CN221226364U - 一种集流件、电池箱体以及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及储能装置技术领域，具体公开一种集流件、电池箱体以及电池，包括内部设有相互隔离的进液腔室和出液腔室的导热集流体、与所述进液腔室连通的进液管、与所述出液腔室连通的出液管、以及连通所述进液管和出液管的连通横管。本实用新型提供的集流件、电池箱体以及电池，能有效减小进液通道和出液通道二者内的换热工质的温差，进而提高电芯单体的温度一致性。

Description

一种集流件、电池箱体以及电池

技术领域

本实用新型涉及储能装置技术领域，尤其涉及一种集流件、电池箱体以及电池。

背景技术

参见图1，电池箱体1对应于电池单体的其中一个极柱的位置设有进液通道102、对应于电池单体的另一个极柱的位置设有出液通道103，进液通道102和出液通道103通过π型结构的集流件3进行连通。进一步地，集流件3包括与所述进液通道102连通的进液管302、与出液通道103连通的出液管303、以及连通所述进液管302和出液管303的连通横管304。

完成组装后，电池单体的其中一个极柱紧贴进液通道102、另一个极柱紧贴出液通道103。当需要在低温工况进行用电时，会向进液通道102通入温度较高的换热工质，换热工质依次流过进液通道102、进液管302、连通横管304、出液管303和出液通道103，其中，换热工质可以在进液通道102处为一个极柱提供热量、在出液通道103为另一个极柱提供热量，进而防止电池单体因温度过低而性能暴降。

实际使用过程中发现：

换热工质在流过第一拐弯位置307和第二拐弯位置308等拐弯位置时，受离心作用，会产生二次环流，从而强化了拐弯位置的对流换热效果，最终使得出液通道103内的换热工质的温度高于进液通道102内的换热工质的温度，进而导致电芯单体的两个极柱受热不均，影响电芯单体的性能。

因此，需要对现有集流件进行改进，以解决其进液通道和出液通道二者内的换热工质的温差过大，导致电芯单体的温度一致性较差的问题。

本背景部分中公开的以上信息仅被包括用于增强本公开内容的背景的理解，且因此可包含不形成对于本领域普通技术人员而言在当前已经知晓的现有技术的信息。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于，提供一种集流件、电池箱体以及电池，能有效减小进液通道和出液通道二者内的换热工质的温差，进而提高电芯单体的温度一致性。

为达以上目的，本实用新型提供一种集流件，包括内部设有相互隔离的进液腔室和出液腔室的导热集流体、

与所述进液腔室连通的进液管、

与所述出液腔室连通的出液管、以及

连通所述进液管和出液管的连通横管。

可选的，所述进液腔室和出液腔室之间设有中间隔片。

可选的，所述导热集流体的端部位置设有用于封堵所述进液腔室和出液腔室的开口的端部挡片。

可选的，所述进液腔室的侧面位置设有进液口，所述出液腔室的侧面位置设有出液口。

另一方面，提供一种电池箱体，包括用于与电芯单体换热的进液通道和出液通道；

其中，所述进液通道和出液通道通过所述的集流件连通。

可选的，所述进液通道的数量、所述进液管的数量、所述出液通道的数量、所述出液管的数量四者相同。

又一方面，提供一种电池，包括若干电芯单体和所述的电池箱体；

其中，所述电芯单体对应于电池箱体的进液通道和出液通道的位置各设有一个极柱。

可选的，所述极柱与对应的进液通道或出液通道之间设有导热垫。

可选的，所述导热垫的导热系数沿换热工质的流动方向先增大后减小，且在正中间位置为最大值。

可选的，

λ0在0～0.15L的位置内逐渐增大：λ1≤λ0＜λ2；

λ0在0.15L～0.9L的位置内先增大后减小：λ2≤λ0≤λ3，且仅在0.5L的位置λ0＝λ3；

λ0在0.9L～L的位置内逐渐减小：λ2＜λ0≤λ1；

其中：

L表示导热垫沿换热工质的流动方向的长度尺寸；

λ0表示导热垫的导热系数；

λ1、λ2、λ3均为经验系数，且λ1＜λ2＜λ3。

本实用新型的有益效果在于：提供一种集流件、电池箱体以及电池，当需要在低温工况进行用电时，高温的换热工质先流经液通道，对电芯单体的一个极柱进行加热；然后经进液腔室、进液管、连通横管、出液管和出液腔室流入出液通道，进而对电芯单体的另一个极柱进行加热；

导热集流体的导热性能较好，因此，进液腔室内的换热工质和出液腔室内的换热工质可以通过导热集流体直接进行换热，进而一定程度上减小了进液腔室和出液腔室二者内部的换热工质的温差，有利于提高进液通道和出液通道内换热工质温度的一致性。

因此，本实用新型提供的集流件、电池箱体以及电池，能有效减小进液通道和出液通道二者内的换热工质的温差，进而提高电芯单体的温度一致性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为背景技术提供的集流件的结构示意图；

