CN112787030B - 电芯单元及动力电池模组 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电芯单元及动力电池模组，其包括：相对设置的两个侧板，每个侧板上设置有向外敞开的第一流体通道；多个电芯单元，设置于两个侧板之间；电芯单元包括外壳和设置于外壳内的电芯体；外壳的底壁上设置有冷却流道；冷却流道的两端上分别设置有第一敞口和第二敞口；相邻电芯单元的第一敞口和第二敞口其中之一与另一在电芯单元相堆叠时相连通，进而使得多个电芯单元内的冷却流道连通形成第二流体通道；第二流体通道的两端分别与两个第一流体通道相连通。本发明提供了一种电芯单元及动力电池模组，其能在不降低成组效率的同时，实现对电池的冷却，同时省去导热材料，进而降低成本，降低热阻，提高电芯的循环寿命及性能。

Description

电芯单元及动力电池模组

技术领域

本发明涉及一种电芯单元及动力电池模组。

背景技术

研发新能源汽车为当今世界的紧迫任务。动力电池***是新能源汽车中最重要的组成部分，其中动力电池***的热管理性能对动力电池组的安全性至关重要。随着目前电芯的尺寸越来越大以及容量越来越高，动力电池***中冷却***的升级显得越发必要。针对方形电芯目前使用的冷却***为液冷方式。具体地，该冷却***通常为三明治结构，即电芯加导热垫(或者导热胶)加冷板的结构。由于该冷却***存在导热胶或导热垫，而导热胶或导热垫为热阻，因此随着时间的推移，材料老化导热能力下降，热阻增加，进而影响冷却***的冷却效果。

因此，有必要提出一种电芯单元及动力电池模组以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电芯单元及动力电池模组，其能在不降低成组效率的同时，实现对电池的冷却，同时省去导热材料，进而降低成本，降低热阻，提高电芯的循环寿命及性能。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：一种动力电池模组，其包括：相对设置的两个侧板，每个所述侧板上设置有向外敞开的第一流体通道；多个电芯单元，设置于两个所述侧板之间；所述电芯单元包括外壳和设置于所述外壳内的电芯体；所述外壳的底壁上设置有冷却流道；所述冷却流道的两端上分别设置有第一敞口和第二敞口；所述冷却流道用于对所述电芯体进行降温；相邻所述电芯单元的所述第一敞口和所述第二敞口其中之一与另一在所述电芯单元相堆叠时相连通，进而使得多个电芯单元内的所述冷却流道连通形成第二流体通道；所述第二流体通道的两端分别与两个所述第一流体通道相连通。

作为一种优选的实施方式，所述外壳的底壁上设置有第一插接部、流道部和第一配合部；所述冷却流道设置于所述流道部上；所述第一插接部与所述第一配合部插接配合，进而使得相邻所述电芯单元的所述第一敞口和所述第二敞口其中之一与另一相对接。

作为一种优选的实施方式，所述冷却流道沿所述电芯单元的堆叠方向延伸并贯穿所述流道部。

作为一种优选的实施方式，所述第一插接部、所述流道部和所述第一配合部沿所述电芯单元的堆叠方向依次排布。

作为一种优选的实施方式，所述底壁包括底板和设置于所述底板一端的凸起部；所述凸起部自所述底板朝向所述电芯体内部凸出，且所述凸起部形成所述流道部。

作为一种优选的实施方式，所述底板的另一端上还设置有两个相对的第一插接壁；所述凸起部具有面向所述第一插接壁的第一止挡面；两个所述第一插接壁、所述第一止挡面与所述底板之间形成向上敞开的凹槽；所述凹槽形成所述第一插接部。

作为一种优选的实施方式，所述凸起部包括自所述底板向远离所述第一插接部的方向延伸的延伸部；所述第一配合部设置于所述延伸部上。

作为一种优选的实施方式，所述第一配合部包括第二止挡面、第一配接面和第一抵靠面；所述第二止挡面位于所述延伸部背对所述第一止挡面的一侧；所述第一配接面为两个，两个所述第一配接面相对设置于所述延伸部上；所述第一抵靠面位于所述延伸部远离所述电芯体的一侧；所述第二止挡面、所述第一配接面和所述第一抵靠面分别用于与相邻的所述电芯单元的所述第一止挡面、所述第一插接壁和所述底板相抵触。

