CN216213787U - 电池壳体、电池组件以及无人机 - Google Patents

Abstract

一种电池壳体、电池组件以及无人机。电池壳体包括：H型框架结构和两块侧板。H型框架结构由相对设置的两块面板以及连接在两块面板的中部之间的连接板形成，其中两块面板与连接板共同形成为一体成型结构。两块侧板分别安装在H型框架结构面对连接板的两侧相背的开口处，与H型框架结构共同形成两个用于收容电芯模组的容纳空间。本申请实施例通过采用一体成型的H型框架结构，能够增强电池壳体的结构强度，同时便于组装电池组件。

Description

电池壳体、电池组件以及无人机

技术领域

本申请涉及电池技术领域，更具体地涉及一种电池壳体、电池组件以及无人机。

背景技术

植保无人机电池的使用环境较为恶劣，在户外使用时很容易由于受到外力作用而导致电池壳体变形。电池壳体变形后内部的电芯也会随之产生形变，引起电芯受损，严重时会发生安全事故。

实用新型内容

鉴于上述问题，提出了一种至少部分地解决上述问题的电池壳体、电池组件以及无人机。

根据本申请的第一方面，提供了一种电池壳体，包括：

H型框架结构，所述H型框架结构由相对设置的两块面板以及连接在两块面板的中部之间的连接板形成，其中所述两块面板与所述连接板共同形成为一体成型结构；和

两块侧板，分别安装在所述H型框架结构面对所述连接板的两侧相背的开口处，与所述H型框架结构共同形成两个用于收容电芯模组的容纳空间。

进一步地，所述面板、所述侧板的内侧表面以及所述连接板的两侧表面光滑设置。

进一步地，所述面板的至少部分外侧表面形成有散热结构。

进一步地，所述连接板的上端低于所述面板的上端。

进一步地，所述侧板与所述两块面板相接的两端分别设有安装部，所述侧板通过所述安装部安装到所述H型框架结构。

进一步地，电池壳体还包括：散热器，设置于所述H型框架结构和所述两块侧板上方，用于对电芯模组的极耳进行散热。

进一步地，所述散热器上开设有贯通其相对两个侧面的多个通风孔。

进一步地，所述散热器安装于所述侧板上。

进一步地，所述散热器的上表面向下凹陷形成凹腔；

所述电池壳体还包括：

上盖板，安装于所述散热器的上方，与所述散热器的凹腔共同形成用于容纳电池管理***的电路板的容置腔。

进一步地，电池壳体还包括：下盖板，安装在所述两块侧板和所述H型框架结构的底部。

根据本申请的第二方面，提供了一种电池组件，包括：

如本申请第一方面任一项所述的电池壳体；

两个电芯模组，每个所述电芯模组安装在一个所述容纳空间；

极耳板，与所述两个电芯模组的极耳连接，设置在所述两个电芯模组的上方。

进一步地，所述侧板和所述H型框架结构的连接板分别与收容于所述容纳空间中的电芯模组相对的两侧表面热接触。

进一步地，所述侧板与所述H型框架结构的连接板之间的距离基本等于所述电芯模组在相应方向的尺寸。

进一步地，所述H型框架结构的两块面板之间的距离大于所述电芯模组在相应方向的尺寸。

根据本申请的第三方面，提供了一种无人机，包括：

机身；和

如本申请第二方面任一项所述的电池组件，所述电池组件安装于所述机身上，

其中，所述电池组件的散热器的通风孔暴露于所述电池组件的外部，并且所述机身的外部的气流能够穿过所述通风孔，以对所述散热器进行散热。

进一步地，所述电池组件沿所述无人机的俯仰轴方向的两侧与所述机身之间均形成有缝隙，

所述通风孔的两侧开口分别暴露于两侧的所述缝隙中；

或/及，所述通风孔沿着所述无人机的横滚轴延伸。

本申请实施例的电池壳体由于包括一体成型的H型框架结构，从而一方面能够增强电池壳体的强度，另一方面减少了组成电池壳体的结构件的数量，便于电池组装，减少电池的组装成本。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本申请的实践了解到。本申请内容中提供的仅仅是一个实施例，而不是本申请本身，本申请内容的效果仅仅是实施例的效果，而不是本申请所有的、全部的技术效果。

附图说明

通过下文中参照附图对本申请所作的描述，本申请的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本申请有全面的理解。其中：

