电池模组、电池包以及车辆的制作方法

1.本公开涉及车辆技术领域，具体地，涉及一种电池模组、电池包以及车辆。


背景技术：

2.电池包是车辆的核心部件，电池包工作的电化学效能与其温度紧密相关，过冷或过热都会使电池包的效率降低。为了使得电池包保持在一个合适的温度范围之内，现有技术中，一般会在电池包的外部设置冷却装置，冷却装置贴附在电池包的外围，从而实现对电池包温度的控制，一方面，冷却装置会使得电池包的体积增大，存在不便于对电池包进行安装布置的问题，另一方面，冷却装置贴合在电池包的外围对电池模组降温或加热，还存在热传导效率较低的问题。


技术实现要素：

3.本公开的目的是提供一种电池模组、电池包以及车辆，以解决相关技术中存在的技术问题。
4.为了实现上述目的，根据本公开的第一个方面，提供一种电池模组，包括至少一个单体电池组和模组壳体，所述单体电池组包括至少一个单体电池，所述模组壳体包括底板、围绕所述底板设置的侧板以及位于所述侧板上方的顶板，所述顶板、所述底板以及所述侧板共同限定出用于容纳所述单体电池组的容纳腔，所述顶板和/或所述底板的内部中空并形成冷却流道，所述冷却流道用于供冷却液流过。
5.可选地，所述顶板内的冷却流道的两端均为开放端，所述电池模组还包括分别安装在所述顶板的相对两侧的第一封板和第二封板，所述第一封板和所述第二封板分别遮盖所述顶板内的冷却流道的两个所述开放端，所述第一封板上形成有第一进液口，所述第一封板内部形成有第一进液流道，所述第一进液口通过所述第一进液流道与所述顶板内的冷却流道连通，所述第二封板上形成有第一出液口，所述第二封板内部形成有第一出液流道，所述顶板内的冷却流道通过所述第一出液流道与所述第一出液口连通；和/或，
6.所述底板内的冷却流道的两端均为开放端，所述电池模组还包括分别安装在所述底板的相对两侧的第三封板和第四封板，所述第三封板和所述第四封板分别遮盖所述底板内的冷却流道的两个所述开放端，所述第三封板上形成有第二进液口，所述第三封板内部形成有第二进液流道，所述第二进液口通过所述第二进液流道与所述底板内的冷却流道连通，所述第四封板上形成有第二出液口，所述第四封板内部形成有第二出液流道，所述底板内的冷却流道通过所述第二出液流道与所述第二出液口连通。
7.可选地，所述电池模组还包括设置在所述底板上的隔板，所述隔板将所述容纳腔分隔为多个子腔室，每个所述子腔室内容纳有至少一个所述单体电池组，所述冷却流道为多条，每个所述子腔室在上下方向上的投影与至少一条所述冷却流道在所述上下方向上的投影至少部分地重合。
8.可选地，所述隔板内部形成有空腔，所述空腔沿所述隔板的长度方向延伸。
9.可选地，沿所述电池模组的长度方向排布有多个所述单体电池组，以使沿所述电池模组的长度方向能够排布有多个单体电池，该多个单体电池相互串联以组成串联电池单元。
10.可选地，所述侧板包括沿所述电池模组的长度方向相对设置的第一侧板和第二侧板，每个所述单体电池的两端均具有极耳，所述串联电池单元中的每相邻两个单体电池的极耳相互连接，所述串联电池单元中的最靠近所述第一侧板的极耳与第一电极引出结构连接，所述第一电极引出结构的一端穿过所述第一侧板并位于所述模组壳体的外部，所述串联电池单元中的最靠近所述第二侧板的极耳与第二电极引出结构连接，所述第二电极引出结构的一端穿过所述第二侧板并位于所述模组壳体的外部。
11.可选地，所述电池模组还包括位于所述第一侧板内侧的第一绝缘结构以及位于所述第二侧板内侧的第二绝缘结构，所述第一电极引出结构位于所述第一绝缘结构与所述第一侧板之间，所述第二电极引出结构位于所述第二绝缘结构与所述第二侧板之间，所述串联电池单元中的最靠近所述第一侧板的极耳固定于所述第一绝缘结构，并穿过所述第一绝缘结构以与所述第一电极引出结构连接，所述串联电池单元中的最靠近所述第二侧板的极耳固定于所述第二绝缘结构，并穿过所述第二绝缘结构以与所述第二电极引出结构连接。
12.可选地，所述单体电池所在的平面与水平平面平行；或者，所述单体电池所在的平面与竖直平面平行。
13.根据本公开的第二个方面，提供一种电池包，包括如上所述的电池模组。
14.根据本公开的第三个方面，提供一种车辆，包括如上所述的电池包。
