电池包和电子设备的制作方法

本发明涉及电池储能系统技术领域，尤其涉及一种电池包和电子设备。

背景技术：

在电池中，温度对电池的寿命、容量、可靠性等的影响极大。储能系统电池包或电池模块的温度须在合适的温度范围内，更加重要的是，由于木桶效应，温度的一致性对电池模块以及储能系统的性能的影响极大，电池模块的温差很大程度上决定了其性能的优劣，因此，提高电池中的温度一致性对提高电池性能非常重要。

目前功率型电池包由于充放电倍率较大，采用风冷散热的模块较多，相关技术中的电池包所采用的风冷散热风道的设计都会造成电池模块的前后电芯温差较大，有的甚至达到10℃以上，导致电池温度的一致性降低，从而导致电池的性能降低。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种电池包和电子设备，能够提高电池包中电芯温度的一致性，从而提高电池包性能。

根据本发明的第一方面实施例的电池包，其包括：壳体，所述壳体设有进风口和出风口；电芯模块，所述电芯模块包括矩阵设置的多组电芯，多组所述电芯按照气流从所述进风口到所述出风口的方向间隔排列有水平方向的气流通道，相邻的两组所述电芯之间形成竖直方向的气流通道，所述竖直方向的气流通道包括用于进风的支流口；导流板，用于将从所述进风口进入的风导向所述支流口，所述导流板设于所述电芯模块和所述壳体之间；设于所述出风口上的抽风装置或设于所述进风口上的鼓风装置。

根据本发明实施例的电池包，至少具有如下有益效果：在抽风装置或鼓风装置的作用下，风从进风口被吸入电池包内，电芯模块通过矩阵设置形成水平方向和竖直方向的气流通道，风从壳体上的进风口进入电池包后，流经水平方向的气流通道，在导流板的作用下，风被导向竖直方向的气流通道的支流口从而进入竖直方向的气流通道，为电池包后侧电芯降温，使得电池包中前后温度一致，提高了前后电芯温度的一致性，从而提高电池包性能。

根据本发明的一些实施例，电芯模块包括第一电芯、第二电芯和第三电芯，所述第二电芯和所述第三电芯之间的所述竖直方向的气流通道为第一气流通道，所述第一气流通道包括用于进风的第一支流口，其中：所述导流板将从所述进风口进入的风导向所述第一支流口。

根据本发明的一些实施例，还包括可调导流板，所述第二电芯和所述第三电芯之间的所述竖直方向的气流通道为第二气流通道，所述第二气流通道包括用于进风的第二支流口，其中：所述可调导流板用于将从所述进风口进入的风导向第二支流口，所述可调导流板设于所述电芯模块和所述壳体之间。

根据本发明的一些实施例，还包括用于调节所述可调导流板的角度的电机，所述可调导流板连接所述电机。

根据本发明的一些实施例，导流板和所述可调导流板均为弧形。

根据本发明的一些实施例，还包括温度调节装置，所述温度调节装置设置于所述进风口上。

根据本发明的一些实施例，温度调节装置包括制冷装置和/或制热装置。

根据本发明的一些实施例，还包括挡块，所述挡块固定所述电芯。

根据本发明的一些实施例，还包括封闭框，当所述电池包包括所述抽风装置时，所述封闭框设于所述电芯模块与所述出风口之间；当所述电池包包括所述鼓风装置时，所述封闭框设于所述电芯模块与所述进风口之间。

根据本发明的第二方面实施例的电子设备，其包括本发明第一方面实施例所述的电池包。

根据本发明实施例的电子设备，至少具有如下有益效果：电子设备中的电池包在抽风装置或鼓风装置的作用下，风从进风口被吸入电池包内，电芯模块通过矩阵设置形成水平方向和竖直方向的气流通道，风从壳体上的进风口进入电池包后，流经水平方向的气流通道，在导流板的作用下，风被导向竖直方向的气流通道的支流口从而进入竖直方向的气流通道，为电池包后侧电芯降温，使得电池包中前后温度一致，提高了前后电芯温度的一致性，从而提高电池包和电子设备的性能。

本发明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，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明一些实施例提供的电池包结构分解图；

