电池及用电装置的制作方法

文档序号:31611883发布日期:2022-09-23 19:30阅读:71来源:国知局
电池及用电装置的制作方法

1.本技术属于电池技术领域,尤其涉及一种电池及用电装置。


背景技术:

2.电池单体广泛用于电子设备,例如手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等等。电池单体可以包括镉镍电池单体、氢镍电池单体、锂离子电池单体和二次碱性锌锰电池单体等。
3.电池包括多个电池单体,以为用电装置提供更高的电压和容量。在电池技术的发展中,如何改善电池单体的性能,是电池技术中的一个研究方向。


技术实现要素:

4.本技术实施例提供一种电池及用电装置,能够改善电池使用过程中温度上升的问题,提高电池单体的性能。
5.第一方面,本技术实施例提供一种电池,包括多个电池单体及冷却结构。多个电池单体沿第一方向设置。冷却结构至少部分设置于相邻的电池单体之间,冷却结构与电池单体之间形成供气体流过的通道,通道沿第二方向贯通冷却结构,第二方向垂直于第一方向。
6.上述方案中,通过设置冷却结构,能与电池单体配合形成供气体流过的通道,通过通道中流动的气流能对电池单体进行降温,从而改善电池使用过程中温度上升的问题,缓解由于电池单体温度过高而对电池单体的使用性能、使用寿命及安全性能造成的不良影响,提高电池单体的性能。
7.在一些实施例中,冷却结构包括主体部,主体部设置于相邻的电池单体之间,主体部的面向电池单体的表面设有凹部,通道包括凹部。
8.上述方案中,冷却结构设于电池单体之间时,主体部面向电池单体的表面与电池单体的一侧相接触,凹部与电池单体的表面围合界定出供气流通过的通道,以通过通道中流动的气流对电池单体进行降温。
9.在一些实施例中,主体部包括沿第一方向相背设置的第一表面和第二表面。凹部包括设置于第一表面的第一凹部和设置于第二表面的第二凹部。第一凹部和第二凹部沿第三方向布置,第三方向垂直于第一方向和第二方向。
10.上述方案中,主体部的两侧分别设有凹部,在主体部设于相邻的两电池单体之间时,第一凹部和第二凹部能分别与两电池单体的表面围合界定出供气流通过的通道,以同时对两个电池单体进行降温,提高电池散热效果;并且,将第一凹部和第二凹部沿第三方向布置,使第一凹部与第二凹部于第一方向的投影不重合,主体部于第一方向的尺寸仅需略大于一个凹部于第一方向的尺寸即可,从最大程度上减小主体部于第一方向的尺寸,从而减少主体部加工制造时所用的材料,降低主体部的生产成本,同时有利于缩减电池的尺寸以及减轻电池的重量。
11.在一些实施例中,第二凹部为两个;在第三方向上,两个第二凹部分别位于第一凹
部的两侧。
12.上述方案中,第一凹部与第二凹部的数量及布置方式可以灵活调整,只要满足能与电池单体的表面围合界定出供气流通过的通道即可。
13.在一些实施例中,第一表面与第二表面分别设有两个第一筋条,各第一筋条均靠近主体部在第三方向上的两侧设置,且第一筋条用于与电池单体相抵。
14.上述方案中,两第一筋条能与电池单体于第三方向的两侧密封接触,以防止通道中的气流于第三方向由主体部与电池单体之间的缝隙泄漏而影响气流的流速,保证气流对电池单体的降温效果。
15.在一些实施例中,第一筋条为弹性筋条。
16.上述方案中,第一筋条以过盈配合的方式与电池单体的表面弹性抵接,有效保证第一筋条对主体部与电池单体之间缝隙的密封效果。
17.在一些实施例中,第一筋条沿第二方向的两端分别朝向远离对应的主体部的方向延伸设有延伸部。在第二方向上,电池单体的至少部分位于两个延伸部之间并与两个延伸部相抵。
18.上述方案中,两延伸部能对电池单体朝向主体部的一侧表面于第二方向的两侧边缘处进行密封,从而保证第一筋条对电池单体与第二方向的边缘处与主体部之间的缝隙的密封效果。
19.在一些实施例中,沿着远离对应的主体部的方向,两延伸部相对的一侧边缘之间的距离逐渐增大。
20.在上述方案中,两延伸部形成圆角状或倒角状,通过弹性形变包覆电池单体朝向主体部的一侧表面与电池单体于第二方向的两侧表面之间的连接处,不仅与电池单体朝向主体部的一侧表面密封相接,还与电池单体于第二方向的两侧表面的一部分位置密封相抵,从而有效保证第一筋条对电池单体和主体部之间缝隙的密封效果。
21.在一些实施例中,冷却结构还包括设置于凹部的底壁的第二筋条,第二筋条沿第二方向延伸。
22.在上述方案中,凹部与电池单体的表面围合形成通道时,第二筋条能与电池单体的表面相抵接,以对凹部进行支撑,减少凹部老化变形。
23.在一些实施例中,冷却结构还包括第一限位部和第二限位部,第一限位部和第二限位部分别连接于主体部沿第三方向的两端,第三方向垂直于第一方向和第二方向。在第三方向上,电池单体的至少部分设置于第一限位部和第二限位部之间。
24.在上述方案中,第一限位部与第二限位部能配合于第三方向对电池单体进行限位,以对电池单体于第三方向的位置进行保持,减少电池单体于第三方向产生位移或晃动的情况。
