一种电芯均能进行热交换的电池包结构

技术领域

本发明属于电池领域，特别涉及一种电芯均能进行热交换的电池包结构。

背景技术

储能电池包作为便携性电源，被应用在各种环境中，在电池包使用过程中，在高温环境时需要对电池包进行散热，在低温环境时需要对电池包进行加热预热。在储能电池包中，电池外壳中通常填装有电芯模组，电芯模组由若干电芯组成，其存在一定的不足：由于若干电芯相互接触式排列设置，电芯与电芯之间缺少热交换的通道，使得围合在内侧的若干电芯难以与外侧区域进行散热或吸热的热交换过程，使得电芯性能受到影响。因此，为解决上述技术问题，本方案提出一种能够全方位的对各电芯均进行热交换的电池包结构。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种电芯均能进行热交换的电池包结构，电芯间隙设置形成间隙通道，各个电芯相对独立，能够全方位的与周围区域中的气体进行热交换。

技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种电芯均能进行热交换的电池包结构，包括电芯模组，所述电芯模组包括端板和电芯，两组所述端板对称式间距设置，所述端板上开设有供电芯的端部插入的电芯安装孔，若干所述电芯分别对应于各电芯安装孔阵列设置在两组端板之间，任意两两相邻的电芯间隙设置，若干所述电芯之间构成若干纵横交错的间隙通道，所述端板上对应于间隙通道导通开设有若干导流通孔；所述电芯的芯体通过间隙通道和导流通孔与电芯模组的外部进行热交换。

进一步的，所述纵、横间隙通道的交叉处构成交汇区，所述导流通孔对应于交汇区开设。

进一步的，所述导流通孔包含进气孔和排气孔，在阵列方向上，若干所述进气孔与若干排气孔呈穿插式分布，所述排气孔上设置有负压模组；对应于进气孔的交汇区中的气流穿过电芯之间的间隙进入到排气孔对应的交汇区中。

进一步的，所述负压模组为排气扇。

进一步的，若干所述导流通孔有且仅开设在其中一个端板上。

进一步的，两个所述端板上均开设有导流通孔，且两个所述端板上的导流通孔在端板的法向上正对应设置。

进一步的，在端板的法向上，位于同一轴向上的两个排气孔构成气流通道的两个排气口，所述负压模组对应于排气通道的任一排气口设置。

进一步的，所述端板的外侧面设置有连接片，所述连接片避开各导流通孔设置。

进一步的，所述连接片上开设有用于避开导流通孔的避位口。

有益效果：本发明中的电芯间隙设置形成间隙通道，各个电芯相对独立，不仅能够纵横交错的间隙通道与周围区域进行热交换，还能够通过导流通孔在电芯的轴向上与电芯进行热交换，从而能够使得各电芯全方位的与周围区域中的气体进行热交换，在低温环境下，能够使得电池外壳内腔中的热量快速预热电芯，或者在高温环境下，电芯上的热量能够快速的扩散到电池外壳的内腔中，且还避免了电芯模组上各电芯温度不均的问题。

附图说明

附图1为本发明的电芯模组的立体结构示意图；

附图2为本发明的电芯模组不包含负压模组时的局部结构放大示意图；

附图3为本发明的电性模组的主视图；

附图4为本发明的半剖结构示意图；

附图5为本发明的局部B的结构放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1和附图2所示，一种电芯均能进行热交换的电池包结构，包括电芯模组，所述电芯模组包括端板1和电芯2，电芯2呈圆柱状电芯结构，两组所述端板1对称式间距设置，两个所述端板相对的一侧上均开设有供电芯2的端部插入的电芯安装孔4，若干所述电芯2分别对应于各电芯安装孔阵列设置在两组端板1之间，两个端板用于架设若干电芯2，任意两两相邻的电芯间隙设置，若干所述电芯2之间构成了若干纵横交错的间隙通道，间隙通道包括横向间隙通道10a和纵向间隙通道10b，所述端板1上对应于间隙通道导通开设有若干导流通孔5，所述电芯2的芯体通过间隙通道和导流通孔能够与电芯模组的外部进行热交换，也即和电池外壳内腔中的气体进行热交换。

