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CN221766822U - 换热单元、电池及用电装置 - Google Patents

换热单元、电池及用电装置 Download PDF

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CN221766822U
CN221766822U CN202322302779.XU CN202322302779U CN221766822U CN 221766822 U CN221766822 U CN 221766822U CN 202322302779 U CN202322302779 U CN 202322302779U CN 221766822 U CN221766822 U CN 221766822U
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CN
China
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heat exchange
battery
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exchange unit
outlet
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CN202322302779.XU
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袁胜刚
王增忠
吴友鑫
牛建新
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Contemporary Amperex Technology Co Ltd
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Contemporary Amperex Technology Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

本申请提供了一种换热单元、电池及用电装置。换热单元包括多个换热板和集流部件,多个换热板沿第一方向上间隔设置,相邻的换热板之间形成用于容纳电池单体的容纳空间,换热板内部设有供换热介质流动的换热流道。集流部件连接于多个换热板,集流部件将各换热板的换热流道连通。

Description

换热单元、电池及用电装置
技术领域
本申请涉及电池技术领域,特别涉及一种换热单元、电池及用电装置。
背景技术
随着新能源技术的发展,电池的应用越来越广泛,例如应用于手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等上。
在电池中,热管理组件作为电池的重要部件,其制备效率和成本会直接影响到电池的生产经济效应,而热管理组件中的换热单元的制备工艺较为复杂。因此,如何有效提高换热单元的制备效率是电池技术中一个亟待解决的问题。
实用新型内容
鉴于上述问题,本申请提供了一种换热单元、电池及用电装置,能够有效提高换热单元的整体制备效率,以及降低生产成本。
第一方面,本申请实施例提供了一种换热单元,用于与电池单体进行热交换,换热单元包括多个换热板和集流部件,多个换热板沿第一方向间隔设置,相邻的换热板之间形成用于容纳电池单体的容纳空间,换热板内部设有供换热介质流动的换热流道。集流部件连接于多个换热板,集流部件将各换热板的换热流道连通。
上述技术方案通过使多个换热板共用集流部件,能够减少整个换热单元中的集流部件的数量,一方面,能够有效提换热单元的整体制备效率,以及降低生产成本;另一方面,能够提高换热单元的紧凑型,减小换热单元的空间占用率,有利于提高电池的能量密度。
在第一方面的一些实施方式中,换热板沿第二方向的端部设有接口,接口与换热流道连通,多个换热板的接口共同连接于集流部件,第二方向与第一方向相交。
上述技术方案通过设置接口,方便与集流部件的连接,有利于简化换热单元的制备工艺。
在第一方面的一些实施方式中,接口包括进口和出口,进口和出口位于换热板沿第二方向的同一端。
上述技术方案只需一个集流部件即可连通多个换热板的进口和出口,能够进一步减少整个换热单元中的集流部件的数量。一方面,能够进一步提换热单元的整体制备效率,以及进一步降低生产成本;另一方面,能够进一步提高换热单元的紧凑型,减小换热单元的空间占用率,提高电池的能量密度。
