电池和用电设备的制作方法

文档序号:32096183发布日期:2022-11-08 21:31阅读:58来源:国知局
电池和用电设备的制作方法

1.本技术涉及电池技术领域,具体而言,涉及一种电池和用电设备。


背景技术:

2.节能减排是汽车产业可持续发展的关键,电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。对于电动车辆而言,电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。
3.在电池技术的发展中,如何提高电池的安全性,是电池技术中一个亟需解决的技术问题。


技术实现要素:

4.本技术的目的在于提供一种电池及用电设备。该电池具有较高的安全性。
5.本技术是通过下述技术方案实现的:
6.第一方面,本技术提供了一种电池,包括:箱体,包括沿第一方向相对设置的第一部分和第二部分,所述第一部分和所述第二部分相互盖合且共同限定出容纳腔;第一电池单体层和第二电池单体层,设置于所述容纳腔内且沿所述第一方向层叠设置,所述第一电池单体层相比所述第二电池单体层更靠近所述第一部分;第一热管理部件,设置于所述第一电池单体层和所述第二电池单体层之间,用于容纳介质以调节所述第一电池单体层和所述第二电池单体层的温度;其中,所述第一部分包括第二热管理部件,所述第二热管理部件用于容纳介质以调节所述第一电池单体层的温度。
7.在上述方案中,箱体包括沿第一方向相对设置的第一部分和第二部分,第一电池单体层和第二电池单体层设置于所述箱体内且沿所述第一方向层叠设置,第一电池单体层相比第二电池单体层更靠近第一部分,使得第一部分的第二热管理部件能够有效地作用于第一电池单体层的表面以有效地调节第一电池单体层的温度;第二热管理部件配合第一电池单体层和第二电池单体层之间的第一热管理部件,能够保证第一电池单体层和第二电池单体层处于适宜的温度,降低第一电池单体层和第二电池单体层发生热失控的风险,进而保证电池的安全性。
8.根据本技术的一些实施例,所述第一部分还包括底壁和侧壁,所述侧壁围设于所述底壁的周围,所述第二热管理部件位于所述第一电池单体层和所述底壁之间。
9.在上述方案中,第一部分包括底壁和侧壁,底壁起承托第二热管理部件、第一电池单体层以及第二电池单体层的作用,侧壁对第一电池单体层起约束作用,一方面,保证第二热管理部件能够有效地调节第一电池单体层的温度;另一方面,能够使得第一电池单体层稳定地处于箱体内。
10.根据本技术的一些实施例,所述第一部分还包括分隔件,所述分隔件的两端均与所述侧壁连接,所述分隔件将所述容纳腔分隔为第一腔室和第二腔室,所述第一热管理部件位于所述第一腔室内,所述第一热管理部件连接于所述分隔件和所述侧壁。
11.在上述方案中,通过设置分隔件,一方面,所述分隔件将所述容纳腔分隔为第一腔室和第二腔室,使得第一电池单体层、第二电池单体层和功能模块(如电池的采样模块)有序放置,(例如第一电池单体层、第二电池单体层可设置于第一腔室内,功能模块设置于第二腔室),并且分隔件和侧壁能够对第一电池单体层、第二电池单体层和功能模块起约束作用,保证箱体内部的稳定性;另一方面,分隔件和侧壁与第一热管理部件连接,能够提高电池整体的结构强度,进而提高电池的安全性。
12.根据本技术的一些实施例,所述分隔件的形成所述第一腔室的壁面设置有凹槽,所述侧壁的形成所述第一腔室的壁面设置有台阶,所述台阶与所述凹槽沿第二方向相对设置,所述第二方向垂直于所述第一方向,所述第一热管理部件的一端插入所述凹槽,另一端搭接在所述台阶上。
13.在上述方案中,通过在分隔件上设置凹槽,在形成第一腔室的壁面的侧壁上设置台阶,能便于第一热管理部件装配于分隔件和第一部分上,以利于第一热管理部件的维护,以及提高电池的装配效率。
14.根据本技术的一些实施例,所述电池还包括:介质输入组件,设置于所述第二腔室内,所述介质输入组件与所述第一热管理部件和所述第二热管理部件连通,以向所述第一热管理部件和所述第二热管理部件输入介质;介质输出组件,设置于所述第二腔室内,所述介质输出组件与所述第一热管理部件和所述第二热管理部件连通,用于输出所述第一热管理部件和所述第二热管理部件内的介质。
15.上述方案中,电池包括介质输入组件和介质输出组件,介质输入组件用于向第一热管理部件和第二热管理部件输入介质,介质输出组件用于将第一热管理部件和第二热管理部件中介质输出,以保证介质能够有效地与第一电池单体层和第二电池单体层发生热交换以调整第一电池单体层和第二电池单体层的温度,且使得经热交换的介质有效地排出,避免已完成热交换的介质对第一电池单体层和第二电池单体层造成影响。其中,介质输入组件和介质输出组件处于第二腔室中,一方面,能够保证介质输入组件和介质输出组件在箱体内被保护,避免介质输入组件和介质输出组件被外部物体破坏;另一方面,使得箱体的外观平整,提高电池的空间适用性。
16.根据本技术的一些实施例,所述第一热管理部件包括第一集流体、第二集流体、第三集流体、第一冷却管和第二冷却管,所述第一冷却管和所述第二冷却管并排设置,所述第一冷却管的一端连接于所述第一集流体,另一端连接于所述第三集流体,所述第二冷却管的一端连接于所述第二集流体,另一端连接于所述第三集流体,所述介质输入组件与所述第一集流体连通,所述介质输出组件与所述第二集流体连通。