图1是根据本申请实施例的电池壳体的结构示意图；

图2示出了图1所示电池壳体省略了下盖板的结构示意图；

图3示出了图2所示H型框架结构的结构示意图；

图4示出了图2所示的电池壳体中安装电芯模组后的结构示意图；

图5是根据本申请另一实施例的电池壳体安装极耳板后的结构示意图；

图6是根据本申请又一实施例的电池壳体的结构示意图；

图7示出了图6所示电池壳体另一角度的结构示意图，图中省略了上盖板；

图8示出了图6所示的电池壳体中安装电路板后的结构示意图，图中省略了上盖板；

图9示出了图8所示的电池壳体省略了电路板后的结构示意图；

图10示出根据本申请的实施例的无人机的结构示意图；以及

图11是图10中A区域的局部放大图。

应该注意的是，附图并未按比例绘制，并且出于说明目的，在整个附图中类似结构或功能的元素通常用类似的附图标记来表示。还应该注意的是，附图只是为了便于描述优选实施例，而不是本申请本身。附图没有示出所描述的实施例的每个方面，并且不限制本申请的范围。

附图标记说明：

10、电池壳体；101、容纳空间；11、H型框架结构；111、面板；1111、散热齿；112、连接板；113、开口；12、侧板；121、安装部；13、下盖板；14、上盖板；141、握持部；15、散热器；151、通风孔；152、凹腔；153、第一通道；154、第二通道；155、安装柱；20、电芯模组；21、极耳；30、极耳板；31、电源正极线；32、电源负极线；33、通信线；40、电路板；

200、无人机；210、机身；211、第一缝隙；212、第二缝隙。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，实施方式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方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下文的公开提供了多个不同的实施方式或例子用来实现本申请。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和方法进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。

图1是根据本申请实施例的电池壳体的结构示意图；图2示出了图1所示电池壳体省略了下盖板的结构示意图；图3示出了图2所示H型框架结构的结构示意图。如图1至图3所示，本申请实施例的电池壳体10包括：H型框架结构11和两块侧板12。

H型框架结构11由相对设置的两块面板111以及连接在两块面板111之间的连接板112形成。其中两块面板111与连接板112共同形成为一体成型结构。

连接板112可以连接在两块面板111的中部。即，连接板112与面板111相接的位置基本为每块面板111的中间位置。

参见图2和图3，H型框架结构11具有四个开口，包括上方开口、与上方开口相背的下方开口以及两侧相背的开口113。开口113与连接板112相对。

两块侧板12分别安装在H型框架结构11两侧相背的开口113处，与H型框架结构11共同形成两个用于收容电芯模组的容纳空间101。

本申请实施例的电池壳体10包括一体成型的H型框架结构，H型框架结构充当了电池壳体10的主承力部件，一方面能够增强电池壳体10的强度，另一方面减少了组成电池壳体10的结构件的数量，便于电池组装，减少电池的组装成本。

可以理解，H型框架结构11和侧板12的材料可以采用导热性较好的材料制成。例如，选用的材料可以为铝，铝合金，铜，铜合金，银，银合金，石墨烯，碳纳米管等。

图4示出了图2所示的电池壳体中安装电芯模组后的结构示意图。参见图4，电池壳体10的每个容纳空间101分别收容一个电芯模组20。电芯模组20可以包括一块电芯或多块电芯。在图示的实施例中，电芯模组20包括7块电芯。在其他未示出的实施例中，电芯模组20也可以包括2块电芯、3块电芯、4块电芯等。

在一些实施例中，侧板12与H型框架结构11的连接板112之间的距离基本等于电芯模组20在相应方向的尺寸。从而，收容于容纳空间101中的电芯模组20相对的两侧表面能够分别与侧板12和H型框架结构11的连接板112热接触。

换言之，在本申请实施例中，对于一个电芯模组20而言，其相对的两侧表面分别与连接板112的一侧表面和一个侧板12的内侧表面热接触。从而，电芯模组20的电芯产生的热量能够一部分直接传送至侧板12，一部分通过连接板112传送至两块面板111，进而通过侧板12和两块面板111进行散热。

本申请实施例通过连接板112将电芯模组20内侧的热量导出至面板111，从而可以更好地对电芯模组20进行散热，有利于降低电芯模组20的温度，提高电芯模组20的寿命。

此外，对于一体成型的口字型、日字形、目字形或田字形等框架结构(即仅有上下开口而无侧向开口的框架结构)而言，在安装电芯模组20的过程中，只能从上方开口或下方开口装入电池壳体10的容纳空间101内。因此，电芯模组20的尺寸必须要小于容纳空间101的尺寸，才能够保证电芯模组20在安装过程中不被四面侧板中的任一侧板过度挤压，以免电芯发生变形甚至引起火灾等严重事故。对于这样的框架结构，由于电芯模组20的尺寸必须要小于容纳空间101的尺寸，因此电芯模组20不能与四面侧板中的任一侧板热接触，从而使得电芯模组20的散热效果较差。

