CN223363243U - 电池装置以及用电装置 - Google Patents

电池装置以及用电装置

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CN223363243U CN202521323829.5U CN202521323829U CN223363243U CN 223363243 U CN223363243 U CN 223363243U CN 202521323829 U CN202521323829 U CN 202521323829U CN 223363243 U CN223363243 U CN 223363243U
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battery
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钟富彬
程志杨
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Abstract

本申请公开了一种电池装置以及用电装置,本申请涉及电池领域,电池装置,包括:电池单体和换热结构,所述电池单体和所述换热结构沿第一方向排布,所述电池单体包括壳体和电极组件,所述壳体限定出朝向所述换热结构敞开的安装空间,所述电极组件安装于所述安装空间内,所述壳体固定于所述换热结构,且所述换热结构封闭所述安装空间的敞开端。由此,通过壳体固定于换热结构,且换热结构封闭安装空间的敞开端,能够使壳体和换热结构结合,能够使换热结构直接对电池单体换热,与现有技术相比,可以提高换热结构和电池单体之间的热传递效率,从而提升换热结构和电池单体之间的换热效率,进而提升电池装置的使用可靠性。

Description

电池装置以及用电装置
技术领域
本申请涉及电池领域,尤其是涉及一种电池装置以及具有该电池装置的用电装置。
背景技术
相关技术中,现有电池装置包括换热结构和多个电池单体,多个电池单体通过结构胶固设于换热结构,换热结构通过结构胶与电池单体换热,由于结构胶位于换热结构和电池单体之间,影响换热结构和电池单体之间的热传递效率,从而影响换热结构和电池单体之间的换热效率,进而影响电池装置的使用可靠性。
实用新型内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本申请的一个目的在于提出了一种电池装置,可以提高换热结构和电池单体之间的热传递效率,从而提升换热结构和电池单体之间的换热效率,进而提升电池装置的使用可靠性。
本申请还进一步地提出了一种用电装置。
第一方面,本申请实施例提供一种电池装置,包括:
电池单体和换热结构,电池单体和换热结构沿第一方向排布,电池单体包括壳体和电极组件,壳体限定出朝向换热结构敞开的安装空间,电极组件安装于安装空间内,壳体固定于换热结构,且换热结构封闭安装空间的敞开端。
在上述技术方案中,通过壳体固定于换热结构,且换热结构封闭安装空间的敞开端,能够使壳体和换热结构结合,能够使换热结构直接对电池单体换热,与现有技术相比,可以提高换热结构和电池单体之间的热传递效率,从而提升换热结构和电池单体之间的换热效率,进而提升电池装置的使用可靠性。
在一些实施例中,换热结构内形成有换热介质流道,换热介质流道和安装空间沿第一方向相对。
在上述技术方案中,通过换热结构内形成有换热介质流道,换热介质可以流入以及流出换热结构,换热介质流出换热结构情况下,可以源源不断地带走电池单体热量,从而能够更快速地带走电池单体运行过程中产生的热量,并且,通过换热介质流道和安装空间沿第一方向相对设置,进一步提高换热结构和电池单体之间的热传递效率,换热结构能够更快速地带走电池单体运行过程中产生的热量,从而进一步提升换热结构和电池单体之间的换热效率,更加有利于使电池单体保持在适宜温度,进一步延长电池单体的使用寿命,进而进一步提升电池装置的使用可靠性。
在一些实施例中,换热介质流道和安装空间均沿第二方向延伸,换热介质流道沿第三方向的宽度尺寸大于等于安装空间沿第三方向的宽度尺寸,第一方向、第二方向和第三方向相互垂直。
在上述技术方案中,通过换热介质流道沿第三方向的宽度尺寸大于等于安装空间沿第三方向的宽度尺寸,有利于使换热介质流道沿第一方向覆盖安装空间的敞开端,便于换热介质流道和安装空间沿第一方向相对设置,进一步提高换热结构和电池单体之间的热传递效率,从而进一步提升换热结构和电池单体之间的换热效率,更加有利于使电池单体保持在适宜温度,进一步延长电池单体的使用寿命,进而进一步提升电池装置的使用可靠性。
在一些实施例中,换热介质流道和安装空间均沿第二方向延伸,换热介质流道沿第二方向的长度尺寸大于等于安装空间沿第二方向的长度尺寸,第一方向和第二方向垂直。
在上述技术方案中,通过换热介质流道沿第二方向的长度尺寸大于等于安装空间沿第二方向的长度尺寸,更加有利于使换热介质流道沿第一方向覆盖安装空间的敞开端,更加便于换热介质流道和安装空间沿第一方向相对设置,进一步提高换热结构和电池单体之间的热传递效率,从而进一步提升换热结构和电池单体之间的换热效率,更加有利于使电池单体保持在适宜温度,进一步延长电池单体的使用寿命,进而进一步提升电池装置的使用可靠性。