15.通过上述技术方案，由于在顶板和/或底板的内部中空并形成有冷却流道，并且单体电池组是设置在顶板、底板以及侧板共同限定出的容纳腔内的，因此，在冷却液流过冷却流道时，顶板和/或底板可以实现对容纳腔内的单体电池组的加热或者降温，并且，由于冷却流道是形成在顶板和/或底板的内部，因此，不需要在容纳腔内或者模组壳体的外部设置冷却装置，可以有效减小电池模组所占用的体积，便于对电池模组的安装布置，另外，单体电池与形成在顶板和/或底板的内部的冷却流道之间的距离更近，单体电池可以直接与顶板和/或底板进行热交换，因此能更快速、更高效地实现对单体电池的加热或降温。
16.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
17.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
18.图1是本公开一种示例性实施方式提供的电池模组的分解图，其中，单体电池所在的平面与竖直平面平行；
19.图2是图1的a部分放大图；
20.图3是本公开一种示例性实施方式提供的电池模组的分解图，其中，单体电池所在的平面与水平平面平行；
21.图4是本公开一种示例性实施方式提供的电池模组的立体图；
22.图5是本公开一种示例性实施方式提供的电池模组的串联电池单元的主视图，其中，两个单体电池之间通过串联连接。
23.附图标记说明
24.1-电池模组；2-单体电池组；20-串联电池单元；21-单体电池；210-极耳；3-模组壳体；30-子腔室；31-底板；310-外延部；311-安装孔；32-顶板；33-侧板；34-冷却流道；330-第一侧板；331-第二侧板；35-第三封板；350-第二进液口；36-第四封板；360-第二出液口；37-隔板；370-空腔；38-第一绝缘结构；39-第二绝缘结构；50-第一电极引出结构；51-第二电极引出结构；6-隔热片。
具体实施方式
25.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
26.在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上下方向、长度方向、宽度方向”通常是以电池模组正常使用的状态下为基准进行定义的，具体可以参照图1的所示的方向。此外，“内、外”是指相应结构或部件轮廓的内、外；“远、近”是指距离相应结构或者部件的远、近。
27.参考图1-图5所示，本公开提供一种电池模组1，包括至少一个单体电池组2和模组壳体3，单体电池组2包括至少一个单体电池21，模组壳体3包括底板31、围绕底板31设置的侧板33以及位于侧板33上方的顶板32，顶板32、底板31以及侧板33共同限定出用于容纳单体电池组2的容纳腔，顶板32和/或底板31的内部中空并形成冷却流道34，冷却流道34用于供冷却液流过。
28.通过上述技术方案，由于在顶板32和/或底板31的内部中空并形成有冷却流道34，并且单体电池组2是设置在顶板32、底板31以及侧板33共同限定出的容纳腔内的，因此，在冷却液流过冷却流道34时，顶板32和/或底板31可以实现对容纳腔内的单体电池组2的加热或者降温，并且，由于冷却流道34是形成在顶板32和/或底板31的内部，因此，不需要在容纳腔内或者模组壳体3的外部设置冷却装置，可以有效减小电池模组1所占用的体积，便于对电池模组1的安装布置，另外，单体电池21与形成在顶板32和/或底板31的内部的冷却流道34之间的距离更近，单体电池21可以直接与顶板32和/或底板31进行热交换，因此能更快速、更高效地实现对单体电池21的加热或降温。
29.在本技术中，顶板32与侧板33采用激光焊接的方式连接，具有较高的焊接精度。
30.可选地，为了便于冷却液流入或流出冷却流道，在本公开提供的一种实施方式中，如图1-图2所示，顶板32内的冷却流道34的两端均为开放端，电池模组1还可以包括分别安装在顶板32的相对两侧的第一封板和第二封板，第一封板和第二封板分别遮盖顶板32内的冷却流道34的两个开放端，第一封板上形成有第一进液口，第一封板内部形成有第一进液流道，第一进液口通过第一进液流道与顶板32内的冷却流道34连通，第二封板上形成有第一出液口，第二封板内部形成有第一出液流道，顶板32内的冷却流道34通过第一出液流道与第一出液口连通；和/或，底板31内的冷却流道34的两端均为开放端，电池模组1还可以包括分别安装在底板31的相对两侧的第三封板35和第四封板36，第三封板35和第四封板36分别遮盖底板31内的冷却流道34的两个开放端，第三封板35上形成有第二进液口350，第三封板35内部形成有第二进液流道，第二进液口350通过第二进液流道与底板31内的冷却流道34连通，第四封板36上形成有第二出液口360，第四封板36内部形成有第二出液流道，底板
