CN223809158U - 电池装置、冷媒换热部件及用电装置 - Google Patents

电池装置、冷媒换热部件及用电装置

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Abstract

本申请属于电池生产技术领域,提供了一种电池装置、冷媒换热部件及用电装置,电池装置包括箱体组件、电池单体组件及冷媒换热部件,箱体组件内部设有容纳腔;电池单体组件设置在容纳腔内;冷媒换热部件配置为与电池单体组件进行热交换;冷媒换热部件内部具有冷媒换热流道,冷媒换热流道包括多个并联设置的换热子流道,各个换热子流道均包括相连通的上游流道和下游流道,部分换热子流道中的上游流道与相邻换热子流道中的下游流道相邻且导热配合,部分换热子流道中的下游流道与相邻换热子流道中的上游流道相邻且导热配合。本申请旨在提升冷媒换热部件的均衡散热能力。

Description

电池装置、冷媒换热部件及用电装置
本申请要求于2024年04月28日提交国家知识产权局、申请号为202420907842.4、发明名称为“换热装置、电池以及用电装置”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及电池生产技术领域,尤其涉及一种电池装置、冷媒换热部件及用电装置。
背景技术
新能源汽车中的电池装置在进行充放电的过程中,会释放较多的热量,电池装置中通常会设置能够对电池单体组件进行换热的冷媒换热部件,通过换热实现对电池单体组件地冷却降温。
相关技术中,冷媒换热部件对电池单体组件的换热存在不均衡的问题,使得部分电池单体组件的温度过高,导致电池装置内部积聚大量的热量,从而影响电池装置的使用性能和使用寿命。
实用新型内容
本申请的目的在于提供一种电池装置、冷媒换热部件及用电装置,旨在解决电池装置内冷媒换热部件的均温性能差的技术问题。
第一方面,本申请提供了一种电池装置,包括:
箱体组件,内部设有容纳腔;
电池单体组件,设置在容纳腔内;
冷媒换热部件,冷媒换热部件配置为与电池单体组件进行热交换;冷媒换热部件内部具有冷媒换热流道,冷媒换热流道包括多个并联设置的换热子流道,各个换热子流道均包括相连通的上游流道和下游流道,部分换热子流道中的上游流道与相邻换热子流道中的下游流道相邻且导热配合,部分换热子流道中的下游流道与相邻换热子流道中的上游流道相邻且导热配合。
本实施例中,将相邻两个换热子流道中的上游流道和下游流道之间进行相邻配置,则上游流道的低温能够使下游流道的高温得到平衡,使换热面上对应于下游流道的区域的温度降低,从而不易形成过热区,则使得过热区的面积相对减小,有利于提升对电池单体组件的换热效果,并使得冷媒换热部件的换热面上的温度分布更加均匀,以提升对电池单体组件的换热均匀性。
在其中一个实施例中,多个换热子流道沿第一方向依次设置,换热子流道中的上游流道和下游流道均沿第二方向延伸设置,第二方向垂直于第一方向。
本实施例中,使上游流道和下游流道在第二方向上延伸并相邻设置,有利于增大上游流道与下游流道之间相邻区域的长度,有利于提升相邻换热的面积,增大换热的效率。
在其中一个实施例中,冷媒换热流道还包括至少一个入口流道和至少一个出口流道,入口流道与多个上游流道相连通,出口流道与多个下游流道相连通。
本实施例中,一个入口流道可对应连通多个上游流道,一个出口流道可对应连通多个下游流道,从而有利于增加上游流道和下游流道的数量,并进行合理规划和布局,提升布局的均匀度,以有利于使换热面的均温性得到提升。
在其中一个实施例中,冷媒换热流道还包括第一分流道和多个均与第一分流道相连通的第二分流道,第一分流道沿第一方向延伸设置,第一分流道与入口流道相连通;各个第二分流道均沿第二方向延伸设置,各个第二分流道均分别对应与各个上游流道相连通配置;第二方向垂直于第一方向。
本实施例中,第一分流道沿第一方向延伸设置以与各个换热子流道的布置方向相一致,有利于提升换热介质的流通顺畅度;各个第二分流道均与第一分流道相垂直,并使各个第二分流道与各个下游流道相对,提升换热介质流通的顺畅度,有利于减少换热介质的流通路径,减少换热损失。
在其中一个实施例中,入口流道与出口流道相邻设置。
本实施例中,相邻布置的入口流道和出口流道有利于实现温度的均衡,提升换热冷媒的流量,进而平衡换热面的温差。
在其中一个实施例中,沿第一方向,冷媒换热流道的两端位置分别配置为下游流道。
本实施例中,使第一方向的两端匹配下游流道,实现温度的协调匹配,更有利于实现对电池单体组件的均衡散热。
在其中一个实施例中,沿第一方向,入口流道和出口流道位于同侧;冷媒换热流道还包括回路引导流道,各个下游流道在远离入口流道的一侧均具有子出口,出口流道通过回路引导流道与各个子出口相连通配置;沿第一方向,回路引导流道位于冷媒换热流道的一端或两端。
本实施例中,使回路引导流道对应于位于边缘位置的温度相对较低的电池单体组件,从而有利于减小过热区对电池单体组件的影响,有利于实现对电池单体组件的均衡换热。
在其中一个实施例中,回路引导流道包括多个沿第二方向延伸并连通的引导子流道,多个引导子流道连通于出口流道与各个子出口之间。
本实施例中,通过设置多个沿第二方向延伸设置的引导子流道,使得冷媒换热流道的回流更加顺畅,并有利于提升冷媒换热部件内的空间利用率,使得冷媒换热流道的布局更加合理。
在其中一个实施例中,沿第一方向,相邻两个引导子流道具有第一间隔距离;各个换热子流道中的上游流道设有多个并沿第一方向间隔排布,相邻两个上游流道之间具有第二间隔距离;各个换热子流道中的下游流道设有多个并沿第一方向间隔排布,相邻两个下游流道之间具有第三间隔距离;第一间隔距离小于第二间隔距离和第三间隔距离。
本实施例中,通过使多个引导子流道之间的间隔距离小于下游流道的间隔距离以及上游流道的间隔距离,从而有利于降低回路引导流道在换热面上所对应区域的面积,有利于降低过热区的面积。
在其中一个实施例中,冷媒换热部件的表面上靠近边缘的位置形成边缘区域,在换热面的一端或两端形成边缘区域,回路引导流道对应于边缘区域配置。
本实施例中,使冷媒换热部件的边缘区域对应于回路引导流道,能够对应于温度较低的边缘区域的电池单体组件,从而有利于提升对电池单体组件的均衡散热。
在其中一个实施例中,边缘区域避让电池单体组件设置。
本实施例中,使电池单体组件避让容易过热的边缘区域,从而减小了过热对电池单体组件的影响,对电池单体组件起到保护的作用。
在其中一个实施例中,冷媒换热部件具有换热面,换热面具有第一区域和第二区域,在第一方向上,第二区域位于换热面的中部,第一区域分布于第二区域的两侧;多个换热子流道对应于第二区域,多个换热子流道对应于第一区域;由入口流道至对应于第二区域的多个换热子流道中的上游流道之间的流通路径小于由入口流道至对应于第一区域的多个换热子流道中的上游流道之间的流通路径。
本实施例中,通过减小换热介质进入到对应于第二区域中的上游流道的流通路径,从而使换热介质能够更及时的到达该区域的上游流道,从而能够达到对中部区域的电池单体组件进行快速降温的目的,有利于降低中部区域的电池单体组件温度急剧升高的风险,有利于实现对电池单体组件的均衡换热。
在其中一个实施例中,冷媒换热部件内部具有流道群,流道群包括两个冷媒换热流道,冷媒换热部件具有对称面,两个冷媒换热流道对称布置于对称面的两侧。
本实施例中,通过设计对称布置的两个冷媒换热流道,从而有利于提升冷媒换热部件对电池单体组件的均衡散热。
在其中一个实施例中,电池单体组件包括多个沿第一方向排布的电池单体模块,各个电池单体模块均包括多个沿第二方向排布的电池单体。
本实施例中,电池单体组件的布置方式与冷媒换热流道的布置方式相匹配,从而有利于提升冷媒换热流道对电池单体组件换热的均衡性。
在其中一个实施例中,冷媒换热部件位于容纳腔内且设置于箱体组件的箱底部上以用于承托电池单体组件。
本实施例中,将冷媒换热部件放置在箱体组件的箱底部上,从而实现了对电池单体组件的底部换热,换热面积大,有利于提升换热效率。
在其中一个实施例中,箱体组件包括箱本体,冷媒换热部件连接于箱本体并与箱本体共同围设形成容纳腔,电池单体组件容置于容纳腔内,冷媒换热部件能够用于承托电池单体组件。
本实施例中,冷媒换热部件可连接在箱本体上,冷媒换热部件可形成箱底板,从而能够在于电池单体组件进行换热的同时还能够用于承托电池单体组件,有利于简化外部的箱本体的结构,以有利于减轻电池装置的重量。
在其中一个实施例中,电池装置还包括接头部件,接头部件连接于冷媒换热部件上并与各个入口流道和各个出口流道均分别相连通设置。
本实施例中,通过设置接头部件,从而便于与外部的用于输送流体的管道相连接,提升组装的便捷性。
在其中一个实施例中,冷媒换热流道的宽度范围为6-15mmmm。
本实施例中,将冷媒换热流道的宽度范围设定为6-15mmmm,该宽度范围能保证冷媒在合理的压力降和流速下循环,保障整个电池装置的热管理系统的稳定运行。
在其中一个实施例中,冷媒换热流道的宽度范围为6-10mmmm。
本实施例中,6-10mm的宽度范围,能够在提升冷媒换热部件的换热性能的同时,也兼顾了冷媒换热部件的结构强度,使冷媒换热部件不会冷媒换热流道过宽而削弱了强度,能够使冷媒换热部件的换热性能和结构强调之间达到平衡。
在其中一个实施例中,冷媒换热流道内填充相变介质。
本实施例中,在冷媒换热流道内填充相变介质,有利于提升换热的效率,提高电池装置的性能稳定性。
在其中一个实施例中,冷媒换热部件由金属、非金属中的一种或多种的组合制备形成。
本实施例中,冷媒换热部件的材料选择更加灵活、多变,可依据电池装置的换热需求进行灵活地组合制备,以使冷媒换热部件能够保持高效的热传导能力,提升电池热管理系统的整体性能。
第二方面,本申请提供了一种冷媒换热部件,冷媒换热部件内部具有冷媒换热流道,冷媒换热流道包括多个并联设置的换热子流道,各个换热子流道均包括相连通的上游流道和下游流道,部分换热子流道中的上游流道与相邻换热子流道中的下游流道相邻且导热配合,部分换热子流道中的下游流道与相邻换热子流道中的上游流道相邻且导热配合。
在其中一个实施例中,多个换热子流道沿第一方向依次设置,换热子流道中的上游流道和下游流道均沿第二方向延伸设置,第二方向垂直于第一方向。
本实施例中,使上游流道和下游流道在第二方向上延伸并相邻设置,有利于增大上游流道与下游流道之间相邻区域的长度,有利于提升相邻换热的面积,增大换热的效率。
在其中一个实施例中,冷媒换热流道还包括回路引导流道,各个下游流道在远离上游流道的一端均与回路引导流道相连通配置;冷媒换热部件的表面上靠近边缘的位置形成边缘区域,回路引导流道对应于边缘区域配置。
