电芯壳体和电芯及电池模组的制作方法

1.本实用新型涉及动力电池技术领域，特别涉及一种电芯壳体。同时，本实用新型还涉及一种具有该电芯壳体的电芯，以及具有该电芯的电池模组。


背景技术：

2.动力电池是电动汽车的核心部件，而电芯是构成动力电池的核心部件。其中，电芯的性能直接影响动力电池的性能。对于动力电池而言，电芯的安全性是影响动力电池安全性的关键要素。而电芯在使用过程中，温度的升高，从而影响电芯的安全性。
3.目前，通常在电池模组内设置水冷板对电芯进行冷却，但由于水冷板仅设置在电芯的底部，对于电芯的冷却效果有效。因此，如何改进电芯的冷却结构，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种电芯壳体，以提高对电芯的冷却效果。
5.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
6.一种电芯壳体，包括具有用于容纳极片组件的内腔的壳基体，以及在所述壳基体顶部封闭所述内腔的盖板，在所述壳基体的内壁上形成有多个密封状态的容纳部，各所述容纳部沿所述壳基体的高度方向延伸设置；在各所述容纳部内收容有温控材料。
7.进一步的，所述容纳部沿所述壳基体的周向间隔分布在所述壳基体的内壁上。
8.进一步的，所述温控材料采用相变材料。
9.进一步的，所述相变材料的填充量为所述容纳部内部容纳体积的1/2～2/3。
10.进一步的，所述容纳部包括顶部封闭、底部开口设置的主体，以及在所述主体的底部封闭所述主体的底板。
11.进一步的，所述主体因由所述壳基体的底部向顶部拉延而形成在所述壳基体内。
12.进一步的，在所述主体的底部开口处嵌装有密封圈，所述底板压盖在所述密封圈上。
13.进一步的，所述主体的底端和所述壳基体的底部之间形成阶梯部，所述底板嵌入所述阶梯部并封盖在所述主体的底部开口。
14.相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：
15.(1)本实用新型所述的电芯壳体，通过在壳基体的内壁上设置的多个密封状态的容纳部，以及收容于容纳部内的温控材料，能够在电芯的周向上对电芯进行冷却，从而利于提高电芯的安全性。
16.(2)通过容纳部在壳基体的周向上间隔分布，利于提高对电芯的冷却效果。
17.(3)温控材料采用相变材料，具有较好的冷却效果。
18.(4)相变材料填充量的设置，利于提高相变材料在使用中的效果。
19.(5)主体和底板的结构简单，便于布置实施。
20.(6)主体采用拉延的方式加工成型，具有便于加工成型的优点。
21.(7)通过设置密封圈与底板配合，从而实现对主体的底部开口的封盖。
22.(8)阶梯部的设置，利于提高底板的安装便利性。
23.此外，本实用新型的另一目的在于提出一种电芯，包括极片组件，所述极片组件收容在如上所述的电芯壳体内。
24.本实用新型所述的电芯，通过采用如上所述的电芯壳体，利于降低电芯的温度，从而能够提高电芯在使用中的安全性。
25.另外，本实用新型的另一目的在于提出一种电池模组，该电池模组具有多个并排设置的如上所述的电芯，所述电池模组包括迂回设置在各所述电芯侧面上的冷却板。
26.本实用新型所述的电池模组，通过采用如上所述的电芯，以及迂回设置在各电芯侧面上的冷却板，利于进一步提高对电芯的冷却效果，而能够提高电池模组使用的安全性。
附图说明
27.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
28.图1为本实用新型实施例一所述的电芯壳体的部分爆炸图；
29.图2为图1中的a部放大图；
30.图3为本实用新型实施例二所述的电池模组的中电芯与冷却板的装配状态下的示意图；
31.图4为本实用新型实施例所述的冷却板和水冷板的结构示意图；
32.附图标记说明：
33.1、壳基体；2、冷却板；3、水冷板；
34.101、壳基体的底面；102、壳基体的周面；1011、嵌装槽；1012、主体；1013、密封圈；1014、底板；1015、拉延凸起；
35.201、第一侧面部分；202、第二侧面部分。
具体实施方式
