CN218731259U - 一种热管理结构、电池模组及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种热管理结构、电池模组及电池包，包括呈蛇型状的换热板，换热板包括多个侧向板及多个水平板，多个侧向板间隔平行设置，水平板与相邻两个侧向板的同一端固定相连，相邻两个水平板分别与同一个侧向板的两端固定连接；相邻两个侧向板与其相连的水平板围合形成有供电芯组***的安装空间，换热板内设有供换热介质流动的换热流道，换热介质用于对电芯组实施热交换。本实用新型的热管理结构通过将加热部件和散热部件集成在一个换热板上，各个换热部件相互关联集成，通过一个完整的换热板，可以与多个电芯组进行集成装配，实现对多个电芯组加热或散热功能，同时集成化的换热板能够高效率的提高电池模组的热交换效率。

Description

一种热管理结构、电池模组及电池包

技术领域

本实用新型涉及电池热管理技术领域，尤其涉及一种热管理结构、电池模组及电池包。

背景技术

目前动力电池一般在20～40度范围内时，其充放电性能最佳，寿命最好。当电池处于低温环境时，就需要通过热管理的加热功能使电池温度回到最佳工作温度范围内。动力电池工作时会产生热量，导致动力电池的温度不断上升，容易引发热失控，影响电池使用寿命，因此需要通过热管理的散热功能对动力电池进行散热。由此一来，为了能够实现动力电池根据不同的温度状态来实现热管理，就需要在动力电池上安装加热及散热结构。

传统的动力电池换热方式多采用在电池模组侧壁上粘贴加热膜，并在电池模组的底面铺设液冷板，电池模组侧面粘贴加热膜，容易出现加热膜脱落，致使加热膜空烧导致加热丝损坏，引发电池模组热失控；电池模组底部设置液冷板，只是对单体电芯底面进行散热，接触面积较小，液冷效率较低。

为了提高电池模组的热交换效率，本领域的技术人员可以通过电池模组侧壁上设置侧液冷板，同时在液冷板表面设置加热片，来使单体电芯两个侧面和底面均能够实现热交换。但即便采用这种方式，依旧存在一些问题：1)、在侧液冷板表面设置加热片，加热片容易相对于侧液冷板脱落，导致加热片无法对液冷板进行升温；2)、多个侧液冷板和底部液冷板之间相互独立，需要连接复杂的液冷管路，同时，多个加热片也需要通过电连接总成来建立连接，导致电池模组结构复杂；3)、侧液冷板和底部液冷板之间相互独立，与电池模组表面连接可靠性差，从而降低整个电池模组的结构强度。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种热管理结构、电池模组及电池包，来解决现有的电池模组中各个换热部件相互独立，集成关联性差的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一方面，本实用新型提供了一种热管理结构，包括呈蛇型状的换热板，所述换热板包括多个侧向板及多个水平板，多个所述侧向板间隔平行设置，所述水平板与相邻两个所述侧向板的同一端固定相连，相邻两个所述水平板分别与同一个所述侧向板的两端固定连接；相邻两个侧向板与其相连的所述水平板围合形成有供电芯组***的安装空间，所述换热板内设有供换热介质流动的换热流道，所述换热介质用于对所述电芯组实施热交换。

另一方面，本实用新型还提供了一种电池模组，包括多个并排设置的电芯组及所述的换热板；其中，

所述电芯组包括多个并排设置的单体电芯；

所述换热板由所述电池模组的一端依次绕过每个所述电芯组至所述电池模组的另一端，且电芯组插设于所述安装空间中；

相邻两个所述电芯组沿所述单体电芯高度方向上相互倒置，所述侧向板与所述电芯组中的各所述单体电芯侧面相连接，所述水平板与所述电芯组中各所述单体电芯远离极柱的一端表面相连接。

进一步，优选的，所述换热板为一体成型，所述侧向板与所述水平板交接处形成有折弯部，所述折弯部上沿所述电芯组长度方向开设有至少一个镂空孔。

进一步，优选的，所述侧向板及所述水平板与所述电芯组相连接的一面均设置有导热片。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述侧向板及所述水平板中均设置有换热流道，各所述换热流道沿所述换热板的延伸方向依次串联。

进一步，优选的，所述电池模组一端的侧向板上设置有与所述换热流道相连通的进液口，所述电池模组另一端的所述侧向板上设置有与所述换热流道相连通的出液口，所述进液口和所述出液口位于所述换热板的同一侧。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述电池模组还包括设置在所述电芯组长度方向两端的端板，所述端板与所述单体电芯的大面相接触，所述电池模组两端的所述侧向板上均设置有与所述端板相连接的固定部，所述固定部为沿所述侧向板长度方向端部延伸形成。

优选的，所述电池模组还包括设置在所述电芯组远离所述水平板一面的汇流排组件，所述汇流排组件与所述单体电芯建立导电连接，相邻两个所述汇流排组件之间通过导电排进行导电连接。