本实施例中,使冷媒换热部件的边缘区域对应于回路引导流道,能够对应于温度较低的边缘区域的电池单体组件,从而有利于提升对电池单体组件的均衡散热。
在其中一个实施例中,冷媒换热部件内部具有流道群,流道群包括两个冷媒换热流道,冷媒换热部件具有对称面,两个冷媒换热流道对称布置于对称面的两侧。
本实施例中,通过设计对称布置的两个冷媒换热流道,从而有利于提升冷媒换热部件对电池单体组件的均衡散热。
第三方面,本申请提供了一种用电装置,包括如上述任一项的电池装置,电池装置用于存储或提供电能。
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
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请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,下面所描述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装置的分解结构示意图一;
图3为本申请一些实施例提供的电池装置的分解结构示意图二;
图4为本申请一些实施例提供的电池装置中的冷媒换热部件的分解结构示意图;
图5为本申请一些实施例提供的电池装置中冷媒换热流道与电池单体组件相对位置关系图一;
图6为本申请一些实施例提供的电池装置中冷媒换热流道与电池单体组件相对位置关系图二;
图7为本申请一些实施例提供的电池装置中冷媒换热部件上的冷媒换热流道的结构示意图一;
图8为本申请一些实施例提供的电池装置中冷媒换热部件上的冷媒换热流道的结构示意图二;
图9为本申请一些实施例提供的电池装置中冷媒换热部件上的冷媒换热流道的结构示意图三;
图10为图9中A位置的局部放大视图;
图11为图8中B位置的局部放大视图;
图12为图9中C位置的局部放大视图;
图13为图9中D位置的局部放大视图;
图14为图9中E位置的局部放大视图;
图15为图9中F位置的局部放大视图;
图16为本申请一些实施例提供的电池装置中冷媒换热部件的冷媒换热流道的温度分布示意图。
附图标记说明:
1000、车辆;1100、电池装置;1110、电池单体组件;1111、电池单体模块;1112、电池单体;1120、箱体组件;1121、第一部分;1122、第二部分;11221、框体;11222、箱底部;1130、箱本体;1131、盖体;1132、箱框;1133、容纳腔;1140、冷媒换热部件;1141、第一子部件;1142、第二子部件;1143、换热面;1144、冷媒换热流道;11441、换热子流道;11442、上游流道;114421、子入口;11443、下游流道;114431、子出口;11444、入口流道;11445、出口流道;11446、第一分流道;11447、第二分流道;11448、回路引导流道;11449、引导子流道;1145、对称面;1150、接头部件;1200、控制器;1300、马达;A、边缘区域;B、第一均温区域;C、第二区域;D、第一区域;E、分流区域;F、第二均温区域;X、第一方向;Y、第二方向;L1、第一间隔距离;L2、第二间隔距离;L3、第三间隔距离。
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,因此只作为实施例,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,技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象,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。在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
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,术语“多个”指的是两个以上(包括两个),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组),“多片”指的是两片以上(包括两片)。
在本申请实施例的描述中,技术术语“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,技术术语“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;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。
近些年,新能源汽车有了飞跃式的发展,新能源车辆的市场占有率越来越高,快速且高效地实现补能是新能源汽车行业亟待解决的问题。
新能源汽车中的电池装置在进行充放电的过程中,会释放较多的热量,电池装置中通常会设置能够对电池单体组件进行换热的换热部件,通过换热实现对电池单体组件地冷却降温。
快充是新能源车辆实现快速补能的一个主流解决方案,在实现过程遇到诸多挑战,电极组件在快速充电过程中会产生大量的热量,极易导致电池装置的内部温度急剧上升。快充情况下,更易出现换热部件对电池单体组件的换热不均衡的问题,导致部分电池单体组件的温度急剧升高,电池装置内部积聚大量的热量,从而影响电池装置的使用性能和使用寿命,甚至会导致电池装置在使用过程中存在较大的隐患,因此,保障电池装置均衡散热、快速换热以及提升电池装置温度分布的一致性成为了电池热管理的瓶颈。
具体地,电池装置在充放电过程中会产生热量,如果热量无法有效散发,可能会导致电池装置性能下降、寿命缩短,高温会导致电池装置内部化学反应加速,增加电池装置的内阻,降低能量密度,严重时可能引发热失控。故,电池装置中通过设置换热部件对其中的电池单体组件进行冷却。
对于电池装置内部温度分布不均、局部易出现高温的问题,经过研究发现,电池装置内部的换热部件上存在较大面积的过热区域,过热区域的换热能力较低,大面积的过热区域的存在会降低对电池单体组件的换热效率、换热能力等,使对应于过热区域的电池单体组件的温度会急剧升高,导致整个电池单体组件上的温度分布不均衡,影响电池装置的正常使用,另外,过热区域还会导致电池装置内部的热量不能及时扩散,引起电池装置内部温度升高,从而影响电池单体组件及电池装置的使用性能和使用寿命。
进一步分析,冷媒换热部件内部设有冷媒换热流道,冷媒换热流道中的进路流道(对应于本申请的上游流道)集中设置,回路流道(对应于本申请的下游流道)也集中设置,换热介质(例如换热冷媒)在进入进路流道进行换热后会由液态变为气态,在回路流道中换热冷媒基本气化,气态的换热冷媒的换热量较小,使得冷媒换热部件上产生过热区域,过热区域对电池单体组件的换热能力降低,回路流道集中设置,会形成大面积的过热区域,过热区域指换热能力较弱的区域,过热区域面积过大会影响对电池单体组件整体的换热效果,导致对应于过热区域的电池单体组件的温度急剧升高,电池单体组件上的温度分布出现不均衡的问题,热量积聚,进而影响电池单体组件及电池装置的使用性能和使用寿命。
故,本申请提供了一种电池装置,基于冷媒换热部件上对应于上游流道的区域的温度高,冷媒换热部件上对应于下游流道的区域的温度低的特点,通过使冷媒换热部件内的多个换热子流道并联设置,并进一步使相邻的换热子流道中的上游流道和下游流道之间进行相邻设置并导热配合,则下游流道会与上游流道之间进行换热和导热,从而使得冷媒换热部件上分别对应于上游流道和下游流道的区域之间的温度得到平衡,冷媒换热部件上对应于下游流道的区域不易形成过热区域,从而能够达到减少冷媒换热部件上过热区域面积的作用,使得冷媒换热部件上的温度分布更加均衡,从而有利于提升冷媒换热部件对电池单体组件均衡换热的能力,使电池单体组件的温度均衡性得到提高;另外,过热区域面积减小,有利于提升冷媒换热部件整体的换热能力,进而提升对电池单体组件的换热效果,电池装置内部的热量能够及时得到扩散,使得电池单体组件的整体温度更加平稳,有利于提升电池单体组件以及电池装置的使用性能和使用寿命。
具体地,参照图2所示,本申请实施例提供了一种电池装置(Battery Apparatus),该电池装置1100可包括一个或多个电池单体组件1110,用于提供电压和容量,电池单体组件(Battery Cell Assembly)可包括多个电池单体1112,多个电池单体通过汇流部件串联、并联或混联连接。电池装置1100还可以为电池包(battery Pack),电池包一般包括箱体组件和一个或多个电池单体组件1110,电池单体组件1110容纳于箱体组件中。
本申请实施例公开的电池装置1100可以用于使用电池装置1100作为电源的用电装置或者使用电池装置1100作为储能元件的各种储能装置及储能系统。用电装置可以为但不限于手机、便携式设备、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、车辆、船舶、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。
以下实施例为了方便说明,以本申请一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的内部设置有电池装置1100,电池装置1100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池装置1100可以用于车辆1000的供电,例如,电池装置1100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器1200和马达1300,控制器1200用来控制电池装置1100为马达1300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,电池装置1100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。
请参照图2所示,图2为本申请一些实施例提供的电池装置1100的爆炸图。一种实施方式中,电池装置1100包括箱体组件1120和电池单体组件1110,箱体组件1120内形成有容纳腔1133,电池单体组件1110容置于容纳腔1133内,电池单体组件1110常由多个电池单体1112排列形成,或者,电池单体组件1110还可以为电池模组(Battery Module),电池模组由多个电池单体1112排列并固定形成一个独立模块。其中,箱体组件1120用于为电池单体组件1110提供容纳腔1133,箱体组件1120可以采用多种结构。