31内的冷却流道34通过第二出液流道与第二出液口360连通。
31.对于冷却流道34形成在顶板32内的实施例，在电池模组1工作过程中，冷却液可以经由第一进液口进入到第一封板内，并通过位于第一封板内的第一进液流道进入到顶板32内的冷却流道34内，然后经冷却流道34流入到第二封板内，再经第一出液流道从第二封板上的第一出液口流出，在冷却液流动的过程中，与单体电池21发生热交换，从而实现对单体电池21的加热或制冷。
32.同样的，对于冷却流道34形成在底板31内的实施例而言，冷却液也可以经由第二进液口350进入到第三封板35内，并通过位于第三封板35内的第二进液流道进入到底板31内的冷却流道34内，然后经冷却流道34流入到第四封板36内，再经第二出液流道从第四封板36上的第二出液口360流出，在冷却液流动的过程中，与单体电池21发生热交换，从而实现对单体电池21的加热或制冷。
33.在本公开提供的其他实施方式中，外界冷却液输送设备的输出端和的输出端也可以是直接与冷却流道34的开放端连接的，总之，只要能实现冷却液在冷却流道34内的循环流动即可，本公开对冷却液进入到冷却流道34内的方式不作限制。
34.可选地，为了避免相邻的单体电池组2之间互相影响，在本公开提供的一种实施方式中，如图1-图3所示，电池模组1还可以包括设置在底板31上的隔板37，隔板37将容纳腔分隔为多个子腔室30，每个子腔室30内容纳有至少一个单体电池组2，冷却流道34为多条，每个子腔室30在上下方向上的投影与至少一条冷却流道34在上下方向上的投影至少部分地重合。隔板37将容纳腔分为多个子腔室30，每个子腔室30内容纳有至少一个单体电池组2，这样，在隔板37的分隔作用下，位于不同子腔室30内的单体电池组2之间是不接触的，这样，可以有效避免相邻的两个单体电池组2之间发生热交换，影响单体电池21的正常运行，另外，单体电池组2与冷却流道34之间的热交换还可以通过该隔板37传导至底板31和\或顶板32上，更加便于将热量引入或引出至单体电池21。另一方面，多个隔板37还能从内部对该电池模组1起到加强的作用，从而提高电池模组1的结构强度，提升承压能力。
35.另外，每个子腔室30在上下方向上的投影与至少一条冷却流道34在上下方向上的投影至少部分地重合，也就是说，每个子腔室30的底部或顶部至少是具有一条冷却流道34的，从而实现对各个子腔室30内的单体电池组2的热交换，不留冷却死角。并且，为了进一步提高对单体电池组2的散热效率，还可以适应性地增加每个子腔室30所对应的冷却流道34的数量。
36.上文中提到的每个子腔室30内容纳有至少一个单体电池组2，指的是，每个子腔室30内可以设置一个单体电池组2，也可以设置多个单体电池组2，在每个子腔室30内设置有多个单体电池组2的实施例中，多个单体电池组2可以沿子腔室30的宽度方向排布，或者，多个单体电池组2也可以沿子腔室30的长度方向排布。
37.为了进一步避免相邻的两个单体电池组2之间发生热交换，可选地，在本公开提供的一种实施方式中，如图2所示，隔板37内部可以形成有空腔370，空腔370沿隔板37的长度方向延伸。该空腔370内的空气的导热系数较小，可以对设置在隔板37两侧的单体电池组2之间的热传递进行阻隔，也就是说，在隔板37两侧的单体电池组2在沿隔板37发生热传递时，是分别通过该隔板37的两个侧壁向下或向上进行传递的，使得每个子腔室30内的单体电池组2都处于独立状态，避免相邻单体电池组2之间发生干扰或干涉。
38.可选地，如图1、图3所示，为了避免单体电池21之间发生热交换，在相邻的两个单体电池21之间还设置有隔热片6，在本公开提供的一种实施例中，隔热片6可以为云母片。
39.可选地，如图1、图3所示，沿电池模组1的长度方向排布有多个单体电池组2，以使沿电池模组1的长度方向能够排布有多个单体电池21，该多个单体电池21相互串联以组成串联电池单元20。这样的话，在应对不同车型时，可以通过调整在电池模组1的长度方向上排布的单体电池组2的数量来实现对该电池模组1的长度尺寸的调整，具体的，当车辆内的布置空间较小时，可以减少在电池模组1的长度方向上布置的单体电池组2的数量，当车辆内的布置空间较大时，可以适应性地增加单体电池组2在电池模组1的长度方向上的排布数量，也就是说，可以通过对单体电池组2数量的调整，来得到任意长度的电池模组1，从而匹配不同类型的车辆。
