CN119812637A - 电池装置及用电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请适用于电池技术领域,提供一种电池装置及用电装置,电池装置包括箱体和电池单体阵列。箱体包括两个沿第一方向相对的第一内壁,两个第一内壁沿第一方向的最大距离为第一尺寸。电池单体阵列设于两个第一内壁之间;电池单体阵列包括呈M行、N列阵列排布的多个电池单体;电池单体阵列中,每列电池单体沿第一方向布置,每行电池单体沿第二方向布置;电池单体沿第一方向的最大尺寸为第二尺寸,电池单体沿第一方向的至少一端设有电极端子;M≥1,N≥1,M和N均为正整数;第二尺寸≤400mm,第二尺寸*M/第一尺寸∈[0.846,0.921];第一方向与第二方向交叉。这样,电池装置的最高温度和能量密度可以处于较优的范围内。
Description
技术领域
本申请属于电池技术领域,更具体地说,是涉及一种电池装置及用电装置。
背景技术
相关技术中,动力电池通常可以包括箱体和多个电池单体,电池单体排列设置在箱体内。
在一些情况下,基于电池单体在箱体内的布置形式,动力电池可以具有较高的空间利用率,从而可以具备较高的能量密度,这样难免会使得电池单体的最高温度非常高,影响动力电池的使用寿命。在另一些情况下,通过调整电池单体在箱体内的布置形式,可以降低电池单体的最高温度,延长动力电池的使用寿命,这样难免会减小动力电池的空间利用率,以减小动力电池的能量密度。因而,动力电池难以兼顾电池单体的最高温度和动力电池的能量密度,从而使得动力电池的最高温度和能量密度难以都处于较优的范围内。
发明内容
鉴于上述问题,本申请实施例提供一种电池装置及用电装置,能够改善动力电池难以兼顾能量密度和电池单体的最高温度的技术问题。
第一方面,本申请实施例提供了一种电池装置,包括:
箱体,包括两个沿第一方向相对设置的第一内壁,两个第一内壁沿第一方向的最大距离为第一尺寸;
电池单体阵列,设于两个第一内壁之间;电池单体阵列包括呈M行、N列阵列排布的多个电池单体;电池单体阵列中,每列电池单体沿第一方向布置,每行电池单体沿第二方向布置;电池单体沿第一方向的最大尺寸为第二尺寸,电池单体沿第一方向的至少一端设有电极端子;
其中,M≥1,N≥1,M和N均为正整数;第二尺寸≤400mm,第二尺寸*M/第一尺寸∈[0.846,0.921];第一方向与第二方向交叉。
本申请实施例提供的电池装置,通过电池装置包括箱体和设于箱体内的电池单体阵列,电池单体阵列包括呈M行、N列阵列排布的多个电池单体,每列电池单体沿第一方向布置,电池单体沿第一方向的最大尺寸≤400mm,且电池单体沿第一方向的最大尺寸(即第二尺寸)*每列电池单体的数量(即M)/两个第一内壁沿第一方向的最大尺寸(即第一尺寸)∈[0.846,0.921],使得在两个第一内壁沿第一方向的最大尺寸预定的情况下,每列电池单体具有较为合适的电池单体的数量,且电池单体在第一方向上具有较为合适的最大尺寸,从而使得每列电池单体可以沿第一方向较为紧凑地布置于箱体内。如此设置,使得电池装置的最高温度和能量密度可以都处于较优的范围内,即,电池装置的电池单体的最高温度较低的情况下,电池装置具有较高的能量密度,从而使得电池装置可以兼顾电池单体的最高温度低和动力电池的能量密度高的优势。
在一些实施例中,第二尺寸*M/第一尺寸∈[0.897,0.921]。
如此设置,使得电池装置的最高温度和能量密度可以都处于较优的范围内。
在一些实施例中,第二尺寸≥200mm。
通过采用上述技术方案,使得电池单体在第一方向上的最大尺寸(即第二尺寸)具有一定的取值范围。这样,一方面,可以使得电池单体具有较为合适长度的过流路径,这样可以改善电池单体因过流路径过大而导致的发热量非常大的问题,使得电池单体的发热量在较优的范围内,从而使得电池单体的最高温度在较优的范围内,利于延长电池装置的使用寿命。另一方面,在两个第一内壁沿第一方向的最大尺寸预定的情况下,每列电池单体具有较为合适的电池单体的数量,即M的取值较为合适,这样可以提高每列电池单体在第一方向上具有较为合适的成组效率,从而使得电池单体阵列在第一方向上可以充分地利用箱体的内部空间,有助于提高电池装置的空间利用率,利于提高电池装置的能量密度。
在一些实施例中,M≥3。
通过M≥3,使得在两个第一内壁沿第一方向的最大尺寸预定的情况下,电池单体在第一方向上的最大尺寸不会过大,如此使得电池单体具有较为合适长度的过流路径,这样可以改善电池单体因过流路径过大而导致的发热量非常大的问题,使得电池单体的发热量在较优的范围内,从而使得电池单体的最高温度在较优的范围内,利于延长电池装置的使用寿命。
在一些实施例中,M≤8。
如此设置,使得在两个第一内壁沿第一方向的最大尺寸预定的情况下,电池单体在第一方向上的最大尺寸不会过大,也不会过小,且每列电池单体的数量较为合适。这样,一方面,可以使得电池单体具有较为合适长度的过流路径,这样可以改善电池单体因过流路径过大而导致的发热量非常大的问题,使得电池单体的发热量在较优的范围内,从而使得电池单体的最高温度在较优的范围内,利于延长电池装置的使用寿命。另一方面,可以提高每列电池单体在第一方向上具有较为合适的成组效率,从而使得电池单体阵列在第一方向上可以充分地利用箱体的内部空间,有助于提高电池装置的空间利用率,利于提高电池装置的能量密度。
在一些实施例中,电池装置具有长度方向和宽度方向,电池装置的长度大于电池装置的宽度;第一方向为电池装置的长度方向或电池装置的宽度方向。
通过采用上述技术方案,使得电池单体阵列可以根据需求布置在箱体内,可以提高电池单体阵列在箱体内的布置灵活性和便捷性。
在一些实施例中,第一方向为具有电池装置的用电装置的行走方向;或者,第二方向为具有电池装置的用电装置的行走方向。
通过采用上述技术方案,使得电池单体阵列可以根据需求布置在箱体内,可以提高电池装置在用电装置上的布置灵活性和便捷性。
在一些实施例中,电池单体沿第一方向的相对两端设有第一表面,电极端子伸出于第一表面;
电池单体沿第二方向的相对两侧设有第二表面,第一表面的面积小于第二表面的面积。
通过第一表面的面积小于第二表面的面积,使得单体主体沿第一方向的最大尺寸大于单体主体沿第二方向的最大尺寸,进而使得电池单体沿第一方向的最大尺寸(即第二尺寸)大于单体主体沿第二方向的最大尺寸(即下文的第三尺寸),即,电池单体的长度大于电池单体的厚度。如此设置,可以使得电池单体具有较优的散热能力,以减小电池单体的最高温度。
在一些实施例中,电池单体沿第二方向的最大尺寸为第三尺寸,第三尺寸∈[10mm,45mm]。
如此设置,使得电池单体沿第二方向具有较为合适的尺寸。这样,一方面,使得电池单体因电池单体沿第二方向的尺寸设计可以具有较优的散热能力,从而可以使得电池单体的最高温度在较优的范围内,利于延长电池装置的使用寿命。另一方面,在箱体沿第二方向相对的两个内壁之间的最大尺寸预定的情况下,因电池单体沿第二方向具有较为合适的尺寸,使得每行电池单体可以具有较为合适的电池单体的数量,即N的取值较为合适,这样可以每行电池单体在第二方向上具有较为合适的成组效率,从而使得电池单体阵列在第二方向上可以充分地利用箱体的内部空间,有助于提高电池装置的空间利用率,利于提高电池装置的能量密度。因此,通过采用上述技术方案,有助于使得电池装置的最高温度和能量密度可以都处于较优的范围内。
在一些实施例中,第三尺寸∈[15mm,30mm]。
通过采用上述技术方案,使得电池单体沿第二方向具有较为合适的尺寸。这样,一方面,可以使得电池单体具有较优的散热能力,使得电池单体的最高温度可以在较优的范围内。另一方面,在箱体沿第二方向相对的两个内壁之间的最大尺寸预定的情况下,N的取值可以在较为合适的范围内,这样可以每行电池单体在第二方向上具有较为合适的成组效率,从而使得电池单体阵列在第二方向上可以充分地利用箱体的内部空间,有助于提高电池装置的空间利用率,利于提高电池装置的能量密度。因此,通过采用上述技术方案,有助于使得电池装置的最高温度和能量密度可以都处于较优的范围内。
在一些实施例中,电池单体沿第三方向的相对两端设有第三表面,第二表面的面积大于第三表面的面积,第三方向分别与第一方向、第二方向交叉。
通过第二表面的面积大于第三表面的面积,使得单体主体沿第三方向的最大尺寸大于单体主体沿第二方向的最大尺寸,即,下文的第四尺寸大于第三尺寸,即,电池单体的宽度大于电池单体的厚度。如此设置,可以使得电池单体具有较优的散热能力,以减小电池单体的最高温度。
在一些实施例中,电池单体沿第三方向的最大尺寸为第四尺寸,第四尺寸∈[60mm,160mm]。
通过采用上述技术方案,使得电池单体在第三方向上具有较为合适的最大尺寸,这样有助于使得电池单体具有较优的散热能力,以减小电池单体的最高温度。
在一些实施例中,第四尺寸∈[80mm,130mm]。
通过采用上述技术方案,使得电池单体在第三方向上具有较为合适的最大尺寸,这样有助于使得电池单体具有较优的散热能力,以减小电池单体的最高温度。
在一些实施例中,箱体包括沿第一方向相对设置的两个第一壁,第一内壁为第一壁的内壁,第一壁的外壁为第一外壁,两个第一壁的第一外壁沿第一方向的最大距离为第五尺寸,第二尺寸*M/第五尺寸∈[0.815,0.894]。
通过采用上述技术方案,使得电池单体沿第一方向上具有较为合适的最大尺寸,且每列电池单体具有较为合适的电池单体的数量。这样,便于电池装置的最高温度和能量密度都处于较优的范围内。
在一些实施例中,第二尺寸*M/第五尺寸∈[0.864,0.894]。
通过采用上述技术方案,使得电池单体沿第一方向上具有较为合适的最大尺寸,且每列电池单体具有较为合适的电池单体的数量。这样,便于电池装置的最高温度和能量密度都处于较优的范围内。
在一些实施例中,电池单体在第一方向上的相对两端均包括至少一组电极端子,各组的电极端子包括沿第三方向间隔分布的正极电极端子和负极电极端子;第三方向分别与第一方向、第二方向交叉。
通过电池单体沿第一方向的各端均设有至少一组极性不同的电极端子,这样可以有效缩短电池单体的平均过流路径,从而可以减少电池单体的内阻,以减小电池单体的发热量,从而可以减小电池单体的最高温度。
在一些实施例中,电池单体沿第一方向的至少一端包括与电极端子间隔分布的泄压机构。