电池单体1112是指组成电池装置1100的最小单元。其中,每个电池单体1112可以为二次电池单体或一次电池单体;还可以是锂硫电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体,但不局限于此。电池单体1112可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
根据本申请的一些实施例,参照图2-5所示,本申请实施例提供了一种电池装置1100,电池装置1100包括箱体组件1120、电池单体组件1110和冷媒换热部件1140;其中,箱体组件1120内部设有容纳腔1133;电池单体组件1110设置在容纳腔1133内;冷媒换热部件1140配置为与电池单体组件1110进行热交换;冷媒换热部件1140内部具有冷媒换热流道1144,冷媒换热流道1144包括多个沿并联设置的换热子流道11441,各个换热子流道11441均包括相连通的上游流道11442和下游流道11443,部分换热子流道11441中的上游流道11442与相邻的换热子流道11441中的下游流道11443相邻且导热配合;部分换热子流道11441中的下游流道11443与相邻换热子流道11441中的上游流道11442相邻且导热配合。
具体地,对于箱体组件1120来说,箱体组件1120用于容置电池单体组件1110,箱体组件1120具有容纳腔1133,容纳腔1133可以为封闭的空腔,或者,容纳腔1133也可以为具有开口的空腔,则,在容纳腔1133为封闭的空腔时,冷媒换热部件1140可容置在容纳腔1133内,在容纳腔1133为具有开口的空腔时,冷媒换热部件1140可连接在箱体组件1120的开口侧,冷媒换热部件1140与箱体组件1120共同限定出封闭的空腔。箱体组件1120可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
电池单体组件1110包括一个或多个电池单体1112,冷媒换热部件1140需要与电池单体组件1110进行热交换(也就是换热),一般,冷媒换热部件1140需要靠近电池单体组件1110设置,或者,冷媒换热部件1140需要直接接触或抵接电池单体组件1110,从而提升换热的效果。冷媒换热部件1140与电池单体组件1110之间进行换热时,需要冷媒换热部件1140与电池单体组件1110之间形成较大的换热面积,以提升换热效果,故,在冷媒换热部件1140上会形成与电池单体1112的表面相靠近或相接触的换热面1143。
电池单体1112的与换热面1143相靠近或相接触的表面可以为电池单体1112的底面或电池单体1112的侧面,以电池装置1100水平放置为例,电池单体1112下方的表面为底面,电池单体1112沿竖直方向的表面为侧面,则,本实施例中,冷媒换热部件1140的换热面1143可与电池单体1112的底面或侧面进行接触或靠近设置,也就是说,冷媒换热部件1140可位于电池单体组件1110的底部,也可以位于电池单体组件1110的侧部,位于电池单体组件1110的底部的冷媒换热部件1140通常还可称为换热底板或冷却底板。
以下实施例为了方便说明,以本申请一实施例的一种电池装置1100水平放置,且其中的冷媒换热部件1140位于电池单体组件1110的底部为例进行说明。
本电池装置1100中,冷媒换热部件1140可采用直冷换热的方式,换热介质可采用换热冷媒,因此,冷媒换热部件1140内部开设的流道定义为冷媒换热流道1144。对于冷媒换热部件1140内部的冷媒换热流道1144来说,参照图4所示,冷媒换热流道1144可以为冷媒换热部件1140内部的孔结构,例如,冷媒换热部件1140呈板状,在冷媒换热部件1140的板内开设具有一定延伸长度和延伸路径的通孔结构或空腔结构,该通孔结构或空腔结构即形成冷媒换热流道1144。
冷媒换热部件1140可采用一体成型的结构,冷媒换热流道1144可采用气辅或水辅成型的方式进行制备;或者,冷媒换热部件1140也可以采用组合成型的方式,例如,冷媒换热部件1140包括第一子部件1141和第二子部件1142,第二子部件1142上形成具有预设延伸长度和延伸形状的凹槽结构,凹槽结构可采用冲压成型的方式进行制备,第一子部件1141与第二子部件1142之间固定或可拆卸连接,并使凹槽结构的槽口封闭进而形成通孔结构或空腔结构,也就是形成冷媒换热流道1144。
例如,第一子部件1141可为上板,第二子部件1142可为下板,冷媒换热流道1144采用冲压成型的方式形成于下板上。第一子部件1141与第二子部件1142之间可采用钎焊的方式进行焊接,焊接的区域可具有配合传热的作用。
又例如,冷媒换热部件1140采用折弯管制备形成,折弯管在平行于换热面1143的平面内延伸、弯折,则,折弯管的管腔即形成冷媒换热流道1144,折弯管的朝向电池单体组件1110的表面则形成换热面1143。折弯管中相邻两个管体之间设置导热胶,则可知,上游流道11442和下游流道11443之间可通过导热胶达到传热的目的。
参照图5和图7所示,冷媒换热流道1144包括多个换热子流道11441,每个换热子流道11441即形成一个换热回路,也就是说,一个换热子流道11441会有一个换热入口和一个换热出口,各个换热子流道11441中,上游流道11442与下游流道11443相连通,上游流道11442的远离下游流道11443的一端形成换热入口,下游流道11443的远离上游流道11442的一端形成换热出口,从而使得换热介质由换热入口进入上游流道11442,进而流通至下游流道11443,再由换热出口流出,形成循环换热。
换热介质采用换热冷媒,使得本冷媒换热部件1140采用了直冷换热的方式,换热的过程为,换热介质在进入上游流道11442进行换热后会由液态变为气态,上游流道11442中的液态的换热冷媒量大,相变换热量大,对电池单体组件1110的换热能力强,换热冷媒由上游流道11442进入到下游流道11443中,在下游流道11443中换热冷媒基本气化,气态的换热冷媒的换热量较小,从而对电池单体组件1110的换热能力降低。
假设,多个换热子流道11441中的下游流道11443集中设置,冷媒换热部件1140会在对应于下游流道11443的换热面1143区域上形成大面积的过热区域,过热区域指换热能力较弱的区域,过热区域面积过大会影响对电池单体组件1110整体的换热效果,导致电池单体组件1110的温度升高,进而影响电池单体组件1110及电池装置1100的使用性能和使用寿命。
对上述过热问题进行分析,由于上游流道11442内的换热冷媒的换热能力强,换热面1143上对应于上游流道11442的区域的温度低,下游流道11443中的换热冷媒的换热能力相对较弱,换热面1143上对应于下游流道11443的区域的温度高,因此,为了减小过热区域的面积,将冷媒换热流道1144中的多个换热子流道11441进行并排设置,并且,使部分换热子流道11441中的上游流道11442与相邻的换热子流道11441中的下游流道11443相邻且导热配合,部分换热子流道11441中的下游流道11443与相邻的换热子流道11441中的上游流道11442相邻且导热配合,也就是,相邻两个换热子流道11441中的上游流道11442和下游流道11443之间进行相邻配置,相邻指上游流道11442和下游流道11443在空间上直接相连(没有间隔)或仅有极小的间隔;导热配合指相邻的上游流道11442和下游流道11443之间能够进行导热(或换热),也可理解为,由于上游流道11442和下游流道11443的相邻配置,使得换热面1143上对应于上游流道11442的区域与换热面1143上对应于下游流道11443的区域之间能够进行导热(或换热)。
则可知,上游流道11442和下游流道11443之间的导热配合,上游流道11442的低温使下游流道11443的高温得到平衡,也就是,换热面1143上对应于上游流道11442的低温区域使换热面1143上的对应于下游流道11443的高温区域的高温得到平衡,从而能够减小冷媒换热部件1140上换热面1143的温差,因此可知,与上游流道11442相邻的下游流道11443对应的换热面1143的区域温度不易过渡升高,温度相对降低,从而不易形成过热区,使得换热面1143上的温度分布更加均衡。则,两个相邻的换热子流道11441中的上游流道11442和下游流道11443在换热面1143上对应形成第一均温区域B,结合图11所示,该第一均温区域B的温度分布更加均衡。
其中,需要说明的是,多个换热子流道11441中的上游流道11442和下游流道11443均会与换热面1143相对,上游流道11442和下游流道11443中的换热介质会与换热面1143之间进行换热,换热面1143再与电池单体组件1110之间进行换热。
电池单体组件1110可与冷媒换热部件1140的换热面1143之间直接接触换热,或者,电池单体组件1110与换热面1143之间相间隔设置,并使电池单体组件1110靠近换热面1143布设,从而使得冷媒换热部件1140通过换热面1143与电池单体组件1110之间能够进行换热,从而达到对电池单体组件1110进行冷却降温的目的。
结合图16的冷媒换热流道的温度分布示意,可明显的发现,与上游流道11442相邻的下游流道11443的温度明显得到平衡,图16中,红色越深,温度越高,绿色越深,温度越低,数字的大小反应温度的高低。
本实施方式中,将相邻两个换热子流道11441中的上游流道11442和下游流道11443之间进行相邻配置,则上游流道11442的低温能够使下游流道11443的高温得到平衡,使换热面1143上对应于下游流道11443的区域的温度降低,从而不易形成过热区,则使得过热区的面积相对减小,有利于提升对电池单体组件1110的换热效果,并使得冷媒换热部件1140的换热面1143上的温度分布更加均匀,以提升对电池单体组件1110的换热均匀性。
在一些实施例中,参照图5和图6所示,多个换热子流道11441沿第一方向依次设置,换热子流道11441中的上游流道11442和下游流道11443均沿第二方向延伸设置,第二方向Y垂直于第一方向X。
其中,需要说明的是,第一方向X可为平行于换热面1143的任意方向,例如,第一方向X为换热面1143的宽度方向(或长度方向),对应地,第二方向Y为换热面1143的长度方向(或宽度方向)。
具体地,第一方向X平行于换热面1143,以冷媒换热部件1140呈板状为例,则冷媒换热部件1140的一侧板面即可形成换热面1143,第一方向X为板面的宽度方向时,则第二方向Y即为板面的长度方向,上游流道11442和下游流道11443均沿第二方向Y延伸设置,可知上游流道11442和下游流道11443平行且相间隔设置,且上游流道11442和下游流道11443的延伸方向均沿板面的长度方向,一个换热子流道11441中可包括多个上游流道11442和多个下游流道11443,沿第二方向Y,上游流道11442和下游流道11443在一端的位置相连通。
