电芯、电池模组、电池总成、电池总成设计方法及车辆

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电芯、电池模组、电池总成、电池总成设计方法及车辆。

背景技术

由于人民的生活水平的日益提高，汽车已经成为每个家庭必备的用品，然而随着汽油车的数量的增加，其产生的有害气体等污染物对我们的生活环境的污染已经到了令我们难以承受的地步，因此，我们必须找到能够在一定程度上代替汽油的新能源，以缓解我们的环境压力。

基于这样的现状，使用动力电池的新能源汽车以其显而易见的优势成为了人们的新宠。首先，使用动力电池的新能源汽车相对于汽油车来说，能够更加节省成本；其次，由于电池不和氧气发生氧化反应，因此在充放电过程中没有多余的废气排出，有效地防止了对环境的污染。

在新能源汽车行业中，动力电池是其重要的组成部分。动力电池由至少一个电池模组组成，电池模组是由多个单体电芯串联和/或并联起来实现所需的电压和电量的要求的结构。目前，硬壳单体电芯的形状主要为方形和圆柱形，在电池的成组结构设计和制造过程中，方形电芯和圆柱形电芯所对应的成组零部件和生产工艺并不一致，圆柱电芯的成组结构较为稳定，且抗震性能日趋成熟，方形电芯目前大多依靠电芯与箱体的之间挤压来实现成组结构，这样会产生在很大的安全隐患，因此，各企业及高校等机构对于方形电芯的成组方式都还在不断的探索过程中。

动力电池作为新能源汽车(即电动汽车)的核心零部件，其结构安全性能和热管理性能均非常重要。目前，采用方形电芯的电池总成的方案是标准模组或者CTP构型的电池总成，这两种方案的结构比较复杂，且存在两大问题，一是受制于竖向布置的高度的限制，电池总成的集成化程度较低；二是热管理性能较差，无法保证电池的多个电芯之间和电芯内部的温度的一致性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电芯、电池模组、电池总成、电池总成设计方法及车辆，以解决现有技术中因电芯的固定结构和热管理结构较为复杂而导致热管理性能较差、电池总成集成化效率较低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的第一个方面，提供了一种电芯，电芯的主体为长方体，主体包括沿长方体的高度方向间隔布置的第一侧面和第二侧面、沿长方体的长度方向间隔布置的第三侧面和第四侧面以及沿长方体的宽度方向间隔布置的第五侧面和第六侧面；电芯还包括：电芯正极和电芯负极，设置在主体的第一侧面上，且分别靠近主体的第三侧面和第四侧面设置；两个电芯固定孔组，两个电芯固定孔组均设置在主体上且关于中心面对称设置，各个电芯固定孔组均包至少一个贯穿长方体的宽度方向设置的电芯固定孔，各个电芯固定孔均用于供液冷管穿过；其中，中心面位于第三侧面和第四侧面之间，中心面与第三侧面和第四侧面均相互平行，且第三侧面和第四侧面关于中心面对称设置。

进一步地，电芯固定孔为圆孔。

进一步地，电芯固定孔的直径的取值范围为10mm至20mm；和/或电芯固定孔的中心线与第三侧面或第四侧面之间的距离的最小值为8mm。

进一步地，电芯包括：多个电芯翅片，多个电芯翅片固定在电芯固定孔内且沿电芯固定孔的长度方向间隔设置，以用于与穿设在电芯固定孔内的液冷管接触。

根据本发明的第二个方面，提供了一种电池模组，包括：多个电芯，各个电芯均为上述的电芯，多个电芯沿预定方向依次排列，多个电芯的沿预定方向依次连通的电芯固定孔共同组成安装长孔；其中，预定方向平行于电芯的主体的宽度方向；液冷管，穿设在安装长孔中，以对多个电芯进行散热。

