参照图4,图4为本申请一些实施例提供的电池单体121的分解结构示意图。电池单体121包括有端盖122、壳体123、电极组件124以及其他的功能性部件。
端盖122是指盖合于壳体123的开口处以将电极组件124的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地,端盖122的形状可以与壳体123的形状相适应以配合壳体123。可选地,端盖122可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成,这样,端盖122在受挤压碰撞时就不易发生形变,使电池单体121能够具备更高的结构强度,安全性能也可以有所提高。端盖122上可以设置有如电极端子125等的功能性部件。电极端子125可以用于与电极组件124电连接,以用于输出或输入电池单体121的电能。在一些实施例中,端盖122上还可以设置有用于在电池单体121的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构。端盖122的材质也可以是多种的,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中,在端盖122的内侧还可以设置有绝缘件,绝缘件可以用于隔离壳体123内的电连接部件与端盖122,以降低短路的风险。示例性的,绝缘件可以是塑料、橡胶等。
壳体123是用于配合端盖122以形成电池单体121的内部环境的组件,其中,形成的内部环境可以用于容纳电极组件124、电解液以及其他部件。壳体123和端盖122可以是独立的部件,可以于壳体123上设置开口,通过在开口处使端盖122盖合开口以形成电池单体121的内部环境。不限地,也可以使端盖122和壳体123一体化,具体地,端盖122和壳体123可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面,当需要封装壳体123的内部时,再使端盖122盖合壳体123。壳体123可以是多种形状和多种尺寸的,例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地,壳体123的形状可以根据电极组件124的具体形状和尺寸大小来确定。壳体123的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。
电极组件124是电池单体121中发生电化学反应的部件。壳体123内可以包含一个或更多个电极组件124。电极组件124主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成,并且通常在正极片与负极片之间设有隔膜。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电极组件124的主体部,正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳(未示出)。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池的充放电过程中,正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应,极耳连接电极端子125以形成电流回路。
本申请的第一方面提供一种换热组件400,用于承载电池单体121并提供换热功能,以确保电池单体121换热均匀,从而延长电池的使用寿命以及充放电效率。
参阅图5至图10所示,图5为本申请一些实施例提供的电池单体与换热组件的配合示意图。图6为本申请一些实施例提供的换热组件的结构示意图。图7为本申请一些实施例提供的换热本体与集流体的安装局部示意图。图8为本申请一些实施例提供的换热组件的侧视图。图9为图8所示的换热组件的A-A剖视图。图10为本申请一些实施例提供的集流体的结构示意图。
换热组件400包括换热本体10、集流体20以及感应装置24。
其中,换热本体10的侧壁通常作为承载电池单体121的主要壁面结构;换热本体10的内部流动有换热介质以用于与电池单体121进行热交换。换热介质可以为水、酒精或者其他液体混合物。换热介质在换热本体10内部流动的过程中,能够有效的吸收从换热本体10的侧壁传递过来的热量,实现散热降温,或者能够将热量传递至换热本体10的侧壁,实现升温。
