充电电池模块、充电装置以及充换电柜、充换电系统的制作方法

1.本实用新型涉及充电电池技术领域，尤其涉及一种充电电池模块、充电装置以及充换电柜、充换电系统。


背景技术：

2.充电电池，常见的例如锂电池等已经广泛应用，特别是在电动车领域，搭载锂电池的电动汽车越来越多。锂电池的使用过程和充电过程等对温度具有一定的要求，低温条件下锂电池的使用性能和充电性能等均会出现不同程度的下降，例如表现为电池容量变小、掉电速度快，充电时间延长、充放电量减少，甚至还有可能造成热失控等安全事故。
3.现有技术，在锂电池的充电环节，通常采用外部加热的方式使锂电池保持一定的温度，例如在充电柜的侧壁或背面设置加热丝等，并且，为了提高锂电池的受热均匀性，往往需要采用多个热源，即，在锂电池的不同方向设置多个热源。
4.然而发现，上述采用多个热源的加热方式增加了使用成本，并且锂电池仍存在受热不均的问题。


技术实现要素：

5.针对上述技术问题的至少一个方面，本技术实施例提供了一种充电电池模块、充电装置以及充换电柜、充换电系统；其中，该充电电池模块包括沿第一方向延伸并嵌套的第一壳体和第二壳体，两个壳体呈中空状，在两个壳体之间的第一容置空间装配有多个电芯单元，从而多个电芯单元相对第一方向呈中空桶状排列；然后对应的，该充电装置的仓体外壳形成有第二容置空间，在第二容置空间沿第一方向的一端设有热风单元，该热风单元用于产生沿第一方向并吹向多个电芯单元的热风；这样，能够理解，由于多个电芯单元呈中空桶状排列，当充电电池模块置于充电装置的第二容置空间进行充电时，该热风单元产生的热风可以从中空桶状的内部和外部同时对电芯单元进行加热，大大提高了单个电芯单元的受热面积，提高了充电电池模块整体的受热均匀性；
6.也就是说，本技术实施例通过将多个电芯单元排列呈中空桶状，这样，采用单个热风单元即可完成对充电电池模块的均匀加热，解决了现有技术中采用多个热源对锂电池加热导致的增加使用成本、锂电池受热不均匀等技术问题，实现了充电电池模块在充电过程的均匀受热并且使用成本较低的技术效果。
7.第一方面，本技术实施例提供一种充电电池模块，所述充电电池模块包括：
8.多个电芯单元，所述电芯单元呈沿第一方向延伸的棒状；
9.外壳单元，所述外壳单元用于将多个所述电芯单元封装，所述外壳单元包括沿所述第一方向延伸并嵌套的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体呈中空状，所述第一壳体的直径大于所述第二壳体的直径；
10.其中，多个所述电芯单元装配于所述第一壳体与所述第二壳体之间的第一容置空间，以使多个所述电芯单元相对所述第一方向呈中空桶状排列。
11.在一实施例中，还包括：
12.底座单元，所述底座单元沿所述第一方向延伸，所述底座单元沿所述第一方向安装于所述第一壳体的外侧。
13.在一实施例中，所述底座单元沿所述第一方向的端部设有第一充电端子和第一通信端子，其中，所述第一充电端子用于与充电装置的第二充电端子对接充电，所述第一通信端子用于与所述充电装置的第二通信端子对接通信。
14.在一实施例中，相对所述第一方向，所述电芯单元的截面呈圆形、方形、梯形或三角形中的任一种；和/或，
15.相对所述第一方向，所述第一壳体和所述第二壳体的截面呈圆形、方形、梯形或三角形中的任一种。
16.第二方面，本技术实施例提供一种充电装置，所述充电装置用于给上述的充电电池模块充电，所述充电装置包括：
17.仓体外壳，所述仓体外壳形成有第二容置空间，所述第二容置空间用于承载充电电池模块；
18.热风单元，装设于所述第二容置空间沿第一方向的一端；
19.其中，所述充电电池模块包括多个电芯单元，多个所述电芯单元相对所述第一方向呈中空桶状排列；所述热风单元用于产生沿所述第一方向并吹向多个所述电芯单元的热风。
20.在一实施例中，所述仓体外壳包括沿所述第一方向相对设置的背板和盖板，所述盖板用于封闭所述第二容置空间，所述背板的内侧安装有所述热风单元；