而对于本申请实施例的H型框架结构11而言，由于其侧向具有开口113，由此，在组装电池组件时，可通过侧向开口113先将电芯模组20安装于H型框架结构11内，之后再将侧板12安装于H型框架结构11上，从而在组装过程中既能够避免挤压电芯，同时还能够使电芯模组20的两个相背的表面分别与连接板112和一个侧板12热接触。换言之，本申请实施例由于采用H型框架结构11，既避免了在安装电芯过程中过度挤压电芯，又提高了电芯的散热效果，从而整体上提高了电池组件的安全性。

在一些实施例中，H型框架结构11的两块面板111之间的距离可以大于电芯模组20在相应方向的尺寸，以免在安装过程中挤压电芯模组20的相应表面。

例如，H型框架结构11的两块面板111之间的距离可以比电芯模组20在相应方向的尺寸大0.5cm，或者大1cm。

在一些实施例中，两块面板111的内侧表面光滑设置。从而，在安装电芯时，能够尽量减少面板111内侧表面与电芯模组20之间的摩擦。

在一些实施例中，侧板12的内侧表面以及连接板112的两侧表面均光滑设置。由此，可尽量增大电芯模组20与侧板12和连接板112的接触面积，提高散热效果。

在一些实施例中，两块面板111的内侧表面、两块侧板12的内侧表面以及连接板112的两侧表面均光滑设置。

面板111的外侧表面可形成有散热结构，以进一步提高散热效果。散热结构例如可为散热齿1111或散热翅片。

散热结构可以与面板111一体成型，从而既能够加强散热效果，又能够提高面板111的强度。

面板111的外侧表面可以仅有一部分形成有散热结构。当然，为了提高散热效果和结构强度，散热结构可以覆盖面板111的全部外侧表面。

在一些实施例中，两块面板111基本彼此相互平行，连接板112基本垂直于两块面板111。由于连接板112连接在两块面板111的中部，因此两个容纳空间101尺寸基本相同。

参见图1和图2，侧板12与两块面板111相接的两端分别设有安装部121，侧板12通过安装部121安装到H型框架结构11。

安装部121可以为安装柱，通过沿安装柱长度方向排列的多个紧固件将侧板12安装到面板111。安装柱能够进一步加强电池壳体10的强度，同时便于电池壳体10的组装。

参见图1，电池壳体10还可包括下盖板13，安装在两块侧板12和H型框架结构11的底部，以将H型框架结构11的下方开口封闭。下盖板13可通过紧固件安装在两块侧板12的安装柱的下端面。

下盖板13在与两个面板111相接的位置可以形成凹槽，两个面板111分别插设于下盖板13的凹槽内。

参见图5，在一些实施例中，连接板112的上端可低于面板111的上端，从而为电池组件的极耳板30提供容置空间。电芯模组20的所有极耳21均连接在极耳板30上。

连接板112的上端例如可以与电芯模组20的上端平齐，从而连接板112与电芯模组20共同支承极耳板30。当然，连接板112的上端也可稍低于电芯模组20，从而由电芯模组20支承极耳板30。

参见图6，电池壳体10还可包括上盖板14，安装在两块侧板12和H型框架结构11的顶部，以将H型框架结构11的上方开口封闭。

参见图7，在一些实施例中，电池壳体10还可包括：散热器15，设置于H型框架结构11和两块侧板12上方，用于对电芯模组20的极耳21进行散热。在这些实施例中，散热器15与电芯模组20的极耳21热接触，电芯模组20的极耳21的热量传递至散热器15，经由散热器15传递至外部。

散热器15上可开设有至少一个通风孔151。通风孔151的数量也可以为多个，例如2个，3个，4个或5个以上。容易理解，通风孔151贯通散热器15的相对设置的两个侧面，从而外界空气能够从散热器15的侧面进入到通风孔151内，带走电芯模组20的极耳传导到散热器15的热量，提高散热器15的散热效率。

在一些实施例中，通风孔151的延伸方向平行于连接板112，从而，从通风孔151流出空气可顺便对面板111进行散热。

散热器15的底面可通过导热件与极耳21热接触，从而将极耳21的热量传递至散热器15。导热件例如可为导热脂或导热胶等。

参见图7，在一些实施例中，散热器15的上表面向下凹陷形成凹腔152。换言之，凹腔152形成在通风孔151的上方。电池壳体10的上盖板14安装于散热器15的上方，与散热器15的凹腔152共同形成用于容纳电池管理***的电路板的容置腔。