集流体20设置在换热本体10的至少一端,集流体20用于将换热介质从换热本体10中引出或引入;具体地,集流体20设置于换热本体10的端部并用于连接外部的管路以输入或输出换热介质。集流体20包括集流本体21,集流本体21罩设在换热本体10上。具体地,可以设置两组集流体20分别与换热本体10的两端配接,并与换热本体10内部的换热流道11(下文提及)连通;集流体20的集流本体21与换热本体10套接的区域通常不用于放置电池单体121;如此,换热介质通过换热本体10其中一端的集流体20进入到换热流道11的一端,并在换热流道11中循环流动,从而可以让换热本体10对电池单体121提供换热,以确保电池单体121在一个适宜的环境温度下工作;交换热量后的换热介质从换热流道11的另一端流回到另一端的集流件20,实现换热介质的循环。
感应装置24设置于集流体20上,以感应换热介质的压力、流速、温度的其中一种或者多种。具体地,感应装置24设置于集流体20的集流本体21上,如此,每一个换热本体10内部的换热介质的当前状况可以通过感应装置24被感知,进而作为控制模组(下文提及)进行判定换热组件400工作状态的依据,当换热组件出现问题时能够及时反馈。当换热本体10内部出现流道封堵、换热本体10老化开裂导致换热介质泄漏、或者换热本体10被电池单体的重量压溃变形导致换热介质泄漏等情况,感应装置24可以有效地通过换热介质的压力、流速、温度的其中一种或者多种来感知当前的工作状态,从而有效检测每个换热本体10的温度变化及确认换热介质的循环情况,一方面可以在换热本体10中出现异常时,提前预警,确保电池单体121在合适的工作温度下进行工作,延长电池单体121使用寿命以及改善电池单体121的性能;另一方面,当多个换热组件400叠放,并将电池单体121放置于两个换热组件400之间进行换热,其中一个换热组件400出现问题后,可以通过换热组件400所对应的感应装置24快速定位故障,从而及时排除安全隐患,确保安全性。
可选地,集流体20的开口横截面的形状应当与换热本体10的端部相适配,以确保两者能够插接插接,例如可采用过盈插接、焊接或者螺栓连接。
可选地,感应装置24可为温度感应器;将感应装置24设置于集流本体21上,以感应换热介质的温度,并在换热本体10中的换热介质温度过低、过高或者变化过大时,提前预警。
可选地,感应装置24为压力传感器;将感应装置24设置于集流本体21上,以感应换热介质的压力,并在换热本体10中的换热介质的压力过低、过高或者变化过大时,提前预警。
可选地,感应装置24为速度传感器;将感应装置24设置于集流本体21上,以感应换热介质的流速,并在换热本体10中的换热介质的流速过低、过高或者变化过大时,提前预警。
在一些可能的实施例中,集流体20可包括一个感应装置24,以用于感应感应换热介质的压力、流速、温度的其中一种。在其他一些实施例中,集流体20包括两个及两个感应装置24,以分别用于感应感应换热介质的压力、流速、温度的其中一种。
在一些可能的实施例中,参阅图5至图10所示,集流体20包括连接管23,集流本体21形成有一侧开口的插接腔22;换热本体10的端部插接于插接腔22;连接管23穿设插接腔22的侧壁。
其中,集流本体21通常为塑料件或者铝合金材料制成。插接腔22的横截面形状应当与换热本体10的端部的横截面相适配,插接腔22的开口可以为扁平的开槽,方便换热本体10端部过盈插接在集流本体21的插接腔22中。连接管23通常为金属管接头,连接管23与集流本体21采用焊接或者压力接触等方式实现密封连接;此外,连接管23也可为与集流本体21一体浇筑的塑料接头。连接管23穿设插接腔22的侧壁,从而通过插接腔22与换热流道11连通,连接管23位于集流本体21外的区段形成为连接口,用于与外部流通换热介质的管路连通,在此不再赘述。
当多个换热组件400叠放,各个换热组件的集流体20上的连接管23彼此对接,可通过焊接、压力接触等密封连接,进而实现多个换热组件400之间的连通。
至少部分感应装置24伸入到插接腔22中,如此,可以使得感应装置24能够及时准确地感应换热介质的压力、流速、温度的其中一种或者多种性能指标,进而可以作为控制模组判定换热组件400工作状态的依据,当换热组件400出现问题时能够及时反馈。在换热本体10出现异常时,能够提前预警,确保电池单体121在合适的工作温度下进行工作,延长电池单体121使用寿命以及改善电池单体121的性能;当一个换热组件400出现问题后,可以通过换热组件400所对应的感应装置24快速定位故障,从而及时排除安全隐患,确保安全性。
