CN221201324U - 电池以及用电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种电池以及用电装置,电池,包括:箱体,内部形成有用于填充冷却介质的腔体;多个电池单体,设于所述腔体内;隔热件,层设于相邻两个所述电池单体之间,所述隔热件被构造为能够供所述冷却介质渗透的网状结构。本申请的电池,通过在电池箱体内的相邻两个电池单体之间设置隔热件,并将隔热件构造为能够供冷却介质渗透的网状结构,通过隔热件上的各个网孔的渗透作用,能够使冷却介质充斥并覆盖到相邻电池单体间的各个区域,消除相邻电池单体间的覆盖盲区,使得冷却介质能够及时对出现热失控的电池单体进行冷却,降低相邻电池单体间的热扩散的概率,提高电池的冷却效率。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,特别是涉及一种电池以及用电装置。
背景技术
电池包括箱体以及设于箱体内的多个电池单体,电池可用作新能源汽车的动力电池,为新能源汽车的动力***提供动力。
相关技术中,针对电池的冷却,一般是采用液冷方式对电池整体进行冷却,箱体内相邻电池单体间容易存在难以被液冷介质覆盖到的区域,难以阻止电池单体间的热扩散,降低了对电池的冷却效率。
实用新型内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本申请提供了一种电池以及用电装置,能够降低电池单体间的热扩散的概率,提高电池的冷却效率。
第一方面,本申请提供了一种电池,包括:
箱体,内部形成有用于填充冷却介质的腔体;
多个电池单体,设于所述腔体内;
隔热件,层设于相邻两个所述电池单体之间,所述隔热件被构造为能够供所述冷却介质渗透的网状结构。
根据本申请第一方面的电池,至少具有如下有益效果:
本申请的电池,通过在电池箱体内的相邻两个电池单体之间设置隔热件,并将隔热件构造为能够供冷却介质渗透的网状结构,通过隔热件上的各个网孔的渗透作用,能够使冷却介质充斥并覆盖到相邻电池单体间的各个区域,消除相邻电池单体间的覆盖盲区,使得冷却介质能够及时对出现热失控的电池单体进行冷却,降低相邻电池单体间的热扩散的概率,提高电池的冷却效率。
在一些实施例中,所述隔热件包括隔热主体以及可压缩部,所述可压缩部设于所述隔热主体的至少一侧,所述可压缩部与所述电池单体的侧面面面接触,所述隔热主体和所述可压缩部均呈多孔状。
如此设置,一方面,使冷却介质渗透并覆盖到相邻电池单体间的各个区域,以更为及时且全面地对电池单体进行冷却,另一方面,通过可压缩部对电池单体的膨胀起到缓冲和吸能作用,降低电池单体因过热膨胀而出现结构损坏的风险,提高电池单体以及电池整体的结构稳定性。
在一些实施例中,所述隔热主体的至少一侧朝远离所述电池单体的方向凹设有凹槽,所述可压缩部对应容纳于所述凹槽。
如此设置,隔热主体上的凹槽以及容纳于凹槽的可压缩部的配合为电池单体留出了膨胀空间,凹槽的宽度也限制了电池单体的膨胀变形量以及可压缩部的弹性形变量,进一步降低电池单体因过热膨胀而出现结构损坏的风险,提高电池单体以及电池整体的结构稳定性。
在一些实施例中,所述凹槽与所述可压缩部相接触的部位被构造为弧形面。
如此设置,降低电池单体将可压缩部完全压持在隔热主体上而与隔热主体上发生硬性碰撞的概率,进一步降低电池单体出现结构损坏的风险,提高电池单体以及电池整体的结构稳定性。
在一些实施例中,所述可压缩部与所述隔热主体之间设有第一导热层。
如此设置,使得可压缩部与所述隔热主体之间能够进行热传导,能够使可压缩部与所述隔热主体的温度更为均匀,降低可压缩部出现过热的概率,使得可压缩部上的冷却介质能够更为稳定且均匀地冷却电池单体。
在一些实施例中,所述可压缩部与所述隔热主体之间形成有用于卡置所述电池单体的限位部。
如此设置,可以使电池单体的对应一侧卡置在限位部内,实现对电池单体相对两侧的限位固定,降低电池单体在腔体出现松动或偏移的概率,提高电池整体的使用稳定性。