25.在一些实施例中,第一限位部的背离主体部的端面与朝向第二限位部所在方向的一侧表面之间、以及第二限位部背离主体部的端面与朝向第一限位部所在方向的一侧表面之间均设有导向斜面。
26.在上述方案中,将电池单体与冷却结构装配时,通过导向斜面,能将电池单体顺利引导至第一限位部与第二限位部之间,以实现电池单体与冷却结构的快速装配。
27.在一些实施例中,沿着远离主体部的方向,第一限位部的导向斜面朝向远离第二
限位部所在方向倾斜。
28.在上述方案中,沿着远离主体部的方向,第一限位部的导向斜面与第二限位部之间的距离逐渐增大,在电池单体装设于第一限位部与第二限位部之间的过程中,能降低电池单体与冷却结构之间的装配要求,便于实现电池单体与冷却结构的快速装配。
29.在一些实施例中,第一限位部被配置为能弹性变形。
30.在上述方案中,通过第一限位部的弹性形变能在电池处于振动环境中,能于第三方向吸收振动,减少各电池单体受到的振动。
31.在一些实施例中,冷却结构还包括第三限位部和第四限位部,第三限位部和第四限位部分别连接于主体部沿第二方向的两端。在第二方向上,电池单体的至少部分设置于第三限位部和第四限位部之间。
32.在上述方案中,第三限位部与第四限位部能配合于第二方向对电池单体进行限位,以对电池单体于第二方向的位置进行保持,减少电池单体于第二方向产生位移或晃动的情况。与第一限位部和第二限位部配合,同时于第二方向和第三方向对电池单体进行限位,使电池单体与冷却结构装配后不产生晃动,提高电池整体结构的模组刚度及稳定性。
33.在一些实施例中,冷却结构还包括第一卡接部和第二卡接部,第一卡接部和第二卡接部分别位于主体部沿第一方向的两侧。冷却结构为多个,多个冷却结构沿第一方向间隔设置,相邻的冷却结构之间设有电池单体;相邻的冷却结构的第一卡接部和第二卡接部卡接。
34.在上述方案中,第一卡接部与第二卡接部的设置可以实现两个冷却结构之间的装配,使两个冷却结构之间形成容纳电池单体的空间。
35.在一些实施例中,第一卡接部在第三方向上背离主体部的一侧设有凸部。第二卡接部在第三方向上朝向主体部的一侧设有凹槽。第一卡接部设于第二卡接部在第三方向上朝向主体部的一侧,且凸部与凹槽配合相接,第三方向垂直于第一方向和第二方向。
36.在上述方案中,凸部与凹槽之间的配合相接,一方面能够实现第一卡接部与第二卡接部之间的连接,另一方面能在第一卡接部与第二卡接部的装配过程中起到导向作用,以实现两个冷却结构之间的快速安装。
37.在一些实施例中,第一卡接部在第三方向上背离主体部的一侧设有导向部,导向部在第二方向的尺寸沿着远离主体部的方向逐渐缩小。第二卡接部远离主体部的一侧沿第一方向凹设形成有缺口,缺口在第二方向上的尺寸沿着远离主体部的方向逐渐增大。第一卡接部设于第二卡接部在第三方向上朝向主体部的一侧,导向部与缺口配合对接,第三方向垂直于第一方向和第二方向。
38.在上述方案中,通过设置导向部与缺口能在第一卡接部与第二卡接部插接过程中对二者之间的装配起到导向作用,以进一步实现两个冷却结构之间的快速安装。
39.在一些实施例中,主体部被配置为在电池单体膨胀时变形。
40.在上述方案中,通过将主体部设置为可以在电池单体膨胀时变形,能够在电池单体膨胀时吸收电池单体的膨胀力,减少冷却结构对电池单体的压力。
41.在一些实施例中,电池还包括两个端板和两个侧板,两个端板分别位于各电池单体沿第一方向的两端,两个侧板分别位于各电池单体沿第二方向的两侧,各侧板连接两个端板。两侧板均设有开口,通道的至少部分与开口沿第二方向相对。
42.在上述方案中,通过设置端板及侧板能将各电池单体组合成为一个整体,其中两侧板上的开口与各通道的两端相对,以使气体通过开口进入各通道中对电池单体进行降温。
43.在一些实施例中,侧板包括侧板主体和两个弯折部,两个弯折部连接于侧板主体沿第三方向的两端并相对于侧板主体弯折,第三方向垂直于第一方向和第二方向;在第三方向上,冷却结构的至少部分位于两个弯折部之间。
44.在上述方案中,侧板主体用于在第二方向对各电池单体及冷却结构进行限位保持,且弯折部用于在第三方向对电池单体及冷却结构进行限位保持,以使各电池单体及冷却结构形成一个整体。
45.在一些实施例中,冷却结构在面向至少一个弯折部的端部设有弹性部,弹性部与弯折部相抵并压缩。
46.在上述方案中,设置弹性部能吸收电池单体与冷却结构装配时于第三方向的公差,使电池单体平齐排列。
47.第二方面,本技术又一实施例提供了一种用电装置,其中,用电装置包括如上述实施例中的电池,电池用于提供电能。
48.上述说明仅是本技术技术方案的概述,为了能够更清楚了解本技术的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本技术的具体实施方式。
附图说明
49.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案,下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单的介绍,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的附图。
