电池热管理装置及电源设备的制作方法

本实用新型涉及电池模组技术领域，具体而言，涉及一种电池热管理装置及电源设备。

背景技术：

随着新能源技术的推广和普及，电池系统的运用范围越来越广。在新能源电池系统领域中，组成电池系统的单体电池通常受环境温度的影响较大。比如，电池系统作为高能量的存储设备，在充放电时，工作电流大，产热量大，同时电池系统又是一个相对密封的环境，这会导致单体电池的温度上升，而电池系统的持续高温会直接减少电池的使用寿命。因此如何提供一种结构简单、散热效果好的电池热管理装置已成为本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种结构简单、实用的电池热管理装置及电源设备，以解决上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型较佳实施例所提供的技术方案如下所示：

本实用新型较佳实施例提供一种电池热管理装置，应用于电池组，所述电池组包括多个单体电池，所述电池热管理装置包括：

至少一个的第一导热板；

至少一个与所述第一导热板接触的第二导热板，其中，所述第一导热板上设置有与所述单体电池相配合的第一通孔，所述单体电池通过所述第一通孔与所述第一导热板接触；

所述第二导热板具有可容纳导热液体的密闭腔室，所述第二导热板上设置有至少一个与所述腔室连通的进液口，以及至少一个出液口。

在本实用新型的较佳实施例中，上述第一导热板的至少一端设置有导热连接板，所述导热连接板与所述第二导热板接触。

在本实用新型的较佳实施例中，上述导热连接板为两个，且分别设置在所述第一导热板的相对两端，所述第二导热板为两个，两个所述导热连接板分别与两个所述第二导热板接触。

在本实用新型的较佳实施例中，上述电池热管理装置还包括至少一个电池固定板，所述电池固定板上设置多个呈阵列的用于固定所述单体电池的第二通孔。

在本实用新型的较佳实施例中，上述电池固定板为两个，多个所述单体电池设置在两个所述固定板之间。

在本实用新型的较佳实施例中，上述单体电池为圆柱状电池，所述第一通孔为与所述圆柱状电池相配合的圆形孔。

在本实用新型的较佳实施例中，上述第二导热板上的所述进液口和出液口均设置有连接管。

在本实用新型的较佳实施例中，上述电池热管理装置还包括固定件，所述第一导热板、导热连接板和第二导热板中的至少一个的表面设置有热界面材料，所述第一导热板与所述导热连接板通过固定件连接，所述导热连接板与所述第二导热板通过所述固定件连接。

在本实用新型的较佳实施例中，上述固定件为螺钉或螺栓或黏胶层。

本实用新型的实施例还提供一种电源设备，包括集流板、多个单体电池和上述的电池热管理装置，所述集流板与所述多个单体电池相配合，并与所述多个单体电池的正电极和负电极接触，以分别汇聚所述多个单体电池的正电极和负电极的电流。

相对于现有技术而言，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的电池热管理装置及电源设备，通过设置的第一导热板将单体电池的热量传递到第二导热板，然后通过第二导热板腔室中的导热液体将热量传递出去，进而实现对电池组的散热。所述电池热管理装置包括至少一个第一导热板、第二导热板，所述第一导热板上设置有与单体电池相配合的第一通孔，所述第二导热板具有可容纳导热液体的密闭腔室，所述第一导热板和第二导热板相接触。所述电池热管理装置结构简单、实用，通过第一导热板和第二导热板对单体电池进行散热，延长了电池组的使用寿命。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本实用新型较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

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实用新型的某些实施例，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。

图1为本实用新型第一实施例提供的电池热管理装置的爆炸图。

图2为本实用新型第二实施例提供的电池热管理装置的爆炸图。

图3为本实用新型第二实施例中的第一导热板与导热连接板相配合的结构示意图。

图4为本实用新型第三实施例提供的电池热管理装置的爆炸图。

图5为本实用新型第四实施例提供的电源设备的爆炸图。

图标：100-电池热管理装置；110-第一导热板；111-第一通孔；120-第二导热板；121-进液口；122-出液口；123-连接管；130-导热连接板；140-电池固定板；141-第二通孔；200-电源设备；210-单体电池；220-集流板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中”、“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电性连接。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。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。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例：

