动力电池模组及具有其的电动车辆的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种动力电池模组及具有其的电动车辆。


背景技术：

2.新能源车因为更加环保而被越来越被消费者重视，随着新能源车的不断发展，人们对电池模组的安全性提出了更高的要求，在保证电池模组的安全性方面的主要措施就是使电芯所处的工作环境温度可控，通常采用水冷板给电芯散热，另一方面，随着人们对新能源车的续航里程的要求越来越高，单个的电池包或者电池模块的电容量已经不能满足使用需求，当两个相同的电池包堆叠方式时，会出现水冷板与水冷板抵靠的现象，即是说，采用水冷板给电芯散热的时候，仅利用了水冷板单侧的散热功能。这就造成了水冷板换热面积的浪费、电池模组内空间浪费的现象。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种散热效果好、结构设计更加合理的动力电池模组。
4.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.提供一种动力电池模组，其包括至少两组互相堆叠设置的电芯组件，所述电芯组件包括若干堆叠设置的电芯单元，所述电芯组件具有相互平行的两个侧面，所述动力电池模组还包括与电芯组件的侧面贴合的侧冷板，所述侧冷板的宽度小于电芯组件侧面高度的一半，相邻两组电芯组件上的侧冷板在竖直方向上相互错位设置。
6.进一步地，所述侧冷板包括流道换热部及与流道换热部一体设置的安装部，所述安装部的厚度不大于流道换热部厚度的一半。
7.进一步地，位于不同电芯组件上的相邻两个侧冷板之安装部在电芯组件的侧面上的投影至少部分重叠。
8.进一步地，所述侧冷板的安装部上设有安装孔，所述电芯组件还包括设于电芯单元两端的端板，所述端板上设有与安装孔匹配的定位柱，所述定位柱的直径不小于安装孔的内径。
9.进一步地，所述安装部与流道换热部具有同一个内侧面，所述电芯单元的侧面与侧冷板的内侧面贴合。
10.进一步地，所述侧冷板的宽度小于电芯组件侧面高度的三分之一，至少有一个电芯组件的侧面间隔设有两个侧冷板。
11.进一步地，所述电芯组件上两个侧冷板之间间隔的距离等于相邻电芯组件上的侧冷板的流道换热部的宽度。
12.进一步地，所述侧冷板呈u形，两端分别设有侧板进水口以及侧板出水口，所述侧板进水口与侧板出水口朝向电芯组件的同一侧，所述侧冷板的两端分别朝端板的中间方向
折弯。
13.本实用新型的目的还在于提供一种采用上述动力电池模组的电动车辆。
14.通过采用前述技术方案，本实用新型的有益效果是：
15.充分利用的侧冷板的换热面积，提升了动力电池模组的热管理效率，采用该动力电池模组的电动车辆则具有更加节能的优势。
附图说明
16.图1是本实用新型实施例提供的一种动力电池模组的结构示意图；
17.图2是图1所示动力电池模块的结构示意图；
18.图3是图2所示动力电池模块的结构分解示意图；
19.图4是图1所示动力电池模组的侧视示意图；
20.图5是图4所示b区域的局部放大示意图；
21.图6是本实用新型实施例提供的动力电池模组第二实施例的结构示意图；
22.图7是图3所示a区域的局部放大示意图；
23.图8是本实用新型实施例提供的动力电池模组第三实施例的分解示意图。
24.图中：
25.200、动力电池模组；100、动力电池模块；10、侧冷板；11、侧板进水口；12、侧板出水口；13、散热间隙；101、安装孔；130、内侧面；15、安装部；16、流道换热部；160、流道；161、加强筋；20、电芯组件；21、电芯单元；30、底板；31、底板进水口；32、底板出水口；40、端板；41、定位柱。
实施方式
26.下面详细描述本实用新型的实施例，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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
27.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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；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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