在一些实施例中,换热结构形成有介质进口和介质出口,介质进口和介质出口沿第二方向排布,换热介质流道连接在介质进口和介质出口之间且连通介质进口和介质出口。
在上述技术方案中,通过换热介质流道连通介质进口和介质出口,换热介质从介质进口流入换热介质流道,换热介质沿换热介质流道流向介质出口并从介质出口流出换热结构,能够使换热介质源源不断地带走电池单体产生的热量,通过介质进口和介质出口沿第二方向相对且间隔开,能够使换热介质沿第二方向从换热结构的一端流向另一端,有利于增加换热介质在换热介质流道内的流动路径,使换热介质与电池单体充分换热,从而有利于提升换热结构的换热效果。
在一些实施例中,换热结构沿第二方向的长度尺寸大于电池单体沿第二方向的长度尺寸,沿第二方向,换热结构的两端均形成有向电池单体一侧凸出的凸出部,电池单体位于换热结构两端的凸出部之间,凸出部用于与电池单体抵接限位,第一方向和第二方向垂直。
在上述技术方案中,通过电池单体位于换热结构两端的凸出部之间,在凸出部与电池单体接触情况下,凸出部可以对电池单体进行限位,降低电池单体相对换热结构发生偏移风险,使电池单体和换热结构的相对位置可靠,降低电池单体和换热结构分离风险,有利于提升电池单体和换热结构装配可靠性。
在一些实施例中,壳体包括:分隔结构,分隔结构位于安装空间内以将安装空间分隔为多个独立的子安装空间,多个子安装空间沿垂直于第一方向的方向排布,电池单体包括多个电极组件,多个电极组件分别设于多个子安装空间内,且多个电极组件和多个子安装空间一一对应。
在上述技术方案中,通过分隔结构将安装空间分隔为多个独立的子安装空间,且每子安装空间内设置有一个电极组件,能够使一个电池单体内设置有多个电极组件,可以实现电极组件的连续布置,与现有技术相比,实现多个电池单体共用同一个壳体的效果,从而实现将多个电池单体集成的效果,可以省去后续多个电池单体堆叠的复杂工艺,简化了电池装置的制造难度,提升了多个电池单体之间的整体性,有利于提升电池装置的刚度和强度,有利于提升电池装置的稳定性和可靠性。并且,多个电池单体共用同一个壳体,换热结构可以通过结构胶粘接固定于箱体内,降低结构胶溢到相邻两个电池单体的大面(“大面”是指壳体的侧壁中面积相对较大的壁面)之间风险,降低电池装置出现析锂的风险,从而有利于提升电池单体使用寿命,同时,能够省去相邻电池单体之间需要设置的缓冲垫,可以降低电池装置的制造成本,也可以提高电池装置内空间利用率,有利于提升电池装置的能量密度,也有利于电池装置的轻量化设计。
在一些实施例中,壳体还包括:壳侧壁和端盖,壳侧壁为环形以形成沿第一方向相对且间隔开的第一敞开端和第二敞开端,第一敞开端为安装空间朝向换热结构的敞开端,端盖位于壳侧壁背离换热结构的一侧,且端盖封闭第二敞开端以使壳侧壁和端盖共同限定出安装空间,分隔结构位于壳侧壁内。
在上述技术方案中,通过设置壳侧壁和端盖,实现壳体限定出安装空间的效果,通过将分隔结构设置于壳侧壁内,实现将安装空间分隔为多个子安装空间的效果,从而使分隔结构设置位置合理。
在一些实施例中,分隔结构和壳侧壁一体成型。
在上述技术方案中,通过分隔结构和壳侧壁一体成型,能够减少组成壳体的零部件数量,也能够提升壳体的生产效率,降低壳体的制造成本,有利于电池装置的规模化生产,也有利于提升壳体的结构稳定性,一体成型件的壳侧壁与端盖之间的连接更加紧密和均匀,提升了电池单体的密封性能。
第二方面,本申请实施例提供一种用电装置,包括上述的电池装置。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本申请实施例的车辆的示意图;
图2是根据本申请实施例的电池装置的部分结构示意图;
图3是根据本申请实施例的电池单体和换热结构装配后的侧视图;
图4是根据本申请实施例的电池单体和换热结构装配后的俯视图;
图5是图4中A-A处的截面图;
图6是图5中B处的放大图;
图7是根据本申请实施例的壳体和换热结构的爆炸图;
图8是根据本申请实施例的电极组件示意图。
附图标记:
电池装置100;
电池单体10;壳体11;安装空间111;壳侧壁112;端盖113;第一敞开端114;第二敞开端115;
电极组件12;分隔结构13;分隔板131;子安装空间14;
换热结构20;换热介质流道21;介质进口22;介质出口23;凸出部24;第一换热壁25;第二换热壁26;介质存储槽27;
箱体30;第二箱体31;
车辆200;控制器201;马达202。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
除非另有定义,本申请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;本申请中在申请的说明书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。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序或主次关系。
