一种多功能电池外箱及电池包的制作方法

1.本实用新型涉及储能电池领域，特别涉及一种多功能电池外箱及电池包。


背景技术：

2.新能源汽车的电池对车辆的续航里程、稳定性和驾驶体验有较大影响。新能源汽车生产企业历来重视汽车电池的研发和电池技术水平的提升工作，且取得了一定成绩。随着新能源汽车的受众越来越多，新能源汽车所要应对的环境越来越复杂，特别是在极端寒冷的天气情况下，电池的材料和运作过程均会受到低温环境的影响，就像冬天长时间暴露在外的手指会变得不灵活一样，电池中的材料也会这样，低温环境下离子脱出、嵌入材料变得不容易了，穿过隔膜也更困难，离子的运动速度也会降低；低温放电时，锂离子嵌入正极电极材料的速度变慢，前边的锂离子还没来得及嵌入材料中去，后边的锂离子就到了。锂离子们开始堵车，电极材料的表面堆积的大量锂离子，会导致钝化层的产生速度加快（业界称为sei膜，这层膜会使得锂离子嵌入电极的速度减慢），这样一来嵌入难度就更大了。宏观表现就是电池内阻变大，电池开始“内耗”，向外输出的电量就变小了。
3.在目前市面上，大部分电池包都配备有加热保温和液冷系统，但是所占用的电池空间都比较大；如何平衡在有限空间内，既能提高电池包的能量密度高，又能保证整体的加热、散热和保温性能，成为一个待解决的问题。
4.因此，目前亟需要一种技术方案，以解决当前电池包的加热保温系统和液冷系统占用空间大的技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于：针对当前电池包的加热保温系统和液冷系统占用空间大的的技术问题，提供了一种多功能电池外箱及电池包。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
7.一种多功能电池外箱，包括箱体，所述箱体包括箱壁和容纳腔，所述容纳腔内设置至少一个加热机构，所述加热机构被构造为包括与电芯外形适配的框体结构件，所述箱壁内设置有冷却腔，所述冷却腔连接有冷却用介质的入口和出口。
8.本实用新型的一种多功能电池外箱，通过在箱体内设置加热机构，并使加热机构构造为与电芯适配的框体结构件，包覆电芯，使电池外箱具备加热功能的同时也具备保温作用，通过在箱壁内设置冷却腔，使冷却介质在冷却腔内流动，带走容纳腔内的热量，到达降温的效果；通过在电池外箱集成加热机构和冷却腔，使电池箱体同时具有加热、保温和散热的功能，避免了外置冷却装置及加热装置占用空间大的问题。
9.作为本实用新型的优选方案，所述箱壁包括底板、侧板和顶盖，所述冷却腔设置于所述底板内，所述框体结构件被构造为包括贴近所述底板的贯通口。通过将冷却腔设置在底板，且框体结构件在底板侧设置贯通口，使电池外箱的加热面和冷却面独立，避免加热时热量直接传入冷却腔中，加热效率更高。
10.作为本实用新型的优选方案，所述冷却腔内设置若干导流柱，相邻所述导流柱之间形成冷却介质通道。通过设置若干导流柱使冷却腔中的冷却液能够流动到冷却腔的任意位置，使电池外箱的散热更均匀，相比多支路的散热方式，冷却腔内的冷却液流动所需的压力更小。
11.作为本实用新型的优选方案，所述冷却腔包括腔顶、腔壁和腔底，所述冷却腔内设置分隔件，所述分隔件连接所述腔底和所述腔顶，将所述冷却腔分隔为第一冷却区与第二冷却区，所述分隔件与所述腔壁之间形成通道，所述第一冷却区与所述第二冷却区通过所述通道连通。通过分隔件将冷却腔分隔为第一冷却区与第二冷却区，通过通道连通第一冷却区与第二冷却区，使冷却液在冷却腔内单向流动，使散热面积增大。
12.作为本实用新型的优选方案，所述通道内设置弧形结构件，所述弧形结构件的一端设置于所述第一冷却区，另一端设置于所述第二冷却区，所述弧形结构件与所述分隔件间隔设置。通过在通道内设置弧形结构件，使冷却液在冷却腔内流动得更均匀，避免转角处冷却液流速过慢，使冷却腔散热更均匀，避免积热。
13.作为本实用新型的优选方案，所述第一冷却区与所述入口连通，所述第二冷却区与所述出口连通。使冷却液单向流动，能更好的带走热量。
14.作为本实用新型的优选方案，所述第一冷却区内排列设置有若干条状凸起，所述条状凸起设置于所述入口的一侧，相邻所述条状凸起之间形成分流通道。在入口侧设置分流通道，使冷却液均匀分散到第一冷却区，使冷却液流动更均匀，散热效果更好。
15.作为本实用新型的优选方案，所述加热机构设置有胶接层。通过胶接层胶接电芯，使加热机构与电芯贴合更紧密，提供更好的加热效果。
