CN121663018A - 电池装置和用电设备 - Google Patents

电池装置和用电设备

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CN121663018A CN202411272927.0A CN202411272927A CN121663018A CN 121663018 A CN121663018 A CN 121663018A CN 202411272927 A CN202411272927 A CN 202411272927A CN 121663018 A CN121663018 A CN 121663018A
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heat exchange
pipeline
equal
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吴少基
徐葵
王世涵
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Contemporary Amperex Technology Co Ltd
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Abstract

本申请实施例提供了一种电池装置和用电设备,能够提高电池装置的使用性能。该电池装置包括:箱体、电池单体和换热装置,箱体具有第一容纳腔,电池单体容纳于第一容纳腔,换热装置容纳于第一容纳腔且靠近电池单体设置,换热装置用于与电池单体进行热交换,换热装置包括容纳换热介质的管路本体以及设置在管路本体的外表面的第一防护层,第一防护层用于阻挡电池单体排出的排放物对管路本体的冲击,换热装置还包括第二防护层,第二防护层设置在管路本体的外表面与第一防护层之间,和/或,第二防护层设置在管路本体的内表面,第二防护层用于对管路本体进行热隔离。

Description

电池装置和用电设备
技术领域
本申请涉及电池领域,更为具体地,涉及一种电池装置和用电设备。
背景技术
节能减排是汽车产业可持续发展的关键,电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。对于电动车辆而言,电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。
在电池技术的发展中,除了提高电池装置的电学性能外,安全问题也是一个不可忽视的问题,例如电池装置的热失控问题。如果电池装置的安全问题不能保证,那该电池装置就无法使用,降低了电池装置的使用性能。因此,如何降低电池单体发生热失控扩散对电池装置的影响、提高电池装置的使用性能已成为本领域中一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种电池装置和用电设备,能够提高电池装置的使用性能。
第一方面,本申请提供了一种电池装置,该电池装置包括:箱体,具有第一容纳腔;电池单体,容纳于该第一容纳腔;换热装置,容纳于该第一容纳腔且靠近该电池单体设置,该换热装置用于与该电池单体进行换热;该换热装置包括容纳换热介质的管路本体以及设置在该管路本体的外表面的第一防护层,该第一防护层用于阻挡该电池单体排出的排放物对该管路本体的冲击,该换热装置还包括第二防护层,该第二防护层设置在该管路本体的外表面与该第一防护层之间,和/或,该第二防护层设置在该管路本体的内表面,该第二防护层用于对该管路本体进行热隔离。
本申请实施例中,通过在该电池装置内的换热装置中设置包括容纳换热介质的管路本体以及设置在该管路本体的外表面的第一防护层,该第一防护层用于阻挡该电池单体排出的排放物对该管路本体的冲击,该换热装置还设置有第二防护层,该第二防护层设置在该管路本体的外表面与该第一防护层之间,和/或,该第二防护层设置在该管路本体的内表面,该第二防护层用于对该管路本体进行热隔离,在电池单体发生热失控的情况下,经该电池单体排出的高温或高压气体能够被第一防护层进行有效阻挡,同时该第二防护层能够对该管路本体进行热隔离,以降低因电池装置内部的高温环境使得该管路本体的表面发生烧蚀或者熔穿该管路本体导致漏液的风险,提高该换热装置的使用性能,从而提高该电池装置的使用性能。
在一些实施例中,该管路本体的至少部分管路包括波纹管路,该第二防护层覆盖该波纹管路。这样,在本申请实施例中,通过将该管路本体的至少部分管路设置为包括波纹管路,以便于该管路本体的装配,同时由于该波纹管路在高温下易发生破损或熔穿,通过将该第二防护层设置为覆盖该波纹管路,在电池单体发生热失控的情况下,该第二防护层能够对该波纹管路进行热隔离,以降低因电池装置内部的高温环境使得该波纹管路的表面发生烧蚀或者熔穿该波纹管路导致漏液的风险,提高该换热装置的使用性能,从而提高该电池装置的使用性能。
在一些实施例中,该第二防护层设置在该管路本体的外表面与该第一防护层之间,其中,在垂直于该管路本体的延伸方向的平面上,该第一防护层的内径r1与该第二防护层的外径R2满足:r1-R2≥1mm,以及该第二防护层的内径r2与该管路本体的外径R3满足:r2-R3≥1mm。
本申请实施例中,该第二防护层设置在该管路本体的外表面与该第一防护层之间,在垂直于该管路本体的延伸方向的平面上,通过将该第一防护层的内径r1与该第二防护层的外径R2设置为满足:r1-R2≥1mm,以及该第二防护层的内径r2与该管路本体的外径R3设置为满足:r2-R3≥1mm,以便于该第一防护层、该第二防护层和该管路本体之间的装配,提高该换热装置的使用性能。
在一些实施例中,该第二防护层设置在该波纹管路的外表面与该第一防护层之间,其中,沿该管路本体的延伸方向,该第一防护层的长度L1与该第二防护层的长度L2满足:L1≥L2,以及该第二防护层的长度L2与该波纹管路的长度L3满足:L2-L3≥5mm。
本申请实施例中,该第二防护层设置在该波纹管路的外表面与该第一防护层之间,沿该管路本体的延伸方向,通过将该第一防护层的长度L1与该第二防护层的长度L2设置为满足:L1≥L2,以及将该第二防护层的长度L2与该波纹管路的长度L3设置为满足:L2-L3≥5mm,以兼顾该波纹管路的防护性能与该第一防护层、该第二防护层和该波纹管路之间的装配公差,提高该换热装置的使用性能。
在一些实施例中,该第一防护层与该第二防护层为一体式结构。这样,在本申请实施例中,通过将该第一防护层与该第二防护层设置为一体式结构,以兼顾该防护层的阻挡该电池单体排出的排放物对该管路本体的冲击的性能与对管路本体的热隔离的性能,能够降低防护层占用该第一容纳腔的空间,提高电池单体的能量密度,从而提高电池装置的使用性能,同时节省装配流程。
在一些实施例中,该一体式结构的最大厚度D1满足:0mm<D1≤1mm。这样,在本申请实施例中,通过将该第一防护层与该第二防护层设置为一体式结构,且该一体式结构的厚度D1设置为满足:0mm<D1≤1mm,以在兼顾该一体式结构的阻挡该电池单体排出的排放物对该管路本体的冲击的性能与对管路本体的热隔离的性能的情况下,还可以通过调整该一体式结构的最大厚度以降低该管路本体占用该第一容纳腔的内部空间,提高电池单体的能量密度,从而提高电池装置的使用性能,同时节省装配流程。