17.上述实施例中,第一冷却管和所述第二冷却管并排设置,第一集流体和第二集流体处于第一冷却管的一侧,第三集流体处于第一冷却管的另一侧,故介质在第一冷却管和第二冷却管中的流向相反,即介质迂回流动,能够提高对第一电池单体层和第二电池单体层的热交换效率。示例性地,介质由第一集流体进入第一冷却管中,介质在第一冷却管中沿正方向流动,经第一冷却管进入第三集流体,由第三集流体进入第二冷却管,介质在第二冷却管中沿反方向流动,最终由第二集流体排向介质输出组件。
18.根据本技术的一些实施例,所述第一热管理部件还包括第一接头和第二接头,所述第一接头设置于所述第一集流体,所述第二接头设置于所述第二集流体,所述分隔件设
置有第一通孔和第二通孔,所述第一接头穿过所述第一通孔以与所述介质输入组件连接,所述第二接头穿过所述第二通孔以与所述介质输出组件连接。
19.上述方案中,分隔件设置有对应第一接头和第二接头的第一通孔和第二通孔,一方面,便于第一接头和第二接头穿过分隔件于处于第二腔室的介质输入组件和介质输出组件连接;另一方面,由于第一接头和第二接头与分隔件之间形成插接的关系,故提高第一热管理部件与分隔件的连接强度,进而提高电池整体的结构强度。
20.根据本技术的一些实施例,所述第二部分包括第三热管理部件,所述第三热管理部件用于容纳介质以调节所述第二电池单体层的温度。
21.上述方案中,第二部分面向第二电池单体层,通过第二部分的第三热管理部件能够有效地作用于第二电池单体层的表面以有效地调节第二电池单体层的温度;第三热管理部件配合第一热管理部件和第二热管理部件,能够保证第一电池单体层和第二电池单体层处于适宜的温度,降低第一电池单体层和第二电池单体层发生热失控的风险,进而保证电池的安全性。
22.根据本技术的一些实施例,所述第二部分包括沿第一方向相对设置的上盖板和下盖板,所述上盖板和所述下盖板相互扣合以形成所述第三热管理部件。
23.上述方案中,第二部分包括沿第一方向相对设置的上盖板和下盖板,第三热管理部件通过上盖板和所述下盖板相互扣合以形成,较第三热管理部件为单独的部件的方案而言,能够精简第二部分的体积,且降低第二部分的耗材成本。
24.根据本技术的一些实施例,所述第一热管理部件、所述第二热管理部件以及所述第三热管理部件并联设置。
25.上述方案中,第一热管理部件、第二热管理部件以及第三热管理部件并联设置,使得介质能够同时进出,能够保证对第一电池单体层和第二电池单体层的热交换效果,避免因串联,导致介质流通末段因与第一电池单体层和第二电池单体层无温差导致无法热交换的情况发生。
26.根据本技术的一些实施例,所述第一热管理部件、所述第二热管理部件以及所述第三热管理部件均为板状结构,且三者相互平行。
27.上述方案中,第一热管理部件、所述第二热管理部件以及所述第三热管理部件均为板状结构,且三者相互平行,一方面能够保证第一热管理部件、所述第二热管理部件以及所述第三热管理部件分别贴合于第一电池单体层和第二电池单体层的表面,保证热交换效率,另一方面,能够使得电池的结构紧凑,保证电池的能量密度。
28.根据本技术的一些实施例,所述第一电池单体层和所述第二电池单体层分别包括多个电池单体;所述第一方向为所述电池单体的厚度方向。
29.上述方案中,由于第一方面为电池单体的厚度方向,故第一热管理部件和第二热管理部件能够作用于电池单体的大面,有效地调节每一个电池单体的温度。
30.第二方面,本技术提供了一种用电设备,其包括上述任一实施例提供的电池,所述电池用于提供电能。
31.本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本技术的实践了解到。
附图说明
32.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本技术的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。
33.图1为本技术一些实施例中车辆的结构示意图;
34.图2为本技术一些实施例中电池的结构示意图;
35.图3为本技术一些实施例中电池的立体爆炸示意图;
36.图4为本技术一些实施例中电池局部结构的剖视图;
37.图5为本技术一些实施例中第一部分的立体爆炸图;
38.图6为本技术一些实施例中分隔件和第一热管理部件的示意图;
39.图7为图6中a处的放大图;
40.图8为本技术一些实施例中分隔件和第一热管理部件的局部结构的示意图;
41.图9为本技术一些实施例中电池的部分结构的示意图;
42.图10为图9中b处的放大图;
43.图11为本技术一些实施例中介质输入组件的示意图;
44.图12为本技术一些实施例中第二部分的立体爆炸图。
45.图标:100-电池;100a-箱体;100b-容纳腔;100c-第一腔室;100d-第二腔室;10-第一部分;11-第二热管理部件;12-底壁;13-侧壁;13a-第一侧壁; 13b-第二侧壁;13c-第三侧壁;13d-第四侧壁;130-台阶;14-分隔件;140
‑ꢀ
凹槽;141-第一通孔;142-第二通孔;15-第五接头;16-第六接头;20-第二部分;21-第三热管理部件;22-上盖板;23-下盖板;24-第三接头;25-第四接头;30-第一电池单体层;40-第二电池单体层;80-电池单体;50-第一热管理部件;51-第一集流体;52-第二集流体;53-第三集流体;54-第一冷却管;55-第二冷却管;56-第一接头;57-第二接头;60-介质输入组件;61-本体;62-弯管;620-中间出水口;63-三通管;630-上出水口;631-下出水口; 70-介质输出组件;x-第一方向;y-第二方向;z-第三方向;1000-车辆;200
‑ꢀ
控制器;300-马达。
