CN219873742U - 一种电池模组及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池模组，包括：至少一电池单元，电池单元包括至少两颗依次排列的电芯；至少一冷却管，冷却管位于电池单元的至少一侧，冷却管包括至少一隔板和具有内腔的管体，隔板设置于管体的内腔内，隔板将管体的内腔分隔成至少两层流道，两层流道彼此独立且用于对相同电芯进行热交换，每一流道的两端均分别设有进液口和出液口以用于独立进出液，且相邻两层流道的冷却介质流动方向相反。在该电池模组中，利用彼此独立且流向相反的不同流道，以对同一电池单元中的不同电池进行均匀的散热，解决了电池模组散热不均衡的问题。本实用新型还公开了一种电池包。

Description

一种电池模组及电池包

技术领域

本实用新型涉及电池组技术领域，尤其涉及一种电池模组及电池包。

背景技术

在现有的电池模组的散热结构中，一般采用波纹管来抵接于电芯的周边进行热交换，波纹管上的进水口和出水口分居每排电池的两侧。

但在使用过程中，存在如下问题：由于波纹管中的冷却液单向流动，在采用冷却液对电芯进行冷却时，进水口冷却液温度较低，使得位于前端的电芯散热快、温度相对较低，随着冷却液的流动，冷却液温度逐步上升，导致散热效率不够，使得位于后端的电芯散热慢、温度相对较高，导致不同电芯之间的温度差过大，进而影响电池模组的热均衡。

实用新型内容

为了克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，本实用新型提供一种电池模组，利用彼此独立且流向相反的不同流道，以对同一电池单元中的不同电池进行均匀的散热，解决了电池模组散热不均衡的问题。

本实用新型为解决其问题所采用的技术方案是：

一种电池模组，包括：

至少一电池单元，电池单元包括至少两颗依次排列的电芯；

至少一冷却管，冷却管位于电池单元的至少一侧，冷却管包括至少一隔板和具有内腔的管体，隔板连接于管体的内腔内，隔板将管体的内腔分隔成至少两层流道，两层流道彼此独立且用于对相同电芯进行热交换，每一流道的两端均分别设有进液口和出液口以用于独立进出液，且相邻两流道的冷却介质流动方向相反。

本实用新型所提供的电池模组，在冷却管中，利用隔板对管体的内腔进行分隔，以形成至少两层彼此独立的流道，每个流道均能够独立进出液(即不同的流道之间相隔离以分别独立地用于冷却介质流通，任一流道内的冷却介质均不流入其他流道内)，且相邻两层流道的冷却介质流动方向相反，如此，在将该冷却管应用至电池模组以对电池单元进行散热时，利用至少两层流道对同一电芯的相互散热作用，以均衡冷却介质升温所造成的不同电芯的散热效率不均匀的问题，提高了不同电芯的温度一致性，延长了电芯的使用寿命，解决了电池模组的热均衡。

进一步地，电芯为圆柱电芯，相邻两圆柱电芯之间沿其径向排列，冷却管中的全部流道的排列方向与圆柱电芯的高度方向一致。

进一步地，还包括导热硅胶垫，导热硅胶垫的两相对侧面分别与管体的侧面以及电芯的侧面相贴合。如此，电芯和管体之间通过导热硅胶垫接触，导热硅胶垫起到接触充分、导热和吸收电芯膨胀的作用。

进一步地，管体的至少一外侧壁设有用于与电芯的侧面相配合的凹槽，以利用凹槽来增加热交换时的接触面积。

进一步地，管体呈扁条状，流道的流动方向与管体的延伸方向一致，全部流道的排列方向与管体的宽度方向一致。

进一步地，电池单元设有多个且沿第一方向间隔排列，冷却管设有多个且沿第一方向间隔排列，管体包括至少三个热交换部、至少两个拐角部和两个接头部，全部热交换部沿第一方向间隔排列，拐角部将相邻两热交换部相连接以串联构成S形结构，两接头部分别连接于S形结构的两端，热交换部、拐角部和接头部共同围成内腔，进液口和出液口位于接头部，每一电池单元位于同一冷却管的相邻两热交换部之间或者每一电池单元位于相邻两冷却管的热交换部之间。如此，区别于普通的S型流道，本方案利用多个冷却管以构建分布式流道，以降低流道内温差，提高不同电池单元的温度一致性，同时，能够实现冷却管对电池单元的双面热交换，提高散热效率。