21.所述背板的内侧还设有对接单元，所述对接单元包括第二充电端子和第二通信端子，所述第二充电端子用于与所述充电电池模块的第一充电端子对接充电，所述第二通信端子用于与所述充电电池模块的第一通信端子对接通信；所述对接单元还包括沿所述第一方向延伸的一对导轨，一对所述导轨用于夹持所述充电电池模块的底座单元。
22.在一实施例中，还包括：
23.控制单元，所述控制单元分别与所述热风单元和所述对接单元电连接；
24.所述控制单元用于
25.接收所述充电电池模块的温度检测值；
26.在所述温度检测值小于设定的第一温度阈值时，驱动所述热风单元产生热风。
27.在一实施例中，所述充电电池模块包括沿所述第一方向延伸并嵌套的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体呈中空状，所述第一壳体的直径大于所述第二壳体的直径，多个所述电芯单元装配于所述第一壳体和所述第二壳体之间的第一容置空间；其中，
28.沿所述第一方向，所述热风单元相对所述第二壳体对齐设置，以使所述热风从中空状的所述第二壳体的第一端吹向第二端；并且，在所述第一壳体与所述仓体外壳之间还设有回流通道，所述回流通道用于供所述热风从所述第一壳体的第二端回流至第一端。
29.第三方面，本技术实施例提供一种充换电柜，所述充换电柜包括阵列状排列的若干充电装置，所述充电装置为上述的充电装置。
30.第二方面，本技术实施例提供一种充换电系统，所述充换电系统包括充电电池和
充电装置；
31.其中，所述充电电池为上述的充电电池模块；和/或，
32.所述充电装置为上述的充电装置。
33.本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
34.本技术实施例提供了一种充电电池模块、充电装置以及充换电柜、充换电系统；其中，该充电电池模块包括沿第一方向延伸并嵌套的第一壳体和第二壳体，两个壳体呈中空状，在两个壳体之间的第一容置空间装配有多个电芯单元，从而多个电芯单元相对第一方向呈中空桶状排列；然后对应的，该充电装置的仓体外壳形成有第二容置空间，在第二容置空间沿第一方向的一端设有热风单元，该热风单元用于产生沿第一方向并吹向多个电芯单元的热风；这样，能够理解，由于多个电芯单元呈中空桶状排列，当充电电池模块置于充电装置的第二容置空间进行充电时，该热风单元产生的热风可以从中空桶状的内部和外部同时对电芯单元进行加热，大大提高了单个电芯单元的受热面积，提高了充电电池模块整体的受热均匀性；
35.也就是说，本技术实施例通过将多个电芯单元排列呈中空桶状，这样，采用单个热风单元即可完成对充电电池模块的均匀加热，解决了现有技术中采用多个热源对锂电池加热导致的增加使用成本、锂电池受热不均匀等技术问题，实现了充电电池模块在充电过程的均匀受热并且使用成本较低的技术效果。
附图说明
36.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1为本技术实施例中所述充电电池模块的结构示意图。
38.图2为本技术实施例中所述充电电池模块的结构示意图。
39.图3为本技术实施例中所述底座单元的结构示意图。
40.图4为本技术另一实施例中所述充电电池模块的结构示意图。
41.图5为本技术又一实施例中所述充电电池模块的结构示意图。
42.图6为本技术实施例中所述充电装置的结构示意图。
43.图7为本技术实施例中所述充电电池模块放置于所述充电装置第二容置空间的结构示意图。
44.图8为本技术实施例中所述充换电柜的结构示意图。
45.图9为本技术实施例中所述控制单元分别与所述对接单元和所述热风单元电连接的结构示意图。
46.其中，附图标记：
47.10-充电电池模块，
48.11-电芯单元，
49.12-外壳单元，121-第一壳体，122-第二壳体，123-第一容置空间，
50.13-底座单元，131-第一充电端子，132-第一通信端子，
51.20-充电装置，
52.21-仓体外壳，211-第二容置空间，212-背板，213-盖板，214-对接单元，215-第二充电端子，216-第二通信端子，217-导轨，218-回流通道，