进一步地，液冷管包括管体和设置在管体内部的至少一个隔板，以将管体内部分隔为多个腔体。

根据本发明的第三个方面，提供了一种电池总成，包括：电池模组，电池模组为上述的电池模组；下箱体和至少部分环绕下箱体设置的下箱体边框，以共同围成用于容纳电池模组的箱体空间，下箱体和下箱体边框内部均设置有冷媒流通管路，冷媒流通管路包括冷媒流入管路和冷媒流出管路；冷媒流入接头和冷媒流出接头，设置在下箱体或下箱体边框上且分别用于与冷媒流入管路的入口和冷媒流出管路的出口连接；其中，电池模组中的液冷管的两端均与下箱体边框固定连接，液冷管的入口用于与冷媒流入管路的出口连接，液冷管的出口与冷媒流出管路的入口连接。

根据本发明的第四个方面，提供了一种电池总成设计方法，用于设计上述的电池模组，电池总成设计方法包括：根据电芯的最小许用容量CM和工艺极限尺寸GC确定电芯固定孔的极限面积S，S＝CM*CC*GC*exp(A)；其中，CC为容量相关结构系数，CC的取值范围为0.8至0.95；A为重量补偿参数，A的取值范围为-0.85至0；根据电芯固定孔的极限面积S确定电芯固定孔的孔径D，D＝S/*2/3；其中，GB为工艺长度极限尺寸；E为安全尺寸系数，E的取值范围为1.03至1.53；根据以上各个参数对上述电池总成进行仿真计算，以在仿真结果不合格时进行反馈校正。

进一步地，根据电芯固定孔的极限面积S确定液冷管中的隔板的厚度H，H＝S/A*0.92。

根据本发明的第五个方面，提供了一种车辆，包括上述的电池总成。

应用本发明的技术方案，本发明的电芯的主体为长方体，主体包括共同围成电芯的主体的外周面的第一侧面、第二侧面、第三侧面、第四侧面、第五侧面和第六侧面，第一侧面和第二侧面相对设置且沿长方体的高度方向间隔布置，第三侧面和第四侧面相对设置且沿长方体的长度方向间隔布置，第五侧面和第六侧面相对设置且沿长方体的宽度方向间隔布置；电芯的主体上设置有电芯正极和电芯负极，电芯正极和电芯负极均位于主体的第一侧面，且电芯正极和电芯负极分别位于第一侧面的靠近主体的第三侧面和第四侧面的位置处，电芯正极和电芯负极的一端与电芯的主体的内部连接，电芯正极和电芯负极的另一端朝向电芯的主体的外部延伸；电芯还包括：两个电芯固定孔组，两个电芯固定孔组均位于主体上且关于中心面对称设置，各个电芯固定孔组均包至少一个贯穿长方体的宽度方向设置的电芯固定孔，即各个电芯固定孔的两端分别与第五侧面和第六侧面连通，各个电芯固定孔均用于供液冷管穿过；其中，中心面位于第三侧面和第四侧面之间，中心面与第三侧面和第四侧面均相互平行，且第三侧面和第四侧面关于中心面对称设置。这样，当采用多个本发明的电芯来组成电池模组时，只需通过设置贯穿在多个电芯上的液冷管便可实现对电池模组的固定和冷却与加热，实现了对电池热管理系统和具有该电池模组的动力电池的电池总成的高度集成化，实现了对动力电池的快速冷却与快速加热，提高了动力电池的整体的能量利用率，解决了现有技术中因电芯的固定结构和热管理结构较为复杂而导致热管理性能较差、电池总成集成化效率较低的问题。另外，多个液冷管分别穿设在关于中心面对称设置的两个电芯固定孔组的多个电芯固定孔中，有效地降低了电芯内部的热性能的不一致性，且实现了电芯内部的受力的均匀性，提高了电芯的安全性，尽可能地保证了电芯使用寿命。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的电芯的实施例的结构示意图；

图2示出了具有图1所示的电芯的电池模组的结构示意图；

图3示出了图2所示的电池模组的液冷管的结构示意图；

图4示出了具有图2所示的电池模组的电池总成的结构示意图；

图5示出了图4所示的电池总成在不包括下箱体边框时的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、下箱体边框；11、外框体；12、中间横梁；2、电池模组；20、电芯；200、壳体；201、电芯固定孔；202、电芯翅片；203、防爆阀；204、电芯正极；205、电芯负极；206、顶盖；3、下箱体；4、接头；41、冷媒流入接头；42、冷媒流出接头；5、液冷管；500、管体；501、隔板；502、腔体；5021、冷媒流入腔体；5022、冷媒流出腔体。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为了便于理解本发明，下面将参考附图并结合实施例来对本发明进行更全面的描述。虽然附图中给出了本发明的较佳实施方式，但是本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于文中所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

