CN221327998U - 一种电池模组及电池包 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，公开了一种电池模组及电池包。电池包包括电池模组，电池模组包括液冷结构和多个电芯，液冷结构包括上箱板、下箱板和支撑件，上箱板和下箱板相对设置以形成容纳空间，上箱板和下箱板相靠近的表面均为冷却表面，冷却表面上设有凹槽，凹槽与电芯的周向侧面相适配，电芯位于容纳空间内且电芯的周向侧面与凹槽相贴合；支撑件沿上箱板的长度方向延伸且垂直连接于上箱板和下箱板之间。该电池模组将液冷结构同时作为安装电芯的支架使用，简化结构，上箱板还可作为箱体内侧顶部的横梁使用，下箱板还可作为箱体内侧底部的横梁使用，降低了箱体结构设计的复杂程度，节省成本，空间利用率较好。

Description

一种电池模组及电池包
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种电池模组及电池包。
背景技术
电池在充放电过程中会产生热量，主要是通过在液冷板中流动的冷却液将热量带走。传统的电池模组多采用蛇形管形式的液冷板对电芯进行散热，在电芯成组的过程中，先将单个电芯依次竖直放置在托盘内，然后在相邻两排电芯之间放置蛇形管，以形成电池模组，这种形式的电池模组的结构较为复杂。若干个电池模组装配于PACK箱体内可形成电池包，为了增强PACK箱体的结构强度，通常在箱体内部设置横梁，横梁将箱体的内部划分成多个腔体，组装后的电池模组容纳于腔体内。但是，设置横梁会导致箱体的内部结构复杂，制造成本较高，且横梁也占用了箱体的内部空间，从而降低了电池模组对于箱体空间的利用率。
因此，亟需提供一种电池模组及电池包，以解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的一个目的在于提供一种电池模组，结构简单，将液冷结构同时作为安装电芯的支架使用，也简化了电池包箱体的结构，提高了箱体的空间利用率。
本实用新型的另一个目的在于提供一种电池包，通过设置上述的电池模组，简化了箱体的结构，提高了箱体的空间利用率。
为达上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：
一种电池模组，包括液冷结构和多个电芯，所述液冷结构包括：
上箱板和下箱板，所述上箱板和所述下箱板相对设置以形成容纳空间，所述上箱板和所述下箱板相靠近的表面均为冷却表面，所述冷却表面上设有凹槽，所述凹槽与电芯的周向侧面相适配，所述电芯位于所述容纳空间内且所述电芯的周向侧面与所述凹槽相贴合；
支撑件，沿所述上箱板的长度方向延伸且垂直连接于所述上箱板和所述下箱板之间。
作为一种可选的方案，沿所述上箱板的宽度方向，所述支撑件连接在所述上箱板和所述下箱板的中间位置，所述上箱板和所述下箱板之间形成有两个所述容纳空间，每一个所述容纳空间内均设有上下叠置的两排所述电芯，其中一排所述电芯的周向侧面贴合于所述上箱板的所述凹槽内，另一排所述电芯的周向侧面贴合于所述下箱板的所述凹槽内。
作为一种可选的方案，所述冷却表面呈波浪形以形成多个所述凹槽，每个所述电芯的周向侧面能与对应的所述凹槽相贴合。
作为一种可选的方案，每个所述凹槽与对应的所述电芯的周向侧面之间填充有导热胶。
作为一种可选的方案，所述上箱板和所述下箱板二者中的其中一个的内部设有进液流道，另一个的内部设有出液流道；
所述上箱板和所述下箱板二者中的其中一个的一端设置有进液接头，另一个的同一端设置有出液接头，所述进液接头与所述进液流道连通，所述出液接头与所述出液流道连通，所述上箱板和所述下箱板的另一端之间还设置有连接管，所述连接管连通所述进液流道和所述出液流道。
作为一种可选的方案，所述电池模组还包括蛇形管，所述蛇形管设置在两排所述电芯之间，位于所述蛇形管两侧的所述电芯的周向侧面与所述蛇形管的表面相贴合。
作为一种可选的方案，所述支撑件上设有多个容置槽，所述电芯的一端置于对应的所述容置槽内。
作为一种可选的方案，所述支撑件上设有排气通道，所述排气通道沿所述支撑件的长度方向延伸，所述支撑件的相对两侧均设有多个所述容置槽，所述容置槽与所述排气通道连通。
作为一种可选的方案，所述上箱板、所述下箱板和所述支撑件三者为一体成型结构。