在一些实施例中,所述隔热件上的网孔孔径小于或等于1㎜。
如此设置,一方面,使冷却介质能够借助隔热件上的各个网孔的渗透作用,能够使冷却介质充斥并覆盖到相邻电池单体间的各个区域,消除相邻电池单体间的覆盖盲区,使得冷却介质能够及时对出现热失控的电池单体进行冷却;另一方面,将隔热件上的网孔孔径设置得较小能够降低冷却介质借助隔热件进行相邻电池单体间的热量传递的概率,进一步降低相邻电池单体间的热扩散的概率。
在一些实施例中,所述电池单体的顶部与所述箱体的顶部具有第一间隙空间。
如此设置,第一间隙空间预留形成热空气扩散的空间,对热空气起到一定的泄压作用;同时,第一间隙空间作为热空气向上冲击箱体的上盖体的缓冲空间,能够有效降低箱体的上盖体被压力较大的热空气冲击损坏的概率。
在一些实施例中,所述隔热件的顶部与所述箱体的顶部具有第二间隙空间,所述第二间隙空间与所述第一间隙空间连通。
如此设置,第二间隙空间预留形成热空气向上扩散的空间,对热空气起到一定的泄压作用;同时,第二间隙空间作为热空气向上冲击箱体的上盖体的缓冲空间,能够有效降低箱体的上盖体被压力较大的热空气冲击损坏的概率。
在一些实施例中,所述电池还包括设于所述箱体底部的冷却件,所述冷却件被配置为用于向所述腔体供应循环流动的冷却介质,以使所述冷却介质浸没全部的所述电池单体。
如此设置,冷却件向腔体供应的冷却介质能够及时带走出现热失控的电池单体产生的热量,且冷却介质能够借助隔热件上的各个网孔的渗透作用,能够使冷却介质充斥并覆盖到相邻电池单体间的各个区域,消除相邻电池单体间的覆盖盲区,使得冷却介质能够及时对出现热失控的电池单体进行冷却,提高对电池整体的冷却效率。
在一些实施例中,所述冷却件铺设在所述箱体的底部,所述冷却件上形成有供冷却介质循环流动的冷却通道,且所述冷却件上开设有多个供应孔,所述冷却通道通过所述供应孔与所述腔体连通,全部所述电池单体以及所述隔热件支撑在所述冷却件上。
如此设置,电池单体以及所述隔热件上的热量不仅能够被冷却介质吸收带走,而且,电池单体以及所述隔热件上的热量还能够直接传递至箱体底部的冷却件,如此,提高对电池单体以及电池整体的冷却效率。
在一些实施例中,所述隔热件与所述冷却件之间设有第二导热层。
如此设置,使得隔热件与所述冷却件之间能够进行热传导,如此,能够将隔热件上的热量快速传递至冷却件,加快对隔热件的冷却效率,进一步阻止相邻电池单体间的热量传递。
第二方面,本申请实施例提供了一种用电装置,包括上述所述的电池,所述电池用于提供电能。
根据本申请第二方面的用电装置,至少具有如下有益效果:
本申请的用电装置,由于配置有上述的电池,电池具有使用的稳定性和可靠性,有利于提高用电装置的使用稳定性、可靠性以及使用寿命。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
通过阅读对下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中,用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中:
图1为本申请实施例的电池的沿自身水平方向的剖面结构示意图。
图2为本申请实施例的电池的沿自身宽度方向的剖面结构示意图。
图3为本申请实施例的电池的沿自身长度方向的剖面结构示意图。
图4为本申请实施例的隔热件的剖视结构示意图。
图5为图4的隔热件的结构分解图。
图6为本申请实施例的隔热件的另一剖视结构示意图。
图7为图6的隔热件的结构分解图。
图8为本申请实施例的车辆的结构示意图。
附图标记说明:箱体100;腔体110;第一间隙空间120;第二间隙空间130;电池单体200;隔热件300;隔热主体310;凹槽311;可压缩部320;限位部330;冷却件400;防爆阀500;车辆600。
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。