具体实施方式
46.下面将结合附图对本技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本技术的保护范围。
47.除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本技术;本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
48.在本技术实施例的描述中,技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象,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、特定顺序或主次关系。在本技术实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
49.在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包
含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
50.在本技术实施例的描述中,术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如a和/或b,可以表示:存在 a,同时存在a和b,存在b这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
51.在本技术实施例的描述中,术语“多个”指的是两个以上(包括两个),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组),“多片”指的是两片以上(包括两片)。
52.在本技术实施例的描述中,技术术语“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技术实施例和简化描述,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技术实施例的限制。
53.在本技术实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;也可以是机械连接,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,可以根据具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
54.本技术中,电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等,本技术实施例对此并不限定。电池单体可呈长方体或其它形状等,本技术实施例对此也不限定。
55.电池单体包括电极组件和电解液,电极组件由正极片、负极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正极片包括正极集流体和正极活性物质层,正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面,未涂敷正极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体,未涂敷正极活性物质层的正极集流体作为正极极耳。以锂离子电池为例,正极集流体的材料可以为铝,正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极片包括负极集流体和负极活性物质层,负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面,未涂敷负极活性物质层的负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体,未涂敷负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜,负极活性物质可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断,正极极耳的数量为多个且层叠在一起,负极极耳的数量为多个且层叠在一起。隔离膜的材质可以为pp(polypropylene,聚丙烯)或pe(polyethylene,聚乙烯)等。
56.本技术的实施例所提到的电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如,本技术中所提到的电池可以包括电池模块或电池包等。
57.在一些方案中,电池内部具有多个电池单体层,多个电池单体层层叠设置,每个电池单体层包括多个电池单体。
58.电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素,例如,能量密度、循环寿命、放电容量、充放电倍率等性能参数,另外,还需要考虑电池的安全性。例如,电池热失控会导致电池燃烧、爆炸,严重影响电池的安全性。热失控是由于电池单体的生热速率远高于散热速
率,且热量大量累积未及时散出引起的。