进一步地，热交换部、拐角部和接头部一体成型，以便于生产。

进一步地，热交换部的数量为大于等于3的奇数，拐角部的数量比热交换部的数量少一个，且在沿热交换部的长度延伸方向上，拐角部位于同一流道的进液口和出液口之间。如此，在该S形的冷却管中，两接头部在不同则，且进液口和出液口向外侧露出，便于冷却循环系统的接入，避免阻碍或磕碰。

进一步地，至少部分进液口和至少部分出液口均贯穿接头部的两相对侧，相邻两冷却管中处于同一高度的两个流道之间可以便捷的通过一段较短的直管并联，便于冷却循环系统的接入。

基于同一构思，本实用新型还公开了一种电池包，该电池包应用有如上所述的电池模组。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的电池模组的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例1的多个冷却管布置时的冷却介质流动原理示意图；

图3为本实用新型实施例1的冷却管的立体结构示意图；

图4为本实用新型实施例1的冷却管的局部剖面放大图；

图5为本实用新型实施例2的冷却管的立体结构示意图；

图6为本实用新型实施例2的冷却管的局部剖面放大图。

其中，附图标记含义如下：

1、冷却管；11、管体；111、热交换部；112、拐角部；113、接头部；114、凹槽；12、隔板；13、流道；131、进液口；132、出液口；2、电芯；3、箱体。

具体实施方式

为了更好地理解和实施，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型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，不是旨在限制本实用新型。

实施例1

参阅图1，本实用新型公开了一种电池模组，该电池模组包括至少一电池单元、至少一冷却管1和箱体3，电池单元包括至少两颗依次堆叠排列的电芯2(可理解为，每一电池单元为一排电芯2，多个电池单元为多排电芯2)，冷却管1和电芯2均安装于箱体3内，冷却管1位于电池单元(即各排电芯2)的至少一侧，冷却管1的侧面与电池单元的侧面相抵，以利用冷却管1对电池单元进行散热。另外，本实用新型还公开了一种应用有该电池模组的电池包。

重要的，参阅图2和图3，冷却管1包括管体11和至少一隔板12，管体11具有内腔，隔板12设置于管体11的内腔内，隔板12将管体11的内腔分隔成至少两层彼此独立的流道13(即不同的流道13之间相隔离以分别独立地用于冷却介质流通，任一流道13内的冷却介质均不流入其他流道13内)，冷却管1中的全部流道13均能够用于与相同的电芯2进行换热，每一流道13的两端均分别设有进液口131和出液口132以用于独立进出液，且相邻两流道13的冷却介质流动方向相反。

如此，在上述方案中，在将冷却管1应用至电池模组以对电池单元进行散热时，利用冷却管1中的至少两层彼此独立且流向相反的流道13对同一电芯2的相互散热作用，以均衡冷却介质升温所造成的不同电芯2的散热效率不均匀的问题，提高了不同电芯2的温度一致性，延长了电芯2的使用寿命，解决了电池模组的热均衡。

参阅图1和图2，可以理解的，管体11具有一定的厚度和宽度，且管体11可沿着一排电芯2延伸(如大致呈直条状)，或者管体11可沿着多排电芯2延伸(如大致呈S形状)；为了便于理解，对管体11的各个侧壁定义如下：定义管体11厚度方向的两侧壁为左侧壁和右侧壁，定义管体11宽度方向的两侧壁为上侧壁和下侧壁，管体11延伸方向的两端可通过焊接或端块封堵以实现密封。每颗电芯2均具有一定的高度，相邻两排电芯2之间(即相邻两电池单元之间)具有一定的间隙，较佳的，相邻两排电芯2之间的间隙为一恒定值；当然，相邻两排电芯2可相对平行排列(即其中一排的一颗电芯2与另一排的一颗电芯2位置相靠近)，或者相邻两排电芯2也可错位排列(即其中一排的一颗电芯2与另一排的两颗电芯2位置相靠近)。其中，管体11的厚度与相邻两排电芯2之间的间隙相适配，使得管体11的主散热部位的两相对外侧壁能够与两排电芯2相贴合，以便于两排电芯2可共用一个冷却管1，同时，管体11的宽度与电芯2的高度相适配。