目前,从市场形势的发展来看,电池的应用越加广泛。电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源***,而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具,以及航空航天等多个领域。随着电池应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。
电池由一个或多个电池单体组成,对于每个电池而言,组成其的多个电池单体之间可以串联或者并联或者混联。其中,混联是指多个电池单体中既有串联又有并联。
电池单体是组成电池的最小单元,而在电池单体的结构中,包括壳体、电解液以及电极组件,电极组件是电池单体中发生电化学反应的部件,电极组件包括正极片、负极片以及隔膜。壳体内可以包括一个或多个电极组件,电极组件主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成,并且通常在正极片与负极片之间设置隔膜。
壳体为一端开口、内部中空的结构,电极组件设置于壳体内部,端盖盖设于壳体的开口处,通过在开口处使端盖盖合开口以形成电池单体的内部环境。当然,也可以使端盖和壳体一体化,具体地,端盖和壳体可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面,当需要封装壳体的内部时,再使端盖盖合壳体。壳体可以是多种形状和多种尺寸的,例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地,壳体的形状可以根据电极组件的具体形状和尺寸大小来确定。壳体的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。
电池包括箱体以及设于箱体内的多个电池单体,电池可用作新能源汽车的动力电池,为新能源汽车的动力***提供动力。
电池在充放电的过程中,会产生大量的热量,需要对电池进行冷却,以降低电池出现热失控的概率。
相关技术中,针对电池的冷却,一般是采用液冷方式对电池整体进行冷却,其主要方式是,在电池箱体内注入液冷介质,使全部的电池单体浸入液冷介质中,液冷介质通过吸收电池单体出现热失控时产生的热量,以达到降低电池单体温度的效果,实现对电池整体的冷却。
然而,上述采用液冷介质对电池整体进行冷却的方式,存在以下问题:箱体内相邻电池单体间容易存在难以被液冷介质覆盖到的区域,难以阻止电池单体间的热扩散,降低了对电池的冷却效率,增加了电池出现热失控的风险。
基于此,针对目前电池箱体内的相邻电池单体间存在的热扩散而降低了电池的冷却效率的问题,本申请的一个或多个实施例中提供了一种电池,通过在电池箱体内的相邻两个电池单体之间设置隔热件,并将隔热件构造为能够供冷却介质渗透的网状结构,通过隔热件上的各个网孔的渗透作用,能够使冷却介质充斥并覆盖到相邻电池单体间的各个区域,消除相邻电池单体间的覆盖盲区,使得冷却介质能够及时对出现热失控的电池单体进行冷却,降低相邻电池单体间的热扩散的概率,提高电池的冷却效率。
参见图1、图2、图3和图4,本申请实施例提供了一种电池,电池包括箱体100、多个电池单体200以及隔热件300。
其中,箱体100内部形成有用于填充冷却介质的腔体110,多个电池单体200设于腔体110内。隔热件300层设于相邻两个电池单体200之间,隔热件300被构造为能够供冷却介质渗透的网状结构。
需要说明的是,在本申请中,箱体100的形状可以但不限于圆柱体、长方体或其他形状,箱体可以包括上盖体和下壳体,上盖体与下壳体可拆卸地拼装连接,形成用于容纳多个电池单体200的腔体110。
在本申请中,电池单体200可呈圆柱体、长方体或其他形状,多个电池单体200可以沿单列排布在腔体110内,多个电池单体200也可以阵列分布在腔体110内,多个电池单体200在腔体110内的分布形式不做限定,可以根据腔体110的形状适应性调整。