29.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
30.请参见图1至图4所示，本实用新型实施例提供了一种动力电池模组200，该动力电
池模组200由至少两个互相靠拢设置的动力电池模块100组成，所述动力电池模块100包括由若干堆叠设置的电芯单元21构成的电芯组件20以及位于电芯组件20两端的端板40，以及围设在电芯组件20至少两个侧面的用于换热的侧冷板10，所述侧冷板10除了具有换热功能还起到连接固定两个端板40以及利用内侧面130对各电芯单元21进行支撑以保持相对位置的作用，优选地，所述侧冷板10呈u形，这样的侧冷板10可以显著减少将两块侧冷板10互联的转接头的使用，两个端板40分别连接在u形侧冷板10的开口处以及u形的底部位置，两个端板40之间互相平行。所述电芯单元21呈块状、方形结构，其具有一个长方形的顶面，该顶面上设有正负电极（未标号），电芯单元21的顶面具有一长边和一短边，电芯单元21沿长边所在的一侧堆叠设置，而电芯单元21通过短边所在的一侧侧面与侧冷板10贴合换热，优选地，所述电芯单元21的侧面与侧冷板10之间还设置有导热胶，导热胶可以是硅胶材质或其他具有良好导热能力的胶质材料，除了具有导热功效外，填充在电芯单元21与侧冷板10之间的胶质材料还能起到缓冲保护作用。
31.如图1、图2及图4所示，将两个或两个以上的动力电池模块100靠近放置可以构成动力电池模组200，动力电池模块100与动力电池模组200的差异在于，动力电池模块100可以单独向外界提供电能，而动力电池模组200由多个动力电池模块100靠近设计，位于两个动力电池模块100之间的侧冷板10可以同时给相邻的两个动力电池模块100进行换热，实现利用侧冷板10的两侧同时进行降温或者升温。为了实现这样功能，符合本技术的电芯组件20具有相互平行的两个侧面，两个侧面分别由前面所述的若干电芯单元21的短边所在的一侧叠加构成，即是说，电芯单元21沿长边所在的一侧堆叠设置，然后其短边所在的一侧互相对齐构成一个侧面后并分别与侧冷板10的内侧面130贴合，实现热交换。
32.所述侧冷板10的宽度小于电芯组件20侧面的高度的一半，如此可以在电芯组件20的两侧分别至少设置两个侧冷板10，达到更好的换热效果，优选地，两个侧冷板10上下间隔设置，中间留出位置给相邻电芯组件20上的侧冷板10贴合，这样一来，出现在两个动力电池模块100之间的侧冷板交替排布的情形，换言之，位于动力电池模组200两侧的电芯组件20的外侧面上的侧冷板10的数量要少比位于中间的侧面上的侧冷板10数量要少。具体地，如图6所示，可以是两侧的电芯组件20上间隔设置两个侧冷板10，位于中间的电芯组件20上在中间位置设置一个侧冷板10，这样一来位于动力电池模组200两侧的侧冷板为两个而位于中间的侧面上的侧冷板10数量为三个；或者如图4和图5所示，两侧的电芯组件20上靠上端的位置间隔设置两个侧冷板10，位于中间的电芯组件20上靠下端的位置间隔设置两个侧冷板10，这样一来位于动力电池模组200两侧的侧冷板10为两个，而位于中间的侧面上的侧冷板10数量为四个，优选地，在每个所述电芯组件20的侧面间隔设有两个侧冷板10。
33.进一步地，请参考图5至图7所示，所述侧冷板10包括流道换热部16及与流道换热部16一体设置的安装部15，相邻两组电芯组件20上的侧冷板10在竖直方向上相互错位设置，所述安装部15的厚度小于流道换热部16的厚度，位于不同电芯组件20上的相邻两个侧冷板10之安装部15在电芯组件20的侧面上的投影至少部分重叠。进一步地，所述侧冷板10的总体宽度小于电芯组件20侧面高度的一半，优选地是小于三分之一。当侧冷板10的宽度小于电芯组件20侧面高度的三分之一时，如图6所示的第二实施例，意味着至少有一个电芯组件20的侧面间隔设有两个侧冷板，考虑到相邻侧冷板10的边缘即安装部15有重叠的情况，侧冷板10的总体宽度小于电芯组件20侧面高度的三分之一的情况下，电芯组件20的侧
面至少可以分布三个侧冷板10而不至于被完全覆盖，而在其他实施例中，可以在电芯组件20的侧面上仅布置一个侧冷板10，位于边位的电芯组件20的侧板10靠上设置，与之相邻的电芯组件20的侧板则靠下设置，此时，所述侧冷板10的宽度小于电芯组件20侧面高度的一半即可。