在本申请中提及“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。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“附接”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。
本申请中术语“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,C和/或D,可以表示:单独存在C,同时存在C和D,单独存在D这三种情况。另外,本申请中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请的实施例中,相同的附图标记表示相同的部件,并且为了简洁,在不同实施例中,省略对相同部件的详细说明。应理解,附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸,以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明,而不应对本申请构成任何限定。
如果没有特别的说明,本申请的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。
本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。
本申请的实施例所提到的电池装置可包括多个电池单体,多个电池单体通过汇流部件串联、并联或混联连接。
在一些实施例中,电池装置包括箱体和多个电池单体,多个电池单体容纳于箱体中。
作为示例,可通过将多个电池单体直接固定于箱体的方式容纳于箱体中。
作为示例,箱体可包括第一箱体和第二箱体。第一箱体和第二箱体扣合,使得箱体内部形成安装腔,安装腔可以收纳多个电池单体,即多个电池单体安装于安装腔内。这里的封闭指盖住或关闭,可以是密封,也可以是非密封。第一箱体可为上箱体和下箱体中的一个,第二箱体可为上箱体和下箱体中的另一个。
本申请实施例中,电池单体可以为二次电池,二次电池是指在电池单体放电后可通过充电的方式使活性材料激活而继续使用的电池单体。
电池单体可以为锂离子电池、钠离子电池、钠锂离子电池、锂金属电池、钠金属电池、锂硫电池、镁离子电池、镍氢电池、镍镉电池、铅蓄电池等,本申请实施例对此并不限定。
电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等,本申请实施例对此也不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种:柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体,本申请实施例对此也不限定。
电池单体包括壳体、电极组件和电解液,壳体用于容纳电极组件和电解液。电极组件由阳极极片、阴极极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在阳极极片和阴极极片之间移动来工作。阳极极片包括阳极集流体和阳极活性物质层,阳极活性物质层涂覆于阳极集流体的表面,未涂敷阳极活性物质层的阳极集流体凸出于已涂覆阳极活性物质层的阳极集流体,未涂敷阳极活性物质层的阳极集流体作为阳极极耳。以锂离子电池为例,阳极集流体的材料可以为铝,阳极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。阴极极片包括阴极集流体和阴极活性物质层,阴极活性物质层涂覆于阴极集流体的表面,未涂敷阴极活性物质层的阴极集流体凸出于已涂覆阴极活性物质层的阴极集流体,未涂敷阴极活性物质层的阴极集流体作为阴极极耳。阴极集流体的材料可以为铜,阴极活性物质可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断,阳极极耳的数量为多个且层叠在一起,阴极极耳的数量为多个且层叠在一起。
隔离膜的材质可以为PP(polypropylene,聚丙烯)或PE(polyethylene,聚乙烯)等。此外,电极组件可以是卷绕式结构,也可以是叠片式结构,本申请实施例并不限于此。
近些年,车辆迅速发展,以车辆为新能源车为例进行说明,电池装置作为车辆的核心部件,起着不可替代的重要作用。
相关技术中,现有电池装置包括换热结构和多个电池单体,多个电池单体通过结构胶固设于换热结构,结构胶位于换热结构和电池单体之间,换热结构通过结构胶与电池单体换热,由于结构胶位于换热结构和电池单体之间,影响换热结构和电池单体之间的热传递效率,从而影响换热结构和电池单体之间的换热效率,进而影响电池装置的使用可靠性。
基于上述考虑,为了解决换热结构和电池单体之间的换热效率问题,经过深入研究,设计了一种电池装置,包括:电池单体和换热结构,电池单体和换热结构沿第一方向排布,电池单体包括壳体和电极组件,壳体限定出朝向换热结构敞开的安装空间,电极组件安装于安装空间内,壳体固定于换热结构,且换热结构封闭安装空间的敞开端。能够使壳体和换热结构结合,能够使换热结构直接对电池单体换热,与现有技术相比,可以提高换热结构和电池单体之间的热传递效率,从而提升换热结构和电池单体之间的换热效率,进而提升电池装置的使用可靠性。
