CN220569742U - 电池包及用电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电池包及用电设备。电池包包括：第一冷板、第二冷板，第一冷板与第二冷板沿第一方向并排设置，第一冷板和第二冷板均包括沿其厚度方向彼此相对的两个侧壁，厚度方向与第一方向一致；第一冷板的流道的横截面积大于第二冷板的流道的横截面积；第一冷板的两侧分别设置有第一电池单元和第二电池单元，第二冷板的两侧分别设置有所述第二电池单元和第三电池单元；所述第一电池单元、第二电池单元、第三电池单元均包括至少一个电芯列，其中，所述第一电池单元中电芯列的数量不少于所述第三电池单元中电芯列的数量，且所述第二电池单元中电芯列的数量不少于所述第三电池单元中电芯列的数量。本实用新型改善了电池包的均温性。

Description

电池包及用电设备

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池包及用电设备。

背景技术

电池包作为主要的动力源，在新能源汽车中扮演着重要角色。当电池包内的电芯工作时，会不可避免的产生热量；或者在寒冷的天气下，需要对电芯进行加热以提高其性能，通常会为电池包配套热管理***。现有的一种做法是在电池包的电芯间设置冷板，冷板内设有流道，通过冷板内的冷却液与电芯进行换热而实现温度控制。但由于电芯在电池包内的不同设置位置以及不同的排列情况，对电池包内电芯的均温性提出了挑战。

发明内容

基于此，本申请提出一种电池包及用电设备，以至少改善电池包的均温性。

一方面，本申请提供了一种电池包，包括：第一冷板、第二冷板，所述第一冷板与所述第二冷板沿第一方向并排设置，所述第一冷板和所述第二冷板均包括沿其厚度方向彼此相对的两个侧壁，所述厚度方向与所述第一方向一致；所述第一冷板和第二冷板内设置有流道；其中，所述第一冷板的流道的横截面积大于所述第二冷板的流道的横截面积；所述第一冷板的两侧分别设置有第一电池单元和第二电池单元，所述第二冷板的两侧分别设置有所述第二电池单元和第三电池单元；所述第一电池单元、所述第二电池单元、所述第三电池单元均包括至少一个电芯列，其中，所述第一电池单元中电芯列的数量不少于所述第三电池单元中电芯列的数量，且所述第二电池单元中电芯列的数量不少于所述第三电池单元中电芯列的数量。

上述方案将冷板设置为具有不同的横截面积的流道，一种情况是，电池单元在电池包内的设置位置不同，一部分电池单元可位于相邻的两个冷板之间，而另一部分电池单元设置在电池包的边梁与最外侧冷板之间，因此将第一冷板的流道的横截面积设置为大于第二冷板的流道的横截面积，使第一冷板内的冷却液具有更大的流量，因而具有更强的传热能力，能够满足在电池包内不同位置的电池单元的均温性要求；另一种情况是，相邻两个冷板间电池单元内电芯列的数量可能不同，对于具有更多电芯列的电池单元，则需要具有更大冷却液流量的冷板对其进行热管理，以满足整包电芯均温性的要求。综上，基于上述两种情况，本申请将第一冷板的流道的横截面积设置为大于第二冷板的流道的横截面积，并且相应的电池单元满足，第一电池单元中电芯列的数量不少于第三电池单元中电芯列的数量，且第二电池单元中电芯列的数量不少于第三电池单元中电芯列的数量，提高了整包电芯的均温性。

进一步地，所述电池包包括边梁，所述第一冷板为最靠近所述边梁的冷板，所述第二冷板设置于所述第一冷板的远离所述边梁的一侧。

进一步地，所述第一冷板的流道的横截面积为所述第二冷板的流道的横截面积的1.1-2倍。

进一步地，所述电池包还包括多个沿所述第一方向并排设置第三冷板，所述第三冷板内设置有流道，所述第三冷板包括沿其厚度方向彼此相对的两个侧壁，所述厚度方向与所述第一方向一致；多个所述第三冷板设置在所述第三电池单元的远离所述第二冷板的一侧，且相邻的两个所述第三冷板之间设置有第四电池单元，所述第四电池单元包括至少一个电芯列。

进一步地，所述第三冷板的流道的横截面积等于所述第二冷板的流道的横截面积；和/或，所述第四电池单元中电芯列的数量等于所述第三电池单元中电芯列的数量。

进一步地，所述第一电池单元包括至少两个沿所述第一方向排列的电芯列，在所述第一方向上，所述第一电池单元中相邻的两个电芯之间设置有导热胶。

进一步地，所述第二电池单元、所述第三电池单元均包括至少两个沿所述第一方向排列的电芯列；在所述第一方向上，所述第二电池单元中相邻的两个电芯之间设置有缓冲件；所述第三电池单元中相邻的两个电芯之间设置有缓冲件。