本实施方式中,使上游流道11442和下游流道11443在第二方向Y上延伸并相邻设置,有利于增大上游流道11442与下游流道11443之间相邻区域的长度,有利于提升相邻换热的面积,增大换热的效率。
在一些实施例中,参照图6和图7所示,冷媒换热流道1144还包括至少一个入口流道11444和至少一个出口流道11445,一个入口流道11444与多个上游流道11442相连通,一个出口流道11445与多个下游流道11443相连通。
具体地,入口流道11444为换热介质进入到冷媒换热部件1140内部的入口,入口流道11444可设置一个或多个,一个入口流道11444可与多个上游流道11442相连通,如果各个上游流道11442的入口称为子入口114421,则可知,换热介质进入入口流道11444后会形成多个分支与多个子入口114421相连接,该多个分支可理解为多个进路分流流道。
同样地,出口流道11445为换热介质流出到冷媒换热部件1140外部的出口,出口流道11445可设置一个或多个,一个出口流道11445可与多个下游流道11443相连通,如果各个下游流道11443的出口称为子出口114431,则可知,换热介质流出子出口114431后会通过多个分支与出口流道11445相连通。
本实施方式中,一个入口流道11444可对应连通多个上游流道11442,一个出口流道11445可对应连通多个下游流道11443,从而有利于增加上游流道11442和下游流道11443的数量,并进行合理规划和布局,提升布局的均匀度,以有利于使换热面1143(即冷媒换热部件1140)的均温性得到提升。
在一些实施例中,参照图7、图8及图14所示,冷媒换热流道1144还包括第一分流道11446和多个均与第一分流道11446相连通的第二分流道11447,第一分流道11446沿第一方向X延伸设置,第一分流道11446与入口流道11444相连通;各个第二分流道11447均沿第二方向Y延伸设置,各个第二分流道11447均分布对应与各个上游流道11442相连通配置。
具体地,第一分流道11446和第二分流道11447分别为入口流道11444与各个上游流道11442之间的连接流道,换热介质先经过第一分流道11446,然后进入各个第二分流道11447,由各个第二分流道11447分别对应进入到各个对应的上游流道11442中。第一分流道11446和第二分流道11447在换热面1143上对应形成分流区域E。
第一分流道11446可设置一个或多个,一个第一分流道11446分别与多个第二分流道11447相连通,第一分流道11446沿第一方向X延伸设置,第一分流道11446的延伸长度方向与各个换热子流道11441的排布方向相同,从而使得换热介质在第一分流道11446内流通得更加顺畅,并有利于减小换热介质由入口流道11444进入第二分流道11447以及上游流道11442的流通路径,有利于减少换热损失。
各个第二分流道11447沿第二方向Y延伸设置,也就是说,各个第二分流道11447之间相平行并相间隔设置,各个第二分流道11447均与第一分流道11446相垂直连通,各个下游流道11443也均沿第二方向Y延伸设置,使各个第二分流道11447与各个下游流道11443相对,从而使得换热介质能够由各个第二分流道11447更加顺畅地流入至各个下游流道11443中,并有利于缩短换热介质的在进入下游流道11443之间的流通路径,减少热量损失。
第一分流道11446和第二分流道11447也可理解为入口流道11444的一部分,换热介质(即换热冷媒)进入冷媒换热部件1140内部,其目的在于减小分流不均带来的冷媒换热部件1140温差问题,换热介质分流易受到换热介质干度的影响,干度越大分流越困难,换热介质进入冷媒换热部件1140时干度最小,因此,在这个区域进行分流时换热介质受影响最小,该区域一般分为多个第二分流道11447,其目的在于可以设置多个上游流道11442,以减小某一换热子流道11441换热能力差对冷板均温的影响,且任意相邻两个换热子流道11441中的上游流道11442和下游流道11443可进行相互均衡,进一步提升冷媒换热部件1140的均温性能。多个换热子流道11441的有效长度应保持一致,减小各第一分流道11446和第二分流道11447中流阻差异带来的分流不均影响,从而进一步减小换热面1143的温差,提升冷媒换热部件1140的均温性能。
本实施方式中,第一分流道11446和第二分流道11447为入口流道11444与下游流道11443之间的连接流道,使第一分流道11446沿第一方向X延伸设置以与各个换热子流道11441的布置方向相一致,有利于提升换热介质的流通顺畅度;各个第二分流道11447均与第一分流道11446相垂直,并使各个第二分流道11447与各个下游流道11443相对,提升换热介质流通的顺畅度,有利于减少换热介质的流通路径,减少换热损失。
在一些实施例中,参照图8、图9及图15所示,入口流道11444与出口流道11445相邻设置。
具体地,入口流道11444与出口流道11445相邻,从而使得入口流道11444和出口流道11445的温度能够更加均衡,也就是说,相邻的两个入口流道11444与出口流道11445在换热面1143上对应形成第二均温区域F,该第二均温区域F的温度分布更加均衡,例如,若在换热介质的流阻较大时,入口流道11444内的高温换热冷媒可以给出口流道11445的低温换热冷媒进行加热,从而向外部的输送系统请求更大的换热冷媒流量,以进一步减小冷媒换热部件1140(具体为换热面1143)上的温差。
本实施方式中,相邻布置的入口流道11444和出口流道11445有利于实现温度的均衡,提升换热冷媒的流量,进而平衡换热面1143的温差。
在一些实施例中,参照图7所示,沿第一方向X,冷媒换热流道1144的两端位置分别配置为下游流道11443。
具体地,沿第一方向X,冷媒换热流道1144具有两个端部位置,两个端部位置可分别理解为冷媒换热流道1144的首端和尾端;冷媒换热流道1144沿第一方向X布置有多个换热子流道11441,故可知,在两端位置分别包括两个换热子流道11441,分别为位于首端的换热子流道11441和位于尾端的换热子流道11441。
冷媒换热流道1144的两端位置分别配置为下游流道11443指,位于首端的换热子流道11441中的下游流道11443位于远离相邻的换热子流道11441的一侧;位于尾端的换热子流道11441中的下游流道11443位于远离相邻的换热子流道11441的一侧,也就是说,沿第一方向X,依次分别为下游流道11443、上游流道11442、下游流道11443、……上游流道11442、下游流道11443,从而使得两个下游流道11443分别位于换热面1143的两个靠近边缘的位置。
本实施方式中,由于下游流道11443的换热能力较低,因此,对应的换热面1143区域的温度相对较高,而对应于边缘位置的电池单体组件1110的温度相较于中部区域的电池单体组件1110的温度较低,相对温度较高的换热面1143区域匹配温度相对较低的电池单体组件1110,使第一方向X的两端匹配下游流道11443,实现温度的协调匹配,更有利于实现对电池单体组件1110的均衡散热。
在一些实施例中,参照图7和图8所示,沿第一方向X,入口流道11444和出口流道11445位于同侧;冷媒换热流道1144还包括回路引导流道11448,各个下游流道11443在远离入口流道11444的一侧均具有子出口114431,出口流道11445通过回路引导流道11448与各个子出口114431相连通配置;沿第一方向X,回路引导流道11448位于冷媒换热流道1144的一端或两端。
具体地,沿第一方向X,入口流道11444和出口流道11445位于同侧指,例如,沿第一方向X具有延伸轴线,则入口流道11444和出口流道11445均位于延伸轴线的一侧,入口流道11444和出口流道11445可相邻配置。
回路引导流道11448为连接各个下游流道11443的子出口114431和出口流道11445之间的连接流道,回路引导流道11448可设置一个或两个,各个回路引导流道11448可包括多个相平行设置的引导子流道11449。例如,回路引导流道11448设有两个,两个回路引导流道11448可分别位于冷媒换热流道1144的沿第一方向X的两端,也就是说,冷媒换热流道1144的首端位置和尾端位置布置有回路引导流道11448。
各个下游流道11443均具有子出口114431,子出口114431均位于下游流道11443的远离入口流道11444的一侧,也就是说,沿第二方向Y,换热介质由一端流入,并由另一端流出,再进入到回路引导流道11448中,使得流体由换热面1143的沿第一方向X的边缘流入至出口流道11445中。
可知,该布局方式中,两个回路引导流道11448中换热介质的换热能力相对更低,故可知,对应于回路引导流道11448的换热面1143的区域的温度相较于其它上游流道11442和下游流道11443的温度较高,因此,该回路引导流道11448所对应的换热面1143的区域的面积可相对缩小,以有利于减小过热区域的面积。结合图16的冷媒换热流道的温度分布示意,可明显的发现,与上游流道11442相邻的下游流道11443的温度明显得到平衡,并且,与回路引导流道11448相对应的过热区域(即边缘区域A)的温度也相对得到均衡,不易发生过热的现象。
本实施方式中,通过设置回路引导流道11448,并将回路引导流道11448设置在换热面1143的沿第一方向X的一端或两端,也就是使回路引导流道11448位于换热面1143的边缘位置,使回路引导流道11448对应于位于边缘位置的温度相对较低的电池单体组件1110,从而有利于减小过热区对电池单体组件1110的影响,有利于实现对电池单体组件1110的均衡换热。
在一些实施例中,参照图5、图7-9所示,回路引导流道11448包括多个沿第二方向Y延伸并连通的引导子流道11449,多个引导子流道11449连通于出口流道11445与各个子出口114431之间。
具体地,由于回路引导流道11448用于汇聚多个下游流道11443中的换热介质,因此,使回路引导流道11448包括多个引导子流道11449,多个引导子流道11449连通于出口流道11445与各个子出口114431之间,以能够提升流通的效率,减少换热介质的积聚、堵塞。
由于上游流道11442和下游流道11443均沿第二方向Y延伸设置,为了提升冷媒换热部件1140的空间利用率,使得引导子流道11449也均沿第二方向Y延伸,使得冷媒换热部件1140的换热面1143上流道分布的更加均匀,有利于提升均衡散热。