在第一方面的一些实施方式中,换热流道包括输入段、连接段和输出段,输入段和输出段沿第二方向延伸且沿第三方向间隔设置,第一方向、第二方向和第三方向两两垂直。输入段沿第二方向的一端连通于进口,另一端连通于连接段。输出段沿第二方向的一端连通于出口,另一端连通于连接段。
上述技术方案使得换热介质在换热板中沿第二方向上能够进行至少两次流动,以使换热介质与电池单体之间能够充分进行换热,提高换热介质的利用效率,进而能够有效地提高换热单元的换热效果。
在第一方面的一些实施方式中,连接段沿远离接口的方向弯折以形成圆弧状。
通过将连接段设置为沿远离端口的方向上弯折的圆弧状,能够对换热介质在惯性力进行引导,从而减小换热介质从输入段进入连接段的过程中对连接段的流道内壁的冲击,能够减小换热板的震动或者噪音。
在第一方面的一些实施方式中,换热板沿第二方向远离接口的一端设置有固定件,多个换热板通过固定件相互连接。
上述技术方案中的固定件能够使得多个换热板沿第二方向上远离接口的一端相互固定连接,在换热单元受到震动时,能够一定程度上避免换热板沿第二方向上远离接口的一端产生较大的晃动,以提高换热单元整体的可靠性。
在第一方面的一些实施方式中,换热流道包括沿第三方向间隔设置的第一流道和第二流道,第一流道连通于进口,第二流道连通于出口,第一方向、第二方向和第三方向两两垂直。固定件内部设有腔体,腔体连通于多个换热板的第一流道和多个换热板的第二流道。
上述技术方案通过在固定件中开设腔体,使得位于多个换热板的第一流道中的换热介质在进入第二流道之前,先在固定件的腔体内进行汇集,再被分配至多个换热板的第二流道中,能够有效地提高整个换热单元中换热介质温度的均匀性,能够在一定程度上避免因局部电池单体的温度过高而导致换热效果不佳,进一步提高了换热单元整体的可靠性。
在第一方面的一些实施方式中,集流部件包括第一集流腔和第二集流腔,第一集流腔和第二集流腔相互间隔,第一集流腔连通于进口,第二集流腔连通于出口。
上述技术方案能够将在集流部件内部的未经换热的换热介质和完成换热的换热介相互分隔开,在一定程度上避免二者之间混合使得未经换热的换热介质的温度升高,进而导致换热单元整体的换热效果受到影响,进一步提高了换热单元整体的可靠性。
在第一方面的一些实施方式中,集流部件连接于换热板沿第二方向的端部,第一方向与第二方向相交。换热板包括沿第二方向布置的多个弯折部,各弯折部弯折为弧形,以提高换热板与电池单体之间的接触面积,进而能够进一步提高换热单元的换热效果。
在第一方面的一些实施方式中,换热板包括主体部和抵接部,相邻的换热板的主体部之间形成容纳空间,相邻的换热板的抵接部之间相互抵接,集流部件连接于抵接部。
上述技术方案中,相邻的换热板的抵接部之间相互抵接,能够减小换热板的抵接部位置处整体的体积,进而能够相应地减小集流部件的体积,进一步提高了换热单元的紧凑型,减小换热单元的空间占用率,有利于提高电池的能量密度。
第二方面,本申请实施例提供了一种电池,电池包括热管理组件和多个电池单体,热管理组件包括至少一个第一方面任一实施方式提供的换热单元,多个电池单体的至少部分设置于容纳空间。
在第二方面的一些实施方式中,热管理组件包括多个换热单元,多个换热单元沿第一方向布置,相邻的换热单元之间设有电池单体。如此,使得换热板沿第一方向上相背的两个换热面都导热连接于电池单体以对电池单体进行换热,进一步提高了换热单元的换热效率。
在第二方面的一些实施方式中,换热板包括进口和出口,热管理组件还包括进流管和出流管,进流管连通于进口,出流管连通于出口。
上述技术方案中的进流管和出流管能够方便换热介质的输入与输出,有利于提高热管理组件的使用便捷性。
在第二方面的一些实施方式中,电池单体为圆柱电池单体。
第三方面,本申请实施例提供了一种用电装置,包括第二方面任一实施方式提供的电池,电池用于提供电能。
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
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1为本申请一些实施例所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一种电池的爆炸示意图;
图3为本申请一些实施例提供的一种电池的局部结构示意图;
图4为本申请一些实施例提供的一种换热单元的结构示意图;
图5为本申请一些实施例提供的一种换热单元与电池单体配合的结构示意图;
图6为本申请一些实施例提供的一种换热单元的换热板的结构示意图;
图7为本申请一些实施例提供的另一种换热单元的换热板的结构示意图;
图8为本申请一些实施例提供的又一种换热单元的换热板的结构示意图;
图9为本申请一些实施例提供的再一种换热单元的结构示意图。
具体实施方式中的附图标号如下:
