本發(fā)明涉及電池模組技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種熱管理裝置及電池模組。

背景技術(shù)：

隨著新能源行業(yè)優(yōu)勢的快速發(fā)展，新能源行業(yè)將成為世界各國培育新的經(jīng)濟增長點的一個重要突破口。在新能源電池模組行業(yè)領(lǐng)域中，組成電池模組的單體電池通常受環(huán)境溫度的影響較大，具體表現(xiàn)為：相同類型的電池模組在低溫環(huán)境(比如溫度低于0℃)下工作時，充放電容量比在常溫(比如溫度為25℃)工作時的充放電容量低。當(dāng)環(huán)境溫度較低時，會導(dǎo)致電池內(nèi)部產(chǎn)生嚴(yán)重的極化效應(yīng)，致使充電容量降低，并且，多次低溫充放電還會產(chǎn)生不可逆的樹枝狀晶體(簡稱枝晶)，嚴(yán)重者，形成的枝晶會刺破單體電池內(nèi)的隔膜，造成電池內(nèi)短路引發(fā)電池安全事故?，F(xiàn)有技術(shù)中的電池模組便存在上述問題。

因此，如何提供一種既不影響單體電池的壽命，又能在低溫環(huán)境下不影響電池模組的充放電容量的熱管理裝置及電池模組已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種熱管理裝置及電池模組，以解決現(xiàn)有技術(shù)中電池模組在低溫環(huán)境下充放電容量低、使用壽命短等問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明較佳實施例所提供的技術(shù)方案如下所示。

本發(fā)明較佳實施例提供一種熱管理裝置，所述熱管理裝置應(yīng)用于電池模組。所述熱管理裝置包括加熱件及導(dǎo)熱件，所述電池模組包括多層子模組，每層子模組包括多個單體電池，所述熱管理裝置設(shè)置在相鄰兩層子模組之間且與每個單體電池接觸。所述導(dǎo)熱件具有可容納儲熱材料的容納腔室，所述容納腔室中填充有儲熱材料，所述加熱件設(shè)置在所述容納腔室中，用于對所述儲熱材料加熱。

在本發(fā)明的較佳實施例中，上述導(dǎo)熱件的兩側(cè)分別設(shè)置有多個用于容置所述單體電池的容置槽。

在本發(fā)明的較佳實施例中，上述熱管理裝置還包括至少一個用于檢測所述單體電池的溫度的溫度傳感器，所述溫度傳感器設(shè)置在所述單體電池上或設(shè)置在所述容置槽中并與所述單體電池接觸，當(dāng)所述溫度傳感器檢測到的溫度值低于第一預(yù)設(shè)溫度值時，所述加熱件開始加熱，當(dāng)溫度高于比所述第一預(yù)設(shè)溫度值大的第二預(yù)設(shè)溫度值時，所述加熱件停止加熱。

在本發(fā)明的較佳實施例中，上述容置槽為與所述單體電池相匹配的弧形凹槽。

在本發(fā)明的較佳實施例中，上述加熱件具有兩個與外接設(shè)備連接的連接端子，所述導(dǎo)熱件的一端設(shè)置有用于灌注所述儲熱材料且可供兩個所述連接端子伸出的第一通孔，

在本發(fā)明的較佳實施例中，上述導(dǎo)熱件的另一端設(shè)置有與所述容納腔室連通的所述第一通孔，所述第一通孔與所述容納腔室形成供所述加熱件貫穿的通道。

在本發(fā)明的較佳實施例中，上述加熱件呈直條狀排布在所述容納腔室中，兩個所述連接端子分別從所述導(dǎo)熱件兩端的所述第一通孔伸出。

在本發(fā)明的較佳實施例中，上述導(dǎo)熱件兩側(cè)的容置槽的軸線方向與所述導(dǎo)熱件的長度的延伸方向垂直，所述導(dǎo)熱件一側(cè)的所述容置槽相對于另一側(cè)的所述容置槽交錯設(shè)置。

本發(fā)明的較佳實施例還提供一種電池模組，所述電池模組包括：

多層子模組；

上述的熱管理裝置；

其中，所述子模組包括多個單體電池，所述熱管理裝置中的溫度傳感器用于檢測多個單體電池的溫度，當(dāng)所述溫度傳感器檢測到的溫度值低于第一預(yù)設(shè)溫度值時，所述熱管理裝置中的加熱件開始加熱，當(dāng)溫度高于比所述第一預(yù)設(shè)溫度值大的第二預(yù)設(shè)溫度值時，所述加熱件停止加熱，每個所述熱管理裝置設(shè)置在相鄰兩層的所述子模組之間，并與所述單體電池接觸，用于對所述單體電池加熱。