53.22-热风单元，
54.23-控制单元，
55.30-充换电柜，
56.x-第一方向。
具体实施方式
57.为了更好的理解上述技术方案，下面将参考附图详细地描述本技术的示例实施例，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是本技术的全部实施例，应理解，本技术不受这里描述的示例性实施例的限制。
58.本技术实施例提供一种充电电池模块，请结合图1、图2，图1为该充电电池模块的结构示意图，图2为图1的剖面结构示意图，该充电电池模块包括多个电芯单元11和外壳单元12，该电芯单元11呈沿第一方向x延伸的棒状；该外壳单元12用于将多个电芯单元11封装，该外壳单元12包括沿第一方向x延伸并嵌套的第一壳体121和第二壳体122，第一壳体121和第二壳体122呈中空状，该第一壳体121的直径大于第二壳体122的直径；其中，多个电芯单元11装配于第一壳体121与第二壳体122之间的第一容置空间123，以使多个电芯单元11相对第一方向x呈中空桶状排列。
59.本实施例中，首先，该外壳单元包括第一壳体和第二壳体，第一壳体和第二壳体均为中空桶状，例如两个壳体均为中空圆柱，第一壳体的直径大于第二壳体的直径，这样，方便理解的，当第二壳体嵌套于第一壳体的内部时，两个壳体之间形成有沿第一方向延伸并呈环形的第一容置空间123；然后，该电芯单元呈沿第一方向延伸的棒状结构；这样，如图1、2所示，多个电芯单元装配于该第一容置空间，此时，多个该电芯单元即相对第一方向呈中空桶状排列。
60.方便理解的，当对该充电电池模块进行充电时，可以将热风从充电电池模块的一端吹向另一端，这样，对于单个电芯单元来说，至少其内、外两侧均可以均匀受热；并且，对于构成本实施例充电电池模块的多个电芯单元来说，电芯单元之间受热的差异度可以忽略；也就是说，每一个电芯单元的受热情况是类似的，从而提高了充电电池模块整体的受热均匀性。
61.进一步地，在垂直于第一方向的截面方向，一方面，该热风的吹风区域可以覆盖并超过最外层的第一壳体，这样，热风即从充电电池模块的内、外侧同时对电芯单元加热；另一方面，参看图7，该热风的吹风区域还可以仅覆盖内层的第二壳体，这样，热风即通过充电电池模块的中空部分从一端吹向另一端，然后遇阻后，再继续扩散至充电电池模块的外部；可以看到，上述两种方式均可以增大电芯单元的受热面积，吸热快速，对于充电电池模块整体而言，提高了受热的均匀性。
62.本技术实施例提供了一种充电电池模块、充电装置以及充换电柜、充换电系统；其中，该充电电池模块包括沿第一方向延伸并嵌套的第一壳体和第二壳体，两个壳体呈中空状，在两个壳体之间的第一容置空间装配有多个电芯单元，从而多个电芯单元相对第一方
向呈中空桶状排列；然后对应的，该充电装置的仓体外壳形成有第二容置空间，在第二容置空间沿第一方向的一端设有热风单元，该热风单元用于产生沿第一方向并吹向多个电芯单元的热风；这样，能够理解，由于多个电芯单元呈中空桶状排列，当充电电池模块置于充电装置的第二容置空间进行充电时，该热风单元产生的热风可以从中空桶状充电电池模块的内部和外部同时对电芯单元进行加热，大大提高了单个电芯单元的受热面积，提高了充电电池模块整体的受热均匀性；
63.也就是说，本技术实施例通过将多个电芯单元排列呈中空桶状，这样，采用单个热风单元即可完成对充电电池模块的均匀加热，解决了现有技术中采用多个热源对锂电池加热导致的增加使用成本、锂电池受热不均匀等技术问题，实现了充电电池模块在充电过程的均匀受热并且使用成本较低的技术效果。
64.方便理解的，本实施例中，该第一壳体与第二壳体在垂直于第一方向的距离至少应为一个电芯单元的直径。
65.此外，为了提高受热均匀性，在环形的第一容置空间，多个电芯单元为单层排列或多层排列，优选为单层排列。
66.一种可能实施方式中，该充电电池模块还包括底座单元13，底座单元13沿第一方向x延伸，该底座单元13沿第一方向x安装于第一壳体121的外侧。