34.在本实施例中，所述安装部15的厚度不大于流道换热部16厚度的一半，因此当位于不同电芯组件20上的侧冷板10的安装部15重叠时，也不会影响流道换热部16与各电芯单元21之间的贴合。优选地，如图5所示，电芯组件20外侧两个侧冷板10之间间隔的距离等于相邻电芯组件20上的侧冷板10的流道换热部16的宽度，这样的设置可以让位于不同电芯组件20上的两个相邻侧冷板10的流道换热部16尽量靠拢，而让这两个相邻侧冷板10的安装部15面对面设置，相当于将相邻的两块侧冷板10互相扣合成为一个整体。
35.为了实现连接固定功能，符合本技术的侧冷板10的安装部15在对应两个端板40的位置上分别设有安装孔101，所述端板40与安装孔101固定连接，优选地，所述端板40上设有定位柱41，所述定位柱41的直径不小于安装孔101的内径，定位柱41与安装孔101为过盈配合，可以通过铆接手段连接固定，或者采用点焊、激光焊等方式将定位柱41与安装孔101连为一体。在其他实施例中，所述端板40还可以通过贯穿安装孔101的螺钉来实现连接固定，更进一步地，端板40还可以采用结构胶与侧冷板10粘接固定，此时安装部15已不是必要的特征。本技术通过将u形的侧冷板10固定在两个端板40上，形成一个矩形内腔，用于约束多个堆叠设置的电芯单元21，这样省去了采用额外是侧板进行固定的步骤，在实现换热效果的同时还实现了电芯组件20在水平方向上的连接固定，只需要根据实际需求选择符合强度要求的侧冷板10及其安装部15的厚度，即可实现将侧冷板10用于机械连接的目的，获得可靠、紧凑结构的同时还实现了电芯组件20的热管理。
36.如图5和图7所示，为了增加侧冷板10的强度，所述侧冷板10的流道换热部16内设有若干加强筋161，加强筋161将流道换热部16内部分割成若干流道160，在其他实施例中，如图8所示，侧冷板10也可以采用口琴管形状，即是说加强筋161的角度并不做限制。由于加强筋的存在，提高了侧冷板10的受力强度，使之不易变形。侧冷板10具有侧板进水口11以及侧板出水口12，流道160的两端分别与侧板进水口11和侧板出水口12连通，冷媒介质从侧板进水口11进入侧冷板10，通过侧冷板10的流道换热部16与各电芯单元21换热，带走电芯单元21的热量，实现持续降温以控制电芯组件20的温度在预期范围内，相反地，也可利用同样的远离对电芯单元21进行升温加热。优选地，所述侧板进水口11与侧板出水口12朝向电芯组件20的同一侧，这样从外部连接管路时更加方便操作，具体地，可以将两个或多个装配在同一个电芯组件20上的侧冷板10的侧板进水口11集成在一起选择开口朝上或者朝下，同时将这两个或多个装配在同一个电芯组件20上的侧冷板10的侧板出水口12集成在一起，与侧板进水口11的开口方向相同，以方便组装外部接管（未图示），进一步地，为了实现在两个动力电池模块100互相靠拢的时候，不受进出水口的干涉影响，所述侧板进水口11与侧板出水口12和/或侧冷板10的两端分别朝端板40的中间方向折弯，以侧板进水口11与侧板出水口12的接口位置不超出侧冷板10的外侧面（未标号）为宜。
37.又如图8所示，在另一实施例中，侧冷板10上未设置安装部15只设有流道换热部16，这种情况下，侧冷板10可以通过采用胶粘或者焊接等手段固定在端板40上，此时，电芯组件20外侧两个侧冷板10之间间隔的距离则等于相邻电芯组件20上的侧冷板10的宽度，在
此基础上，也可以将安装部15设置在流道换热部16的中间。
38.优选地，所述的动力电池模块100，还包括设置于电芯组件20底部用于承载电芯组件20的底板30，所述底板30在本实施例中同样具有换热功效，为了实现该目的，所述底板30设有内部流路通道（未图示）、以及与内部流路通道相连通的底板进水口31和底板出水口32。所述侧板进水口11与侧板出水口12以及底板进水口31和底板出水口32位于电芯组件20的同一端。优选地，同一个动力电池模块100上的侧板进水口11与底板进水口31位于端板40的一侧并通过管路最终连通在一起，而所述侧板出水口12与底板出水口32位于该端板40的另一侧，同样通过外部接管最终连通，这样可以在减少接管使用量，并实现同步向侧冷板10和底板30供应冷媒介质。