16.作为本实用新型的优选方案，所述加热机构设置为至少两个时，所述框体结构件通过线束并联或串联。设置多个加热机构时，通过线束串联/并联来实现同时控制多个加热机构。
17.一种电池包，采用上述的一种多功能电池外箱，还包括电芯，所述电芯限位设置于所述加热机构内，所述电芯与所述冷却腔贴合。
18.本实用新型的一种电池包，通过使电芯限位设置在加热机构内，使电池包通过加热机构获得加热和保温的效果，通过使电芯贴合冷却腔，使电芯具备良好的散热效果，集成散热和加热的电池箱占用更小的空间，提高了电池包的能量密度。
19.综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
20.1、本实用新型的一种多功能电池外箱，通过在箱体内设置加热机构，并使加热机构构造为与电芯适配的框体结构件，包覆电芯，使电池外箱具备加热功能的同时也具备保温作用，通过在箱壁内设置冷却腔，使冷却介质在冷却腔内流动，带走容纳腔内的热量，到达降温的效果；通过在电池外箱集成加热机构和冷却腔，使电池箱体同时具有加热、保温和散热的功能，避免了外置冷却装置及加热装置占用空间大的问题。
21.2、本实用新型的一种多功能电池外箱，结构简单，制造容易，通过在电池包的容器内部增加冷却腔，提高空间利用率且能节省制造成本，具有良好的经济价值。
22.3、本实用新型的一种电池包，通过使电芯限位设置在加热机构内，使电池包通过加热机构获得加热和保温的效果，通过使电芯贴合冷却腔，使电芯具备良好的散热效果，集成散热和加热的电池箱占用更小的空间，提高了电池包的能量密度。
附图说明
23.图1是一种多功能电池外箱的组装结构示意图；
24.图2是一种多功能电池外箱的仰视结构示意图；
25.图3是一种多功能电池外箱的冷却腔的结构示意图。
26.图标：
27.1-容纳腔，2-加热机构，3-电芯，4-冷却腔，5-线束，6-导流柱，7-分隔件，8-第一冷却区，9-第二冷却区，10-通道，11-弧形结构件，12-条状凸起。
具体实施方式
28.下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
29.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
30.实施例1
31.如图1-图3所示的一种多功能电池外箱，包括箱体，所述箱体包括箱壁和容纳腔1，所述容纳腔1内设置至少一个加热机构2，所述加热机构2被构造为包括与电芯3外形适配的框体结构件，所述箱壁内设置有冷却腔4，所述冷却腔4连接有冷却用介质的入口和出口。通过在箱体内设置加热机构2，并使加热机构2构造为与电芯3适配的框体结构件，包覆电芯3，使电池外箱具备加热功能的同时也具备保温作用，通过在箱壁内设置冷却腔4，使冷却介质在冷却腔4内流动，带走容纳腔1内的热量，到达降温的效果；通过在电池外箱集成加热机构2和冷却腔4，使电池箱体同时具有加热、保温和散热的功能，避免了外置冷却装置及加热装置占用空间大的问题。
32.具体的，所述箱壁包括底板、侧板和顶盖，所述冷却腔4设置于所述底板内，所述框体结构件被构造为包括贴近所述底板的贯通口。优选设置为底板内，也可设置于箱壁的其他位置。
33.具体的，所述冷却腔4内设置若干导流柱6，相邻所述导流柱6之间形成冷却介质通道10。通过导流柱6进行分流，使冷却液可流向任意角落，促进换热。
34.具体的，所述冷却腔4包括腔顶、腔壁和腔底，所述冷却腔4内设置分隔件7，所述分隔件7连接所述腔底和所述腔顶，将所述冷却腔4分隔为第一冷却区8与第二冷却区9，所述分隔件7与所述腔壁之间形成通道10，所述第一冷却区8与所述第二冷却区9通过所述通道10连通。通过分隔件7将冷却腔4分隔为第一冷却区8与第二冷却区9，通过通道10连通第一冷却区8与第二冷却区9，使冷却液在冷却腔4内单向流动，使散热面积增大。
35.具体的，所述第一冷却区8与所述入口连通，所述第二冷却区9与所述出口连通。本方案没有并联支路，冷却液从入口进入，充分流经冷却区后直接从出口流出。避免了不同支路流量不均造成温差的情况。
36.具体的，所述第一冷却区8内排列设置有若干条状凸起12，所述条状凸起12设置于所述入口的一侧，相邻所述条状凸起12之间形成分流通道10。对入口处的冷却液进行分流。
37.具体的，所述加热机构2设置为至少两个时，所述框体结构件通过线束5并联或串联。线束5连接外部的温度控制器，通过串联或并联的方式同时对两个以上的框体结构件进
行控制。
38.实施例2