图2为本发明一些实施例提供的电池包示意图；

图3为本发明另一些实施例提供的电池包示意图；

图4为本发明一些实施例提供的电池包的截面图；

图5为图4中a-a方向的截面图；

图6为图5中b-b方向的截面图；

图7为本发明一些实施例提供的电池包内流动阻力网络图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

本发明一些实施例提供了一种电池包，具体为：

参照图1至图4，本发明一些实施例提供的电池包，包括壳体101、导流板102、缆线接口104和电芯模块105，壳体101包括进风口1013跟出风口1014，电池包还包括设于出风口1014上的抽风装置103或设于进风口1013上的鼓风装置(图中未示出)，电芯模块105位于电池包内，电芯模块105包括矩阵设置的多组电芯，多组电芯按照气流从进风口到出风口的方向间隔排列有水平方向的气流通道，相邻的两组电芯之间形成竖直方向的气流通道，竖直方向的气流通道包括用于进风的支流口，导流板102设置于电芯模块105和壳体101之间，电芯模块105可放置多组电芯，缆线接口104包括正负极的两个接口，用于连接电池包的电缆线，本发明实施例主要以抽风装置103为例，不再描述设有鼓风装置的方案。当电池包工作，电芯工作产生热量，抽风装置103使电池包内形成负压环境，将风从进风口1013吸入电池包内，为电池包内的电芯降温，风从进风口1013进来后，流经水平方向的气流通道，前面电芯降温快，后面电芯降温慢，导流板102的开口面向进风口1013，进入电池包的一部分风在导流板102的作用下，风被导向竖直方向气流通道的支流口从而进入竖直方向的气流通道，为后面电芯降温，使得电池包中前后温度一致，提高了温度的一致性，从而提高电池包性能。

参照图1，需要说明的是，在本发明的一些实施例中，壳体101由上盖1011和下盖1012盖合而成，进风口1013和出风口1014设于下盖1012的弯折部上，导流板102位于电芯模块105和上盖1011之间，在满足本发明实施例要求的前提下，壳体101还可以是一体式的结构，本发明不对其作具体限制。

参照图5和图6，在本发明的一些实施例中，电芯模块105包括第一电芯201、第二电芯202和第三电芯203，第一电芯201设于电池包前部且靠近进风口1013，第二电芯202设于电池包中部，第三电芯203设于电池包后部且靠近出风口1014，第二电芯202和第三电芯203之间竖直方向的气流通道为第一气流通道，第一气流通道上方包括第一支流口204，导流板102开口面向进风口1013处，导流板102一端位于第一支流口204上方，导流板102将从进风口1013进入的风导向第一支流口204后进入第一气流通道，为后排电芯降温。需要说明的是，在满足本发明实施例要求的前提下，电芯还可以是其它数量，通过导流板102作用下将来自进风口1013的风导向后排电芯之间的竖直方向气流通道，本发明不对其作具体限制。

参照图6，在本发明的一些实施例中，电池包还包括可调导流板205，第一电芯201和第二电芯202之间的竖直方向的气流通道为第二气流通道，第二气流通道上方包括第二支流口206，可调导流板205开口面向进风口1013处，可调导流板205一端位于第二支流口206上方，可调导流板205将从进风口1013进入的风导向第二支流口206后进入第二气流通道，为中排电芯降温，可调导流板205设于电芯模块105和壳体101之间，在一些实施例中，可调导流板205设于电芯模块105和上盖1011之间。可调导流板205的角度可调节，通过可调导流板205角度的调节，可以控制第一支流口204跟第二支流口206风量的大小。当检测到后排电芯温度较高，可调导流板205调节使得进入第一支流口204的风量增加，进入第二支流口206的风量减少，通过可调导流板205的调节使得后排电芯迅速降温；当检测到中排电芯温度较高时，可调导流板205调节使得进入第二支流口206的风量增加，进入第一支流口204的风量减少，通过可调导流板205的调节使得中排电芯迅速降温，使得整个电芯模块105内温度均匀。需要说明的是，在满足本发明实施例要求的前提下，可调导流板205的数量可以为多个，本发明不对其作具体限制。

在本发明的一些实施例中，电池包内设有电机(图中未示出)，电机控制可调导流板205旋转的角度，其中，可调导流板205靠近第二支流口206一端连接电机，通过电机控制可调导流板205的旋转，实现了自动化的调节，提高了便利性，在一些实施例中，电机为旋转马达，由可控旋转马达控制可调导流板205的旋转，需要说明的是，在满足本发明实施例要求的前提下，电机还可以是其它类型的电机，还可以手动调节可调导流板205，本发明不对其作具体限制。

参照图6，在本发明的一些实施例中，导流板102和可调导流板205均为弧形，弧形设计的导流板102和可调导流板205靠口面向进风口1013处，通过弧形的设计，使得导流板102和可调导流板205气流管路方向上的截面逐渐减小，使得从进风口1013进来的风在到达第一支流口204跟第二支流口206前速度逐渐增大，提高了气流的导向作用，同时还可以冷却电芯模块105上可用于焊接的温度较高的极片和电芯的极柱。

在本发明的一些实施例中，电池包还包括温度调节装置(图中未示出)，温度调节装置设于进风口1013处。在一些情况中，电池包所处的环境难以预测，当电芯模块105内放置有电芯，通过温度调节装置，可为电池包提供稳定的风，为电芯模块105内的电芯降温，提高了前后电芯温度的一致性，从而提高电池包性能。