本实施方式中,通过设置多个沿第二方向Y延伸设置的引导子流道11449,使得冷媒换热流道1144的回流更加顺畅,并有利于提升冷媒换热部件1140内的空间利用率,使得冷媒换热流道1144的布局更加合理。
在一些实施例中,参照图7所示,沿第一方向X,相邻两个引导子流道11449具有第一间隔距离L1;各个换热子流道11441中的上游流道11442设有多个并沿第一方向X间隔排布,相邻两个上游流道11442之间具有第二间隔距离L2;各个换热子流道11441中的下游流道11443设有多个并沿第一方向X间隔排布,相邻两个下游流道11443之间具有第三间隔距离L3;第一间隔距离L1小于第二间隔距离L2和第三间隔距离L3。
具体地,第一间隔距离L1应理解为在第一方向X上,相邻两个引导子流道11449的两个相对流道壁之间的距离,也就是说,相邻两个引导子流道11449之间的间隔部分在第一方向X上产生的距离;同样地,第二间隔距离L2应理解为,相邻两个上游流道11442的两个相对流道壁之间的距离,也就是说,相邻两个上游流道11442之间的间隔部分在第一方向X上产生的距离;同样地,第三间隔距离L3应理解为,相邻两个下游流道11443的两个相对流道壁之间的距离,也就是说,相邻两个下游流道11443之间的间隔部分在第一方向X上产生的距离。
第一间隔距离L1小于第二间隔距离L2和第三间隔距离L3,可知,在第一方向X上,引导子流道11449的密集程度应大于下游流道11443的密集程度且大于上游流道11442的密集程度,从而使得多个引导子流道11449对应的换热面1143上的区域尽可能小,以减小换热面1143上过热区(即过热区域)的面积。
本实施方式中,通过使多个引导子流道11449之间的间隔距离小于下游流道11443的间隔距离以及上游流道11442的间隔距离,从而有利于降低回路引导流道11448在换热面1143上所对应区域的面积,有利于降低过热区的面积。
在一些实施例中,参照图6、图8-10及图16所示,冷媒换热部件1140的表面上靠近边缘的位置形成边缘区域A,回路引导流道11448对应于边缘区域A配置。
具体地,以冷媒换热部件1140呈平板状为例进行说明,冷媒换热部件1140具有两个相对的表面,其中一个表面形成换热面1143,则,边缘区域A应理解为换热面1143的靠近边缘的位置区域,理论上,边缘区域A可有多个,但基于冷媒换热流道1144的结构布局,故,参照图8和图9所示,冷媒换热部件1140的形成换热面1143的表面上只研究沿第一方向X两端的一个或两个靠近边缘位置的边缘区域A,可认为,冷媒换热部件1140的形成换热面1143的表面上具有一个边缘区域A或两个边缘区域A。
回路引导流道11448位于冷媒换热部件1140的内部并与冷媒换热部件1140的形成换热面1143的表面相对设置,回路引导流道11448的设置对应于边缘区域A的位置,在回路引导流道11448设有一个的情况下,边缘区域A设有一个,并与回路引导流道11448相对应设置;在回路引导流道11448设有两个的情况下,边缘区域A对应设有两个,两个回路引导流道11448与该两个边缘区域A分别相对应设置。
回路引导流道11448对应于冷媒换热部件1140的表面上的区域的温度高,可发现,电池单体组件1110中,靠近冷媒换热部件1140边缘、靠近箱体组件1120侧壁部分的电池单体组件1110的温度相对于中部区域的电池单体组件1110的温度偏低,因此,将回路引导流道11448布置在该边缘区域A,可有利于平衡冷媒换热部件1140与电池单体组件1110之间的换热。结合图16所示,与回路引导流道11448相对应的边缘区域A的温度也相对得到均衡,不易发生过热的现象。
本实施方式中,使冷媒换热部件1140的边缘区域A对应于回路引导流道11448,能够对应于温度较低的边缘区域A的电池单体组件1110,从而有利于提升对电池单体组件1110的均衡散热。
在一些实施例中,参照图6所示,边缘区域A避让电池单体组件1110设置。
具体地,以电池装置1100水平放置为例,边缘区域A的下方的位置即为回路引导流道11448,由于回路引导流道11448内的换热介质的换热能力下降,因此,使得边缘区域A的温度容易升高,如果边缘区域A与电池单体组件1110相抵接,势必会影响到该部分电池单体组件1110的换热,容易产生电池单体组件1110的温度急剧升高的风险。因此,本实施方式中,将电池单体组件1110避让开该边缘区域A,也就是说,在该边缘区域A的上方不放置电池单体组件1110,从而使得电池单体1112部件尽可能不与该边缘区域A进行直接接触,从而有利于降低过热对电池单体组件1110换热的影响。
本实施方式中,使电池单体组件1110避让容易过热的边缘区域A,从而减小了过热对电池单体组件1110的影响,对电池单体组件1110起到保护的作用。
在一些实施例中,参照图3所示,电池装置1100还包括箱本体1130,冷媒换热部件1140连接于箱本体1130并与箱本体1130共同围设形成容纳腔1133,电池单体组件1110容置于容纳腔1133内,冷媒换热部件1140能够用于承托电池单体组件1110。
具体地,箱本体1130可包括盖体1131和箱框1132,盖体1131和箱框1132相互盖合,盖体1131、箱框1132以及冷媒换热部件1140共同限定出用于容纳电池单体组件1110的容纳腔1133。其中,盖体1131可以为板状结构,箱框1132可以为两端开口的空心结构,例如,箱框1132为环形框结构,盖体1131盖合于箱框1132的一个开口侧,冷媒换热部件1140连接在箱框1132的另一个开口侧,盖体1131可与冷媒换热部件1140相对设置。箱本体1130可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
冷媒换热部件1140可连接在箱本体1130上,冷媒换热部件1140可形成箱底板,从而能够在于电池单体组件1110进行换热的同时还能够用于承托电池单体组件1110,有利于简化外部的箱本体1130的结构,以有利于减轻电池装置1100的重量。
在上述箱本体1130的结构中,以箱本体1130竖直放置为例,边缘区域A可位于箱框1132的下方位置,从而使得边缘区域A能够避让电池单体组件1110。
在一些实施例中,参照图9、图12及图13所示,冷媒换热部件1140具有换热面1143,换热面1143具有第一区域D和第二区域C,在第一方向X上,第二区域C分布于换热面1143的中部,第一区域D分布于第二区域C的两侧;多个换热子流道11441对应于第二区域C,多个换热子流道11441对应于第一区域D;由入口流道11444至对应于第二区域C的多个换热子流道11441中的上游流道11442之间的流通路径小于由入口流道11444至对应于第一区域D的多个换热子流道11441中上游流道11442之间的流通路径。
具体地,第一区域D和第二区域C分别为换热面1143上对应于换热子流道11441的区域,以第一方向X为换热面1143的宽度方向为例,在换热面1143的宽度方向上具有位于中部的第二区域C和相对远离中部的第一区域D,中部可理解为换热面1143在宽度方向上更靠近中心的部分。
多个换热子流道11441中部分的换热子流道11441对应第一区域D设置,部分的换热子流道11441对应于第二区域C设置,也就是说,对应于第一区域D的换热子流道11441远离换热面1143的中部。由于越靠近换热面1143中部区域(即第二区域C),对应的电池单体组件1110的温度越容易急剧升高,因此,该中部区域布置的换热子流道11441需要能够更及时的补充换热介质,故将该由入口流道11444进入到对应于第二区域C的多个换热子流道11441中的上游流道11442之间的流通路径缩短,从而使得换热介质能够更快地流入到该第二区域C的上游流道11442内,达到对该区域的电池单体组件1110进行快速换热的目的,有利于减小中部区域电池单体组件1110温度急剧升高的风险。
故,可理解的是,第二区域C可理解为优先冷却区,优先冷却区分布在换热面1143的中部区域,以对应于位于中部区域的电池单体1112。基于位于中部区域的电池单体1112的产热量较大的原因,因此,使换热量需求大的中部区域的电池单体1112能够得到充分换热,在换热不稳定或换热冷媒量少时,换热面1143上的过热区可能会增大,加剧冷板温差,因此,需优先冷却换热量大的区域,也就是优先冷却第二区域C,故,将对应于第二区域C的上游流道11442与入口流道11444之间的流通路径更小,使换热介质能够更快的流入,提升换热的效率,以利于均衡换热。
另外,需要进一步指出的是,对应于第二区域C的上游流道11442的密度也应大于对应于第一区域D的上游流道11442的密度,对应于第二区域C的下游流道11443的密度也应大于对应于第一区域D的下游流道11443的密度,从而有利于提升换热的效率。
本实施方式中,通过减小换热介质进入到对应于第二区域C中的上游流道11442的流通路径,从而使换热介质能够更及时的到达该区域的上游流道11442,从而能够达到对中部区域的电池单体组件1110进行快速降温的目的,有利于降低中部区域的电池单体组件1110温度急剧升高的风险,有利于实现对电池单体组件1110的均衡换热。
在一些实施例中,参照图7-9所示,冷媒换热部件1140内部具有流道群,流道群包括两个冷媒换热流道1144,冷媒换热部件1140具有对称面1145,两个冷媒换热流道1144对称布置于对称面1145的两侧。
具体地,流道群可理解为布置在冷媒换热部件1140内部的全部的冷媒换热流道1144的总和,流道群包括两个冷媒换热流道1144,各个冷媒换热流道1144又包括多个换热子流道11441,各个换热子流道11441又包括多个上游流道11442、多个下游流道11443以及回路引导流道11448。
其中,对称面1145应理解为一个虚拟的表面,对称面1145应理解为垂直于换热面1143的假想平面,对称面1145在换热面1143上的投影形成对称轴线,对称轴线应理解为换热面1143的对称线,对称轴线两侧的电池单体组件1110应对称布置。
将流道群划分为两个冷媒换热流道1144,从而使两个冷媒换热流道1144关于对称面1145进行对称布置,由于对称面1145两侧的电池单体组件1110的温度分布相对称,因此,通过对称面1145两侧的冷媒换热流道1144进行对称设计,其目的为使对称面1145两侧的流道分布得更加均匀,从而实现对电池单体组件1110的均衡散热,使电池单体组件1110的对称区域的温度分布差异控制在设计范围内。