1、车辆;2、电池;3、控制器;4、马达;5、电池箱体;5a、第一箱体部;5b、第二箱体部;6、电池单体;7、换热单元;8、热管理组件;
10、换热板;11、换热流道;111、输入段;112、连接段;113、输出段;114、第一流道;115、第二流道;12、接口;121、进口;122、出口;13、弯折部;14、主体部;15、抵接部;20、容纳空间;30、集流部件;31、第一集流腔;32、第二集流腔;33、第一接头;34、第二接头;40、固定件;41、腔体;50、进流管;60、出流管;X、第一方向;Y、第二方向;Z、第三方向。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。
除非另有定义,本申请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;在本申请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。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序或主次关系。
在本申请中提及“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。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“附接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;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。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中的具体含义。
本申请中术语“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,本申请中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请的实施例中,相同的附图标记表示相同的部件,并且为了简洁,在不同实施例中,省略对相同部件的详细说明。应理解,附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸,以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明,而不应对本申请构成任何限定。
本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。
本申请中术语“平行”不仅包括绝对平行的情况,也包括了工程上常规认知的大致平行的情况;同时,“垂直”也不仅包括绝对垂直的情况,还包括工程上常规认知的大致垂直的情况。
电池单体可以为锂离子电池单体、钠离子电池单体、钠锂离子电池单体、锂金属电池单体、钠金属电池单体、锂硫电池单体、镁离子电池单体、镍氢电池单体、镍镉电池单体、铅蓄电池单体等,本申请实施例对此并不限定。
电池单体一般包括电极组件。电极组件包括正极片、负极片以及隔离件。在电池单体充放电过程中,活性离子(例如锂离子)在正极片和负极片之间往返嵌入和脱出。隔离件设置在正极片和负极片之间,可以起到防止正负极短路的作用,同时可以使活性离子通过。
作为示例,电池单体可以为棱柱电池单体、软包电池单体或其它形状的电池单体,棱柱电池单体包括方壳电池单体、刀片形电池单体、多棱柱电池单体,多棱柱电池单体例如为六棱柱电池单体等,本申请没有特别的限制。
本申请的实施例所提到的电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。
在一些实施例中,电池可以为电池包,电池包包括电池箱体和电池单体,电池单体或电池模块容纳于电池箱体中。
在一些实施例中,电池可以为储能装置。储能装置包括储能集装箱、储能电柜等。
随着新能源技术的发展,电池的应用越来越广泛,例如应用于手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等上。
电池单体在充放电的过程中会产生热量,当多个电池单体成组使用时,这些热量可能会聚集在一起,如果没有有效地去除这些热量,将会导致电池单体升温,加速电池单体的老化。另外,温度过高还容易引发热失控,造成安全风险。在电池单体处于低温环境时,会缩短使用寿命,减弱放电能力。
电池的热管理组件可以调节电池单体的工作温度,以将电池单体的工作温度控制在合适的范围内,提高电池单体的循环寿命和循环性能。