通过将泄压机构设置于电池单体沿第一方向的至少一端,可以有效地节约箱体的内部空间,以有助于提高电池装置的空间利用率和能量密度。并且,这样还便于电池单体阵列沿第三方向的相对两端布置热管理部件,且在该基础上,泄压机构可以有效地实现电池单体的泄压效果。
在一些实施例中,M≥2,且每列电池单体中,相邻的两个电池单体之间设置有绝缘胶;
和/或,N≥2,且每行电池单体中,相邻的两个电池单体之间设有绝缘胶。
通过在相邻的两个电池单体之间设置有绝缘胶,一方面,可以实现相邻的两个电池单体之间的绝缘效果,降低相邻的两个电池单体之间的不良影响,使得电池装置能够充分发挥性能。另一方面,使得相邻的两个电池单体可以通过绝缘胶实现固定,这样使得电池单体阵列的固定方式十分简单,便于电池装置的组装,且能够提高电池装置的生产效率。此外,绝缘胶可以在电池单体热失控过程中实现保护作用,改善电池单体喷发的颗粒物引起的高压打火问题。
在一些实施例中,电池单体上设有与电极端子间隔分布的泄压机构,绝缘胶的至少部分设于电极端子上,且避开泄压机构。
通过绝缘胶的至少部分设置于电极端子上,可以使得相邻的两个电池单体之间可以通过绝缘胶实现绝缘、固定效果。并且,通过绝缘胶避开泄压机构,便于泄压机构实现泄压效果。
在一些实施例中,泄压机构与电极端子沿第三方向间隔分布;在第三方向上,绝缘胶超出于电极端子,且与泄压机构间隔分布;第三方向分别与第一方向、第二方向交叉。
如此设置,便于绝缘胶设于电极端子上,且避开泄压机构,从而使得绝缘胶能够实现绝缘保护、固定、热失控保护等作用,且能够在一定程度上保障泄压机构的作用。
在一些实施例中,M≥2,且每列电池单体中,相邻的两个电池单体之间设置有分隔部件;
和/或,N≥2,且每行电池单体中,相邻的两个电池单体之间设有分隔部件。
通过相邻的两个电池单体可以通过分隔部件分隔开,一方面,能够降低相邻的两个电池单体之间的不良影响,使得电池装置能够充分发挥性能。另一方面,能够提高电池单体阵列的整体强度,能够降低振动等外界因素对电池单体阵列产生的不良影响,使得电池装置的适应性能够得到有效加强。
在一些实施例中,箱体还包括设于电池单体阵列沿第三方向的至少一端的热管理部件,热管理部件与电池单体连接以调节电池单体的温度,第三方向分别与第一方向、第二方向交叉。
通过电池单体阵列沿第三方向的至少一端设置有热管理部件,使得电池单体阵列沿第三方向的至少一端的热管理部件都可以对电池单体阵列进行热管理。
第二方面,本申请实施例提供了一种用电装置,包括电池装置。
本申请实施例提供的用电装置,通过采用了以上涉及的电池装置,使得电池装置可以兼顾能量密度和电池单体的最高温度,从而可以提高电池装置的性能和可靠性,以有助于提高用电装置的性能和可靠性。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一些实施例提供的车辆的示意图;
图2为本申请一些实施例提供的电池装置的分解图;
图3为本申请另一些实施例提供的电池装置的示意图;
图4为图3提供的电池装置的分解图;
图5为本申请一些实施例提供的电池装置的电池单体的立体结构图;
图6为图3提供的电池装置的箱体的部分示意图;
图7为图3提供的电池装置的部分示意图;
图8为图7中A处的放大图;
图9为图3沿B-B的剖视图;
图10为图9的局部放大图;
图11为本申请又一些实施例提供的电池装置的部分示意图;
图12为图3提供的电池装置的电池单体阵列的立体结构图。
其中,图中各附图标记:
3000-车辆;3100-控制器;3200-电机;10-电池装置;1-电池单体阵列;101-第一表面;102-第二表面;103-第三表面;11-电池单体;111-电极端子;111a-正极电极端子;111b-负极电极端子;112-单体主体;1121-外壳;11211-壳体;11212-端盖;113-泄压机构;2-箱体;21-第一部分;22-第二部分;211-第一壁;2111-第一内壁;2112-第一外壁;212-热管理部件;2121-第三内壁;213-分隔部件;214-第二壁;2141-第二内壁;2142-第二外壁;3-汇流部件;L1-第一尺寸;L2-第二尺寸;L3-第三尺寸;L4-第四尺寸;L5-第五尺寸;L6-第六尺寸;L7-第七尺寸;a-长度方向;b-宽度方向;c-行走方向;Y-第一方向;X-第二方向;Z-第三方向。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例,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,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
如果没有特别的说明,本申请实施例的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。
如果没有特别的说明,本申请实施例的所有技术特征以及可选技术特征可以相互组合形成新的技术方案。
在本申请实施例的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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,仅是为了便于描述本申请和简化描述,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申请的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,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。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定,“两个以上”包含两个。相应地,“多组”的含义是两组以上,包含两组。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,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;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申请中的具体含义。
在本申请的描述中,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:存在A,同时存在A和B,存在B这三种情况。另外,本申请中,字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“邻近”、“相邻”是指位置上接近。例如A1、A2和B三部件,A1与B之间的距离大于A2与B之间的距离,那么A2相比A1来说,A2更接近于B,即A2邻近B,也可以说B邻近A2,换言之,A2与B相邻。再如,当有多个C部件,多个C部件分别为C1、C2……CN,当其中一个C部件,如C2相比其他C部件更靠近B部件,那么B邻近C2,也可以说C2邻近B,换言之,C2与B相邻。
虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述,但在不脱离本申请的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
从市场形势的发展来看,动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能系统,而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具,以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。
动力电池通常可以包括箱体和多个电池单体,电池单体排列设置在箱体内。
在一些情况下,基于电池单体在箱体内的布置形式,动力电池可以具有较高的空间利用率,从而可以具备较高的能量密度,这样难免会使得电池单体的最高温度非常高,影响动力电池的使用寿命。在另一些情况下,通过调整电池单体在箱体内的布置形式,可以降低电池单体的最高温度,延长动力电池的使用寿命,这样难免会减小动力电池的空间利用率,以减小动力电池的能量密度。因而,动力电池难以兼顾电池单体的最高温度和动力电池的能量密度,从而使得动力电池的最高温度和能量密度难以都处于较优的范围内。
示例性地,沿电池单体的过流路径所在的大致方向,电池单体的最大尺寸可以设置地非常大,以减少电池单体在该方向上的数量,从而可以节省在该方向上的相邻电池单体之间的零部件的布置,节省在该方向上的电池单体的外壳的布置,且改善因相邻电池单体之间的布置公差导致的空间浪费问题,如此可以提高动力电池的空间利用率,以提高动力电池的能量密度。然而,这样使得电池单体的过流路径十分长,电池单体的发热量随之增大,难免使得电池单体的最高温度非常高,影响动力电池的使用寿命。
示例性地,沿电池单体的过流路径所在的大致方向,电池单体的最大尺寸可以设置地非常小,以增加电池单体在该方向上的数量,这样可以减小电池单体的过流路径,以降低电池单体的发热量,从而降低电池单体的最高温度。然而,这样需在该方向上对相邻的电池单体之间进行适应性的布置,难免会降低电池单体在该方向上的成组效率,以降低动力电池的空间利用率,从而降低动力电池的能量密度。
基于以上考虑,本申请实施例提供了一种电池装置及用电装置,通过电池装置包括箱体和设于箱体内的电池单体阵列,电池单体阵列包括呈M行、N列阵列排布的多个电池单体,每列电池单体沿第一方向布置,电池单体沿第一方向的最大尺寸≤400mm,且电池单体沿第一方向的最大尺寸(第二尺寸)*每列电池单体的数量(M)/两个第一内壁沿第一方向的最大尺寸(第一尺寸)∈[0.846,0.921],即,每列的电池单体在第一方向上的最大尺寸之和/两个第一内壁在第一方向上的最大尺寸的取值在[0.846,0.921]的区间内,使得每列的电池单体在第一方向上具有较为合适的最大尺寸和数量,以较为紧凑地布置于箱体内。这样,一方面,使得电池单体具有较为合适长度的过流路径,从而使得电池单体的最高温度在较优的范围内,利于延长电池装置的使用寿命。另一方面,使得电池单体在第一方向上具有较高的成组效率,使得电池单体阵列在第一方向上可以充分地利用箱体的内部空间,有助于提高电池装置的空间利用率,利于提高电池装置的能量密度。因此,通过采用上述技术方案,使得电池装置的最高温度和能量密度可以都处于较优的范围内。