如图1所示，本发明提供了一种电芯，电芯的主体为长方体，主体包括沿长方体的高度方向间隔布置的第一侧面和第二侧面、沿长方体的长度方向间隔布置的第三侧面和第四侧面以及沿长方体的宽度方向间隔布置的第五侧面和第六侧面；电芯还包括：电芯正极204和电芯负极205，设置在主体的第一侧面上，且分别靠近主体的第三侧面和第四侧面设置；两个电芯固定孔组，两个电芯固定孔组均设置在主体上且关于第三侧面和第四侧面之间的中心面对称设置，各个电芯固定孔组均包至少一个贯穿长方体的宽度方向设置的电芯固定孔201，各个电芯固定孔201均用于供液冷管5穿过；其中，中心面位于第三侧面和第四侧面之间，中心面与第三侧面和第四侧面均相互平行，且第三侧面和第四侧面关于中心面对称设置。

本发明的电芯的主体为长方体，主体包括共同围成电芯的主体的外周面的第一侧面、第二侧面、第三侧面、第四侧面、第五侧面和第六侧面，第一侧面和第二侧面相对设置且沿长方体的高度方向间隔布置，第三侧面和第四侧面相对设置且沿长方体的长度方向间隔布置，第五侧面和第六侧面相对设置且沿长方体的宽度方向间隔布置；电芯的主体上设置有电芯正极204和电芯负极205，电芯正极204和电芯负极205均位于主体的第一侧面，且电芯正极204和电芯负极205分别位于第一侧面的靠近主体的第三侧面和第四侧面的位置处，电芯正极204和电芯负极205的一端与电芯的主体的内部连接，电芯正极204和电芯负极205的另一端朝向电芯的主体的外部延伸；电芯还包括：两个电芯固定孔组，两个电芯固定孔组均位于主体上且关于中心面对称设置，各个电芯固定孔组均包至少一个贯穿长方体的宽度方向设置的电芯固定孔201，即各个电芯固定孔201的两端分别与第五侧面和第六侧面连通，各个电芯固定孔201均用于供液冷管5穿过；其中，中心面位于第三侧面和第四侧面之间，中心面与第三侧面和第四侧面均相互平行，且第三侧面和第四侧面关于中心面对称设置。

这样，当采用多个本发明的电芯来组成电池模组时，只需通过设置贯穿在多个电芯上的液冷管5便可实现对电池模组的固定和冷却与加热，实现了对电池热管理系统和具有该电池模组的动力电池的电池总成的高度集成化，实现了对动力电池的快速冷却与快速加热，提高了动力电池的整体的能量利用率，解决了现有技术中因电芯的固定结构和热管理结构较为复杂而导致热管理性能较差、电池总成集成化效率较低的问题。另外，多个液冷管5分别穿设在关于中心面对称设置的两个电芯固定孔组的多个电芯固定孔201中，有效地降低了电芯内部的热性能的不一致性，且实现了电芯内部的受力的均匀性，提高了电芯的安全性，尽可能地保证了电芯使用寿命。

如图1所示，X方向、Y方向和Z方向三个方向两两相互垂直，长方体的高度方向即为图1中的Z方向，长方体的长度方向即为图1中的X方向，长方体的宽度方向即为图1中的Y方向。

具体地，电芯是指单个含有正、负极的电化学电芯，一般不直接使用，而是会将多个电芯组成电池模组来使用。

本发明的电芯为方形电芯，其通过卷绕工艺或者叠片工艺加工而成。

在本发明的图1所示的电芯的实施例中，电芯的主体上的各个电芯固定孔组均包括一个电芯固定孔201，即电芯的主体上共设置有两个电芯固定孔201，这两个电芯固定孔201关于中心面对称设置，一个电芯固定孔201靠近第三侧面设置，另一个电芯固定孔201靠近第四侧面设置。