59.为提高电池的安全性,电池中一般还包括热管理部件。热管理部件用于容纳介质以给多个电池单体调节温度,以使电池处于适宜的温度范围内,保证较高的安全性。这里的介质可以是流体(液体)或气体,调节温度是指给多个电池单体加热或者冷却,流体可被称为换热介质。可选的,所述流体可以是循环流动的,以达到更好的温度调节的效果。可选的,流体可以为水、水和乙二醇的混合液或者空气等。例如,在给电池单体冷却或降温的情况下,该热管理部件用于容纳冷却流体以给多个电池单体降低温度,此时,热管理部件也可以称为冷却部件、冷却系统或冷却板等,其容纳的流体也可以称为冷却介质或冷却流体,更具体的,可以称为冷却液或冷却气体。当热管理部件内容纳的流体为冷却水时,热管理部件也可以称为水冷板,水冷板接触电池单体层,能够用于降低电池单体的温度,以免电池单体热失控。
60.然而,发明人发现,现有的水冷板仅作用于电池单体层的一个面,无法有效地调节电池内电池单体层的温度,导致电池具有热失控的风险,使得电池的安全性低。
61.鉴于此,为使得电池具有较高的安全性,发明人经过深入研究,设计了一种电池,包括:箱体,包括沿第一方向相对设置的第一部分和第二部分,第一部分和第二部分相互盖合且共同限定出容纳腔;第一电池单体层和第二电池单体层,设置于容纳腔内且沿第一方向层叠设置,第一电池单体层相比第二电池单体层更靠近第一部分;第一热管理部件,设置于第一电池单体层和第二电池单体层之间,用于容纳介质以调节第一电池单体层和第二电池单体层的温度;其中,第一部分包括第二热管理部件,第二热管理部件用于容纳介质以调节第一电池单体层的温度。
62.本技术实施例提供的技术方案中,箱体包括沿第一方向相对设置的第一部分和第二部分,第一电池单体层和第二电池单体层设置于箱体内且沿第一方向层叠设置,第一电池单体层相比第二电池单体层更靠近第一部分,使得第一部分的第二热管理部件能够有效地作用于第一电池单体层的表面以有效地调节第一电池单体层的温度;第二热管理部件配合第一电池单体和第二电池单体层之间的第一热管理部件,能够保证第一电池单体层和第二电池单体层处于适宜的温度,降低第一电池单体层和第二电池单体层发生热失控的风险,进而保证电池的安全性。
63.本技术实施例描述的技术方案适用于电池以及使用电池的用电设备。
64.用电设备可以是车辆、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。本技术实施例对上述用电设备不做特殊限制。
65.以下实施例为了方便说明,以用电设备为车辆为例进行说明。
66.图1为本技术一些实施例中车辆的结构示意图。
67.车辆1000的内部可以设置控制器200、马达300和电池100,控制器 200用来控制电池100为马达300供电。例如,在车辆1000的底部或车头或车尾可以设置电池100。电池100可
以用于车辆的供电,例如,电池100 可以作为车辆1000的操作电源,用于车辆1000的电路系统,例如,用于车辆1000的启动、导航和运行时的工作用电需求。在本技术的另一实施例中,电池100不仅仅可以作为车辆1000的操作电源,还可以作为车辆1000 的驱动电源,替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
68.请参见图2-图4,图2为本技术一些实施例中电池100的结构示意图,图3为本技术一些实施例中电池100的立体爆炸示意图,图4为本技术一些实施例中电池100局部结构的剖视图。
69.电池100包括箱体100a、第一热管理部件50、第一电池单体层30和第二电池单体层40。箱体100a包括沿第一方向x相对设置的第一部分10 和第二部分20,第一部分10和第二部分20相互盖合且共同限定出容纳腔 100b。第一电池单体层30和第二电池单体层40设置于容纳腔100b内且沿第一方向x层叠设置,第一电池单体层30相比第二电池单体层40更靠近第一部分10。第一热管理部件50设置于第一电池单体层30和第二电池单体层40之间,用于容纳介质以调节第一电池单体层30和第二电池单体层40的温度。其中,第一部分10包括第二热管理部件11,第二热管理部件 11用于容纳介质以调节第一电池单体层30的温度。
70.箱体100a包括沿第一方向x相对设置的第一部分10和第二部分20。第一部分10和第二部分20在第一方向x上相互盖合共同限定出容纳腔 100b。容纳腔100b为容纳第一电池单体层30、第二电池单体层40以及第一热管理部件50的部位。
71.第一电池单体层30包括多个电池单体80,多个电池单体80在垂直于第一方向x上的平面排列。第二电池单体层40包括多个电池单体80,多个电池单体80在垂直于第一方向x上的平面排列。第一电池单体层30和第二电池单体层40沿第一方向x层叠设置,且第一电池单体层30相比第二电池单体层40更靠近第一部分10,使得第一电池单体层30中每个电池单体80的表面能够面向第一部分10,第二电池单体层40的每一个电池单体 80的表面能够面向第二部分20。
72.第一热管理部件50为设置于第一电池单体层30和第二电池单体层40 之间,且用于对第一电池单体层30和第二电池单体层40进行热管理的部件。
73.第一热管理部件50可以通过介质与第一电池单体层30和第二电池单体层40(第一电池单体层30和第二电池单体层40的电池单体80)进行热交换以控制温度;示例性地,第一热管理部件50可以为容纳流体的部件,第一热管理部件50通过流体能够与电池单体80发生热交换,以调节电池单体80的温度,保证电池单体80的安全性。例如,第一热管理部件50可以为水冷板,其容纳的流体为冷却液,一方面,可以通过温度较电池单体80 低的冷却液带走电池单体80因充放电产生的热量,另一方面,第一热管理部件50也可以用于通过温度较电池单体80高的流体以给电池单体80升温,本技术实施例对此并不限定。