50.图1为本技术一些实施例提供的车辆的结构示意图;
51.图2为本技术一些实施例提供的电池的爆炸示意图;
52.图3为本技术另一些实施例提供的电池的立体结构示意图;
53.图4为本技术另一些实施例提供的电池的冷却结构的立体结构示意图;
54.图5为本技术另一些实施例提供的电池的冷却结构的另一立体结构示意图;
55.图6为本技术另一些实施例提供的电池的局部平面结构示意图;
56.图7为本技术另一些实施例提供的电池的局部立体结构示意图;
57.图8为本技术另一些实施例提供的电池的局部平面结构示意图。
58.附图标号说明:
59.1、车辆;2、电池;21、电池单体;22、箱体;221、第一箱体部; 222、第二箱体部;223、容纳空间;23、冷却结构;231、主体部;2311、第一表面;23111、第一凹部;2312、第二表面;23121、第二凹部;2313、第一筋条;23131、延伸部;2314、第二筋条;2315、弹性部;232、第一限位部;233、第二限位部;234、导向斜面;235、第三限位部、236、第四限位部;237、第一卡接部;2371、凸部;2372、导向部;238、第二卡接部;2381、凹槽;2382、缺口;239、侧板;2391、开口;2392、侧板主体;2393、弯折部;240、端板;3、控制器;4、马达;5、电池模块。
具体实施方式
60.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。
61.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。
62.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。
63.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。
64.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:单独存在 a,同时存在a和b,单独存在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。
65.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)。
66.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。
67.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。
68.本技术中,电池单体可以包括锂离子二次电池单体、锂离子一次电池单体、锂硫电池单体、钠锂离子电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体等,本技术实施例对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等,本技术实施例对此也不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种:柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体,本技术实施例对此也不限定。
69.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。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。
70.电池单体包括电极组件和电解质,电极组件包括正极极片、负极极片和隔离件。电
池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极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;正极集流体包括正极集流部和凸出于正极集流部的正极极耳,正极集流部涂覆有正极活性物质层,正极极耳的至少部分未涂覆正极活性物质层。以锂离子电池为例,正极集流体的材料可以为铝,正极活性物质层包括正极活性物质,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;负极集流体包括负极集流部和凸出于负极集流部的负极极耳,负极集流部涂覆有负极活性物质层,负极极耳的至少部分未涂覆负极活性物质层。负极集流体的材料可以为铜,负极活性物质层包括负极活性物质,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。隔离件的材质可以为pp(polypropylene,聚丙烯)或pe(polyethylene,聚乙烯)等。此外,电极组件可以是卷绕式结构,也可以是叠片式结构,本技术实施例并不限于此。