作为一种优选的实施方式，所述电芯单元沿所述电芯体的厚度方向堆叠，所述冷却流道沿所述电芯体的厚度方向延伸；两个所述侧板沿所述电芯体的厚度方向相对设置。

一种电芯单元，其包括：外壳；其上设置有冷却流道；所述冷却流道的两端上分别设置有第一敞口和第二敞口；电芯体；其设置于所述外壳内；所述冷却流道用于对所述电芯体进行降温。

本申请提供的电池电芯的有益效果是：本申请实施方式所述的电芯单元及动力电池模组通过设置第一流体通道、冷却流道；该冷却流道的两端上分别设置有第一敞口和第二敞口；相邻电芯单元的第一敞口和第二敞口其中之一与另一在电芯单元相堆叠时相连通，进而使得多个电芯单元内的冷却流道连通形成第二流体通道；该第二流体通道的两端分别与两个第一流体通道相连通。如此本申请实施方式所述的动力电池模组无需导热垫或者导热胶，进而省去导热材料、降低成本、降低热阻、提高电芯的循环寿命及性能。同时由于冷却流道设置于电芯单元外壳的底壁上，所以相对于现有的电芯加导热垫(或者导热胶)加冷板的三明治结构，本申请的动力电池模组在电芯单元的堆叠方向上不占用电芯单元的空间，进而能在不降低成组效率的同时，实现对电池的冷却。因此，本发明提供了一种电芯单元及动力电池模组，其能在不降低成组效率的同时，实现对电池的冷却，同时省去导热材料，进而降低成本，降低热阻，提高电芯的循环寿命及性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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他的附图。

图1为本申请实施例所提供的动力电池模组轴侧图；

图2为本申请实施例所提供的动力电池模组冷却视图；

图3为本申请实施例所提供的电芯单元轴侧图；

图4为本申请实施例所提供的电芯单元***图；

图5为本申请实施例所提供的外壳底壁结构示意图；

图6为本申请实施例所提供的多个电芯单元以及侧板相连示意图；

图7为本申请实施例所提供的动力电池模组组装图。

附图标记说明：

13、第一侧板；14、第二侧板；15、第一流体通道；17、第二流体通道；19、电芯单元；21、外壳；22、第一敞口；25、第二敞口；27、冷却流道；31、第一插接部；33、流道部；35、底板；37、第一插接壁；39、第一止挡面；41、延伸部；43、第二止挡面；45、第一配接面；47、第一抵靠面；49、本体部；51、冷却部；53、凸起本体；55、顶壁；57、壳本体；59、底壁。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图7。本申请一种实施方式提供的动力电池模组，其可以包括：相对设置的两个侧板，每个所述侧板上设置有向外敞开的第一流体通道15；多个电芯单元19，设置于两个所述侧板之间；所述电芯单元19包括外壳21和设置于所述外壳21内的电芯体；所述外壳21的底壁59上设置有冷却流道27；所述冷却流道27的两端上分别设置有第一敞口22和第二敞口25；所述冷却流道27用于对所述电芯体进行降温；相邻所述电芯单元19的所述第一敞口22和所述第二敞口25其中之一与另一在所述电芯单元19相堆叠时相连通，进而使得多个电芯单元19内的所述冷却流道27连通形成第二流体通道17；所述第二流体通道17的两端分别与两个所述第一流体通道15相连通。

从以上技术方案可以看出：本申请实施方式所述的动力电池模组通过设置第一流体通道15、冷却流道27；该冷却流道27的两端上分别设置有第一敞口22和第二敞口25；相邻电芯单元19的第一敞口22和第二敞口25其中之一与另一在电芯单元19相堆叠时相连通，进而使得多个电芯单元19内的冷却流道27连通形成第二流体通道17；该第二流体通道17的两端分别与两个第一流体通道15相连通。如此本申请实施方式所述的动力电池模组无需导热垫或者导热胶，进而省去导热材料、降低成本、降低热阻、提高电芯的循环寿命及性能。同时由于冷却流道27设置于电芯单元19外壳21的底壁59上，所以相对于现有的电芯加导热垫(或者导热胶)加冷板的三明治结构，本申请的动力电池模组在电芯单元19的堆叠方向上不占用电芯单元19的空间，进而能在不降低成组效率的同时，实现对电池的冷却。