一种电池包，包括箱体和若干个上述任一项所述的电池模组，若干个所述电池模组设置于所述箱体内。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型提供的电池模组，可以将液冷结构作为安装电芯的支架使用，使得电芯可以直接集成在液冷结构上，简化了电池模组的结构。在电芯成组时，直接将单个电芯依次水平放置于容纳空间内，并使得电芯的周向侧面与凹槽相贴合，以实现较好的热传导，由此即可组装成电池模组，电芯的成组工艺简单，成组效率较高，同时使得液冷结构和电芯呈模块化设计，整个电池模组重量及尺寸相对较小，方便转运和吊装。在此基础上，将电池模组水平放入电池包的箱体内之后，上箱板可以作为箱体内侧顶部的横梁使用，下箱板可以作为箱体内侧底部的横梁使用，增强了箱体的结构强度。由此，无需在箱体的上盖和下盖上单独设置横梁，降低了箱体结构设计的复杂程度，节省成本，箱体可以做成平整无横梁的箱体，电池模组装箱后，整箱的结构紧凑，空间利用率较好。
本实用新型提供的一种电池包，通过设置上述的电池模组，简化了箱体的结构，提高了箱体的空间利用率。
附图说明
为了更明显易懂的说明本实用新型的实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单介绍，下面描述的附图是本实用新型的一些实施例，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它的附图。
图1是本实用新型实施例提供的电池模组的结构示意图；
图2是本实用新型实施例提供的液冷结构的轴侧局部剖切图；
图3是本实用新型实施例提供的电池模组隐去CSS组件后在第一视角下的结构示意图；
图4是本实用新型实施例提供的电池模组隐去CSS组件后在第二视角下的结构示意图。
图中：
10、液冷结构；
11、上箱板；111、冷却表面；112、凹槽；113、进液流道；114、进液接头；12、下箱板；121、出液流道；122、出液接头；13、支撑件；131、容置槽；132、排气通道；14、容纳空间；15、连接管；
20、电芯；
30、CSS组件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
本实施例提供了一种电池包，电池包包括箱体(未图示)和若干个电池模组，若干个电池模组设置于箱体内。具体地，如图1至图3所示，本实施例提供的电池模组包括液冷结构10和多个电芯20，液冷结构10包括上箱板11、下箱板12和支撑件13，上箱板11和下箱板12均为液冷板，上箱板11和下箱板12平行且相对设置以形成容纳空间14，上箱板11和下箱板12相靠近的表面均为冷却表面111，冷却表面111上设有凹槽112，凹槽112与电芯20的周向侧面相适配，电芯20位于容纳空间14内且电芯20的周向侧面与凹槽112相贴合，支撑件13沿上箱板11的长度方向延伸且垂直连接于上箱板11和下箱板12之间。
本实施例提供的电池模组，可以将液冷结构10作为安装电芯20的支架使用，使得电芯20可以直接集成在液冷结构10上，简化了电池模组的结构。在电芯20成组时，直接将单个电芯20依次水平放置于容纳空间14内，并使得电芯20的一端置于对应的容置槽131内进行定位，且电芯20的周向侧面与冷却表面111上的凹槽112相贴合，以实现较好的热传导，由此即可组装成电池模组，电芯20的成组工艺简单，成组效率更高，同时使得液冷结构10和电芯20呈模块化设计，整个电池模组重量及尺寸相对较小，方便转运和吊装。电池模组可以直接水平放入电池包的箱体内，在沿箱体的长度和宽度方向上均可以排列多个电池模组，根据容量需求适应性选择即可。在此基础上，上箱板11和下箱板12作为液冷板的同时，上箱板11还可以作为箱体内侧顶部的横梁使用，下箱板12还可以作为箱体内侧底部的横梁使用，增强了箱体的结构强度。由此，无需在箱体的上盖和下盖上单独设置横梁，降低了箱体结构设计的复杂程度，节省成本，箱体可以做成平整无横梁的箱体，电池模组装箱后，整箱的结构紧凑，空间利用率较好。