71.电池单体在充放电的过程中会产生热量,当多个电池单体成组使用时,这些热量可能会聚集在一起,如果没有有效地去除这些热量,将会导致电池单体升温,加速电池单体的老化,影响电池的使用性能及使用寿命;另外,温度过高还容易引发热失控,严重影响电池的安全性能。
72.发明人尝试在多个电池单体的外侧设置散热通道,以对多个电池单体进行降温。
73.然而,发明人发现,散热通道仅能从外侧带走电池单体产生的热量,而对于多个电池单体之间温度较高位置处则无法进行有效降温,因此,电池单体仍然存在温度偏高的问题。
74.鉴于此,本技术实施例提供一种电池,包括多个电池单体及冷却结构。多个电池单体沿第一方向设置;冷却结构至少部分设置于相邻的电池单体之间,冷却结构与电池单体之间形成供气体流过的通道,通道沿第二方向贯通冷却结构,第二方向垂直于第一方向。本技术实施例的技术方案中,通过设置冷却结构,能与电池单体配合形成供气体流过的通道,通过通道中流动的气流能对电池单体进行降温,从而改善电池使用过程中温度上升的问题,缓解由于电池温度过高而对电池的使用性能、使用寿命及安全性能造成的不良影响。
75.本技术实施例描述的电池适用于各种使用电池的用电装置。
76.用电装置可以是车辆、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。车辆可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,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装置不做特殊限制。
77.以下实施例为了方便说明,以用电装置为车辆为例进行说明。
78.图1为本技术一些实施例提供的车辆的结构示意图。
79.如图1所示,车辆1的内部设置有电池2,电池2可以设置在车辆1的底部或头部或尾部。电池2可以用于车辆1的供电,例如,电池2可以作为车辆1的操作电源。
80.车辆1还可以包括控制器3和马达4,控制器3用来控制电池2为马达 4供电,例如,
用于车辆1的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
81.在本技术一些实施例中,电池2不仅仅可以作为车辆1的操作电源,还可以作为车辆1的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1 提供驱动动力。
82.图2为本技术一些实施例提供的电池的爆炸示意图。
83.如图2所示,电池2包括箱体22和电池单体(图2未示出),电池单体21容纳于箱体22内。
84.箱体22用于容纳电池单体,箱体22可以是多种结构。在一些实施例中,箱体22可以包括第一箱体部221和第二箱体部222,第一箱体部221 与第二箱体部222相互盖合,第一箱体部221和第二箱体部222共同限定出用于容纳电池单体21的容纳空间223。第二箱体部222可以是一端开口的空心结构,第一箱体部221为板状结构,第一箱体部221盖合于第二箱体部222的开口侧,以形成具有容纳空间223的箱体22;第一箱体部221 和第二箱体部222也均可以是一侧开口的空心结构,第一箱体部221的开口侧盖合于第二箱体部222的开口侧,以形成具有容纳空间223的箱体22。当然,第一箱体部221和第二箱体部222可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
85.为提高第一箱体部221与第二箱体部222连接后的密封性,第一箱体部221与第二箱体部222之间也可以设置密封件,比如,密封胶、密封圈等。
86.假设第一箱体部221盖合于第二箱体部222的顶部,第一箱体部221 也可称为上箱盖,第二箱体部222也可称为下箱体22。
87.在电池2中,电池单体为多个。多个电池单体之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体中既有串联又有并联。多个电池单体之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体构成的整体容纳于箱体22 内;当然,也可以是多个电池单体先串联或并联或混联组成电池模块5,多个电池模块5再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体22内。
88.图3为本技术另一些实施例提供的电池的立体结构示意图。图4为本技术另一些实施例提供的电池的冷却结构的立体结构示意图。图5为本技术另一些实施例提供的电池的冷却结构的另一立体结构示意图。
89.如图3至图5所示,本技术实施例提供一种电池,包括多个电池单体 21及冷却结构23。多个电池单体21沿第一方向x设置;冷却结构23至少部分设置于相邻的电池单体21之间,冷却结构23与电池单体21之间形成供气体流过的通道,通道沿第二方向y贯通冷却结构23,第二方向y垂直于第一方向x。
90.冷却结构23可以设置为一个,也可以设有多个。当冷却结构2为多个时,多个冷却结构2沿第一方向x布置,相邻的冷却结构2之间设有电池单体21。示例性地,多个电池单体21与多个冷却结构23沿第一方向x交替设置。
