电池托架及电池包的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池托架及电池包。


背景技术：

2.相关技术中，液冷管的结构稳定性较差，需要通过胶粘的方式对液冷管与电池进行固定，影响了液冷管对电池外周的液冷效果。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种电池托架及电池包，以提升对电池外周的液冷效果。
4.根据本实用新型的第一方面，提供了一种电池托架，包括托架本体，所述托架本体设置有用于固定电池的放置槽，所述托架本体的内部集成有液冷流道，所述液冷流道的至少部分与所述放置槽的槽壁相对设置。
5.本实用新型提供的电池托架，包括托架本体，由于托架本体设置有用于固定电池的放置槽，能够将电池放置在放置槽内，由于托架本体的内部集成有液冷流道，提升了整体的结构稳定性，同时，液冷流道的至少部分与放置槽的槽壁相对设置，因此，液冷流道能够对放置于放置槽内的电池的外周进行液冷，进而提升了对电池外周的液冷效果。
6.根据本实用新型的第二方面，提供了一种电池包，包括电池和上述的电池托架，所述电池位于所述放置槽内。
7.本实用新型提供的电池包，由于使用了本实用新型提供的电池托架，不仅能够对电池进行固定，而且能够对电池的外周进行有效液冷。
附图说明
8.为了更好地理解本公开，可参考在下面的附图中示出的实施例。在附图中的部件未必是按比例的，并且相关的元件可能省略，以便强调和清楚地说明本公开的技术特征。另外，相关要素或部件可以有如本领域中已知的不同的设置。此外，在附图中，同样的附图标记在各个附图中表示相同或类似的部件。其中：
9.图1为本实施例提供的电池托架的结构示意图；
10.图2为本实施例提供的电池托架的内部结构示意图；
11.图3为本实施例提供的电池托架与电池相配合的结构示意图；
12.图4为本实施例提供的电池托架的一种变形例的内部结构示意图；
13.图5为本实施例提供的电池托架的一种变形例的结构示意图；
14.图6为本实施例提供的电池托架的一种变形例的局部结构示意图；
15.图7为本实施例提供的电池包的局部结构示意图。
16.附图标记说明如下：
17.100、托架本体；101、放置槽；1011、槽壁；1012、槽底；102、液冷流道；1020、弧形面；1021、流道壁；1022、子流道；1023、底端壁面；103、辅助流道；200、圆柱电池；201、第一电极
端子；202、第二电极端子。
具体实施方式
18.下面将结合本公开示例实施例中的附图，对本公开示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的，而并非用于限制本公开的保护范围，因此应当理解，在不脱离本公开的保护范围的情况下，可以对示例实施例进行各种修改和改变。
19.在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地，提到“该/所述”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。
20.除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
21.进一步地，本公开的描述中，需要理解的是，本公开的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本公开的示例实施例的限定。还需要理解的是，在上下文中，当提到一个元件或特征连接在另外元件(一个或多个)“上”、“下”、或者“内”、“外”时，其不仅能够直接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”，也可以通过中间元件间接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”。