具体而言，结合图2和图3，为了便于理解，将上箱板11的长度方向定义为X方向，将上箱板11的宽度方向定位为Y方向。沿上箱板11的宽度方向，支撑件13连接在上箱板11和下箱板12的中间位置，以使液冷结构10构造为工字型结构，上箱板11和下箱板12之间形成有两个容纳空间14，支撑件13将两个容纳空间14阻隔开，每一个容纳空间14内均设有上下叠置的两排电芯20，每一排的电芯20均沿X方向排列，位于上方的一排电芯20的周向侧面贴合于上箱板11的凹槽112内，位于下方的一排电芯20的周向侧面贴合于下箱板12的凹槽112内。也就是说，每个液冷结构10内可以放置四排电芯20，在简化成组工艺的前提下，高效利用了液冷结构10内的空间，提高了空间利用率，提升了电池模组的能量密度，且工字型的液冷结构10增加了结构强度，结构较为稳定。
如图1所示，该电池模组还包括CSS组件30，CSS组件30与各个电芯20远离支撑件13的一端电连接，CCS组件用于实现电芯20的电连接或信号检测，实现电压的输出。其中，CCS组件为现有技术，其具体结构和工作原理在此不再赘述。
进一步地，如图2和图3所示，冷却表面111呈波浪形以形成多个凹槽112，每个电芯20的周向侧面能与对应的凹槽112相贴合，且上下两排电芯20之间交错设置。本实施例中，电芯20为圆柱形，对应的凹槽112为弧形，以使弧形的凹槽112的内壁能与电芯20的周向侧面相贴合，接触面积较大，固定电芯20的效果稳定，热交换速率较高，从而能够对电芯20起到良好的降温作用，提高散热效果。
优选地，每个凹槽112与对应的电芯20的周向侧面之间填充有导热胶。一方面，导热胶降低了箱板和电芯20之间的接触热阻，导热效果更好。另一方面，导热胶能够将多个电芯20固定在对应的凹槽112内，以形成模块化结构，结构稳定可靠。需要说明的是，在操作时，可以先在凹槽112的侧壁上涂胶，再将电芯20放置于凹槽112内，也可以先将电芯20放入凹槽112内，所有电芯20组装完成后，整个电池模组再灌胶。
进一步地，如图2所示，支撑件13上设有多个容置槽131，电芯20的一端置于对应的容置槽131内。容置槽131用于对电芯20的位置进行定位，固定电芯20的效果稳定。
结合图2和图3，以先涂胶为例，电池模组的成组过程具体为：首先，对液冷结构10进行清洗，以洗去液冷结构10表面的杂质。然后，以支撑件13为分界面，将液冷结构10划分为第一侧和第二侧，先分别对位于第一侧的上箱板11和下箱板12的凹槽112侧壁进行涂胶，以形成导热胶，然后将各个电芯20依次水平放置于第一侧的容纳空间14内，并使得电芯20的一端置于对应的容置槽131内进行定位，且电芯20的周向侧面与导热胶接触，堆叠完第一侧的电芯20后，再对第二侧的凹槽112进行涂胶，并堆叠第二侧的电芯20，由此将各电芯20全部集成在液冷结构10上。最后，分别安装两侧的CSS组件30。需要说明的是，第一侧可以是液冷结构10沿其宽度方向的任意一侧，第二侧为相对的另一侧即可。
进一步地，如图2和图4所示，在其中一种实施例中，上箱板11的内部设有进液流道113，下箱板12的内部设有出液流道121，同时，上箱板11的一端设置有进液接头114，下箱板12的同一端设置有出液接头122，进液接头114与进液流道113连通，出液接头122与出液流道121连通，上箱板11和下箱板12的另一端之间还设置有连接管15，连接管15连通进液流道113和出液流道121。冷却液首先通过进液接头114流入上箱板11的进液流道113中，并沿着进液流道113流动，然后通过连接管15流入下箱板12的出液流道121中，并沿着出液流道121流动，最终通过出液接头122回到制冷设备，从而形成液冷回路。通过冷却液的循环流动，冷却液吸收电芯20产生的热量，并随着冷却液的流动将热量排出，以降低电芯20的温度。在另一种实施例中，进液流道113和进液接头114也设置在下箱板12上，出液流道121和出液接头122设置在上箱板11上，同样能够实现上述效果，在此不做具体的限定。
优选地，电池模组还包括蛇形管(未图示)，蛇形管设置在两排电芯20之间，位于蛇形管两侧的电芯20的周向侧面与蛇形管的表面相贴合。也就是说，每排电芯20的两侧均贴合设置有液冷件，由此实现了电芯20的双面液冷，保证足够大的散热面积，从而提高散热效率，对于一些发热量大的电芯20，能够实现高效散热，从而保证了电池模组的安全及使用寿命。
进一步地，如图2所示，支撑件13上设有排气通道132，排气通道132沿支撑件13的长度方向延伸，支撑件13的相对两侧均设有多个容置槽131，容置槽131与排气通道132连通。通过设置排气通道132，当电芯20膨胀发生爆炸时，能够通过排气通道132实现泄压和散热，在此基础上，还能相应减少箱体底部的排气设计，减少了空间占用。