在本发明的电芯的未图所示的实施例中，电芯的主体上的各个电芯固定孔组均包括多个电芯固定孔201，一个电芯固定孔组中的多个电芯固定孔201与另一个电芯固定孔组中的多个电芯固定孔201关于中心面一一对称，一个电芯固定孔组中的多个电芯固定孔201均位于中心面的靠近第三侧面的一侧，另一个电芯固定孔组中的多个电芯固定孔201均位于中心面的靠近第四侧面的一侧；其中，各个电芯固定孔组中的多个电芯固定孔201沿长方体的高度方向依次间隔布置。

在本发明的电芯的未图所示的实施例中，电芯的主体上的各个电芯固定孔组均包括多个电芯固定孔201，一个电芯固定孔组中的多个电芯固定孔201与另一个电芯固定孔组中的多个电芯固定孔201关于中心面一一对称，一个电芯固定孔组中的多个电芯固定孔201均位于中心面的靠近第三侧面的一侧，另一个电芯固定孔组中的多个电芯固定孔201均位于中心面的靠近第四侧面的一侧；其中，各个电芯固定孔组中的多个电芯固定孔201沿长方体的长度方向依次间隔布置。

在本发明的电芯的未图所示的实施例中，电芯的主体上的各个电芯固定孔组均包括多个电芯固定孔201，一个电芯固定孔组中的多个电芯固定孔201与另一个电芯固定孔组中的多个电芯固定孔201关于中心面一一对称，一个电芯固定孔组中的多个电芯固定孔201均位于中心面的靠近第三侧面的一侧，另一个电芯固定孔组中的多个电芯固定孔201均位于中心面的靠近第四侧面的一侧；其中，各个电芯固定孔组中，一部分电芯固定孔201沿长方体的高度方向依次间隔布置，另一部分电芯固定孔201沿长方体的长度方向依次间隔布置。

在本发明的电芯的未图所示的实施例中，电芯的主体上的各个电芯固定孔组均包括多个电芯固定孔201，一个电芯固定孔组中的多个电芯固定孔201与另一个电芯固定孔组中的多个电芯固定孔201关于中心面一一对称，一个电芯固定孔组中的多个电芯固定孔201均位于中心面的靠近第三侧面的一侧，另一个电芯固定孔组中的多个电芯固定孔201均位于中心面的靠近第四侧面的一侧；其中，各个电芯固定孔组中的多个电芯固定孔201呈矩形阵列或圆形阵列或三角形阵列布置。

在本发明的电芯的未图所示的实施例中，电芯的主体上的各个电芯固定孔组均包括多个电芯固定孔201，一个电芯固定孔组中的多个电芯固定孔201与另一个电芯固定孔组中的多个电芯固定孔201关于中心面一一对称，一个电芯固定孔组中的多个电芯固定孔201均位于中心面的靠近第三侧面的一侧，另一个电芯固定孔组中的多个电芯固定孔201均位于中心面的靠近第四侧面的一侧；其中，各个电芯固定孔组中的多个电芯固定孔201沿预定方向依次间隔布置，该预定方向与长方体的长度方向和高度方向均不平行。

在本发明的电芯的未图所示的实施例中，电芯的主体上的各个电芯固定孔组均包括多个电芯固定孔201，一个电芯固定孔组中的多个电芯固定孔201与另一个电芯固定孔组中的多个电芯固定孔201关于中心面一一对称，一个电芯固定孔组中的多个电芯固定孔201均位于中心面的靠近第三侧面的一侧，另一个电芯固定孔组中的多个电芯固定孔201均位于中心面的靠近第四侧面的一侧；其中，各个电芯固定孔组中的多个电芯固定孔201呈无规则状态布置。

如图1所示，本发明的电芯的主体包括外壳，外壳由壳体200和顶盖206组成，壳体200包括用于容纳极组等结构的容纳腔和位于容纳腔上方的开口部，顶盖206盖设在该开口部出，以将封闭壳体200内的容纳腔，其中，主体的第一侧面、第二侧面、第三侧面、第四侧面和第五侧面均位于壳体200上，主体的第六侧面位于顶盖206上。