在一些实施例中,该第一防护层设置在该管路本体的外表面,且该第二防护层设置在该管路本体的内表面,其中,在垂直于该管路本体的延伸方向的平面上,该第一防护层的内径r4与该管路本体的外径R6满足:r4-R6≥1mm,以及该第二防护层的外径R5与该管路本体的内径r6满足:0mm≤r6-R5≤1mm。
本申请实施例中,该第一防护层设置在该管路本体的外表面,且该第二防护层设置在该波纹管路的内表面,在垂直于该管路本体的延伸方向的平面上,通过将该第一防护层的内径r4与该管路本体的外径R6设置为满足:r4-R6≥1mm,以及将该第二防护层的外径R5与该管路本体的内径r6设置为满足:0mm≤r6-R5≤1mm,以便于该第一防护层、该第二防护层和该管路本体之间的装配,提高该换热装置的使用性能。
在一些实施例中,该第一防护层设置在该波纹管路的外表面,且该第二防护层设置在该波纹管路的内表面,其中,沿该管路本体的延伸方向,该第一防护层的长度L4与该波纹管路的长度L6满足:L4-L6≥5mm,以及该第二防护层的长度L5与该波纹管的长度L6满足:L5-L6≥5mm。
本申请实施例中,该第一防护层设置在该波纹管路的外表面,且该第二防护层设置在该波纹管路的内表面,沿该管路本体的延伸方向,通过将该第一防护层的长度L4与该波纹管路的长度L6满足:L4-L6≥5mm,以及该第二防护层的长度L5与该波纹管路的长度L6满足:L5-L6≥5mm,以兼顾该波纹管路的防护性能与该第一防护层、该第二防护层和该波纹管路之间的装配公差,提高该换热装置的使用性能。
在一些实施例中,该第二防护层与该管路本体的内表面热熔连接或者粘结连接。这样,在本申请实施例中,通过将该第二防护层与该管路本体的内表面之间热熔连接或者粘结连接,以兼顾该管路本体的使用性能与该第二防护层与该第二表面之间的结合强度,同时该连接方式简单,便于加工及制造。
在一些实施例中,该第一防护层的材料的耐热温度大于或等于500℃,和/或,该第二防护层的材料的耐热温度大于或等于500℃。这样,在本申请实施例中,通过将该第一防护层的材料的耐热温度设置为大于或等于500℃,和/或,将该第二防护层的材料的耐热温度设置为大于或等于500℃,以兼顾该第二防护层的热隔离性能与该第一防护层对该第二防护层的热影响,降低第一防护层在升温过程中对该第二防护层造成烧蚀或熔穿的风险,以对管路本体进行有效防护,从而提高该换热装置的使用性能。
在一些实施例中,该第二防护层的材料包括以下材料中的至少一项:玻璃纤维、云母片、气凝胶、预氧丝。这样,在本申请实施例中,通过将该第二防护层的材料设置为包括以下材料中的至少一项:玻璃纤维、云母片、气凝胶、预氧丝,以有效提高该第二防护层的热隔离的性能,以对该管路本体进行热隔离,从而提高该换热装置的使用性能。
在一些实施例中,该第一防护层的材料包括:相变材料或陶瓷化复合带。这样,在本申请实施例中,通过将该第一防护层的材料设置为包括:相变材料或陶瓷化复合带,以在电池单体发生热失控的情况下,有效提高对该电池单体排出的高温或高压气体的防冲击或阻挡的性能,以对管路本体进行有效防护,从而提高该换热装置的使用性能。
在一些实施例中,该换热装置还包括换热板和两个该管路本体,该箱体的表面设置有与外部连通的进液口和出液口,两个该管路本体中的第一管路本体的一端与该进液口连通,该第一管路本体的另一端与该换热板连通,两个该管路本体中的第二管路本体的一端与该出液口连通,该第二管路本体的另一端与该换热板连通。
本申请实施例中,通过将该换热装置设置为还包括换热板和两个该管路本体,且该箱体的表面设置有与外部连通的进液口和出液口,两个该管路本体中的第一管路本体的一端与该进液口连通,该第一管路本体的另一端与该换热板连通,两个该管路本体中的第二管路本体的一端与该出液口连通,该第二管路本体的另一端与该换热板连通,即外部的装置提供的换热介质可以通过该进液口与出液口实现在换热装置与箱体外部之间的循环,以便于与电池单体进行热交换,降低电池单体发生热失控的风险,提高电池装置的使用性能。
第二方面,提供了一种用电设备,包括第一方面中所述的电池装置,该电池装置用于为该用电设备提供电能。
在一些实现方式中,该用电设备可为车辆、船舶或航天器等。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所描述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的前提下,还可以根据附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例提供的车辆的结构示意图。
图2是本申请一实施例提供的电池装置的结构示意图。
图3是本申请一实施例提供的电池单体的结构示意图。
图4是本申请另一实施例提供的电池单体的爆炸结构示意图。
图5是本申请另一实施例提供的电池装置的结构示意图。
图6是本申请一实施例提供的换热装置的截面示意图。
图7是本申请另一实施例提供的换热装置的截面示意图。
图8是本申请另一实施例提供的换热装置的截面示意图。
图9是本申请另一实施例提供的换热装置的截面示意图。
图10是本申请另一实施例提供的换热装置的截面示意图。
图11是本申请另一实施例提供的换热装置的截面示意图。
附图标记说明:1-车辆;10-电池装置;20-电池单体;30-控制器;40-马达;11-箱体;111-第一部分;112-第二部分;112a-底板;112b-侧板;21-外壳;22-电极组件;211-壳体;212-端盖;213-泄压机构;222-极耳;222a-正极极耳;222b-负极极耳;214-电极端子;214a-正电极端子;214b-负电极端子;23-连接构件;24-绝缘件;50-第一容纳腔;60-换热装置;610-管路本体;611-第一管路本体;612-第二管路本体;620-外表面;630-内表面;640-波纹管路;710-第一防护层;720-第二防护层;70-一体式结构;730-进液口;740-出液口;750-换热板。
在附图中,附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面将结合附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
除非另有定义,本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本申请中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序或主次关系。
在本申请中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“附接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;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。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。
本申请中术语“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:单独存在A,同时存在A和B,单独存在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。
在本申请的实施例中,相同的附图标记表示相同的部件,并且为了简洁,在不同实施例中,省略对相同部件的详细说明。应理解,附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸,以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明,而不应对本申请构成任何限定。