在本申请中,隔热件300层设于相邻两个电池单体200之间,以与相邻两个电池单体200的侧面形成面接触。隔热件300可以但不限于为扁平体、长方体等形状,具体不做限定,隔热件300的主体骨架可以为中空体,隔热件300上具有多个与中空体连通的网孔,如此,使冷却介质能够渗透到隔热件300内,并通过隔热件300上的各个网孔充斥并覆盖到相邻电池单体间的各个区域,消除相邻电池单体200间的覆盖盲区,使得冷却介质能够及时对出现热失控的电池单体200进行冷却,降低相邻电池单体间的热扩散的概率,提高电池的冷却效率。
同时,还需说明的是,隔热件300由具有一定隔热功能的复合材料制成,能够阻止相邻电池单体200间的热量传递。
另外,还需说明的是,参见图1和图3,在本申请中,箱体100上可以设置至少一个与腔体110连通的防爆阀500,防爆阀500用于汇集腔体110内的高压气体并将高压气体排至外部环境。
在本申请中,防爆阀500为常规的电池防爆阀。防爆阀500设置在箱体100的端部或侧部,防爆阀500的出口侧是与外部环境连通的。防爆阀500通常采用弹簧机械结构,不难理解的是,当防爆阀500靠近腔体110一侧的压力增加到一定程度时,弹簧被压缩到一定程度,弹簧作用力将防爆阀500的阀门打开,从而将高压气体排出至外部环境。
当然,防爆阀500还可以通过检测其靠近腔体110一侧的温度,当防爆阀500靠近腔体110一侧的温度过高时,防爆阀500的阀门也会打开,从而将高温气体排出至外部环境,防止电池过热引发起火、***。
应该理解的是,本申请的电池在实际使用时,相应的供冷***向腔体110内供应循环流动的冷却介质,使腔体110内全部的电池单体200浸没于冷却介质中,冷却介质通过吸收电池单体200以及腔体110内的热量对电池单体200以及电池整体进行降温,通过在电池箱体100内的相邻两个电池单体200之间设置隔热件300,并将隔热件300构造为能够供冷却介质渗透的网状结构,借助隔热件300上的各个网孔的渗透作用,能够使冷却介质充斥并覆盖到相邻电池单体200间的各个区域,消除相邻电池单体200间的覆盖盲区,使得冷却介质能够及时对出现热失控的电池单体200进行冷却,有效阻止相邻电池单体200间的热量传递,降低相邻电池单体200间的热扩散的概率,提高电池的冷却效率,以此降低电池出现热失控的风险。
在本申请的一些实施例中,参见图4和图5,隔热件300包括隔热主体310以及可压缩部320,可压缩部320设于隔热主体310的至少一侧,可压缩部320与电池单体200的侧面面面接触,隔热主体310和可压缩部320均呈多孔状。
具体地,隔热件300包括两个可压缩部320,两个可压缩部320分别设于隔热主体310的相对两侧。
隔热主体310的成型材料可以为陶瓷复合材料,陶瓷复合材料可以但不限于为氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷等材料,隔热主体310通过有机前驱体浸渍工艺制备成型,以制成呈多孔状的隔热主体310,如此,使隔热主体310具有良好的物理稳定性和化学稳定性,降低隔热主体310与冷却介质发生物化反应的概率,而且,能够使隔热主体310具有良好的抗压强度,降低隔热主体310受力变形的概率。
此外,在本申请实施例中,隔热主体310的导热系数控制在小于或等于0.04W/(m·K),降低相邻电池单体200间通过隔热主体310进行热量传递的概率,以此降低相邻电池单体200间的热扩散的概率。
另外,设于隔热主体310上的可压缩部320的成型材料可以为聚合物复合材料,如氯磺化聚乙烯、氯丁橡胶,可压缩部320可以采用常规的聚合物成型方法制备成型,该聚合物成型方法包括但不限于为模压成型、挤压成型、注射成型、压延成型等,以制得呈多孔状且具有弹性形变能力的可压缩部320,能够供冷却介质渗透,还能具有良好的物理稳定性和化学稳定性,降低可压缩部320与冷却介质发生物化反应的概率,
还需说明的是,在本申请实施例中,可压缩部320的杨氏模量小于或等于10MPa,使可压缩部320具有良好的弹性形变的能力。