在本实施方式中，两个侧板相对设置。例如如图1所示，两个侧板大致沿左右方向相对。具体地，该两个侧板可以是位于左侧的第一侧板13和位于右侧的第二侧板14。进一步地，每个侧板上设置有向外敞开的第一流体通道15。从而通过第一流通道上的敞口能将外界的流体输入到第一流体通道15内；或者将第一流体通道15内的流体通过其上的敞口输出至外界。具体地，该侧板包括本体部49和位于本体部49下方的冷却部51。该本体部49用于对电芯单元19进行保护，以减少电芯单元19所受到的外界撞击和灰尘污染。进一步地，第一流体通道15设置于该冷却部51上。

在本实施方式中，多个电芯单元19设置于两个侧板之间。该多个可以是2个、3个、4个、5个等，对此本申请不作规定。例如如图1所示，该电芯单元19为12个。该12个电芯单元19位于第一侧板13和第二侧板14之间。进一步地，电芯单元19包括外壳21和设置于外壳21内的电芯体。该外壳21整体上呈中空结构。该中空部分形成用于容置电芯体的空腔。该例如如图4所示，该外壳21包括自上而下依次排列的顶壁55、壳本体57和底壁59。该顶壁55、底壁59和壳本体57之间围成空腔。进一步地，该电芯体可以是动力电池的卷芯。进一步地，在进行电芯单元19的生产时，通过高温钎焊实现壳本体57与底壁59的预焊接，卷芯入壳后焊接顶壁55。进一步地，外壳21的底壁59上设置有冷却流道27。例如如图3、图5所示，该冷却流道27设置于电芯单元19的底部。进一步地，冷却流道27的两端上分别设置有第一敞口22和第二敞口25。也即冷却流道27两端敞开从而将外壳21的底壁59贯穿。例如如图5所示，该第一敞口22和第二敞口25分别位于外壳21底壁59的左端和右端。该冷却流道27用于对电芯体进行降温。也即该冷却流道27内用于供冷却流体通过，从而该冷却流体能与电芯体发生热量交换。进而对电芯体进行降温。

进一步地，相邻电芯单元19的第一敞口22和第二敞口25其中之一与另一在电芯单元19相堆叠时相连通，进而使得多个电芯单元19内的冷却流道27连通形成第二流体通道17。也即在相邻电芯单元19相堆叠时，一个电芯单元19的第一敞口22能与相邻的电芯单元19的第二敞口25连通。或者一个电芯单元19的第二敞口25能与相邻的电芯单元19的第一敞口22连通。进一步地，在多个电芯单元19相堆叠时，各个电芯单元19的第一敞口22或第二敞口25能与相邻的电芯单元19的第二敞口25或第一敞口22连通进而使得多个电芯单元19内的冷却流道27相连通并形成一个第二流体通道17。例如如图所示，12个电芯单元19内的冷却流道27相连通形成一个第二流体通道17。进一步地，该第二流体通道17的两端分别与两个第一流体通道15相连通。例如如图2所示，该第二流体通道17内的左端与第一侧板13内的第一流体通道15相连通。该第二流体通道17内的右端与第二侧板14内的第一流体通道15相连通。从而能通过第一流体通道15将外界的流体输入冷却流道27内。

进一步地，电芯单元19沿电芯体的厚度方向堆叠。例如如图1、图2、图7所示，电芯体的厚度方向大致为左右方向。12个电芯单元19大致沿左右方向堆叠。进一步地，冷却流道27沿电芯体的厚度方向延伸。例如如图2所示，冷却流道27大致沿左右方向延伸。进一步地，两个侧板沿电芯体的厚度方向相对设置。两个侧板大致沿左右方向相对设置。