本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组),“多片”指的是两片以上(包括两片)。
如果没有特别的说明,本申请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。
作为示例,泄压机构可以与外壳一体成型。
作为示例,泄压机构也可以与外壳分体设置并连接。
在一些实施例中,外壳为非密封结构时,泄压机构可以设置为通孔,用于排出电池单体内部的气体。
本申请中所提到的电池单体排出的排放物包括但不限于:电解质、被溶解或分裂的正负极片、隔离件的碎片、反应产生的高温高压气体、火焰,等等。
本申请的实施例所提到的电池装置可包括一个或多个电池单体组件,用于提供电压和容量。电池单体组件可包括多个电池单体,多个电池单体通过汇流部件串联、并联或混联连接。
在一些实施例中,电池单体组件通常由多个电池单体排列形成。
作为示例,电池单体组件可以为电池模组,电池模组由多个电池单体排列并固定形成一个独立模块。作为示例,电池模组可以通过扎带捆绑多个电池单体形成。
在一些实施例中,电池装置可以为电池包,电池包包括箱体和一个或多个电池单体组件,电池单体组件容纳于箱体中。
作为示例,电池单体组件可以为电池模组,电池单体组件可通过将电池模组固定于箱体中的方式容纳于箱体中。
作为示例,电池单体组件也可通过将多个电池单体直接固定于箱体的方式容纳于箱体中。
作为示例,箱体可包括第一箱体和第二箱体。第一箱体和第二箱体扣合,使得箱体内部形成封闭空间,以收纳电池单体组件。这里的封闭指盖住或关闭,可以是密封,也可以是非密封。第一箱体可为顶盖或者底板。
作为示例,箱体可包括顶盖、框架和底板。顶盖和底板分别与框架连接,使得箱体内部形成封闭空间,以收纳电池单体组件。
在一些实施例中,箱体可以作为车辆的底盘结构的一部分。例如,箱体的部分可以成为车辆的地板的至少一部分,或者,箱体的部分可以成为车辆的横梁和纵梁的至少一部分。
本申请实施例描述的技术方案均适用于各种使用电池单体的用电设备,例如,手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动玩具、电动工具、车辆、船舶和航天器等,例如,航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等。
目前,电池装置技术的发展要同时考虑多方面的设计因素,例如,能量密度、循环寿命、放电容量、充放电倍率等性能参数。在电池装置技术的发展中,除了提高电池装置的电学性能外,安全问题也是一个不可忽视的问题。例如电池装置的热失控问题。如果电池装置的安全问题不能保证,那该电池装置就无法使用,降低了电池装置的使用性能。因此,如何降低电池单体发生热失控扩散对电池装置的风险、提高电池装置的使用性能已成为本领域中一个亟待解决的技术问题。具体地,通常在电池装置的箱体的内壁设置靠近电池单体的管路本体,且在该管路本体的外周设置气防护层,例如玻纤套管,以在电池单体发生热失控的情况下阻挡经该电池单体排出的高温高压气体对管路本体的热冲击,但在实际使用过程中,尽管该气防护层起到了耐热冲击的作用,但自身的温度会随着外侧气流温度的升高而不断增加,并使得管路本体的表面发生烧蚀或者熔穿该管路本体导致漏液的风险,降低该电池装置的使用性能。
因此,本申请实施例提供了一种电池装置和用电设备,该电池装置包括:箱体、电池单体和换热装置,该箱体具有第一容纳腔,该电池单体容纳于该第一容纳腔,该换热装置容纳于该第一容纳腔且靠近该电池单体设置,该换热装置用于与该电池单体进行热交换,该换热装置包括容纳换热介质的管路本体以及设置在该管路本体的外表面的第一防护层,该第一防护层用于阻挡该电池单体排出的排放物对该管路本体的冲击,该换热装置还包括第二防护层,该第二防护层设置在该管路本体的外表面与该第一防护层之间,和/或,该第二防护层设置在该管路本体的内表面,该第二防护层用于对该管路本体进行热隔离。这样,在本申请实施例中,通过在该电池装置内的换热装置中设置包括容纳换热介质的管路本体以及设置在该管路本体的外表面的第一防护层,该第一防护层用于阻挡该电池单体排出的排放物对该管路本体的冲击,该换热装置还设置有第二防护层,该第二防护层设置在该管路本体的外表面与该第一防护层之间,和/或,该第二防护层设置在该管路本体的内表面,该第二防护层用于对该管路本体进行热隔离,在电池单体发生热失控的情况下,经该电池单体排出的高温或高压气体能够被第一防护层进行有效阻挡,同时该第二防护层能够对该管路本体进行热隔离,以降低因电池装置内部的高温环境使得该管路本体的表面发生烧蚀或者熔穿该管路本体导致漏液的风险,提高该换热装置的使用性能,从而提高该电池装置的使用性能。
本申请实施例描述的技术方案均适用于各种使用电池装置的用电设备。
用电设备可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、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;航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等;电动玩具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;电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具,例如,电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。本申请实施例对上述用电设备不做特殊限制。
应理解,本申请实施例描述的技术方案不仅仅局限适用于上述所描述的用电设备,还可以适用于所有使用电池的设备,下述实施例为了简洁,以用电设备为车辆为例进行详细说明。
例如,如图1所示,为本申请一个实施例的一种车辆1的结构示意图,车辆1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。车辆1的内部可以设置马达40,控制器30以及电池装置10,控制器30用来控制电池装置10为马达40的供电。例如,在车辆1的底部或车头或车尾可以设置电池装置10。电池装置10可以用于车辆1的供电,例如,电池装置10可以作为车辆1的操作电源,用于车辆1的电路系统,例如,用于车辆1的启动、导航和运行时的工作用电需求。在本申请的另一实施例中,电池装置10不仅仅可以作为车辆1的操作电源,还可以作为车辆1的驱动电源,替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。
为了满足不同的使用电力需求,本申请实施例中的电池装置10可以包括至少一个电池单体组件,电池单体组件包括多个电池单体,其中,多个电池单体之间可以通过串联或并联或混联进行电连接以形成电池装置10,其中混联是指串联和并联的混合。电池装置10也可以称为电池包。例如,多个电池单体可以先通过串联或并联或混联组成电池模块,多个电池模块再串联或并联或混联组成电池装置10。也即是说,多个电池单体可以直接组成电池装置10,也可以通过先组成电池模块,再将电池模块组成电池装置10。