可以理解的是,隔热主体310上的网孔与其两侧的可压缩部320上的网孔是相互连通的,腔体110内的冷却介质能够通过隔热主体310上的网孔流入并渗透至可压缩部320上的网孔,冷却介质再通过可压缩部320上的网孔填充并覆盖电池单体200与可压缩部320之间的间隙,以此使冷却介质充斥并覆盖到相邻电池单体200间的各个区域,使得冷却介质能够及时并全面地对出现热失控的电池单体200进行冷却,降低相邻电池单体200间的热扩散的概率,提高电池的冷却效率,以此降低电池出现热失控的风险。
此外,应该理解的是,当腔体110内的一个或多个电池单体200出现热失控时,该电池单体200会受热膨胀,由于隔热主体310上的可压缩部320与电池单体200的侧面形成面面接触,可压缩部320在电池单体200的膨胀作用下被压缩形变,如此,对电池单体200的膨胀起到缓冲和吸能作用,降低电池单体200因过热膨胀而出现结构损坏的风险,而且,电池单体200膨胀挤压可压缩部320的过程中,电池单体200的侧面与可压缩部320能够接触得更为紧密,进一步消除电池单体200与可压缩部320之间的间隙盲区,进一步降低相邻电池单体200间的热扩散的概率。
当冷却介质对热失控的电池单体200冷却降温后,可压缩部320恢复形变,弹性驱动膨胀的电池单体200恢复至常规形状。
不难理解的是,本申请通过将隔热件300设置成隔热主体310与可压缩部320的配合结构,一方面,使冷却介质渗透并覆盖到相邻电池单体200间的各个区域,以更为及时且全面地对电池单体200进行冷却,另一方面,通过可压缩部320对电池单体200的膨胀起到缓冲和吸能作用,降低电池单体200因过热膨胀而出现结构损坏的风险,提高电池单体200以及电池整体的结构稳定性。
进一步地,参见图4和图5,隔热主体310的至少一侧朝远离电池单体200的方向凹设有凹槽311,可压缩部320对应容纳于凹槽311。
具体地,隔热主体310被构造为工字型,可压缩部320固定嵌装在隔热主体310上对应的凹槽311内。
可以理解的是,隔热主体310的抗压强度较大,其受力不会发生形变,可以为可压缩部320提供良好的支撑。
当热失控的电池单体200膨胀挤压可压缩部320时,可压缩部320在凹槽311内发生弹性形变,以通过自身的弹性形变缓解电池单体200的膨胀挤压力。
可以理解的是,隔热主体310上的凹槽311以及容纳于凹槽311的可压缩部320的配合为电池单体200留出了膨胀空间,凹槽311的宽度也限制了电池单体200的膨胀变形量以及可压缩部320的弹性形变量,进一步降低电池单体200因过热膨胀而出现结构损坏的风险,提高电池单体200以及电池整体的结构稳定性。
进一步地,参见图4和图5,凹槽311与可压缩部320相接触的部位被构造为弧形面。
具体地,凹槽311与可压缩部320相接触的部位朝远离电池单体200的方向弯曲,使得凹槽311与可压缩部320相接触的部位呈弧面。对应地,可压缩部320靠近凹槽311的一侧构造为弧形面。
如此设置,当热失控的电池单体200膨胀挤压可压缩部320时,可压缩部320沿弧形轨迹弯曲形变,使得电池单体200与可压缩部320之间形成较小的间隙,为电池单体200的膨胀留出变形余量,降低电池单体200将可压缩部320完全压持在隔热主体310上而与隔热主体310上发生硬性碰撞的概率,进一步降低电池单体200出现结构损坏的风险,提高电池单体200以及电池整体的结构稳定性。
此外,可压缩部320远离凹槽311的一侧构造为平面,使得电池单体200在常规状态下与可压缩部320形成平面接触,减少可压缩部320与电池单体200之间的间隙,使冷却介质能够通过可压缩部320上的网孔接触到电池单体200侧面的任意区域,提高对电池单体200的冷却效率。
进一步地,可压缩部320与隔热主体310之间设有第一导热层(图中未示出)。