91.冷却结构23设置于相邻的电池单体21之间的部分可以与电池单体直接接触,也可以与电池单体21间隔设置,本技术对此不作限制。示例性地,冷却结构23设于相邻的两个电池单体21之间时,冷却结构23的两侧表面分别与两电池单体21的一侧表面至少部分地接触。
92.本技术对通道形成的方式不作限制,示例性地,冷却结构23朝向电池单体21的表面上可以设置至少一处凹凸结构与电池单体21的表面相配合形成供气体流过的通道。
93.相对于电池沿第一方向x的尺寸,电池单体21于第二方向y的尺寸较小,通道的长度相对也较短,不会出现由于通道长度过长而导致气体在通道中通过热交换温度升高过快而影响换热效果的情况,并且通道的长度短,气体流通的路径较短,能降低气体流动时的阻力,减小压力损失,有效保证气体流动过程中对电池降温的效果。
94.本技术实施例的技术方案中,通过设置冷却结构23,能与电池单体21 配合形成供气体流过的通道,通过通道中流动的气流能对电池单体21进行降温,从而改善电池使用过程中温度上升的问题,缓解由于电池温度过高而对电池的使用性能、使用寿命及安全性能造成的不良影响。
95.在一些实施例中,每两个相邻的电池单体21之间均设有冷却结构23,以在每两个电池单体21之间形成用于冷却的通道。相当于是在电池的内部形成用于冷却的通道,通过通道中流过的气体将电池内部的热量带出,而不仅仅是在电池的外周缘一侧处设置散热通道,从而能有效对电池进行降温。
96.在一些实施例中,多个冷却结构23与多个电池单体21装配后,形成多道相互平行、间隔设置且沿第二方向y延伸的通道,所有通道的气体流通方向相同,在气体流通过程中不会相互干扰,在风速达到20m3/小时的状态下,单个电池单体21的冷却系数不低于0.16w/k,有效对电池进行降温。
97.图6为本技术另一些实施例提供的电池的局部平面结构示意图。
98.如图4至图6所示,在一些实施例中,冷却结构23包括主体部231,主体部231设置于相邻的电池单体21之间,主体部231的面向电池单体21 的表面设有凹部,通道包括凹部。
99.凹部沿第二方向y延伸并贯穿主体部231于第二方向y的两侧,主体部231的面向电池单体21的表面设有至少一处凹部,在与电池单体21装配后,在凹部设有多处的情况下,每处凹部均能与电池单体21的表面围合形成一个通道。
100.在本实施例中,冷却结构23设于电池单体21之间时,主体部231面向电池单体21的表面与电池单体21的一侧相接触,气体在凹部与电池单体21的表面围合界定出的通道中流动,以对电池单体21进行降温。
101.如图4至图6所示,在一些实施例中,主体部231包括沿第一方向x 相背设置的第一表面2311和第二表面2312;凹部包括设置于第一表面 2311的第一凹部23111和设置于第二表面2312的第二凹部23121;第一凹部23111和第二凹部23121沿第三方向z布置,第三方向z垂直于第一方向x和第二方向y。
102.第一表面2311与第二表面2312分别与两个电池单体21配合相接,且第一表面2311上的第一凹部23111与第二表面2312上的第二凹部23121 分别与两个电池单体21配合形成通道。
103.第一凹部23111与第二凹部23121可以通过对主体部231进行弯折加工形成。
104.第一表面2311上第一凹部23111的个数以及第二表面2312上第二凹部23121的个数可以根据所需要的通道的数量灵活确定。
105.本技术实施例中,主体部231的两侧分别设有凹部,在主体部231设于相邻的两电池单体21之间时,第一凹部23111和第二凹部23121能分别与两电池单体21的表面围合界定出供气流通过的通道,以同时对两个电池单体21进行降温,提高电池散热效果;并且,将第一凹部23111和第二凹部23121沿第三方向z布置,使第一凹部23111与第二凹部23121于第
一方向x的投影不重合,主体部231于第一方向x的尺寸仅需略大于一个凹部于第一方向x的尺寸即可,从最大程度上减小主体部231于第一方向x 的尺寸,从而减少主体部231加工制造时所用的材料,降低生产成本,同时有利于缩减电池的尺寸以及减轻电池的重量。
106.如图4至图6所示,在一些实施例中,第二凹部23121为两个;在第三方向z上,两个第二凹部23121分别位于第一凹部23111的两侧。
107.本技术实施例中,也可以将第一凹部23111设为两个,第二凹部23121 设为一个;或者也可以将第一凹部23111和第二凹部23121设为其他数量,第一凹部23111与第二凹部23121的数量及布置方式可以灵活调整,只要满足能与电池单体21的表面围合界定出供气流通过的通道即可。
108.如图4至图6所示,在一些实施例中,第一表面2311与第二表面2312 分别设有两个第一筋条2313,各第一筋条2313均靠近主体部231在第三方向z上的两侧设置,各第一筋条2313沿第二方向y延伸,且各第一筋条 2313于第一方向x凸出于第一表面2311或第二表面2312,且第一筋条 2313用于与电池单体21相抵。