例如,如图2所示,为本申请一个实施例的一种电池装置10的结构示意图,电池装置10可以包括多个电池单体20。电池装置10还可以包括箱体11(或称罩体),箱体11内部为中空结构,多个电池单体20容纳于箱体11内。例如,多个电池单体20相互并联或串联或混联组合后置于箱体11内。
如图2所示,箱体11可以包括两部分,这里分别称为第一部分111和第二部分112,第一部分111和第二部分112扣合在一起。第一部分111和第二部分112的形状可以根据多个电池单体20组合的形状而定,第一部分111和第二部分112可以均具有一个开口。例如,第一部分111和第二部分112均可以为中空长方体且各自只有一个面为开口面,第一部分111的开口和第二部分112的开口相对设置,并且第一部分111和第二部分112相互扣合形成具有封闭腔室的箱体11。其中,第二部分112可以包括底板112a、侧板112b和梁。多个电池单体20相互并联或串联或混联组合后置于第一部分111和第二部分112扣合后形成的箱体11内。
可选地,电池装置10还可以包括其他结构,在此不再一一赘述。例如,该电池装置10还可以包括汇流部件,汇流部件用于实现多个电池单体20之间的电连接,例如并联或串联或混联。具体地,汇流部件可通过连接电池单体20的电极端子实现电池单体20之间的电连接。进一步地,汇流部件可通过焊接固定于电池单体20的电极端子。多个电池单体20的电能可进一步通过导电机构穿过箱体而引出。可选地,导电机构也可属于汇流部件。
图3示出了本申请一实施例提供的电池单体20的结构示意图,图4示出了本申请另一实施例提供的电池单体20的分解结构示意图。如图3和图4所示,本申请实施例的电池单体20可以包括:外壳21和电极组件22,该外壳21具有封闭的容纳空间,电极组件22置于该外壳21内的容纳空间中。该外壳21可以包括壳体211和端盖212,该壳体211为具有至少一个开口的中空结构;端盖212用于与壳体211相互扣合形成具有封闭容纳空间的外壳21。
应理解,本申请实施例中的电池单体20可以为二次电池,二次电池是指在电池单体20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20。示例性地,电池单体20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。
本申请实施例中的电极组件22包括正极、负极以及隔离件,隔离件设于负极和正极之间。在电池单体20充放电过程中,活性离子(例如锂离子)在正极和负极之间往返嵌入和脱出。隔离件设置在正极和负极之间,可以起到防止正负极短路的作用,同时可以使活性离子通过。
在一些实施例中,端盖212可以为板状结构,用于盖合壳体211的开口。在另一些实施例中,端盖212与壳体211的结构类似,即壳体211和端盖212均为具有一个开口的中空结构,两个开口对接,形成具有封闭容纳空间的外壳21。
应理解,若端盖212为板状结构,则壳体211可以为一端或者多端形成开口的中空结构,例如,若壳体211为一端形成开口的空心结构,端盖212则可以设置为一个;若壳体211为相对的两端形成开口的空心结构,端盖212则可以设置为两个,两个端盖212分别盖合于壳体211两端的开口。
外壳21可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体或者其他多面体。示例性的,如图3和图4所示,在本申请实施例中,主要以外壳21为长方体结构为例进行描述。
应理解,本申请实施例的端盖212用于与壳体211相互配合,以将电池单体20的内部环境与外部环境隔绝。端盖212的形状可以与壳体211的形状相适配,如图3和图4所示,壳体211为长方体结构,端盖212为与壳体211相适配的矩形板状结构。
在一些实施例中,该壳体211可以是至少一端形成开口的空心结构,而端盖212的形状可以与壳体211的形状相适配,端盖212用于盖合于壳体211的开口,以使外壳21将电池单体20的内部环境与外部环境隔绝。若壳体211为一端形成开口的空心结构,端盖212则可以设置为一个。
本申请实施例的壳体211的材质可以包括一种或者多种,比如,可以包括铜、铁、铝、钢、铝合金等。端盖212的材质也可以是一种或者多种,比如,可以包括铜、铁、铝、钢、铝合金等。其中,端盖212的材质与壳体211的材质可以相同,也可以不同;壳体211的不同壁的材料也可以相同或者不同。
本申请实施例的端盖212可以为外壳21的任意一个壁,例如,该端盖212可以为外壳21包括的多个壁中面积最大的壁,或者面积最小的壁,或者也可以为其他壁,本申请实施例并不限于此。或者,端盖212也可以为其他结构,例如,该端盖212也可以为具有开口的凹槽结构,以将端盖212的开口盖合壳体211的开口,本申请实施例并不限于此。
应理解,电池单体20还包括电极端子214。本申请实施例的电极端子214用于与电池单体20内部的电极组件22电连接,以输出电池单体20的电能。如图3至图4所示,电池单体20可以包括至少两个电极端子214,该至少两个电极端子214可以包括至少一个正电极端子214a和至少一个负电极端子214b,正电极端子214a用于与电极组件22的正极极耳222a电连接,负电极端子214b用于与电极组件22的负极极耳222b电连接。正电极端子214a与正极极耳222a可以直接连接,也可以间接连接,负电极端子214b与负极极耳222b可以直接连接,也可以间接连接。示例性的,正电极端子214a可以通过一个连接构件23与正极极耳222a电连接,负电极端子214b通过一个连接构件23与负极极耳222b电连接。应理解,在本申请实施例中,正极极耳222a与负极极耳222b可统称为极耳222。
在本申请实施例中,壳体211的壁以及端盖212的壁均称为电池单体20的壁,其中对于图3和图4中示出的长方体型电池单体20,壳体211的壁包括底壁和四个侧壁。壳体211根据一个或多个电极组件22组合后的形状而定,例如,壳体211可以为中空的长方体或正方体或圆柱体,且壳体211的其中一个面具有开口以便一个或多个电极组件22可以放置于壳体211内。例如,当壳体211为中空的长方体或正方体时,壳体211的其中一个平面为开口面,即该平面不具有壁体而使得壳体211内外相通。当壳体211可以为中空的圆柱体时,壳体211的端面为开口面,即该端面不具有壁体而使得壳体211内外相通。端盖212覆盖开口并且与壳体211连接,以形成放置电极组件22的封闭的腔体。壳体211内填充有电解质,例如电解液。
在该电池单体20中,电极组件22是电池单体20中发生电化学反应的部件,根据实际使用需求,壳体211内的电极组件22可设置为一个,也可以是多个。例如,如图4所示,电池单体20内设置有2个电极组件22。电极组件22可以是圆柱体、长方体等,若电极组件22为圆柱体结构,壳体211也可以为圆柱体结构,若电极组件22为长方体结构,壳体211也可以为长方体结构。
在该电池单体20中,电极组件22是电池单体20中发生电化学反应的部件,根据实际使用需求,壳体211内的电极组件22可设置为一个,也可以是多个。例如,如图4所示,电池单体20内设置有2个电极组件22。电极组件22可以是圆柱体、长方体等,若电极组件22为圆柱体结构,壳体211也可以为圆柱体结构,若电极组件22为长方体结构,壳体211也可以为长方体结构。在本申请实施例中,该壳体211的材料可包括以下材料:铜、铁、铝、钢、铝合金等。