图2为实施例1提供电池的结构示意图；

图3为实施例提供的电池箱体和集流件的结构示意图；

图4为图3的剖面示意图；

图5为实施例2提供的电池在平行于各电芯单体的排列方向的截面处的结构示意图；

图6为实施例2提供的λ0与导热垫长度尺寸的关系曲线图；

图7为实施例2提供的电池在垂直于各电芯单体的排列方向的截面处的结构示意图。

图中：

1、电池箱体；101、电芯容置腔；102、进液通道；103、出液通道；

2、电芯单体；201、极柱；202、通道让位槽；

3、集流件；301、导热集流体；3011、进液腔室；3012、出液腔室；302、进液管；303、出液管；304、连通横管；305、中间隔片；306、端部挡片；307、第一拐弯位置；308、第二拐弯位置；

4、导热垫。

具体实施方式

为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，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，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。

此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本实用新型的限制。

以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

实施例1

本实施例提供一种电池，适用于低温用电的应用场景，其能有效减小进液通道和出液通道二者内的换热工质的温差，进而提高同一电芯单体的两个极柱的温度一致性。

参见图2，本实施例中，电池包括设有电芯容置腔101的电池箱体1和安装于所述电芯容置腔101内的若干电芯单体2。

所述电芯容置腔101的腔底设有用于与电芯单体2进行换热的进液通道102和出液通道103，其中，所述电芯单体2对应于电池箱体1的进液通道102和出液通道103的位置各设有一个极柱201。

本实施例中，参见图3和图4，所述进液通道102和出液通道103通过集流件3连通。具体地，集流件3包括内部设有相互隔离的进液腔室3011和出液腔室3012的导热集流体301、与所述进液腔室3011连通的进液管302、与所述出液腔室3012连通的出液管303、以及连通所述进液管302和出液管303的连通横管304。所述进液腔室3011的侧面位置设有与进液通道102连通的进液口，所述出液腔室3012的侧面位置设有与出液通道103连通的出液口。

当需要在低温工况进行用电时，高温的换热工质先流经液通道，对电芯单体2的一个极柱201进行加热；然后经进液腔室3011、进液管302、连通横管304、出液管303和出液腔室3012流入出液通道103，进而对电芯单体2的另一个极柱201进行加热；

需要说明的是，导热集流体301的导热性能较好，因此，进液腔室3011内的换热工质和出液腔室3012内的换热工质可以通过导热集流体301直接进行换热，进而一定程度上减小了进液腔室3011和出液腔室3012二者内部的换热工质的温差，有利于提高进液通道102和出液通道103内换热工质温度的一致性。

因此，本实用新型提供的集流件3、电池箱体1、以及电池，能有效减小进液通道102和出液通道103二者内的换热工质的温差，进而提高电芯单体2的温度一致性。

可选的，为了进一步减小进液通道102和出液通道103内换热工质的温差，整个集流件3为一体成型结构，采用导热性能较好的材料制成，例如铜等。

本实施例中，参见图4，导热集流体301为空心型材，在导热集流体301的内部的中间位置设置中间隔片305对型材的中空空间进行分隔，即可得到开口的进液腔室3011和出液腔室3012。接着，在导热集流体301的两端各设置一个端部挡片306，即可封堵所述进液腔室3011和出液腔室3012二者的的开口。

可选的，所述进液通道102的数量、所述进液管302的数量、所述出液通道103的数量、所述出液管303的数量四者相同。本实施例中，四者的数量均为两个。于一切其它的实施例中，也可以使一个、三个、四个甚至更多，本实用新型对此不作限定。

综上所述，本实施例提供的集流件3、电池箱体1、以及电池，具备以下优点：

①增设具有进液腔室3011和出液腔室3012的导热集流体301，通过导热集流体301实现进液通道102和出液通道103二者之间的直接热量交换，进而减小进液通道102和出液通道103二者内的换热工质的温差、提高电芯单体2的温度一致性；

②导热集流体301在空心型材的基础上增设中间隔片305和端部挡片306制成，价格低廉，而且可以根据实际需要选用不同长度的空心型材，灵活性高、拓展性强，便于普及应用于各种尺寸的电池中。

实施例2

本实施例提供一种电池，在实施例1的基础上，增设了导热系数随换热位置发生变化的导热垫，进而解决不同的电芯单体之间受热不均的问题。

参见图5，以进液通道102为例，在进液通道102内，换热工质的温度变化情况如下：

A、换热工质刚开始进入进液通道102时，温度较高；

B、换热工质在进液通道102的中部位置，由于向多个电芯单体2提供了较多的热量，因此，温度有所下降；

C、换热工质在靠近集流件3的位置(即进液通道102的出口)，由于进液腔室3011内的换热工质通过导热集流件3吸收了部分出液腔室,内换热工质的热量；因此，进液通道102的出口处的换热工质的温度反而高于进液通道102中间位置的温度；

综上，换热工质在进液通道102内的温度变化情况是先减小、后增大，这就使得进液通道102上两端的电芯单体2接收到的热量较多、中间位置的电芯单体2接收到的热量较小，也就出现了各电芯单体2的温度沿换热工质的流动方向受热不均的问题。