热管理组件作为电池的重要部件,其制备效率和成本会直接影响到电池的生产经济效益。热管理组件通常包括多个换热板,每个换热板上均设置有集流部件。
集流部件的结构较为复杂,制备成本较高。因此,如果热管理组件中的集流部件数量较多时,会导致热管理组件整体的制备效率低,生产成本高,进而导致电池的生产成本较高。
基于以上考虑,发明人经过深入研究,设计了一种电池的换热单元,换热单元包括多个换热板和集流部件,多个换热板沿第一方向上间隔设置,相邻的换热板之间形成用于容纳电池单体的容纳空间,换热板内部设有供换热介质流动的换热流道。集流部件连接于多个换热板,集流部件将各换热板的换热流道连通。如此,通过使多个换热板共用集流部件,能够减少整个换热单元中的集流部件的数量,一方面,能够有效提换热单元的整体制备效率,以及降低生产成本;另一方面,能够提高换热单元的紧凑型,减小换热单元的空间占用率,有利于提高电池的能量密度。
本申请实施例描述的技术方案适用于电池单体、电池以及使用电池的用电装置。
用电装置可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、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;航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等;电动玩具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;电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具,例如,电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。本申请实施例对上述用电装置不做特殊限制。
应理解,本申请实施例描述的技术方案不仅仅局限适用于上述所描述的电池和用电装置,还可以适用于所有包括电池箱体的电池以及使用电池的用电装置,但为描述简洁,下述实施例均以车辆为例进行说明。
图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图。
继续参考图1,车辆1的内部设置有电池2,电池2可以设置在车辆1的底部或头部或尾部。电池2可以用于车辆1的供电,例如,电池2可以作为车辆1的操作电源。
车辆1还可以包括控制器3和马达4,控制器3用来控制电池2为马达4供电,例如,用于车辆1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2不仅仅可以作为车辆1的操作电源,还可以作为车辆1的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。
图2为本申请一些实施例提供的电池的爆炸示意图。
继续参考图2,电池2包括电池箱体5和电池单体6,电池单体6容纳于电池箱体5内。
电池箱体5用于容纳电池单体6,电池箱体5可以是多种结构。在一些实施例中,电池箱体5可以包括第一箱体部5a和第二箱体部5b,第一箱体部5a与第二箱体部5b相互盖合。第二箱体部5b可以是一端开口的空心结构,第一箱体部5a为板状结构,第一箱体部5a盖合于第二箱体部5b的开口侧;第一箱体部5a和第二箱体部5b也均可以是一侧开口的空心结构,第一箱体部5a的开口侧盖合于第二箱体部5b的开口侧。当然,第一箱体部5a和第二箱体部5b可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
为提高第一箱体部5a与第二箱体部5b连接后的密封性,第一箱体部5a与第二箱体部5b之间也可以设置密封件,比如,密封胶、密封圈等。
假设第一箱体部5a盖合于第二箱体部5b的顶部,第一箱体部5a亦可称之为上箱盖,第二箱体部5b亦可称之为下箱体。
在电池2中,电池单体6可以是一个,也可以是多个。若电池单体6为多个,多个电池单体6之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体6中既有串联又有并联。多个电池单体6之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体6构成的整体容纳于电池箱体5内;当然,也可以是多个电池单体6先串联或并联或混联组成电池模块,多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于电池箱体5内。
图3为本申请一些实施例提供的一种电池的局部结构示意图。
在一些实施例中,电池2还包括热管理组件8,热管理组件8包括换热单元7和进流管50和出流管60,换热介质通过进流管50进入到换热单元7中进行换热,然后通过出流管60输出至外部。