36.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
37.在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“背”等指示方位或位置关系的术语，其为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，若出现“第一”、“第二”等术语，其也仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
39.实施例一
40.本实施例涉及一种电芯壳体，整体构成上，该电芯壳体包括具有用于容纳极片组件的内腔的壳基体1，以及在壳基体1顶部封闭所述内腔的盖板。在壳基体1的内壁上形成有
多个密封状态的容纳部，各容纳部沿所述壳基体1的高度方向延伸设置，在各容纳部内收容有温控材料。
41.基于如上整体介绍，本实施例中电芯壳体的一种示例性如图1中所示，壳基体1具有构成四周的周面，此处将该周面称为壳基体的周面102。上述的盖板设置在壳基体的周面102的顶部，以封盖壳基体的周面102的顶部开口。在壳基体的周面102的底端封堵有底面。此处，将该底面称为壳基体的底面101。本实施例中，壳基体1的结构简单，对电芯的收容效果较好。
42.作为一种优选的实施方式，本实施中，各容纳部沿壳基体1的周向间隔分布在壳基体1的内壁上。具体结构上，参照图1和图2中所示，容纳部沿着壳基体的底面101的四周边缘间隔布置，以在壳基体1的四周对电芯壳体内产生的热量进行吸收，从而降低极片组件的温度。
43.本实施例中的容纳部包括顶部封闭、底部开口设置的主体1012，以及在主体1012的底部封闭主体1012的底板1014。继续结合图1和图2中所示，本实施例中的主体1012因由壳基体的底部向顶部拉延而形成在壳基体1内。也即主体1012由壳基体的底面101向盖板方向拉延形成主体1012，主体1012的开口设于壳基体的底面101上。该主体1012的结构简单，便于在壳基体1上加工成型。
44.为确保整个壳基体1的结构强度，本实施例中主体1012的顶端与盖板之间的间距大于等于3mm。如此设置，利于保证盖板在壳基体1上的焊接强度。另外，作为优选的，本实施例中所有主体1012于壳基体的周面102的覆盖面积为壳基体的周面102面积的1/2以上，以进一步提高在使用中的冷却效果。
45.可以理解的是，本实施例中主体1012的顶端与盖板之间的间距，以及所有主体1012对壳基体的周面102的覆盖面积，均可根据具体实施时的空间和需求进行布置，只要能够实现冷却的效果即可。
46.为了对各主体1012进行密封，本实施例中，在主体1012的底部开口处嵌装有密封圈1013，底板1014压盖在密封圈1013上。参照图2中所示，于壳基体的底面101的开口处设有嵌装槽1011，密封圈1013的形状与嵌装槽1011的形状相适配均呈长方形。密封圈1013通过嵌装在嵌装槽1011内而固定在壳基体的底面101上，且嵌装状态下的密封圈1013高出壳基体的底面101设置，以确保固定状态下的底板1014压盖在密封圈1013上，并分别对各主体1012进行密封。
47.作为优选的，本实施例中的采用一个底板1014对所有主体1012的开口进行封闭。结合图1和图2中所示，本实施例中，底板1014通过的自身四周边缘焊接在壳基体的底面101的四周边缘上，从而将底板1014压盖在多个密封圈1013上。此处通过底板1014和密封圈1013的配合即可实现对各主体1012内温控材料的封堵，从而有效防止温控材料由主体1012内流出，而影响电芯壳体的使用效果。
48.而为进一步便于底板1014的安装，本实施例中，主体1012的底端和壳基体1的底部之间形成阶梯部，底板1014嵌入阶梯部并封盖在主体1012的底部开口。详细结构上，结合图1和图2中所示，本实施例中的阶梯部为由壳基体的底面101四周边缘向外拉延成型的拉延凸起1015所形成。拉延凸起1015和壳基体的底面101之间限定出安装空间，底板1014具体嵌入该安装空间内，从而与壳基体1进行焊接固定，并压盖多个密封圈1013。