74.第二热管理部件11为第一部分10的部件,其作用于第一电池单体层30,用于对第一电池单体层30进行热管理。
75.第二热管理部件11可以通过介质与第一电池单体层30(第一电池单体层30的电池单体80)进行热交换以控制温度;示例性地,第二热管理部件 11可以为容纳流体的部件,第二热管理部件11通过流体能够与电池单体80 发生热交换,以调节电池单体80的温度,保证电池单体80的安全性。例如,第二热管理部件11可以为水冷板,其容纳的流体为冷却液,一方面,可以通过温度较电池单体80低的冷却液带走电池单体80因充放电产生的热量,另一
方面,第二热管理部件11也可以用于通过温度较电池单体80高的流体以给电池单体80升温,本技术实施例对此并不限定。
76.在上述方案中,箱体100a包括沿第一方向x相对设置的第一部分10 和第二部分20,第一电池单体层30和第二电池单体层40设置于箱体100a 内且沿第一方向x层叠设置,使得第一部分10的第二热管理部件11能够有效地作用于第一电池单体层30的表面以有效地调节第一电池单体层30 的温度;第二热管理部件11配合第一热管理部件50,能够保证第一电池单体层30和第二电池单体层40处于适宜的温度,降低第一电池单体层30和第二电池单体层40发生热失控的风险,进而保证电池100的安全性。
77.可选地,第一部分10和第二部分20可通过胶粘的形式相互连接,当通过胶粘形式连接时,有利于吸收装配公差,降低装配难度。
78.可选地,本技术实施例中电池100包括两层电池单体层,即第一电池单体层30和第二电池单体层40,在其他实施例中,电池100还可以包括其他数量的电池单体层,如三层、四层或者五层等电池单体层,每相邻两层电池单体层之间可以设置有第一热管理部件50。
79.根据本技术的一些实施例,如图5,图5为本技术一些实施例中第一部分10的立体爆炸图。第一部分10还包括底壁12和侧壁13,侧壁13围设于底壁12的周围,第二热管理部件11位于第一电池单体层30和底壁12 之间。
80.底壁12为与侧壁13连接的部件,底壁12可以呈板状结构,用于承托第一电池单体层30、第二电池单体层40和第二热管理部件11。侧壁13为围设于底壁12周围以与底壁12共同形成腔室的部件,其能够对处于该腔室中的第一电池单体层30、第二电池单体层40和第二热管理部件11起约束作用。
81.本技术的一些实施例中,底壁12呈矩形,侧壁13围设于底壁12的周围,以构成具有开口的呈矩形状的框架结构,第一电池单体80和第二电池单体80可通过该开口装配于第一部分10内。
82.在上述方案中,第一部分10包括底壁12和侧壁13,底壁12起承托第二热管理部件11、第一电池单体层30以及第二电池单体层40的作用,侧壁13对第一电池单体层30起约束作用,一方面,保证第二热管理部件11 能够有效地调节第一电池单体层30的温度;另一方面,能够使得第一电池单体层30稳定地处于箱体100a内。
83.可选地,一些实施例中,第二热管理部件11可通过粘接、焊接、卡接以及螺栓连接等方式设置于底壁12。可选地,一些实施例中,第二热管理部件11包括但不限于地为箱体100a水冷板、冲压钎焊水冷板、口琴管水冷板、胀形水冷板等。
84.根据本技术的一些实施例,如图5,第一部分10还包括分隔件14,分隔件14的两端均与侧壁13连接,分隔件14将容纳腔100b分隔为第一腔室100c和第二腔室100d,第一热管理部件50位于第一腔室100c内,第一热管理部件50连接于分隔件14和侧壁13。
85.分隔件14为板状,分隔件14的两端均与侧壁13连接,以将容纳腔 100b分隔为相互独立的第一腔室100c和第二腔室100d。第一腔室100c可以用来容纳第一电池单体层30和第二电池单体层40,第二腔室100d可以容纳其他功能模块,例如与第一电池单体层30和第二电池单体层40连接的采样模块或电池100的管理模块。
86.第一热管理部件50连接于分隔件14和侧壁13,指第一热管理部件50 与分隔件14和侧壁13之间具有连接关系。
87.在上述方案中,通过设置分隔件14,一方面,分隔件14将容纳腔100b 分隔为第一腔室100c和第二腔室100d,使得第一电池单体层30、第二电池单体层40和功能模块(如电池100的采样模块)有序放置,(例如第一电池单体层30、第二电池单体层40可设置于第一腔室100c内,功能模块设置于第二腔室100d),并且分隔件14和侧壁13能够对第一电池单体层30、第二电池单体层40和功能模块起约束作用,保证箱体100a内部的稳定性;另一方面,分隔件14和侧壁13与第一热管理部件50连接,能够提高电池100整体的结构强度,进而提高电池100的安全性。
88.根据本技术的一些实施例,结合图6-图8,图6为本技术一些实施例中分隔件14和第一热管理部件50的示意图,图7为图6中a处的放大图,图8为本技术一些实施例中分隔件14和第一热管理部件50的局部结构的示意图。分隔件14的形成第一腔室100c的壁面设置有凹槽140,侧壁13 的形成第一腔室100c的壁面设置有台阶130,台阶130与凹槽140沿第二方向y相对设置,第二方向y垂直于第一方向x,第一热管理部件50的一端插入凹槽140,另一端搭接在台阶130上。
89.分隔件14的形成第一腔室100c的壁面,该壁面与部分侧壁13形成第一腔室100c。凹槽140,指分隔件14的壁面形成的凹陷结构,该凹陷结构处于第一腔室100c内,用来与第一热管理部件50的一端插接配合。