请参照图1，是本实用新型第一实施例提供的电池热管理装置100的爆炸图。在本实施例中，所述电池热管理装置100用于对电池组进行热管理，所述电池组包括多个单体电池210。所述电池热管理装置100包括至少一个第一导热板110、至少一个第二导热板120，每个所述第二导热板120均与至少第一导热板110接触。单体电池210产生的热量通过第一导热板110传递给第二导热板120，然后通过第二导热板120中的导热液体传递出去，进而实现对电池组的散热。

具体地，所述第一导热板110上设置有与所述单体电池210相配合的第一通孔111。所述单体电池210穿过所述第一通孔111，并与第一导热板110接触。所述第二导热板120具有可容纳所述导热液体的密闭腔室，所述第二导热板120上还设置有至少一个与所述腔室连通的进液口121和至少一个出液口122。

进一步地，所述第一导热板110的个数、第二导热板120的个数以及进液口121和出液口122的个数可根据具体情况而设置。可理解地，所述第一导热板110的个数可以为一个或两个或多个，第二导热板120的个数以及进液口121和出液口122的个数与第一导热板110类似，这里不再赘述。在图1所示的电池热管理装置100中，第一导热板110、第二导热板120以及进液口121和出液口122的个数均为一个。

当进液口121和出液口122均为一个时，其中一个用于引进导热液体，另一个便用于供导热液体流出。即，所述进液口121和出液口122的作用是相对的。一般地，进液口121用于供导热液体流入至第二导热板120的腔室中，出液口122用于供导热液体流出。可理解的，进液口121可根据需求而设置为供导热液体流进或流出，而出液口122与进液口121相配合。

在本实施例中，构成所述第一导热板110和第二导热板120的材料可以均为一种导热系数高的导热塑料。具体地，所述导热塑料包括基体材料和填料，所述基体材料可以是，但不限于聚醚醚酮(Polyetheretherketone，PEEK)、聚苯硫醚(Polyphenylene sulfide，PPS)、聚丙烯(Polypropylene，PP)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)等。所述填料可以是，但不限于氮化铝、碳化硅、三氧化二铝以及石墨等。

当然，构成所述第一导热板110和第二导热板120的材料可以不同。比如，所述第一导热板110由上述的导热塑料组成，所述第二导热板120由铝合金组成。若组成第一导热板110的材料为上述的导热塑料，则可以通过注塑工艺形成具有第一通孔111的第一导热板110。若组成第二导热板120的材料为铝合金，则可以通过多个相互配合的铝合金板材围成密闭的腔室，并在板材中开设进液口121和出液口122，然后可以通过摩擦焊工艺形成具有密闭腔室的第二导热板120。通过前述方式形成的第一导热板110和第二导热板120，其制造工艺简单、易于实现，同时制作成本低，即，制作所述电池热管理装置100的成本低。

在本实施例中，所述导热液体为一种可以传递热量的液体。所述导热液体可以是，但不限于水、油等。这里的水可以是纯净水，也可以是自来水，还可以是盐水。这里的油可以是柴油、煤油、润滑油等。当电池组需要散热时，导热液体可以为温度较低(比如，温度比电池组的温度低)的液体；当电池组需要加热时，导热液体可以为温度较高(比如，温度比电池组的温度高)的液体。例如，在电动汽车中，所述电池组作为动力源，电动汽车水箱中的水便可以作为导热液体。

在本实施例中，所述第一通孔111的尺寸大小和个数可根据具体情况而设计。比如，所述第一通孔111的形状与所述单体电池210的横截面形状相同或相似，所述第一通孔111的数量与单体电池210的数量相等，当然，第一通孔111的数量也可以小于单体电池210的数量，这里不做具体限定。