109.本技术实施例中,两第一筋条2313能与电池单体21于第三方向z的两侧密封接触,以防止通道中的气流于第三方向z由主体部231与电池单体21之间的缝隙泄漏而影响气流的流速,保证气流对电池单体21的降温效果。
110.在一些实施例中,第一筋条2313为弹性筋条。第一筋条2313以过盈配合的方式与电池单体21的表面抵接并发生弹性形变,第一筋条2313在自身弹性恢复力的作用下,与电池单体21的表面紧密抵接,有效保证第一筋条2313对主体部231与电池单体21之间缝隙的密封效果。
111.如图4至图6所示,在一些实施例中,第一筋条2313沿第二方向y的两端分别朝向远离对应的主体部231的方向延伸设有延伸部23131;在第二方向y上,电池单体21的至少部分位于两个延伸部23131之间并与两个延伸部23131相抵。
112.两延伸部23131能对电池单体21朝向主体部231的一侧表面于第二方向y的两侧边缘处进行密封,从而保证第一筋条2313对电池单体21与第二方向y的边缘处与主体部231之间的缝隙的密封效果。
113.可选地,如图4及图5所示,沿着远离对应的主体部231的方向,两延伸部23131相对的一侧边缘之间的距离逐渐增大。
114.本技术实施例中,两延伸部23131形成圆角状或倒角状,通过弹性形变包覆电池单体21朝向主体部231的一侧表面与电池单体21于第二方向 y的两侧表面之间的连接处,不仅与电池单体21朝向主体部231的一侧表面密封相接,还与电池单体21于第二方向y的两侧表面的一部分位置密封相抵,从而有效保证第一筋条2313对电池单体21和主体部231之间缝隙的密封效果。
115.如图4至图6所示,在一些实施例中,冷却结构23还包括设置于凹部的底壁的第二筋条2314,第二筋条2314沿第二方向y延伸。
116.每个凹部中可以设置至少一条第二筋条2314,当第二筋条2314仅有一个时,第二筋条2314位于凹部沿第三方向z的中间位置处,当第二筋条 2314设有多个时,多个第二筋条2314相互平行且于凹部中沿第三方向z间隔设置。
117.可选地,第二筋条2314于第一方向x的尺寸小于或等于凹部于第一方向x的尺寸,
以防止冷却结构23与电池单体21接触时,第二筋条2314凸出于主体部231的表面而对电池单体21的表面造成磨损。
118.可选地,第二筋条2314为刚性筋条,以对凹部提供有效的支撑。
119.本技术实施例中,凹部与电池单体21的表面围合形成通道时,第二筋条2314能与电池单体21的表面相抵接,以对凹部进行支撑,减少凹部老化变形。
120.如图4至图6所示,在一些实施例中,冷却结构23还包括第一限位部 232和第二限位部233,第一限位部232和第二限位部233分别连接于主体部231沿第三方向z的两端,第三方向z垂直于第一方向x和第二方向y;在第三方向z上,电池单体21的至少部分设置于第一限位部232和第二限位部233之间。
121.第一限位部232与第二限位部233均可以设置多个,多个第一限位部 232及多个第二限位部233分别沿第二方向y间隔设置,以于多个位置对电池单体21进行限位,保证电池单体21受力均匀。
122.本技术实施例中,第一限位部232与第二限位部233能配合于第三方向z对电池单体21进行限位,以对电池单体21于第三方向z的位置进行保持,减少电池单体21于第三方向z产生位移或晃动的情况。
123.如图4至图6所示,在一些实施例中,第一限位部232的背离主体部 231的端面与朝向第二限位部233所在方向的一侧表面之间、以及第二限位部233背离主体部231的端面与朝向第一限位部232所在方向的一侧表面之间均设有导向斜面234。
124.本技术实施例中,将电池单体21与冷却结构23装配时,通过导向斜面234,能将电池单体21顺利引导至第一限位部232与第二限位部233之间,以实现电池单体21与冷却结构23的快速装配。
125.可选地,沿着远离主体部231的方向,第一限位部232的导向斜面234 朝向远离第二限位部233所在方向倾斜,且第二限位部233的导向斜面234 朝向远离第一限位部232所在方向倾斜。
126.可以理解的是,沿着远离主体部231的方向,第一限位部232的导向斜面234与第二限位部233的导向斜面234之间的距离逐渐增大。
127.可选地,导向斜面234为平面,相当于第一限位部232的背离主体部 231的端面与朝向第二限位部233所在方向的一侧表面之间的连接处、与第二限位部233背离主体部231的端面与朝向第一限位部232所在方向的一侧表面之间的连接处分别形成倒角。
128.可选地,导向斜面234为曲面,相当于第一限位部232的背离主体部 231的端面与朝向第二限位部233所在方向的一侧表面之间的连接处、与第二限位部233背离主体部231的端面与朝向第一限位部232所在方向的一侧表面之间的连接处分别形成圆角。