67.本实施例中，请参看图1，在第一壳体的外侧还安装有底座单元，该底座单元例如呈沿第一方向延伸的平板状，这样，通过在第一壳体外侧增加底座单元，可以将充电电池模块方便的放置在充电装置内。
68.在一实施例中，具体的，该底座单元13沿第一方向x的端部设有第一充电端子131和第一通信端子132，其中，第一充电端子131用于与充电装置20的第二充电端子215对接充电，第一通信端子132用于与充电装置20的第二通信端子216对接通信。
69.即，参看图3，本实施例将充电电池模块的第一充电端子和第一通信端子设于底座单元，这样在将充电电池模块放置于充电装置内时，通过底座单元与充电装置的对接即可同时实现充电和通信功能，结构简单，操作方便。
70.一种可能实施方式中，相对第一方向x，该电芯单元11的截面呈圆形、方形、梯形或三角形中的任一种；和/或，相对第一方向x，该第一壳体121和第二壳体122的截面呈圆形、方形、梯形或三角形中的任一种。
71.即，例如该电芯单元相对第一方向的截面呈圆形，此时，参看图2，该第一壳体和第二壳体相对第一方向的截面也呈圆形，或者参看图4，该第一壳体和第二壳体相对第一方向的截面呈方形；例如该电芯单元相对第一方向的截面呈方形，此时，参看图5，该第一壳体和第二壳体相对第一方向的截面也呈方形等；当然，能够理解，根据电芯单元的实际形态不同，可以匹配不同形态的第一壳体和第二壳体。
72.上面描述了本技术公开的充电电池模块，下面将描述对该充电电池模块进行充电的充电装置。
73.本技术实施例还提供一种充电装置，请结合图6、图7，该充电装置20用于给上述的充电电池模块10充电，该充电装置20包括仓体外壳21和热风单元22，该仓体外壳21形成有第二容置空间211，第二容置空间211用于承载上述的充电电池模块10；该热风单元22装设于第二容置空间211沿第一方向x的一端；其中，该充电电池模块10包括多个电芯单元11，多
个电芯单元11相对第一方向x呈中空桶状排列；该热风单元22用于产生沿第一方向x并吹向多个电芯单元11的热风。
74.本实施例中，首先，参看图7，该仓体外壳形成有第二容置空间，第二容置空间用于承载上面所说的充电电池模块；该充电电池模块沿上述的第一方向放置于第二容置空间，并且，在第二容置空间沿第一方向的一端还设有热风单元；这样，再结合图1，多个电芯单元相对第一方向呈中空桶状排列，此时，该热风单元产生沿第一方向并吹向多个电芯单元的热风，从而能够对充电电池模块进行均匀加热；即，该热风单元产生的热风可以从中空桶状充电电池模块的内部和外部同时对电芯单元进行加热，大大提高了单个电芯单元的受热面积，提高了充电电池模块整体的受热均匀性。
75.一种可能实施方式中，该仓体外壳21包括沿第一方向x相对设置的背板212和盖板213，该盖板213用于封闭第二容置空间211，该背板212的内侧安装有热风单元22；该背板212的内侧还设有对接单元214，对接单元214包括第二充电端子215和第二通信端子216，第二充电端子215用于与充电电池模块10的第一充电端子131对接充电，第二通信端子216用于与充电电池模块10的第一通信端子132对接通信；该对接单元214还包括沿第一方向x延伸的一对导轨217，一对导轨217用于夹持充电电池模块10的底座单元13。
76.具体的，一方面，结合图7，该仓体外壳包括相对设置的一对背板和盖板，其中，上述的热风单元可以设置在背板内侧，然后，该盖板用来封闭第二容置空间；方便理解的，盖板与背板相对设置，这样，该热风单元产生的热风可以从中空桶状充电电池模块的内部和外部同时对电芯单元进行加热。
77.另一方面，结合图6，本实施例在该背板的内侧还设有对接单元，该对接单元用于与充电电池模块的底座单元对接；具体而言，该对接单元包括第二充电端子和第二通信端子，第二充电端子用于与设于底座单元的第一充电端子对接充电，第二通信端子用于与设于底座单元的第一通信端子对接通信。
78.再一方面，继续结合图6，该对接单元沿第一方向还延伸有一对导轨，方便理解的，当充电电池模块沿第一方向插入第二容置空间时，一对导轨之间即形成供充电电池模块的底座单元插接的导槽，这样方便充电电池模块的插接。
