CN220934196U - 一种圆柱电池包及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种圆柱电池包及电子设备。所述圆柱电池包包括箱体、圆柱电池模组和均温板，一方面，箱体的侧壁内形成有流体通道，流体通道具有进口和/或出口，通过在流体通道内注入温度较低的流体，避免箱体内环境温度过高，以实现对箱体内的圆柱电池及其他电子元件进行散热冷却；还可以在流体通道内注入温度较高的流体，避免箱体内环境温度过低，以实现对圆柱电池进行加热；另一方面，圆柱电池模组与箱体之间设有均温板，均温板内充入相变材料，相变材料能够在吸收热量及冷却后在液态与气态之间进行转化，实现箱体内热量的均匀传递，避免箱体内圆柱电池局部过热或过冷。

Description

一种圆柱电池包及电子设备

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种圆柱电池包及电子设备。

背景技术

圆柱电池凭借其高能量密度、高安全性及低成本优势，已经成为电动汽车以及储能设备等新能源领域的重要研究方向之一。无论是电动汽车的动力电池，还是储能设备的储能电池，圆柱电池的应用方式大多是先由若干圆柱电池组成模组，然后再由若干模组组成电池包，最后以电池包的形式作为动力电池或储能电池使用。

圆柱电池在使用过程中，电池包箱体内的环境温度过高或过低不仅影响圆柱电池的充放电性能，还容易引起安全隐患。因此，需要在电池包箱体内设置液冷板以及加热装置，利用液冷板对圆柱电池进行散热，利用加热装置对圆柱电池进行加热。现有的加热装置大都布置在圆柱电池的一端，使得圆柱电池容易受热不均，无法解决加热工况下的温差问题。

因此，亟待需要一种圆柱电池包以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供圆柱电池包及电子设备，能够对圆柱电池进行均匀地散热加热，以解决加热工况下圆柱电池的不同部位存在温差的问题。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

第一方面，提供了一种圆柱电池包，包括：

箱体，其侧壁内形成有流体通道，所述流体通道具有进口和/或出口；

圆柱电池模组，安装于所述箱体内；

均温板，其内充入相变材料，所述均温板位于所述圆柱电池模组与所述箱体之间。

作为所述圆柱电池包的可选方案，所述圆柱电池包还包括连接管，所述箱体的两个相对的侧壁内均形成有所述流体通道，所述连接管用于连通相对设置的两个所述流体通道，且其中一个所述流体通道具有进口，另一个所述流体通道具有出口。

作为所述圆柱电池包的可选方案，所述箱体的三个侧壁内均形成有所述流体通道，且三个所述流体通道相连通，其中，相对设置的两个所述流体通道中一个具有进口，另一个具有出口。

作为所述圆柱电池包的可选方案，所述流体通道包括若干沿所述侧壁高度方向排列的子通道。

作为所述圆柱电池包的可选方案，所有的所述子通道均与所述进口或所述出口连通。

作为所述圆柱电池包的可选方案，所述均温板的部分延伸至具有所述流体通道的侧壁并与所述流体通道相对设置。

作为所述圆柱电池包的可选方案，所述均温板延伸至所述侧壁的部分与所述流体通道的重合高度h1不小于所述流体通道的高度H1的六分之一。

作为所述圆柱电池包的可选方案，所述流体通道的高度H1不小于所述侧壁的高度H0的二分之一。

作为所述圆柱电池包的可选方案，所述圆柱电池包还包括导热垫片，所述导热垫片位于所述均温板与所述圆柱电池模组之间。

作为所述圆柱电池包的可选方案，若干所述圆柱电池模组并排设于所述箱体内，且每个所述圆柱电池模组均配置有所述均温板。

第二方面，提供了一种电子设备，包括平台、功能模块和如上任一项所述的圆柱电池包，所述功能模块以及所述圆柱电池包均安装于所述平台上，所述圆柱电池包能够向所述功能模块供给电能。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的圆柱电池包，包括箱体、圆柱电池模组和均温板，一方面，箱体的侧壁内形成有流体通道，流体通道具有进口和/或出口，通过在流体通道内注入温度较低的流体，避免箱体内环境温度过高，以实现对箱体内的圆柱电池及其他电子元件进行散热冷却；还可以在流体通道内注入温度较高的流体，避免箱体内环境温度过低，以实现对圆柱电池进行加热；另一方面，圆柱电池模组与箱体之间设有均温板，均温板内充入相变材料，相变材料能够在吸收热量及冷却后在液态与气态之间进行转化，实现箱体内热量的均匀传递，避免箱体内圆柱电池局部过热或过冷。