90.侧壁13的形成第一腔室100c的壁面,该壁面与分隔件14形成第一腔室100c。台阶130,指形成于该壁面的凸起结构,该凸起结构处于第一腔室 100c内,用于承托第一热管理部件50的另一端。
91.为清楚解释,参见图5,第一部分10的侧壁13包括第一侧壁13a、第二侧壁13b、第三侧壁13c和第四侧壁13d,第一侧壁13a和第二侧壁13b 相对设置,第三侧壁13c和第四侧壁13d相对设置。第一侧壁13a至第二侧壁13b的方向为第二方向y。第一侧壁13a、第三侧壁13c、第二侧壁13b 以及第四侧壁13d相互连接,分隔件14处于第一侧壁13a和第二侧壁13b 之间且分隔件14的两端分别于第三侧壁13c和第四侧壁13d连接。台阶 130可以形成于第二侧壁13b面向第一侧壁13a的壁面,凹槽140可形成于分隔件14面向第二侧壁13b的壁面。
92.在上述方案中,通过在分隔件14上设置凹槽140,在形成第一腔室100c 的壁面的侧壁13上设置台阶130,能便于第一热管理部件50精准地装配于分隔件14和第一部分10上,提高电池100的装配效率。
93.根据本技术的一些实施例,请结合图2、图3、图9-图11,图9为根据本技术一些实施例中电池100的部分结构的示意图,图10为图9中b处的放大图,图11为根据本技术一些实施例中介质输入组件60的示意图。
94.电池100还包括介质输入组件60和介质输出组件70。介质输入组件 60设置于第二腔室100d内,介质输入组件60与第一热管理部件50和第二热管理部件11连通,以向第一热管理部件50和第二热管理部件11输入介质。介质输出组件70设置于第二腔室100d内,介质输出组件70与第一热管理部件50和第二热管理部件11连通,用于输出第一热管理部件50和第二热管理部件11内的介质。
95.介质输入组件60为向第一热管理部件50和第二热管理部件11输入介质的部件。可选地,介质输入组件60的一端贯穿第一部分10的侧壁13,以与介质容纳装置连通,例如与水箱连通,另一端与第一热管理部件50和第二热管理部件11连通,使得水箱中的介质能够经
介质输入组件60输送至第一热管理部件50和第二热管理部件11。
96.介质输出组件70为将第一热管理部件50和第二热管理部件11中的介质输出的部件。可选地,介质输出组件70的一端可以与第一热管理部件50 和第二热管理部件11,另一端可贯穿第一部分10的侧壁13与介质容纳装置连通,例如与水箱连通,使得第一热管理部件50和第二热管理部件11排出的介质能经介质输出组件70回到水箱中。
97.上述方案中,电池100包括介质输入组件60和介质输出组件70,介质输入组件60用于向第一热管理部件50和第二热管理部件11输入介质,介质输出组件70用于将第一热管理部件50和第二热管理部件11中介质输出,以保证介质能够有效地与第一电池单体层30和第二电池单体层40发生热交换以调整第一电池单体层30和第二电池单体层40的温度,且使得经热交换的介质有效地排出,避免已完成热交换的介质对第一电池单体层 30和第二电池单体层40造成影响。其中,介质输入组件60和介质输出组件70处于第二腔室100d中,一方面,能够保证介质输入组件60和介质输出组件70在箱体100a内被保护,避免介质输入组件60和介质输出组件70 被外部物体破坏;另一方面,使得箱体100a的外观平整,提高电池100的空间适用性。
98.根据本技术的一些实施例,参见图6,第一热管理部件50包括第一集流体51、第二集流体52、第三集流体53、第一冷却管54和第二冷却管55,第一冷却管54和第二冷却管55并排设置,第一冷却管54的一端连接于第一集流体51,另一端连接于第三集流体53,第二冷却管55的一端连接于第二集流体52,另一端连接于第三集流体53,介质输入组件60与第一集流体51连通,介质输出组件70与第二集流体52连通。
99.第一冷却管54包括多个并排的管道,如多个并排的口琴管。第二冷却管55包括多个并排的管道,如多个并排的口琴管。第一集流体51将第一冷却管54的多个管道汇聚,以同时地向第一冷却管54的多个管道输送介质。第三集流体53将第一冷却管54的多个管道汇聚,以承接第一冷却管 54的多个管道输送的介质;且第三集流体53将第二冷却管55的多个管道汇聚,以将由第一冷却管54承接的介质同时地向第二冷却管55的多个管道输送介质。第二集流体52将第二冷却管55的多个管道汇聚,以使得第二冷却管55中的介质排出。
100.其中,第一集流体51和第二集流体52位于第一冷却管54的同一侧,且沿第三方向z并排设置,第三集流体53位于第一冷却管54的另一侧。第三方向z、第二方向y以及第一方向x相互垂直。
101.上述实施例中,第一冷却管54和第二冷却管55并排设置,第一集流体51和第二集流体52处于第一冷却管54和第二冷却管55的一侧,第三集流体53处于第一冷却管54和第二冷却管55的另一侧,故介质在第一冷却管54和第二冷却管55中的流向相反,使得介质迂回流动,提高对第一电池单体层30和第二电池单体层40的热交换效率。示例性地,介质由第一集流体51进入第一冷却管54中,介质在第一冷却管54中沿正方向流动,经第一冷却管54进入第三集流体53,由第三集流体53进入第二冷却管55,介质在第二冷却管55中沿反方向流动,最终由第二集流体52排向介质输出组件70。
102.根据本技术的一些实施例,如图6和图7。第一热管理部件50还包括第一接头56和第二接头57,第一接头56设置于第一集流体51,第二接头 57设置于第二集流体52,分隔件14设置有第一通孔141和第二通孔142,第一接头56穿过第一通孔141以与介质输入组件60连接,第二接头57穿过第二通孔142以与介质输出组件70连接。
