WO2022135169A1 - 电池模组、电池包及车辆 - Google Patents

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鲁志佩
彭青波
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Abstract

一种电池模组(100)、采用该电池模组(100)的电池包及采用该电池包的车辆。该电池模组包括电极组件(30)、电解质、模组外壳(20)、冷却流道密封板(10)及盖板(40)。模组外壳(20)形成一侧具有开口的容纳腔(250)，容纳腔(250)用于收容该电极组件(30)及电解质。模组外壳(20)的至少一外端面凹陷并形成冷却流道(2102)。冷却流道密封板(10)与对应的外端面贴合密封以使所述冷却流道(2102)形成液冷通道。盖板(40)用于封闭该开口。

Description

电池模组、电池包及车辆
相关申请的交叉引用
本申请要求比亚迪股份有限公司于2020年12月22日提交的、发明名称为“电池模组、电池包及车辆”的、中国专利申请号“202011529344.3”的优先权。
技术领域
本发明涉及电池领域，具体涉及电池模组、采用该电池模组的电池包以及具有该电池包的车辆。
背景技术
在电动汽车的推广和普及中，动力电池包作为核心部件，其提供的续航能力和自身的安全性一直以来广受关注。相关技术中，动力电池包要满足结构强度的要求和散热性能的要求，通常需要在体积成组率上做出妥协，为安装结构件、散热组件等预留较多的体积预算，故具有改进空间。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
有鉴于此，本申请公开了一种电池模组、采用该电池模组的电池包以及具有该电池包的车辆，旨在提高电池模组的体积成组率，简化电池模组的整体结构。
方案如下：
一种电池模组，包括电极组件和电解质，所述电池模组还包括：
模组外壳，所述模组外壳形成一侧具有开口的容纳腔，所述容纳腔用于收容所述电极组件及电解质；所述模组外壳的至少一外端面凹陷并形成冷却流道；
冷却流道密封板，与对应的所述外端面贴合密封以使所述冷却流道形成液冷通道；及
盖板，用于封闭所述开口。
在一些实施方式中，所述模组外壳包括底板及侧板和端板，所述侧板及端板围设在所述底板周侧并共同形成所述容纳腔；
所述冷却流道形成于所述底板、侧板和端板中的至少一者上。
在一些实施方式中，所述模组外壳包括隔板，所述隔板设于所述容纳腔内并将所述容纳腔分隔成多个电芯腔体；
所述电池模组包括多个电极组件，对应设置于所述多个电芯腔体中。
在一些实施方式中，所述隔板与所述端板平行设置；
所述冷却流道形成于所述底板、侧板中的至少一者上。
在一些实施方式中，所述模组外壳通过铸造工艺一体成型。
在一些实施方式中，所述电池模组还包括冷却接头，与所述冷却流道连通；所述冷却流道密封板及所述冷却接头与对应的所述外端面焊接。
在一些实施方式中，所述冷却流道密封板包括：
主体部，用于与所述底板的外端面贴合密封；及
延伸部，由所述主体部的边缘伸出；
所述冷却接头与所述延伸部连接并与所述冷却流道至少部分连通。
在一些实施方式中，所述电极组件包括极耳；所述盖板包括与所述极耳对应的极耳引出片；
所述电极组件的极耳与对应的所述极耳引出片焊接；所述盖板与所述模组外壳焊接密封。
本申请还提供一种电池包，包括至少一个电池模组，其中，所述电池模组为前述任一电池模组。
本申请还提供一种车辆，包括车身及前述电池包。
本申请公开的电池模组中，模组外壳的至少一外端面凹陷并形成冷却流道，冷却流道密封板与对应的外端面贴合密封，从而形成液冷通道，使电池模组的结构件与冷却流道集成，节省了模组空间，也简化了模组结构件，有利于提高单位体积下电池模组的成组率。此外，冷却流道集成在模组外壳上，形成液冷通道后，冷却液即可直接通过模组外壳对电池模组进行冷却，省略中间导热件，降低了冷却系统成本，同时导热效率更高。
本发明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，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/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为电池模组在一较优实施例中的分解结构示意图。
图2为图1所示的电池模组在另一视角的局部结构示意图。
附图标记：
10                        冷却流道密封板
20                        模组外壳
30                        电极组件
40                        盖板
50                        模组引出安装座
100                       电池模组
110                       主体部
120                       延伸部
130                       冷却接头
210                       底板
220                       侧板
230                       端板
240                       隔板
250                       容纳腔
310                       极耳引出片
410                       盖板主体
420                       模组引出接口
430                       低压插接件
1101                      第一安装孔
2101                      第二安装孔
2102                      冷却流道
2301                      模组引出安装部
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1及图2所示，电池模组100包括冷却流道密封板10、模组外壳20、电极组件30、电解质，如电解液(图中未示出)及盖板40。
所述模组外壳20的内部形成容纳腔250，用于收容所述电极组件30及电解液。容纳腔250的一侧具有开口，在具体实施中，所述电极组件30可经由该开口装入模组外壳20的容纳腔250中，电解液也可由开口一侧注入容纳腔250中。在使用状态下，所述容纳腔250设有该开口的一侧通常朝向上方。
所述模组外壳20的至少一外端面凹陷并形成冷却流道2102。具体而言，模组外壳20 通常设置为大致规则的形状，如长方体形，相应的，冷却流道2102可根据散热需求设置在模组外壳的其中一个外端面上，也可根据需求设置于其中的两个及以上的外端面上。所述冷却流道密封板10与设有冷却流道2102的外端面贴合密封，从而封闭该冷却流道2102开放的一侧，以使所述冷却流道2102形成液冷通道，供冷却液流通。
所述盖板40用于封闭所述开口，从而形成封闭的电池模组100。
其中，电极组件30即为裸电芯，与电解液一起构成电池模组100的电化学单元。