本实用新型提供的电子设备，通过应用上述圆柱电池包，制造成本低，性能稳定，安全性好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的圆柱电池包的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的圆柱电池包的分解示意图；

图3为本实用新型实施例提供的均温板在散热工况下的示意图；

图4为本实用新型实施例提供的均温板在加热工况下的示意图；

图5为本实用新型实施例提供的箱体在侧壁处的剖视图；

图6为本实用新型实施例提供的箱体的主体的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的圆柱电池包的剖视图；

图8为图7中圆柱电池包剖视图的局部放大图。

附图标记：

10、流体通道；20、进口；30、出口；

100、箱体；101、主体；1011、侧壁；102、盖板；

200、圆柱电池模组；201、第一连接排；202、第一支架；203、圆柱电池；204、第二支架；205、第二连接排；

300、BMS采集板；

400、均温板；401、第一部位；402、第二部位；403、第三部位；

500、导热垫片；

600、连接管。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。

图1示出了本实施例提供的圆柱电池包的结构示意图。图2示出了本实施例提供的圆柱电池包的分解示意图。如图1至图2所示，该圆柱电池包包括箱体100、圆柱电池模组200和BMS采集板300，圆柱电池模组200及BMS采集板300均安装于箱体100内。圆柱电池模组200包括依次设置的第一连接排201、第一支架202、若干圆柱电池203、第二支架204和第二连接排205，第一支架202和第二支架204选用绝缘材料制成，第一支架202和第二支架204用于对圆柱电池203进行固定；第一连接排201和第二连接排205选用导电材料制成，第一连接排201用于连接若干圆柱电池203一端的电极，第二连接排205用于连接若干圆柱电池203另一端的电极。在本实施例中，三个圆柱电池模组200并排安装于箱体100内，BMS采集板300用于与三个圆柱电池模组200通讯连接，以采集圆柱电池模组200中圆柱电池203的电压、电流、温度等参数。当然，在其他实施例中，圆柱电池模组200的数量不限于三个，具体可根据需要进行设计，在此不作限制。

第一支架202和第二支架204选用绝缘材料制成，比如可以是塑料或其他具有一定结构强度的绝缘材料。第一连接排201和第二连接排205采用导电材料制成，比如可以是镍、铝及铜的金属单体或者混合物，具体由载流量决定。

为了方便箱体100组装，箱体100包括主体101和盖板102，主体101为一面开口的框形结构，盖板102可拆卸地固定于主体101的开口端，盖板102与主体101形成用于容纳圆柱电池模组200和BMS采集板300的空腔。进一步地，圆柱电池模组200的第一连接排201位于圆柱电池203与主体101的底板之间，圆柱电池203的第二连接排205位于圆柱电池203与盖板102之间。如此设置，在箱体100组装时，圆柱电池203呈立式状态，圆柱电池203之间无重力挤压，可提高圆柱电池203的稳定性及安全性。此外，箱体100材料优选高导热金属材料，以便于圆柱电池203及BMS采集板300等发热元件进行散热，提高圆柱电池包的稳定性。

由于圆柱电池203在使用过程中，对箱体100内的环境温度要求较高，温度过高或过低均会影响圆柱电池203的性能以及其他电子元件的稳定性，且当圆柱电池203受热不均时，也会对圆柱电池203的性能造成不良影响。

基于上述问题，继续参见图1至图2，一方面，箱体100的侧壁1011内形成有流体通道10，流体通道10具有进口20和/或出口30，通过在流体通道10内注入温度较低(18℃-25℃)的流体，避免箱体100内环境温度过高，以实现对箱体100内的圆柱电池203及其他电子元件进行散热冷却；还可以在流体通道10内注入温度较高(45℃-55℃)的流体，避免箱体100内环境温度过低，以实现对圆柱电池203进行加热。另一方面，圆柱电池模组200与箱体100之间设有均温板400，均温板400内充入相变材料，相变材料能够在吸收热量及冷却后在液态与气态之间进行转化，实现箱体100内热量的均匀传递，避免箱体100内圆柱电池203局部过热或过冷。

在本实施例中，充入流体通道10内的流体可以是水和乙二醇的混合物，具体混合比例由使用环境温度决定，乙二醇占比一般在30％-70％之间。在其他实施例中，充入流体通道10内的流体还可以是其他流体介质，在此不再一一举例说明。