103.第一接头56可以为第一热管理部件50的介质输入接头,第二接头57 可以为第一热管理部件50的介质输出接头。
104.分隔件14设置有第一通孔141和第二通孔142,指分隔件14设置有两个贯穿孔,该两个贯穿孔容许第一接头56和第二接头57穿过以分别与介质输入组件60和介质输出组件70连接。
105.上述方案中,分隔件14设置有对应第一接头56和第二接头57的第一通孔141和第二通孔142,一方面,便于第一接头56和第二接头57穿过分隔件14于处于第二腔室100d的介质输入组件60和介质输出组件70连接;另一方面,由于第一接头56和第二接头57与分隔件14之间形成插接的关系,故提高第一热管理部件50与分隔件14的连接强度,进而提高电池100 整体的结构强度。
106.根据本技术的一些实施例,结合图3和图12,图12为根据本技术一些实施例中第二部分20的立体爆炸图。第二部分20包括第三热管理部件21,第三热管理部件21用于容纳介质以调节第二电池单体层40的温度。
107.第三热管理部件21为第二部分20的部件,其作用于第二电池单体层 40,用于对第二电池单体层40进行热管理。
108.第三热管理部件21可以通过介质与第二电池单体层40(第二电池单体层40的电池单体80)进行热交换以控制温度;示例性地,第三热管理部件 21可以为容纳流体的部件,第三热管理部件21通过流体能够与电池单体 80发生热交换,以调节电池单体80的温度,保证电池单体80的安全性。例如,第三热管理部件21可以为水冷板,其容纳的流体为冷却液,一方面,可以通过温度较电池单体80低的冷却液带走电池单体80因充放电产生的热量,另一方面,第一热管理部件50也可以用于通过温度较电池单体80高的流体以给电池单体80升温,本技术实施例对此并不限定。
109.上述方案中,第二部分20面向第二电池单体层40,通过第二部分20 的第三热管理部件21能够有效地作用于第二电池单体层40的表面以有效地调节第二电池单体层40的温度;第三热管理部件21配合第一热管理部件50和第二热管理部件11,能够保证第一电池单体层30和第二电池单体层40处于适宜的温度,降低第一电池单体层30和第二电池单体层40发生热失控的风险,进而保证电池100的安全性。
110.根据本技术的一些实施例,如图12,第二部分20包括沿第一方向x相对设置的上盖板22和下盖板23,上盖板22和下盖板23相互扣合以形成第三热管理部件21。
111.上盖板22和下盖板23为可以相互扣合的结构,且上盖板22和下盖板 23相互扣合后,二者之间可以形成容纳介质的空腔。可选地,下盖板23面向上盖板22的表面可以形成能够供介质流动的槽结构,该槽结构可以迂回布设,当上盖板22扣合于下盖板23时,该槽结构被上盖板22封闭,以避免介质泄漏。可选地,下盖板23可设置有连通槽结构的第三接头24和第四接头25,第三接头24可与介质输入组件60连接,第四接头25可与介质输出组件70连接。
112.可选地,上盖板22和下盖板23可通过焊接、胀形或者胶粘的形式进行连接。
113.上述方案中,第二部分20包括沿第一方向x相对设置的上盖板22和下盖板23,第三热管理部件21通过上盖板22和下盖板23相互扣合以形成,较第三热管理部件21为单独的部件的方案而言,能够精简第二部分20 的体积,且降低第二部分20的耗材成本。
114.根据本技术的一些实施例,第一热管理部件50、第二热管理部件11以及第三热管
理部件21并联设置。
115.并联设置指,第一热管理部件50、第二热管理部件11以及第三热管理部件21中的介质互不干扰,独立流动。
116.请结合图10和图11,以介质输入组件60为例,介质输入组件60包括本体61、弯管62以及三通管63,本体61的一端限定为进水口,本体61的另一端与三通管63连通,三通管63具有上出水口630、下出水口631,弯管62设于本体61并处于本体61的两端之间,弯管62连通本体61内部,并具有中间出水口620。
117.进水口穿过第一部分10的侧壁13用于连通介质容纳装置连通,例如与水箱连通;第二热管理部件11的介质输入接头限定为第五接头15(第二热管理部件11的介质输出接头限定为第六接头16,其与介质输出组件70 连接)。第一热管理部件50的第一接头56与中间出水口620连接,第二热管理部件11的第五接头15与下出水口631连接,第三热管理部件21的第三接头24与上出水口630连接。
118.上述方案中,第一热管理部件50、第二热管理部件11以及第三热管理部件21并联设置,使得介质能够同时进出,使得介质流阻小,能够保证对第一电池单体层30和第二电池单体层40的热交换效果,避免因串联,导致介质流通末段因与第一电池单体层30和第二电池单体层40无温差导致无法热交换的情况发生。
119.可选地,在另一些实施例中,第一热管理部件50、第二热管理部件11 以及第三热管理部件21也可以串联设置。
120.根据本技术的一些实施例,请参见图3,第一热管理部件50、第二热管理部件11以及第三热管理部件21均为板状结构,且三者相互平行。
121.上述方案中,第一热管理部件50、第二热管理部件11以及第三热管理部件21均为板状结构,且三者相互平行,一方面能够保证第一热管理部件 50、第二热管理部件11以及第三热管理部件21分别贴合于第一电池单体层30和第二电池单体层40的表面,保证热交换效率,另一方面,能够使得电池100的结构紧凑,保证电池100的能量密度。