在此需要先说明的是,本申请实施例提供的电池装置虽然是基于动力电池存在的难以兼顾电池单体的最高温度和动力电池的能量密度的问题研发出来的,但是其应用场景并不仅限于动力电池。可以理解地,电池装置可以是动力电池,也可以是储能电池等。
本申请实施例涉及的电池装置可以是包括一个或多个电池单体的单一的物理模块,用于提供电压和容量。其中,电池单体有多个时,多个电池单体通过汇流部件串联连接、并联连接或混联连接,混联连接是指多个电池单体中既有串联连接又有并联连接。
在一些实施例中,电池装置可以为电池模块。电池单体有多个时,多个电池单体排列并固定形成电池模块。作为一个示例,多个电池单体可以通过扎带等固定形成电池模块。作为一个示例,多个电池单体还可以通过端板、侧板等固定形成电池模块。
在一些实施例中,电池装置可以为电池包,电池包可以包括箱体和电池单体。作为一个示例,电池单体可直接容纳于箱体中。作为一个示例,多个电池单体也可先形成一个或多个电池模块,然后再容纳于箱体中。
电池单体是指用于存储和输出电能的最小单元。其中,电池单体可以为二次电池或一次电池。二次电池是指在电池单体放电后可通过充电的方式使活性材料激活而继续使用的电池单体。
其中,电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。电池单体可以为锂离子电池、钠离子电池、钠锂离子电池、锂金属电池、钠金属电池、锂硫电池、镁离子电池、镍氢电池、镍镉电池、铅蓄电池等。
本申请实施例涉及的电池装置可以为储能装置,例如储能集装箱或储能电柜。
本申请实施例提供的电池装置也可以用于使用电池装置作为电源的用电装置中。
用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、车辆、轮船、航天器等等。其中,电动玩具可以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。航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。按照动力来源划分,车辆可以为燃油汽车、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。按照驱动方式划分,车辆可以为前驱汽车、后驱汽车或四驱汽车。
为便于描述,本申请实施例以用电装置为车辆为例进行说明。
在一些实施例中,请参阅图1,图1为本申请一些实施例提供的车辆3000的示意图。车辆3000的内部设置有电池装置10,电池装置10可以设置在车辆3000的底部或头部或尾部。电池装置10可以用于车辆3000的供电,例如,电池装置10可以作为车辆3000的操作电源。车辆3000还可以包括控制器3100和电机3200,控制器3100用来控制电池装置10为电机3200供电,例如用于车辆3000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在一些实施例中,电池装置10不仅可以作为车辆3000的操作电源,还可以作为车辆3000的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆3000提供驱动动力。
在一些实施例中,请一并参阅图2至图4,图2为本申请一些实施例提供的电池装置10的分解图,图3为本申请另一些实施例提供的电池装置10的示意图,图4为图3提供的电池装置10的分解图。电池装置10可以包括箱体2和电池单体11。箱体2为内部具有空间的结构,箱体2的内部空间用于容纳电池单体11。
箱体2可以采用多种结构。在一些实施例中,箱体2可以包括第一部分21和第二部分22,第一部分21和第二部分22相互盖合,并共同限定出箱体2的内部空间,箱体2的该内部空间为封闭空间。这里的封闭是指盖住或关闭,可以是密封,也可以是非密封。即,箱体2可以是密封结构,也可以是非密封结构。
其中,请参阅图2,第一部分21和第二部分22均可以是一端具有开口的空心结构,第一部分21的开口侧盖合于第二部分22的开口侧,以使第一部分21和第二部分22共同限定出箱体2的内部空间。或者,如图3和图4所示,第一部分21可以是一端具有开口的空心结构,第二部分22为板状结构,第二部分22盖合于第一部分21的开口侧,以使第一部分21和第二部分22共同限定出箱体2的内部空间。其中,第一部分21和第二部分22组成的箱体2可以是多种形状,比如圆柱体、长方体等。
在一些实施例中,多个电池单体11可以通过串联、并联或混联形成一个整体,然后将多个电池单体11形成的整体直接容纳于箱体2的内部空间中。在另一些实施例中,多个电池单体11也可以先串联、并联或混联,并排列固定形成一个电池模块,并将电池模块容纳于箱体2的内部空间中。在又一些实施例中,多个电池单体11还可以先串联、并联或混联,并排列固定形成多个电池模块,多个电池模块再串联、并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体2的内部空间中。
在一些实施例中,请结合图1、图2和图4,电池装置10的箱体2可以作为车辆3000的底盘结构的一部分。例如,箱体2的部分可以成为车辆3000的地板的至少一部分,或者,箱体2的部分可以成为车辆3000的横梁和纵梁的至少一部分。
在一些实施例中,请参阅图5,且结合其他附图。其中,图5为本申请一些实施例提供的电池装置10的电池单体11的立体结构图。本申请实施例提供的电池单体11可以包括电极组件和外壳1121。
电极组件是电池单体11中发生电化学反应的部件。其中,电极组件主要由正极极片和负极极片卷绕或层叠放置形成,且正极极片和负极极片之间设有隔膜。正极极片和负极极片具有活性物质的部分构成电极组件的主体部,正极极片和负极极片不具有活性物质的部分各自构成极耳。正极极片的极耳为正极极耳,负极极片的极耳为负极极耳。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端;或者,正极极耳和负极极耳也可以分别位于主体部的相对两端。
电池单体11中,电极组件的数量可以是一个,也可以是多个。
在一些场合中,电极组件也可被称为是裸电芯、卷绕体、层叠体等。
在一些实施例中,电池单体11还可以包括电解质,电解质在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。其中,本申请实施例涉及的电解质可以是液态的、凝胶态的或固态的。
外壳1121用于限定出电池单体11的内部环境,外壳1121用于容纳电极组件和电解质。
在一些实施例中,请参阅图5,且结合其他附图。外壳1121可以包括壳体11211和端盖11212,壳体11211和端盖11212是用于共同限定出电池单体11的内部环境的部件,壳体11211和端盖11212限定出的内部环境用于容纳电极组件和电解质。其中,壳体11211和端盖11212可以是独立的部件。具体地,壳体11211具有开口,端盖11212盖设于壳体11211的开口处,以与壳体11211共同限定出电池单体11的内部环境,且使电池单体11的内部环境隔绝于外部环境。或者,壳体11211和端盖11212也可以是一体化的结构,具体地,端盖11212和壳体11211之间可以在电极组件入壳前形成一个共同的连接面,当电极组件入壳后,需要封装电极组件时,再使端盖11212盖合壳体11211。
其中,外壳1121可以是密封结构,也可以是非密封结构。作为一个示例,外壳1121为密封结构时,外壳1121可以起到保护电极组件,并且在一定程度上防止诸如电解质泄露等作用。作为一个示例,外壳1121为非密封结构时,外壳1121可以起到保护电极组件的作用,外壳1121与电极组件之间可以还包括密封袋,密封袋用于封装电极组件及电解质等。具体地,密封袋可以为袋状的绝缘结构、铝塑膜等。
其中,端盖11212的数量可以是一个。或者,如图5所示,端盖11212的数量也可以是两个,两个端盖11212分别设于壳体11211的相对两端。
其中,壳体11211可以是圆柱形、方形等形状,具体可以根据电极组件的具体形状和大小来确定。并且,壳体11211和端盖11212的材质也可以是多种,比如铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等。
在一些实施例中,请参阅图5,且结合其他附图。电池单体11还可以包括电极端子111。电极端子111是指具有导电性能的部件,电极端子111作为电池单体11的电流传输端,以用于传输电流。其中,电极端子111可以但不限于是极柱。
电极端子111与电极组件导通连接。具体地,电极端子111与电极组件的极耳导通连接。其中,电极端子111可以与极耳通过焊接、粘接等方式直接导通连接。或者,电极端子111和极耳之间也可以设置转接结构,转接结构实现电极端子111和极耳之间的转接,以能够过流,从而间接地实现电极端子111和极耳之间的导通连接。其中,转接结构是指具有导电性能的金属结构,例如可以但不限于是铜排。
在一些实施例中,请参阅图5,且结合其他附图。电极端子111设置为至少两个,至少两个电极端子111可以包括正极电极端子111a和负极电极端子111b,正极电极端子111a与电极组件的正极极耳导通连接,负极电极端子111b与电极组件的负极极耳导通连接。
在一些实施例中,请参阅图5,且结合其他附图。电极端子111设置于外壳1121上。具体地,电极端子111可以设置于外壳1121的壳体11211上,也可以设置于外壳1121的端盖11212上。其中,正极电极端子111a和负极电极端子111b可以同时设置于壳体11211上。或者,如图5所示,正极电极端子111a和负极电极端子111b同时设置于端盖11212上。或者,壳体11211和端盖11212上均设置有电极端子111。
其中,外壳1121的同一端可以设置有正极电极端子111a和负极电极端子111b,外壳1121的相对两端也可以设有正极电极端子111a和负极电极端子111b。