具体地,第一导热层构造为导热结构胶,该导热结构胶可以为导热硅胶或导热硅脂,借助点胶工艺,将可压缩部320通过第一导热层粘连在隔热主体310上,实现对可压缩部320的固定。
不难理解的是,通过在可压缩部320与隔热主体310之间设有第一导热层,使得可压缩部320与隔热主体310之间能够进行热传导。当可压缩部320上的冷却介质吸收电池单体200的热量后,冷却介质能够将部分热量通过第一导热层传导至隔热主体310上,从而被填充在隔热主体310内的冷却介质吸收,如此,能够使可压缩部320与隔热主体310的温度更为均匀,降低可压缩部320出现过热的概率,使得可压缩部320上的冷却介质能够更为稳定且均匀地冷却电池单体200。
进一步地,参见图6和图7,可压缩部320与隔热主体310之间形成有用于卡置电池单体200的限位部330。
具体地,隔热主体310呈工字型,也即隔热主体310的两侧形成凹槽311结构,可压缩部320的宽度小于凹槽311的宽度,使得可压缩部320与凹槽311之间形成槽状的限位部330,该限位部330的开口朝向电池单体200。
如此设置,可以使电池单体200的对应一侧卡置在限位部330内,实现对电池单体200相对两侧的限位固定,降低电池单体200在腔体110出现松动或偏移的概率,提高电池整体的使用稳定性。而且,能够使电池单体200的侧面完全与可压缩部320接触,使得冷却介质通过可压缩部320上的网孔与电池单体200的侧面全部接触,以此提高冷却介质对电池单体200的冷却效率。
在本申请的一些实施例中,参见图4,隔热件300上的网孔孔径小于或等于1㎜。
具体地,隔热件300上的网孔形状可以但不限于为圆孔、三角孔、正多边形孔等,网孔孔径可以理解为网孔上相距最远的两端的间距。
参见图4,以隔热主体310以及可压缩部320上的网孔均为正六边形孔为例,设置隔热主体310上的网孔孔径为R1,可压缩部320上的网孔孔径为R2,则R1≤1mm,且R2≤1mm。
如此设置,一方面,使冷却介质能够借助隔热件300上的各个网孔的渗透作用,能够使冷却介质充斥并覆盖到相邻电池单体200间的各个区域,消除相邻电池单体200间的覆盖盲区,使得冷却介质能够及时对出现热失控的电池单体200进行冷却;另一方面,将隔热件300上的网孔孔径设置得较小能够降低冷却介质借助隔热件300进行相邻电池单体200间的热量传递的概率,进一步降低相邻电池单体200间的热扩散的概率,提高电池的冷却效率,以此降低电池出现热失控的风险。
在本申请的一些实施例中,参见图2,电池单体200的顶部与箱体100的顶部具有第一间隙空间120。
具体地,电池单体200以及箱体100均呈方体状,电池单体200的顶部与隔热件300齐平。箱体100包括上盖体和下壳体,上盖体与下壳体可拆卸地拼装连接,形成用于容纳多个电池单体200的腔体110。
当电池单体200出现热失控时,电池单体200会产生较多的热空气,热空气朝箱体100的顶部扩散,得益于第一间隙空间120的存在,第一间隙空间120预留形成热空气扩散的空间,对热空气起到一定的泄压作用;同时,第一间隙空间120作为热空气向上冲击箱体100的上盖体的缓冲空间,能够有效降低箱体100的上盖体被压力较大的热空气冲击损坏的概率。
进一步,参见图2,隔热件300的顶部与箱体100的顶部具有第二间隙空间130,第二间隙空间130与第一间隙空间120连通。
具体地,电池单体200的顶部与隔热件300齐平,第二间隙空间130和第一间隙空间120连通形成一矩形空间。
同样地,当电池单体200出现热失控时,一部热空气会通过隔热件300上的网孔溢出并朝箱体100的顶部扩散,得益于第二间隙空间130的存在,第二间隙空间130预留形成热空气向上扩散的空间,对热空气起到一定的泄压作用;同时,第二间隙空间130作为热空气向上冲击箱体100的上盖体的缓冲空间,能够有效降低箱体100的上盖体被压力较大的热空气冲击损坏的概率。
在本申请的一些实施例中,参见图2和图3,电池还包括设于箱体100底部的冷却件400,冷却件400被配置为用于向腔体110供应循环流动的冷却介质,以使冷却介质浸没全部的电池单体200。