122.根据本技术的一些实施例,第一电池单体层30和第二电池单体层40 分别包括多个电池单体80;第一方向x为电池单体80的厚度方向。
123.第一方向x为电池单体80的厚度方向,即第一电池单体层30中的电池单体80的大面与第二电池单体层40中的电池单体80的大面相对设置,即第一热管理部件50作用于第一电池单体层30中的电池单体80的大面和第二电池单体层40中的电池单体80的大面。第二热管理部件11作用于第一电池单体层30中的电池单体80的另一个大面。第三热管理部件21作用于第二电池单体层40中的电池单体80的另一个大面。
124.上述方案中,由于第一方面为电池单体80的厚度方向,故第一热管理部件50和第二热管理部件11能够作用于电池单体80的大面,有效地调节每一个电池单体80的温度。同时,由于电池100中,为两层电池单体80堆叠(第一电池单体层30和第二电池单体层40),故电池单体80受相邻的电池单体80的膨胀力小,故无需为抑制膨胀力做专门的设计,简化装配过程、节约成本。
125.根据本技术的一些实施例,本技术还提供一种用电设备,其包括上述任一实施例提供的电池100,电池100用于提供电能。
126.可选地,当用电设备为车辆时,电池100可通过粘接的方式设置在车辆的车身上,
并通过螺栓固定连接,以提高车辆的整体强度。
127.根据本技术的一些实施例,本技术还提供一种电池100,请参见图2-图 12。电池100包括箱体100a、第一电池单体层30、第二电池单体层40、第一热管理部件50、介质输入组件60和介质输出组件70。箱体100a包括沿第一方向x相对设置的第一部分10和第二部分20,第一部分10和第二部分20相互盖合且共同限定出容纳腔100b。第一部分10包括底壁12、侧壁 13以及分隔件14,侧壁13围设与底壁12的周围,分隔件14的两端设于侧壁13将容纳腔100b分隔为第一腔室100c和第二腔室100d。第一电池单体层30和第二电池单体层40中的电池单体80平躺设置,即第一电池单体层30中的电池单体80的其中一个大面与第二电池单体层40中的电池单体 80的其中一个大面层叠接触,第一电池单体层30中的电池单体80的另一个大面承托于底壁12,第二电池单体层40中的电池单体80的另一个大面面向第二部分20。
128.第一部分10包括第二热管理部件11,第二热管理部件11设置于第一部分10的底壁12,用于容纳介质以调节第一电池单体层30的温度。第二而管理部件可以包括但不限于箱体100a水冷板、冲压钎焊水冷板、口琴管水冷板或胀形水冷板等。第二热管理部件11的进水口和出水口位于第二腔室100d中。
129.第一热管理部件50粘接于第一电池单体层30和第二电池单体层40之间,第一热管理部件50包括第一集流体51、第二集流体52、第三集流体 53、第一冷却管54和第二冷却管55,第一集流体51、第二集流体52、第三集流体53相互独立。第一冷却管54和第二冷却管55并排设置,第一冷却管54和第二冷却管55可以为多个并排的口琴管。第一冷却管54的一端连接于第一集流体51,另一端连接于第三集流体53,第二冷却管55的一端连接于第二集流体52,另一端连接于第三集流体53。第一集流体51和第二集流体52卡接于分隔件14的凹槽140中并通过胶粘的方式固定,第三接流体搭接于侧壁13的台阶130上并通过胶粘的方式固定。第一集流体 51具有第一接头56,其为第一热管理部件50的进水接头,第二接流体具有第二接头57,其为第一热管理部件50的出水接头,第一接头56和第二接头57穿过分隔件14。
130.第二部分20包括沿第一方向x相对设置的上盖板22和下盖板23,下盖板23面向上盖板22的表面可以形成能够供介质流动的槽结构,该槽结构可以迂回布设,当上盖板22扣合于下盖板23时,该槽结构被上盖板22 封闭以形成第三热管理部件21。第三热管理部件21用于容纳介质以调节第二电池单体层40的温度。下盖板23面向第一部分10的表面形成有第三热管理部件21的进水口和出水口。
131.第一热管理部件50、第二热管理部件11以及第三热管理部件21并联设置,介质输入组件60和介质输出组件70均设于第二腔室100d内,介质输入组件60与第一热管理部件50、第二热管理部件11以及第三热管理部件21连接,介质输入组件60的进水口贯穿第一部分10的侧壁13,以由外向第一热管理部件50、第二热管理部件11以及第三热管理部件21同时供应介质。介质输出组件70与第一热管理部件50、第二热管理部件11以及第三热管理部件21连接,介质输入组件60的出水口贯穿第一部分10的侧壁13,以将第一热管理部件50、第二热管理部件11以及第三热管理部件 21内的介质排出。
132.其中,第一部分10和第一电池单体层30、第一电池单体层30和第一热管理部件50、第一热管理部件50和第二电池单体层40,第二电池单体层40和第二部分20之间均通过胶粘的方式进行连接,使得该电池100为集成结构。该电池100可与车辆进行集成,电池100可以
与车辆的承载式车身通过胶粘连接并通过螺栓紧固。
133.虽然已经参考优选实施例对本技术进行了描述,但在不脱离本技术的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本技术并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
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