优选的，所述电池模组底面还设置有绝缘片。

本实用新型还提供了一种电池包，包括下箱体及上述电池模组，所述电池模组安装于所述下箱体内。

本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)本实用新型公开的热管理结构，通过设置多个侧向板及多个水平板，水平板与相邻两个侧向板的同一端固定相连，相邻两个水平板分别与同一个侧向板的两端固定连接；通过多个侧向板及多个水平板相互配合连接组成蛇形结构的换热板，同时，相邻两个侧向板与其相连的水平板围合形成有安装空间，从而方便电池模组中各个电芯组分别***到对应的安装空间中，通过向换热板内通入不同温度的换热介质，从而可以实现对换热板内的各个电芯组三个表面进行加热或散热。相对于现有技术而言，本实用新型的热管理结构通过将加热部件和散热部件集成在一个换热板上，各个换热部件相互关联集成，通过一个完整的换热板，可以与多个电芯组进行集成装配，实现对多个电芯组加热或散热功能，同时集成化的换热板能够高效率的提高电池模组的热交换效率；

(2)通过设置蛇形结构的换热板，并使换热板由电池模组的一端依次绕过每个电芯组至电池模组的另一端，同时使相邻两个电芯组沿单体电芯高度方向上相互倒置，换热板与各单体电芯的侧面及各单体电芯远离极柱的一端表面相连接，当电池模组需要加热或散热时，通过向换热板的换热流道中通入加热介质或冷却介质，可以实现对电池模组中所有的单体电芯三个面进行加热或散热，大大提高了电池模组的换热效率；

(3)通过在侧向板与所述水平板交接处形成有折弯部，并在折弯部上沿电芯组长度方向开设有至少一个镂空孔，可以减少换热板的折弯处的应力，确保换热板能够紧密的与电芯组表面相贴附，提高换热板与电芯组连接的可靠性，同时提高换热板对单体电池的换热效率；

(4)通过在换热板与电芯组相接触的一面设置导热片，可以增加换热板与单体电芯之间的导热性能；

(5)通过使侧向板长度方向两端的固定部与电芯组端部的端板进行固定，可以实现换热板将多个电芯组在水平方向进行固定，替代传统的绑带式结构，从而提高电池模组的结构强度。

(6)通过换热板设置为一体化结构，同时换热板上设置进液口和出液口，并使进液口和出液口位于换热板的同一侧，可以通过进液口和出液口分别连接液冷管路，实现换热板内循环通入换热介质，从而避免电池模组中液冷管路复杂设置。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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他的附图。

图1为本实用新型公开的电池模组的立体结构示意图；

图2为本实用新型公开的换热板的立体结构示意图；

图3为本实用新型公开的换热板展开平面结构示意图；

图4为本实用新型公开的电池模组内部结构示意图；

图5为本实用新型公开的电池模组***结构示意图；

图6为本实用新型公开的电池模组平面剖视图；

图7为本实用新型公开的电池包的立体结构示意图；

附图标记：

S、电池模组；2、电芯组；21、单体电芯；1、换热板；10、换热流道；11、侧向板；12、水平板；13、折弯部；131、镂空孔；3、导热片；14、进液口；15、出液口；4、端板；16、固定部；5、汇流排组件；6、导电排；7、绝缘片；8、下箱体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

现有技术中，为了实现对电池模组S中各个电芯组2进行热交换，通常是在电池模组S底面设置水平液冷板，然后在电芯组2与电芯组2之间设置侧向液冷板，然后在侧向液冷板表面粘贴加热膜，上述结构设置，一方面，存在加热膜容易相对于侧向液冷板脱落，引发加热膜空烧，导致损坏。另一方面，侧向液冷板和水平液冷板相互独立，相互之间无法集成，连接较为复杂，与电芯组2连接可靠性差。

为此，本实用新型公开了一种热管理结构，其用来为电池模组S进行热交换，具体而言，来实现对电池模组S的加热及散热。

如图1所示，结合图2-7，本实施例的热管理结构，包括呈蛇型状的换热板1，换热板1包括多个侧向板11及多个水平板12，多个侧向板11间隔平行设置，水平板12与相邻两个侧向板11的同一端固定相连，相邻两个水平板12分别与同一个侧向板11的两端固定连接；相邻两个侧向板11与其相连的水平板12围合形成有供电芯组2***的安装空间100，每个安装空间100中均设置一个电芯组2，相邻两个侧向板11之间的间距和电芯组的宽度相适配，侧向板11的长度和电芯组2的高度相适配。换热板1内设有供换热介质流动的换热流道10，所述换热介质用于对所述电芯组2实施热交换。通过相邻两个侧向板11和与其相连的水平板12共同来实现与电芯组2的三个表面进行热交换。