具体地,冷却件400可以构造为开放的液冷板。外部供冷装置向冷却件400提供冷却介质,同时,外部供冷装置还与电池的外循环***连通,形成冷却介质的循环流动,以使冷却介质能够与电池的外循环***进行热量交换,提高对电池单体200以及电池整体的冷却效率。
冷却件400向腔体110供应循环流动的冷却介质浸没全部的电池单体200,冷却介质的供应量满足浸没全部的电池单体200即可,减少冷却介质的使用量,降低相应的冷却成本。
冷却介质可以为无味、无毒的一种或多种液冷介质,冷却介质对电子元件无损害,对常用金属、陶瓷复合材料等无腐蚀作用,且与常用的聚合物材料不相溶,以此使腔体110内的电池单体200以及隔热件300维持结构稳定的状态。
具体地,冷却介质可以包括全氟环醚、全氟辛烷中的一种或多种,冷却介质的理化性质满足以下条件:第一,冷却介质的沸点大于或等于65℃,将冷却介质的沸点设置在该参数下,能够降低冷却介质在腔体110内的正常工况下出现气化而引起腔体110内气压异常的风险;第二,冷却介质的介电强度大于或等于110kV,如此,能够使冷却介质具有良好的绝缘性能,不影响电池单体200的正常工作。
可以理解的是,冷却件400向腔体110供应的冷却介质能够及时带走出现热失控的电池单体200产生的热量,且冷却介质能够借助隔热件300上的各个网孔的渗透作用,能够使冷却介质充斥并覆盖到相邻电池单体200间的各个区域,消除相邻电池单体200间的覆盖盲区,使得冷却介质能够及时对出现热失控的电池单体200进行冷却,提高对电池整体的冷却效率。
进一步地,参见图2和图3,冷却件400铺设在箱体100的底部,冷却件400上形成有供冷却介质循环流动的冷却通道(图中未示出),且冷却件400上开设有多个供应孔(图中未示出),冷却通道通过供应孔与腔体110连通,全部电池单体200以及隔热件300支撑在冷却件400上。
具体地,冷却件400构造为液冷板,液冷板完全平铺在箱体100的底面,液冷板上的冷却通道呈与液冷板形状一致的方形腔体状,冷却通道与外部供冷装置连通,外部供冷装置向冷却通道输入循环流动的冷却介质,冷却介质通过冷却件400上的供应孔流入腔体110内,从而浸没腔体110内的全部电池单体200。
不难理解的是,电池单体200以及隔热件300上的热量不仅能够被冷却介质吸收带走,而且,电池单体200以及隔热件300上的热量还能够直接传递至箱体100底部的冷却件400,如此,提高对电池单体200以及电池整体的冷却效率。
进一步地,隔热件300与冷却件400之间设有第二导热层(图中未示出)。
具体地,第二导热层构造为导热结构胶,该导热结构胶可以为导热硅胶或导热硅脂,借助点胶工艺,将隔热件300的底部通过第二导热层粘连在冷却件400上,实现对隔热件300的固定。
不难理解的是,通过在隔热件300与冷却件400之间设置第二导热层,使得隔热件300与冷却件400之间能够进行热传导,如此,能够将隔热件300上的热量快速传递至冷却件400,加快对隔热件300的冷却效率,进一步阻止相邻电池单体200间的热量传递,降低相邻电池单体200间的热扩散的概率,进一步提高对电池整体的冷却效率,进一步降低电池出现热失控的风险。
另外,本申请实施例还提供了一种用电装置,用电装置包括上述任一实施例的电池,电池用于提供电能。
具体地,参见图8,用电装置可以是车辆600、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等;航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等;电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具,例如,游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等;电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具,例如,电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。本申请实施例对上述用电装置不做特殊限制。