进一步地，所述第一电池单元中电芯列的数量、所述第二电池单元中电芯列的数量、所述第三电池单元中电芯列的数量、所述第四电池单元中电芯列的数量均为2个。

进一步地，所述电芯列包括多个沿第二方向排列的电芯，所述电芯包括相对设置的两个第一侧面，所述第一侧面为所述电芯的各个面中表面积最大的面；其中，所述第一冷板的侧壁与所述第一侧面接触，和/或，所述第二冷板的侧壁与所述第一侧面接触，和/或，所述第三冷板的侧壁与所述第一侧面接触。

另一方面，本申请还提供一种用电设备，包括如上任一技术方案所述的电池包。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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为本申请一实施例的电池包内电池单元和冷板的排列示意图。

图2为本申请第一实施例的电池包的局部结构示意图。

图3为本申请第一实施例的冷板组件示意图。

图4为本申请第一实施例的电池单元的结构示意图。

图5为本申请第二实施例的电池包局部结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参见图1，示出了电池包内电芯和冷板的排列方式的示意图。电池包包括：第一冷板100、第二冷板200，第一冷板100与第二冷板200沿第一方向X并排设置，第一冷板100和第二冷板200均包括沿其厚度方向彼此相对的两个侧壁，厚度方向与第一方向X一致；第一冷板100和第二冷板200内设置有流道。也即冷板设置在电池包内，冷板的高度方向与电池包的底板垂直。其中，第一冷板100的流道的横截面积大于第二冷板200的流道的横截面积；第一冷板100的两侧分别设置有第一电池单元10和第二电池单元20，第二冷板200的两侧分别设置有所述第二电池单元20和第三电池单元30；第一电池单元10、第二电池单元20、第三电池单元30均包括至少一个电芯列，其中，第一电池单元10中电芯列的数量不少于第三电池单元30中电芯列的数量，且第二电池单元20中电芯列的数量不少于第三电池单元30中电芯列的数量。

上述设计中，第一冷板100对第一电池单元10和第二电池单元20中的电芯进行热管理，第二冷板200对第二电池单元20和第三电池单元30中电芯进行热管理。对于电池包内影响电芯温度的因素，一种情况是，电池单元在电池包内的设置位置不同，一部分电池单元可位于相邻的两个冷板之间，因此具有两个冷板对其进行热管理，而另一部分电池单元设置在电池包的边梁与最外侧冷板之间，因此仅具有一个冷板对其进行热管理，因此本申请中将第一冷板100的流道的横截面积设置为大于第二冷板200的流道的横截面积，使第一冷板内的冷却液具有更大的流量，因而具有更强的传热能力，能够满足在电池包内不同位置的电池单元的均温性要求；另一种情况是，相邻两个冷板间电池单元内电芯列的数量可能不同，对于具有更多电芯列的电池单元，则需要具有更大冷却液流量的冷板对其进行热管理，以满足整包电芯均温性的要求。综上，基于上述两种情况，本申请将第一冷板100的流道的横截面积设置为大于第二冷板200的流道的横截面积，并且相应的电池单元满足，第一电池单元10中电芯列的数量不少于第三电池单元30中电芯列的数量，且第二电池单元20中电芯列的数量不少于第三电池单元30中电芯列的数量，提高了整包电芯的均温性。

参见图2，示出了本申请第一实施例的电池包的局部结构示意图，请同时参见图3。电池包包括边梁600，第一冷板100为最靠近边梁600的冷板，第二冷板200设置于所述第一冷板100的远离边梁600的一侧。因此第一冷板100对第一电池单元10和第二电池单元20进行热管理，第二冷板200对第二电池单元20和第三电池单元30进行热管理，其中第一电池单元10仅有第一冷板对其进行热管理。由于第一电池单元10中电芯列的数量不少于第三电池单元30中电芯列的数量，且第二电池单元20中电芯列的数量不少于第三电池单元30中电芯列的数量，因此为提高均温性，将第一冷板100的流道的横截面积设置为大于第二冷板200的流道的横截面积。如此，第一冷板100具有更强的传热能力而将热量传递给第一电池单元10中的电芯，以使第一电池单元10中的电芯与第二电池单元20和第三电池单元30中的电芯的温差在设计的范围内，即达到均温要求。例如，在本实施例中，第一电池单元10中电芯列的数量、第二电池单元20中电芯列的数量、第三电池单元30中电芯列的数量均为2个。而在其他的一些实施例中，第一电池单元10中电芯列的数量、第二电池单元20中电芯列的数量、第三电池单元30中电芯列的数量均为1个，或均为3个；或者，第一电池单元10中电芯列的数量为2个、第二电池单元20中电芯列的数量为1个、第三电池单元30中电芯列的数量均为1个；或者，第一电池单元10中电芯列的数量为3个、第二电池单元20中电芯列的数量为2个、第三电池单元30中电芯列的数量均为2个等。如此，在最外侧冷板的外侧布置第一电池单元10，特别是当第一电池单元10具有大于两个的电芯列时，可以进一步提高电池包的能量密度和容量。