在本实施例中，多个所述单体电池210并排成一层子电池组，多层子电池组层叠设置，形成所述电池组，相邻两层的单体电池210可以相互交错分布，以使电池组的体积更小。所述通孔的排布方式便与前述的单体电池210的排布方式一致。这里所述的一致不限于通孔的排布方式与单体电池210排布方式完全相同，还可以是指与单体电池210的排布方式略有区别的排布方式。

具体地，比如所述单体电池210为圆柱状结构的电池，组成每一层的子电池组中的各个单体电池210的轴心线相平行，优选地，多个单体电池210相同电极位于相同一侧。所述第一通孔111可以是与所述圆柱状结构的电池相配合的圆形孔，该圆形孔的直径略大于所述圆柱状电池的直径。当然，这里的平行不限于绝对的平行，也可以是在绝对平行的基础上稍微有所倾斜。

进一步地，在单体电池210与第一通孔111之间的间隙中可以填充导热系数高的热界面材料，优选地，该热界面材料具有一定的缓冲功能。填充的热界面材料增加了单体电池210与第一导热板110的接触面积，同时降低了单体电池210与第一导热板110接触面的热阻，进而提高了散热效率。另外，具有缓冲功能的热界面材料可为单体电池210在受热膨胀时提供膨胀空间，以避免单体电池210因膨胀空间不足，而使单体电池210形变，进而影响单体电池210的充放电。

具体地，所述热界面材料可以用于填补两种材料接合或接触时产生的微空隙及表面凹凸不平的孔洞，进而提高器件(比如，第一导热板110)散热性能。所述热界面材料可以是，但不限于砧结固化导热胶、相变材料、导热弹性体材料，在此不做具体限定。

在本实施例中，所述电池热管理装置100还可以包括至少一个电池固定板140，所述电池固定板140上设置有多个呈阵列的第二通孔141，所述第二通孔141用于固定所述单体电池210。

具体地，所述第二通孔141与多个单体电池210相配合，以卡固所述单体电池210。所述第二通孔141的形状与所述单体电池210横截面的形状相同或相似。比如，所述单体电池210为圆柱状，所述第二通孔141可以为阶梯孔。所述阶梯孔由内径比圆柱状电池的直径大的大孔和内径比该圆柱状电池的直径小的小孔组成。大孔和小孔相配合，大孔的内径略大于单体电池210的直径，可使单体电池210的一端卡固在大孔中。大孔和小孔连通，以供单体电池210的电极显露，以便其他器件(比如，图5中所示的集流板220)连接单体电池210的电极。

在本实施例中，所述电池热管理装置100还可以包括固定件，所述第一导热板110、第二导热板120的接触面中可以设置上述的热界面材料。

具体地，所述第一导热板110可以通过固定件与所述第二导热板120连接。所述固定件可以是，但不限于螺钉、螺栓、黏胶层等。可理解地，所述黏胶层为具有粘合能力的一层胶。详细地，比如，该黏胶层为一层胶水。

进一步地，若所述固定件为黏胶层，所述第一导热板110通过黏胶层与第二导热板120粘接在一起，优选地，该黏胶层为具有较高的导热系数黏胶。

若所述固定件为螺钉或螺栓，第一导热板110和第二导热板120的接触面可以均设置热界面材料，也可以在两个接触面中的一个设置热界面材料。设置的热界面材料可以降低第一导热板110和第二导热板120接触面的热阻，进而提高散热效率。

当电池组处于低温环境(比如，温度低于0℃)时，若对单体电池210进行充放电便会缩短单体电池210的使用寿命。本实用新型提供的电池热管理装置100可以通过加热电池组，使电池组的温度维持在常温(比如，温度为25℃)，进而延长单体电池210的使用寿命。

具体地，当电池组充放电的环境温度较低时，可以在第二导热板120的腔室中放入为温度较高的导热液体，导热液体的热量通过第二导热板120传递至第一导热板110，然后通过第一导热板110传递给各个单体电池210，进而实现对电池组的加热。