如图1所示，本发明的电芯还包括电芯防爆阀203，电芯防爆阀203设置在主体的第一侧面上，电芯正极204位于电芯防爆阀203的靠近主体的第三侧面的一侧，电芯负极205位于电芯防爆阀203的靠近主体的第四侧面的一侧；电芯防爆阀203用于在电芯内部气压急剧升高时，进行及时泄压，以维持电芯内外的气压平衡，避免电芯发生爆炸，降低安全隐患。

优选地，电芯固定孔201为圆孔，以保证被穿设在电芯固定孔201中的液冷管5所固定的电芯的内部的受力的均匀性，避免因受力不均而导致电芯过早损坏。

可选地，电芯固定孔201还可以为三角孔、或方孔、或椭圆孔或其他规则或不规则形状的孔，但是这些形状的孔在保证电芯内部的受力的均匀性方面没有圆孔的效果好。

进一步优选地，电芯固定孔201的直径的取值范围为10mm至20mm。

进一步优选地，电芯固定孔201的中心线与第三侧面或第四侧面之间的距离的最小值为8mm。

当电芯固定孔201靠近第三侧面设置时，该电芯固定孔201的中心线与第三侧面之间的距离的最小值为8mm。

当电芯固定孔201靠近第四侧面设置时，该电芯固定孔201的中心线与第四侧面之间的距离的最小值为8mm。

如图1所示，电芯包括：多个电芯翅片202，多个电芯翅片202固定在电芯固定孔201内且沿电芯固定孔201的长度方向间隔设置，以用于与穿设在电芯固定孔201内的液冷管5接触。

具体地，由于液冷管5需要穿设在电芯固定孔201中，为了实现该穿设动作，需要将电芯固定孔201的内径设置为大于液冷管5的外径，即使电芯固定孔201与液冷管5之间间隙配合。

同时，为了保证电芯的主体与液冷管5之间的传热效果，提高传热效率，在电芯固定孔201内设置了多个电芯翅片202，并将各个电芯翅片202设置为圆环形板体的至少部分，各个电芯翅片202的外周面均与相应的电芯固定孔201的内壁面固定连接，各个电芯翅片202的内周面均与相应的液冷管5的外壁面接触，以提高液冷管5与电芯的主体之间的传热速度，增强液冷管5与电芯的主体之间的摩擦力，减少电芯在膨胀时造成的变形。

如图2所示，本发明提供了一种电池模组，包括：多个电芯20，各个电芯20均为上述的电芯，多个电芯20沿预定方向依次排列，多个电芯20的沿预定方向依次连通的电芯固定孔201共同组成安装长孔；其中，预定方向平行于电芯的主体的宽度方向；液冷管5，穿设在安装长孔中，以对多个电芯20进行散热。

具体地，各个电芯20的主体上的各个电芯固定孔组均包括一个电芯固定孔201；多个电芯20的靠近第三侧面设置的电芯固定孔201沿预定方向依次连通，多个电芯20的靠近第四侧面设置的电芯固定孔201沿预定方向也依次连通，以形成两个安装长孔，各个安装长孔内均穿设有一个液冷管5；其中，两个液冷管5关于各个电芯20的中心面均对称设置。

如图3所示，液冷管5包括管体500和设置在管体500内部的至少一个隔板501，以将管体500内部分隔为多个腔体502，以增大液冷管5的强度，提高液冷管5的传热能力，加强液冷管5的冷却和加热效果。

其中，隔板501的厚度与液冷管5的外径之比为0.1至0.5。

优选地，液冷管5的外径的取值范围为2mm至5mm。

优选地，隔板501的厚度的取值范围为0.2mm至2.5mm。

在本发明的图1至图5所示的实施例中，电芯固定孔201为圆孔，液冷管5也为与之相匹配的圆管，液冷管5的管体500内部设置有一个隔板501，以将管体500内部分隔为两个腔体502，以使液冷管的横截面形成类似圆边的“日”字型结构；其中，液冷管5的第一端设置有冷媒入口，液冷管5的第二端设置有冷媒出口，各个腔体502的靠近液冷管5的第一端的一端为冷媒入口，各个腔体502的靠近液冷管5的第二端的一端为冷媒出口。