图4为本申请一些实施例提供的一种换热单元的结构示意图,图5为本申请一些实施例提供的一种换热单元与电池单体配合的结构示意图,图6为本申请一些实施例提供的一种换热单元的换热板的结构示意图。
继续参考图4至图6,本申请实施例提供了一种换热单元7,用于与电池单体6进行热交换,换热单元7包括多个换热板10和集流部件30,多个换热板10沿第一方向X间隔设置,相邻的换热板10之间形成用于容纳电池单体6的容纳空间20,换热板10内部设有供换热介质流动的换热流道11。集流部件30连接于多个换热板10,集流部件30将各换热板10的换热流道11连通。
示例性地,集流部件30能够将换热介质分配进多个换热板10的换热流道11中,以及将多个换热板10的换热流道11中的换热介质进行汇集。换热板10可以包括沿第一方向X相背设置的换热面,当电池单体6容纳于容纳空间20中时,换热面可导热连接(如贴合)于电池单体6的至少部分,换热介质通过换热面与电池单体6进行热交换。
可选地,换热板10的数量可以是但不局限于两个、三个或者更多个。作为示例,可以是两个换热板10共用一个集流部件30,也可以是三个换热板10共用一个集流部件30。
可选地,换热介质可以是液体或者气体等,其中,液体可以是但不局限于水、热油、乙二醇和酒精等;气体可以是但不局限于空气、氮气或者氢气等。
可选地,集流部件30与换热板10的连接方式可以是但不局限于螺栓连接、粘接、焊接或者卡接等。
可选地,集流部件30和换热板10可以是但不局限于由金属或者非金属材料制成的,例如,金属材料可以是铜、铝或者不锈钢等;非金属材料可以是聚乙烯、聚丙烯或者聚氯乙烯等。
上述技术方案通过使多个换热板10共用集流部件30,能够减少整个换热单元7中的集流部件30的数量,一方面,能够有效提换热单元7的整体制备效率,以及降低生产成本;另一方面,能够提高换热单元7的紧凑型,减小换热单元7的空间占用率,有利于提高电池的能量密度。
在一些实施例中,换热板10沿第二方向Y的端部设有接口12,接口12与换热流道11连通,多个换热板10的接口12共同连接于集流部件30,第二方向Y与第一方向X相交。
示例性地,换热介质可以通过接口12流入换热流道11中,也可以通过接口12流出换热流道11。进一步地,集流部件30中的换热介质可以通过多个换热板10的接口12流入多个换热板10的换热流道11中,多个换热板10的换热流道11中的换热介质也可以通过多个换热板10的接口12汇集到集流部件30中。
可选地,换热板10上的接口12的数量可以是但不局限于两个、三个或者更多个。作为示例,当换热板10包括两个接口12时,集流部件30中的换热介质通过两个接口12中的其中一个接口12流入换热流道11,换热流道11中的换热介质通过另外一个接口12流入到集流部件30中。其中,两个接口12可以是分别位于换热板10沿第二方向Y的两端,也可以是共同位于换热板10沿第二方向Y的同一端。
可选地,第二方向Y可以是与第一方向X垂直。
上述技术方案通过设置接口12,方便与集流部件30的连接,有利于简化换热单元7的制备工艺。
在一些实施例中,接口12包括进口121和出口122,进口121和出口122位于换热板10沿第二方向Y的同一端。
示例性地,集流部件30中的换热介质可以通过多个换热板10的进口121流入多个换热板10的换热流道11中,多个换热板10的换热流道11中的换热介质可以通过多个换热板10的出口122汇集到集流部件30中。
上述技术方案只需一个集流部件30即可连通多个换热板10的进口121和出口122,能够进一步减少整个换热单元7中的集流部件30的数量。一方面,能够进一步提换热单元7的整体制备效率,以及进一步降低生产成本;另一方面,能够进一步提高换热单元7的紧凑型,减小换热单元7的空间占用率,提高电池的能量密度。
在一些实施例中,换热流道11包括输入段111、连接段112和输出段113,输入段111和输出段113沿第二方向Y延伸且沿第三方向Z间隔设置,第一方向X、第二方向Y和第三方向Z两两垂直。输入段111沿第二方向Y的一端连通于进口121,另一端连通于连接段112。输出段113沿第二方向Y的一端连通于出口122,另一端连通于连接段112。
示例性地,集流部件30中的换热介质通过多个换热板10的进口121流入多个换热板10的换热流道11中,换热介质先在输入段111中沿第二方向Y流动至连接段112,然后在连接段112中沿第三方向Z流动至输出段113,然后在输出段113中沿第二方向Y且与在输入段111中流动方向相反的方向流动至出口122,最后通过多个换热板10的出口122汇集到集流部件30中。