本申请实施例的用电装置,由于配置有上述的电池,电池具有使用的稳定性和可靠性,有利于提高用电装置的使用稳定性、可靠性以及使用寿命。
在本申请的一些实施例中,参见图1至图8,本申请实施例提供了一种电池以及用电装置,用电装置包括电池,电池用于向用电装置提供电能。
电池包括箱体100、多个电池单体200以及隔热件300。其中,箱体100内部形成有用于填充冷却介质的腔体110,多个电池单体200设于腔体110内。隔热件300层设于相邻两个电池单体200之间,隔热件300被构造为能够供冷却介质渗透的网状结构。
本申请实施例的电池,通过在电池箱体内的相邻两个电池单体之间设置隔热件,并将隔热件构造为能够供冷却介质渗透的网状结构,通过隔热件上的各个网孔的渗透作用,能够使冷却介质充斥并覆盖到相邻电池单体间的各个区域,消除相邻电池单体间的覆盖盲区,使得冷却介质能够及时对出现热失控的电池单体进行冷却,降低相邻电池单体间的热扩散的概率,提高电池的冷却效率,也有利于提高用电装置的使用稳定性、可靠性以及使用寿命。
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 (13)
1.一种电池,其特征在于,包括:
箱体,内部形成有用于填充冷却介质的腔体;
多个电池单体,设于所述腔体内;
隔热件,层设于相邻两个所述电池单体之间,所述隔热件被构造为能够供所述冷却介质渗透的网状结构。
2.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述隔热件包括隔热主体以及可压缩部,所述可压缩部设于所述隔热主体的至少一侧,所述可压缩部与所述电池单体的侧面面面接触,所述隔热主体和所述可压缩部均呈多孔状。
3.根据权利要求2所述的电池,其特征在于,所述隔热主体的至少一侧朝远离所述电池单体的方向凹设有凹槽,所述可压缩部对应容纳于所述凹槽。
4.根据权利要求3所述的电池,其特征在于,所述凹槽与所述可压缩部相接触的部位被构造为弧形面。
5.根据权利要求2至4任一项所述的电池,其特征在于,所述可压缩部与所述隔热主体之间设有第一导热层。
6.根据权利要求2至4任一项所述的电池,其特征在于,所述可压缩部与所述隔热主体之间形成有用于卡置所述电池单体的限位部。
7.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述隔热件上的网孔孔径小于或等于1㎜。
8.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述电池单体的顶部与所述箱体的顶部具有第一间隙空间。
9.根据权利要求8所述的电池,其特征在于,所述隔热件的顶部与所述箱体的顶部具有第二间隙空间,所述第二间隙空间与所述第一间隙空间连通。
10.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述电池还包括设于所述箱体底部的冷却件,所述冷却件被配置为用于向所述腔体供应循环流动的冷却介质,以使所述冷却介质浸没全部的所述电池单体。
11.根据权利要求10所述的电池,其特征在于,所述冷却件铺设在所述箱体的底部,所述冷却件上形成有供冷却介质循环流动的冷却通道,且所述冷却件上开设有多个供应孔,所述冷却通道通过所述供应孔与所述腔体连通,全部所述电池单体以及所述隔热件支撑在所述冷却件上。
12.根据权利要求10所述的电池,其特征在于,所述隔热件与所述冷却件之间设有第二导热层。
13.一种用电装置,其特征在于,包括如权利要求1至12任一项所述的电池,所述电池用于提供电能。
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