在本发明的液冷管5的未图示的第一个实施例中，液冷管5的管体500内部不设置隔板501；其中，液冷管5的第一端为冷媒入口，液冷管5的第二端为冷媒出口。

在本发明的液冷管5的未图示的第二个实施例中，液冷管5的管体500内部设置有多个隔板501，且隔板501的数量为奇数，多个隔板501沿预定方向依次间隔设置，以将管体500内部分隔为多个腔体502，腔体502的数量为偶数；其中，液冷管5的第一端设置有冷媒入口，液冷管5的第二端设置有冷媒出口，各个腔体502的靠近液冷管5的第一端的一端为冷媒入口，各个腔体502的靠近液冷管5的第二端的一端为冷媒出口。

在本发明的液冷管5的未图示的第三个实施例中，液冷管5的管体500内部设置有多个隔板501，且隔板501的数量为奇数，多个隔板501沿预定方向依次间隔设置，以将管体500内部分隔为依次首尾连通的多个腔体502，腔体502的数量为偶数；其中，液冷管5的第一端设置有冷媒入口和冷媒出口，液冷管5的第二端封闭，多个腔体502包括冷媒流入腔体5021，冷媒流入腔体5021的靠近液冷管5的第一端的一端为冷媒入口，多个腔体502包括冷媒流出腔体5022，冷媒流出腔体5022的靠近液冷管5的第一端的一端为冷媒出口。

在本发明的液冷管5的未图示的第四个实施例中，液冷管5的管体500内部设置有多个隔板501，且隔板501的数量为偶数，多个隔板501沿预定方向依次间隔设置，以将管体500内部分隔为依次首尾连通的多个腔体502，腔体502的数量为奇数；其中，液冷管5的第一端设置有冷媒入口，液冷管5的第二端设置有冷媒出口，多个腔体502包括冷媒流入腔体5021，冷媒流入腔体5021的靠近液冷管5的第一端的一端为冷媒入口，多个腔体502包括冷媒流出腔体5022，冷媒流出腔体5022的靠近液冷管5的第二端的一端为冷媒出口。

在本发明的液冷管5的未图示的第五个实施例中，液冷管5的管体500内部设置有多个隔板501，以将管体500内部分隔为多个腔体502；其中，液冷管5的第一端设置有冷媒入口和冷媒出口，液冷管5的第二端也设置有冷媒入口和冷媒出口；至少一个腔体502的两端分别与液冷管5的第一端的冷媒入口和液冷管5的第二端的冷媒出口均连通；至少两个腔体502首尾连接，以形成包括冷媒流入腔体5021和冷媒流出腔体5022的结构，冷媒流入腔体5021与液冷管5的第一端或第二端的冷媒入口连通，冷媒流出腔体5022与液冷管5的第一端或第二端的冷媒出口连通。

如图4所示，本发明提供了一种电池总成，包括：电池模组2，电池模组2为上述的电池模组；下箱体3和至少部分环绕下箱体3设置的下箱体边框1，以共同围成用于容纳电池模组2的箱体空间，下箱体3和下箱体边框1内部均设置有冷媒流通管路，冷媒流通管路包括冷媒流入管路和冷媒流出管路；冷媒流入接头41和冷媒流出接头42，设置在下箱体3或下箱体边框1上且分别用于与冷媒流入管路的入口和冷媒流出管路的出口连接；其中，电池模组2中的液冷管5的两端均与下箱体边框1固定连接，液冷管5的入口用于与冷媒流入管路的出口连接，液冷管5的出口与冷媒流出管路的入口连接。

如图4所示，下箱体边框1包括外框体11和中间横梁12，外框体11环绕下箱体3的周侧设置，中间横梁12设置在下箱体3的上方且位于下箱体3的中间部位，以将外框体11和下箱体3之间围成的箱体空间分隔为两个分体空间，各个分体空间内均沿相应的分体空间的长度方向依次间隔设置有多个电池模组2，各个电池模组2的液冷管5的一端固定在外框体11上，各个电池模组2的液冷管5的另一端固定在中间横梁12上。