第二实施例：

请结合参照图2和图3，其中，图2是本实用新型第二实施例提供的电池热管理装置100的爆炸图，图3是为本实用新型第二实施例中的第一导热板110与导热连接板130相配合的结构示意图。第二实施例提供的电池热管理装置100，其形状构造、工作原理及取得的技术效果与第一实施例提供的相类似，不同之处在于，第二实施例中的电池热管理装置100还可以包括至少一个导热连接板130，在进液口121和出液口122均可以设置连接管123，电池固定板140可以为两个。图2所示的导热连接板130为一个。

具体地，所述导热连接板130和第一导热板110均可以为一种导热塑料，以便通过注塑工艺一体成型，使导热连接板130与第一导热板110无缝连接，减少接触面的热阻，进而提升散热效率。当然，所述导热连接板130也可以作为相对独立的个体，可以通过上述的固定件与第一导热板110和第二导热板120连接，在导热连接板130与第一导热板110和第二导热板120的接触面上可以均设置上述的热界面材料，以提高散热效率。

设置的导热连接板130方便了第一导热板110与第二导热板120的固定。连接管123用于连接其他排放导热液体的管道，或者所述连接管123直接与排放导热液体的设备(比如，水泵)连接，即，设置的连接管123方便了引进或排放导热液体。两个电池固定板140分别设置在多个单体电池210的两端，加强了对单体电池210的固定效果。

第三实施例：

请参照图4，是本实用新型第三实施例提供的电池热管理装置100的爆炸图。第三实施例提供的电池热管理装置100，其形状构造、工作原理及取得的技术效果与第二实施例提供的相类似，不同之处在于，第三实施例中的电池热管理装置100包括两个导热连接板130，以及分别与两个导热连接板130接触的第二导热板120。在第二导热板120上设置有两个用于引进导热液体的连接管123和两个用于排出导热液体的连接管123。

具体地，所述两个导热连接板130可以分别设置在第一导热板110的相对两侧，并与第一导热板110接触。两个导热连接板130与两个第二导热板120相配合，加快了对电池组的散热速度，提高了散热效率。另外，每个第二导热板120上设置的四个连接管123可以使腔室中导热液体的温度分部更均匀，同时可以加速导热液体的流动，进一步提高散热效率。

在本实用新型的其他实施例中，导热连接板130的设置位置、设置的个数以及连接管123的设置个数可以不同与本实施例中所描述的电池热管理装置100，这里不再赘述。

第四实施例：

请参照图5，是本实用新型第四实施例提供的电源设备200的爆炸图。本实用新型第四实施例还提供一种电源设备200，所述电源设备200包括集流板220、多个单体电池210以及上述实施例中的电池热管理装置100。

可选地，所述集流板220可以为两个，两个集流板220分别设置在电池固定板140上，多个单体电池210的相同的电极位于同一侧，每个集流板220与每个单体电池210的电极接触，一个集流板220用于汇聚多个单体电池210正电极的电流，另一个用于汇聚负电极的电流，进而形成可输出更大功率的电源设备200。根据需求，所述电池热管理装置100可对电源设备200中的单体电池210进行加热或散热，进而延长单体电池210使用寿命。

在本实施例中，所述单体电池210可以为干电池、锂电池、铅蓄电池等。其中，锂电池中的锂离子电池具有能量密度高、输出功率大、自放电小、使用寿命长、可快速充放电等优点，非常适合作为本实施例中的单体电池210。

进一步地，所述锂离子电池可以是，但不限于钴酸锂电池、锰酸锂电池、磷酸铁锂电池等，在此不做具体限定。

综上所述，本实用新型提供一种电池热管理装置及电源设备。所述电池热管理装置应用于电池组，包括至少一个第一导热板以及至少一个第二导热板，第一导热板与第二导热板相接触。单体电池通过设置的第一通孔与第一导热板接触，单体电池产生的热量通过第一导热板传递给第二导热板，然后通过第二导热板腔室中的导热液体将热量传递出去，进而实现对电池组的散热。所述电池热管理装置结构简单、实用，通过第一导热板和第二导热板对电池组进行散热，延长了单体电池的使用寿命。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。