继续参见图2，若干圆柱电池模组200并排设于箱体100内，且每个圆柱电池模组200均配置有均温板400，不仅能够提高均温效果，还可以根据需要替换局部的均温板400。相比一整个大尺寸的均温板400，多个小尺寸安装更方便，且小尺寸均温板400加工工艺更简单。进一步地，为了保证均温板400能够稳定地安装于箱体100的底板上，均温板400与箱体100的底板之间打有导热胶。

继续参见图2，圆柱电池包还包括导热垫片500，导热垫片500位于均温板400与圆柱电池模组200之间。导热垫片500用于将第一连接排201与均温板400隔开，既能够保证均温板400对第一连接排201及圆柱电池203进行散热或加热，又可以避免均温板400直接与第一连接排201接触。

在本实施例中，通过控制进入流体通道10内的流体温度，有散热、加热两种工况。图3示出了本实施例提供的均温板400在散热工况下的示意图。如图3所示，散热工况下，设定进口的流体温度为25℃，圆柱电池模组200通过底部的第一连接排201导热至导热垫片500，再由导热垫片500导热至均温板400，均温板400内的相变材料吸收热量后能够变成气态，气态状态下的相变材料体积增大且能够均匀地填充于均温板400内，均温板400把热量传递给侧壁1011内的流体通道10内的流体，有效传递热量，避免圆柱电池203局部过热。图4示出了本实施例提供的均温板400在加热工况下的示意图。如图4所示，在加热工况下，设定进口的流体温度为55℃，通过流体通道10内的流体导热至均温板400，均温板400内的相变材料吸收热量后能够变成气态，气态状态下的相变材料体积增大且能够均匀地填充于均温板400内，然后将热量通过导热垫片500及第一连接排201传递至圆柱电池203，实现加热圆柱电池203，避免圆柱电池203局部过冷。该圆柱电池包能够通过控制进口的流体温度，保证电芯温度的恒定，保证循环寿命。

在本实施例中，相变材料可以是氟化液等沸点较低的介质，相变材料传热一般导热系数远远超过金属，能够起到较好的热传递效果。均温板400内充液率在40％-60％之间，受热之后，液体变为气体，充满整个均温板400的腔体，达到均热、传热目的。在其他实施例中，相变材料还可以是其他冷媒介质，在此不再一一举例说明。

图5示出了本实施例提供的箱体100在侧壁1011处的剖视图。如图5所示，流体通道10包括若干沿侧壁1011高度方向排列的子通道，若干子通道将流体均匀分配，可减少流体之间直接冲击，保证流体在流体通道10内稳定流动，进而提高散热或加热效果。进一步地，所有的子通道均与进口20或出口30连通，如此可使所有的子通道为并联关系，提高流体的循环速率。

图6示出了本实施例提供的箱体100的主体101的结构示意图。如图6结合图1所示，圆柱电池包还包括连接管600，箱体100的两个相对的侧壁1011内均形成有流体通道10，连接管600用于连通相对设置的两个流体通道10，且其中一个流体通道10具有进口20，另一个流体通道10具有出口30。具体地，流体从进口20进入一个侧壁1011的流体通道10内，然后经连接管600进入另一个侧壁1011的流体通道10，最后从出口30流至外置的流体供给设备。进一步地，一个流体通道10的所有子通道一端均与进口20连通，另一端均与连接管600连通；另一个流体通道10的所有子通道一端均与连接管600连通，另一端均与出口30连通。

相关技术中，由于圆柱电池203的轮廓为圆弧面，液冷板大多做成蛇形冷板，以更好地贴合圆柱电池203，实现对圆柱电池203的充分有效散热。而蛇形冷板的制作工艺复杂，制作难度大，制作成本高，且蛇形冷板的可靠性较低。本实施例提供的在箱体100侧壁1011上形成流体通道10的技术方案，相比现有技术中采用蛇形冷板的技术方案，流体通道10可设计为常规的口琴管形式，成本更低，结构强度更好。

在另一实施例中，箱体100的三个侧壁1011内均形成有流体通道10，且三个流体通道10相连通，其中，相对设置的两个流体通道10中一个具有进口20，另一个具有出口30。如此设置，可省去连接管600的设置，直接在箱体100的侧壁1011上形成连通相对设置的两个流体通道10的连接通道。

图7示出了本实施例提供的圆柱电池包的剖视图。如图7所示，均温板400的部分延伸至具有流体通道10的侧壁1011并与流体通道10相对设置。在本实施例中，均温板400包括依次设置的第一部位401、第二部位402和第三部位403，第一部位401和第三部位403垂直连接于第二部位402的两端，即均温板400呈U型结构，第一部位401和第三部位403能够与箱体100侧壁1011内的流体通道10相对设置。当然，在其他实施例中，均温板400还可以是其他形状，具体可根据需要进行设计，在此不作限制。