基于如上的定义，优选的，管体11大致呈扁条状，流道13的流动方向与管体11的延伸方向一致，全部流道13的排列方向与管体11的宽度方向一致；电芯2为圆柱电芯，电芯2沿其径向排列，冷却管1中的不同流道13的排列方向与电芯2的高度方向一致。具体的，隔板12的两端分别连接于管体11延伸方向的两端，隔板12上相对的左侧和右侧分别连接于管体11的左侧壁和右侧壁，以使全部流道13沿着管体11的宽度方向排列，从而在管体11的两个大面积侧面与电芯2的环形侧面相接触时，不同流道13同时与同一颗电芯2进行热交换，具体表现为，不同流道13的同一侧分别与同一颗电芯2的部分环形侧面进行热交换。

当然，在其他较佳实施例中，电芯2还可以为其他形状，如长方体状、棱柱状、椭圆柱状等结构。本文以圆柱电芯作为电芯2为例进行详细讲解。

参阅图3和图4，作为一个示例，在该冷却管1中，隔板12设有一个，隔板12将管体11的内腔分隔成呈上下排布的两层流道13，其中，位于上方的流道13的进液口131和位于下方的流道13的出液口132均设于管体11的第一端，位于上方的流道13的出液口132和位于下方的流道13的进液口131均设于管体11的第二端，管体11的第一端和管体11的第二端为管体11延伸方向的两端。在利用冷却管1对电芯2进行散热时，位于上方的流道13中的冷却介质由管体11的第一端朝向管体11的第二端流动，位于下方的流道13中的冷却介质由管体11的第二端朝向管体11的第一端流动，以形成两道彼此独立且反向的冷却介质流动路径；在冷却介质流动散热的过程中，沿冷却介质的流动方向，冷却介质吸热后将逐渐升温，如此，位于上方的流道13中的冷却介质的温度由管体11的第一端朝向管体11的第二端逐渐升温，并对电芯2的上部进行热交换，位于下方的流道13中的冷却介质的温度由管体11的第二端朝向管体11的第一端逐渐升温，并对电芯2的下部进行热交换，以此确保排列为同一排的多颗电芯2的温度尽可能趋于一致，以解决现有技术中由于冷却介质升温所造成的对不同电芯2的散热效率不均匀的问题。

当然，相邻两层流道13中的冷却介质，在靠近隔板12的位置处还可实现热量的相互交换，即隔板12由可实现热交换的非隔热材料制成，优选的，隔板12和管体11的材质相同且均为金属材质，以避免相邻两层流道13的连接处温差多大造成电芯2的冷却收缩应力过于集中的问题。

可以理解的，隔板12的数量还可为二个、三个、四个等，本实用新型对隔板12的数量不做具体限定。当然，隔板12的数量为单数为佳。

优选的，每一流道13的内部还可设计成口琴管结构，以增强支撑，避免冷却管1受压变形。

可以理解的，冷却介质可以为气态物质或者液态物质，当然，冷却介质为液态物质最佳。

参阅图3，在本实施例中，管体11的至少一外侧壁设有用于与电芯2的侧面相配合的凹槽114，以利用凹槽114来增加热交换时的接触面积。较佳的，管体11的两相对外侧壁均设有凹槽114，以便于管体11能同时与两排电芯2相接触。

需要说明的，在电芯2为圆柱电芯时，凹槽114呈弧形状以更好的贴合于电芯2的环形侧面。当然，当电芯2为其他形状时，凹槽114的形状也可以做适应性改变以更好的贴合于电芯2的侧面。

另外，在该电池模组中，为了提高冷却管1与电芯2之间的接触充分性和导热性，以及减少电芯2膨胀对冷却管1的影响，该电池模组还可包括导热硅胶垫(图中未示出)，导热硅胶垫的两相对侧面分别与管体11的侧面以及电芯2的侧面相贴合，具体的，导热硅胶垫可以至少部分位于凹槽114内。