具体地，本发明的电池总成中的下箱体3为金属薄板，以用于承载电池模组2并对下箱体边框1的底部进行密封。

如图4和图5所示，冷媒流通管路的一部分设置在下箱体3内部，冷媒流通管路的另一部分设置在下箱体边框1内部；下箱体3的一侧设置有至少两个管接头4，至少两个管接头4包括冷媒流入接头41和冷媒流出接头42；其中，冷媒流入接头41的一端与冷媒流入管路的入口连接，冷媒流入接头41的另一端用于与外部的供液装置连接；冷媒流出接头42的一端与冷媒流出管路的出口连接，冷媒流出接头42的另一端用于与外部的冷媒回收冷却管路连接。

这样，下箱体边框1和下箱体3内部的冷媒流通管路与多个电池模组2中的液冷管5共同形成冷媒流道，并与冷媒流入接头41和冷媒流出接头42连接，以与外部的供液装置和冷媒回收冷却管路共同形成封闭回路，冷媒在该封闭回路中循环流动，以不断地对各个电池模组2进行冷却或散热。

当液冷管5的第一端设置有冷媒入口，液冷管5的第二端设置有冷媒出口，且液冷管5的第一端与外框体11连接，液冷管5的第二端与中间横梁12连接时，液冷管5的冷媒入口与外框体11内的冷媒流通管路的冷媒流入管路连接，液冷管5的冷媒出口与中间横梁12内的冷媒流通管路的冷媒流出管路连接。

当液冷管5的第一端设置有冷媒入口，液冷管5的第二端设置有冷媒出口，且液冷管5的第一端与中间横梁12连接，液冷管5的第二端与外框体11连接时，液冷管5的冷媒入口与中间横梁12内的冷媒流通管路的冷媒流入管路连接，液冷管5的冷媒出口与外框体11内的冷媒流通管路的冷媒流出管路连接。

当液冷管5的第一端设置有冷媒入口和冷媒出口，液冷管5的第二端封闭，且液冷管5的第一端与外框体11连接，液冷管5的第二端与中间横梁12连接时，液冷管5的冷媒入口与外框体11内的冷媒流通管路的冷媒流入管路连接，液冷管5的冷媒出口与外框体11内的冷媒流通管路的冷媒流出管路连接。

当液冷管5的第一端设置有冷媒入口和冷媒出口，液冷管5的第二端封闭，且液冷管5的第一端与中间横梁12连接，液冷管5的第二端与外框体11连接时，液冷管5的冷媒入口与中间横梁12内的冷媒流通管路的冷媒流入管路连接，液冷管5的冷媒出口与中间横梁12内的冷媒流通管路的冷媒流出管路连接。

当液冷管5的第一端设置有冷媒入口和冷媒出口，液冷管5的第二端也设置有冷媒入口和冷媒出口，且液冷管5的第一端与外框体11连接，液冷管5的第二端与中间横梁12连接时，液冷管5的第一端的冷媒入口和冷媒出口分别与外框体11内的冷媒流通管路的冷媒流入管路和冷媒流出管路连接，液冷管5的第二端的冷媒入口和冷媒出口分别与中间横梁12内的冷媒流通管路的冷媒流入管路和冷媒流出管路连接。

当液冷管5的第一端设置有冷媒入口和冷媒出口，液冷管5的第二端也设置有冷媒入口和冷媒出口，且液冷管5的第一端与中间横梁12连接，液冷管5的第二端与外框体11连接时，液冷管5的第一端的冷媒入口和冷媒出口分别与中间横梁12内的冷媒流通管路的冷媒流入管路和冷媒流出管路连接，液冷管5的第二端的冷媒入口和冷媒出口分别与外框体11内的冷媒流通管路的冷媒流入管路和冷媒流出管路连接。

本发明提供了一种电池总成设计方法，用于设计上述的电池模组，电池总成设计方法包括：根据电芯20的最小许用容量CM和工艺极限尺寸GC确定电芯固定孔201的极限面积S，S＝CM*CC*GC*exp(A)；其中，CC为容量相关结构系数，CC的取值范围为0.8至0.95；A为重量补偿参数，A的取值范围为-0.85至0；根据电芯固定孔201的极限面积S确定电芯固定孔201的孔径D，D＝S/GB*E*2/3；其中，GB为工艺长度极限尺寸；E为安全尺寸系数，E的取值范围为1.03至1.53；根据以上各个参数对电池总成进行仿真计算，以在仿真结果不合格时进行反馈校正。