在本实施例中，流体通道10的高度H1不小于侧壁1011的高度H0的二分之一。如此设置，既能够满足流体通道10的散热加热功能，又可以保证箱体100的侧壁1011的结构强度。

图8示出了图7中圆柱电池包剖视图的局部放大图。如图8结合图7所示，为了提高均温板400对流体通道10的均温效果，均温板400延伸至侧壁1011的部分与流体通道10的重合高度h1不小于流体通道10的高度H1的六分之一，通过均温板400弱化流体通道10因其进口20和出口30带来的温差。换言之，均温板400的第一部位401与流体通道10的重合高度均温板400的第三部位403与流体通道10的重合高度/>可以理解的是，均温板400的第一部位401及第三部位403与流体通道10的重合高度越大，均温板400的均温效果越好。

综上，继续参见图1至图8，本实施例提供的圆柱电池包具有以下优点：1)在箱体100的侧壁1011上集成流体通道10，流体通道10可以为普通的口琴管水道，加工工艺大大降低；2)箱体100的两个侧壁1011上均形成有流体通道10，散热能力远远大于空冷；3)通过均温板400与箱体100上的流体通道10接触，达到均温散热、加热目的，无需圆柱电池模组200内设置蛇形冷板，电芯能量密度大大增加；4)均温板400搭接左右两侧流体通道10，弱化因进出水温差导致的温度级联，提高圆柱电池203的温度一致性；5)导热垫片500以及均温板400放置于箱体100的底部，箱体100为金属材质，可通过箱体100带走部分热量，均温、散热能力大大增加。

本实施例还提供了一种电子设备，包括平台、功能模块和如上所述的圆柱电池包，功能模块以及圆柱电池包均安装于平台上，圆柱电池包能够向功能模块供给电能。该电子设备通过应用上述圆柱电池包，能量密度高，性能稳定，能够提升用户体验感。

可选地，所述电子设备可以是新能源电动汽车、新能源储能设备、电子产品等，比如，当电子设备为电动汽车时，平台可以是汽车底盘，功能模块可以是汽车底盘***以及汽车管理***等；当电子设备为储能设备时，平台可以是储能设备中用于安装圆柱电池包的架体，功能模块可以是不同的放电接口以及储能设备的控制***等，在此不再一一举例说明。

注意，在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指接合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式接合。

上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种圆柱电池包，其特征在于，包括：

箱体，其侧壁内形成有流体通道，所述流体通道具有进口和/或出口；

圆柱电池模组，安装于所述箱体内；

均温板，其内充入相变材料，所述均温板位于所述圆柱电池模组与所述箱体之间。

2.根据权利要求1所述的圆柱电池包，其特征在于，所述箱体的两个相对的侧壁内均形成有所述流体通道，所述圆柱电池包还包括连接管，所述连接管用于连通相对设置的两个所述流体通道，且其中一个所述流体通道具有进口，另一个所述流体通道具有出口；或

所述箱体的三个侧壁内均形成有所述流体通道，且三个所述流体通道相连通，其中，相对设置的两个所述流体通道中一个具有进口，另一个具有出口。

3.根据权利要求1所述的圆柱电池包，其特征在于，所述流体通道包括若干沿所述侧壁高度方向排列的子通道。

4.根据权利要求3所述的圆柱电池包，其特征在于，所有的所述子通道均与所述进口或所述出口连通。

5.根据权利要求1所述的圆柱电池包，其特征在于，所述均温板的部分延伸至具有所述流体通道的侧壁并与所述流体通道相对设置。

6.根据权利要求5所述的圆柱电池包，其特征在于，所述均温板延伸至所述侧壁的部分与所述流体通道的重合高度h1不小于所述流体通道的高度H1的六分之一。

7.根据权利要求1所述的圆柱电池包，其特征在于，所述流体通道的高度H1不小于所述侧壁的高度H0的二分之一。

8.根据权利要求1所述的圆柱电池包，其特征在于，所述圆柱电池包还包括导热垫片，所述导热垫片位于所述均温板与所述圆柱电池模组之间。

9.根据权利要求1-8任一项所述的圆柱电池包，其特征在于，若干所述圆柱电池模组并排设于所述箱体内，每个所述圆柱电池模组均配置有所述均温板。

10.一种电子设备，其特征在于，包括平台、功能模块和如权利要求1-9任一项所述的圆柱电池包，所述功能模块以及所述圆柱电池包均安装于所述平台上，所述圆柱电池包能够向所述功能模块供给电能。