TWM568503U - Battery module and power battery system - Google Patents

Abstract

本新型提供了一種電池模組以及動力電池系統，其中，電池模組包括：殼體，該殼體限定進液口和出液口，冷卻流體從該進液口進入該殼體，並從該出液口從該殼體輸出；佈置在該殼體中的一系列柱形電池單體，該柱形電池單體具有兩端處的電極，該柱形電池單體的電極從該殼體的相對側的對應開口露出；佈置在該殼體的相對側與柱形電池單體的兩端之間的密封件，該密封件防止冷卻流體從該對應開口流出；以及在該殼體外連接各個該柱形電池單體的電極的母排。根據本新型的電池模組和動力電池系統具有改善的冷卻效率。

Description

電池模組以及動力電池系統

[0001] 本新型涉及動力電池系統，更具體地，本新型涉及一種冷卻流體按特定流路與電池單元直接接觸的電池模組以及具有其的動力電池系統。

[0002] 動力電池系統作為新能源車的能量儲存裝置，是新能源車的核心部件。動力電池系統一般包括多個由電池單體組成的電池模組。對於動力電池系統而言，需要兼顧動力電池安全性、能量密度、壽命以及成本等因素。 　　[0003] 目前柱形鋰電池已廣泛應用於電動汽車市場，其具有高能量密度的特點，然而對於高能量密度動力電池系統而言，在運行中，會產生更多的熱量，對動力電池系統的散熱也提出了更高的要求。 　　[0004] 目前動力電池系統的散熱方案包括：風冷冷卻系統，其體積大，同時冷卻效率低；液冷冷卻系統，其中包括冷卻板或冷卻管道不直接和電池充分接觸，而通過導熱樹脂材料和電池表面傳熱，降低了冷卻效率，同時製造和維護成本較高。另外，還存在整個電池單體浸泡在冷卻流體中的冷卻方案。

[0005] 本新型的目的在於解決或至少緩解現有技術中的動力電池冷卻系統存在的問題； 　　根據本新型的一方面，其目的還在於提高動力電池冷卻系統的效率； 　　根據本新型的一方面，其目的還在於簡化動力電池冷卻系統結構，降低其成本； 　　根據本新型的一方面，其目的還在於提高動力電池冷卻系統的安全性； 　　根據本新型的一方面，其目的還在於限定冷卻流體流路，使冷卻流體與電池單元更充分地直接接觸。 　　[0006] 根據本新型的一方面，提供了一種電池模組，其包括： 　　殼體，所述殼體限定進液口和出液口，冷卻流體從所述進液口進入所述殼體，並從所述出液口從所述殼體輸出； 　　佈置在所述殼體中的一系列柱形電池單體，所述柱形電池單體具有兩端處的電極，所述柱形電池單體的電極從所述殼體的相對側的對應開口露出； 　　佈置在所述殼體的相對側與所述柱形電池單體的兩端之間的密封件，所述密封件防止冷卻流體從所述對應開口流出；以及 　　在所述殼體外連接各個所述柱形電池單體的電極的母排。 　　[0007] 可選地，在所述的電池模組中，所述柱形電池單體橫截面呈圓形或方形。 　　[0008] 可選地，在所述的電池模組中，所述柱形電池單體由所述相對側的對應開口處的限位槽定位在所述殼體中。 　　[0009] 可選地，在所述的電池模組中，所述電池模組的殼體中還佈置有導流板，所述導流板引導所述冷卻流體在所述殼體中按限定流路流動。 　　[0010] 可選地，在所述的電池模組中，所述導流板限定S型的限定流路或M型的限定流路。 　　[0011] 可選地，在所述的電池模組中，所述殼體呈立方體，所述殼體包括底板，頂板，第一側板，第二側板以及第一端板，第二端板。 　　[0012] 可選地，在所述的電池模組中，所述進液口和出液口分別佈置在所述殼體的第一端板和第二端板處。 　　[0013] 可選地，在所述的電池模組中，所述冷卻流體為絕緣阻燃液體。 　　[0014] 可選地，在所述的電池模組中，所述殼體的具有對應開口的相對側採用塑膠材料製成，所述殼體的其他部分採用金屬材料製成。 　　[0015] 根據本新型的另一方面，提供了一種用於新能源車的動力電池系統，所述動力電池系統包括根據本新型的各個實施例的電池模組。 　　[0016] 根據本新型的電池模組和動力電池系統具有改善的冷卻效率。