请参照图1,图1为本申请一些实施例提供的车辆200的结构示意图。车辆200可以为燃油汽车、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。电池装置100安装于车辆200的底盘。电池装置100可以用于车辆200的供电,电池装置100可以作为车辆200的操作电源。车辆200还可以包括控制器201和马达202,控制器201用来控制电池装置100为马达202供电,用于车辆200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,电池装置100不仅可以作为车辆200的操作电源,还可以作为车辆200的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆200提供驱动动力。
下面参考图2-图8描述根据本申请实施例的电池装置100。
如图3、图5和图6所示,根据本申请实施例的电池装置100,包括:电池单体10和换热结构20,电池单体10和换热结构20沿第一方向排布,电池单体10包括壳体11和电极组件12,壳体11限定出朝向换热结构20敞开的安装空间111,电极组件12安装于安装空间111内,壳体11固定于换热结构20,且换热结构20封闭安装空间111的敞开端。
其中,电池装置100还可以包括:箱体30和多个电池单体10,箱体30可以包括第一箱体和第二箱体31。第一箱体和第二箱体31扣合,使得箱体30内部形成安装腔,安装腔可以收纳多个电池单体10,多个电池单体10安装于安装腔内。第一箱体可为上箱体和下箱体中的一个,第二箱体31可为上箱体和下箱体中的另一个,本申请以第二箱体31为下箱体为例进行说明。
换热结构20可以安装于箱体30的安装腔内。电池单体10和换热结构20沿第一方向排布,作为一个示例,第一方向可以为电池装置100的高度方向,电池装置100的高度方向为图3中的Z方向。作为另一个示例,第一方向可以为水平方向。本申请以第一方向为电池装置100的高度方向为例进行说明。电池单体10可以位于换热结构20的上方。
电池单体10包括壳体11和电极组件12,壳体11和换热结构20均可以为金属件,壳体11限定出一端敞开的安装空间111,安装空间111朝向换热结构20的端部敞开设置,电极组件12安装于安装空间111内。壳体11固定于换热结构20,壳体11可以焊接于换热结构20,壳体11也可以卡接于换热结构20,壳体11还可以粘接于换热结构20,壳体11和换热结构20的固定方式不作具体限定,只要壳体11固定于换热结构20即可。换热结构20封闭安装空间111的敞开端,从而使安装空间111封闭,降低安装空间111内的物质从安装空间111的敞开端流出风险。
换热结构20内可以具有换热介质,换热介质具有换热作用,当换热介质的温度低于电池单体10的温度情况下,换热结构20与电池单体10换热,使电池单体10的温度降低,达到冷却电池单体10的效果,当换热介质的温度高于电池单体10的温度情况下,换热结构20与电池单体10换热,使电池单体10的温度升高,达到加热电池单体10的效果,可以根据实际使用需求,使换热结构20加热或冷却电池单体10。本申请以换热结构20冷却电池单体10为例进行说明。
换热结构20封闭安装空间111的敞开端,换热结构20可以与电池单体10内部的物质接触,形成换热介质、换热结构20靠近电池单体10的第一换热壁25(第一换热壁25封闭安装空间111的敞开端,壳体11安装于第一换热壁25)、电池单体10内部物质的热传递通道,与现有技术相比,减少了壳体11靠近换热结构20的底壁以及结构胶的热传递损失,减少了热传递路径,提高换热结构20和电池单体10之间的热传递效率,换热结构20能够更快速地带走电池单体10运行过程中产生的热量,使电池单体10的热量能够更多、更快的被换热介质带走,从而提升换热结构20和电池单体10之间的换热效率,有利于使电池单体10保持在适宜温度,延长电池单体10的使用寿命,进而提升电池装置100的使用可靠性。需要说明的是,换热介质可以为液体换热介质,换热介质也可以为气态换热介质,本申请以换热介质为冷却液为例进行说明。
在上述技术方案中,通过壳体11固定于换热结构20,且换热结构20封闭安装空间111的敞开端,能够使壳体11和换热结构20结合,能够使换热结构20直接对电池单体10换热,与现有技术相比,可以提高换热结构20和电池单体10之间的热传递效率,从而提升换热结构20和电池单体10之间的换热效率,进而提升电池装置100的使用可靠性。
根据本申请的一些实施例,如图6和图7所示,换热结构20内形成有换热介质流道21,换热介质流道21和安装空间111沿第一方向相对。