请一并参阅图4、图6至图10,且结合其他附图。其中,图6为图3提供的电池装置10的箱体2的部分示意图,具体为箱体2在第三方向Z的视角下的部分示意图。图7为图3提供的电池装置10的部分示意图,具体为电池装置10在第三方向Z的视角下的部分示意图。图8为图7中A处的放大图,图9为图3沿B-B的剖视图,图10为图9的局部放大图。本申请实施例提供的电池装置10包括箱体2和电池单体阵列1。箱体2包括两个第一内壁2111,两个第一内壁2111沿第一方向Y相对设置,且两个第一内壁2111沿第一方向Y的最大距离为第一尺寸L1。电池单体阵列1设于两个第一内壁2111之间。电池单体阵列1包括多个电池单体11,多个电池单体11呈M行、N列阵列排布。电池单体阵列1中,每列电池单体11沿第一方向Y布置,每行电池单体11沿第二方向X布置。电池单体11沿第一方向Y的最大尺寸为第二尺寸L2,电池单体11沿第一方向Y的至少一端设有电极端子111。其中,M≥1,N≥1,M和N均为正整数。第二尺寸L2≤400mm,第二尺寸L2*M/第一尺寸L1∈[0.846,0.921]。其中,第一方向Y与第二方向X交叉。
第一内壁2111是指箱体2的内部空间的内壁面。其中,箱体2的第一部分21可以设有第一内壁2111,箱体2的第二部分22也可以设有第一内壁2111。作为一个示例,如图2所示,箱体2的第一部分21和第二部分22均设有第一内壁2111。作为另一个示例,如图4和图6所示,第一内壁2111设置于箱体2的第一部分21上。
可以理解地,电池单体阵列1设于箱体2内,且位于两个第一内壁2111之间。
可以理解地,电池单体阵列1包括M*N个电池单体11,M*N个电池单体11包括M行电池单体11和N列电池单体11,M*N个电池单体11阵列排布于箱体2内,且位于两个第一内壁2111之间。基于此,电池单体阵列1是指M*N个电池单体11呈M行、N列排布形成的阵列。
电池单体阵列1中,每列电池单体11包括M个电池单体11,每行电池单体11包括N个电池单体11。其中,M可以为1,也可以大于1,例如可以是2、3、4、5、6、7、8、9等。N可以为1,也可以大于1,例如可以是2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17等。作为一个示例,如图7所示,M为3,且N大于3。此外,电池单体阵列1还可以为一行一列结构,即M和N均为1;也可以为两行一列结构,即M为2,N为1;也可以为一行两列结构,即M为1,N为2;也可以为两行两列结构等,即M和N均为2。
电池单体阵列1中,每列电池单体11沿第一方向Y布置,是指当M大于1时,每列的M个电池单体11沿第一方向Y依次分布。电池单体阵列1中,每行电池单体11沿第二方向X布置,是指当N大于1时,每行的N个电池单体11沿第二方向X依次分布。
可以理解地,电池单体11沿第一方向Y的其中一端设有电极端子111;或者,如图5所示,电池单体11沿第一方向Y的相对两端均设有电极端子111。
可以理解地,电池单体11可以包括单体主体112和电极端子111,电极端子111的数量为多个。多个电极端子111可以设于单体主体112沿第一方向Y的其中一端;或者,如图5所示,多个电极端子111也可以分别设于单体主体112沿第一方向Y的相对两端。其中,单体主体112为电池单体11的主体部分,单体主体112包括外壳1121、设于外壳1121内的电极组件、设于外壳1121内的电解质等。需要说明的是,电池单体11沿第一方向Y的最大尺寸,是指单体主体112和电极端子111构成的整体在第一方向Y上的最大尺寸,也即是在电池单体11沿第一方向Y的相对两端均设有电极端子111的情况下,单体主体112沿第一方向Y的相对两端的电极端子111之间的最大尺寸,为第二尺寸L2。
需要补充说明的是,基于电池单体11沿第一方向Y的其中一端设有电极端子111的设置,在两个第一内壁2111沿第一方向Y的最大尺寸预定的情况下,每列电池单体11的单体主体112在第一方向Y上的尺寸可以做到非常大,即,箱体2可以布置沿第一方向Y的尺寸非常大的单体主体112,有助于提高电池装置10的能量密度。基于电池单体11沿第一方向Y的相对两端均设有电极端子111的设置,利于电池单体11实现过流。
第二尺寸L2≤400mm,具体可以是50mm、100mm、150mm、200mm、250mm、300mm、350mm、400mm等。
第二尺寸L2*M/第一尺寸L1∈[0.846,0.921],是指0.846≤第二尺寸L2*M/第一尺寸L1≤0.921,第二尺寸L2*M/第一尺寸L1的取值具体可以为0.846、0.85、0.86、0.87、0.88、0.89、0.9、0.91、0.92、0.921等。
第一方向Y是指单体主体112和电极端子111的大致分布方向,也即是每列电池单体11的布置方向。在一些情况下,第一方向Y可以为电池单体11的长度延伸方向。
第一方向Y与第二方向X交叉,是指第一方向Y和第二方向X可以形成大于0°且小于180°的夹角,也即是第一方向Y和第二方向X不平行。第一方向Y和第二方向X可以相互垂直,也可以不垂直。第一方向Y和第二方向X可以是位于同一个平面上相交的方向,也可以是分别互为异面的平面上的方向,且第二方向X在第一方向Y所在的平面上的投影可以与第一方向Y相交。作为一个示例,第一方向Y和第二方向X垂直。
本申请实施例提供的电池装置10,通过电池装置10包括箱体2和设于箱体2内的电池单体阵列1,电池单体阵列1包括呈M行、N列阵列排布的多个电池单体11,每列电池单体11沿第一方向Y布置,电池单体11沿第一方向Y的最大尺寸≤400mm,且电池单体11沿第一方向Y的最大尺寸(即第二尺寸L2)*每列电池单体11的数量(即M)/两个第一内壁2111沿第一方向Y的最大尺寸(即第一尺寸L1)∈[0.846,0.921],即,每列电池单体11中的电池单体11在第一方向Y上的最大尺寸之和/两个第一内壁2111在第一方向Y上的最大尺寸的取值在[0.846,0.921]的区间内,使得在两个第一内壁2111沿第一方向Y的最大尺寸预定的情况下,每列电池单体11具有较为合适的电池单体11的数量,即M的取值较为合适,且电池单体11在第一方向Y上具有较为合适的最大尺寸,从而使得每列电池单体11可以沿第一方向Y较为紧凑地布置于箱体2内。
如此设置,一方面,因电池单体11在第一方向Y上具有较为合适的最大尺寸,可以使得电池单体11具有较为合适长度的过流路径,这样可以改善电池单体11因过流路径过大而导致的发热量非常大的问题,使得电池单体11的发热量在较优的范围内,从而使得电池单体11的最高温度在较优的范围内,利于延长电池装置10的使用寿命。另一方面,因每列电池单体11具有较为合适的电池单体11的数量,使得每列电池单体11在第一方向Y上具有较高的成组效率,例如可以但不限于可以节省沿第一方向Y相邻的电池单体11之间的零部件,节省在第一方向Y上的电池单体11的外壳1121的布置,可以减小因相邻电池单体11之间的布置公差导致的空间浪费问题,从而使得电池单体阵列1在第一方向Y上可以充分地利用箱体2的内部空间,有助于提高电池装置10的空间利用率,利于提高电池装置10的能量密度。因此,通过采用上述技术方案,使得电池装置10的最高温度和能量密度可以都处于较优的范围内,即,在电池装置10的电池单体11的最高温度较低的情况下,电池装置10具有较高的能量密度,从而使得电池装置10可以兼顾电池单体11的最高温度低和动力电池的能量密度高的优势,提高电池装置10的性能和可靠性。如此,电池装置10可以具备高效率快充能力。
在此需要补充说明的是,通过采用上述技术方案,使得每列电池单体11可以沿第一方向Y较为紧凑地布置于箱体2内,从而使得电池单体阵列1可以沿第一方向Y较为紧凑地布置于箱体2内。这样,一方面,每列电池单体11的电池单体11之间可以沿第一方向Y较为紧凑,且每列电池单体11和第一内壁2111之间可以沿第一方向Y较为紧凑,这样有助于提高电池装置10的空间利用率,利于提高电池装置10的能量密度。另一方面,每列电池单体11的电池单体11之间、每列电池单体11和第一内壁2111之间的布置不会过分紧凑,从而便于电池单体11进行散热,有助于减小电池单体11的最高温度。
在一些实施例中,电池单体11可以近似为圆柱形结构,第一方向Y大致为电池单体11的长度延伸方向,也即是电池单体11的轴向。
在一些实施例中,如图5所示,且结合其他附图。电池单体11可以近似为矩形结构,且电池单体11具有长度、宽度和厚度。其中,电池单体11的长度可以大于电池单体11的宽度,且大于电池单体11的厚度。其中,第一方向Y可以大致为电池单体11的长度延伸方向,第二方向X可以大致为电池单体11的厚度延伸方向,第三方向Z可以大致为电池单体11的宽度延伸方向。第一方向Y和第三方向Z交叉,且第二方向X和第三方向Z交叉。
其中,第一方向Y和第三方向Z交叉、第二方向X和第三方向Z交叉的含义可以与第一方向Y和第二方向X交叉同理解释,在此不再一一赘述。作为一个示例,第一方向Y和第二方向X垂直,第一方向Y和第三方向Z垂直,且第二方向X和第三方向Z垂直。
在一些实施例中,请一并参阅图6至图10,且结合其他附图。第二尺寸L2*M/第一尺寸L1∈[0.897,0.921]。
第二尺寸L2*M/第一尺寸L1∈[0.897,0.921],是指0.897≤第二尺寸L2*M/第一尺寸L1≤0.921,第二尺寸L2*M/第一尺寸L1的取值具体可以为0.897、0.9、0.905、0.91、0.915、0.92、0.921等。
如此设置,使得电池装置10的最高温度和能量密度可以都处于较优的范围内。
在一些实施例中,请一并参阅图6至图10,且结合其他附图。第二尺寸L2≥200mm。
可以理解地,200mm≤第二尺寸L2≤400mm,第二尺寸L2具体可以是200mm、210mm、220mm、230mm、240mm、250mm、260mm、270mm、280mm、290mm、300mm、310mm、320mm、330mm、340mm、350mm、360mm、370mm、380mm、390mm、400mm等。
通过采用上述技术方案,使得电池单体11在第一方向Y上的最大尺寸(即第二尺寸L2)具有一定的取值范围。这样,一方面,可以使得电池单体11具有较为合适长度的过流路径,这样可以改善电池单体11因过流路径过大而导致的发热量非常大的问题,使得电池单体11的发热量在较优的范围内,从而使得电池单体11的最高温度在较优的范围内,利于延长电池装置10的使用寿命。另一方面,在两个第一内壁2111沿第一方向Y的最大尺寸预定的情况下,每列电池单体11具有较为合适的电池单体11的数量,即M的取值较为合适,这样可以提高每列电池单体11在第一方向Y上具有较为合适的成组效率,从而使得电池单体阵列1在第一方向Y上可以充分地利用箱体2的内部空间,有助于提高电池装置10的空间利用率,利于提高电池装置10的能量密度。