40.在电池模组1还包括隔板37且隔板37将容纳腔分隔为多个子腔室30的实施例中，如图1、图3所示，在每个子腔室30内可以设置多个单体电池21，多个单体电池21相互串联以组成上述串联电池单元20。
41.可选地，侧板33包括沿电池模组1的长度方向相对设置的第一侧板330和第二侧板331，每个单体电池21的两端均具有极耳210，串联电池单元20中的每相邻两个单体电池21的极耳210相互连接，串联电池单元20中的最靠近第一侧板330的极耳210与第一电极引出结构50连接，第一电极引出结构50的一端穿过第一侧板330并位于模组壳体3的外部，串联电池单元20中的最靠近第二侧板331的极耳210与第二电极引出结构51连接，第二电极引出结构51的一端穿过第二侧板331并位于模组壳体3的外部。通过设置第一电极引出结构50和第二电极引出结构51，可以将多个且串连电池单元的极耳210连接在一起，从而使得串联电池单元20的电压和电流能够通过第一电极引出结构50和第二电极引出结构51传导到模组壳体3的外部。
42.另外，沿底板31的长度方向，在底板31的两侧还朝外延伸并凸出于侧板33布置的外延部310，如图1-4所示，在外延部310上形成有多个安装孔311，以便于后续对该电池模组1进行安装、固定。
43.并且，为了减轻电池模组1的整体重量，如图1-4所示，第一侧板330和第二侧板331可以形成为内部中空的网格状结构。
44.可选地，如图1、图3所示，电池模组1还包括位于第一侧板330内侧的第一绝缘结构38以及位于第二侧板331内侧的第二绝缘结构39，第一电极引出结构50位于第一绝缘结构38与第一侧板330之间，第二电极引出结构51位于第二绝缘结构39与第二侧板331之间，串联电池单元20中的最靠近第一侧板330的极耳210固定于第一绝缘结构38，并穿过第一绝缘结构38以与第一电极引出结构50连接，串联电池单元20中的最靠近第二侧板331的极耳210固定于第二绝缘结构39，并穿过第二绝缘结构39以与第二电极引出结构51连接。第一绝缘结构38和第二绝缘结构39可以实现模组壳体3内的串连电池单元与外界绝缘，示例性的，在装配电池包时，第一绝缘结构38和第二绝缘结构39可用于相邻两个电池模组1之间的绝缘以及电池模组1与电池包箱体之间的绝缘。
45.可选地，在本公开提供的一种实施方式中，如图3所示，单体电池21所在的平面与水平平面平行。当单体电池21为多个时，可以理解为，多个单体电池21在上下方向上依次层叠排布，此时，通过调整单体电池21在上下方向上排布的数量，可以实现对该电池模组1的
高度或厚度的调整，灵活匹配圆柱电芯电池包，克服了传统电池模组1不能调整高度尺寸的缺点，从而适应不同的安装场景。
46.或者，在本公开提供的另一种实施方式中，如图1所示，单体电池21所在的平面与竖直平面平行。当单体电池21为多个时，可以理解为，多个单体电池21沿电池模组1的长度方向或者宽度方向依次层叠排布，此时，通过调整单体电池21在长度方向或者宽度方向上排布的数量，可以实现对该电池模组1的长度或宽度的调整，以与不同型号的车型相匹配，从而适应不同的安装场景。
47.根据本公开的第二个方面，提供一种电池包，包括上述的电池模组1。电池包包括多个电池模组1、电池管理系统以及热管理系统，多个电池模组1通过不同排布组合成为上述电池包。由于在每个电池模组1的顶板32和/或底板31的内部均形成有冷却流道34，因此，无需在电池包的外部加设冷却装置，并且，在电池包工作的过程中，每个电池模组1内的冷却流道34同时对单体电池21进行降温或加热，具有更高的热传导效率，并且，还能将电池包内部温度控制地更加均匀，提升对电池包的降温或者加热效果。
48.根据本公开的第三个方面，提供一种车辆，包括如上的电池包。上述车辆具有电池包的全部技术特征，本公开在此不作赘述。
49.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
50.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
51.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。