其中,换热结构20可以具有背离电池单体10的第二换热壁26,第一换热壁25和第二换热壁26沿第一方向排布,第一换热壁25和第二换热壁26固定连接,第一换热壁25和第二换热壁26可以焊接连接,第一换热壁25和第二换热壁26也可以卡接连接。第一换热壁25和第二换热壁26共同限定出换热介质流道21,或者第一换热壁25限定出换热介质流道21,本申请以第一换热壁25和第二换热壁26共同限定出换热介质流道21为例进行说明。作为一个示例,第二换热壁26可以限定出朝向第一换热壁25敞开的介质存储槽27,第一换热壁25盖设于介质存储槽27的敞开端,从而使第一换热壁25和第二换热壁26共同限定出换热介质流道21。作为一个示例,换热介质可以存储于换热介质流道21内。作为另一个示例,换热介质可以在换热介质流道21内流动,且换热介质可以流入以及流出换热介质流道21。本申请以换热介质可以流入以及流出换热介质流道21为例进行说明,换热介质流出换热介质流道21时,可以将电池单体10的热量带走。换热介质流道21和安装空间111沿第一方向相对设置,换热介质流道21的部分结构和安装空间111沿第一方向相对设置,或者,换热介质流道21的整体结构和安装空间111沿第一方向相对设置。换言之,换热介质流道21的部分结构和安装空间111的敞开端沿第一方向相对设置,或者,换热介质流道21的整体结构和安装空间111的敞开端沿第一方向相对设置。
在上述技术方案中,通过换热结构20内形成有换热介质流道21,换热介质可以流入以及流出换热结构20,换热介质流出换热结构20情况下,可以源源不断地带走电池单体10热量,从而能够更快速地带走电池单体10运行过程中产生的热量,并且,通过换热介质流道21和安装空间111沿第一方向相对设置,进一步提高换热结构20和电池单体10之间的热传递效率,换热结构20能够更快速地带走电池单体10运行过程中产生的热量,从而进一步提升换热结构20和电池单体10之间的换热效率,更加有利于使电池单体10保持在适宜温度,进一步延长电池单体10的使用寿命,进而进一步提升电池装置100的使用可靠性。
根据本申请的一些实施例,如图7所示,换热介质流道21和安装空间111均沿第二方向延伸,换热介质流道21沿第三方向的宽度尺寸大于等于安装空间111沿第三方向的宽度尺寸,第一方向、第二方向和第三方向相互垂直。
其中,如图7所示,第二方向为图7中的X方向,第三方向为图7中的Y方向,第一方向、第二方向和第三方向相互垂直。换热介质流道21和安装空间111均沿第二方向延伸设置,作为一个示例,换热介质流道21沿第二方向延伸长度尺寸可以等于安装空间111沿第二方向延伸长度尺寸,作为另一个示例,换热介质流道21沿第二方向延伸长度尺寸大于安装空间111沿第二方向延伸长度尺寸。换热介质流道21沿第三方向的宽度尺寸等于安装空间111沿第三方向的宽度尺寸,或者换热介质流道21沿第三方向的宽度尺寸大于安装空间111沿第三方向的宽度尺寸。在换热介质流道21沿第三方向的宽度尺寸等于安装空间111沿第三方向的宽度尺寸情况下,沿第三方向,换热介质流道21具有两个流道侧边缘,安装空间111具有两个空间侧边缘,两个流道侧边缘和两个空间侧边缘沿第一方向一一对应设置。在换热介质流道21沿第三方向的宽度尺寸大于安装空间111沿第三方向的宽度尺寸情况下,沿第三方向,换热介质流道21具有两个流道侧边缘,安装空间111具有两个空间侧边缘,两个空间侧边缘位于两个流道侧边缘之间。
在上述技术方案中,通过换热介质流道21沿第三方向的宽度尺寸大于等于安装空间111沿第三方向的宽度尺寸,有利于增大换热介质流道21和安装空间111沿第一方向的对应面积,有利于使换热介质流道21沿第一方向覆盖安装空间111的敞开端,便于换热介质流道21和安装空间111沿第一方向相对设置,进一步提高换热结构20和电池单体10之间的热传递效率,从而进一步提升换热结构20和电池单体10之间的换热效率,更加有利于使电池单体10保持在适宜温度,进一步延长电池单体10的使用寿命,进而进一步提升电池装置100的使用可靠性。
根据本申请的一些实施例,如图7所示,换热介质流道21和安装空间111均沿第二方向延伸,换热介质流道21沿第二方向的长度尺寸大于等于安装空间111沿第二方向的长度尺寸,第一方向和第二方向垂直。
其中,换热介质流道21和安装空间111均沿第二方向延伸设置,作为一个示例,换热介质流道21沿第二方向延伸长度尺寸可以等于安装空间111沿第二方向延伸长度尺寸,作为另一个示例,换热介质流道21沿第二方向延伸长度尺寸大于安装空间111沿第二方向延伸长度尺寸。在换热介质流道21沿第二方向的长度尺寸等于安装空间111沿第二方向的长度尺寸情况下,沿第二方向,换热介质流道21具有两个流道端边缘,安装空间111具有两个空间端边缘,两个流道端边缘和两个空间端边缘沿第一方向一一对应设置。在换热介质流道21沿第二方向的宽度尺寸大于安装空间111沿第二方向的宽度尺寸情况下,沿第二方向,换热介质流道21具有两个流道端边缘,安装空间111具有两个空间端边缘,两个空间端边缘位于两个流道端边缘之间。
在上述技术方案中,通过换热介质流道21沿第二方向的长度尺寸大于等于安装空间111沿第二方向的长度尺寸,有利于增大换热介质流道21和安装空间111沿第一方向的对应面积,更加有利于使换热介质流道21沿第一方向覆盖安装空间111的敞开端,更加便于换热介质流道21和安装空间111沿第一方向相对设置,进一步提高换热结构20和电池单体10之间的热传递效率,从而进一步提升换热结构20和电池单体10之间的换热效率,更加有利于使电池单体10保持在适宜温度,进一步延长电池单体10的使用寿命,进而进一步提升电池装置100的使用可靠性。
根据本申请的一些实施例,换热结构20形成有介质进口22和介质出口23,介质进口22和介质出口23沿第二方向排布,换热介质流道21连接在介质进口22和介质出口23之间且连通介质进口22和介质出口23。