采用上述技术方案，通过设置多个侧向板及多个水平板，水平板与相邻两个侧向板的同一端固定相连，相邻两个水平板分别与同一个侧向板的两端固定连接；通过多个侧向板及多个水平板相互配合连接组成蛇形结构的换热板，同时，相邻两个侧向板与其相连的水平板围合形成有安装空间，从而方便电池模组中各个电芯组分别***到对应的安装空间中，通过向换热板内通入不同温度的换热介质，从而可以实现对换热板内的各个电芯组三个表面进行加热或散热。

相对于现有技术而言，本实用新型的热管理结构通过将加热部件和散热部件集成在一个换热板上，各个换热部件相互关联集成，通过一个完整的换热板，可以与多个电芯组进行集成装配，实现对多个电芯组加热或散热功能，同时集成化的换热板能够高效率的提高电池模组的热交换效率。

本实用新型实施例还公开了一种电池模组，电池模组S包括多个并排设置的电芯组2及换热板1，电芯组2包括多个并排设置的单体电芯21；在本实施例中，多个单体电芯21沿厚度方向进行排布，具体而言，单体电芯21的大面与与大面相接触。多个电芯组2沿其宽度方向进行排布，即，相邻两个电芯组2中的单体电芯21的侧面相对应。

本实施例的换热板2由电池模组S的一端依次绕过每个电芯组2至电池模组S的另一端；需要说明的是：电池模组S的两端定义为电池模组S最外侧的一个电芯组2宽度方向。

另外，本实施例中相邻两个电芯组2沿单体电芯21高度方向上相互倒置，具体而言，相邻两个电芯组2中其中一个电芯组2中单体电芯21极柱朝上，另外一个电芯组2中单体电芯21极柱朝下。

由此设置，通过换热板2依次绕过各个电芯组2，并使电芯组插设于安装空间100中。相邻两个电芯组2相互倒置，使侧向板11与电芯组2中的各单体电芯21侧面相连接，水平板12与电芯组2中各单体电芯21远离极柱的一端表面相连接。从而实现相邻两个侧向板11和与其相连的水平板12共同来实现对所有的单体电芯21的三个表面进行热交换。

采用上述技术方案，当电池模组S需要加热或散热时，通过向换热板1的换热流道10中通入加热介质或冷却介质，可以实现对电池模组S中所有的单体电芯21三个面进行加热或散热，相对于现有技术而言，本实用新型的电池模组S无需设置单独设置加热部件及散热部件，通过将加热部件和散热部件集成在一个换热板1上，一个换热板可以具备加热及散热功能，同时一个换热板可以与多个相互倒置的电芯组进行集成装配，换热板和电芯组集成可靠性强，同时集成化的换热板1能够高效率的提高电池模组S的热交换效率。

作为一些较佳实施方式，换热板1通过折弯工艺一体化成型。侧向板11与水平板12交接处形成有折弯部13，折弯部13为圆弧过渡形状。折弯部13上沿电芯组2长度方向开设有至少一个镂空孔131。由此设置，可以减少换热板1的折弯处的应力，一方面，可以轻松将电芯组2***到换热板1中。另一方面，可以避免侧向板11相对于水平板12翘曲，确保换热板1能够紧密的与电芯组2表面相贴附，提高换热板1与电芯组2连接的可靠性，同时提高换热板1对单体电池的换热效率。

作为一些较佳实施方式，侧向板11及水平板12与电芯组2相连接的一面均设置有导热片3。本实施例中的导热片3两面均粘贴有双面胶，由此一来，通过导热片3，可以实现换热板1与电芯组2表面紧密连接，同时通过导热片3可以增加换热板1与单体电芯21之间的导热性能。

参照附图3所示，为了保证单体电芯21三个面均能够实现热交换，侧向板11及水平板12中均设置有换热流道10，各换热流道10沿换热板1的延伸方向依次串联。由此设置，每个换热流道10均能够通入换热介质，来实现换热介质在换热流道10内通过对应的侧向板11及水平板12对单体电池表面进行热交换。本实施例公开的换热介质可以是水，或者具有加热或冷却的液体。

在本实施例中，电池模组S一端的侧向板11上设置有与所述换热流道10相连通的进液口14，电池模组S另一端的所述侧向板11上设置有与所述换热流道10相连通的出液口15，进液口14和所述出液口15位于换热板1的同一侧。由此设置，可以通过进液口14和出液口15分别连接液冷管路，实现换热板1内循环通入换热介质，从而避免电池模组S中液冷管路复杂设置。