可选地，第一冷板100的流道的横截面积为第二冷板200的流道的横截面积的1.1-2倍。例如为1.1倍、1.2倍、1.3倍、1.4倍、1.5倍、1.6倍、1.7倍、1.8倍、1.9倍、2倍等，其根据不同的电芯列排列数量和温差设计要求，并通过仿真而获得最佳的参数。参见图2，在本实施例中，第一冷板100的流道的横截面积为第二冷板200的流道的横截面积的1.3-1.5倍。

继续参见图2、图3，电池包还包括多个沿所述第一方向X并排设置第三冷板300，第三冷板300内设置有流道，第三冷板300包括沿其厚度方向彼此相对的两个侧壁，厚度方向与第一方向X一致；多个第三冷板300设置在第三电池单元30的远离第二冷板200的一侧，且相邻的两个第三冷板300之间设置有第四电池单元40，第四电池单元40包括至少一个电芯列。

进一步地，第三冷板300的流道的横截面积等于第二冷板200的流道的横截面积；第四电池单元40中电芯列的数量等于第三电池单元30中电芯列的数量。由此，通过相同的流道截面积的第二冷板200和第三冷板300，以及相同数量电芯列的第三电池单元30和第四电池单元40，由此形成多个重复单元，这些电池单元之间具有相同的热管理条件，具有较佳的均温性。

进一步的，第一电池单元10包括至少两个沿第一方向X排列的电芯列，在第一方向X上，第一电池单元10中相邻的两个电芯之间设置有导热胶。如此，对于第一电池单元10的至少两个电芯列，由于其中一侧的电芯列与第一冷板100接触并换热，其需将冷板热量传递到第一电池单元10的其他的电芯列中，因此上述导热胶起到了热量传导的作用。需要说明的是，导热胶指具有导热性质的胶，其初始状态可以为固定或液体，将其设置在相邻的两个电芯列之间，起到粘接及传热的作用，例如包括双面胶、结构胶等。

进一步的，第二电池单元20、第三电池单元30均包括至少两个沿第一方向X排列的电芯列；在第一方向X上，第二电池单元20中相邻的两个电芯之间设置有缓冲件；第三电池单元30中相邻的两个电芯之间设置有缓冲件。如此，缓冲件用于吸收电芯的膨胀，特别是当电芯选用软包电芯。可选地，缓冲件为泡棉，泡棉除了起到吸收电芯膨胀的作用外，还具有隔热性能，进一步抑制热失控的扩散。

在本申请一个具体的实施例中，参见图2，第一电池单元10中电芯列的数量、第二电池单元20中电芯列的数量、第三电池单元30中电芯列的数量、第四电池单元40中电芯列的数量均为2个。当仅具有两个电芯列的第二电池单元20、第三电池单元30、第四电池单元40设置于相邻的两个冷板之间时，在一个电芯列中，每一个电芯的其中一个侧面均与冷板的侧壁接触，从而保证了换热性能且使第二电池单元20、第三电池单元30、第四电池单元40具有优异的均温性。而对于第一电池单元10，由于第一冷板100的流道的横截面积更大，通过增大第一冷板100的横截面积来提高冷却液的流量，进而提高了与第一电池单元10中电芯的换热能力，以满足整包电芯的均温性要求。

参见图2，图4，其中图4中示出了两个电芯列组成的电池单元。电芯列包括多个沿第二方向Y排列的电芯，电芯包括相对设置的两个第一侧面50，第一侧面50为电芯的各个面中表面积最大的面；其中，第一冷板100的侧壁与第一侧面50接触，第二冷板200的侧壁与第一侧面50接触；第三冷板300的侧壁与第一侧面50接触。如此，通过冷板与电芯的表面积最大的侧面接触，进一步提高了换热效率。其中，冷板与电芯的第一侧面接触可以是直接接触，也可以是间接接触，例如通过具有导热性质的胶等。其中，第二方向Y为冷板的长度方向。可选地，例如一个电芯列具有四个串联的电芯。