参见图8，电池管理***的电路板40放置于凹腔152中。由于凹腔152下方即为通风孔151，从而，还可利用散热器15为电路板40进行散热。

参见图9，散热器15内部形成多个上下贯通的穿线通道，以供电路板40的电源线和/或通信线通过。容易理解，这些穿线通道将容纳电池管理***的电路板40的容置腔与容纳极耳板30的容置空间以及容纳电芯模组20的容纳空间101连通。为满足电池内部防水防尘的要求，这些穿线通道与通风孔151相互隔离。

具体地，参见图9，散热器15内部形成两个第一通道153，用于分别供电源正极线31和电源负极线32通过。

散热器15内部形成第二通道154，用于供通信线33通过。通信线33例如可包括采集电芯电压的线路、采集电芯电流的线路、和/或采集电芯温度的线路。

第二通道154可形成在散热器15的中部，两个第一通道153分别形成在散热器15的两侧。

散热器15可以通过安装部安装于侧板12上。参见图7，散热器15对应侧板12的安装柱的位置也形成安装柱155，从而利用紧固件将散热器15安装于侧板12上。

在一些实施例中，上盖板14上形成有凸出于周向侧壁的握持部141。该握持部141用以辅助使用者插拔电池等操作。在一些实施例中，该握持部141为设置在上盖板14上的握持把手。该握持把手由上盖板14长度方向的一侧向外延伸出，握持部141包括握持孔，该握持孔贯穿上盖板14。

本申请实施例的电池壳体10能够兼顾电池结构强度、对电芯进行散热、以及减少组装工序的作用。换言之，本申请实施例的电池壳体10不仅能对电芯起到保护作用，还能够为电芯散热，同时降低结构件的组装工序，减少电池成本。

本申请实施例还提供了一种电池组件。电池组件包括：本申请任一实施例的电池壳体10和两个电芯模组20。每个电芯模组20安装在电池壳体10的一个容纳空间101。

电池组件还包括极耳板30，设置在两个电芯模组20的上方。极耳板30与两个电芯模组20的极耳21连接。

电池组件还包括电池管理***，电池管理***的电路板40设置在极耳板30的上方。电路板40通过电源正极线31和电源负极线32与两个电芯模组20的极耳21连接。此外，电路板40还通过通信线33获取每个电芯模组20的工作状态，如电流、电压以及温度等。

在电池壳体10包括散热器15的实施例中，散热器15与极耳板30之间热连接，用于为极耳板30进行散热。电路板40设置于散热器15与上盖板14形成的容置腔中。电路板40的电源正极线31、电源负极线32以及通信线33通过形成在散热器15内部的穿线通道进入散热器15下方。

在一些实施例中，电池组件还包括绝缘板(图中未示出)，设置在极耳板30与散热器15之间。绝缘板起到绝缘隔离的效果，提高电池组件的使用安全性，绝缘板可选用导热系数大、绝缘性能好的材料，同时厚度要尽量小。

容易理解的是，绝缘板与和极耳板30之间填充有导热介质，和/或绝缘板与散热器15之间填充有导热介质，导热介质可以直接进入到绝缘板与和极耳板30之间的缝隙中，导热介质也可以直接进入到绝缘板与散热器15之间的缝隙中，导热介质可以在极耳板30和散热器15之间形成良好的导热通道，避免由于设置绝缘板阻碍和影响到热传导效果。

导热介质可以为导热硅脂、导热膏等。

为了提高电池组件的安全性，可以在电池壳体10内部设置防水层，以提高电池组件的密封性。

本申请实施例提供的电池组件可用于可移动平台，可移动平台可以是无人飞行器(即无人机)、无人船、无人车等。本申请实施例提供的电池组件能够满足可移动平台在持续移动等大功率工况的使用需求，在大功率运行状态下，通过电池壳体10为电芯提供降温散热的效果，避免由于电芯温升过高影响使用寿命。

由此，本申请实施例还提供了一种无人机。

图10示出根据本申请的实施例的无人机的结构示意图；图11是图10中A区域的局部放大图。图中，x轴表示横滚轴方向，x轴箭头方向指向机头；y轴表示俯仰轴方向。

参见图10和图11，无人机200包括：机身210和根据本申请任一实施例的电池组件，电池组件安装于机身210上。

机身210上设有电池仓(图中未示出)，电池仓的上部具有开口，电池组件安装于电池仓内。电池组件的上盖板14和散热器15暴露在机身210的外部，以使散热器15的通风孔151暴露于电池组件的外部。机身210的外部的气流能够穿过通风孔151，以对散热器15进行散热。

