CN222463044U - 电池包散热结构和电池包 - Google Patents

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何路
高伟
冯玉川
李峥
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Abstract

本申请涉及一种电池包散热结构和电池包,其中电池包散热结构包括多个散热片和固定件,散热片夹设在相邻的两个电芯之间,固定件设置在散热片边缘,固定件用于将散热片和电芯夹紧在电池包内。本申请通过固定件对散热片的边缘进行固定,并且将电芯固定在固定件上位于散热片的一侧,散热片未被固定件固定的部分能够对电芯进行导热散热,这样的设置方式相对于固定架、散热片和电芯三者堆叠来说,减小了电芯单元的厚度,从而减小了由电芯单元构成的电池包的厚度,进而保证电池包的能量密度较大。

Description

电池包散热结构和电池包
技术领域
本申请涉及电池的技术领域,特别是涉及电池包散热结构和电池包。
背景技术
电池包由若干电芯堆叠而成,能够对用电需求较大的设备进行供电。由于电池包在使用过程中容易产热,所以通常会在电池包上设置散热结构,以降低温度过高而影响电池包的性能的可能。
相关技术中,电池包包括若干沿其厚度方向堆叠的电芯单元,每个电芯单元均包括依次堆叠设置的固定架、散热结构和电芯单体,散热结构为设置在电池包内的多个散热片,散热片与电芯单体接触,能够将电池包内的热量及时导出。但是,这样的堆叠结构使得电池包体积大,单位体积的能量密度较小。因此,亟需一种电池包散热结构能够解决上述技术问题。
实用新型内容
基于此,有必要针对相关技术中的电池包散热结构的影响电池包体积及能量密度的问题,提供一种电池包散热结构和电池包。
第一方面,本申请提供一种电池包散热结构,应用于电池包,电池包包括沿自身长度方向顺次堆叠的多个电芯,该电池包散热结构包括:
多个散热片,夹设在相邻的两个电芯之间;
固定件,设置在散热件边缘,固定件用于将散热片和电芯夹紧在电池包内。
在其中一个实施例中,固定件为与散热片一一对应的多组固定架,每组固定架包括两个固定支架,散热片夹设在同一组的两个固定支架之间。
在其中一个实施例中位于同一组的两固定支架相对的侧壁上均设有安装槽,散热片的一端与同一组的其中一个安装槽插接配合,散热片的另一端与同一组的另一个安装槽插接配合。
在其中一个实施例中,固定支架上设有用于容纳电芯端部的容置槽,容置槽远离散热片一侧的侧壁上开设有让位槽,让位槽用于供电芯端部的极耳从容置槽中伸出。
在其中一个实施例中,电芯包括两个主面、侧面和底面,散热片包括第一导热部和位于第一导热部两端的两个第二导热部,第一导热部与电芯的主面抵紧,其中一个第二导热部与电芯的其中一个底面抵紧,另一个第二导热部与电芯的另一个底面抵紧。
在其中一个实施例中,散热片还包括散热部,散热部设置在其中一个第二导热部上,散热部的高度高于固定架的高度。
在其中一个实施例中,散热部的长度大于第一导热部的长度和第二导热部的长度,且与电芯居中对齐。
在其中一个实施例中,散热部包括底板和若干散热栅,底板设置在与电芯的顶面抵紧的第二导热部上,散热栅设置在底板的上表面上。
在其中一个实施例中,散热片和电芯之间夹设有导热件,导热件与电芯和散热片均抵紧。
第二方面,本申请提供一种电池包,包括第一方面提供的任一个电池包散热结构,电池包还包括若干沿自身长度方向顺次堆叠的电芯。
上述电池包散热结构和电池包,其中电池包散热结构包括多个散热片和固定件,散热片夹设在相邻的两个电芯之间,固定件设置在散热片边缘,固定件用于将散热片和电芯夹紧在电池包内。本申请通过固定件对散热片的边缘进行固定,并且将电芯固定在固定件上位于散热片的一侧,散热片未被固定件固定的部分能够对电芯进行导热散热,这样的设置方式相对于固定架、散热片和电芯三者堆叠来说,减小了电芯单元的厚度,从而减小了由电芯单元构成的电池包的厚度,进而保证电池包的能量密度较大。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案,下面将对实施例或传统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申请的一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一些实施例中的电池包散热结构和电芯之间的连接关系的爆炸结构示意图;