[0018] 容易理解，根據本新型的技術方案，在不變更本新型實質精神下，本領域的一般技術人員可以提出可相互替換的多種結構方式以及實現方式。因此，以下具體實施方式以及圖式僅是對本新型的技術方案的示例性說明，而不應當視為本新型的全部或者視為對本新型技術方案的限定或限制。 　　[0019] 在本說明書中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、後、正面、背面、頂部、底部等方位用語是相對於各圖式中所示的構造進行定義的，它們是相對的概念，因此有可能會根據其所處不同位置、不同使用狀態而進行相應地變化。所以，也不應當將這些或者其他的方位用語解釋為限制性用語。 　　[0020] 參考圖1和圖2，其分別示出了根據本新型的一個實施例的電池模組的分解視圖和組裝視圖。所示的電池模組大致包括：殼體10，殼體10限定進液口和出液口，在圖示實施例中，殼體的進液口和出液口分別具有連接頭21和22，其可與外部冷卻流體管路連接，從而將冷卻流體提供至殼體10中。冷卻流體能夠從進液口進入殼體10，並從出液口從殼體10離開。容易理解，進液口和出液口可顛倒地設置，並且在備選實施例中，可存在多個進液口和/或多個出液口。電池模組還包括佈置在殼體10中的一系列柱形電池單體3，柱形電池單體3具有兩端處的電極31，32，柱形電池單體3的電極從殼體10的相對側13，14的對應開口141露出(底側13處的對應開口難以看見)。在圖1的實施例中，採用了14排4列共56個柱形電池單體3的結構，在備選實施例中，可改變柱形電池單體的排列方式和數量，例如柱形電池單體也可交錯地排列，柱形電池單體的排數，列數以及數量可改變。電池模組還包括佈置在殼體10的相對側處的密封件41和42，密封件41和42提供在殼體10的頂側，底側與柱形電池單體的兩端之間，從而防止冷卻流體通過所述對應開口從殼體10流出。電池模組還包括在殼體10外(底側13和頂側14外部)連接柱形電池單體3的電極的母排(未示出)，各個柱形電池單體3可串聯或並聯或以任何其他連接方式以形成供電電路。根據本新型的電池模組中，電池模組的殼體10與柱形電池單體的兩端的電極側一起限定冷卻流體容腔，使得電池的母排，導線等可佈置在冷卻流體容腔以外，避免這些部件浸泡在冷卻流體中，以及由此可能造成的腐蝕，老化等問題。 　　[0021] 在圖示的實施例中，柱形電池單體3的橫截面形狀呈圓形，即柱形電池單體3呈圓柱形。在備選實施例中，柱形電池單體3也可呈其他形狀的橫截面，如方形，橢圓形等。在一些實施例中，柱形電池單體3在殼體10中的位置可以由殼體的相對側，例如底側13和頂側14的對應開口141處的限位槽定位，各個柱形電池單體可插設在定位槽中，並且電極從對應開口露出。 　　[0022] 在圖示的實施例中，殼體10基本呈立方體，殼體10包括底板13，頂板14，第一側板11，第二側板12以及第一端板15，第二端板16。在備選實施例中，殼體10可具有其他適合的形狀。殼體10的各個部分可通過卡接，膠合，鐳射焊接或螺栓連接或其他適合的技術手段連接。在一些實施例中，在電池模組中，進液口和出液口分別佈置在殼體的第一端板15和第二端板16處。在備選實施例中，進液口和出液口也可佈置在其他適合的位置上，例如設置在第一側板11或第二側板12或地板13或頂板14的接近第一端板15和第二端板16的位置處或中間位置處。在所示的實施例中，密封件41和42分別包括對應於每排柱形電池單體3的14個密封件單元，以覆蓋柱形電池單元3的兩端，在備選實施例中，密封件41和42可以各種方式形成以覆蓋各種數量排列的柱形電池單元3，或者密封件41和42可整體地形成以覆蓋所有柱形電池單元3。在一些實施例中，殼體10的具有對應開口的相對側，如底側13和頂側14，該相對側可採用塑膠材料製成，這樣可容易地形成對應開口，另外，殼體10的其他部分，即第一側壁11，第二側壁12，第一端壁15和第二端壁16可採用金屬材料製成，例如鋁基材料，這樣可提高整個殼體10的強度並增強殼體10的散熱，同時也滿足輕量化要求。 　　[0023] 繼續參考圖3，其示出了根據圖1和圖2的實施例的電池模組的殼體10的橫截面視圖，其中示出了冷卻流體的流路。冷卻流體從進液口進入殼體內部，隨後分流並繞柱形電池單體3的側面流動，充分地與柱形電池單元3的側面接觸，從而將柱形電池單元3發出的熱量帶走。由於本申請中的柱形電池單元3的電極以及連接電極的母排，導線等均處於限定冷卻流體容腔的殼體10之外，避免了這些部件與冷卻流體直接接觸以及由此可能帶來的問題。在一些實施例中，冷卻流體可選用絕緣阻燃液體，在該情況下，即使當電池模組受到強烈的擠壓或穿刺而發生燃燒時，可充當阻燃劑，防止受損電池單體對周圍其他電池單體影響，延遲事故惡化時間，一定程度上提高動力電池系統的安全性。 　　[0024] 繼續參考圖4，其示出了根據本新型的另一實施例的電池模組的橫截面流路視圖。在圖4所示的實施例中，電池模組的殼體中10還佈置有導流板61，62，導流板61，62引導冷卻流體在殼體10中按限定流路流動。在圖4所示的實施例中，導流板61，62分別從第一端壁15和第二端壁16向殼體10內部延伸，由此與殼體的第一側壁11，第二側壁12，第一端壁15以及第二端壁16一起限定如箭頭F所示的S型的限定流路。在備選實施例中，可改變導流板的佈置方式，例如導流板可從第一側壁11以及第二側壁12向殼體10中部延伸，並與殼體10一起限定M型的限定流路，或者其他類型的流路。在S型的限定流路和M型的限定流路中，冷卻流體依次與各個柱形電池單體接觸從而起到冷卻作用，在備選實施例中，導流板也可限定多條並列的限定流路。應當理解，本領域技術人員可構思出不脫離本申請範圍的其他導流板佈置。 　　[0025] 此外，本申請意旨在保護包括本新型的各個實施例的電池模組的動力電池系統。 　　[0026] 根據本新型的電池模組具有的優點包括但不限於： 　　1)由於冷卻液體直接接觸柱形電池單體的側壁，電池模組的冷卻效率更高； 　　2)由於省去了冷卻管路以及相關零件，電池模組的結構更簡單，零件更少，重量更輕，體積更小，相應的能量密度也更高；以及 　　3)由於採用了絕緣阻燃液體，電池的安全性也得到改善。 　　[0027] 以上所描述的具體實施例僅為了更清楚地描述本新型的原理，其中將各個部件具體化而使本新型的原理更容易理解。在不脫離本新型的範圍的情況下，本領域的技術人員可容易地對本新型進行各種修改。故，應當理解的是，本新型的範圍不應由以上具體實施例限制。