电池单体20上设置的泄压机构213可以为各种可能的泄压机构213。例如,泄压机构213可以为温敏泄压机构,温敏泄压机构被配置为在设有泄压机构213的电池单体20的内部温度达到阈值时能够熔化;和/或,泄压机构213可以为压敏泄压机构,压敏泄压机构被配置为在设有泄压机构213的电池单体20的内部气压达到阈值时能够破裂。
在一些实现方式中,该电池单体20中还可设置绝缘件24,该绝缘件24设置在壳体211的容纳空间内,且该绝缘件24可以为一端或者多端形成开口的中空结构,该中空结构内的容纳空间用于容纳电极组件22,以提高该电池单体20的绝缘性能。
图5示出了本申请另一实施例提供的电池装置10的结构示意图。图6示出了本申请一实施例提供的换热装置60的截面示意图。图7示出了本申请另一实施例提供的换热装置60的截面示意图。图8示出了本申请另一实施例提供的换热装置60的截面示意图。图9示出了本申请另一实施例提供的换热装置60的截面示意图。图10示出了本申请另一实施例提供的换热装置60的截面示意图。图11示出了本申请另一实施例提供的换热装置60的截面示意图。
图6、图8和图10中示出的换热装置60中的管路本体610的截面示意图可以为不同管路本体610的剖视图,以示出该管路本体610的内部结构。图7、图9和图11中示出的换热装置60中的管路本体610的截面示意图可分别为不同管路本体610在垂直于该管路本体610的延伸方向上的截面示意图。还应理解,图6和图7中示出的换热装置60中的管路本体610可以为同一管路本体610在不同方向上的截面示意图。图8和图9中示出的换热装置60中的管路本体610可以为同一管路本体610在不同方向上的截面示意图。图10和图11中示出的换热装置60中的管路本体610可以为同一管路本体610在不同方向上的截面示意图。
在一些实现方式中,如图5至图11所示,该电池装置10包括:箱体11、电池单体20和换热装置60,该箱体11具有第一容纳腔50;该电池单体20容纳于该第一容纳腔50,该换热装置60容纳于该第一容纳腔50且靠近该电池单体20设置,该换热装置60用于与电池单体20进行热交换;该换热装置60包括容纳换热介质的管路本体610以及设置在该管路本体610的外表面620的第一防护层710,该第一防护层710用于阻挡该电池单体20排出的排放物对该管路本体610的冲击,该换热装置60还包括第二防护层720,该第二防护层720设置在该管路本体610的外表面620与该第一防护层710之间,和/或,该第二防护层720设置在该管路本体610的内表面630,该第二防护层720用于对该管路本体610进行热隔离。
应理解,该箱体11的第一容纳腔50可为开放式的容纳腔或者封闭式的容纳腔,例如,在该第一容纳腔50为开放式容纳腔的情况下,该第一容纳腔50的端部可以设置至少一个开口,该开口用于与箱盖密封连接。
还应理解,本申请实施例的电池单体20中的泄压机构213是指电池单体20的内部压力或温度达到预定阈值时致动,以泄放内部压力或温度的元件或部件。该阈值设计根据设计需求不同而不同。该阈值可能取决于电池单体20中的正极极片、负极极片、电解液和隔离膜中一种或几种的材料。
本申请中所提到的“致动”是指泄压机构213产生动作或被激活至一定的状态,从而使得电池单体20的内部压力及温度得以被泄放。泄压机构213产生的动作可以包括但不限于:泄压机构213中的至少一部分破裂、破碎、被撕裂或者打开,等等。泄压机构213在致动过程中,电池单体20的内部的高温高压物质作为排放物会从致动的部位向外排出。以此方式能够在可控压力或温度的情况下使电池单体20发生泄压及泄温,从而避免潜在的更严重的事故发生。
本申请实施例中所提到的电池单体20排出的排放物包括但不限于:电解液、被溶解或分裂的正负极极片、绝缘件24的碎片、反应产生的高温高压气体、火焰,等等。
还应理解,该第一防护层710设置在该管路本体610的外表面620,可以是指该第一防护层710可以包裹在该管路本体610的外表面的至少部分表面,该第一防护层710与该外表面620之间可以不固定连接,即该第一防护层710与该外表面620之间可以存在间隙。
在一些实现方式中,该第二防护层720可设置在该外表面620与该第一防护层710之间,可以是指该第二防护层720可以包裹在该管路本体610的外表面620的至少部分表面,且该第一防护层710可以包裹在该第二防护层720的远离管路本体610的一侧的外周。应理解,该第二防护层720与第一防护层710之间可以不固定连接,以及该第二防护层720与该外表面620之间不固定连接,即该第二防护层720与第一防护层710之间可以存在间隙,该第二防护层720与该外表面620之间可以存在间隙。
还应理解,本申请实施例中的第一防护层710与第二防护层720的形状可以根据实际需求进行设置,示例性地,该第一防护层710与该第二防护层720均可为空心管状结构。
还应理解,容纳于管路本体610内的换热介质可以包括以下中的至少一种:水基冷却液、乙二醇基冷却液、矿物油、合成油等液体。
在一些实现方式中,该第二防护层720还可以设置在该管路本体610的内表面630,可以是指,该第二防护层720可与该管路本体610的内表面630的至少部分连接。应理解,在该第二防护层720设置于该内表面630的情况下,在该第二防护层720脱落或未与内表面630固定连接的情况下,易使得该管路本体610的热隔离性能下降,造成管路本体610发生烧蚀或熔穿的风险,因而需要将该第二防护层720与该管路本体610的内表面630的至少部分表面固定连接,例如该第二防护层720与该管路本体610的内表面630之间热熔连接或粘接连接。
还应理解,在一些实现方式中,本申请实施例中换热装置60可包括两个第二防护层720,其中一个第二防护层720设置在该外表面620与该第一防护层710之间,另一第二防护层720设置在该管路本体610的内表面630。
在本申请实施例中,通过在该电池装置10内的换热装置60中设置包括容纳换热介质的管路本体610以及设置在该管路本体610的外表面620的第一防护层710,该第一防护层710用于阻挡该电池单体20排出的排放物对该管路本体610的冲击,该换热装置60还设置有第二防护层720,该第二防护层720设置在该管路本体610的外表面620与该第一防护层710之间,和/或,该第二防护层720设置在该管路本体610的内表面630,该第二防护层720用于对该管路本体610进行热隔离,在电池单体20发生热失控的情况下,经该电池单体20排出的高温或高压气体能够被第一防护层710进行有效阻挡,同时该第二防护层720能够对该管路本体610进行热隔离,以降低因电池装置10内部的高温环境使得该管路本体610的表面发生烧蚀或者熔穿该管路本体610导致漏液的风险,提高该换热装置60的使用性能,从而提高该电池装置10的使用性能。
在一些实现方式中,如图6至图11所示,该管路本体610的至少部分管路包括波纹管路640,该第二防护层720覆盖该波纹管路640。
应理解,本申请实施例中的管路本体610的至少部分管路包括波纹管路640,可以是指,该管路本体610中的至少部分区域可设置为波纹管路640,该波纹管路640可以吸收由于温度变化引起的管道的热胀冷缩,减少管道的应力,从而降低管路本体610破裂的风险。其次,该波纹管路640具有良好的弹性,以吸收和缓冲由于换热介质流动或外部冲击所引起的振动,降低管路本体610对电池装置10内部的其它设备的影响。该波纹管路640具有良好的柔性,以适应性各类复杂的安装环境,使得该管路本体610的设置方式较为灵活,便于安装和维护。