可选地,输入段111的数量可以是但不局限于一个、两个或者多个,且输入段111的数量与输出段113的数量相匹配,连接段112连接于输入段111和输出段113之间。作为示例,当输入段111和输出段113的数量均为一个时,输入段111、连接段112和输出段113共同构成“U”型换热流道11;当输入段111和输出段113的数量均为两个时,输入段111、连接段112和输出段113共同构成“M”型换热流道11。
如此,上述技术方案使得换热介质在换热板10中沿第二方向Y能够进行至少两次流动,以使换热介质与电池单体6之间能够充分进行换热,提高换热介质的利用效率,进而能够有效地提高换热单元7的换热效果。
可选地,输入段111、连接段112和输出段113可以是一体成型结构,能够简化制作工艺流程。
在一些实施例中,连接段112沿远离接口12的方向弯折以形成圆弧状。
可以理解的是,在换热介质从输入段111进入连接段112的过程中,换热介质在惯性力的作用下,会对连接段112的流道内壁产生冲击,进而会使得换热板10产生震动或者噪音。
如此,通过将连接段112设置为沿远离端口的方向上弯折的圆弧状,能够对换热介质在惯性力进行引导,从而减小换热介质从输入段111进入连接段112的过程中对连接段112的流道内壁的冲击,能够减小换热板10的震动或者噪音。
图7为本申请一些实施例提供的另一种换热单元的换热板的结构示意图。
继续参考图7,在一些实施例中,换热板10沿第二方向Y远离接口12的一端设置有固定件40,多个换热板10通过固定件40相互连接。
如上,接口12可以包括进口121和出口122,在进口121和出口122位于换热板10沿第二方向Y的同一端的情况下,集流部件30连通多个换热板10的进口121和出口122,同时能够对换热板10的设置有接口12的一端起到固定作用。而换热板10沿第二方向Y远离接口12的一端处于相互分离的状态,在换热单元7受到震动时,换热板10沿第二方向Y远离接口12的一端容易产生较大晃动。
固定件40能够使得多个换热板10沿第二方向Y远离接口12的一端相互固定连接,在换热单元7受到震动时,能够一定程度上避免换热板10沿第二方向Y远离接口12的一端产生较大的晃动,以提高换热单元7整体的可靠性。
可选地,固定件40可以是但不局限于螺栓、卡扣或者压板等。
可选地,固定件40可以是但不局限于由金属或者非金属材料制成的,例如,金属材料可以是铜、铝或者不锈钢等;非金属材料可以是聚乙烯、聚丙烯或者聚氯乙烯等。
在一些实施例中,换热流道11包括沿第三方向Z间隔设置的第一流道114和第二流道115,第一流道114连通于进口121,第二流道115连通于出口122,第一方向X、第二方向Y和第三方向Z两两垂直。固定件40内部设有腔体41,腔体41连通于多个换热板10的第一流道114和多个换热板10的第二流道115。
示例性地,集流部件30中的换热介质通过多个换热板10的进口121流入多个换热板10的第一流道114中,然后换热介质从多个换热板10的第一流道114汇集进入固定件40的腔体41中,然后换热介质再从固定件40的腔体41中分配至多个换热板10的第二流道115中,然后换热介质再从多个换热板10的第二流道115通过多个换热板10的出口122汇集到集流部件30中。
上述技术方案通过在固定件40中开设腔体41,使得位于多个换热板10的第一流道114中的换热介质在进入第二流道115之前,先在固定件40的腔体41内进行汇集,再被分配至多个换热板10的第二流道115中,能够有效地提高整个换热单元7中换热介质温度的均匀性,能够在一定程度上避免因局部电池单体6的温度过高而导致换热效果不佳,进一步提高了换热单元7整体的可靠性。
图8为本申请一些实施例提供的又一种换热单元的换热板的结构示意图。
继续参考图8,在一些实施例中,集流部件30包括第一集流腔31和第二集流腔32,第一集流腔31和第二集流腔32相互间隔,第一集流腔31连通于进口121,第二集流腔32连通于出口122。
示例性地,集流部件30地第一集流腔31中的换热介质通过进口121流入换热流道11中,最后通过出口122汇集到集流部件30的第二集流腔32中。
上述技术方案能够将在集流部件30内部的未经换热的换热介质和完成换热的换热介相互分隔开,在一定程度上避免二者之间混合使得未经换热的换热介质的温度升高,进而导致换热单元7整体的换热效果受到影响,进一步提高了换热单元7整体的可靠性。
可选地,集流部件30上还设置有第一接头33和第二接头34,第一接头33与第一集流腔31连通,第二接头34与第二集流腔32连通。第一接头33和第二接头34的设置有利于换热单元7与外部换热介质供应设备之间的连接。
图9为本申请一些实施例提供的再一种换热单元的结构示意图。