本实施方式中,通过设计对称布置的两个冷媒换热流道1144,从而有利于提升冷媒换热部件1140对电池单体组件1110的均衡散热。
在一些实施例中,参照图5和图6所示,电池单体组件1110包括多个沿第一方向X排布的电池单体模块1111,各个电池单体模块1111均包括多个沿第二方向Y排布的电池单体1112。
具体地,每个电池单体模块1111包括多个电池单体1112,多个电池单体1112沿第二方向Y依次布置,使得每个电池单体模块1111在沿第二方向Y上具有一定的延伸长度,电池单体模块1111的长度方向与上游流道11442和下游流道11443的延伸长度方向相一致,多个上游流道11442和多个下游流道11443还能够在电池单体模块1111的宽度方向上进行间隔布置,使得上游流道11442和下游流道11443与电池单体模块1111之间分布的更加均匀,有利于提升冷媒换热流道1144对电池单体组件1110的换热均衡性。
本实施方式中,电池单体组件1110的布置方式与冷媒换热流道1144的布置方式相匹配,从而有利于提升冷媒换热流道1144对电池单体组件1110换热的均衡性。
在一些实施例中,参照图2所示,冷媒换热部件1140位于容纳腔1133内且设置于箱体组件1120的箱底部11222上以用于承托电池单体组件1110。
对于箱体组件1120来说,箱体组件1120用于容置电池单体组件1110,箱体组件1120可包括第一部分1121和第二部分1122,第一部分1121与第二部分1122相互盖合,第一部分1121和第二部分1122共同限定出用于容纳电池单体组件1110的容纳腔1133。其中,第一部分1121可以为板状结构,第二部分1122可以为一端开口的空心结构,第一部分1121盖合于第二部分1122的开口侧,以与第二部分1122共同限定出容纳腔1133。可选地,第一部分1121也可采用一侧开口的空心结构,则,第二部分1122还可为一端开口的空心结构,第一部分1121的开口侧盖合于第二部分1122的开口侧,以与第二部分1122共同限定出容纳腔1133。箱体组件1120可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。其中,第二部分1122可包括框体11221和箱底部11222,箱底部11222可采用板体结构,因此,箱底部11222又称箱底板,框体11221环绕设置以形成箱体组件1120的侧壁,框体11221形成上下两个开口,箱底部11222与框体11221的底端开口相连接,第二部分1122连接在框体11221的上端开口。
一般,电池装置1100水平放置,则箱底板水平,冷媒换热部件1140可放置在箱底板上,此时,冷媒换热部件1140可呈板状,冷媒换热部件1140的上表面即形成换热面1143,电池单体组件1110中的各个电池单体1112的底面抵接在换热面1143上,冷媒换热部件1140还能够对电池单体组件1110起到支撑、承托的作用。
本实施方式中,将冷媒换热部件1140放置在箱体组件1120的箱底部11222上,从而实现了对电池单体组件1110的底部换热,换热面积大,有利于提升换热效率。
在一些实施例中,参照图3所示,箱体组件1120包括箱本体1130,冷媒换热部件1140连接于箱本体1130并与箱本体1130共同围设形成容纳腔1133,电池单体组件1110容置于容纳腔1133内,冷媒换热部件1140能够用于承托电池单体组件1110。
具体地,箱本体1130可包括盖体1131和箱框1132,盖体1131和箱框1132相互盖合,盖体1131、箱框1132以及冷媒换热部件1140共同限定出用于容纳电池单体组件1110的容纳腔1133。其中,盖体1131可以为板状结构,箱框1132可以为两端开口的空心结构,例如,箱框1132为环形框结构,盖体1131盖合于箱框1132的一个开口侧,冷媒换热部件1140连接在箱框1132的另一个开口侧,盖体1131可与冷媒换热部件1140相对设置。箱本体1130可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
本实施方式中,冷媒换热部件1140可连接在箱本体1130上,冷媒换热部件1140可形成箱底板,从而能够在于电池单体组件1110进行换热的同时还能够用于承托电池单体组件1110,有利于简化外部的箱本体1130的结构,以有利于减轻电池装置1100的重量。
在一些实施例中,参照图2-9所示,电池装置1100还包括接头部件1150,接头部件1150连接于冷媒换热部件1140上并与各个入口流道11444和各个出口流道11445均分别相连通设置。
接头部件1150上开设有流道入口和流道出口,流道入口与各个入口流道11444相连通进而与各个上游流道11442的子入口114421相连通,流道出口与各个出口流道11445相连通进而与各个下游流道11443的子出口114431相连通。接头部件1150可采用焊接的方式连接在冷媒换热部件1140上,或者,接头部件1150还可以采用紧固件等部件连接在冷媒换热部件1140上。接头部件1150可位于换热面1143的上部位置,并靠近换热面1143的边缘设置。
本实施方式中,通过设置接头部件1150,从而便于与外部的用于输送换热介质(即换热冷媒)的管道相连接,提升组装的便捷性。
在一些实施例中,冷媒换热流道1144的宽度范围为6-15mm。
具体地,由于冷媒换热流道1144包括上游流道11442和下游流道11443,故,冷媒换热流道1144的宽度指,上游流道11442和下游流道11443分别在平行于换热面1143的平面内且在垂直于延伸方向上的宽度尺寸,例如,上游流道11442和下游流道11443均沿第二方向Y延伸,则,上游流道11442和下游流道11443的宽度指,上游流道11442和下游流道11443在第一方向X上的宽度尺寸。
冷媒换热流道1144的宽度过小可能导致冷媒的流动阻力增大,阻力过大则可能降低换热效果。而冷媒换热流道1144过宽,则可能使冷媒的流速过慢,无法及时带走热量。
在本实施方式中,将冷媒换热流道1144的宽度范围设定为6-15mm,该宽度范围能保证冷媒在合理的压力降和流速下循环,保障整个电池装置的热管理系统的稳定运行。
在一些实施例中,冷媒换热流道1144的宽度范围为6-10mm。
同样地,可参照上述实施例,冷媒换热流道1144的宽度过大或过小均会影响冷媒换热部件1140对电池单体组件1110的换热,因此,进一步经过大量的试验,从而使冷媒换热流道1144的宽度范围为6-10mm,使得冷媒换热流道1144的宽度数据更加准确。
在本实施方式中,6-10mm的宽度范围,能够在提升冷媒换热部件1140的换热性能的同时,也兼顾了冷媒换热部件1140的结构强度,使冷媒换热部件1140不会冷媒换热流道1144过宽而削弱了强度,能够使冷媒换热部件1140的换热性能和结构强调之间达到平衡。
在一些实施例中,冷媒换热流道1144内填充相变介质。
具体地,相变介质是一种能够在特定温度下发生相态变化,并在相态变化过程中吸收或释放大量潜热的物质。本示例中,换热介质采用相变介质,电池单体组件1110在充放电过程中产生大量热量时,冷媒换热流道1144内的相变介质吸收热量并发生相变,减缓电池装置1100温度快速上升。当电池装置1100的温度降低时,相变介质又释放热量,减缓电池温度过低影响性能。换热介质采用相变介质,有助于使电池装置1100保持温度的相对稳定,减少因温度过高而导致的电池装置1100容量衰减、寿命缩短的问题,或因温度过低导致电池装置1100内阻增大、充放电效率降低等问题,从而提高电池装置1100的整体性能和可靠性以及稳定性。
其中,需要说明的是,相变介质和冷媒可以协同工作。例如,在大型电池储能系统中,冷媒负责将电池单体组件1110产生的热量从电池模组传递到整个热管理系统的散热端,而相变介质则布置在电池模组内部,当电池单体组件1110短时间内产生大量热量时,相变介质迅速吸收热量发生相变,缓解温度的急剧上升,为冷媒进一步散热争取时间,两者相互配合,提高热管理系统的效率和稳定性。
在本实施方式中,在冷媒换热流道1144内填充相变介质,有利于提升换热的效率,提高电池装置1100的性能稳定性。
在一些实施例中,冷媒换热部件1140由金属、非金属中的一种或多种的组合制备形成。
具体地,金属材料具有良好的热导率,如铜、铝等,能够快速传导热量,使冷媒换热部件1140能够高效地将电池单体组件1110产生的热量传递出去。而非金属材料,像陶瓷,具有独特的热性能优势,例如,一些陶瓷材料具有耐高温特性,在高温环境下仍能保持稳定的热传导性能。将金属与非金属组合使用,可以充分发挥它们各自的热传导优势,在不同的工作温度区间和热负荷条件下,使冷媒换热部件1140始终保持高效的热传导能力,提升电池热管理系统的整体性能。
在本实施方式中,冷媒换热部件1140的材料选择更加灵活、多变,可依据电池装置1100的换热需求进行灵活地组合制备,以使冷媒换热部件1140能够保持高效的热传导能力,提升电池热管理系统的整体性能。
在一个具体的实施例中,参照图2-16所示,电池装置1100包括箱体组件1120、电池单体组件1110和冷媒换热部件1140,其中,箱体组件1120内部设有容纳腔1133;电池单体组件1110设置在容纳腔1133内;冷媒换热部件1140配置为与电池单体组件1110进行热交换;冷媒换热部件1140内部具有冷媒换热流道1144,冷媒换热流道1144包括多个并联设置的换热子流道11441,各个换热子流道11441均包括相连通的上游流道11442和下游流道11443,部分换热子流道11441中的上游流道11442与相邻换热子流道11441中的下游流道11443相邻且导热配合,部分换热子流道11441中的下游流道11443与相邻换热子流道11441中的上游流道11442相邻且导热配合;多个换热子流道11441沿第一方向依次设置,换热子流道11441中的上游流道11442和下游流道11443均沿第二方向延伸设置,第二方向Y垂直于第一方向X;冷媒换热流道1144还包括至少一个入口流道11444和至少一个出口流道11445,入口流道11444与多个上游流道11442相连通,出口流道11445与多个下游流道11443相连通;冷媒换热流道1144还包括第一分流道11446和多个均与第一分流道11446相连通的第二分流道11447,第一分流道11446沿第一方向X延伸设置,第一分流道11446与入口流道11444相连通;各个第二分流道11447均沿第二方向Y延伸设置,各个第二分流道11447均分别对应与各个上游流道11442相连通配置;第二方向Y垂直于第一方向X;入口流道11444与出口流道11445相邻设置;冷媒换热流道1144还包括回路引导流道11448,各个下游流道11443在远离入口流道11444的一侧均具有子出口114431,出口流道11445通过回路引导流道11448与各个子出口114431相连通配置;沿第一方向X,回路引导流道11448位于冷媒换热流道1144的一端或两端;冷媒换热部件1140的表面上靠近边缘的位置形成边缘区域A,回路引导流道11448对应于边缘区域A配置;边缘区域A避让电池单体组件1110设置;冷媒换热部件1140内部具有流道群,流道群包括两个冷媒换热流道1144,冷媒换热部件1140具有对称面1145,两个冷媒换热流道1144对称布置于对称面1145的两侧。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种冷媒换热部件1140,冷媒换热部件1140内部具有冷媒换热流道1144,冷媒换热流道1144包括多个并联设置的换热子流道11441,各个换热子流道11441均包括相连通的上游流道11442和下游流道11443,部分换热子流道11441中的上游流道11442与相邻换热子流道11441中的下游流道11443相邻且导热配合,部分换热子流道11441中的下游流道11443与相邻换热子流道11441中的上游流道11442相邻且导热配合。