在一些实施例中,请一并参阅图6至图10,且结合其他附图。M≥3。
具体地,M具体可以是3、4、5、6、7、8、9、10等。
通过M≥3,使得在两个第一内壁2111沿第一方向Y的最大尺寸预定的情况下,电池单体11在第一方向Y上的最大尺寸不会过大,如此使得电池单体11具有较为合适长度的过流路径,这样可以改善电池单体11因过流路径过大而导致的发热量非常大的问题,使得电池单体11的发热量在较优的范围内,从而使得电池单体11的最高温度在较优的范围内,利于延长电池装置10的使用寿命。
在一些实施例中,请一并参阅图6至图10,且结合其他附图。M≤8。
可以理解地,3≤M≤8,M具体可以是3、4、5、6、7、8。
如此设置,使得在两个第一内壁2111沿第一方向Y的最大尺寸预定的情况下,电池单体11在第一方向Y上的最大尺寸不会过大,也不会过小,且每列电池单体11的数量较为合适。这样,一方面,可以使得电池单体11具有较为合适长度的过流路径,这样可以改善电池单体11因过流路径过大而导致的发热量非常大的问题,使得电池单体11的发热量在较优的范围内,从而使得电池单体11的最高温度在较优的范围内,利于延长电池装置10的使用寿命。另一方面,可以提高每列电池单体11在第一方向Y上的成组效率,从而使得电池单体阵列1在第一方向Y上可以充分地利用箱体2的内部空间,有助于提高电池装置10的空间利用率,利于提高电池装置10的能量密度。
在一些实施例中,请一并参阅图3、图4、图6、图7和图11,且结合其他附图。其中,图11为本申请又一些实施例提供的电池装置10的部分示意图,具体为电池装置10在第三方向Z的视角下的部分示意图。电池装置10具有长度方向a和宽度方向b,电池装置10的长度大于电池装置10的宽度。
可以理解地,电池装置10近似为矩形结构,即,箱体2近似为矩形结构,以使电池装置10具有长度方向a和宽度方向b。
电池装置10的长度大于电池装置10的宽度,是指电池装置10沿长度方向a的最大尺寸大于电池装置10沿宽度方向b的最大尺寸。
在一些可能的设计中,如图7所示,第一方向Y为电池装置10的长度方向a。其中,电池装置10沿第一方向Y的最大尺寸可以是电池装置10的长度,即,下文的第五尺寸L5为电池装置10的长度。第二方向X可以但不限于是电池装置10的宽度方向b,电池装置10沿第二方向X的最大尺寸可以是电池装置10的宽度。
或者,在另一些可能的设计中,如图11所示,第一方向Y为电池装置10的宽度方向b。其中,电池装置10沿第一方向Y的最大尺寸可以是电池装置10的宽度,即,下文的第五尺寸L5为电池装置10的宽度。第二方向X可以但不限于是电池装置10的长度方向a,电池装置10沿第二方向X的最大尺寸可以是电池装置10的长度。
通过采用上述技术方案,使得电池单体阵列1可以根据需求布置在箱体2内,可以提高电池单体阵列1在箱体2内的布置灵活性和便捷性。
在一些实施例中,请参阅图7,且结合其他附图。第一方向Y为具有电池装置10的用电装置的行走方向c。
作为一个示例,当用电装置为车辆3000时,用电装置的行走方向c为车辆3000的长度延伸方向,也即是车辆3000的行驶方向。
可以理解地,当第一方向Y为电池装置10的长度方向a时,如图7所示,电池装置10的长度方向a为用电装置的行走方向c。当第一方向Y为电池装置10的宽度方向b时,电池装置10的宽度方向b为用电装置的行走方向c。
在一些实施例中,请参阅图11,且结合其他附图。第二方向X为具有电池装置10的用电装置的行走方向c。
可以理解地,当第二方向X为电池装置10的长度方向a时,如图11所示,电池装置10的长度方向a为用电装置的行走方向c。其中,第一方向Y与电池装置10的长度方向a交叉,例如,第一方向Y可以为电池装置10的宽度方向b。
当第二方向X为电池装置10的宽度方向b时,电池装置10的宽度方向b为用电装置的行走方向c。其中,第一方向Y与电池装置10的宽度方向b交叉,例如,第一方向Y为用电装置的长度方向a。
通过采用上述技术方案,使得电池单体阵列1可以根据需求布置在箱体2内,可以提高电池装置10在用电装置上的布置灵活性和便捷性。
在一些实施例中,请一并参阅图5至图10,且结合其他附图。电池单体11沿第一方向Y的相对两端设有第一表面101,电极端子111伸出于第一表面101。电池单体11沿第二方向X的相对两侧设有第二表面102,第一表面101的面积小于第二表面102的面积。
可以理解地,电池单体11沿第一方向Y的相对两端均设有电极端子111。电池单体11的单体主体112沿第一方向Y的相对两端均设有第一表面101,即,外壳1121沿第一方向Y的相对两端均设有第一表面101。电极端子111伸出于第一表面101。单体主体112沿第二方向X的相对两侧均设有第二表面102,即,外壳1121沿第二方向X的相对两侧均设有第二表面102。其中,第一表面101和第二表面102均为单体主体112的外表面,也即是外壳1121的外表面。
通过第一表面101的面积小于第二表面102的面积,使得单体主体112沿第一方向Y的最大尺寸大于单体主体112沿第二方向X的最大尺寸,进而使得电池单体11沿第一方向Y的最大尺寸(即第二尺寸L2)大于单体主体112沿第二方向X的最大尺寸(即下文的第三尺寸L3),即,电池单体11的长度大于电池单体11的厚度。如此设置,可以使得电池单体11具有较优的散热能力,以减小电池单体11的最高温度。
在一些实施例中,请一并参阅图5至图8,且结合其他附图。电池单体11沿第二方向X的最大尺寸为第三尺寸L3,第三尺寸L3∈[10mm,45mm]。
其中,电池单体11沿第二方向X的最大尺寸,是指电池单体11的单体主体112沿第二方向X的最大尺寸,也即是外壳1121沿第二方向X的最大尺寸,为第三尺寸L3。
具体地,10mm≤第三尺寸L3≤45mm,第三尺寸L3具体可以是10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm等。
如此设置,使得电池单体11沿第二方向X具有较为合适的尺寸。这样,一方面,使得电池单体11因电池单体11沿第二方向X的尺寸设计可以具有较优的散热能力,从而可以使得电池单体11的最高温度在较优的范围内,利于延长电池装置10的使用寿命。另一方面,在箱体2沿第二方向X相对的两个内壁之间的最大尺寸预定的情况下,因电池单体11沿第二方向X具有较为合适的尺寸,使得每行电池单体11可以具有较为合适的电池单体11的数量,即N的取值较为合适,这样可以使得每行电池单体11在第二方向X上具有较高的成组效率,例如可以但不限于可以节省沿第二方向X相邻的电池单体11之间的零部件,可以减少因相邻电池单体11之间的布置公差导致的空间浪费问题,从而使得电池单体阵列1在第二方向X上可以充分地利用箱体2的内部空间,有助于提高电池装置10的空间利用率,利于提高电池装置10的能量密度。因此,通过采用上述技术方案,有助于使得电池装置10的最高温度和能量密度可以都处于较优的范围内。
在一些实施例中,请一并参阅图5至图8,且结合其他附图。第三尺寸L3∈[15mm,30mm]。
具体地,15mm≤第三尺寸L3≤30mm,第三尺寸L3具体可以是15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm、21mm、22mm、23mm、24mm、25mm、26mm、27mm、28mm、29mm、30mm等。
通过采用上述技术方案,使得电池单体11沿第二方向X具有较为合适的尺寸。这样,一方面,可以使得电池单体11具有较优的散热能力,使得电池单体11的最高温度可以在较优的范围内。另一方面,在箱体2沿第二方向X相对的两个内壁(即下文的第二内壁2141)之间的最大尺寸预定的情况下,N的取值可以在较为合适的范围内,这样可以每行电池单体11在第二方向X上具有较为合适的成组效率,从而使得电池单体阵列1在第二方向X上可以充分地利用箱体2的内部空间,有助于提高电池装置10的空间利用率,利于提高电池装置10的能量密度。因此,通过采用上述技术方案,有助于使得电池装置10的最高温度和能量密度可以都处于较优的范围内。
在一些实施例中,请一并参阅图5至图10,且结合其他附图。电池单体11沿第三方向Z的相对两端设有第三表面103,第二表面102的面积大于第三表面103的面积。其中,第三方向Z与第一方向Y交叉,第三方向Z与第二方向X交叉。
单体主体112沿第三方向Z的相对两端均设有第三表面103,即,外壳1121沿第三方向Z的相对两端均设有第三表面103。其中,第三表面103为单体主体112的外表面,也即是外壳1121的外表面。
通过第二表面102的面积大于第三表面103的面积,使得单体主体112沿第三方向Z的最大尺寸大于单体主体112沿第二方向X的最大尺寸,即,下文的第四尺寸L4大于第三尺寸L3,即,电池单体11的宽度大于电池单体11的厚度。如此设置,可以使得电池单体11具有较优的散热能力,以减小电池单体11的最高温度。
作为一个示例,如图5所示,且结合其他附图。第三表面103大于第一表面101。基于此,单体主体112沿第一方向Y的最大尺寸大于电池单体11沿第三方向Z的最大尺寸(即第四尺寸L4),且电池单体11沿第三方向Z的最大尺寸大于电池单体11沿第二方向X的最大尺寸(即第三尺寸L3),即,电池单体11的长度大于电池单体11的宽度,电池单体11的宽度大于电池单体11的厚度。
在一些实施例中,请一并参阅图5、图9和图10,且结合其他附图。电池单体11沿第三方向Z的最大尺寸为第四尺寸L4,第四尺寸L4∈[60mm,160mm]。
其中,电池单体11沿第三方向Z的最大尺寸,是指电池单体11的单体主体112沿第三方向Z的最大尺寸,也即是外壳1121沿第三方向Z的最大尺寸,为第四尺寸L4。
具体地,60mm≤第四尺寸L4≤160mm,第四尺寸L4具体可以是60mm、70mm、80mm、90mm、100mm、110mm、120mm、130mm、140mm、150mm、160mm等。