继续参考图9,在一些实施例中,集流部件30连接于换热板10沿第二方向Y的端部,第一方向X与第二方向Y相交。换热板10包括沿第二方向Y布置的多个弯折部13,各弯折部13弯折为弧形。
示例性地,相邻的电池单体6之间靠近换热板10的一侧会存在间隙或者凹陷区域。换热板10的弯折部13能够伸入电池单体6之间间隙或者凹陷区域,以提高换热板10与电池单体6之间的接触面积,进而能够进一步提高换热单元7的换热效果。
在一些实施例中,换热板10包括主体部14和抵接部15,相邻的换热板10的主体部14之间形成容纳空间20,相邻的换热板10的抵接部15之间相互抵接,集流部件30连接于抵接部15。
示例性地,主体部14为换热板10的主要换热功能性部位,抵接部15为换热板10与集流部件30连接的功能性部位。
上述技术方案中,相邻的换热板10的抵接部15之间相互抵接,能够减小换热板10的抵接部15位置处整体的体积,进而能够相应地减小集流部件30的体积,进一步提高了换热单元7的紧凑型,减小换热单元7的空间占用率,有利于提高电池的能量密度。
可选地,主体部14和抵接部15可以是一体成型结构。一方面,无需通过额外的连接工艺将主体部14和抵接部15进行连接,简化了制作工艺流程。同时,相比于通过额外的连接工艺将主体部14和抵接部15进行连接,呈一体式结构的主体部14和抵接部15之间具有更高的连接牢固度。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种电池,电池包括热管理组件8和多个电池单体6,热管理组件8包括至少一个以上任一方案的换热单元7,多个电池单体6的至少部分设置于容纳空间20。
可选地,热管理组件8可以但不局限于包括一个、两个或者三个换热单元7。作为示例,当热管理组件8包括两个或者两个以上换热单元7时,两个或者两个以上换热单元7沿第一方向X间隔设置。
可以理解的是,热管理组件8包括本申请实施例提供的换热单元7,换热单元7的具体细节可以参见上述本申请实施例描述的换热单元7中的相应部分的描述,为了简洁,在此不再赘述。
在一些实施例中,热管理组件8包括多个换热单元7,多个换热单元7沿第一方向X布置,相邻的换热单元7之间设有电池单体6。
作为示例,换热单元7中的相邻的换热板10之间的容纳空间20中设置有电池单体6,相邻的换热单元7之间也设有电池单体6。如此,使得换热板10沿第一方向X上相背的两个换热面都导热连接(如贴合)于电池单体6以对电池单体6进行换热,进一步提高了换热单元7的换热效率。
继续参考图3,在一些实施例中,换热板10包括进口121和出口122,热管理组件8还包括进流管50和出流管60,进流管50连通于进口121,出流管60连通于出口122。
示例性地,换热介质通过进流管50输入至集流部件30中,集流部件30中的换热介质可以通过多个换热板10的进口121流入多个换热板10的换热流道11中,多个换热板10的换热流道11中的换热介质可以通过多个换热板10的出口122汇集到集流部件30中,再通过出流管60输出至外部。
上述技术方案中的进流管50和出流管60能够方便换热介质的输入与输出,有利于提高热管理组件8的使用便捷性。
在一些实施例中,电池单体6为圆柱电池单体6。
示例性地,多个圆柱电池单体6沿第二方向Y布置且容纳于相邻的换热板10之间的容纳空间20中。
可选地,换热板10靠近电池单体6的一侧表面与电池单体6的外轮廓形状相匹配,以提高换热板10与电池单体6之间的接触面积,有效地提高了热管理组件8整体的换热效果。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种用电装置,包括以上任一方案的电池,电池用于提供电能。
为更好地理解本申请实施例提供的电池的换热单元7,基于相同的发明构思,在此提供上述换热单元7在实际应用中的实施例进行说明。
本申请实施例提供了一种电池的换热单元7,换热单元7包括多个换热板10和集流部件30,多个换热板10沿第一方向X上间隔设置,相邻的换热板10之间形成用于容纳电池单体6的容纳空间20,换热板10内部设有供换热介质流动的换热流道11。换热板10沿第二方向Y上的端部设有接口12,接口12与换热流道11连通,第二方向Y与第一方向X相交。接口12包括进口121和出口122,进口121和出口122位于换热板10沿第二方向Y上的同一端。集流部件30连接于多个换热板10,集流部件30将各换热板10的换热流道11连通。集流部件30包括第一集流腔31和第二集流腔32,第一集流腔31和第二集流腔32相互间隔,第一集流腔31连通于进口121,第二集流腔32连通于出口122。