在本發(fā)明的較佳實施例中，上述電池模組還包括用于固定多個所述單體電池的固定板，所述固定板上設(shè)置有與所述單體電池相配合的用于卡固所述單體電池的第二通孔。

相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明較佳實施例提供一種熱管理裝置及電池模組，所述熱管理裝置應(yīng)用于電池模組。所述熱管理裝置包括加熱件和導(dǎo)熱件，所述熱管理裝置設(shè)置在相鄰層的電池模組的子模組之間，且與電池模組中的單體電池接觸。通過控制加熱件開始加熱或停止加熱，進而實現(xiàn)對電池模組的熱管理。在低溫環(huán)境下，所述熱管理裝置對電池模組加熱，可使該電池模組的充放電容量不會因低溫而降低，同時延長了電池模組的使用壽命。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉本發(fā)明較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹。應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明較佳實施例提供的電池模組中的子模組的爆炸圖。

圖2為本發(fā)明較佳實施例提供的熱管理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明較佳實施例提供的熱管理裝置的主視圖。

圖4為圖3的i-i截面剖視圖。

圖5為本發(fā)明較佳實施例提供的熱管理裝置在圖4中ii部位的局部放大示意圖。

圖6為本發(fā)明較佳實施例提供的電池模組的爆炸圖。

圖7為本發(fā)明較佳實施例提供的熱管理裝置的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖標(biāo)：10-電池模組；100-熱管理裝置；110-加熱件；111-連接端子；120-導(dǎo)熱件；121-容納腔室；122-容置槽；123-第一通孔；200-子模組；210-單體電池；220-固定板；221-第二通孔。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。

因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中”、“上”、“下”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

此外，術(shù)語“水平”、“豎直”等術(shù)語并不表示要求部件絕對水平或懸垂，而是可以稍微傾斜。如“水平”僅僅是指其方向相對“豎直”而言更加水平，并不是表示該結(jié)構(gòu)一定要完全水平，而是可以稍微傾斜。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接?？梢允菣C械連接，也可以是電性連接?？梢允侵苯酉噙B，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的一些實施方式作詳細(xì)說明。在不沖突的情況下，下述的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

請參照圖1，本發(fā)明的實施例提供一種熱管理裝置100，所述熱管理裝置100包括加熱件110和導(dǎo)熱件120。所述加熱件110可以是但不限于加熱絲、加熱片等，所述導(dǎo)熱件120可以為一種由絕緣導(dǎo)熱材料組成的部件。所述加熱件110設(shè)置在導(dǎo)熱件120之中，所述導(dǎo)熱件120與需要被加熱的單體電池210接觸。當(dāng)加熱件110被加熱后，可通過導(dǎo)熱件120將熱量均勻的傳遞到單體電池210，進而提升單體電池210的溫度，實現(xiàn)對單體電池210的熱管理。

具體地，請參照圖2，是本發(fā)明較佳實施例提供的熱管理裝置100的結(jié)構(gòu)示意圖。所述加熱件110可以為電加熱絲，通過對電加熱絲的兩端施加與該電加熱絲相匹配的電流或電壓，使電加熱絲通過電阻熱效應(yīng)產(chǎn)生熱量，其熱量通過導(dǎo)熱件120均勻傳導(dǎo)到單體電池210，進而實現(xiàn)對加熱器件的加熱。在本實施例中，所述電加熱絲可以是但不限于鐵鉻鋁加熱絲、鎳鉻加熱絲等，在此不作具體限定。

請結(jié)合參照圖3、圖4和圖5，其中，圖3是本發(fā)明較佳實施例提供的熱管理裝置100的主視圖；圖4為圖3的i-i截面剖視圖；圖5是本發(fā)明較佳實施例提供的熱管理裝置100在圖4中ii部位的局部放大示意圖。所述導(dǎo)熱件120具有可容納儲熱材料的容納腔室121，所述容納腔室121中填充有儲熱材料，所述加熱件110設(shè)置在所述容納腔室121中，所述容納腔室121如圖5所示。

請參照圖6，是本發(fā)明較佳實施例提供的電池模組10的爆炸圖。在本發(fā)明的實施例中，所述熱管理裝置100可以應(yīng)用于電池模組10，所述電池模組10包括多層子模組200，每層子模組200包括多個單體電池210，所述熱管理裝置100設(shè)置在相鄰兩子模組200之間且與每個單體電池210接觸。通過所述加熱件110可實現(xiàn)對儲熱材料的加熱。

具體地加熱過程可以如下：

首先，所述加熱件110產(chǎn)生的熱量或通過外界的加熱設(shè)備獲取到的熱量加熱儲熱材料；其次，儲熱材料將該熱量均勻傳遞到導(dǎo)熱件120；最后，導(dǎo)熱件120將從儲熱材料獲取到的熱量傳遞給單體電池210。