在一个实施方式中，外壳21的底壁59上设置有第一插接部31、流道部33和第一配合部。进一步地，第一插接部31、流道部33和第一配合部沿电芯单元19的堆叠方向依次排布。例如如图5所示，第一插接部31设置于外壳21的底壁59的左端。第一配合部设置于外壳21的底壁59的右端。流道部33设置于第一插接部31的右侧并延伸至第一配合部。进一步地，冷却流道27设置于流道部33上。具体地，冷却流道27沿电芯单元19的堆叠方向延伸并贯穿流道部33。例如如图5所示，冷却流道27大致沿左右方向延伸并贯穿流道部33。进一步地，第一插接部31与第一配合部插接配合，进而使得相邻电芯单元19的第一敞口22和第二敞口25其中之一与另一相对接。如此通过将第一插接部31插接第一配合部，一方面使得多个电芯单元19内的冷却流道27能依次连通；另一方面能使得多个电芯单元19相连接。例如如图6所示，从左至右的12个电芯单元19通过相邻的第一插接部31与第一配合部插接配合，进而12个电芯单元19相连接。进一步地，相邻电芯单元19的第一敞口22和第二敞口25其中之一与另一在第一插接部31与第一配合部插接配合时密封连通。如此能避免流体从相邻的冷却流道27之间溢出，而损坏电芯体或者引发安全事故。

进一步地，底壁59包括底板35和设置于底板35一端的凸起部。该凸起部自底板35朝向电芯体内部凸出，且凸起部形成流道部33。例如如图5所示，凸起部位于底板35的上方。且凸起部设置于底板35的右侧。该凸起部上设置有大致沿左右方向将其贯穿的冷却流道27。

进一步地，底板35的另一端上还设置有两个相对的第一插接壁37。例如如图5所示，底板35的左端上设置有沿前后方向相对的两个第一插接壁37。凸起部具有面向第一插接壁37的第一止挡面39。例如如图5所示，该第一止挡面39面向左侧。进一步地，两个第一插接壁37、第一止挡面39与底板35之间形成向上敞开的凹槽。该凹槽形成第一插接部31。

进一步地，凸起部包括自底板35向远离第一插接部31的方向延伸的延伸部41。具体地，凸起部包括与底板35相正对的凸起本体53和自凸起本体53向远离第一插接部31的方向延伸的延伸部41。例如如图5所示，延伸部41位于凸起本体53的右侧。

进一步地，第一配合部设置于延伸部41上。具体地，第一配合部包括第二止挡面43、第一配接面45和第一抵靠面47。第二止挡面43位于延伸部41背对第一止挡面39的一侧。例如如图5所示，该第二止挡面43面向右侧。进一步地，第一配接面45为两个。两个第一配接面45相对设置于延伸部41上。例如如图5所示，两个第一配接面45分别位于延伸部41的前侧和后侧。进一步地，第一抵靠面47位于延伸部41远离电芯体的一侧。例如如图5所示，第一抵靠面47位于延伸部41的底部。进一步地，第二止挡面43、第一配接面45和第一抵靠面47分别用于与相邻的电芯单元19的第一止挡面39、第一插接壁37和底板35相抵触。从而当第一插接部31与第一配合部插接配合时，该第二止挡面43与第一止挡面39相接触、第一配接面45与第一插接壁37相接触、第一抵靠面47与底板35相接触。具体地，在模组成组时电芯单元19挨个堆叠，冷却流道27通过第一敞口22和第二敞口25对接实现冷却流道27贯通和密封。

进一步地，侧板上的冷却部51上设置有第一流体通道15。侧板的冷却部51包括板体和设置于该板体上的冷却凸起。该冷却凸起自板体朝向本体部49凸出，且所述冷却凸起上设置有第一流体通道15。