还应理解,该第二防护层720覆盖该波纹管路640,可以是指在该第二防护层720设置在该波纹管路640的外表面的情况下,该第二防护层720能够完全包裹该波纹管路640的外表面以对该波纹管路640进行防护,在该防护层720设置在该波纹管路640的内表面的情况下,该第二防护层720与该波纹管路640的全部内表面固定连接以对该波纹管路640进行防护。
还应理解,该管路本体610中的波纹管路640的设置区域可以根据实际需求进行设置,例如,如图5所示,该波纹管路640可以设置在该管路本体610的靠近进液口730的区域,和/或设置在靠近出液口740的区域,以便于该管路本体610的装配。
在本申请实施例中,通过将该管路本体610的至少部分管路设置为包括波纹管路640,以便于该管路本体610的装配,同时由于该波纹管路640在高温下易产发生破损或熔穿,通过将该第二防护层720设置为覆盖该波纹管路640,在电池单体20发生热失控的情况下,该第二防护层720能够对该波纹管路640进行热隔离,以降低因电池装置10内部的高温环境使得该波纹管路640的表面发生烧蚀或者熔穿该波纹管路640导致漏液的风险,提高该换热装置60的使用性能,从而提高该电池装置10的使用性能。
应理解,如图6和图7所示,在该第二防护层720设置在该外表面620与该第一防护层710之间的情况下,本申请实施例中的该第一防护层710的内径可用r1表示,该第一防护层710的外径可用R1表示,该第二防护层720的内径可用r2表示,该第二防护层720的外径可用R2表示,该管路本体610的内径可用r3表示,该管路本体610的外径可用R3表示。
在一些实现方式中,如图6和图7所示,该第二防护层720设置在该管路本体610的外表面620与该第一防护层710之间,其中,在垂直于该管路本体610的延伸方向的平面上,该第一防护层710的内径r1与该第二防护层720的外径R2满足:r1-R2≥1mm,以及该第二防护层720的内径r2与该管路本体610的外径R3满足:r2-R3≥1mm。
示例性地,在垂直于该管路本体610的延伸方向的平面上,该第一防护层710的内径r1与该第二防护层720的外径R2之间的差值r1-R2可设置为1mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm、2mm、3mm、4mm、5mm等,或者,其数值在上述任意两个数值组合所获得的范围之内。示例性地,该第二防护层720的内径r2与该管路本体610的外径R3之间的差值r2-R3可设置为1mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm、2mm、3mm、4mm、5mm等,或者,其数值在上述任意两个数值组合所获得的范围之内。
在本申请实施例中,该第二防护层720设置在该管路本体610的外表面620与该第一防护层710之间,在垂直于该管路本体610的延伸方向的平面上,通过将该第一防护层710的内径r1与该第二防护层720的外径R2设置为满足:r1-R2≥1mm,以及该第二防护层720的内径r2与该管路本体610的外径R3设置为满足:r2-R3≥1mm,以便于该第一防护层710、该第二防护层720和该管路本体610之间的装配,提高该换热装置60的使用性能。
在一些实现方式中,如图6所示,在该第二防护层720设置在该波纹管路610的外表面620与该第一防护层710之间,其中,沿该管路本体610的延伸方向,该第一防护层710的长度L1与该第二防护层720的长度L2满足:L1≥L2,以及该第二防护层720的长度L2与该波纹管路640的长度L3满足:L2-L3≥5mm。
示例性地,该第二防护层720的长度L2与该波纹管路640的长度L3之间的差值L2-L3可设置为5mm、5.2mm、5.4mm、5.6mm、5.8mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm等,或者,其数值在上述任意两个数值组合所获得的范围之内。
在本申请实施例中,该第二防护层720设置在该波纹管路610的外表面620与该第一防护层710之间,沿该管路本体610的延伸方向,通过将该第一防护层710的长度L1与该第二防护层720的长度L2设置为满足:L1≥L2,以及将该第二防护层720的长度L2与该波纹管路640的长度L3设置为满足:L3-L1≥5mm,以兼顾该波纹管路640的防护性能与该第一防护层710、该第二防护层720和该波纹管路640之间的装配公差,提高该换热装置60的使用性能。
在一些实现方式中,如图8和图9所示,该第一防护层710与该第二防护层720为一体式结构70。
应理解,在本申请实施例中,管路本体该第一防护层710与该第二防护层720为一体式结构70可以是指将具有用于阻挡该电池单体20排出的排放物对管路本体610冲击的第一防护层710与用于实现对管路本体610热隔离的第二防护层720通过热压成型或者固定连接,以使得该第一防护层710与第二防护层720形成整体结构,从而将形成后的一体式结构70包裹在该管路本体610的外表面620,以对该管路本体610进行防护。
在本申请实施例中,通过将该第一防护层710与该第二防护层720设置为一体式结构70,以兼顾该一体式结构70的阻挡该电池单体20排出的排放物对该管路本体610的冲击的性能与对管路本体610的热隔离的性能,能够降低一体式结构70占用该第一容纳腔50的空间,提高电池单体20的能量密度,从而提高电池装置10的使用性能,同时节省装配流程。
在一些实现方式中,该一体式结构70的最大厚度D1满足:0mm<D1≤1mm。
示例性地,该一体式结构70的最大的厚度D1可设置为0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm等,或者,其数值在上述任意两个数值组合所获得的范围之内。
在本申请实施例中,通过将该第一防护层710与该第二防护层720设置为一体式结构70,且该一体式结构70的最大的厚度D1设置为满足:0mm<D1≤1mm,以在兼顾该一体式结构70的阻挡该电池单体20排出的排放物对该管路本体610的冲击的性能与对管路本体610的热隔离的性能的情况下,还可以通过调整一体式结构70的厚度以降低该管路本体610占用该第一容纳腔50的内部空间,提高电池单体20的能量密度,从而提高电池装置10的使用性能,同时节省装配流程。
应理解,如图10和图11所示,该第一防护层710设置在该管路本体610的外表面620,且该第二防护层720设置在该管路本体610的内表面630的情况下,本申请实施例中的该第一防护层710的内径可用r4表示,该第一防护层710的外径可用R4表示,该第二防护层720的内径可用r5表示,该第二防护层720的外径可用R5表示,该管路本体610的内径可用r6表示,该管路本体610的外径可用R6表示。
在一些实现方式中,如图10和图11所示,在该第一防护层710设置在该管路本体610的外表面620,且该第二防护层720设置在该管路本体610的内表面630,其中,在垂直于该管路本体610的延伸方向的平面上,该第一防护层710的内径r4与该管路本体610的外径R6满足:r4-R6≥1mm,以及该第二防护层720的外径R5与该管路本体610的内径r6满足:0mm≤r6-R5≤1mm。
示例性地,该第一防护层710的内径r4与该管路本体610的外径R6之间的差值r4-R6可设置为1mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm、2mm、3mm、4mm、5mm等,或者,其数值在上述任意两个数值组合所获得的范围之内。