在一些可能的实施例中,参阅图5至图10所示,连接管23在插接腔22的腔壁上形成为流道口28,以实现换热介质的流通。
在一些可能的实施例中,参阅图5至图10所示,集流本体21包括多个紧固件27,紧固件27竖立于插接腔22内,紧固件27与插接腔22的侧壁之间形成有间隙,换热本体10端部的侧壁能够插设在间隙中。
紧固件27可以为板件、也可以是凸柱、凸条或者其他紧固结构。
换热本体10为横截面呈扁平状的板体结构,由相对设置的较大面积的两个大面(未标出)以及连接两个大面的侧面(未标出)围设形成。大面与侧面的即为换热本体10的侧壁,间隙的宽度通常略小于换热本体10的侧壁厚度,如此,当换热本体10端部的侧壁插设在紧固件27与插接腔22的侧壁之间的间隙中,紧固件27能够略微变形,进而使得换热本体10更牢固的插接在集流本体21的插接腔22中,避免两者出现分离,方便后续进行焊接固定。
在一些可能的实施例中,参阅图5至图10所示,感应装置24包括采集端子25以及连接器26。
采集端子25至少部分伸入所述换热本体10;以用于感应换热介质的压力、流速、温度的其中一种或者多种。具体地,采集端子25位于插接腔22中,根据需要,采集端子25可以是热敏电阻元件、压敏电阻元件或者光电式传感器。
连接器26设置于集流体20背离换热本体10的一侧并与采集端子25电连接;连接器26能够用于与外部装置信号连接。连接器26可以是线束插头或者插座,也可以是与外部的控制模组相连接的电线。
通过设置采集端子25以及连接器26,每一个换热本体10内部的换热介质的当前状况可以通过对应的采集端子25被感知,例如采集端子25可采集换热介质的流速、温度或者压力的其中一种或者多种,当换热本体10内部出现流道封堵、换热本体10老化开裂导致换热介质泄漏、或者换热本体10被电池单体的重量压溃变形导致换热介质泄漏等情况,会导致换热介质的温度、流速或者压力出现较大的变化,采集端子25将其转换为对应的电信号并传递给连接器26,连接器26再将电信号传递给外部的装置(例如控制模组),从而作为判定当前换热组件400工作状态的依据,当换热组件400出现问题时能够及时反馈。
在一些可能的实施例中,参阅图5至图10所示,感应装置24与集流体20一体注塑成型。具体地,感应装置24与集流本体21一体注塑成型,集流本体21可采用塑料注塑形成,将感应装置24的采集端子25预先放置于模具中再进行一体注塑,确保采集端子25位于位于插接腔22中以用于感应换热介质的压力、流速、温度的其中一种或者多种。感应装置24与集流本体21连接的区域通过一体注塑保持密封,防止换热介质从感应装置24与集流本体21的连接处泄露,确保换热组件400的换热功能。
在一些可能的实施例中,参阅图5至图10所示,换热本体10的内部具有间隔设置的多块支撑板12,以在换热本体10的内部空间形成多个相互分隔的换热流道11。
全部支撑板12间隔设置在换热本体10内,并沿换热本体10的长度方向延伸直至在换热本体10的两端分别形成开口;集流本体21罩设在换热本体10的端部以使得插接腔22与换热流道11连通。支撑板12将换热本体10的内部空间形成多个相互分隔的换热流道11,如此,方便换热介质分别进入到不同的换热流道13中按照预定轨迹流动,提高换热效率。
感应装置24能够至少对其中一条换热流道11中进行感应检测;以感应换热流道11中的换热介质的压力、流速、温度的其中一种或者多种,当换热本体10内部出现流道封堵、换热本体10老化开裂导致换热介质泄漏、或者换热本体10被电池单体的重量压溃变形导致换热介质泄漏等情况,会导致换热介质的温度、流速或者压力出现较大的变化,感应装置24可及时反馈相应的信息,从而作为判定当前换热组件400工作状态的依据。
可选地,换热本体10与支撑板12一体连接,可采用注塑、冲压等形式一次性加工,工艺简单且成本低。
可选地,支撑板12可为铝合金板或者塑料板。
在一些可能的实施例中,参阅图5至图10所示,换热本体10为口琴管;具有良好的换热性能。此外,换热本体10也可为型材液换热板或者冲压液换热板,申请实施例对此不予限定。
可选地,换热本体10可为铝合金管壳,具有强度好且质量轻导热性较好。此外,换热本体10也可以为塑料管壳,具体以设计为准。