39.本实施例的一种多功能电池外箱，其结构与实施例1相同，与实施例1不同的是，所述通道10内设置弧形结构件11，所述弧形结构件11的一端设置于所述第一冷却区8，另一端设置于所述第二冷却区9，所述弧形结构件11与所述分隔件7间隔设置。弧形结构件11对冷却液进行导向，避免转角处冷却液流速缓慢。
40.实施例3
41.本实施例的一种多功能电池外箱，其结构与实施例1相同，与实施例1不同的是，所述加热机构2设置有胶接层。胶接层粘贴电芯3和加热机构2，提供更好的加热和保温效果，增加与电池的接触面积，保证在-40℃能以每分钟1℃的温度进行加热，来达到加热的目的。
42.具体的，所述加热机构2为回型结构的加热膜，该加热模能增加电池的保温的效果，保证在加热的同时保证热量能保存。
43.具体的，所述加热膜厚度为0.35mm。
44.实施例4
45.本实施例的一种电池包，包括实施例1/实施例2/实施例3的一种多功能电池外箱，还包括电芯3，所述电芯3限位设置于所述加热机构2内，所述电芯3与所述冷却腔4贴合。通过使电芯3限位设置在加热机构2内，使电池包通过加热机构2获得加热和保温的效果，通过使电芯3贴合冷却腔4，使电芯3具备良好的散热效果，集成散热和加热的电池箱占用更小的空间，提高了电池包的能量密度。
46.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种多功能电池外箱，其特征在于，包括箱体，所述箱体包括箱壁和容纳腔（1），所述容纳腔（1）内设置至少一个加热机构（2），所述加热机构（2）被构造为包括与电芯（3）外形适配的框体结构件，所述箱壁内设置有冷却腔（4），所述冷却腔（4）连接有冷却用介质的入口和出口。2.如权利要求1所述的一种多功能电池外箱，其特征在于，所述箱壁包括底板、侧板和顶盖，所述冷却腔（4）设置于所述底板内，所述框体结构件被构造为包括贴近所述底板的贯通口。3.如权利要求1所述的一种多功能电池外箱，其特征在于，所述冷却腔（4）内设置若干导流柱（6），相邻所述导流柱（6）之间形成冷却介质通道。4.如权利要求2所述的一种多功能电池外箱，其特征在于，所述冷却腔（4）包括腔顶、腔壁和腔底，所述冷却腔（4）内设置分隔件（7），所述分隔件（7）连接所述腔底和所述腔顶，将所述冷却腔（4）分隔为第一冷却区（8）与第二冷却区（9），所述分隔件（7）与所述腔壁之间形成通道（10），所述第一冷却区（8）与所述第二冷却区（9）通过所述通道（10）连通。5.如权利要求4所述的一种多功能电池外箱，其特征在于，所述通道（10）内设置弧形结构件（11），所述弧形结构件（11）的一端设置于所述第一冷却区（8），另一端设置于所述第二冷却区（9），所述弧形结构件（11）与所述分隔件（7）间隔设置。6.如权利要求4所述的一种多功能电池外箱，其特征在于，所述第一冷却区（8）与所述入口连通，所述第二冷却区（9）与所述出口连通。7.如权利要求6所述的一种多功能电池外箱，其特征在于，所述第一冷却区（8）内排列设置有若干条状凸起（12），所述条状凸起（12）设置于所述入口的一侧，相邻所述条状凸起（12）之间形成分流通道。8.如权利要求1所述的一种多功能电池外箱，其特征在于，所述加热机构（2）设置有胶接层。9.如权利要求1所述的一种多功能电池外箱，其特征在于，所述加热机构（2）设置为至少两个时，所述框体结构件通过线束（5）并联或串联。10.一种电池包，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的一种多功能电池外箱，还包括电芯（3），所述电芯（3）限位设置于所述加热机构（2）内，所述电芯（3）与所述冷却腔（4）贴合。

技术总结
本实用新型涉及储能电池领域，特别涉及一种多功能电池外箱及电池包，所述电池外箱包括箱体，所述箱体包括箱壁和容纳腔，所述容纳腔内设置至少一个加热机构，所述加热机构被构造为包括与电芯外形适配的框体结构件，所述箱壁内设置有冷却腔，所述冷却腔连接有冷却用介质的入口和出口，通过将加热机构构造为与电芯适配的框体结构件，包覆电芯，使电池外箱具备加热功能的同时也具备保温作用，通过设置冷却腔，使冷却介质在冷却腔内流动，带走容纳腔内的热量，到达降温的效果；通过在电池外箱集成加热机构和冷却腔，使电池箱体同时具有加热、保温和散热的功能，避免了外置冷却装置和加热装置占用空间大的问题；本实用新型还涉及一种电池包。电池包。电池包。


技术研发人员：彭应杰
受保护的技术使用者：湖北亿纬动力有限公司
技术研发日：2022.12.19
技术公布日：2023/7/27