示例性地,该第二防护层720的外径R5与该管路本体610的内径r6之间的差值r6-R5可设置为:0mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm等,或者,其数值在上述任意两个数值组合所获得的范围之内。应理解,在第二防护层720的外径R5与该管路本体610的内径r6之间的差值r6-R5等于0mm的情况下,该第二防护层720与该管路本体610的内表面630之间固定连接。
在本申请实施例中,在该第一防护层710设置在该管路本体610的外表面620,且该第二防护层720设置在该管路本体610的内表面630,在垂直于该管路本体610的延伸方向的平面上,通过将该第一防护层710的内径r4与该管路本体610的外径R6设置为满足:r4-R6≥1mm,以及将该第二防护层720的外径R5与该管路本体610的内径r6设置为满足:0mm≤r6-R5≤1mm,以便于该第一防护层710、该第二防护层720和该管路本体610之间的装配,提高该换热装置60的使用性能。
在一些实现方式中,如图10所示,在该第一防护层710设置在该波纹管路640的外表面,且该第二防护层720设置在该波纹管路640的内表面,其中,沿该管路本体610的延伸方向,该第一防护层710的长度L4与该波纹管路640的长度L6满足:L4-L6≥5mm,以及该第二防护层720的长度L5与该波纹管路640的长度L6满足:L5-L6≥5mm。
示例性地,该第一防护层710的长度L4与该波纹管路640的长度L6之间的差值L4-L6可设置为5mm、5.2mm、5.4mm、5.6mm、5.8mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm等,或者,其数值在上述任意两个数值组合所获得的范围之内。该第二防护层720的长度L5与该波纹管路640的长度L6之间的差值L5-L6可设置为5mm、5.2mm、5.4mm、5.6mm、5.8mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm等,或者,其数值在上述任意两个数值组合所获得的范围之内。
在本申请实施例中,在该第一防护层710设置在该波纹管路640的外表面,且该第二防护层720设置在该波纹管路640的内表面,沿该管路本体610的延伸方向,通过将该第一防护层710的长度L4与该波纹管路640的长度L6满足:L4-L6≥5mm,以及该第二防护层720的长度L5与该波纹管路640的长度L6满足:L5-L6≥5mm,以兼顾该波纹管路640的防护性能与该第一防护层710、该第二防护层720和该波纹管路640之间的装配公差,提高该换热装置60的使用性能。
在一些实现方式中,该第二防护层720与该管路本体610的内表面630热熔连接或者粘结连接。
应理解,在该第二防护层720与该管路本体610的内表面630热熔连接或者粘结连接的情况下,在垂直于该管路本体610的延伸方向的平面上,该第二防护层720的外径R5与该管路本体610的内径r6之间的差值r6-R5可为0mm。
在本申请实施例中,通过将该第二防护层720与该管路本体610的内表面630之间热熔连接或者粘结连接,以兼顾该管路本体610的使用性能与该第二防护层720与该管路本体610的内表面630之间的结合强度,同时该连接方式简单,便于加工及制造。
在一些实现方式中,该第一防护层710的材料的耐热温度大于或等于500℃,和/或,该第二防护层720的材料的耐热温度大于或等于500℃。
应理解,本申请实施例中的材料的耐热温度是指该材料所能够承受的最高温度,在低于该耐热温度的情况下,该材料不会发生物理或化学性质上的变化或者损坏。
在对该第一防护层710的材料进行测试时,可以获取部分该第一防护层710的材料,例如裁减一定面积的第一防护层710,通过使用火焰喷枪,以控制该第一防护层710的外表面的温度大于或等于800℃,并持续20s,检测该第一防护层710的表面是否发生穿孔,若未发生穿孔,则该第一防护层710的材料满足使用需求。或者,在对该第二防护层720的材料进行测试时,可以获取部分该第二防护层720的材料,例如裁减一定面积的第二防护层720,通过使用火焰喷枪,以控制该第二防护层720的外表面的温度大于或等于800℃,并持续20s,检测该第二防护层720的表面是否发生穿孔,若未发生穿孔,则该第二防护层720的材料满足使用需求。
还应理解,由于第一防护层710用于阻挡电池单体20排出的排放物对管路本体610的冲击,在对该管路本体610的防护过程中,该第一防护层710自身的温度会不断增加,通过设置合适耐热温度的第二防护层720,以对该管路本体610的至少部分进行热隔离,降低因电池装置10内部的高温环境使得该管路本体610的表面发生烧蚀或者熔穿该管路本体610导致漏液的风险,提高该换热装置60的使用性能。
在本申请实施例中,通过将该第一防护层的材料的耐热温度设置为大于或等于500℃,和/或,将该第二防护层720的材料的耐热温度设置为大于或等于500℃,以兼顾该第二防护层720的热隔离性能与该第一防护层710对该第二防护层720的热影响,降低第一防护层710在升温过程中对该第二防护层720造成烧蚀或熔穿的风险,以对管路本体610进行有效防护,从而提高该换热装置60的使用性能。
在一些实现方式中,该第二防护层720的材料包括以下材料中的至少一项:玻璃纤维、云母片、气凝胶、预氧丝。
在本申请实施例中,通过将该第二防护层720的材料设置为包括以下材料中的至少一项:玻璃纤维、云母片、气凝胶、预氧丝,以有效提高该第二防护层720的热隔离的性能,以对该管路本体610进行热隔离,从而提高该换热装置60的使用性能。
在一些实现方式中,该第一防护层710的材料包括:相变材料或陶瓷化复合带。
应理解,本申请实施例中的相变材料是指在特定温度下,通过相变例如熔化、凝固、蒸发、冷凝等,来储存和释放热量的材料。这些材料能够在温度变化时吸收或释放大量的热能,因此广泛用于温度调节、热管理和能量存储等应用。具体地,每种相变材料都有一个特定的相变温度,在此温度下材料会发生相变,从而储存或释放热量。在相变过程中,材料能够吸收或释放大量的热能,虽然温度变化不大,但能量传递效率高。相变材料可以多次经历相变过程而不发生显著性能退化。本申请实施例中的陶瓷化复合带可以是以陶瓷防火耐火硅橡胶和耐高温玻纤布为基材涂布延压复合而成。
在本申请实施例中,通过将该第一防护层710的材料设置为包括:相变材料或陶瓷化复合带,以在电池单体20发生热失控的情况下,有效提高对该电池单体20排出的高温或高压气体的防冲击或阻挡的性能,以对管路本体610进行有效防护,从而提高该换热装置60的使用性能。
在一些实现方式中,如图5所示,该换热装置60还包括换热板750和两个该管路本体610,该箱体11的表面设置有与外部连通的进液口730和出液口740,两个该管路本体610中的第一管路本体611的一端与该进液口730连通,该第一管路本体611的另一端与该换热板750连通,两个该管路本体610中的第二管路本体612的一端与该出液口740连通,该第二管路本体612的另一端与该换热板750连通。