129.本技术实施例中,沿着远离主体部231的方向,第一限位部232的导向斜面234与第二限位部233之间的距离逐渐增大,在电池单体21装设于第一限位部232与第二限位部233之间的过程中,由于第一限位部232的导向斜面234与第二限位部233的导向斜面234之间的距离大于电池单体 21于第三方向z的尺寸,因此在将电池单体21与冷却结构23装配时,只需要将电池单体21置于第一限位部232与第二限位部233之间,接着沿第三方向z朝向靠近冷却结构23的方向推动电池单体21即可,能降低电池单体21与冷却结构23之间的装配要求,便于实现电池单体21与冷却结构 23的快速装配。
130.在一些实施例中,第一限位部232被配置为能弹性变形。
131.可选地,第一限位部232为塑料材质或金属材质等具有较高硬度,但能进行微小形变的材质制成,既能保证第一限位部232能有效对电池单体21进行支撑,还能使第一限位部232在一些使用环境下能够产生弹性变形。
132.本技术实施例中,通过第一限位部232的弹性形变能在电池处于振动环境中,能于第三方向z吸收振动,减少各电池单体21受到的振动。
133.如图4至图6所示,在一些实施例中,冷却结构23还包括第三限位部235和第四限位部236,第三限位部235和第四限位部236分别连接于主体部231沿第二方向y的两端;在第二方向y上,电池单体21的至少部分设置于第三限位部235和第四限位部236之间。
134.第三限位部235与第四限位部236均可以设置多个,多个第三限位部 235及多个第四限位部236分别沿第三方向z间隔设置,以于多个位置对电池单体21进行限位,保证电池单体21受力均匀。
135.本技术实施例中,第三限位部235与第四限位部236能配合于第二方向y对电池单体21进行限位,以对电池单体21于第二方向y的位置进行保持,减少电池单体21于第二方向y产生位移或晃动的情况。
136.本技术实施例中,第三限位部235与第四限位部236能配合于第二方向y对电池单体21进行限位,以对电池单体21于第二方向y的位置进行保持,减少电池单体21于第二方向y产生位移或晃动的情况。第三限位部 235和第四限位部236与第一限位部232和第二限位部233配合,同时于第二方向y和第三方向z对电池单体21进行限位,使电池单体21与冷却结构23装配后不产生晃动,提高电池整体结构的模组刚度及稳定性。
137.图7为本技术另一些实施例提供的电池的局部立体结构示意图。
138.如图4至图7所示,在一些实施例中,冷却结构23还包括第一卡接部 237和第二卡接部238,第一卡接部237和第二卡接部238分别位于主体部 231沿第一方向x的两侧。
139.可选地,在一些特殊情况下,例如冷却结构23仅设于一个电池单体21 的一侧,在冷却结构23的另一侧未设置电池单体21,此时,冷却结构23 仅设有第一卡接部237或第二卡接部238。
140.冷却结构23为多个,多个冷却结构23沿第一方向x间隔设置,相邻的冷却结构23之间设有电池单体21;相邻的冷却结构23的第一卡接部237 和第二卡接部238卡接。
141.具体地,其中一个冷却结构23的第一卡接部237与另一冷却结构23 的第二卡接部238卡接,以实现两个冷却结构23的相接。
142.本技术实施例中,第一卡接部237与第二卡接部238的设置可以实现两个冷却结构23之间的装配,使两个冷却结构23之间形成容纳电池单体21的空间。
143.在一些实施例中,第一卡接部237在第三方向z上背离主体部231的一侧设有凸部2371,第二卡接部238在第三方向z上朝向主体部231的一侧设有凹槽2381,第一卡接部237设于第二卡接部238在第三方向z上朝向主体部231的一侧,且凸部2371与凹槽2381配合相接,第三方向z垂直于第一方向x和第二方向y。
144.可选地,凸部2371与凹槽2381的位置可以互换,即凸部2371设于第二卡接部238,而凹槽2381设于第一卡接部237,凸部2371与凹槽2381 的设置方向也可以互换,只要能实现二者之间的配合相接,以实现第一卡接部237与第二卡接部238之间的卡接即可。
145.本技术实施例中,凸部2371与凹槽2381之间的配合相接,一方面能够实现第一卡接部237与第二卡接部238之间的连接,另一方面能在第一卡接部237与第二卡接部238的装配过程中起到导向作用,以实现两个冷却结构23之间的快速安装。
146.在一些实施例中,第一卡接部237在第三方向z上背离主体部231的一侧设有导向部2372,导向部2372在第二方向y的尺寸沿着远离主体部 231的方向逐渐缩小,第二卡接部238远离主体部231的一侧沿第一方向x 凹设形成有缺口2382,缺口2382在第二方向y上的尺寸沿着远离主体部 231的方向逐渐增大,第一卡接部237设于第二卡接部238在第三方向z上朝向主体部231的一侧,导向部2372与缺口2382配合对接,第三方向z 垂直于第一方向x和第二方向y。
147.可选地,导向部2372与缺口2382的位置也可以互换,即导向部2372 设于第二卡接部238,而缺口2382设于第一卡接部237,导向部2372与缺口2382的具体结构也可以选用其他具有导向作用的结构,本技术不以此为限。