39.值得说明的是，在给电芯组件20进行热管理时，并不是换热面积越大越好，例如，需要考虑位于边界的电芯单元21与位于内部的电芯单元21需要散热的量不同，而且同一个电芯单元21的侧棱与侧面、底面所产生的热量也有不同，因此，对于动力电池模块100以及动力电池模组200的热管理方式而言，只有保证了受控电芯单元21的温度均一性才能获得更高的使用寿命，即是说应当避免局部散热好、局部温度高这种情况出现。鉴于此，符合本技术的电芯组件20的两端均设有端板40，这样可以避免电芯单元21面积较大的一侧与侧冷板10直接换热，即是说位于电芯组件20最两端的电芯单元21与位于电芯组件20中部的电芯单元21都是以相同的接触面积与侧冷板10进行换热，进而实现每个电芯单元21的散热效果相同，实现温控均一性，另一方面，优选地，所述底板30与侧冷板10之间设有散热间隙13，可以避免电芯单元21的底部与侧面的交界处出现同时被两个换热板换热，导致该区域的温度长期相对于其他位置过低、从而产生单个电芯单元21内部温度不均匀，降低使用寿命的情况出现。
40.本技术同时还揭示一种使用上述动力电池模块100的电动车辆，由于符合本技术的动力电池模组200充分利用了位于两个电芯单元21之间的侧冷板10的两侧换热面积，显著提升了动力电池模组200的热管理效率，采用该动力电池模组200的电动车辆具有更加节能，更加紧凑的优势。
41.以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种动力电池模组（200），包括至少两组互相堆叠设置的电芯组件（20），所述电芯组件（20）包括若干堆叠设置的电芯单元（21），其特征在于，所述电芯组件（20）具有相互平行的两个侧面，所述动力电池模组（200）还包括与电芯组件（20）的侧面贴合的侧冷板（10），所述侧冷板（10）的宽度小于电芯组件（20）侧面高度的一半，相邻两组电芯组件（20）上的侧冷板（10）在竖直方向上相互错位设置。2.根据权利要求1所述的动力电池模组（200），其特征在于：所述侧冷板（10）包括流道换热部（16）及与流道换热部（16）一体设置的安装部（15），所述安装部（15）的厚度不大于流道换热部（16）厚度的一半。3.根据权利要求2所述的动力电池模组（200），其特征在于：位于不同电芯组件（20）上的相邻两个侧冷板（10）之安装部（15）在电芯组件（20）的侧面上的投影至少部分重叠。4.根据权利要求2所述的动力电池模组（200），其特征在于：所述侧冷板（10）的安装部（15）上设有安装孔（101），所述电芯组件（20）还包括设于电芯单元（21）两端的端板（40），所述端板（40）上设有与安装孔（101）匹配的定位柱（41），所述定位柱（41）的直径不小于安装孔（101）的内径。5.根据权利要求2所述的动力电池模组（200），其特征在于：所述安装部（15）与流道换热部（16）具有同一个内侧面（130），所述电芯单元（21）的侧面与侧冷板（10）的内侧面（130）贴合。6.根据权利要求2所述的动力电池模组（200），其特征在于：所述侧冷板（10）的宽度小于电芯组件（20）侧面高度的三分之一，至少有一个电芯组件（20）上间隔设有两个侧冷板（10）。7.根据权利要求6所述的动力电池模组（200），其特征在于：所述电芯组件（20）上两个侧冷板（10）之间间隔的距离等于相邻电芯组件（20）上的侧冷板（10）的流道换热部（16）的宽度。8.根据权利要求1所述的动力电池模组（200），其特征在于：所述侧冷板（10）呈u形并且在两端分别设有侧板进水口（11）以及侧板出水口（12），所述侧冷板（10）的两端分别朝端板（40）的中间方向折弯。9.一种电动车辆，其特征在于：包括权利要求1-8中任一项所述的动力电池模组（200）。

技术总结
本实用新型公开了一种动力电池模组及具有其的电动车辆，其包括至少两组互相靠近设置的电芯组件，所述电芯组件包括若干堆叠设置的电芯单元以及位于电芯单元两端的端板，所述电芯组件具有相互平行的两个侧面，所述动力电池模组还包括与电芯组件的侧面贴合的侧冷板，不同电芯组件上的侧冷板相互错位设置以实现同时利用侧冷板的两侧进行换热，同时利用侧冷板将电芯单元组装在一起，提高了动力电池模组的使用寿命和可靠性。使用寿命和可靠性。使用寿命和可靠性。


技术研发人员：李立国 洪木南 孙松伟 徐锦 牛晓博
受保护的技术使用者：四川智锂智慧能源科技有限公司
技术研发日：2023.02.11
技术公布日：2023/7/27