以图1所示的各部件的数量为参考，具体为，电池单元设有八个(即共有八排电芯2)，每一电池单元包括八颗电芯2(即共六十四颗电芯2)，冷却管1设有三个，每个冷却管1均大致呈S形状，三个冷却管1排列后组成八个用于放置电池单元的电池槽位，每一电池单元放置至电池槽位时，电池单元的两侧均能够与同一冷却管1或相邻两冷却管1进行热交换，如此，提高对电池单元的散热效率。其中，多个电池单元沿第一方向间隔排列，多个冷却管1同样沿第一方向间隔排列，所述的第一方向与同一电池单元中的多颗电芯2的排列方向相垂直(可以理解为，当多颗电芯2沿纵向堆叠排列成一电池单元时，多个电池单元和多个冷却管1均沿横向排列，此时，第一方向即为横向)。在该示例中，区别于普通的S型流道，利用多个冷却管1以构建分布式流道，能够有效降低流道13内温差，提高不同电池单元的温度一致性。

当然，如上所述的电池单元、冷却管1以及电芯2的方向描述，只是为了方便理解；另外，电池单元、冷却管1以及电芯2的具体数量并不受限制，还可采用如上描述之外的其他数量。

参阅图1和图3，特别的，在该冷却管1中，管体11包括多个热交换部111、至少一个拐角部112和两个接头部113，多个热交换部111沿第一方向间隔排列，相邻两热交换部111用于对同一电池单元(即同一排电芯2)的两侧进行散热，拐角部112将相邻两热交换部111相连接以串联构成S形结构，两接头部113分别连接于S形结构的两端，热交换部111、拐角部112和接头部113共同围成内腔，进液口131和出液口132位于接头部113。如此，冷却介质在流道13中由其中一接头部113流向另一接头部113时，冷却介质依次流经全部热交换部111和全部拐角部112，以具体实现该冷却管1对电池单元的双面热交换，从而达到提高散热效率的目的。

可以理解的，拐角部112作为相邻两热交换部111之间的连接件，拐角部112的数量是要比热交换部111的数量少一个的。

优选的，结合图2和图3，在该冷却管1中，至少部分进液口131和至少部分出液口132均贯穿接头部113的两相对侧。具体的，位于中间的冷却管1中，其上的全部进液口131和全部出液口132均贯穿接头部113的两相对侧；位于边沿的冷却管1中，在其中的一个接头部113上，进液口131和出液口132贯穿该接头部113的两相对侧，而在另一个接头部113上，进液口131和出液口132仅贯穿该接头部113的同一侧。如此设置的意义在于，相邻两冷却管1中处于同一高度的两个流道13之间，其两进液口131之间或者两出液口132之间均可以便捷的通过一段较短的直管并联，便于冷却循环系统的接入，连接方便且成本低。

优选的，热交换部111设有三个，拐角部112设有两个，且在沿热交换部111的长度延伸方向上(可以理解为，沿同一电池单元中的多颗电芯2的排列方向)，拐角部112位于同一流道13的进液口131和出液口132之间，如此布置，在该S形的冷却管中，两接头部113在不同则，且进液口131和出液口132向外侧露出，便于冷却循环系统的接入，避免阻碍或磕碰。

在其他较佳实施例中，同一管体11中的热交换部111的数量还可为五个、七个等，对应的，拐角部112的数量为四个、六个等，采用奇数数量的热交换部111的目的在于，使管体11中的两接头部113在不同则。当然，热交换部111的数量为三个最佳。

综合上述有关多个冷却管1、多个电池单元和每个冷却管1包含三个热交换部111的相关数量设定，以及进液口131和出液口132向外侧露出的位置设定，在该整合方案中，能够得到一种有效提高全部电芯2的温度一致性(即同一排电芯2之间，以及不同排的电芯2之间)、冷却循环系统接入便捷的电池模组(其中，若是热交换部111的数量为偶数，则进液口131和出液口132将在电池单元的同一侧，接线不方便)。

优选的，热交换部111、拐角部112和接头部113一体成型。特别的，热交换部111、拐角部112和接头部113由同一根中空的扁板弯折形成；当然，热交换部111、拐角部112和接头部113还可焊接成型。