在本发明的一些实施例中，温度调节装置为制冷装置和/或制热装置，在一些环境中，电芯模块105内放置有电芯，电池包工作后，电芯工作发出热量，通过设在进风口1013制冷装置，可为电池包提供冷风，迅速帮电芯降温，提高了温度的一致性，从而提高电池包性能，而在另一些环境中，电池包外界温度很低，此时电池包内由于温度过低而无法正常工作，因此采用设在进风口1013制热装置，为电池包提供热风，迅速帮电芯升温，提高了电池包的性能和在极寒环境下的工作能力。

参照图5，在本发明的一些实施例中，电池包设有挡块301，挡块301设置在电芯模块105内，在一些实施例中，挡块301用于固定的电芯，并且将电芯模块105与壳体101隔开，有利于电池包内上层气流的流过。

参照图1，在本发明的一些实施例中，电池包设有封闭框401，当电池包包括抽风装置103，封闭框401设于电芯模块105和出风口1014之间，当电池包包括鼓风装置，封闭框401设于电芯模块105和出风口1014之间，封闭框401由绝热材料组成，在电池包中，由于抽风装置103的作用，在封闭框401内形成负压腔，使得从进风口1013进来的风可以均匀流过电芯模块105。

需要说明的是，在本发明的一些实施例中，抽风装置103为风扇，在风扇的抽风作用下，使得风被吸进进风口1013从而进入电池包内，在满足本发明实施例要求的前提下，抽风装置103还可以为离心风机、回转风机等风机，为电池包提供负压环境，使风被吸进进风口1013从而进入电池包内，本发明不对其作具体限制。

需要说明的是，在本发明的一些实施例中，进风口1013处设有进风网，进风网可当电池包从外界吸风的时候，阻挡杂物进入电池包内，保护电池包内的结构和电芯不受杂物干扰和破坏，在满足本发明实施例要求的前提下，进风口1013还可以为其它结构，在进风的同时阻挡杂物进入电池包，本发明不对其作具体限制。

本发明一些实施例还提供了一种电子设备，具体为：

在本发明的一些实施例中，电子设备包括上述实施例提到的电池包，电子设备中的电池包在抽风装置103或鼓风装置的作用下，风从进风口1013被吸入电池包内，电芯模块105通过矩阵设置形成水平方向和竖直方向的气流通道，风从壳体101上的进风口1013进入电池包后，流经水平方向的气流通道，在导流板102的作用下，风被导向竖直方向的气流通道的支流口从而进入竖直方向的气流通道，为电池包后侧电芯降温，使得电池包中前后温度一致，提高了前后电芯温度的一致性，从而提高电池包和电子设备的性能。

需要说明的是，在本发明的一些实施例中，电芯可以为方形磷酸铁锂电池，在满足本发明实施例要求的前提下，电芯还可以是软包电池或圆柱形电池等，本发明不对其作具体限制。

参照图7，图7为本发明一些实施例提供的电池包内流动阻力网络图。需要说明的是，在本发明的一些实施例中，导流板102、可调导流板205、水平方向和竖直方向的气流通道的设计由通过计算电池包内流动阻力(简称流阻)来优化，流阻由电池包内的空气压力和体积流量计算得到，p为空气压力，p的单位为pa，r为流动阻力，r的单位为m³/s，q为体积流量，q的单位为kg/m⁷，其中：

δp＝r×q²(1)

以上式子(1)中的r包括：

r1:电池包进气口的流阻；

r2:进入电池包的气流进入到导流板102下部，最后到第一支流口204的流阻；

r3:进入电池包的气流进入到可调导流板205下部，最后到第二支流口206的流阻；

r11-rn3:从各个电芯前部流到电芯后部的流阻，包括从电芯进口和出的局部阻力；

r4:气流从电芯模块105出来后，到达出气口1014的沿程和局部阻力；

r5:抽风装置103或鼓风装置的流阻(图7中以抽风装置为例)。

其中，r2、r3的大小可通过可调导流板205进行调节，当可调导流板205调到最上部时r2达到最大，气体全部流入第二支流口206；当可调导流板205调到最下部时r3达到最大，气体全部流入第一支流口204。

根据实际计算的r1、r2、r3、r11-rn3、r4、r5，按照串并联的计算方式得到总的流阻r总。通过计算优化各个r1、r2、r3、r11-rn3、r4、r5，使得计算出来的r总最低，r总越低，电池包的流动阻力就越小，则同样的风量下，电池包内的压差损失最小。利用此网络图定性分析或者定量的计算电池包内的流动阻力，让电池内水平方向和竖直方向的气流通道、导流板102和可调导流板205的设计更加合理，提高了电池包的性能。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。