在本实施例中，电池模组S还包括设置在所述电芯组2长度方向两端的端板4，端板4与单体电芯21的大面相接触，为了实现电芯组2和与换热板1之间可靠性连接，本实施例在电池模组S两端的侧向板11上均设置有与端板4相连接的固定部16，固定部16为沿侧向板11长度方向端部延伸形成。由此设置，可以实现换热板1将电池模组S两端的电芯组2在水平方向进行固定。至于电芯组2之间的相互固定，可以通过连接条将相邻两个电芯组2之间的端板4进行固定，从而实现所有的电芯组2之间相互固定，进而实现所有的电芯组2替代传统的绑带式结构，从而提高电池模组S的结构强度。

由于相邻两个电芯组2相互倒置，为了实现电芯组2上的单体电芯21之间电连接，本实施例的电池模组S还包括设置在电芯组2远离所述水平板12一面的汇流排组件5，汇流排组件5与单体电芯21建立导电连接，通过汇流排组件5可以实现对单体电芯21进行串联或并联，本实施例中的汇流排组件5包括与极柱相连接的汇流片、电路板及线束隔离板等电气部件。相邻两个汇流排组件5之间通过导电排6进行导电连接。从而将多组电芯组2进行串联或并联。

在本实施例中，电池模组S底面还设置有绝缘片7。可以在电池模组S安装到电池包中后，避免电芯组2倒置时，电芯组2底部的汇流排组件5与电池包箱体发生接触短路。

本实用新型还公开了一种电池包，包括下箱体8及上述电池模组S，电池模组S安装于下箱体8内。电池模组S与下箱体8之间的固定是通过端板4和下箱体8进行螺栓锁紧连接。

以上仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种热管理结构，其特征在于，包括：

换热板(1)，呈蛇型状的，所述换热板(1)包括多个侧向板(11)及多个水平板(12)；

多个所述侧向板(11)间隔平行设置；

所述水平板(12)与相邻两个所述侧向板(11)的同一端固定相连，相邻两个所述水平板(12)分别与同一个所述侧向板(11)的两端固定连接；

相邻两个侧向板(11)与其相连的所述水平板(12)围合形成有供电芯组(2)***的安装空间(100)；

所述换热板(1)内设有供换热介质流动的换热流道(10)，所述换热介质用于对所述电芯组(2)实施热交换。

2.一种电池模组，其特征在于：所述电池模组(S)包括电芯组(2)及如权利要求1所述的换热板(1)；其中，

所述电芯组(2)包括多个并排设置的单体电芯(21)；

所述换热板(1)由所述电池模组(S)的一端依次绕过每个所述电芯组(2)至所述电池模组(S)的另一端，且电芯组(2)插设于所述安装空间(100)中；

相邻两个所述电芯组(2)沿所述单体电芯(21)高度方向上相互倒置，所述侧向板(11)与所述电芯组(2)中的各所述单体电芯(21)侧面相连接，所述水平板(12)与所述电芯组(2)中各所述单体电芯(21)远离极柱的一端表面相连接。

3.如权利要求2所述的电池模组，其特征在于：所述换热板(1)为一体成型，所述侧向板(11)与所述水平板(12)交接处形成有折弯部(13)，所述折弯部(13)上沿所述电芯组(2)长度方向开设有至少一个镂空孔(131)。

4.如权利要求2所述的电池模组，其特征在于：所述侧向板(11)及所述水平板(12)与所述电芯组(2)相连接的一面均设置有导热片(3)。

5.如权利要求2所述的电池模组，其特征在于：所述侧向板(11)及所述水平板(12)中均设置有换热流道(20)，各所述换热流道(20)沿所述换热板(1)的延伸方向依次串联。

6.如权利要求5所述的电池模组，其特征在于：所述电池模组(S)一端的侧向板(11)上设置有与所述换热流道(20)相连通的进液口(14)，所述电池模组(S)另一端的所述侧向板(11)上设置有与所述换热流道(20)相连通的出液口(15)，所述进液口(14)和所述出液口(15)位于所述换热板(1)的同一侧。

7.如权利要求2所述的电池模组，其特征在于：所述电池模组(S)还包括设置在所述电芯组(2)长度方向两端的端板(4)，所述端板(4)与所述单体电芯(21)的大面相接触，所述电池模组(S)两端的所述侧向板(11)上均设置有与所述端板(4)相连接的固定部(16)，所述固定部(16)为沿所述侧向板(11)长度方向端部延伸形成。

8.如权利要求2所述的电池模组，其特征在于：所述电池模组(S)还包括设置在所述电芯组(2)远离所述水平板(12)一面的汇流排组件(5)，所述汇流排组件(5)与所述单体电芯(21)建立导电连接，相邻两个所述汇流排组件(5)之间通过导电排(6)进行导电连接。

9.如权利要求2所述的电池模组，其特征在于：所述电池模组(S)底面还设置有绝缘片(7)。

10.一种电池包，其特征在于：包括下箱体(8)及如权利要求2-9任一项所述的电池模组(S)，所述电池模组(S)安装于所述下箱体(8)内。

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