在一些实施例中,多个换热子流道11441沿第一方向依次设置,换热子流道11441中的上游流道11442和下游流道11443均沿第二方向延伸设置,第二方向Y垂直于第一方向X。
在一些实施例中,冷媒换热流道1144还包括回路引导流道11448,各个下游流道11443在远离上游流道11442的一端均与回路引导流道11448相连通配置;冷媒换热部件1140的表面上靠近边缘的位置形成边缘区域A,回路引导流道11448对应于边缘区域A配置。
在一些实施例中,冷媒换热部件1140内部具有流道群,流道群包括两个冷媒换热流道1144,冷媒换热部件1140具有对称面1145,两个冷媒换热流道1144对称布置于对称面1145的两侧。
本申请中的冷媒换热部件1140的示例是基于上述电池装置1100的示例,上述电池装置1100的示例中的冷媒换热部件1140的结构与本示例中的冷媒换热部件1140的结构相同,技术效果相同,此处不再赘述,具体可参见上述关于电池装置1100中的描述。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种储能装置,储能装置包括功率转换装置和上述实施例中的储能装置,功率转换装置用于电连接发电装置和储能装置。
具体地,储能装置可包括一个或多个电池簇(Battery Cluster)以提升储能装置的电压和容量。电池簇可包括多个电池装置1100,多个电池装置1100通过汇流部件串联连接以提高储能装置的电压。当储能装置包括多个电池簇时,多个电池簇之间并联以提高储能装置的容量。
储能装置可以用于储能电站、风力发电系统、太阳能发电系统、移动电力系统或者临时供电系统等。储能装置可以根据需要将电能存储起来并在适当的时候输出电能。例如,储能装置可以在用电低谷时将电能储存起来,而在用电高峰时,为相关用户或者用电设备提供电能。本申请实施例提供的储能系统可以是任意需要用到储能装置的电力系统。
在一些实施例中,储能装置为储能集装箱或储能电柜。
在一些实施例中,储能装置可以包括柜体和一个或多个电池簇,电池簇容纳于柜体中。
在一些实施例中,储能装置可以包括热管理模块、主控模块、总控模块、配电模块和消防模块等模块。
作为示例,热管理模块可以包括液冷机组,液冷机组通过管路向各电池装置1100提供用于调节电池单体温度的冷却液。
作为示例,主控模块可以作为电池簇的电池管理单元,用于对电池簇进行监控和管理。主控模块可以监控电池簇的电流、电压、功率或温度等信息。例如,可以控制电池簇的充放电电流、电压等。主控模块包括辅助电池管理单元SBMU(Slave Battery ManagementUnit,SBMU),融合开关等模块。
作为示例,总控模块可以作为储能装置的电池管理单元,用于对储能装置进行监控和管理。总控模块可以监控储能装置的电流、电压、功率、荷电状态或温度等信息。例如,可以控制储能装置的充放电电流、电压等。作为示例,总控模块包括绝缘监控模块IMM(Insulation Monitoring Module,简称IMM),主电池管理单元MBMU(Master BatteryManagement Unit,MBMU),以太网ETH(EtherNet,ETH)和光纤转换模块等模块。
作为示例,消防模块包括控制面板、探测器、报警装置等,用于对储能系统进行探测、报警或者灭火。
作为示例,配电模块可以用于给储能装置中需要用电的模块进行配电。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种储能系统,储能系统包括功率转换装置和上述实施例中的储能装置,功率转换装置用于电连接发电装置和储能装置。
在一些实施例中,储能系统可以包括一个或多个储能装置和功率转换设备(PowerConverter System,简称PCS),功率转换设备用于连接在发电设备和储能装置之间。发电设备用于产生电能,发电设备产生的电能可以通过功率转换设备储存至储能装置中。作为示例,发电设备具体可以是太阳能板、水利发电设备、火利发电设备、风力发电设备等。其中,发电设备的具体类型本申请不作限制。
根据本申请的一些实施例,参照图1所示,本申请还提供了一种用电装置,用电装置包括上述实施例中的电池装置1100、上述实施例中的储能装置或上述实施例中的储能系统,电池装置1100用于存储或提供电能。
本申请实施例描述的技术方案均适用于各种使用电池单体的用电装置,例如,手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动玩具、电动工具、车辆1000、船舶和航天器等,例如,航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等。
本申请中的用电装置的示例是基于上述电池装置1100的示例,用电装置的示例包含上述电池装置1100的示例的全部技术效果,不再赘述。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种充电网络,充电网络包括充电桩和上述实施例中的储能装置或上述实施例中的储能系统,储能装置用于为充电桩提供电能。
例如,充电网络包括充电桩和储能装置,充电桩与储能装置电连接,储能装置用于为充电桩提供电能。充电桩与储能装置中的电池装置1100通过电缆进行电连接,电池装置1100可以将自身储存的电能提供给充电桩。充电桩具有一个或多个连接器,连接器用于与用电装置(如车辆1000)进行连接,从而可以向用电装置进行补能。
储能装置可以位于充电桩内部(例如储充一体机),也可以位于充电桩外部。
以上仅为本申请的较佳实施例而已,仅具体描述了本申请的技术原理,这些描述只是为了解释本申请的原理,不能以任何方式解释为对本申请保护范围的限制。基于此处解释,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进,及本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本申请的其他具体实施方式,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (26)

1.一种电池装置(1100),其特征在于,包括:
箱体组件(1120),内部设有容纳腔(1133);
电池单体组件(1110),设置在所述容纳腔(1133)内;
冷媒换热部件(1140),所述冷媒换热部件(1140)配置为与所述电池单体组件(1110)进行热交换;所述冷媒换热部件(1140)内部具有冷媒换热流道(1144),所述冷媒换热流道(1144)包括多个并联设置的换热子流道(11441),各个所述换热子流道(11441)均包括相连通的上游流道(11442)和下游流道(11443),部分所述换热子流道(11441)中的上游流道(11442)与相邻所述换热子流道(11441)中的下游流道(11443)相邻且导热配合,部分所述换热子流道(11441)中的下游流道(11443)与相邻所述换热子流道(11441)中的上游流道(11442)相邻且导热配合。
2.如权利要求1所述的电池装置(1100),其特征在于,多个所述换热子流道(11441)沿第一方向依次设置,所述换热子流道(11441)中的所述上游流道(11442)和所述下游流道(11443)均沿第二方向延伸设置,所述第二方向(Y)垂直于所述第一方向(X)。
3.如权利要求1或2所述的电池装置(1100),其特征在于,所述冷媒换热流道(1144)还包括至少一个入口流道(11444)和至少一个出口流道(11445),所述入口流道(11444)与多个所述上游流道(11442)相连通,所述出口流道(11445)与多个所述下游流道(11443)相连通。
4.如权利要求3所述的电池装置(1100),其特征在于,所述冷媒换热流道(1144)还包括第一分流道(11446)和多个均与所述第一分流道(11446)相连通的第二分流道(11447),所述第一分流道(11446)沿第一方向(X)延伸设置,所述第一分流道(11446)与所述入口流道(11444)相连通;各个所述第二分流道(11447)均沿第二方向(Y)延伸设置,各个所述第二分流道(11447)均分别对应与各个所述上游流道(11442)相连通配置;所述第二方向(Y)垂直于所述第一方向(X)。
5.如权利要求3所述的电池装置(1100),其特征在于,所述入口流道(11444)与所述出口流道(11445)相邻设置。
6.如权利要求2所述的电池装置(1100),其特征在于,沿所述第一方向(X),所述冷媒换热流道(1144)的两端位置分别配置为下游流道(11443)。
7.如权利要求3所述的电池装置(1100),其特征在于,沿第一方向(X),所述入口流道(11444)和所述出口流道(11445)位于同侧;所述冷媒换热流道(1144)还包括回路引导流道(11448),各个所述下游流道(11443)在远离所述入口流道(11444)的一侧均具有子出口(114431),所述出口流道(11445)通过所述回路引导流道(11448)与各个所述子出口(114431)相连通配置;沿所述第一方向(X),所述回路引导流道(11448)位于所述冷媒换热流道(1144)的一端或两端。