上述电池模组100中，模组外壳20的至少一外端面凹陷并形成冷却流道2102，冷却流道密封板10与对应的外端面贴合密封，从而封闭凹陷处的开放侧而形成液冷通道，供冷却液流通。同时，电极组件30和电解液则收容在模组外壳20形成的容纳腔内。由此，使电池模组100的结构件与冷却流道集成，节省了模组空间，也简化了模组结构件，有利于提高单位体积下电池模组100的成组率。此外，冷却流道2102集成在模组外壳20上，形成液冷通道后，冷却液即可直接通过模组外壳20对电池模组进行冷却，省略中间导热件及导热介质，降低了冷却系统成本，同时导热效率更高。
在一些实施方式中，模组外壳20设置为大致规则的形状，以下以模组外壳20设置为长方体形为例进行详细阐述。在此情境下，所述模组外壳20可包括底板210、两相对设置的侧板220和两相对设置的端板230。所述两侧板220及两端板230围设在所述底板210的周侧并共同形成所述容纳腔，同时，在与所述底板210相对的一侧形成前述开口。
相应的，所述冷却流道2102形成于所述底板210、侧板220和端板230中的至少一者上。换言之，在具体实施中可根据散热需求将冷却流道2102设置在模组外壳20的底面或者侧面。
在一些实施方式中，所述模组外壳20还可以包括若干隔板240，所述隔板240设于所述容纳腔250内并将所述容纳腔250分隔成多个互不连通的电芯腔体。相应的，所述电池模组100包括多个电极组件30，对应设置于所述多个电芯腔体中。可以理解的是，每个电芯腔体内也会相应注入预定量的电解液。之后，按照单体电池的生产工艺对各电芯腔体对应的单体电池进行生产，形成包含多个单体电池的电池模组100。隔板240及对应位置的所述底板210、侧板220和端板230则构成各个单体电池的外壳。如此一来，可将电极组件30和电解液直接封装至模组外壳20中，较之单独生产单体电池，再组装成为电池模组的形式，本申请的方案省略了单体电池单独设置的壳体，由电极组件30和电解液直接对应至电池模组100的生产，不仅简化了电池模组100的结构，也使电池模组100的体积能量密度和生产效率得以提高。
在具体实施中，所述电极组件30包括极耳。相应的，所述盖板40包括盖板主体410与所述极耳对应的极耳引出片310，所述电极组件30的极耳与对应的所述极耳引出片310 焊接，所述盖板40可与所述模组外壳20焊接密封。可以理解的是，所述盖板40还可以通过其他连接密封的形式，如胶结等，与所述模组外壳20连接密封。
盖板40上还可设置模组引出接口420，用于电池模组100的动力引出。盖板40上还可设置低压插接件430，用于连接低压线束，采集电池模组的电压、温度等参数。
端板230上设有模组引出安装部2301，相应的，电池模组100还包括模组引出安装座50。所述模组引出安装座50可安装于所述模组引出安装部2301。盖板40上的模组引出接口420可连接至模组引出安装座50。
在一些实施方式中，所述隔板240可与所述端板230平行设置。相应的，由所述隔板分隔形成的电芯腔体的大面也与所述端板平行，电极组件30的大面，即一般与厚度方向垂直的、平行设置的两个表面积较大的平面与端板230平行，各电极组件在相应的电芯腔体中均以与端板平行的方向排列。
在此情境下，由于端板230需要起到对于电极组件30的主要支撑、保持作用，所述冷却流道2102则可形成于所述底板210、侧板220中的至少一者上，端板230由于需要保持预定强度，则不设置冷却流道。同时，端板230的外侧还可以设置加强筋，从而增加支撑强度。
在一些实施方式中，所述模组外壳20可通过铸造工艺一体成型。具体而言，所述模组外壳20的底板210、两相对设置的侧板220、两相对设置的端板230、所述隔板240以及形成于所述底板210、侧板220中的至少一者上上的冷却流道2102均可一体铸造成型。同时，在与所述底板210相对的一侧形成前述开口。需要说明的是，此处以所述模组外壳20为长方体型壳体为例说明，其他形式的模组外壳20及相应结构可以以相应的结构形式一体铸造成型。
在一些实施方式中，所述电池模组100还包括冷却接头130。所述冷却接头130与所述冷却流道2102连通。所述冷却流道密封板10及所述冷却接头130与对应的所述模组外壳20的设有冷却流道2102的外端面焊接。
例如，在具体实施中，所述冷却流道密封板10包括主体部110、延伸部120。
该主体部110为所述冷却流道密封板10的主要部分，用于与设有冷却流道2102的外端面，例如所述底板210的外端面贴合密封。所述延伸部120由所述主体部110的边缘伸出。
所述冷却接头130与所述延伸部120连接并与所述冷却流道2102至少部分连通。可以理解的是，在具体实施中，所述冷却接头130至少设有两个，一个作为冷却液的入口使用，另一个则作为冷却液的出口使用，可依具体使用情境设置。
以上述电池模组100为例，加工时，可将底板210、侧板220、端板230、隔板240以及冷却流道2101通过压铸工艺一体成型为模组外壳20。冷却流道密封板10、冷却接头130 与模组外壳20通过焊接结合并密封，形成了液冷通道。单体电池的电极组件30通过与盖板40的极耳引出片310进行焊接，再将电极组件30与盖板40组装后的整体结构放置进模组外壳20的各个电芯腔体中，盖板40与模组外壳20通过激光焊接进行密封。再按照单体电池的生产流程对模组内的电池进行生产，包括氦检，烘烤，注液，化成，封口，分容等工序，可参典型的单体电池生产流程实现。
为便于定位，所述模组外壳20和所述冷却流道密封板10的对应位置分别设有安装孔。例如，当冷却流道2102设置在底板210的底面时，所述冷却流道密封板10上设有若干第一安装孔1101，底板210的对应位置设有若干第二安装孔2101。所述冷却流道密封板10与所述底板210连接密封时，可通过所述第一安装孔1101和第二安装孔2101定位。
本申请还提供一种电池包(图中未示出)，包括至少一个电池模组100，其中，所述电池模组为前述实施方式限定的任一电池模组100。可以理解的是，该电池包还可以包括BMS(Battery Management System，电池管理系统)、采样组件、液冷组件等功能组件中的一种或多种，形成具有动力输出功能的功能单元，作为电动汽车或者混合动力汽车的动力部件使用。
本申请还提供一种车辆(图中未示出)，包括车身及前述电池包。该车辆为电动汽车或者混合动力汽车。
在本发明的描述中，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发明和简化描述，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发明的限制。
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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，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。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发明中的具体含义。
在本发明中，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。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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发明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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