其中,如图7所示,换热结构20形成有介质进口22和介质出口23。作为一个示例,第一换热壁25形成有介质进口22和介质出口23。作为另一个示例,第二换热壁26形成有介质进口22和介质出口23。作为另一个示例,第一换热壁25形成有介质进口22,第二换热壁26形成有介质出口23。作为另一个示例,第一换热壁25形成有介质出口23,第二换热壁26形成有介质进口22。本申请以第二换热壁26形成有介质进口22和介质出口23为例进行说明。介质进口22和介质出口23沿第二方向间隔开设置,介质进口22和介质出口23可以沿第二方向相对设置,介质进口22和介质出口23可以分别靠近换热结构20的相应端部设置。换热介质流道21连接在介质进口22和介质出口23之间,需要说明的是,换热介质流道21的部分连接在介质进口22和介质出口23之间,或者换热介质流道21的整体均连接在介质进口22和介质出口23之间,且换热介质流道21连通介质进口22和介质出口23。
在上述技术方案中,通过换热介质流道21连通介质进口22和介质出口23,换热介质从介质进口22流入换热介质流道21,换热介质沿换热介质流道21流向介质出口23并从介质出口23流出换热结构20,能够使换热介质源源不断地带走电池单体10产生的热量,通过介质进口22和介质出口23沿第二方向相对且间隔开,能够使换热介质沿第二方向从换热结构20的一端流向另一端,有利于增加换热介质在换热介质流道21内的流动路径,使换热介质与电池单体10充分换热,从而有利于提升换热结构20的换热效果。
根据本申请的一些实施例,如图3和图7所示,换热结构20沿第二方向的长度尺寸大于电池单体10沿第二方向的长度尺寸,沿第二方向,换热结构20的两端均形成有向电池单体10一侧凸出的凸出部24,电池单体10位于换热结构20两端的凸出部24之间,凸出部24用于与电池单体10抵接限位,第一方向和第二方向垂直。
其中,如图3所示,换热结构20沿第二方向的长度尺寸大于电池单体10沿第二方向的长度尺寸,沿第二方向,换热结构20的两端均超出电池单体10,沿第二方向,换热结构20的两端均形成有凸出部24,凸出部24向电池单体10一侧凸出。作为一个示例,换热结构20的两端向电池单体10一侧弯折,从而形成凸出部24。作为另一个示例,换热结构20的第一换热壁25向电池单体10一侧弯折,从而形成凸出部24。作为另一个示例,第一换热壁25面向电池单体10一侧的表面具有凸台结构,凸台结构构造为凸出部24。但本申请不限于此,凸出部24的具体形成方式不作具体限定,只要换热结构20的两端均形成有凸出部24即可。电池单体10位于换热结构20两端的凸出部24之间,电池单体10的部分结构位于换热结构20两端的凸出部24之间,或者电池单体10的整体结构均位于换热结构20两端的凸出部24之间。作为一个示例,壳体11的可以与凸出部24接触限位。作为另一个示例,凸出部24与电池单体10沿第二方向间隔开设置,凸出部24与电池单体10的壳体11之间形成间隙,电池单体10变形,凸出部24可以与电池单体10接触限位。在凸出部24与电池单体10接触情况下,凸出部24可以对电池单体10进行限位,使电池单体10和换热结构20的相对位置可靠,降低电池单体10和换热结构20分离风险。
在上述技术方案中,通过电池单体10位于换热结构20两端的凸出部24之间,在凸出部24与电池单体10接触情况下,凸出部24可以对电池单体10进行限位,降低电池单体10相对换热结构20发生偏移风险,使电池单体10和换热结构20的相对位置可靠,降低电池单体10和换热结构20分离风险,有利于提升电池单体10和换热结构20装配可靠性。
根据本申请的一些实施例,壳体11包括:分隔结构13,分隔结构13位于安装空间111内以将安装空间111分隔为多个独立的子安装空间14,多个子安装空间14沿垂直于第一方向的方向排布,电池单体10包括多个电极组件12,多个电极组件12分别设于多个子安装空间14内,且多个电极组件12和多个子安装空间14一一对应。
其中,如图5和图7所示,壳体11可以包括:分隔结构13,分隔结构13设置于安装空间111内,分隔结构13将安装空间111分隔为多个独立的子安装空间14,相邻的子安装空间14不连通,每个子安装空间14朝向换热结构20的端部均敞开。多个子安装空间14沿垂直于第一方向的方向排布,也可以理解为,多个子安装空间14沿垂直于第一方向的平面排布。作为一个示例,多个子安装空间14沿第二方向依次排布。作为另一个示例,多个子安装空间14沿第三方向依次排布。作为另一个示例,多个子安装空间14中的部分沿第二方向依次排布,且多个子安装空间14中的另一部分沿第三方向依次排布。本申请以多个子安装空间14沿第二方向依次排布为例进行说明。分隔结构13可以包括至少一个分隔板131,根据实际使用需求,分隔板131的设置数量可以为一个、两个、三个、四个等数量,本申请以分隔板131设置为三个为例进行说明。如图7所示,多个分隔板131沿第二方向依次间隔开排布,从而将安装空间111分隔为沿第二方向排布的多个子安装空间14。电池单体10可以包括多个电极组件12,每子安装空间14内设置有一个电极组件12。