所述儲熱材料可以是一種相變材料。所述相變材料可以是，但不限于無機水合鹽(比如蘇打的結(jié)晶水合鹽，其化學(xué)式為na2co3·10h2o)、石蠟、脂酸類、高分子化合物等，在此不作具體限定。例如所述相變材料為石蠟，石蠟具有性能穩(wěn)定、無毒、無腐蝕、無過冷及析出現(xiàn)象以及價格便宜等優(yōu)點，非常適合作為本實施例中的儲熱材料。

請再參照圖1，是本發(fā)明較佳實施例提供的電池模組10中的子模組200的爆炸圖。在本實施例中，所述導(dǎo)熱件120的兩側(cè)分別設(shè)置有多個用于容置所述單體電池210的容置槽122。所述導(dǎo)熱件120的寬度與所述單體電池210的長度相匹配，所述導(dǎo)熱件120兩側(cè)的容置槽122的軸線所在的方向可以與所述導(dǎo)熱件120的長度的延伸方向垂直，優(yōu)選地，所述容置槽122的長度可以等于所述導(dǎo)熱件120的寬度。所述導(dǎo)熱件120的寬度和所述單體電池210的長度可根據(jù)具體情況而設(shè)計，在此不作具體限定。

在本實施例中，所述導(dǎo)熱件120一側(cè)的所述容置槽122可以相對于另一側(cè)的所述容置槽122交錯設(shè)置。所述容置槽122通過相互交錯的方式設(shè)置可以減小所述導(dǎo)熱件120的體積，進而減小電池模組10的體積。

在本實施例中，所述容置槽122的形狀與所述單體電池210的形狀相匹配。例如，所述單體電池210為圓柱狀的電池，相對應(yīng)的容置槽122便為與該單體電池210相匹配的弧形凹槽。通過弧形凹槽以使所述單體電池210卡固在導(dǎo)熱件120中。

具體地，多個導(dǎo)熱件120可以相互配合并層疊設(shè)置，相鄰兩個導(dǎo)熱件120上各自相互靠近的一側(cè)的容置槽122一一對應(yīng)配合，以形成可以容納單體電池210的柱狀空間。優(yōu)選地，該柱狀空間的尺寸略大于單體電池210的直徑。當(dāng)電池模組10在移動過程中，單體電池210固定通過該柱狀空間固定在導(dǎo)熱件120中，可避免單體電池210在徑向上相對于導(dǎo)熱件120運動。

在本實施例中，所述熱管理裝置100還可以包括至少一個用于檢測所述單體電池210的溫度的溫度傳感器。所述溫度傳感器可以設(shè)置在所述單體電池210上，也可以是設(shè)置在所述容置槽122中，并與單體電池210接觸，進而測得單體電池210的實時溫度。所述溫度傳感器通過將檢測到的溫度值與第一預(yù)設(shè)溫度值和第二預(yù)設(shè)溫度值相比較，并根據(jù)比較的結(jié)果控制加熱件110開始加熱或停止加熱。

具體地，在所述熱管理裝置100處于工作狀態(tài)時，當(dāng)所述溫度傳感器檢測到的溫度值低于第一預(yù)設(shè)溫度值時，所述加熱件110開始加熱；當(dāng)所述傳感器檢測到的溫度值高于第二預(yù)設(shè)溫度時，所述加熱件110停止加熱。所述溫度傳感器的個數(shù)可以根據(jù)具體情況而設(shè)定，比如所述溫度傳感器為多個，且多個溫度傳感器均勻分布在電池模組10中，以使檢測的溫度數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確。所述熱管理裝置100通過設(shè)置溫度傳感器，可以更加便捷、有效實現(xiàn)對電池模組10的熱管理。

請再參照圖1，在本實施例中，所述導(dǎo)熱件120的另一端也可以設(shè)置有與所述容納腔室121連通的第一通孔123，該第一通孔123與所述容納腔室121形成供所述加熱件110貫穿的通道?？梢岳斫鉃椋鰧?dǎo)熱件120的兩端分別設(shè)置有一個第一通孔123，加熱件110的兩個連接端子111分別從導(dǎo)熱件120兩端的第一通孔123伸出(如圖1或圖2所示)。所述加熱件110在容納腔室121的排布方式可以為直條狀，其具體的形狀可以結(jié)合參照圖3和圖4。所述加熱件110還可以通過來回彎折的方式排布在容納腔室121中。需要說明的是，所述導(dǎo)熱件120的兩端也可以根據(jù)具體需求而設(shè)置多個第一通孔123，在此僅以兩端分別設(shè)置一個通孔舉例說明，而不作具體限定。