应理解,在本申请实施例中的位于箱体11外部的外部装置可通过箱体11上设置的进液口730与出液口740实现对电池装置10内部的电池单体20进行热交换,经该外部装置产生的换热介质可以通过进液口730流入管路本体610,并通过热传导带走电池装置10产生的热量,换热介质经过出液口740流出至该外部装置,即该外部装置与管路本体610之间形成供换热介质流动的循环回路,以持续对电池装置10的温度进行调节。还应理解,该外部装置可包括热交换器和泵,该热交换器用于对经出液口740流出的换热介质进行降温处理,该泵用于将降温后的换热介质重新通过进液口730流入管路本体610中,以持续对电池装置10的温度进行调节。
本申请实施例中,通过将该换热装置60设置为还包括换热板750和两个该管路本体610,且该箱体11的表面设置有与外部连通的进液口730和出液口740,两个该管路本体610中的第一管路本体611的一端与该进液口730连通,该第一管路本体611的另一端与该换热板750连通,两个该管路本体610中的第二管路本体612的一端与该出液口740连通,该第二管路本体612的另一端与该换热板750连通,即外部的装置提供的换热介质可以通过该进液口730与出液口740实现在换热装置60与箱体11外部之间的循环,以便于与电池单体20进行热交换,降低电池单体20发生热失控的风险,提高电池装置10的使用性能。
根据本申请的一些实施例,本申请实施例还提供了一种用电设备,包括上述任一实施例中的电池装置10,该电池装置10用于为该用电设备提供电能。具体地,该用电设备可以为上图1所示的车辆1,也可以是任何使用电池装置10的用电设备。
用电设备可以是前述任一应用电池装置10的设备或系统。
根据本申请的一些实施例,参见图5至图11,本申请提供了一种电池装置10,该电池装置10包括:箱体11、电池单体20和换热装置60,该箱体11具有第一容纳腔50;该电池单体20容纳于该第一容纳腔50,该换热装置60容纳于该第一容纳腔50且靠近该电池单体20设置,该换热装置60用于与电池单体20进行热交换;该换热装置60包括容纳换热介质的管路本体610以及设置在该管路本体610的外表面620的第一防护层710,该第一防护层710用于阻挡该电池单体20排出的排放物对该管路本体610的冲击,该换热装置60还包括第二防护层720,该第二防护层720设置在该管路本体610的外表面620与该第一防护层710之间,和/或,该第二防护层720设置在该管路本体610的内表面630,该第二防护层720用于对该管路本体610进行热隔离。该管路本体610的至少部分管路包括波纹管路640,该第二防护层720覆盖该波纹管路640。该第二防护层720设置在该管路本体610的外表面620与该第一防护层710之间,其中,在垂直于该管路本体610的延伸方向的平面上,该第一防护层710的内径r1与该第二防护层720的外径R2满足:r1-R2≥1mm,以及该第二防护层720的内径r2与该管路本体610的外径R3满足:r2-R3≥1mm。沿该管路本体610的延伸方向,该第一防护层710的长度L1与该第二防护层720的长度L2满足:L1≥L2,以及该第二防护层720的长度L2与该波纹管路640的长度L3满足:L2-L3≥5mm。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。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。

Claims (14)

1.一种电池装置,其特征在于,包括:
箱体,具有第一容纳腔;
电池单体,容纳于所述第一容纳腔;
换热装置,容纳于所述第一容纳腔且靠近所述电池单体设置,所述换热装置用于与所述电池单体进行换热;
所述换热装置包括容纳换热介质的管路本体以及设置在所述管路本体的外表面的第一防护层,所述第一防护层用于阻挡所述电池单体排出的排放物对所述管路本体的冲击,
所述换热装置还包括第二防护层,所述第二防护层设置在所述管路本体的外表面与所述第一防护层之间,和/或,所述第二防护层设置在所述管路本体的内表面,所述第二防护层用于对所述管路本体进行热隔离。
2.根据权利要求1所述的电池装置,其特征在于,所述管路本体的至少部分管路包括波纹管路,所述第二防护层覆盖所述波纹管路。
3.根据权利要求2所述的电池装置,其特征在于,所述第二防护层设置在所述管路本体的外表面与所述第一防护层之间,
其中,在垂直于所述管路本体的延伸方向的平面上,所述第一防护层的内径r1与所述第二防护层的外径R2满足:r1-R2≥1mm,以及所述第二防护层的内径r2与所述管路本体的外径R3满足:r2-R3≥1mm。
4.根据权利要求2或3所述的电池装置,其特征在于,所述第二防护层设置在所述波纹管路的外表面与所述第一防护层之间,
其中,沿所述管路本体的延伸方向,所述第一防护层的长度L1与所述第二防护层的长度L2满足:L1≥L2,以及所述第二防护层的长度L2与所述波纹管路的长度L3满足:L2-L3≥5mm。
5.根据权利要求3或4所述的电池装置,其特征在于,所述第一防护层与所述第二防护层为一体式结构。
6.根据权利要求5所述的电池装置,其特征在于,所述一体式结构的最大厚度D1满足:0mm<D1≤1mm。
7.根据权利要求2所述的电池装置,其特征在于,所述第一防护层设置在所述管路本体的外表面,且所述第二防护层设置在所述波纹管路的内表面,
其中,在垂直于所述管路本体的延伸方向的平面上,所述第一防护层的内径r4与所述管路本体的外径R6满足:r4-R6≥1mm,以及所述第二防护层的外径R5与所述管路本体的内径r6满足:0mm≤r6-R5≤1mm。
8.根据权利要求2或7所述的电池装置,其特征在于,所述第一防护层设置在所述波纹管路的外表面,且所述第二防护层设置在所述波纹管路的内表面,
其中,沿所述管路本体的延伸方向,所述第一防护层的长度L4与所述波纹管路的长度L6满足:L4-L6≥5mm,以及所述第二防护层的长度L5与所述波纹管的长度L6满足:L5-L6≥5mm。
9.根据权利要求7或8所述的电池装置,其特征在于,所述第二防护层与所述管路本体的内表面热熔连接或者粘结连接。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电池装置,其特征在于,所述第一防护层的材料的耐热温度大于或等于500℃,和/或,
所述第二防护层的材料的耐热温度大于或等于500℃。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的电池装置,其特征在于,所述第二防护层的材料包括以下材料中的至少一项:玻璃纤维、云母片、气凝胶、预氧丝。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的电池装置,其特征在于,所述第一防护层的材料包括:相变材料或陶瓷化复合带。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的电池装置,其特征在于,所述换热装置还包括换热板和两个所述管路本体,所述箱体的表面设置有与外部连通的进液口和出液口,两个所述管路本体中的第一管路本体的一端与所述进液口连通,所述第一管路本体的另一端与所述换热板连通,两个所述管路本体中的第二管路本体的一端与所述出液口连通,所述第二管路本体的另一端与所述换热板连通。
14.一种用电设备,其特征在于,包括:如权利要求1至13中任一项所述的电池装置,所述电池装置用于为所述用电设备提供电能。
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