在现有技术方案中,每个电池单体的壳体内设置有一个电极组件,需要将多个电池单体堆叠并固定,容易因堆叠过程中电池单体之间接触不均或固定不牢而导致电池装置结构强度不足,影响电池装置的稳定性和可靠性。并且,相邻电池单体之间需要设置缓冲垫来隔绝相邻电池单体之间的直接接触,以降低电池单体在振动或冲击过程中发生短路或损坏风险,缓冲垫的使用不仅增加了材料成本,还占据了电池装置内额外的空间,影响了电池装置的能量密度。
在上述技术方案中,通过分隔结构13将安装空间111分隔为多个独立的子安装空间14,且每子安装空间14内设置有一个电极组件12,能够使一个电池单体10内设置有多个电极组件12,可以实现电极组件12的连续布置,与现有技术相比,实现多个电池单体10共用同一个壳体11的效果,从而实现将多个电池单体10集成的效果,可以省去后续多个电池单体10堆叠的复杂工艺,简化了电池装置100的制造难度,提升了多个电池单体10之间的整体性,有利于提升电池装置100的刚度和强度,有利于提升电池装置100的稳定性和可靠性。并且,多个电池单体10共用同一个壳体11,换热结构20可以通过结构胶粘接固定于箱体30内,降低结构胶溢到相邻两个电池单体10的大面(“大面”是指壳体11的侧壁中面积相对较大的壁面)之间风险,降低电池装置100出现析锂的风险,从而有利于提升电池单体10使用寿命,同时,能够省去相邻电池单体10之间需要设置的缓冲垫,可以降低电池装置100的制造成本,也可以提高电池装置100内空间利用率,有利于提升电池装置100的能量密度,也有利于电池装置100的轻量化设计。
根据本申请的一些实施例,如图7所示,壳体11还包括:壳侧壁112和端盖113,壳侧壁112为环形以形成沿第一方向相对且间隔开的第一敞开端114和第二敞开端115,第一敞开端114为安装空间111朝向换热结构20的敞开端,端盖113位于壳侧壁112背离换热结构20的一侧,且端盖113封闭第二敞开端115以使壳侧壁112和端盖113共同限定出安装空间111,分隔结构13位于壳侧壁112内。
其中,壳体11还可以包括:壳侧壁112和端盖113,壳侧壁112为环形结构以形成第一敞开端114和第二敞开端115,第一敞开端114和第二敞开端115沿第一方向相对且间隔开设置,第一敞开端114位于第二敞开端115和换热结构20之间,第一敞开端114为安装空间111朝向换热结构20的敞开端,沿第一方向,端盖113位于壳侧壁112背离换热结构20的一侧,端盖113封闭第二敞开端115,从而可以使壳侧壁112和端盖113共同限定出安装空间111,分隔结构13设置于壳侧壁112内,分隔结构13背离换热结构20的端面与端盖113密封连接,从而使多个子安装空间14相互独立且不连通。
需要说明的是,现有技术方案中,一个电池单体设置有一个端盖,即一个电极组件对应一个端盖,在电池装置生产过程中,每个电池单体都需要进行端盖焊接,影响电池装置生产效率,容易引起质量缺陷。
而在本申请中,一个壳体11包括一个端盖113,同一个端盖113可以封闭多个子安装空间14,端盖113可以与壳侧壁112焊接连接,通过同一个端盖113封闭多个子安装空间14,实现将多个电池单体10的盖体集成为端盖113的效果,在电池装置100生产过程中,减少了焊接工序数量,降低因焊接不均或焊点质量问题导致的电单体密封失效风险,有利于提升电池装置100生产效率,降低质量缺陷产生风险,从而提高了生产的稳定性和效率。
在上述技术方案中,通过设置壳侧壁112和端盖113,实现壳体11限定出安装空间111的效果,通过将分隔结构13设置于壳侧壁112内,实现将安装空间111分隔为多个子安装空间14的效果,从而使分隔结构13设置位置合理。
根据本申请的一些实施例,如图7所示,分隔结构13和壳侧壁112一体成型。
其中,壳侧壁112为一体成型件,分隔结构13和壳侧壁112构造为一体成型件,分隔结构13和壳侧壁112可以通过挤压的方式一体挤压成型,分隔结构13和壳侧壁112也可以通过浇筑的方式一体浇筑成型。
在上述技术方案中,通过分隔结构13和壳侧壁112一体成型,能够减少组成壳体11的零部件数量,也能够提升壳体11的生产效率,降低壳体11的制造成本,有利于电池装置100的规模化生产,也有利于提升壳体11的结构稳定性,一体成型件的壳侧壁112与端盖113之间的连接更加紧密和均匀,提升了电池单体10的密封性能。
如图1所示,根据本申请实施例的用电装置,包括上述实施例的电池装置100。可以提高换热结构20和电池单体10之间的热传递效率,从而提升换热结构20和电池单体10之间的换热效率,进而提升电池装置100的使用可靠性。