在本發(fā)明的其他實施例中，所述加熱件110可以為一種可通過電磁感應(yīng)實現(xiàn)無線加熱的加熱線圈。所述導(dǎo)熱件120可以不設(shè)置第一通孔123，可以理解為所述加熱件110被封閉在所述導(dǎo)熱件120中。具體地，例如相應(yīng)的外部加熱設(shè)備通過電磁感應(yīng)將電磁能傳遞給加熱線圈，而加熱線圈將該電磁能轉(zhuǎn)換為熱能進而加熱導(dǎo)熱件120，最終實現(xiàn)對單體電池210的加熱。

請參照圖7，是本發(fā)明較佳實施例提供的熱管理裝置100的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。在本實施例中，所述加熱件110可以具有兩個與外接設(shè)備連接的連接端子111，所述導(dǎo)熱件120的一端設(shè)置有用于灌注所述儲熱材料第一通孔123，所述第一通孔123還可以用于供兩個所述連接端子111伸出。所述第一通孔123的個數(shù)可以根據(jù)需求而設(shè)計，比如，所述第一通孔123的個數(shù)為一個，兩個連接端子111均由該第一通孔123伸出(如圖7所示)。所述第一通孔123的個數(shù)也可以為多個，在此不作具體限定。

該外接設(shè)備在可以根據(jù)具體情況而安裝設(shè)置。比如所述導(dǎo)熱件120為電加熱絲，所述外接設(shè)備便可以為與該電加熱絲相配合的電源設(shè)備。具體地，所述電加熱絲通過相對應(yīng)的電源線與電源設(shè)備連接。當(dāng)該電源設(shè)備對電加熱絲施加適當(dāng)?shù)碾娏骱螅憧墒闺娂訜峤z產(chǎn)生熱量。

請再參照圖6，本發(fā)明的實施例還提供一種電池模組10，該電池模組10包括多層子模組200以及上述實施例中的熱管理裝置100。所述子模組200包括多個單體電池210，所述熱管理裝置100中的溫度傳感器用于檢測多個單體電池210的溫度，該溫度傳感器的工作原理及獲得的效果與上述實施例中的溫度傳感器相同。每個所述熱管理裝置100設(shè)置在相鄰兩層的子模組200之間，并與單體電池210接觸，通過熱管理裝置100實現(xiàn)對所述單體電池210加熱。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實施例中的電池模組10可避免在低溫環(huán)境中充放電容量低以及因低溫而造成單體電池210內(nèi)部短路等問題，延長了電池模組10的使用壽命，并提高了電池模組10的安全性能。

所述電池模組10還可以包括用于固定多個單體電池210的固定板220。該固定板220上可設(shè)置有與所述單體電池210相配合的用于卡固所述單體電池210的第二通孔221。優(yōu)選地，所述第二通孔221為階梯孔，靠近所述單體電池210一側(cè)的階梯孔的孔徑略大于單體電池210的直徑，遠(yuǎn)離所述單體電池210一側(cè)的階梯孔的孔徑略小于該單體電池210的直徑?？梢栽诙鄠€單體電池210的兩側(cè)分別設(shè)置一個固定板220，其兩側(cè)的電池固定板220可通過螺栓固定，進而形成電池模組10。

在本實施例中，所述加熱件110可以是由一種導(dǎo)熱系數(shù)高的材料組成，該材料可以是，但不限于鐵、銅、鋁等。例如，所述加熱件110是一種由鐵構(gòu)成的長條狀的鐵絲，該鐵絲的一端與外界的加熱設(shè)備連接，該鐵絲可將加熱設(shè)備產(chǎn)生的熱量傳遞到導(dǎo)熱件120，最后通過導(dǎo)熱件120將熱量傳遞給單體電池210。

在本實施例中，所述單體電池210可以是一種鋰離子電池。所述鋰離子電池可以是，但不限于鈷酸鋰電池、鎳酸鋰電池、錳酸鋰電池以及磷酸鐵鋰電池等。所述鋰離子電池具有體積小、容量大、電壓穩(wěn)定、可以循環(huán)使用以及有利于可持續(xù)發(fā)展等優(yōu)點，非常適合作為本實施例中的單體電池210。

綜上所述，本發(fā)明提供一種熱管理裝置及電池模組，其熱管理裝置應(yīng)用于電池模組。所述熱管理裝置包括加熱件和導(dǎo)熱件，所述電池模組包括多個子模組，熱管理裝置設(shè)置在相鄰兩層的子模組之間并與單體電池接觸，以對單體電池加熱。所述熱管理裝置可以通過設(shè)置溫度傳感器以檢測電池模組中的單體電池的溫度，進而便捷、有效地實現(xiàn)對電池模組的熱管理。熱管理裝置通過對電池模組加熱，可避免電池模組在低溫環(huán)境下充放電容量低，以及因低溫而造成單體電池內(nèi)部短路等問題，延長了電池模組的使用壽命，并提高了電池模組的安全性能。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其它的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。