图2为本申请一些实施例中用于体现第一导热部、第二导热部、散热部以及电芯之间的连接关系的结构示意图;
图3为本申请一些实施例中用于体现散热部和第二导热部之间的连接关系的结构示意图。
附图标号说明:
100、电池包;110、电芯;112、极耳;200、散热片;210、第一导热部;220、第二导热部;230、散热部;232、底板;234、散热栅;300、固定件;310、固定支架;312、安装槽;314、容置槽;316、让位槽;400、导热件。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进,因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
在本申请的描述中,需要理解的是,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的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,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。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;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,除非另有明确的限定。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中的具体含义。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”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,当元件被称为“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。当一个元件被认为是“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。本文所使用的术语“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。
为了解决相关技术中电池包散热结构影响电池包体积和能量密度的问题,第一方面,参照图1和图2,本申请一实施例提供了一种电池包散热结构,应用于电池包100,电池包100包括沿自身长度方向顺次堆叠的多个电芯110,电池包散热结构包括多个散热片200和与散热片200对应的固定件300,散热片200夹设在相邻的两个电芯110之间,固定件300设置在散热片200的边缘,固定件300用于将散热片200和电芯110夹紧在电池包100内。
其中,电池包100的长度方向和电芯110的厚度方向平行,电池包100的长度方向也是其内部电芯110的阵列方向,固定件300设置在电池包100沿自身长度方向的两侧。
本实施例中,通过固定件300对散热片200的边缘进行固定,并且将电芯110固定在固定件300上位于散热片200的一侧,散热片200未被固定件300固定的部分能够对电芯110进行导热散热,这样的设置方式相对于相关技术中的固定架、散热片200和电芯110三者堆叠来说,减小了电芯单元的厚度,从而减小了由电芯单元构成的电池包的厚度,进而保证电池包的能量密度较大。
参照图1,在本实施例中,固定件300为与散热片200一一对应的多组固定架,每组固定架包括两个固定支架310,散热片200夹设在同一组的两个固定支架310之间。
其中,同一组的两个固定支架310关于散热片200对称设置,且高度相同。
本实施例中,将电芯110固定在固定架上位于散热片200的一侧,且通过固定支架310对散热片200的边缘进行固定,相对于相关技术中的固定架、散热片200和电芯110三者堆叠来说,减小了最终制成的电池包100的厚度,从而有助于提升有助于提高电池包100的能量密度,进而提升电池包100的使用性能。