22.本实施例提供了一种电池托架。图1为本实施例提供的电池托架的结构示意图，图1仅示出了电池托架的局部结构示意图，图2为本实施例提供的电池托架的内部结构示意图，沿平行于托架本体100的上表面的方向对托架本体100进行剖视，得到图2所示的电池托架的内部结构示意图，参见图1和图2所示出的结构，本实施例提供的电池托架，包括托架本体100，托架本体100设置有用于固定电池的放置槽101，托架本体100的内部集成有液冷流道102，液冷流道102的至少部分与放置槽101的槽壁1011相对设置。
23.本实施例提供的电池托架，包括托架本体100，由于托架本体100设置有用于固定电池的放置槽101，能够将电池放置在放置槽101内，由于托架本体100的内部集成有液冷流道102，提升了整体的结构稳定性，同时，液冷流道102的至少部分与放置槽101的槽壁1011相对设置，因此，液冷流道102能够对放置于放置槽101内的电池的外周进行液冷，进而提升了对电池外周的液冷效果。
24.在一个实施例中，放置槽101用于放置圆柱电池200，放置槽101的槽壁1011用于与圆柱电池200的周向表面相接触。
25.电池的外周是指圆柱电池200的周向表面。具体而言，周向表面是指圆柱电池200的位于其顶面与底面之间的外表面，其中，圆柱电池200的顶面和底面是指垂直于圆柱电池200的轴线并且相对设置的两个表面。
26.示例性的，放置槽101包括槽壁1011和槽底1012，放置槽101的横截面的形状为圆形，也就是说，放置槽101的平行于槽底1012的截面的形状为圆形，从而保证放置槽101的槽
壁1011能够与圆柱电池200的周向表面相适配。
27.托架本体100的上表面布设有多列放置槽101，多列放置槽平行间隔设置，液冷流道102位于相邻两列放置槽101之间。每一列放置槽包括多个放置槽101，示例性的，参见图1所示，相邻两列放置槽101错位设置，这样的方式能够充分利用托架本体100，在托架本体100上放置更多的电池。
28.在一个实施例中，液冷流道102在托架本体100的底面的正投影的形状为波浪线形。
29.参见图2所示，液冷流道102在托架本体100的底面的正投影的形状为波浪线形。波浪线形的液冷流道102的流道壁1021能够与圆柱电池200的周向表面相适配，相比于直线型的液冷流道，波浪线形的液冷流道102的流道壁1021与圆柱电池200的周向表面的接触面积更大，液冷效果更好。液冷流道102的两侧分别设置有一列放置槽101，且两列放置槽101错位设置。
30.需要说明的是，托架本体100也可以用于固定方形电池。当托架本体100用于固定方形电池时，放置槽101的横截面的形状为矩形。同时，液冷流道102在托架本体100的底面的正投影的形状为矩形。
31.在一个实施例中，放置槽101的槽壁1011的至少部分为液冷流道102的流道壁1021。
32.具体而言，放置槽101的槽壁1011的至少部分为液冷流道102的流道壁1021的外表面。
33.液冷流道102的流道壁1021的厚度过小，会导致结构强度变差，流道壁1021容易破裂，导致液冷介质泄漏。流道壁1021的厚度过大，会降低液冷效果，无法对电池的外周进行有效液冷。
34.因此，本实施例中的液冷流道102的流道壁1021的厚度为2-20mm。
35.需要说明的是，液冷流道102的流道壁1021的厚度可以为，但不限于2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm或20mm。
36.需要说明的是，放置槽101的槽壁1011与圆柱电池200的周向表面之间可以直接接触，也可以间接接触，例如，放置槽101的槽壁1011与电池之间通过导热结构胶间接接触并固定。
37.参见图3所示，圆柱电池200包括第一电极端子201和第二电极端子202。示例性的，第一电极端子201为电池壳体，第二电极端子202为极柱，且极柱的至少部分凸出于电池壳体，其中，电池壳体的引出处为电池壳体的端面，极柱的引出处为极柱凸出电池壳体的端面，电池壳体的端面与极柱的端面位于电池同侧，且极柱的端面高于电池壳体的端面。
38.值得注意的是，第一电极端子201的极性与第二电极端子202的极性相反，且二者之间绝缘设置。具体来说，当第一电极端子201为正极性端子时，第二电极端子202为负极性端子，反之，当第一电极端子201为负极性端子时，第二电极端子202为正极性端子。