49.需要特别说明的是，本实施例中除了采用一个底板1014对所有的主体1012的开口进行封闭外，还可采用底板1014与主体1012的开口一一对应布置的方案。此时，通过一个底板1014在壳基体的底面101上的焊接，以及底板1014对密封圈1013的压盖，也能够防止主体1012内的温控材料进行混合。
50.此外，本实施例中各主体1012内的温控材料还可在壳基体的底面101与底板1014之间进行混合。此时，则无需在主体1012的开口处设置密封圈1013，而底部与壳基体的底面101之间限定出与各主体1012相连通的通道，以混合温控材料。此时，采用主体1012内的温控材料不仅能够实现对四周的冷却，还可实现对底部的冷却，而具有较好的冷却效果。
51.作为优选的，本实施例中的温控材料采用相变材料，相变材料可以是无机类相变材料或者有机类相变材料，或者无机类相变材料和有机类相变材料的组合。其中，无机类相变材料可采用结晶水合盐类、熔融盐类、金属或合金等，其相变蓄热过程比较稳定。但考虑到在放热过程中，无机类相变材料容易出现过冷现象和相分离，一般要加入现有技术中的成核剂和和增稠剂。有机类相变材料可采用泡沫铝、石墨、石蜡及复合物石蜡、醋酸和其他能够相变的有机物。
52.例如，本实施例中的相变材料采用石蜡，在主体1012内的石蜡吸收壳基体1的热量时，石蜡产生从固态到液态的相变。在石蜡熔化的过程中，石蜡吸收并储存大量的潜热。当石蜡散热后，其状态会由液态到固态进行逆相变。
53.考虑到相变材料在使用过程中的体积会发生变化，因此，作为优选的，本实施例中相变材料的填充量为容纳部内部容纳体积的1/2～2/3。例如，填充量为容纳部内部容纳体积的1/2、7/12或者2/3。具体使用时，需要确保相变材料发生相变后的最大体积不超过容纳体积。
54.本实施例所述的电芯壳体，通过在壳基体1的内壁上设置的多个密封状态的容纳部，以及收容于容纳部内的温控材料，利于在电芯的周向上对电芯进行冷却，从而利于提高电芯的安全性。
55.实施例二
56.本实施例涉及一种电芯，包括极片组件。该极片组件收容在如实施例一种所述的电芯壳体内。该电芯通过采用实施例一中所述的电芯壳体，能够利于对电芯的温度进行冷却，从而利于提高电芯的性能和使用安全性。
57.此外，本实施例还涉及一种电池模组，该电池模组具有多个并排设置的如上所述的电芯。该电池模组包括迂回设置在各电芯侧面上的冷却板2。
58.具体结构上，参照图3和图4中所示，该冷却板2整体呈蛇形，其具有贴设在电芯厚度方向的两个侧面上的第一侧面部分201，以及连通设置在两个第一侧面部分201之间的第二侧面部分202。各第一侧面部分201和第二侧面部分202内均设有连通布置的冷却通道，并在冷却通道内流通有冷却介质，此处的冷却介质可采用现有技术中具有冷却功能的介质，例如采用水作为冷却介质。
59.本实施例中，通过迂回设置在各电芯侧面上的冷却板2，能够对吸收电芯热量的电芯壳体进行冷却，利于提高电芯壳体内温控材料对电芯的冷却效率，并利于降低各电芯之间的温差，进而提升电池模组的冷却效果。具体布置时，电池模组的两个端板分别布置在冷却板2两端的外表面，并贴靠在冷却板2的第一侧面部分201上。
60.除此之外，参照图3中所示，本实施例中的电池模组还可包括设置在多个电芯底部的水冷板3，冷却板2布置在水冷板3上，并限定出单个电芯的安装空间。
61.该水冷板3内也可流通如水的冷却介质，以通过流动的方式带走电芯底部的热量，从而利于进一步对电芯进行冷却。此处的水冷板3可采用现有技术中应用在电池模组内电芯底部的水冷板3，该水冷板3在电池模组内的安装方式均可参照现有技术，在此不再对其进行赘述。
62.本实用新型所述的电池模组，通过采用如上所述的电芯，以及迂回设置在各电芯侧面上的冷却板2，利于进一步提高对电芯的冷却效果。尤其是利于降低电池模组在充放电过程中产生的热量，利于在低温下进充放电，而可提高电池模组使用中的安全性。
63.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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。