进一步地，两个侧板上分别设置有用于与第二流体通道17的两端相连接的第二配合部和第二插接部。进一步地，该第二配合部设置于第一侧板13上。第二插接部设置于第二侧板14上。也即第二配合部用于与相邻的电芯单元19的外壳21底壁59左端相连接。第二插接部用于与相邻的电芯单元19外壳21底壁59右端相连接。从而当电芯单元19堆叠后，该两个侧板上分别设置有与第一插接部31和第一配合部相匹配的第二配合部和第二插接部，如此在模组加压焊接后实现连接功能，本发明能够实现模组优良散热能力，同时能够实现取消导热垫或导热胶进而降低模组成本。

进一步地，第二配合部包括第三止挡面、第二配接面和第二抵靠面。该第三止挡面位于冷却凸起面对电芯单元19的一侧。该第二配接面为两个，两个第二配接面相对设置于冷却凸起上。该第二抵靠面位于冷却凸起远离所述本体部49的一侧。该第三止挡面、第二配接面和第二抵靠面分别用于与相邻的所述电芯单元19的第一止挡面39、第一插接壁37和底板35相抵触。

进一步地，板体上还设置有两个相对的第二插接壁；冷却凸起具有面向第二插接壁的第四止挡面；两个第二插接壁、第四止挡面与板体之间形成向上敞开的凹槽；凹槽形成第二插接部。

进一步地，本申请实施方式还提供一种电芯单元19，其包括：外壳21；其上设置有冷却流道27；所述冷却流道27的两端上分别设置有第一敞口22和第二敞口25；电芯体；其设置于所述外壳21内；所述冷却流道27用于对所述电芯体进行降温。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。

Claims (3)

1.一种动力电池模组，其特征在于，其包括：

相对设置的两个侧板，每个所述侧板上设置有向外敞开的第一流体通道；各所述侧板包括本体部和位于本体部下方的冷却部，所述第一流体通道设置于所述冷却部上；

多个电芯单元，设置于两个所述侧板之间；所述电芯单元包括外壳和设置于所述外壳内的电芯体；所述外壳的底壁上设置有冷却流道；所述冷却流道的两端上分别设置有第一敞口和第二敞口；所述冷却流道用于对所述电芯体进行降温；相邻所述电芯单元的所述第一敞口和所述第二敞口其中之一与另一在所述电芯单元相堆叠时相连通，进而使得多个电芯单元内的所述冷却流道连通形成第二流体通道；所述第二流体通道的两端分别与两个所述第一流体通道相连通；

所述外壳的底壁上设置有第一插接部、流道部和第一配合部；所述冷却流道设置于所述流道部上；所述第一插接部与所述第一配合部插接配合，进而使得相邻所述电芯单元的所述第一敞口和所述第二敞口其中之一与另一相对接；

所述冷却流道沿所述电芯单元的堆叠方向延伸并贯穿所述流道部；

所述第一插接部、所述流道部和所述第一配合部沿所述电芯单元的堆叠方向依次排布；

所述底壁包括底板和设置于所述底板一端的凸起部；所述凸起部自所述底板朝向所述电芯体内部凸出，且所述凸起部形成所述流道部；

所述底板的另一端上还设置有两个相对的第一插接壁；所述凸起部具有面向所述第一插接壁的第一止挡面；两个所述第一插接壁、所述第一止挡面与所述底板之间形成向上敞开的凹槽；所述凹槽形成所述第一插接部；

所述凸起部包括自所述底板向远离所述第一插接部的方向延伸的延伸部；所述第一配合部设置于所述延伸部上。

2.根据权利要求1所述的动力电池模组，其特征在于，所述第一配合部包括第二止挡面、第一配接面和第一抵靠面；所述第二止挡面位于所述延伸部背对所述第一止挡面的一侧；所述第一配接面为两个，两个所述第一配接面相对设置于所述延伸部上；所述第一抵靠面位于所述延伸部远离所述电芯体的一侧；所述第二止挡面、所述第一配接面和所述第一抵靠面分别用于与相邻的所述电芯单元的所述第一止挡面、所述第一插接壁和所述底板相抵触。

3.根据权利要求1所述的动力电池模组，其特征在于，所述电芯单元沿所述电芯体的厚度方向堆叠，所述冷却流道沿所述电芯体的厚度方向延伸；两个所述侧板沿所述电芯体的厚度方向相对设置。

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