根据本申请的一些实施例,参见图3、图5、图6和图7所示,本申请提供了一种电池装置100,包括电池单体10和换热结构20,电池单体10和换热结构20均为多个,多个电池单体10和多个换热结构20一一对应设置。电池单体10和换热结构20沿第一方向排布,电池单体10包括壳体11和电极组件12,壳体11限定出朝向换热结构20敞开的安装空间111,电极组件12安装于安装空间111内,壳体11固定于换热结构20,且换热结构20封闭安装空间111的敞开端。换热结构20内形成有换热介质流道21,换热介质流道21和安装空间111沿第一方向对应设置。换热结构20形成有介质进口22和介质出口23,介质进口22和介质出口23沿第二方向相对且间隔开,换热介质流道21连接在介质进口22和介质出口23之间且连通介质进口22和介质出口23。壳体11包括分隔结构13,分隔结构13位于安装空间111内以将安装空间111分隔为多个独立的子安装空间14,多个子安装空间14沿垂直于第一方向的第二方向排布,电池单体10包括多个电极组件12,多个电极组件12分别设于多个子安装空间14内,且多个电极组件12和多个子安装空间14一一对应。壳体11还包括壳侧壁112和端盖113,壳侧壁112为环形以形成沿第一方向相对且间隔开的第一敞开端114和第二敞开端115,第一敞开端114为安装空间111朝向换热结构20的敞开端,端盖113位于壳侧壁112背离换热结构20的一侧,且端盖113封闭第二敞开端115以使壳侧壁112和端盖113共同限定出安装空间111,分隔结构13位于壳侧壁112内。分隔结构13和壳侧壁112一体成型。
需要说明的是,本申请的电池装置100通过设置电池单体10和换热结构20,通过电池单体10和换热结构20配合,提升了电池装置100的整体刚度和散热效率,为高功率电池装置100在复杂工况下的稳定运行提供了有力保障,不仅简化了生产工艺,降低了制造成本,还为电池装置100的高效散热和长期可靠性提供了有效的解决方案。还为电池装置100的高效生产和规模化制造提供了解决方案,具有重要的应用价值和市场前景。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。电池单体10可以为固态电池单体或者液态电池单体。
根据本申请实施例的电池装置100的其他构成例如电器元件和防爆阀等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的,这里不再详细描述。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点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结合。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电池装置,其特征在于,包括:
电池单体和换热结构,所述电池单体和所述换热结构沿第一方向排布,所述电池单体包括壳体和电极组件,所述壳体限定出朝向所述换热结构敞开的安装空间,所述电极组件安装于所述安装空间内,所述壳体固定于所述换热结构,且所述换热结构封闭所述安装空间的敞开端。
2.根据权利要求1所述的电池装置,其特征在于,所述换热结构内形成有换热介质流道,所述换热介质流道和所述安装空间沿所述第一方向相对。
3.根据权利要求2所述的电池装置,其特征在于,所述换热介质流道和所述安装空间均沿第二方向延伸,所述换热介质流道沿第三方向的宽度尺寸大于等于所述安装空间沿所述第三方向的宽度尺寸,所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向相互垂直。
4.根据权利要求2所述的电池装置,其特征在于,所述换热介质流道和所述安装空间均沿第二方向延伸,所述换热介质流道沿所述第二方向的长度尺寸大于等于所述安装空间沿所述第二方向的长度尺寸,所述第一方向和所述第二方向垂直。
5.根据权利要求2所述的电池装置,其特征在于,所述换热结构形成有介质进口和介质出口,所述介质进口和所述介质出口沿第二方向排布,所述换热介质流道连接在所述介质进口和所述介质出口之间且连通所述介质进口和所述介质出口。
6.根据权利要求1所述的电池装置,其特征在于,所述换热结构沿第二方向的长度尺寸大于所述电池单体沿所述第二方向的长度尺寸,沿所述第二方向,所述换热结构的两端均形成有向所述电池单体一侧凸出的凸出部,所述电池单体位于所述换热结构两端的所述凸出部之间,所述凸出部用于与所述电池单体抵接限位,所述第一方向和所述第二方向垂直。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的电池装置,其特征在于,所述壳体包括:分隔结构,所述分隔结构位于所述安装空间内以将所述安装空间分隔为多个独立的子安装空间,多个所述子安装空间沿垂直于所述第一方向的方向排布,所述电池单体包括多个所述电极组件,多个所述电极组件分别设于多个所述子安装空间内,且多个所述电极组件和多个所述子安装空间一一对应。
8.根据权利要求7所述的电池装置,其特征在于,所述壳体还包括:壳侧壁和端盖,所述壳侧壁为环形以形成沿所述第一方向相对且间隔开的第一敞开端和第二敞开端,所述第一敞开端为所述安装空间朝向所述换热结构的敞开端,所述端盖位于所述壳侧壁背离所述换热结构的一侧,且所述端盖封闭所述第二敞开端以使所述壳侧壁和所述端盖共同限定出所述安装空间,所述分隔结构位于所述壳侧壁内。
9.根据权利要求8所述的电池装置,其特征在于,所述分隔结构和所述壳侧壁一体成型。
10.一种用电装置,其特征在于,包括根据权利要求1-9中任一项所述的电池装置。
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