通过采用上述技术方案,使得电池单体11在第三方向Z上具有较为合适的最大尺寸,这样有助于使得电池单体11具有较优的散热能力,以减小电池单体11的最高温度。并且,这样设置使得电池单体11为短刀电池。
在一些实施例中,请一并参阅图5、图9和图10,且结合其他附图。第四尺寸L4∈[80mm,130mm]。
具体地,80mm≤第四尺寸L4≤130mm,第四尺寸L4具体可以是80mm、85mm、90mm、95mm、100mm、105mm、110mm、115mm、120mm、125mm、130mm等。
通过采用上述技术方案,使得电池单体11在第三方向Z上具有较为合适的最大尺寸,这样有助于使得电池单体11具有较优的散热能力,以减小电池单体11的最高温度。
在一些实施例中,请一并参阅图6至图10,且结合其他附图。箱体2包括沿第一方向Y相对设置的两个第一壁211,第一内壁2111为第一壁211的内壁,第一壁211的外壁为第一外壁2112。两个第一壁211的第一外壁2112沿第一方向Y的最大距离为第五尺寸L5,第二尺寸L2*M/第五尺寸L5∈[0.815,0.894]。
第一壁211是箱体2的实体壁,两个第一壁211沿第一方向Y相对设置。其中,两个第一壁211沿第一方向Y相向的壁面为第一内壁2111,两个第一壁211沿第一方向Y相背的壁面为第一外壁2112。
第二尺寸L2*M/第五尺寸L5∈[0.81,0.9],是指0.815≤第二尺寸L2*M/第五尺寸L5≤0.894,第二尺寸L2*M/第五尺寸L5的取值具体可以是0.815、0.82、0.83、0.84、0.85、0.86、0.87、0.88、0.89、0.894等。
通过采用上述技术方案,使得电池单体11沿第一方向Y上具有较为合适的最大尺寸,且每列电池单体11具有较为合适的电池单体11的数量。这样,便于电池装置10的最高温度和能量密度都处于较优的范围内。
在一些实施例中,请一并参阅图6至图10,且结合其他附图。第二尺寸L2*M/第五尺寸L5∈[0.864,0.894]。
第二尺寸L2*M/第五尺寸L5∈[0.864,0.894],是指0.864≤第二尺寸L2*M/第五尺寸L5≤0.894,第二尺寸L2*M/第五尺寸L5的取值具体可以是0.864、0.865、0.87、0.875、0.88、0.885、0.89、0.894等。
通过采用上述技术方案,使得电池单体11沿第一方向Y上具有较为合适的最大尺寸,且每列电池单体11具有较为合适的电池单体11的数量。这样,便于电池装置10的最高温度和能量密度都处于较优的范围内。
以下通过具体实验数据进行具体说明:
在实验过程中,以电池单体11的长度延伸方向与第一方向Y一致,电池单体11的厚度延伸方向与第二方向X一致,电池单体11的宽度延伸方向与第三方向Z一致为例,具体数据参见表1:
表1
通过上述实施例可知,当第二尺寸L2*M/第一尺寸L1的取值范围在[0.846,0.921]的区间内,第二尺寸L2*M/第五尺寸L5的取值范围在[0.815,0.894]的区间内时,电池装置10的能量密度≥260Wh/L,且电池单体11的最高温度小于60℃。如此,使得电池装置10的最高温度和能量密度都处于较优的范围内,即,电池装置10的电池单体11的最高温度较低的情况下,电池装置10具有较高的能量密度,使得电池装置10可以兼顾电池单体11的最高温度低和动力电池的能量密度高的优势,从而使得电池装置10可以具备高效率快充能力。
在一些实施例中,请一并参阅图6至图8,且结合其他附图。箱体2包括两个第二内壁2141,两个第二内壁2141沿第二方向X相对设置,且各第二内壁2141连接于两个第一内壁2111之间。电池单体阵列1设于箱体2内,且位于两个第二内壁2141之间。两个第二内壁2141在第二方向X上的最大距离为第六尺寸L6,第三尺寸L3*N/第六尺寸L6∈[0.771,0.947]。
具体地,0.771≤第三尺寸L3*N/第六尺寸L6≤0.947,第三尺寸L3*N/第六尺寸L6的取值具体可以为0.771、0.78、0.79、0.8、0.81、0.82、0.83、0.84、0.85、0.86、0.87、0.88、0.89、0.9、0.91、0.92、0.93、0.94、0.947等。
通过采用上述技术方案,使得在两个第二内壁2141沿第二方向X的最大尺寸预定的情况下,每行电池单体11具有较为合适的电池单体11的数量,即N的取值较为合适,且电池单体11在第二方向X上具有较为合适的最大尺寸,从而使得每行电池单体11可以沿第二方向X较为紧凑地布置于箱体2内。如此设置,一方面,电池单体11在第二方向X上具有较为合适的最大尺寸,可以使得电池单体11具有较高的散热能力,便于电池单体11进行高效散热,这样有助于降低电池单体11的温度,使得电池单体11的最高温度可以在较优的范围内,利于延长电池装置10的使用寿命。另一方面,因每行的电池单体11具有较为合适的电池单体11的数量,使得每行电池单体11在第二方向X上具有较高的成组效率,例如可以但不限于可以节省沿第二方向X相邻的电池单体11之间的零部件,节省在第二方向X上的电池单体11的外壳1121的布置,可以减小因相邻电池单体11之间的布置公差导致的空间浪费问题,从而使得电池单体阵列1在第二方向X上可以充分地利用箱体2的内部空间,有助于提高电池装置10的空间利用率,利于提高电池装置10的能量密度。因此,电池装置10可以具有较高的散热能力和能量密度,以使电池装置10的最高温度和能量密度可以都处于较优的范围内,从而使得电池装置10可以兼顾高散热能力和高能量密度的优势,电池装置10可以具备高效率快充能力。
在此还需要补充说明的是,通过采用上述技术方案,使得每行电池单体11可以沿第二方向X较为紧凑地布置于箱体2内,从而使得电池单体阵列1可以沿第二方向X较为紧凑地布置于箱体2内。这样,一方面,每行电池单体11的电池单体11之间可以沿第二方向X较为紧凑,且每行电池单体11和第二内壁2141之间可以沿第二方向X较为紧凑,这样有助于提高电池装置10的空间利用率,利于提高电池装置10的能量密度。另一方面,每行电池单体11的电池单体11之间、每行电池单体11和第二内壁2141之间的布置不会过分紧凑,从而便于电池单体11进行散热,利于提高电池装置10的散热能力,有助于减小电池单体11的最高温度。
在一些实施例中,第三尺寸L3*N/第六尺寸L6∈[0.848,0.947]。
第三尺寸L3*N/第六尺寸L6∈[0.848,0.947],是指0.848≤第三尺寸L3*N/第六尺寸L6≤0.947,第三尺寸L3*N/第六尺寸L6的取值具体可以为0.848、0.85、0.855、0.86、0.865、0.87、0.875、0.88、0.885、0.89、0.895、0.9、0.905、0.91、0.915、0.92、0.925、0.93、0.935、0.94、0.947等。
如此设置,使得电池装置10可以具有较高的散热能力和能量密度,从而使得电池装置10可以兼顾高散热能力和高能量密度的优势。
在一些实施例中,请一并参阅图6至图8,且结合其他附图。箱体2包括沿第二方向X相对设置的两个第二壁214,第二内壁2141为第二壁214的内壁,第二壁214的外壁为第二外壁2142。两个第二壁214沿第二方向X的最大距离为第七尺寸L7,第三尺寸L3*N/第七尺寸L7∈[0.744,0918]。
第二壁214是箱体2的实体壁,两个第二壁214沿第二方向X相对设置。其中,两个第二壁214沿第二方向X相向的壁面为第二内壁2141,两个第二壁214沿第二方向X相背的壁面为第二外壁2142。其中,各第二壁214连接于两个第一壁211之间,以使各第二壁214的第二内壁2141连接于两个第一内壁2111之间。
其中,第二壁214可以但不限于是箱体2内的膨胀梁,用于沿第二方向X抵抗电池单体11的膨胀,以提高电池装置10的可靠性。
第三尺寸L3*N/第七尺寸L7∈[0.744,0.918],是指0.744≤第三尺寸L3*N/第七尺寸L7≤0.918,第三尺寸L3*N/第七尺寸L7的取值具体可以是0.744、0.75、0.76、0.77、0.78、0.79、0.8、0.81、0.82、0.83、0.84、0.85、0.86、0.87、0.88、0.89、0.9、0.91、0.918等。
通过采用上述技术方案,使得电池单体11沿第二方向X上具有较为合适的最大尺寸,且每行电池单体11具有较为合适的电池单体11的数量。这样,便于电池装置10具有高散热能力和高能量密度。
在一些实施例中,请一并参阅图6至图8,且结合其他附图。第三尺寸L3*N/第七尺寸L7∈[0.82,0.918]。
第三尺寸L3*N/第七尺寸L7∈[0.82,0.92],是指0.82≤第三尺寸L3*N/第七尺寸L7≤0.918,第三尺寸L3*N/第七尺寸L7的取值具体可以是0.82、0.825、0.83、0.835、0.84、0.845、0.85、0.855、0.86、0.865、0.87、0.875、0.88、0.885、0.89、0.895、0.9、0.905、0.91、0.915、0.918等。
通过采用上述技术方案,使得电池单体11沿第二方向X上具有较为合适的最大尺寸,且每行电池单体11具有较为合适的电池单体11的数量。这样,便于电池装置10的最高温度和能量密度都处于较优的范围内。
在一些实施例中,请一并参阅图6至图8,且结合其他附图。N∈[40,150]。
可以理解地,40≤N≤150,N具体可以是40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150等。
如此设置,使得在两个第二内壁2141沿第二方向X的最大尺寸预定的情况下,电池单体11在第二方向X上的最大尺寸不会过大,也不会过小,且每行电池单体11的数量较为合适。这样,一方面,电池单体11可以具有较低的发热量和较高的散热能力,利于延长电池装置10的使用寿命。另一方面,可以提高每行电池单体11在第二方向X上的成组效率,从而使得电池单体阵列1在第二方向X上可以充分地利用箱体2的内部空间,有助于提高电池装置10的空间利用率,利于提高电池装置10的能量密度。如此设置,利于电池装置10兼顾高散热能力和高能量密度的优势。