148.本技术实施例中,通过设置导向部2372与缺口2382能在第一卡接部 237与第二卡接部238插接过程中对二者之间的装配起到导向作用,以进一步实现两个冷却结构23之间的快速安装。
149.在一些实施例中,主体部231被配置为在电池单体21膨胀时变形。
150.主体部231的可以于第一方向x和第三方向z中的至少一个产生变形。
151.在上述方案中,通过将主体部231设置为可以在电池单体21膨胀时变形,能够在电池单体21膨胀时吸收电池单体21的膨胀力,减少冷却结构 23对电池单体21的压力。
152.图8为本技术另一些实施例提供的电池的局部平面结构示意图。
153.如图8所示,在一些实施例中,电池还包括两个端板240和两个侧板 239,两个端板240分别位于各电池单体21沿第一方向x的两端,两个侧板239分别位于各电池单体21沿第二方向y的两侧,各侧板239连接两个端板240;两侧板239均设有开口2391,通道的至少部分与开口2391沿第二方向y相对。
154.两个端板240与两个侧板239交替设置围合形成框状结构,两个端板 240及两个侧板239分别从第一方向x及第二方向y对各电池单体21及各冷却结构23进行定位保持,以使各电池单体21及各冷却结构23之间的相对位置保持固定。
155.本技术实施例中,通过设置端板240及侧板239能将各电池单体21组合成为一个整体,其中两侧板239上的开口2391与各通道的两端相对,以使气体通过开口2391进入各通道中对电池单体21进行降温。
156.如图8所示,在一些实施例中,侧板239包括侧板主体2392和两个弯折部2393,两个弯折部2393连接于侧板主体2392沿第三方向z的两端并相对于侧板主体2392弯折,第三方向z垂直于第一方向x和第二方向y;在第三方向z上,冷却结构23的至少部分位于两个弯折部2393之间。
157.弯折部2393与侧板主体2392一体成型,通过主体部231弯折加工形成。
158.本技术实施例中,侧板主体2392用于在第二方向y对各电池单体21 及冷却结构23进行限位保持,且弯折部2393用于在第三方向z对电池单体21及冷却结构23进行限位保持,以使各电池单体21及冷却结构23形成一个整体。
159.如图8所示,在一些实施例中,冷却结构23在面向至少一个弯折部 2393的端部设
有弹性部2315,弹性部2315与弯折部2393相抵并压缩。
160.可选地,弹性部2315设于冷却结构23于第三方向z设有第一卡接部237和/或第二卡接部238的一侧,弹性部2315可以为弹性块状结构,或者弹性部2315也可以为设有弹性筋条的刚性块状结构。
161.本技术实施例中,设置弹性部2315能吸收电池单体21与冷却结构23 装配时于第三方向z的公差,使电池单体21平齐排列。
162.在一些实施例中,本技术还提供了一种用电装置,其中,用电装置包括如上述实施例中的电池,电池用于提供电能。
163.上述方案中,通过设置冷却结构,能与电池单体配合形成供气体流过的通道,通过通道中流动的气流能对电池单体进行降温,从而改善电池使用过程中温度上升的问题,缓解由于电池温度过高而对电池的使用性能、使用寿命及安全性能造成的不良影响。
164.用电装置可以是前述任一应用电池的设备或系统。
165.如图3至图8所示,本技术实施例提供了一种电池,包括多个电池单体21及多个冷却结构23,多个冷却结构23及多个电池单体21沿第一方向 x交替间隔排列设置,每个冷却结构23的至少一侧形成有沿第二方向y贯通的凹部,冷却结构23与电池单体21配合接触,且凹部与电池单体21于第一方向x的表面围合形成供气体流通的通道。
166.冷却结构23于第三方向z的两侧分别设有第一限位部232和第二限位部233,冷却结构23于第二方向y的两侧分别设有第三限位部235和第四限位部236,第一限位部232、第二限位部233、第三限位部235和第四限位部236配合用于从第二方向y和第三方向z对电池单体21进行限位,以对电池单体21和冷却结构23的相对位置进行保持。
167.冷却结构23于第三方向z的一侧设有第一卡接部237与第二卡接部 238,每个冷却结构23分别通过第一卡接部237和第二卡接部238与另外两个冷却结构23卡接定位,以实现各冷却结构23的相接。
168.如此多个冷却结构23及多个电池单体21组合形成一个整体,且在每个电池单体21的两侧形成沿第二方向y延伸的通道,相当于在电池的内部形成多条沿第二方向y延伸的通道,通过各通道中流通的气体,有效将电池内部的热量导出,从电池的内部对电池进行降温,从而改善电池使用过程中温度上升的问题,缓解由于电池温度过高而对电池的使用性能、使用寿命及安全性能造成的不良影响。
169.以上所述,仅为本技术的具体实施方式,所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。应理解,本技术的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本技术的保护范围之内。
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