需要说明的是，进液通道102和出液通道103是相对的，出液通道103的出口会通过另一个集流件3与另一个通道连通，此时，出液通道103就成了进液通道102、所连接的另一通道就成了出液通道103。因此，换热工质在出液通道103内的温度变化情况与进热通道相同，沿着换热工质的流动方向，均是先减小后增大，本实施例不作赘述。

与实施例1提供的电池相比，本实施例提供的电池的区别在于：

所述极柱201与对应的进液通道102或出液通道103之间设有导热垫4，进一步地，导热垫4的导热系数随换热工质的位置发生变化。

具体地，为了使各个电芯单体2受热均匀，故所述导热垫4的导热系数沿换热工质的流动方向先增大、后减小，且在正中间位置为最大值。

参见图6，本实施例中：

λ0在0～0.15L的位置内逐渐增大：λ1≤λ0＜λ2；

λ0在0.15L～0.9L的位置内先增大后减小：λ2≤λ0≤λ3，且仅在0.5L的位置达到λ0＝λ3；

λ0在0.9L～L的位置内逐渐减小：λ2＜λ0≤λ1；

其中：

L表示导热垫4沿换热工质的流动方向的长度尺寸；

λ0表示导热垫4的导热系数；

λ1、λ2、λ3均为经验系数，且λ1＜λ2＜λ3；本实施例中，0.1<λ1<0.2，0.5<λ2<1，2<λ3，于一些其它的实施例中，λ1、λ2、λ3也可以为其它数值的经验系数，本实用新型对此不作限定。

简而言之，在换热工质温度较高的位置设置导热系数较小的导热垫4，进而抑制传热；在换热工质温度较低的位置设置导热系数较高的导热垫4、进而促进传热；由此即可使得各个位置的电芯单体2均能接收到相对均匀的热量，进而解决不同的电芯单体2之间受热不均的问题。

可选的，参见图7，所述极柱201对应于每一进液通道102或者每一出液通道103的位置均设有供对应的进液通道102或者出液通道103穿过的通道让位槽202，既能减少整体的厚度尺寸，又能增大极柱201的换热面积，进而提升换热效率。进一步地，当进液通道102和出液通道103二者的数量均为两个时，则极柱201设有两个通道让位槽202，整体呈现出三叉戟的形状。

本实施例提供的电池，与实施例1相比，还包括以下有益效果：

①增设了导热系数随换热位置发生变化的导热垫4，进而解决不同的电芯单体2之间受热不均的问题；

②在极柱201处设置通道让位槽202，既能减少整体的厚度尺寸，又能增大极柱201的换热面积，进而提升换热效率。

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，各实施方式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。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种集流件，其特征在于，包括内部设有相互隔离的进液腔室(3011)和出液腔室(3012)的导热集流体(301)、

与所述进液腔室(3011)连通的进液管(302)、

与所述出液腔室(3012)连通的出液管(303)、以及

连通所述进液管(302)和出液管(303)的连通横管(304)。

2.根据权利要求1所述的集流件，其特征在于，所述进液腔室(3011)和出液腔室(3012)之间设有中间隔片(305)。

3.根据权利要求2所述的集流件，其特征在于，所述导热集流体(301)的端部位置设有用于封堵所述进液腔室(3011)和出液腔室(3012)的开口的端部挡片(306)。

4.根据权利要求1所述的集流件，其特征在于，所述进液腔室(3011)的侧面位置设有进液口，所述出液腔室(3012)的侧面位置设有出液口。

5.一种电池箱体，其特征在于，包括用于与电芯单体(2)换热的进液通道(102)和出液通道(103)；

其中，所述进液通道(102)和出液通道(103)通过权利要求1～4任一项所述的集流件(3)连通。

6.根据权利要求5所述的电池箱体，其特征在于，所述进液通道(102)的数量、所述进液管(302)的数量、所述出液通道(103)的数量、所述出液管(303)的数量四者相同。

7.一种电池，其特征在于，包括若干电芯单体(2)和权利要求5或6所述的电池箱体(1)；

其中，所述电芯单体(2)对应于电池箱体(1)的进液通道(102)和出液通道(103)的位置各设有一个极柱(201)。

8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述极柱(201)与对应的进液通道(102)或出液通道(103)之间设有导热垫(4)。

9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述导热垫(4)的导热系数沿换热工质的流动方向先增大后减小，且在正中间位置为最大值。

10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，

λ0在0～0.15L的位置内逐渐增大：λ1≤λ0＜λ2；

λ0在0.15L～0.9L的位置内先增大后减小：λ2≤λ0≤λ3，且仅在0.5L的位置λ0＝λ3；

λ0在0.9L～L的位置内逐渐减小：λ2＜λ0≤λ1；

其中：

L表示导热垫(4)沿换热工质的流动方向的长度尺寸；

λ0表示导热垫(4)的导热系数；

λ1、λ2、λ3均为经验系数，且λ1＜λ2＜λ3。