在一些实施例中,请一并参阅图5、图9和图10,且结合其他附图。电池单体11沿第一方向Y的相对两端均包括至少一组电极端子111,各组电极端子111包括沿第三方向Z间隔分布的正极电极端子111a和负极电极端子111b。其中,第三方向Z与第一方向Y交叉,第三方向Z与第二方向X交叉。
可以理解地,电池单体11在第一方向Y上的相对两端均设有多个电极端子111,且电池单体11在第一方向Y上的各端的多个电极端子111沿第三方向Z间隔分布。并且,电池单体11在第一方向Y上的各端中,多个电极端子111两两成组且极性不同。
可以理解地,电池单体11沿第一方向Y的其中一端设有至少一组电极端子111,且电池单体11沿第一方向Y的另一端也设有至少一组电极端子111。其中,每组电极端子111包括两个沿第三方向Z间隔分布,且极性不同的电极端子111。即,每组电极端子111包括沿第三方向Z间隔分布的正极电极端子111a和负极电极端子111b。
通过电池单体11沿第一方向Y的各端均设有至少一组极性不同的电极端子111,这样可以有效缩短电池单体11的平均过流路径,从而可以减少电池单体11的内阻,以减小电池单体11的发热量,从而可以减小电池单体11的最高温度。
作为一个示例,如图5、图9、图10和图12所示,且结合其他附图。其中,图12为图3提供的电池装置10的电池单体阵列1的立体结构图。电池单体11沿第一方向Y的各端均设有一组电极端子111,每组电极端子111包括沿第三方向Z间隔分布的正极电极端子111a和负极电极端子111b。
如图12所示,且结合其他附图。电池单体阵列1包括多行电池单体11,即M的数量为多个,电池单体阵列1可以包括第一行电池单体11、第二行电池单体11、第三行电池单体11……倒数第二行电池单体11、最后一行电池单体11。作为一个示例,每行电池单体11中,电池单体11沿第一方向Y的各端电极端子111通过汇流部件3串联,以使每行电池单体11具有两个总正极和总负极。第一行电池单体11的两个总正极可以连接,以作为电池单体阵列1的总正极。第一行电池单体11的两个总负极可以通过汇流部件3连接第二行电池单体11的两个总正极,第二行电池单体11的两个总负极可以通过汇流部件3连接第三行电池单体11的两个总正极……依次类推,倒数第二行电池单体11的两个总负极可以通过汇流部件3连接最后一行电池单体11的两个总正极,以使第一行电池单体11、第二行电池单体11、第三行电池单体11……倒数第二行电池单体11和最后一行电池单体11串联连接。最后一行电池单体11的两个总负极连接,以作为电池单体阵列1的总负极。
在一些实施例中,请一并参阅图5、图9和图10,且结合其他附图。电池单体11还包括泄压机构113。
泄压机构113是一种在电池单体11的内部压力或温度达到阈值时能够泄放电池单体11的内部压力的机构。例如,当电池单体11正常工作时,电池单体11内部的气体压强小于泄压机构113的开启压力值,泄压机构113处于关闭状态,电池单体11内部的气体与外部的气体互不连通。当电池单体11在过充过放、过热、机械碰撞等内部和外部因素的作用下发生热失控时,电池单体11的内部产生大量的高温高压气体、火焰等高温高压介质,使电池单体11内部的压强大于泄压机构113的开启压力值,泄压机构113由关闭状态转变为开启状态,电池单体11内部的高温高压气体、火焰等高温高压介质能够通过泄压机构113排出至电池单体11外。
泄压机构113设置于单体主体112上,具体地,泄压机构113可以设置于电池单体11的外壳1121上。其中,泄压机构113可以是设置于电池单体11的外壳1121上的薄弱结构;或者,泄压机构113也可以是压力阀等结构。当泄压机构113为设置于外壳1121上的薄弱结构时,泄压机构113的结构强度相较于外壳1121的其他位置的结构强度更低。这样,在电池单体11发生热失控时,电池单体11产生的高温高压气体、火焰等高温高压介质可冲破泄压机构113,以释放至电池单体11外。
其中,如图5所示,泄压机构113可以设于外壳1121的端盖11212上。泄压机构113也可以设于外壳1121的壳体11211上。
在一些可能的设计中,泄压机构113可以一体连接于外壳1121,且泄压机构113和外壳1121之间设有易断痕,该易断痕可以是刻痕或破断线等。或者,泄压机构113分体设置于外壳1121上。
在一些实施例中,请一并参阅图5、图9和图10,且结合其他附图。电池单体11沿第一方向Y的至少一端包括上述泄压机构113,泄压机构113与电极端子111间隔分布。
可以理解地,外壳1121沿第一方向Y的至少一端设有泄压机构113。
通过将泄压机构113设置于电池单体11沿第一方向Y的至少一端,可以有效地节约箱体2的内部空间,以有助于提高电池装置10的空间利用率和能量密度。并且,这样还便于电池单体阵列1沿第三方向Z的相对两端布置热管理部件212,且在该基础上,泄压机构113可以有效地实现电池单体11的泄压效果。
在一些实施例中,请一并参阅图7至图10,且结合其他附图。M≥2,且每列电池单体11中,相邻的两个电池单体11之间设置有绝缘胶。
可以理解地,沿第一方向Y相邻的两个电池单体11之间可以设置有绝缘胶。
其中,沿第一方向Y相邻的两个电池单体11的外壳1121之间可以设置有绝缘胶。沿第一方向Y相邻的两个电池单体11的电极端子111之间也可以设置有绝缘胶。
在一些实施例中,请一并参阅图7至图10,且结合其他附图。N≥2,且每行电池单体11中,相邻的两个电池单体11之间设有绝缘胶。
可以理解地,沿第二方向X相邻的两个电池单体11之间可以设置有绝缘胶。
其中,绝缘胶是指具有绝缘性能的胶层,该胶层可以但不限于是结构胶、双面胶等。
通过在相邻的两个电池单体11之间设置有绝缘胶,一方面,可以实现相邻的两个电池单体11之间的绝缘效果,降低相邻的两个电池单体11之间的不良影响,使得电池装置10能够充分发挥性能。另一方面,使得相邻的两个电池单体11可以通过绝缘胶实现固定,这样使得电池单体阵列1的固定方式十分简单,便于电池装置10的组装,且能够提高电池装置10的生产效率。此外,绝缘胶可以在电池单体11热失控过程中实现保护作用,改善电池单体11喷发的颗粒物引起的高压打火问题。
在一些实施例中,第一内壁2111和相邻的电池单体11之间还可以设置有绝缘胶,以实现第一内壁2111和电池单体11之间的绝缘保护。
在一些实施例中,请一并参阅图5、图9和图10,且结合其他附图。电池单体11上设有泄压机构113,泄压机构113与电极端子111间隔分布。绝缘胶的至少部分设于电极端子111上,且避开泄压机构113。
通过绝缘胶的至少部分设置于电极端子111上,可以使得相邻的两个电池单体11之间可以通过绝缘胶实现绝缘、固定效果。并且,通过绝缘胶避开泄压机构113,便于泄压机构113实现泄压效果。
在一些实施例中,请一并参阅图5、图9和图10,且结合其他附图。泄压机构113与电极端子111沿第三方向Z间隔分布。在第三方向Z上,绝缘胶超出于电极端子111,且与泄压机构113间隔分布。其中,第三方向Z与第一方向Y交叉,第三方向Z与第二方向X交叉。
可以理解地,绝缘胶的至少部分设于电极端子111上,绝缘胶沿第三方向Z超出于电极端子111外,且绝缘胶与泄压机构113沿第三方向Z间隔分布。
如此设置,便于绝缘胶设于电极端子111上,且避开泄压机构113,从而使得绝缘胶能够实现绝缘保护、固定、热失控保护等作用,且能够在一定程度上保障泄压机构113的作用。
作为一个示例,如图5、图9和图10所示,且结合其他附图。箱体2沿第三方向Z的其中一端设有第三内壁2121,第三内壁2121为箱体2的内部空间的内壁面。第三内壁2121连接于两个第一内壁2111之间,且电池单体阵列1设于第三内壁2121上。电极端子111沿第三方向Z间隔设于泄压机构113和第三内壁2121之间,绝缘胶设于第三内壁2121、外壳1121和电极端子111上。绝缘胶沿第三方向Z朝泄压机构113超出于电极端子111,且与泄压机构113沿第三方向Z间隔设置。
可以理解地,绝缘胶在第三方向Z上的高度低于泄压机构113和第一内壁2111在第三方向Z上的距离,从而使得绝缘胶可以填充于相邻的两个电池单体11之间,且避开泄压机构113。
在一些实施例中,请一并参阅图4至图10,且结合其他附图。M≥2,且每列电池单体11中,相邻的两个电池单体11之间设置有分隔部件213。
可以理解地,沿第一方向Y相邻的两个电池单体11之间可以设置有分隔部件213,具体地,沿第一方向Y相邻的两个电池单体11的电极端子111之间设置有分隔部件213,分隔部件213将沿第一方向Y相邻的两个电池单体11的电极端子111分隔开。
在一些实施例中,N≥2,且每行电池单体11中,相邻的两个电池单体11之间设有分隔部件213。
可以理解地,沿第二方向X相邻的两个电池单体11之间可以设置有分隔部件213,具体地,沿第二方向X相邻的两个电池单体11的外壳1121之间可以设置有分隔部件213,沿第二方向X相邻的两个电池单体11的电极端子111之间设置有分隔部件213,分隔部件213将沿第二方向X相邻的两个电池单体11分隔开。
通过相邻的两个电池单体11可以通过分隔部件213分隔开,一方面,分隔部件213可以将相邻的两个电池单体11之间的高压分隔开,能够降低相邻的两个电池单体11之间的不良影响,使得电池装置10能够充分发挥性能。另一方面,能够提高电池单体阵列1的整体强度,能够降低振动等外界因素对电池单体阵列1产生的不良影响,使得电池装置10的适应性能够得到有效加强。
在一些实施例中,第一内壁2111和相邻的电池单体11之间还可以设置有分隔部件213,以使分隔部件213将电池单体11的电极端子111和第一内壁2111分隔开。这样,也可以将电池单体11的高压和箱体2分隔开,提高电池装置10的可靠性,且能够提高电池装置10整体的强度。
其中,分隔部件213可以但不限于是导热件、缓冲件、分隔板、分隔梁中的至少一种。
具体地,将分隔部件213设置成导热件、缓冲件、分隔板和分隔梁中的至少一种,在将相邻两个电池单体11间隔开或将电池单体11和第一内壁2111分隔开的基础上,能够根据不同的需求设置相应的分隔部件213,以满足电池单体阵列1满足相应的使用需求。
其中,分隔部件213为导热件时,分隔件设置于相邻的两个电池单体11之间或设置于第一内壁2111和相邻的电池单体11之间,可以将电池单体11的热量导出,有助于电池单体11实现散热,从而有助于降低电池单体11的最高温度。