所述纵、横间隙通道的交叉处构成交汇区20，所述导流通孔5对应于交汇区20开设，也即四组电芯围合的内侧区域，四周的电芯均能够与该围合区域热交换，保证电芯各个位面换热均匀。

如附图1至附图5所示，所述导流通孔5包含进气孔15和排气孔16，在阵列方向上，若干所述进气孔与若干排气孔呈穿插式分布，即在纵向或横向上，两相邻的进气孔之间包含有一排气孔，所述排气孔16上设置有负压模组20，用于将电芯模组内部的气流向外抽出，且在抽气流的过程中，外界的气流又从进气孔进入到交汇区21中，对应于进气孔的交汇区21中的气流穿过电芯之间的间隙进入到排气孔对应的交汇区中，从而在小范围内形成气流循环，并且在电芯模组上形成多个循环区域，能够大幅度增加换热效率。

如附图5为交汇区之间气流流向示意图，两两相邻的电芯2之间的间隙构成喉管状的气流狭缝，由于电芯本身为圆柱形结构，则对应于进气孔的交汇区在气流方向上呈由大到小的截面变化，对应于排气孔的交汇区在气流方向上呈由小到大的截面变化，当气流通过气流狭缝时，能够产生射流的现象，从而能够使得气流快速流动，提升循环效率。

负压模组的设置包含两种实施例：

实施例1，各个所述排气孔16处均设置有一负压模组，此时所述负压模组20为排气扇。

实施例2，各所述排出孔16通过气管间接性的连接于负压模组，使得负压模组远离于端板设置，减少负压模组自身工作时对电芯的影响。此时，气管的一端连接排气孔，另一端连通于负压模组，负压模组可采用气泵或大功率的排气扇。

导流通孔的开设包含两组实施例：

实施例1，若干所述导流通孔5有且仅开设在其中一个端板上，另一端板上不开设导流通孔，减少气流在电芯轴向上的气流，从而增加电芯与电芯缝隙之间的气流流通程度。

实施例2，两个所述端板1上均开设有导流通孔，且两个所述端板上的导流通孔在端板的法向上正对应设置，通过两组导流通孔，能够增加轴向的进气量或排气速度。在端板的法向上，位于同一轴向上的两个排气孔构成气流通道的两个排气口，所述负压模组20对应于排气通道的任一排气口设置。

如附图1至附图3所示，所述端板1的外侧面设置有连接片3，连接片用串联或并联电芯，所述连接片3避开各导流通孔5设置，具体的，所述连接片3上开设有用于避开导流通孔5的避位口30，保证导流通孔5的顺利进、排气。

本发明中的电芯间隙设置形成间隙通道，各个电芯相对独立，不仅能够纵横交错的间隙通道与周围区域进行热交换，还能够通过导流通孔和负压装置使得其形成多个局部区域的气流循环区域，循环气流能够作用在各个电芯的所有外周壁上，从而消除死角区域，所有的电芯完全导通于电池外壳内腔中的气体，从而能够使得各电芯全方位的与周围区域中的气体进行热交换，在低温环境下，能够使得电池外壳内腔中的热量快速预热电芯，该热量由电池外壳内腔中的加热体进行加热提供，或者在高温环境下，电芯上的热量能够快速的扩散到电池外壳的内腔中，且还避免了电芯模组上各电芯温度不均的问题。

所述端板1上对应于电芯安装孔4贯通开设有端面通孔7，电芯的端面能够连通于外部热交换凹槽，增加电芯的端面散热面积，所述连接片3通过端面通孔7连接于电芯的极性端。连接片3用于串联或并联若干电芯，且由于在电芯放电时，连接片也产生较大热量，将连接片设置在端板的外侧，能够提升整体的散热效果，能够减少连接片3的热量对电芯的影响。

另外，在进气孔、排气孔产生气流循环时，也能够引动端板1外端面的气流扰动，从而带走电芯端部的热量。

所述连接片上开设有若干对应于电芯端部的连接凹槽9，连接片在连接凹槽处与电芯端部焊接，产生的焊点区域也位于外部热交换凹腔内，由于焊点区域电阻相对大、发热面积和发热量大，通过将焊点外置在电芯的外侧以及置于外部热交换腔内，能够便于电芯端面和焊点区域快速散热。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。