实施例2

参阅图5和图6，本实施例公开了一种冷却管1，该冷却管1同样可以应用至电池模组中，本实施例的冷却管1与实施例1中的冷却管1的区别仅在于：本实施例的冷却管1整体呈长条状，而实施例1的冷却管1整体呈S形状。

与实施例1同样的，本实施例的冷却管1同样包括管体11和至少一隔板12，管体11具有内腔，隔板12连接于管体11的内腔内，隔板12将管体11的内腔分隔成至少两层彼此独立的流道13(即不同的流道13之间相隔离以分别独立地用于冷却介质流通，任一流道13内的冷却介质均不流入其他流道13内)，冷却管1中的全部流道13均能够用于与同一颗电芯2进行换热，每一流道13的两端均分别设有进液口131和出液口132以用于独立进出液，且相邻两流道13的冷却介质流动方向相反。

因此，在将本实施例的冷却管1应用至电池模组以对电池单元进行散热时，同样能够解决与实施例1相同的技术问题，达到相同的效果：利用冷却管1中的至少两层彼此独立且流向相反的流道13对同一电芯2的相互散热作用，以均衡冷却介质升温所造成的不同电芯2的散热效率不均匀的问题，提高了不同电芯2的温度一致性，延长了电芯2的使用寿命，解决了电池模组的热均衡。

与实施例1的区别具体体现于：在本实施例中，管体11包括一个热交换部111和两个接头部113，两接头部113分别连接于热交换部111的两端，热交换部111和接头部113共同围成内腔，进液口131和出液口132位于接头部113。此时，在将本实施例的冷却管1应用至电池模组时，冷却管1位于相邻的两电池单元之间，或者，冷却管1也可以位于多个排列的电池单元的最外侧。

对于本实施例附图中所展示的与实施例1相同的其他技术特征及其技术效果，本实施例不再重复阐述，请参阅实施例1的相关描述即可。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池模组，其特征在于，包括：

至少一电池单元，所述电池单元包括至少两颗依次排列的电芯；

至少一冷却管，所述冷却管位于所述电池单元的至少一侧，所述冷却管包括至少一隔板和具有内腔的管体，所述隔板设置于所述管体的内腔内，所述隔板将所述管体的内腔分隔成至少两层流道，两层所述流道彼此独立且用于对相同所述电芯进行热交换，每一所述流道的两端均设有进液口和出液口以用于独立进出液，且相邻两层所述流道的冷却介质流动方向相反。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电芯为圆柱电芯，相邻两所述圆柱电芯之间沿其径向排列，所述冷却管中的全部所述流道的排列方向与所述圆柱电芯的高度方向一致。

3.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，还包括导热硅胶垫，所述导热硅胶垫的两相对侧面分别与所述管体的侧面以及所述电芯的侧面相贴合。

4.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述管体的至少一外侧壁设有用于与所述电芯的侧面相配合的凹槽。

5.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述管体呈扁条状，所述流道的流动方向与所述管体的延伸方向一致，全部所述流道的排列方向与所述管体的宽度方向一致。

6.根据权利要求1至5任一项所述的电池模组，其特征在于，所述电池单元设有多个且沿第一方向间隔排列，所述冷却管设有多个且沿第一方向间隔排列，所述管体包括至少三个热交换部、至少两个拐角部和两个接头部，全部所述热交换部沿第一方向间隔排列，所述拐角部将相邻两所述热交换部相连接以串联构成S形结构，两所述接头部分别连接于所述S形结构的两端，所述热交换部、所述拐角部和所述接头部共同围成所述内腔，所述进液口和所述出液口位于所述接头部，每一所述电池单元位于同一所述冷却管的相邻两所述热交换部之间或者每一所述电池单元位于相邻两所述冷却管的热交换部之间。

7.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，所述热交换部、所述拐角部和所述接头部一体成型。

8.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，所述热交换部的数量为大于等于3的奇数，所述拐角部的数量比所述热交换部的数量少一个，且在沿所述热交换部的长度延伸方向上，所述拐角部位于同一所述流道的所述进液口和所述出液口之间。

9.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，至少部分所述进液口和至少部分所述出液口均贯穿所述接头部的两相对侧。

10.一种电池包，其特征在于，应用有如权利要求1至9任一项所述的电池模组。