具体地，在对电池总成进行仿真计算时，采用CAE软件进行仿真计算，以得到在上述参数下的电池总成的结构强度、模态和频率，并在仿真结果不合格时加强相关的结构设计。

本发明的电池总成设计方法还包括：根据电芯固定孔201的极限面积S确定液冷管5中的隔板501的厚度H，H＝S/A*0.92。同时，这里的隔板501的厚度H也需要加入对上述电池总成进行仿真计算的内容中。

在本发明的电池总成设计方法中，电芯20的最小许用容量CM是指电芯20所需存储的电量的最小值，其单位是“mAh”，即毫安时。

在本发明的电池总成设计方法中，电芯20的工艺极限尺寸GC是指电芯20在保证最小许用容量CM的前提下能够加工到的最小尺寸。

在本发明的电池总成设计方法中，工艺长度极限尺寸GB是指电芯20的主体上关于中心面对称设置两个电芯固定孔201的中心距的最大值。

本发明还提供了一种车辆，包括上述的电池总成。

本发明的车辆可以为纯电动汽车，纯电动汽车为由电动机驱动的汽车，纯电动汽车的动力电池包括上述的电池总成，动力电池为电动机提供电能，电动机将动力电池的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置，其技术相对成熟简单，只要有电力供应的地方都能够进行充电使用。

本发明的车辆还可以为混合动力汽车，混合动力汽车指能够至少从下述两类车载储存的能量中获得动力的汽车：一是可消耗的燃料，如汽油或柴油发动机；二是可再充电能/能量储存装置，如包括上述的电池总成的动力电池。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明的电芯的主体为长方体，主体包括共同围成电芯的主体的外周面的第一侧面、第二侧面、第三侧面、第四侧面、第五侧面和第六侧面，第一侧面和第二侧面相对设置且沿长方体的高度方向间隔布置，第三侧面和第四侧面相对设置且沿长方体的长度方向间隔布置，第五侧面和第六侧面相对设置且沿长方体的宽度方向间隔布置；电芯的主体上设置有电芯正极204和电芯负极205，电芯正极204和电芯负极205均位于主体的第一侧面，且电芯正极204和电芯负极205分别位于第一侧面的靠近主体的第三侧面和第四侧面的位置处，电芯正极204和电芯负极205的一端与电芯的主体的内部连接，电芯正极204和电芯负极205的另一端朝向电芯的主体的外部延伸；电芯还包括：两个电芯固定孔组，两个电芯固定孔组均位于主体上且关于中心面对称设置，各个电芯固定孔组均包至少一个贯穿长方体的宽度方向设置的电芯固定孔201，即各个电芯固定孔201的两端分别与第五侧面和第六侧面连通，各个电芯固定孔201均用于供液冷管5穿过；其中，中心面位于第三侧面和第四侧面之间，中心面与第三侧面和第四侧面均相互平行，且第三侧面和第四侧面关于中心面对称设置。这样，当采用多个本发明的电芯来组成电池模组时，只需通过设置贯穿在多个电芯上的液冷管5便可实现对电池模组的固定和冷却与加热，实现了对电池热管理系统和具有该电池模组的动力电池的电池总成的高度集成化，实现了对动力电池的快速冷却与快速加热，提高了动力电池的整体的能量利用率，解决了现有技术中因电芯的固定结构和热管理结构较为复杂而导致热管理性能较差、电池总成集成化效率较低的问题。另外，多个液冷管5分别穿设在关于中心面对称设置的两个电芯固定孔组的多个电芯固定孔201中，有效地降低了电芯内部的热性能的不一致性，且实现了电芯内部的受力的均匀性，提高了电芯的安全性，尽可能地保证了电芯使用寿命。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。

例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，本发明通过上述实施例来详细说明本发明的结构和方法，但本发明并不局限于上述详细方法，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。

应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，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方式，包括做出的若干变形和改进，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。