可选地,换热本体10的横截面呈扁平的板体结构,换热本体10上的相对设置的较大面积的两个大面通常可作为换热面,用于承载电池单体121的同时也可以实现热量交换。换热本体10还包括连接两个大面之间的侧面(未标出),换热本体10的大面通常为水平板面或者接近于水平的弧面,侧面可为弧形面,以提高换热本体10的整体刚度,防止因电池单体121的重量出现压溃的情况。
在一些可能的实施例中,参阅图5至图10所示,当换热组件包括两组集流体20时,两组集流体20的集流本体21分别罩设在换热本体10的两端;通过两组集流体20上的感应装置23实现对该换热组件400的状态感应,从而及时将状态信号传递给外部的装置(例如控制模组),作为判定当前换热组件400工作状态的依据,做到提前预警,确保电池单体121在合适的工作温度下进行工作,延长电池单体121使用寿命以及改善电池单体121的性能,并能够通过换热组件400所对应的感应装置24快速定位故障,从而及时排除安全隐患,确保安全性。
在一些可能的实施例中,参阅图5至图10所示,换热组件包括两组集流体20。沿换热介质的流动方向,换热本体10的两端分别为出液端以及进液端,两组集流体20分别罩设在换热本体10的出液端以及进液端上;感应装置24设置在位于换热本体10出液端的集流体20上。
如此,电池管理系统的控制模组可以通过感应装置24感知每一个换热本体10内部的换热介质的流动状况。当换热本体10内部出现流道封堵、换热本体10老化开裂导致换热介质泄漏、或者换热本体10被电池单体的重量压溃变形导致换热介质泄漏等情况,换热本体10的进液一端的换热介质的压力、流速和温度的变化幅度不大,但由于换热介质无法通过换热流道11到达出液端,因此,位于换热本体10的出液端的感应装置24所感知的换热介质的压力、流速和温度的变化幅度较大,从而容易被感应装置24感应到,进而可以传递给外部的装置(例如控制模组),从而作为判定当前换热组件400工作状态的依据。
换言之,将感应装置24设置在罩设于换热本体10的出液端上的集流体20的集流本体21上,可使得感应装置24的感应更加灵敏准确。
可以理解的是,换热本体10的进液端与另一组集流体20配合,从而输入换热介质,进而可以实现换热介质的循环换热;位于进液端的集流体20不需要安装感应装置24,以节省成本,和简化控制。
在其他一些可能的实施例中,换热组件包括两组集流体20以及两个感应装置24。沿换热介质的流动方向,换热本体10的两端分别为出液端以及进液端,两组集流体20分别罩设在换热本体10的出液端以及进液端上;两个感应装置24分别设置两组集流体20上。
本申请的第二方面提供一种电池100。参阅图1至图10所示,电池100包括电池单体121以及上述的换热组件400;换热本体10至少一侧的侧壁导热连接于电池单体121,以实现均匀的热交换。
其中,在一些实施例中,电池100仅包括一个换热组件400。换热本体10一侧的侧壁导热连接于电池单体121,以实现均匀的热交换。
在另一些实施例中,参阅图5所示,电池100可包括多个叠放的换热组件400,并将电池单体121放置于两个换热组件400之间。
各个换热组件400的换热本体10其中一端上的集流体20的连接管23彼此对接,并可以与外部的进液总管连接;各个换热组件400的换热本体10另一端上的集流体20的连接管23彼此对接,并可以与外部的出液总管连接。换热介质统一通过进液总管输入,通过其中一端的集流体20分流到每个换热本体10中,完成与电池单体121的热交换后,从另一端的集流体20流出,形成交换循环,从而完成对电池单体121的冷却或加热作用,确保电池单体121在合适的工作温度下进行工作,延长电池单体121使用寿命以及改善电池单体121的性能。
本申请的第三方面提供一种电池管理系统,包括控制模组以及上述的电池100,控制模组与感应装置24信号连接。
其中,位于换热本体10的出液的一端的集流本体10上的感应装置24的采集端子25可分布在流道口28上;如此,在换热组件400工作过程中,采集端子25能够更准确的感应换热介质的压力、流速、温度的其中一种或者多种性能指标,进而可以作为控制模组判定换热组件工作状态的依据,当换热组件出现问题时能够及时反馈。需要理解的是,这个性能指标的变化可以是根据温度、压力或者流速等指标进行判定,也可以是根据换热介质其他的指标进行判定。