上盖板14的至少部分表面形成有散热翅片，从而有利于提高上盖板14的散热效果。

在一些实施例中，通风孔151的延伸方向可以与无人机200的横滚轴方向相同，换言之，通风孔151沿着无人机200的横滚轴延伸。从而在无人机200飞行过程中，能够加速气流在通风孔151内流通，带走电芯模组20传递到散热器15上的热量，提高散热效果。

电池组件沿无人机200的俯仰轴方向的两侧与机身210之间均形成有缝隙，通风孔151的两侧开口分别暴露于两侧的缝隙中。

具体地，参见图11，电池组件安装于机身210之后，电池组件靠近机头的方向与机身210之间形成有第一缝隙211，电池组件靠近机尾的方向与机身210之间形成有第二缝隙212，散热器15的通风孔151的两侧开口分别暴露于第一缝隙211和第二缝隙212中。从而，在无人机200飞行的过程中，气流从第一缝隙211流入散热器15的通风孔151，之后再从第二缝隙212中流出，从而将散热器15的热量散出。

本申请实施例的无人机200由于采用本申请实施例的电池组件，因此使得无人机200整体既具有较好的强度，又具有较好的散热效果。

在一些实施例中，该无人机200可以为农业植保机。现在农业植保机一般具有较大的载重量，在工作的时候，工作环境较为恶劣，并且工作电流很大，产生的热量很高。本申请实施例的电池组件由于既具有较好的强度，又具有较好的散热效果，因此特别适合应用于农业植保机。

对于本申请的实施例，还需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种电池壳体，其特征在于，包括：

H型框架结构，所述H型框架结构由相对设置的两块面板以及连接在两块面板的中部之间的连接板形成，其中所述两块面板与所述连接板共同形成为一体成型结构；和

两块侧板，分别安装在所述H型框架结构面对所述连接板的两侧相背的开口处，与所述H型框架结构共同形成两个用于收容电芯模组的容纳空间。

2.根据权利要求1所述的电池壳体，其特征在于，所述面板、所述侧板的内侧表面以及所述连接板的两侧表面光滑设置。

3.根据权利要求1所述的电池壳体，其特征在于，所述面板的至少部分外侧表面形成有散热结构。

4.根据权利要求1所述的电池壳体，其特征在于，所述侧板与所述两块面板相接的两端分别设有安装部，所述侧板通过所述安装部安装到所述H型框架结构。

5.根据权利要求1所述的电池壳体，其特征在于，还包括：

散热器，设置于所述H型框架结构和所述两块侧板上方，用于对所述电芯模组的极耳进行散热。

6.根据权利要求5所述的电池壳体，其特征在于，所述散热器上开设有贯通其相对两个侧面的多个通风孔。

7.根据权利要求5所述的电池壳体，其特征在于，所述散热器安装于所述侧板上。

8.根据权利要求5所述的电池壳体，其特征在于，所述散热器的上表面向下凹陷形成凹腔；

所述电池壳体还包括：上盖板，安装于所述散热器的上方，所述上盖板与所述散热器的凹腔共同形成用于容纳电池管理***的电路板的容置腔。

9.根据权利要求1所述的电池壳体，其特征在于，还包括：下盖板，安装在所述两块侧板和所述H型框架结构的底部。

10.一种电池组件，其特征在于，包括：

如权利要求1至9中任一项所述的电池壳体；

两个电芯模组，每个所述电芯模组安装在一个所述容纳空间；

极耳板，设置在所述两个电芯模组的上方，与所述两个电芯模组的极耳电连接。

11.根据权利要求10所述的电池组件，其特征在于，所述侧板和所述H型框架结构的连接板分别与收容于所述容纳空间中的电芯模组相对的两侧表面热接触。

12.根据权利要求10所述的电池组件，其特征在于，所述侧板与所述H型框架结构的连接板之间的距离基本等于所述电芯模组在相应方向的尺寸。

13.根据权利要求10所述的电池组件，其特征在于，所述H型框架结构的两块面板之间的距离大于所述电芯模组在相应方向的尺寸。

14.一种无人机，其特征在于，包括：

机身；和

如权利要求11至13中任一项所述的电池组件，所述电池组件安装于所述机身上，

其中，所述电池组件的散热器的通风孔暴露于所述电池组件的外部，并且所述机身的外部的气流能够穿过所述通风孔，以对所述散热器进行散热。

15.根据权利要求14所述的无人机，其特征在于，所述电池组件沿所述无人机的俯仰轴方向的两侧与所述机身之间均形成有缝隙，

所述通风孔的两侧开口分别暴露于两侧的所述缝隙中；

或/及，所述通风孔沿着所述无人机的横滚轴延伸。

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