8.如权利要求7所述的电池装置(1100),其特征在于,所述回路引导流道(11448)包括多个沿第二方向(Y)延伸并连通的引导子流道(11449),多个所述引导子流道(11449)连通于所述出口流道(11445)与各个所述子出口(114431)之间。
9.如权利要求8所述的电池装置(1100),其特征在于,沿所述第一方向(X),相邻两个所述引导子流道(11449)具有第一间隔距离(L1);各个所述换热子流道(11441)中的所述上游流道(11442)设有多个并沿所述第一方向(X)间隔排布,相邻两个所述上游流道(11442)之间具有第二间隔距离(L2);各个所述换热子流道(11441)中的所述下游流道(11443)设有多个并沿所述第一方向(X)间隔排布,相邻两个所述下游流道(11443)之间具有第三间隔距离(L3);所述第一间隔距离(L1)小于所述第二间隔距离(L2)和所述第三间隔距离(L3)。
10.如权利要求7所述的电池装置(1100),其特征在于,所述冷媒换热部件(1140)的表面上靠近边缘的位置形成边缘区域(A),所述回路引导流道(11448)对应于所述边缘区域(A)配置。
11.如权利要求10所述的电池装置(1100),其特征在于,所述边缘区域(A)避让所述电池单体组件(1110)设置。
12.如权利要求3所述的电池装置(1100),其特征在于,所述冷媒换热部件(1140)具有换热面(1143),所述换热面(1143)具有第一区域(D)和第二区域(C),在第一方向(X)上,所述第二区域(C)分布于所述换热面(1143)的中部,所述第一区域(D)分布于所述第二区域(C)的两侧;多个所述换热子流道(11441)对应于所述第二区域(C),多个所述换热子流道(11441)对应于所述第一区域(D);由所述入口流道(11444)至所述对应于所述第二区域(C)的多个所述换热子流道(11441)中的所述上游流道(11442)之间的流通路径小于由所述入口流道(11444)至所述对应于所述第一区域(D)的多个所述换热子流道(11441)中的所述上游流道(11442)之间的流通路径。
13.如权利要求1或2所述的电池装置(1100),其特征在于,所述冷媒换热部件(1140)内部具有流道群,所述流道群包括两个所述冷媒换热流道(1144),所述冷媒换热部件(1140)具有对称面(1145),两个所述冷媒换热流道(1144)对称布置于所述对称面(1145)的两侧。
14.如权利要求2所述的电池装置(1100),其特征在于,所述电池单体组件(1110)包括多个沿所述第一方向(X)排布的电池单体模块(1111),各个所述电池单体模块(1111)均包括多个沿所述第二方向(Y)排布的电池单体(1112)。
15.如权利要求1或2所述的电池装置(1100),其特征在于,所述冷媒换热部件(1140)位于所述容纳腔(1133)内且设置于所述箱体组件(1120)的箱底部(11222)上以用于承托所述电池单体组件(1110)。
16.如权利要求1或2所述的电池装置(1100),其特征在于,所述箱体组件(1120)包括箱本体(1130),所述冷媒换热部件(1140)连接于所述箱本体(1130)并与所述箱本体(1130)共同围设形成容纳腔(1133),所述冷媒换热部件(1140)能够用于承托所述电池单体组件(1110)。
17.如权利要求3所述的电池装置(1100),其特征在于,所述电池装置(1100)还包括接头部件(1150),所述接头部件(1150)连接于所述冷媒换热部件(1140)上并与各个所述入口流道(11444)和各个所述出口流道(11445)均分别相连通设置。
18.如权利要求1-17任一项所述的电池装置(1100),其特征在于,所述冷媒换热流道(1144)的宽度范围为6-15mm。
19.如权利要求1-17任一项所述的电池装置(1100),其特征在于,所述冷媒换热流道(1144)的宽度范围为6-10mm。
20.如权利要求1-17任一项所述的电池装置(1100),其特征在于,所述冷媒换热流道(1144)内填充相变介质。
21.如权利要求1-17任一项所述的电池装置(1100),其特征在于,所述冷媒换热部件(1140)由金属、非金属中的一种或多种的组合制备形成。
22.一种冷媒换热部件(1140),其特征在于,所述冷媒换热部件(1140)内部具有冷媒换热流道(1144),所述冷媒换热流道(1144)包括多个并联设置的换热子流道(11441),各个所述换热子流道(11441)均包括相连通的上游流道(11442)和下游流道(11443),部分所述换热子流道(11441)中的上游流道(11442)与相邻所述换热子流道(11441)中的下游流道(11443)相邻且导热配合,部分所述换热子流道(11441)中的下游流道(11443)与相邻所述换热子流道(11441)中的上游流道(11442)相邻且导热配合。
23.如权利要求22所述的冷媒换热部件(1140),其特征在于,多个所述换热子流道(11441)沿第一方向依次设置,所述换热子流道(11441)中的上游流道(11442)和下游流道(11443)均沿第二方向延伸设置,所述第二方向(Y)垂直于所述第一方向(X)。
24.如权利要求22所述的冷媒换热部件(1140),其特征在于,所述冷媒换热流道(1144)还包括回路引导流道(11448),各个所述下游流道(11443)在远离所述上游流道(11442)的一端均与所述回路引导流道(11448)相连通配置;所述冷媒换热部件(1140)的表面上靠近边缘的位置形成边缘区域(A),所述回路引导流道(11448)对应于所述边缘区域(A)配置。
25.如权利要求22所述的冷媒换热部件(1140),其特征在于,所述冷媒换热部件(1140)内部具有流道群,所述流道群包括两个所述冷媒换热流道(1144),所述冷媒换热部件(1140)具有对称面(1145),两个所述冷媒换热流道(1144)对称布置于所述对称面(1145)的两侧。
26.一种用电装置,其特征在于,包括如权利要求1-21任一项所述的电池装置(1100),所述电池装置(1100)用于存储或提供电能。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN121546224A (zh) * 2026-01-15 2026-02-17 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池装置及用电装置

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9437903B2 (en) * 2012-01-31 2016-09-06 Johnson Controls Technology Company Method for cooling a lithium-ion battery pack
WO2013171885A1 (ja) * 2012-05-17 2013-11-21 日立ビークルエナジー株式会社 電池モジュール
KR101458523B1 (ko) * 2013-05-02 2014-11-07 (주)힉스프로 기액 분리형 판형 열교환기
CN106455388A (zh) * 2016-11-08 2017-02-22 深圳天珑无线科技有限公司 电子设备及电子设备的外壳
CN107039706A (zh) * 2017-05-09 2017-08-11 中国第汽车股份有限公司 动力电池液冷板
JP6926888B2 (ja) * 2017-09-22 2021-08-25 トヨタ自動車株式会社 燃料電池セル
FR3115866B1 (fr) * 2020-11-04 2023-02-10 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement pour véhicule automobile
FR3115867B1 (fr) * 2020-11-04 2022-12-30 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement pour véhicule automobile
CN117134016A (zh) * 2022-05-20 2023-11-28 比亚迪股份有限公司 换热板、电池包和车辆
CN217881650U (zh) * 2022-05-25 2022-11-22 北京新能源汽车股份有限公司 液冷板组件和具有其的电池包
CN117346560A (zh) * 2022-06-28 2024-01-05 广东美的制冷设备有限公司 换热器及空调系统
CN117352915A (zh) * 2022-06-29 2024-01-05 重庆理工大学 电池模组及电池包
CN217426897U (zh) * 2022-07-27 2022-09-13 豫新汽车热管理科技有限公司 一种低流阻回形流的冲压式直冷板
CN116941107A (zh) * 2022-08-22 2023-10-24 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池顶盖、电池及用电装置
CN219267747U (zh) * 2022-11-22 2023-06-27 江苏正力新能电池技术有限公司 一种冷却板及电池
CN219066943U (zh) * 2022-12-12 2023-05-23 蜂巢能源科技股份有限公司 电池液冷结构和具有其的电池包
CN219696555U (zh) * 2023-06-12 2023-09-15 宁德时代新能源科技股份有限公司 热管理部件、电池及用电装置
CN219873741U (zh) * 2023-07-07 2023-10-20 宁德时代新能源科技股份有限公司 热管理部件、电池及用电设备
CN220652113U (zh) * 2023-07-31 2024-03-22 江苏涵润汽车电子有限公司 水冷板和电池包
CN117039255A (zh) * 2023-08-30 2023-11-10 厦门海辰储能科技股份有限公司 冷却板、电池包及用电设备
CN219959174U (zh) * 2023-09-20 2023-11-03 豫新汽车热管理科技有限公司 一种分流自定位的低流阻冷板
CN117219908A (zh) * 2023-09-28 2023-12-12 厦门海辰储能科技股份有限公司 液冷板、储能装置及用电设备

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