参照图1,在一些实施例中,位于同一组的两固定支架310相对的侧壁上均设有安装槽312,散热片200的一端与同一组的其中一个安装槽312插接配合,散热片200的另一端与同一组的另一个安装槽312插接配合。
具体地,安装槽312的槽口形状与散热片200端部的纵截面的形状适配。将散热片200夹设在相邻的两个电芯110之后,利用固定支架310对散热片200进行固定。
本实施例中,上述将散热片200的端部插入固定支架310的安装槽312内的设置,相对于固定支架310和散热片200堆叠固定来说减薄了最终制成的电池包100整体的厚度,从而有助于提高电池包100的能量密度和使用性能;且通过安装槽312和散热片200两端端部的插接配合,便于快速固定散热片200,并有助于降低散热片200在外界应力下发生弯折的可能,从而保证散热片200的散热性能和使用性能。
参照图1,在一些实施例中,固定支架310上设有用于容纳电芯110端部的容置槽314,容置槽314远离散热片200一侧的侧壁上开设有让位槽316,让位槽316用于供电芯110端部的极耳112从容置槽314中伸出。
其中,容纳槽设置在固定支架310与对应的电芯110相靠近的一侧的侧壁上,让位槽316贯穿容置槽314远离散热片200一侧的槽壁。
通过上述设置,将电芯110端部容纳在容置槽314内,实现了电芯110和固定架的固定,在将多个带有电芯110的固定架排列组装后,电芯110被固定在固定架内。
本实施例中,通过容置槽314和让位槽316的配合,便于在散热片200稳定夹紧在相邻的两个电芯110之间的同时,也有助于为电芯110两端凸出的部分和极耳112提供容纳空间;且有助于使得本申请的电池包散热结构较为紧密,从而使得最终制得的电池包100体积较小,单位体积的电芯110的能量密度较大,有助于保证电池包100的使用性能。
参照图1和图2,在一些实施例中,电芯110包括两个主面、侧面和底面,散热片200包括第一导热部210和位于第一导热部210两端的两个第二导热部220,第一导热部210与电芯110其中一个主面抵紧,其中一个第二导热部220与电芯110的一个底面抵紧,另一个第二导热部220与电芯110的另一个底面抵紧。
其中,设定电芯110沿自身长度方向的两个表面最大的侧面为主面,设定电芯110沿自身宽度方向的两面为侧面,电芯110其中的一个底面也为它的顶面,电芯110的侧面与电芯110的阵列方向、电池包100的长度方向平行,并设定第一导热部210与电芯110主面相对的一面为第一导热部210的主表面。第一导热部210和第二导热部220一体成型,且两个第二导热部220关于第一导热部210对称设置,散热片200整体的纵截面的形状呈匚字形,即第一导热部210和所连的两个第二导热部220围合形成可与电芯110插接配合的凹槽,对应的,上述的安装槽312的槽口形状也呈匚字形。
具体地,当散热片200夹紧在两个相邻的电芯110之间时,第一导热部210的一个主表面与其中一个电芯110的主面抵紧,第一导热部210的另一主表面与另一个电芯110的主面抵紧,其中一个第二导热部220的底表面与其中一个电芯110的顶面抵紧,另一个第二导热部220的顶表面与该电芯110的底面抵紧,这样不仅能够对电芯110中间部分进行导热,增加了散热片200与电芯110表面的接触面积,还能对电芯110的顶面和底面进行导热和散热处理,加强了对电芯110的导热和散热效果,从而增强了电池包散热结构的散热性能。
另外,如图2所示的散热片200夹设方式,可以为了进一步提升电池包100整体的散热性能,在位于电池包100背离散热片200凹槽一端的电芯110外侧也设置散热片200,从而使得位于电池包100端部的电芯110也能进行快速散热,进而进一步提升该电池包散热结构整体的散热性能。
本实施例中,通过第一导热部210和第二导热部220的配合,各电芯110的各主表面以及侧表面都能进行快速散热,从而保证电池包散热结构整体的散热性能。
参照图1至图3,在一些实施例中,散热片200还包括散热部230,散热部230设置在其中一个第二导热部220上,散热部230的高度高于固定架的高度。
其中,在第一导热部210和第二导热部220的两端与安装槽312插接配合后,为了避免散热部230与散热片200两侧的固定支架310发生干涉,所以需将散热部230设置在固定架的顶部。