39.在一些实施例中，圆柱电池200的高度方向与放置槽101的深度方向一致，液冷流道102沿放置槽101的深度方向的高度为圆柱电池200的高度的30％-70％。
40.液冷流道102沿放置槽101的深度方向的高度d过小，导致液冷流道102与电池外周
的接触面积过小，进而导致对电池的液冷效果变差。液冷流道102沿放置槽101的深度方向的高度d过大，导致托架本体100的整体厚度过厚，无法满足轻量化设计需求，进而影响电池包整体的能量密度。
41.因此，该高度d为圆柱电池200的高度的30％-70％。
42.圆柱电池200的高度h为圆柱电池200在垂直于托架本体100底板所在平面方向上的总长度。
43.需要说明的是，液冷流道102沿放置槽101的深度方向的高度d可以为，但不限于圆柱电池200的高度h的30％、35％、40％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％或70％。
44.在一些实施例中，液冷流道102的底端壁面1023可以延伸至与放置槽101的槽底1012大致齐平的位置，以保证液冷流道102能够与圆柱电池200的周向表面的接触面积更大。
45.需要说明的是，液冷流道102的底端壁面1023也可以延伸至托架本体100的底部，也就是说，参见图4所示，液冷流道102的底端壁面1023可以位于放置槽101的槽底1012的下表面与托架本体100的下表面之间。
46.在一个实施例中，参见图5和图6所示，托架本体100的内部集成有辅助流道103，辅助流道103位于托架本体100的底部，能够进一步提高液冷效率。示例性的，辅助流道103与放置槽101的槽底1012相对应，具体而言，每一列放置槽101的槽底1012均匀布设有多个辅助流道103。
47.在一个实施例中，参见图5和图6所示，液冷流道102包括多个子流道1022，多个子流道1022沿托架本体100的高度方向间隔设置。参见图5所示，箭头方向z表示托架本体100的高度方向。在对电池包内的一列电池进行液冷时，多个子流道1022能够对同一个电池的不同位置进行液冷，保证每个电池都能够得到较为均匀的液冷。
48.示例性的，参见图6所示，子流道1022的数量为六个，六个子流道1022沿托架本体100的高度方向间隔设置。这样的方式能够保证液冷介质与电池的接触面积更大，避免出现液冷介质在重力作用下只能液冷电池底部的问题。
49.在一些实施例中，多个子流道1022内的液冷介质的流动方向相同。
50.在一些实施例中，参见图6所示，相邻两个子流道1022之间的子流道壁的相对的两个壁面均为弧形面1020，两个弧形面1020的弯曲方向相对，也就是说，每个弧形面1020均朝向靠近另一个弧形面1020的方向弯曲，这样的方式使得多个子流道1022的内壁圆滑过渡，从而能够减小液冷介质的流动阻力，同时，能够缓解液冷介质对液冷流道102的冲击，较小液冷流道102的损伤。
51.在一个实施例中，液冷流道102的数量为多个，多个液冷流道102沿托架本体100的长度方向间隔设置。
52.参见图5所示，箭头方向x表示托架本体100的长度方向。多个液冷流道102沿托架本体100的长度方向间隔设置，多列放置槽101也沿托架本体100的长度方向间隔设置。
53.具体而言，相邻两个液冷流道102之间可以设置有一列放置槽101，也可以设置有两列放置槽101。参见图1和图5所示，当相邻两个液冷流道102之间设置有一列放置槽101时，该相邻两个液冷流道102分别位于同一列放置槽101的两侧，当电池位于放置槽101内
时，该相邻两个液冷流道102能够对同一列电池进行液冷。当相邻两个液冷流道102之间设置两列放置槽101时，该相邻两个液冷流道102分别对与其靠近的一列电池进行液冷。
54.在一个实施例中，托架本体100的材质为导热绝缘材料。这样的方式能够保证托架本体100既能够实现液冷介质与电池的换热，又能够保证电池与电池之间绝缘，进而提高了电池包的安全性。