其中,分隔部件213为缓冲件时,缓冲件设置在相邻的两个电池单体11之间或设于第一内壁2111和相邻的电池单体11之间。一方面,缓冲件能够吸收相邻的两个电池单体11之间、第一内壁2111和电池单体11之间在制造过程中所产生的公差,以使电池单体11的有效安装。另一方面,缓冲件能够为相邻的两个电池单体11之间、第一内壁2111和电池单体11之间提供缓冲,降低电池单体11产生挤压而毁坏的情况。此外,缓冲件能够吸收电池单体11的膨胀。
其中,分隔部件213为分隔板时,分隔板设置在相邻的两个电池单体11之间或设置在第一内壁2111和相邻的电池单体11之间,利用分隔板将相邻的两个电池单体11或将第一内壁2111和相邻的电池单体11分开,可以减少电池单体11产生挤压而毁坏的情况。
其中,分隔部件213为分隔梁时,分隔梁设置在相邻的两个电池单体11之间或设置在第一内壁2111和相邻的电池单体11之间,利用分隔梁将相邻的两个电池单体11或将第一内壁2111和相邻的电池单体11分开,可以减少电池单体11产生挤压而毁坏的情况。
在一些实施例中,在相邻的两个电池单体11之间或第一内壁2111和相邻的电池单体11之间设置有绝缘胶的情况下,绝缘胶可以粘接固定于分隔部件213上。
在一些实施例中,电极端子111沿第一方向Y的至少一端包括泄压机构113,泄压机构113和分隔部件213沿第一方向Y间隔且相对设置,这样使得分隔部件213可以对电池单体11的热失控实现一定程度的防护作用。
在一些实施例中,请一并参阅图4、图6、图9和图10,且结合其他附图。箱体2还包括热管理部件212,电池单体阵列1沿第三方向Z的至少一端设有热管理部件212。热管理部件212与电池单体11连接,以调节电池单体11的温度。其中,第三方向Z与第一方向Y交叉,第三方向Z与第二方向X交叉。
热管理部件212是指能够对电池单体阵列1实现热管理的部件,热管理部件212可以但不限于是水冷板、水冷管等。其中,热管理部件212内可以设置有用于循环换热介质的流道,换热介质可以但不限于是水、油等,换热介质可以对电池单体阵列1进行冷却管理或加热管理。
通过电池单体阵列1沿第三方向Z的至少一端设置有热管理部件212,使得电池单体阵列1沿第三方向Z的至少一端的热管理部件212可以对电池单体阵列1进行热管理。
在一些实施例中,请一并参阅图4、图6、图9和图10,且结合其他附图。电池单体阵列1沿第三方向Z的相对两端均设置有热管理部件212。这样,一方面,可以提高对电池单体阵列1的热管理效率,从而有助于降低电池装置10的电池单体11的最高温度。另一方面,有助于提高电池单体阵列1的温度均匀性,从而有助于延长电池装置10的使用寿命。
在此需要补充说明的是,两个热管理部件212中,其中一个热管理部件212设于第一部分21上,另一个热管理部件212设于第二部分22上。其中,第三内壁2121可以设置于热管理部件212上。
在一些实施例中,热管理部件212可以设置有进口和出口,换热介质可以通过进口进入热管理部件212的流道内,然后从出口流出,实现循环流动。
在一些实施例中,其中一个热管理部件212的进口和出口的分布方向、另一个热管理部件212的进口和出口的分布方向大致相反。如此设置,可以有效提高热管理部件212内的换热介质和电池单体阵列1的换热效率,从而有助于提高电池单体阵列1的热管理效率,以有助于降低电池单体11的最高温度,此外还有助于提高电池单体阵列1的温度均匀性。
其中,第二壁214上可以设置有用于和热管理部件212的进口、出口对应连通的开口,便于外部的换热介质通过第一壁211进出热管理部件212内。
请参阅图1,且结合其他附图。本申请实施例提供的用电装置包括电池装置10。其中,本实施例中的电池装置10与以上各实施例中的电池装置10相同,具体请参阅以上各实施例中电池装置10的相关描述,此处不赘述。
本申请实施例提供的用电装置,通过采用了以上涉及的电池装置10,使得电池装置10可以兼顾能量密度和电池单体11的最高温度,从而可以提高电池装置10的性能和可靠性,以有助于提高用电装置的性能和可靠性。
作为本申请的其中一个实施例,如图4至图10所示,电池装置10包括箱体2和电池单体阵列1。箱体2包括两个沿第一方向Y相对设置的第一壁211,第一壁211设有沿第一方向Y相对的第一内壁2111和第一外壁2112。两个第一壁211的第一内壁2111在第一方向Y上的最大尺寸为第一尺寸L1,两个第一壁211的第一外壁2112在第一方向Y上的最大尺寸为第五尺寸L5。电池单体阵列1包括M*N个电池单体11,M*N个电池单体11呈M行、N列阵列排布形成电池单体阵列1。电池单体阵列1中,每列的多个电池单体11沿第一方向Y布置,每行的多个电池单体11沿第二方向X布置。电池单体11沿第一方向Y的最大尺寸为第二尺寸L2,电池单体11沿第一方向Y的相对两端均设有电极端子111。其中,M∈[3,8],N∈[40,150],M和N均为正整数。第二尺寸L2∈[200mm,400mm],第二尺寸L2*M/第一尺寸L1∈[0.846,0.921],第二尺寸L2*M/第五尺寸L5∈[0.815,0.894]。第一方向Y和第二方向X垂直。
以上仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (23)
1.一种电池装置,其特征在于,包括:
箱体,包括两个沿第一方向相对设置的第一内壁,两个所述第一内壁沿所述第一方向的最大距离为第一尺寸;
电池单体阵列,设于两个所述第一内壁之间;所述电池单体阵列包括呈M行、N列阵列排布的多个电池单体;所述电池单体阵列中,每列所述电池单体沿所述第一方向布置,每行所述电池单体沿第二方向布置;所述电池单体沿所述第一方向的最大尺寸为第二尺寸,所述电池单体沿所述第一方向的至少一端设有电极端子;
其中,M≥1,N≥1,M和N均为正整数;所述第二尺寸≤400mm,第二尺寸*M/第一尺寸∈[0.846,0.921];所述第一方向与所述第二方向交叉。
2.根据权利要求1所述的电池装置,其特征在于,所述第二尺寸*M/第一尺寸∈[0.897,0.921]。
3.根据权利要求1或2所述的电池装置,其特征在于,所述第二尺寸≥200mm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电池装置,其特征在于,M≥3。
5.根据权利要求4所述的电池装置,其特征在于,M≤8。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电池装置,其特征在于,所述电池装置具有长度方向和宽度方向,所述电池装置的长度大于所述电池装置的宽度;所述第一方向为所述电池装置的长度方向或所述电池装置的宽度方向。
7.根据权利要求1-6任一项所述的电池装置,其特征在于,所述第一方向为具有所述电池装置的用电装置的行走方向;或者,所述第二方向为具有所述电池装置的用电装置的行走方向。
8.根据权利要求1-7任一项所述的电池装置,其特征在于,所述电池单体沿所述第一方向的相对两端设有第一表面,所述电极端子伸出于所述第一表面;
所述电池单体沿所述第二方向的相对两侧设有第二表面,所述第一表面的面积小于所述第二表面的面积。
9.根据权利要求8所述的电池装置,其特征在于,所述电池单体沿所述第二方向的最大尺寸为第三尺寸,所述第三尺寸∈[10mm,45mm]。
10.根据权利要求9所述的电池装置,其特征在于,所述第三尺寸∈[15mm,30mm]。
11.根据权利要求8-10任一项所述的电池装置,其特征在于,所述电池单体沿第三方向的相对两端设有第三表面,所述第二表面的面积大于所述第三表面的面积,所述第三方向分别与所述第一方向、所述第二方向交叉。
12.根据权利要求11所述的电池装置,其特征在于,所述电池单体沿所述第三方向的最大尺寸为第四尺寸,所述第四尺寸∈[60mm,160mm]。
13.根据权利要求12所述的电池装置,其特征在于,所述第四尺寸∈[80mm,130mm]。
14.根据权利要求1-13任一项所述的电池装置,其特征在于,所述箱体包括沿所述第一方向相对设置的两个第一壁,所述第一内壁为所述第一壁的内壁,所述第一壁的外壁为第一外壁,两个所述第一壁的所述第一外壁沿所述第一方向的最大距离为第五尺寸,所述第二尺寸*M/所述第五尺寸∈[0.815,0.894]。
15.根据权利要求14所述的电池装置,其特征在于,所述第二尺寸*M/所述第五尺寸∈[0.864,0.894]。
16.根据权利要求1-15任一项所述的电池装置,其特征在于,所述电池单体在所述第一方向上的相对两端均包括至少一组所述电极端子,各组的所述电极端子包括沿第三方向间隔分布的正极电极端子和负极电极端子;所述第三方向分别与所述第一方向、所述第二方向交叉。
17.根据权利要求1-16任一项所述的电池装置,其特征在于,所述电池单体沿所述第一方向的至少一端包括与所述电极端子间隔分布的泄压机构。
18.根据权利要求1-17任一项所述的电池装置,其特征在于,M≥2,且每列所述电池单体中,相邻的两个所述电池单体之间设置有绝缘胶;
和/或,N≥2,且每行所述电池单体中,相邻的两个所述电池单体之间设有绝缘胶。
19.根据权利要求18所述的电池装置,其特征在于,所述电池单体上设有与所述电极端子间隔分布的泄压机构,所述绝缘胶的至少部分设于所述电极端子上,且避开所述泄压机构。
20.根据权利要求19所述的电池装置,其特征在于,所述泄压机构与所述电极端子沿第三方向间隔分布;在所述第三方向上,所述绝缘胶超出于所述电极端子,且与所述泄压机构间隔分布;所述第三方向分别与所述第一方向、所述第二方向交叉。
21.根据权利要求1-20任一项所述的电池装置,其特征在于,M≥2,且每列所述电池单体中,相邻的两个所述电池单体之间设置有分隔部件;
和/或,N≥2,且每行所述电池单体中,相邻的两个所述电池单体之间设有分隔部件。
22.根据权利要求1-21任一项所述的电池装置,其特征在于,所述箱体还包括设于所述电池单体阵列沿第三方向的至少一端的热管理部件,所述热管理部件与所述电池单体连接以调节所述电池单体的温度,所述第三方向分别与所述第一方向、所述第二方向交叉。
23.一种用电装置,其特征在于,包括根据权利要求1-22任一项所述的电池装置。
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