[0028]

10‧‧‧殼體

11‧‧‧第一側板

12‧‧‧第二側板

13‧‧‧底板、側

14‧‧‧頂板、側

141‧‧‧開口

15‧‧‧第一端板

16‧‧‧第二端板

21、22‧‧‧連接頭

3‧‧‧柱形電池單體

31、32‧‧‧電極

41、42‧‧‧密封件

61、62‧‧‧導流板

F‧‧‧箭頭

[0017] 通過結合圖式來閱讀以下詳細描述，本新型的原理將變得更顯而易見，其中： 　　圖1示出了根據本新型的實施例的電池模組的分解視圖； 　　圖2示出了根據本新型的實施例的電池模組的組裝視圖； 　　圖3示出了根據本新型的實施例的電池模組的橫截面流路視圖；以及 　　圖4示出了根據本新型的另一實施例的電池模組的橫截面流路視圖。

Claims (10)

1. 一種電池模組，其包括： 　　殼體，該殼體限定進液口和出液口，冷卻流體從該進液口進入該殼體，並從該出液口從該殼體離開； 　　佈置在該殼體中的一系列柱形電池單體，該柱形電池單體具有兩端處的電極，該柱形電池單體的電極從該殼體的相對側的對應開口露出； 　　佈置在該殼體的相對側與該柱形電池單體的兩端之間的密封件，該密封件防止冷卻流體從該對應開口流出；以及 　　在該殼體外連接各個該柱形電池單體的電極的母排。
2. 根據請求項1所述的電池模組，其中，該柱形電池單體橫截面呈圓形或方形。
3. 根據請求項1所述的電池模組，其中，該柱形電池單體由該相對側的對應開口處的限位槽定位在該殼體中。
4. 根據請求項1所述的電池模組，其中，該電池模組的殼體中還佈置有導流板，該導流板引導該冷卻流體在該殼體中按限定流路流動。
5. 根據請求項4所述的電池模組，其中，該導流板限定S型的限定流路或M型的限定流路。
6. 根據請求項1所述的電池模組，其中，該殼體呈立方體，該殼體包括底板，頂板，第一側板，第二側板以及第一端板，第二端板。
7. 根據請求項6所述的電池模組，其中，該進液口和出液口分別佈置在該殼體的第一端板和第二端板處。
8. 根據請求項1至7中任一項所述的電池模組，其中，該冷卻流體為絕緣阻燃液體。
9. 根據請求項1至7中任一項所述的電池模組，其中，該殼體的具有對應開口的相對側採用塑膠材料製成，該殼體的其他部分採用金屬材料製成。
10. 一種用於新能源車的動力電池系統，其特徵在於，該動力電池系統包括如請求項1至9中任一項所述的電池模組。