参见图5，在本申请的第二个实施例中，第一电池单元10、第二电池单元20、第三电池单元30均为相邻的两个冷板间的电池单元。具体的，第一电池单元10设置在第四冷板400和第一冷板100之间，第二电池单元20设置在第一冷板100和第二冷板200之间，第三电池单元30设置在第二冷板200和第三冷板300之间。示例性的，第一电池单元10和第二电池单元20均具有三个电芯列，而第三电芯单元30具有两个电芯列。因此为满足均温性要求，第一冷板100的流道的横截面积设置为大于第二冷板200的流道的横截面积，从而第一冷板100具有更强的换热能力，以与第一电池单元10和第二电池单元20中电芯进行换热，从而达到与第三电池单元30中电芯的均温要求。当然可以理解的是，在其他的一些实施例中，第一电池单元10可设置有具有三个电芯列，第二电池单元20可设置为具有两个电芯列，第三电芯单元30具有两个电芯列；或者，第一电池单元10设置有具有两个电芯列，第二电池单元20设置为具有两个电芯列，第三电芯单元30具有一个电芯列；等等。对于电芯单元均设置于相邻两个冷板之间的情况，上述排列方式仍满足第一电池单元10中电芯列的数量不少于第三电池单元30中电芯列的数量，且第二电池单元20中电芯列的数量不少于第三电池单元30中电芯列的数量。

最后，本申请还提供一种用电设备，包括如上的电池包。例如，用电设备为电动汽车或储能设施等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电池包，其特征在于，包括：

第一冷板、第二冷板，所述第一冷板与所述第二冷板沿第一方向并排设置，所述第一冷板和所述第二冷板均包括沿其厚度方向彼此相对的两个侧壁，所述厚度方向与所述第一方向一致；所述第一冷板和第二冷板内设置有流道；其中，所述第一冷板的流道的横截面积大于所述第二冷板的流道的横截面积；

所述第一冷板的两侧分别设置有第一电池单元和第二电池单元，所述第二冷板的两侧分别设置有所述第二电池单元和第三电池单元；

所述第一电池单元、所述第二电池单元、所述第三电池单元均包括至少一个电芯列，其中，所述第一电池单元中电芯列的数量不少于所述第三电池单元中电芯列的数量，且所述第二电池单元中电芯列的数量不少于所述第三电池单元中电芯列的数量。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池包包括边梁，所述第一冷板为最靠近所述边梁的冷板，所述第二冷板设置于所述第一冷板的远离所述边梁的一侧。

3.根据权利要求1或2所述的电池包，其特征在于，所述第一冷板的流道的横截面积为所述第二冷板的流道的横截面积的1.1-2倍。

4.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括多个沿所述第一方向并排设置第三冷板，所述第三冷板内设置有流道，所述第三冷板包括沿其厚度方向彼此相对的两个侧壁，所述厚度方向与所述第一方向一致；多个所述第三冷板设置在所述第三电池单元的远离所述第二冷板的一侧，且相邻的两个所述第三冷板之间设置有第四电池单元，所述第四电池单元包括至少一个电芯列。

5.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于，所述第三冷板的流道的横截面积等于所述第二冷板的流道的横截面积；和/或，所述第四电池单元中电芯列的数量等于所述第三电池单元中电芯列的数量。

6.根据权利要求2或5所述的电池包，其特征在于，所述第一电池单元包括至少两个沿所述第一方向排列的电芯列，在所述第一方向上，所述第一电池单元中相邻的两个电芯之间设置有导热胶。

7.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述第二电池单元、所述第三电池单元均包括至少两个沿所述第一方向排列的电芯列；在所述第一方向上，所述第二电池单元中相邻的两个电芯之间设置有缓冲件；所述第三电池单元中相邻的两个电芯之间设置有缓冲件。

8.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，所述第一电池单元中电芯列的数量、所述第二电池单元中电芯列的数量、所述第三电池单元中电芯列的数量、所述第四电池单元中电芯列的数量均为2个。

9.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于，所述电芯列包括多个沿第二方向排列的电芯，所述电芯包括相对设置的两个第一侧面，所述第一侧面为所述电芯的各个面中表面积最大的面；其中，所述第一冷板的侧壁与所述第一侧面接触，和/或，所述第二冷板的侧壁与所述第一侧面接触，和/或，所述第三冷板的侧壁与所述第一侧面接触。

10.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的电池包。