优选地，上箱板11、下箱板12和支撑件13三者为一体成型结构。这样设置，不仅使得液冷结构10方便加工，节省了制造成本，同时又可以增强液冷结构10的结构强度。
需要说明的是，工字型的液冷结构10同样可以适用于方形的电芯20，当电芯20为方形电芯时，上下两端的箱板可以替换为支撑板，中间的支撑件13可以替换为箱板，方形电芯立设在上下两个支撑板之间，且方形电芯20的大面与箱板贴合接触即可。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池模组，其特征在于，包括液冷结构(10)和多个电芯(20)，所述液冷结构(10)包括：
上箱板(11)和下箱板(12)，所述上箱板(11)和所述下箱板(12)相对设置以形成容纳空间(14)，所述上箱板(11)和所述下箱板(12)相靠近的表面均为冷却表面(111)，所述冷却表面(111)上设有凹槽(112)，所述凹槽(112)与电芯(20)的周向侧面相适配，所述电芯(20)位于所述容纳空间(14)内且所述电芯(20)的周向侧面与所述凹槽(112)相贴合；
支撑件(13)，沿所述上箱板(11)的长度方向延伸且垂直连接于所述上箱板(11)和所述下箱板(12)之间。
2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，沿所述上箱板(11)的宽度方向，所述支撑件(13)连接在所述上箱板(11)和所述下箱板(12)的中间位置，所述上箱板(11)和所述下箱板(12)之间形成有两个所述容纳空间(14)，每一个所述容纳空间(14)内均设有上下叠置的两排所述电芯(20)，其中一排所述电芯(20)的周向侧面贴合于所述上箱板(11)的所述凹槽(112)内，另一排所述电芯(20)的周向侧面贴合于所述下箱板(12)的所述凹槽(112)内。
3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述冷却表面(111)呈波浪形以形成多个所述凹槽(112)，每个所述电芯(20)的周向侧面能与对应的所述凹槽(112)相贴合。
4.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，每个所述凹槽(112)与对应的所述电芯(20)的周向侧面之间填充有导热胶。
5.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述上箱板(11)和所述下箱板(12)二者中的其中一个的内部设有进液流道(113)，另一个的内部设有出液流道(121)；
所述上箱板(11)和所述下箱板(12)二者中的其中一个的一端设置有进液接头(114)，另一个的同一端设置有出液接头(122)，所述进液接头(114)与所述进液流道(113)连通，所述出液接头(122)与所述出液流道(121)连通，所述上箱板(11)和所述下箱板(12)的另一端之间还设置有连接管(15)，所述连接管(15)连通所述进液流道(113)和所述出液流道(121)。
6.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组还包括蛇形管，所述蛇形管设置在两排所述电芯(20)之间，位于所述蛇形管两侧的所述电芯(20)的周向侧面与所述蛇形管的表面相贴合。
7.根据权利要求1～6任一项所述的电池模组，其特征在于，所述支撑件(13)上设有多个容置槽(131)，所述电芯(20)的一端置于对应的所述容置槽(131)内。
8.根据权利要求7所述的电池模组，其特征在于，所述支撑件(13)上设有排气通道(132)，所述排气通道(132)沿所述支撑件(13)的长度方向延伸，所述支撑件(13)的相对两侧均设有多个所述容置槽(131)，所述容置槽(131)与所述排气通道(132)连通。
9.根据权利要求1～6任一项所述的电池模组，其特征在于，所述上箱板(11)、所述下箱板(12)和所述支撑件(13)三者为一体成型结构。
10.一种电池包，其特征在于，包括箱体和若干个如权利要求1～9任一项所述的电池模组，若干个所述电池模组设置于所述箱体内。
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