79.在一实施例中，该充电装置20还包括控制单元23，控制单元23分别与热风单元22和对接单元214电连接；该控制单元23用于
80.接收充电电池模块10的温度检测值；
81.在温度检测值小于设定的第一温度阈值时，驱动热风单元22产生热风。
82.本实施例公开的充电装置中，该热风单元的开启可以通过控制单元自动控制。
83.即，例如当充电电池模块插接到充电装置中进行充电时，该控制单元通过第一通信端子和第二通信端子的对接通信可以实时获取充电电池模块内的温度检测值，当该温度检测值小于设定的第一温度阈值时，表明该充电电池模块中电芯单元的温度较低，此时，控制单元驱动热风单元产生热风从而对电芯单元自动加热。
84.当然，方便理解的，在该温度检测值小于设定的第一温度阈值时，该控制单元除了驱动热风单元产生热风之外，还可以暂时切断第二充电端子与第一充电端子之间的电连接，即暂时停止对充电电池模块的充电，这样能够避免充电电池模块在低温下进行充电时造成的损坏，提高了使用安全性。
85.然后，当该温度检测值大于设定的第二温度阈值(第二温度阈值大于第一温度阈值)时，该控制单元可以恢复第二充电端子与第一充电端子之间的电连接；此时即表明热风单元产生的热风对充电电池模块进行加热后，充电电池模块内电芯单元的温度上升，适宜充电。
86.一种可能实施方式中，该充电电池模块10包括沿第一方向延伸并嵌套的第一壳体121和第二壳体122，第一壳体121和第二壳体122呈中空状，第一壳体121的直径大于第二壳体122的直径，多个电芯单元11装配于第一壳体121和第二壳体122之间的第一容置空间123；其中，沿第一方向，该热风单元22相对第二壳体122对齐设置，以使热风从中空状的第二壳体122的第一端吹向第二端；并且，在第一壳体121与仓体外壳21之间还设有回流通道218，该回流通道218用于供热风从第一壳体121的第二端回流至第一端。
87.结合图7，本实施例中，该热风单元可以仅覆盖内层第二壳体的截面，这样，热风单元产生的热风即通过充电电池模块的中空部分从一端吹向另一端，即图7中虚线箭头表示热风的流向，然后在盖板213处遇阻后，该热风即沿回流通道218(即外层第一壳体的外部)反向回流，从而构成一个热风循环，实现对电芯单元的均匀加热。
88.本技术实施例还提供一种充换电柜，该充换电柜包括阵列状排列的若干充电装置，该充电装置为上述的充电装置。
89.本技术实施例还提供一种充换电系统，该充换电系统包括充电电池和充电装置；其中，该充电电池为上述的充电电池模块；和/或，该充电装置为上述的充电装置。
90.以上结合具体实施例描述了本技术的基本原理，但是，需要指出的是，在本技术中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本技术的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本技术为必须采用上述具体的细节来实现。
91.本技术中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。
92.还需要指出的是，在本技术的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本技术的等效方案。
93.提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本技术。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本技术的范围。因此，本技术不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
94.为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本技术的实施例限制在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合均应包含在本实用新型保护的范围之内。