其中,换热流道11包括输入段111、连接段112和输出段113,输入段111和输出段113沿第二方向Y延伸且沿第三方向Z上间隔设置,第一方向X、第二方向Y和第三方向Z两两垂直。输入段111沿第二方向Y上的一端连通于进口121,另一端连通于连接段112。输出段113沿第二方向Y上的一端连通于出口122,另一端连通于连接段112。
其中,换热板10包括主体部14和抵接部15,相邻的换热板10的主体部14之间形成容纳空间20,相邻的换热板10的抵接部15之间相互抵接,集流部件30连接于抵接部15。换热板10还包括沿第二方向Y布置的多个弯折部13,各弯折部13弯折为弧形。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种电池,电池包括热管理组件8和多个电池单体6,热管理组件8包括多个以上任一方案的换热单元7,多个电池单体6的至少部分设置于容纳空间20。多个换热单元7沿第一方向X布置,相邻的换热单元7之间设有电池单体6。其中,电池单体6呈圆柱体状结构。
其中,热管理组件8还包括进流管50和出流管60,进流管50连通于换热板10的进口121,出流管60连通于换热板10的出口122。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (15)

1.一种换热单元,用于与电池单体进行热交换,其特征在于,包括:
多个换热板,沿第一方向间隔设置,相邻的所述换热板之间形成用于容纳所述电池单体的容纳空间,所述换热板内部设有供换热介质流动的换热流道;
集流部件,连接于所述多个换热板,所述集流部件将各所述换热板的所述换热流道连通。
2.根据权利要求1所述的换热单元,其特征在于,所述换热板沿第二方向的端部设有接口,所述接口与所述换热流道连通,所述多个换热板的所述接口共同连接于所述集流部件,所述第二方向与所述第一方向相交。
3.根据权利要求2所述的换热单元,其特征在于,所述接口包括进口和出口,所述进口和所述出口位于所述换热板沿所述第二方向的同一端。
4.根据权利要求3所述的换热单元,其特征在于,所述换热流道包括输入段、连接段和输出段,所述输入段和所述输出段沿所述第二方向延伸且沿第三方向间隔设置,所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两垂直;
所述输入段沿所述第二方向的一端连通于所述进口,另一端连通于所述连接段;
所述输出段沿所述第二方向的一端连通于所述出口,另一端连通于所述连接段。
5.根据权利要求4所述的换热单元,其特征在于,所述连接段沿远离所述接口的方向弯折以形成圆弧状。
6.根据权利要求3所述的换热单元,其特征在于,所述换热板沿所述第二方向远离所述接口的一端设置有固定件,所述多个换热板通过所述固定件相互连接。
7.根据权利要求6所述的换热单元,其特征在于,所述换热流道包括沿第三方向间隔设置的第一流道和第二流道,所述第一流道连通于所述进口,所述第二流道连通于所述出口,所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两垂直;
所述固定件内部设有腔体,所述腔体连通于所述多个换热板的所述第一流道和所述多个换热板的所述第二流道。
8.根据权利要求3所述的换热单元,其特征在于,所述集流部件包括第一集流腔和第二集流腔,所述第一集流腔和所述第二集流腔相互间隔,所述第一集流腔连通于所述进口,所述第二集流腔连通于所述出口。
9.根据权利要求1所述的换热单元,其特征在于,所述集流部件连接于所述换热板沿第二方向的端部,所述第一方向与所述第二方向相交;
所述换热板包括沿所述第二方向布置的多个弯折部,各所述弯折部弯折为弧形。
10.根据权利要求1所述的换热单元,其特征在于,所述换热板包括主体部和抵接部,相邻的所述换热板的所述主体部之间形成所述容纳空间,相邻的所述换热板的所述抵接部之间相互抵接,所述集流部件连接于所述抵接部。
11.一种电池,其特征在于,包括:
热管理组件,包括至少一个如权利要求1-10任一项所述的换热单元;
多个电池单体,所述多个电池单体的至少部分设置于所述容纳空间。
12.根据权利要求11所述的电池,其特征在于,所述热管理组件包括多个所述换热单元,多个所述换热单元沿所述第一方向布置;
相邻的所述换热单元之间设有所述电池单体。
13.根据权利要求11所述的电池,其特征在于,所述换热板包括进口和出口,所述热管理组件还包括进流管和出流管,所述进流管连通于所述进口,所述出流管连通于所述出口。
14.根据权利要求11所述的电池,其特征在于,所述电池单体为圆柱电池单体。
15.一种用电装置,其特征在于,包括如权利要求11-14任一项所述的电池,所述电池用于提供电能。
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