当电池单体121温度偏高,电池100采用换热组件400进行制冷循环,若换热本体10被压溃,换热介质泄露,换热流道11中无换热介质或只有少量换热介质,会导致换热本体10的出液的一端处换热介质的温度升高,当温度超过设定范围时,采集端子25转换对应的电信号并传递给连接器26,连接器26再将电信号传递给与连接器26连接的控制模组,实现预警;即告知使用者车辆运行中存在安全风险,尤其是当车辆发生碰撞或其他导致电池包热失控使得电池包无法有效阻止热蔓延时,及时的预警可以有效确保使用者的安全。
类似的,当在冬天使用电池,电池单体121温度偏低,电池100采用换热组件400进行制热循环,若换热本体10被压溃,换热介质泄露,换热流道11中无换热介质或只有少量换热介质,会导致换热本体10的出液的一端处换热介质的温度偏低,当温度超过设定范围时,采集端子25转换对应的电信号并传递给连接器26,连接器26再将电信号传递给与连接器26连接的控制模组,实现预警,即告知使用者车辆运行中存在安全风险,并可准确提示何处的换热组件400出现故障,方便快速排除故障。
本申请的第四方面提供一种用电装置,其特征在于,包括上述的电池100,电池100用于向用电装置提供电能。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种换热组件,其特征在于,所述换热组件包括:
换热本体(10),内部流动有换热介质;
集流体(20),所述集流体(20)设置在所述换热本体(10)的至少一端,所述集流体(20)用于将换热介质从所述换热本体(10)中引出或引入;
以及感应装置(24),所述感应装置(24)设置于所述集流体(20)上,以感应所述换热介质的压力、流速、温度的其中一种或者多种。
2.根据权利要求1所述的换热组件,其特征在于,所述感应装置(24)包括采集端子(25)以及连接器(26);
所述采集端子(25)至少部分伸入所述换热本体(10),以用于感应所述换热介质的压力、流速、温度的其中一种或者多种;
所述连接器(26)设置于所述集流体(20)背离所述换热本体(10)的一侧并与所述采集端子(25)连接;所述连接器(26)能够用于与外部装置信号连接。
3.根据权利要求1所述的换热组件,其特征在于,所述感应装置(24)与所述集流体(20)一体注塑成型。
4.根据权利要求1至3任一项所述的换热组件,其特征在于,所述感应装置(24)为温度感应器;或,
所述感应装置(24)为压力传感器;或,
所述感应装置(24)为速度传感器。
5.根据权利要求1至3任一项所述的换热组件,其特征在于,所述换热本体(10)的内部具有间隔设置的多块支撑板(12),以在所述换热本体(10)的内部空间形成多个相互分隔的换热流道(11);
所述感应装置(24)能够至少对其中一条所述换热流道(11)中进行感应检测。
6.根据权利要求1至3任一项所述的换热组件,其特征在于,所述换热本体(10)为口琴管。
7.根据权利要求1至3任一项所述的换热组件,其特征在于,所述换热组件包括两组所述集流体(20);两组所述集流体(20)分别罩设在所述换热本体(10)的出液端以及进液端上;所述感应装置(24)设置在位于所述换热本体(10)出液端的所述集流体(20)上。
8.根据权利要求2所述的换热组件,其特征在于,所述集流体(20)包括集流本体(21),所述集流本体(21)形成有一侧开口的插接腔(22);所述换热本体(10)的端部插接于所述插接腔(22);
至少部分所述感应装置(24)伸入到所述插接腔(22)中。
9.根据权利要求8所述的换热组件,其特征在于,所述集流本体(21)包括多个紧固件(27),所述紧固件(27)竖立于所述插接腔(22)内,所述紧固件(27)与所述插接腔(22)的侧壁之间形成有间隙,所述换热本体(10)端部的侧壁能够插设在所述间隙中。
10.根据权利要求8所述的换热组件,其特征在于,所述集流体(20)包括连接管(23),所述连接管(23)穿设于所述插接腔(22);所述连接管(23)在所述插接腔(22)的腔壁上形成为流道口(28);
所述采集端子(25)位于所述流道口(28)上。
11.一种电池,其特征在于,包括电池单体(121)以及如权利要求1至10任一项所述的换热组件;
所述换热本体(10)至少一侧的侧壁导热连接于所述电池单体(121)。
12.一种电池管理系统,其特征在于,包括控制模组以及如权利要求11所述的电池,所述控制模组与所述感应装置(24)信号连接。
13.一种用电装置,其特征在于,包括如权利要求11所述的电池。
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