55.示例性的，导热绝缘材料可以是液晶高分子聚合物(liquid crystal polymer，lcp)、聚亚苯基硫醚(polyphenylene sulfide，pps)、聚丙烯(polypropylene，pp)、聚酰亚胺胶带(pi胶带)中的一种或多种。在某些实施例中，导热绝缘材料可以是液晶高分子聚合物(liquid crystal polymer，lcp)、聚亚苯基硫醚(polyphenylene sulfide，pps)、聚丙烯(polypropylene，pp)、聚酰亚胺胶带(pi胶带)中的一种或多种，并添加有导热陶瓷材料，如beo、aln、bn、mgo、al2o3或sic等。
56.本实施例还提供了一种电池包，包括电池和本实施例提供的电池托架，电池位于放置槽101内。
57.本实施例提供的电池包，由于使用了本实施例提供的电池托架，不仅能够对电池进行固定，而且能够对电池的外周进行有效液冷。
58.在一些实施例中，电池的高度方向与放置槽101的深度方向一致，液冷流道102沿放置槽101的深度方向的高度为电池的高度的30％-70％。
59.液冷流道102沿放置槽101的深度方向的高度过小，导致液冷流道102与电池外周的接触面积过小，进而导致对电池的液冷效果变差。液冷流道102沿放置槽101的深度方向的高度过大，导致托架本体100的整体厚度过厚，无法满足轻量化设计需求，进而影响电池包整体的能量密度。
60.因此，该高度为电池的高度的30％-70％。
61.示例性的，电池的高度为50～300mm。
62.需要说明的是，液冷流道102沿放置槽101的深度方向的高度可以为，但不限于电池的高度的30％、35％、40％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％或70％。
63.在一个实施例中，电池为圆柱电池200。本实施例的电池包的高度方向与圆柱电池200的轴向一致。
64.示例性的，液冷流道102沿放置槽101的深度方向的高度d为圆柱电池200的高度h的30％-70％。
65.需要说明的是，电池也可以为方形电池。
66.在一个实施例中，参见图7所示，液冷流道102沿波浪线形延伸，以与圆柱电池200的周向表面相适配。
67.波浪线形的液冷流道102的流道壁1021能够与圆柱电池200的周向表面相适配，相比于直线型的液冷流道102，波浪线形的液冷流道102的流道壁1021与圆柱电池200的周向表面的接触面积更大，液冷效果更好。液冷流道102的两侧分别设置有一列放置槽101，且两列放置槽101错位设置。
68.需要说明的是，液冷流道102的流道壁1021与圆柱电池200的周向表面之间可以直接接触，也可以间接接触，例如，液冷流道102的流道壁1021与圆柱电池200之间通过导热结
构胶间接接触并固定。
69.在一个实施例中，电池包还包括液冷管接头，液冷管接头与托架本体100焊接。
70.具体而言，每个液冷流道102的两端均设置有一个液冷管接头，其中一个液冷管接头用于与外部的液冷循环系统的供液口连通，另一个液冷管接头用于与外部的液冷循环系统的回液口连通，与供液口连通的液冷管接头均位于托架本体100的同一侧，并通过进液管连通，与回液口连通的液冷管接头位于托架本体100的另一侧，并通过出液管连通，从而实现了多个液冷流道102的并联连通。
71.示例性的，进液管和出液管位于托架本体100的两侧，并沿图5中的箭头方向x延伸。
72.示例性的，托架本体100为金属结构，或托架本体100内部注塑有金属焊接件，以便于与液冷管接头焊接固定。
73.示例性的，托架本体100的材质为热塑性塑料，液冷管接头的至少部分的材质为热塑性塑料，两者可以采用现有的塑料焊接工艺进行焊接固定。
74.在一些实施例中，托架本体100的侧壁设置有定位槽，定位槽的槽底与液冷流道102连通，液冷管接头的一部分限位于定位槽内，然后将液冷管接头于托架本体100焊接固定，由于设置了定位槽，能够保证液冷管接头的内腔与液冷流道102对应并连通，便于焊接，同时也提高了焊接强度和精度，从而能够有效防止液冷介质泄漏。
75.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型创造后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
76.应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的保护范围仅由所附的权利要求来限制。