具体地,当散热片200吸收电芯110内部产生的热量后,散热片200再将热量传导至散热部230进行散热,通过散热部230,有助于提高电池包100的散热效率,进而提升该电池包散热结构的散热性能和对应的电池包100的使用性能。
参照图2和图3,在一些实施例中,散热部230的长度大于第一导热部210的长度和第二导热部220的长度,且散热部230与电芯110居中对齐。
其中,第一导热部210的长度和第二导热部220的长度一致,第一导热部210的长度小于电芯110的长度,且第一导热部210与电芯110位于长度方向的外表面居中对齐,散热部230也与电芯110居中对齐。
具体地,由于通常情况下,电芯110在使用过程中中间部分发热量最大且集中所以通过将第一导热部210的长度设置为小于电芯110的长度,并将第一导热部210设置为与电芯110位于长度方向的外表面居中对齐,将散热部230也设置为与电芯110居中对齐,能够将电芯110中间位置产生的大量热量传导至散热部230的同时,有助于节省该电池包散热结构制备成型所需的材料,而且由于散热部230的长度较长,增加了散热部230与空气的接触面积,有助于保证散热片200整体对电芯110的散热效果。
本实施例中,将散热部230的长度设置为大于第一导热部210的长度和第二导热部220的长度,有助于增加散热部230与空气的接触面积,从而保证散热片200整体对电芯110的散热效果,进而保证电池包散热结构的散热性能。
参照图2和图3,在一些实施例中,散热部230包括底板232和若干散热栅234,底板232设置在与电芯110的顶面抵紧的第二导热部220上,散热栅234设置在底板232的上表面上。
其中,散热栅234的长度方向与底板232的长度方向平行,底板232的长度方向与第一导热部210的长度方向平行,若干散热栅234沿着底板232的宽度方向进行阵列设置,底板232和若干散热栅234可以一体成型制作。
本实施例中,通过若干散热栅234与底板232的配合,有助于增加散热部230与空气的接触面积,从而提高散热部230的散热效率,进而保证电池包散热结构整体的散热性能。
可选的,在一些实施例中,散热部230和抵紧在电芯110顶面上的第二导热部220可拆卸连接固定,可拆卸连接的方式包括但不限于螺栓连接、卡嵌连接等,且一个散热部230可以对应多个抵紧在电芯110顶面上的第二导热部220。
本实施例中,将散热部230与第二导热部220之间的连接方式设置为可拆卸连接,便于根据电池包100的厚度选择合适的散热部230大小,进而提升本实施例中电池包散热结构的适配性。
可选的,参照图3,在一些实施例中,一个散热部230对应一个抵紧在电芯110顶面上的第二导热部220,散热部230与该抵紧在电芯110顶面上的第二导热部220一体制造,相邻的两个散热部230之间预留有散热空隙。
本实施例中,将一个散热部230设置为对应一个散热部230,有助于在提高散热结构的适配性的同时,有助于提高电池包散热结构的装配效率;并且在相邻的两个散热部230之间预留有散热空隙,使得底板232上的散热栅234的各个面均能与空气接触,从而有助于保证散热部230的散热效果。
参照图1和图2,在一些实施例中,散热片200和电芯110之间夹设有导热件400,导热件400与电芯110和散热片200均抵紧。
具体地,由于在将散热片200的端部与两侧固定支架310上的安装槽312插接配合后,散热片200与电芯110之间产生空隙,所以设置导热件400填补该空隙,以使得电芯110沿自身长度方向的侧表面能和散热片200充分接触,从而保证电芯110与散热片200之间热传导时的充分性和效率。
本实施例中,通过在散热片200和电芯110之间夹设导热件400,有助于填补与固定支架310安装后的散热片200与电芯110之间的空隙,从而保证电芯110芯与散热片200之间热传导时的充分性和效率;且散热片200的端部插在固定支架310上的安装槽312内,由于散热片200与固定支架310有厚度差,使得散热片310与对应的电芯110之间存在空隙,将导热片400设置在空隙内,在保证热传导的效果的同时还能避免对电池包的厚度造成影响。
可选的,在一些实施例中,导热件400包括导热胶层,由于导热胶层具有良好的粘结性和导热性,所以导热胶层可以将散热片200与电芯110紧密粘接。