  1. 一种电池模组，包括电极组件和电解质，其特征在于，所述电池模组还包括：
    模组外壳，所述模组外壳形成一侧具有开口的容纳腔，所述容纳腔用于收容所述电极组件及电解质；所述模组外壳的至少一外端面凹陷并形成冷却流道；
    冷却流道密封板，与对应的所述外端面贴合密封以使所述冷却流道形成液冷通道；及
    盖板，用于封闭所述开口。
  2. 如权利要求1所述的电池模组，其特征在于：所述模组外壳包括底板及侧板和端板，所述侧板及端板围设在所述底板周侧并共同形成所述容纳腔；
    所述冷却流道形成于所述底板、侧板和端板中的至少一者上。
  3. 如权利要求1-3中任一项所述的电池模组，其特征在于：所述模组外壳包括隔板，所述隔板设于所述容纳腔内并将所述容纳腔分隔成多个电芯腔体；
    所述电池模组包括多个电极组件，对应设置于所述多个电芯腔体中。
  4. 如权利要求3所述的电池模组，其特征在于：所述隔板与所述端板平行设置；
    所述冷却流道形成于所述底板、侧板中的至少一者上。
  5. 如权利要求1-4中任一项所述的电池模组，其特征在于：所述模组外壳通过铸造工艺一体成型。
  6. 如权利要求1所述的电池模组，其特征在于：所述电池模组还包括冷却接头，与所述冷却流道连通；所述冷却流道密封板及所述冷却接头与对应的所述外端面焊接。
  7. 如权利要求6所述的电池模组，其特征在于，所述冷却流道密封板包括：
    主体部，用于与所述底板的外端面贴合密封；及
    延伸部，由所述主体部的边缘伸出；
    所述冷却接头与所述延伸部连接并与所述冷却流道至少部分连通。
  8. 如权利要求1-7中任一项所述的电池模组，其特征在于：所述电极组件包括极耳；所述盖板包括与所述极耳对应的极耳引出片；
    所述电极组件的极耳与对应的所述极耳引出片焊接；所述盖板与所述模组外壳焊接密封。
  9. 一种电池包，包括至少一个电池模组，其特征在于：所述电池模组为权利要求1-8中任一项所述的电池模组。
  10. 一种车辆，包括车身及电池包，其特征在于：所述电池包为权利要求9所述的电池包。
PCT/CN2021/136855 2020-12-22 2021-12-09 电池模组、电池包及车辆 WO2022135169A1 (zh)

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