本实施例中,由于电池包100在使用过程中,电芯110容易膨胀,导致电池表面存在不平整的可能,而导热胶层具有粘度适中、导热系数高的特性,所以通过导热胶层将散热片200和电芯110紧密连接,有助于保证电芯110位于自身长度方向一侧的表面能与更好的与散热片200进行接触,使电芯110的凹陷部分也能将热量顺利传导至散热片200,从而进一步保证电池包散热结构的散热性能。
本申请的电池包散热结构,通过固定件300对散热片200的边缘进行固定,并且将电芯110固定在固定件300上位于散热片200的一侧,散热片200未被固定件300固定的部分能够对电芯110进行导热散热,这样的设置方式相对于相关技术中的固定架、散热片200和电芯110三者堆叠来说,减小了电芯单元的厚度,从而减小了由电芯单元构成的电池包的厚度,进而保证电池包的能量密度较大。
第二方面,参照图1和图2,本申请提供一种电池包100,包括第一方面提供的任一个电池包散热结构,该电池包100还包括若干沿自身长度方向顺次堆叠的电芯110。
具体地,电池包100还包括用于容纳上述电池包散热结构和电池模组的箱体,箱体对内部的电池包散热结构起到稳定限位作用。由于第一方面所提供的电池包散热结构在与电芯110配合安装后具有较薄的厚度,且具有良好的散热性能,所以本实施例中的电池包100在具备上述电池包散热结构后也具备较薄的厚度、较小的体积和较高的能量密度,且具有良好的散热性能,从而有助于保证电池包100的性能。
在本说明书的描述中,参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本申请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描述不一定指的是相同的实施例或示例。
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 (10)

1.一种电池包散热结构,应用于电池包,所述电池包包括沿自身长度方向顺次堆叠的多个电芯,其特征在于,所述电池包散热结构包括:
多个散热片,夹设在相邻的两个所述电芯之间;
固定件,设置在所述散热件边缘,所述固定件用于将所述散热片和所述电芯夹紧在所述电池包内。
2.根据权利要求1所述的电池包散热结构,其特征在于,所述固定件为与所述散热片一一对应的多组固定架,每组所述固定架包括两个固定支架,所述散热片夹设在同一组的两个所述固定支架之间。
3.根据权利要求2所述的电池包散热结构,其特征在于,位于同一组的两所述固定支架相对的侧壁上均设有安装槽,所述散热片的一端与同一组的其中一个所述安装槽插接配合,所述散热片的另一端与同一组的另一个所述安装槽插接配合。
4.根据权利要求3所述的电池包散热结构,其特征在于,所述固定支架上设有用于容纳所述电芯端部的容置槽,所述容置槽远离所述散热片一侧的侧壁上开设有让位槽,所述让位槽用于供所述电芯端部的极耳从所述容置槽中伸出。
5.根据权利要求2-4任一项所述的电池包散热结构,其特征在于,所述电芯包括两个主面、侧面和底面,所述散热片包括第一导热部和位于所述第一导热部两端的两个第二导热部,所述第一导热部与所述电芯的主面抵紧,其中一个所述第二导热部与所述电芯的其中一个所述底面抵紧,另一个所述第二导热部与所述电芯的另一个所述底面抵紧。
6.根据权利要求5所述的电池包散热结构,其特征在于,所述散热片还包括散热部,所述散热部设置在其中一个所述第二导热部上,所述散热部的高度高于所述固定架的高度。
7.根据权利要求6所述的电池包散热结构,其特征在于,所述散热部的长度大于所述第一导热部的长度和所述第二导热部的长度,且与所述电芯居中对齐。
8.根据权利要求6所述的电池包散热结构,其特征在于,所述散热部包括底板和若干散热栅,所述底板设置在与所述电芯的顶面抵紧的所述第二导热部上,所述散热栅设置在所述底板的上表面上。
9.根据权利要求3所述的电池包散热结构,其特征在于,所述散热片和所述电芯之间夹设有导热件,所述导热件与所述电芯和所述散热片均抵紧。
10.一种电池包,其特征在于,包括权利要求1-9中任一项所述的电池包散热结构,所述电池包还包括若干沿自身长度方向顺次堆叠的电芯。
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