CN102751547A - 一种动力电池及其液冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力电池液冷系统，包括进液管、出液管及多个冷却单元，多个所述冷却单元呈多层分布，各个所述冷却单元设置有与所述进液管相连通的进液口及与所述出液管相连通的出液口。本发明所提供的动力电池液冷系统，结构简单，可以解决集成规模较大的动力电池系统的冷却问题，保证动力电池系统的稳定性。同时，本发明还提供了一种动力电池，包括上述的动力电池液冷系统。

Description

一种动力电池及其液冷系统

技术领域

本发明涉及新能源汽车动力电池技术，特别是涉及一种动力电池液冷系统。

背景技术

随着国际能源短缺、日益严重的空气污染以及人类对低碳环保意识的加深，“节能环保”已经上升成为国家层面的战略高度。在汽车行业，越来越多的汽车企业将目光聚焦于新能源汽车。

新能源汽车是指除汽油、柴油发动机之外所有其它能源汽车。包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等。其废气排放量比较低。而新能源汽车产业的广阔前景推动了动力电池产业的快速发展。

但是在使用过程中，由于动力电池的使用性能和安全性能会受到外界环境温度的影响，因此为延长动力电池的使用寿命和提高安全性，需要对其进行热管理。当电池温度过高时，电池存在安全隐患和性能下降的问题，需要对其进行冷却；当电池温度过低时，电池的充放电性能会变差，影响正常的工作，需要将其加热至常温。

目前，普遍采用的方式有风冷系统和水冷系统。其中水冷系统是液体在管道内流动，通过冷却板等介质接触电池，带走热量，从而冷却电池。

在现有的技术当中，如图1所示，图1为现有技术中的动力电池结构示意图。

该动力电池包括由多个电池单体组合而成电池组1和多个用于安装在电池组1上的温度调节板3，蛇形的温度调节管道2固定设置于温度调节板3。温度调节管道2安装在电池组1的四周、上面、下面或者中间。其中，温度调节管道2是用来供温度调节介质流动的。在不同的情况下，不同的温度调节介质在温度调节管道2内流动，与电池组1进行热交换，使得电池组1的温度得到升高或者降低，以实现对电池组1的温度调节。

但是由于这些温度调节管道2是安装在电池组1的四周、上面、下面或者中间，如果应用于集成规模较大的动力电池系统，会使得动力电池的结构变复杂，安装不方便。

因此，如何解决集成规模较大的动力电池的冷却系统结构复杂、不便于安装的问题，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种动力电池及其液冷系统，其结构简单，便于安装，可以适用于集成规模较大的动力电池。

本发明所提供的一种动力电池液冷系统，包括进液管、出液管及多个冷却单元，多个所述冷却单元呈多层分布，各个所述冷却单元设置有与所述进液管相连通的进液口及与所述出液管相连通的出液口。

优选的，所述冷却单元包括多个液冷板、设置有所述进液口的进液支撑管和设置有所述出液口的出液支撑管，所述进液支撑管和所述出液支撑管对应的设置有安装口，多个所述液冷板通过所述安装口与所述进液支撑管和所述出液支撑管相连通，所述进液支撑管和所述出液支撑管的安装口的数目和所述液冷板的数目相同。

优选的，所述冷却单元还包括设置于所述进液口的进液接头和设置于所述出液口的出液接头，所述进液口通过所述进液接头与所述进液管相连通，所述出液口通过所述出液接头与所述出液管相连通。

优选的，还包括胶管，所述进液接头通过所述胶管与所述进液管相连通，所述出液接头通过所述胶管与所述出液管相连通。

优选的，所述胶管为“S”字型胶管，所述“S”字型胶管一端与所述进液接头固定连接，另一端与所述进液管固定连接；所述“S”字型胶管一端与所述出液接头固定连接，另一端与所述出液管固定连接。

优选的，所述冷却单元还包括进液直管、出液直管和连接管，所述进液直管一端通过所述连接管与所述进液口相连通，另一端与所述进液管相连通，所述出液直管一端通过所述连接管与所述出液口相连通，另一端与所述出液管相连通。

优选的，所述连接管为“S”字型连接管，所述“S”字型连接管一端与所述进液口固定连接，另一端与所述进液直管相连接；所述“S”字型连接管一端与所述出液口固定连接，另一端与所述出液直管相连接。

优选的，还包括胶管，所述进液直管通过所述胶管与所述进液管相连接，所述出液直管通过所述胶管与所述出液管相连接。

优选的，还包括卡扣，所述胶管通过所述卡扣与所述冷却单元、或与所述进液管、或与所述出液管固定连接。

本发明还提供了一种动力电池，所述动力电池包括如上所述的动力电池液冷系统。

本发明所提供的动力电池液冷系统，包括进液管、出液管及多个冷却单元，多个冷却单元呈多层分布，各个所述冷却单元设置有与所述进液管相连通的进液口及与所述出液管相连通的出液口。当动力电池温度过低高时，进液管中的冷却液通过进液口流入冷却单元，经由出液口流入出液管，动力电池与冷却单元相接触。利用流动的冷却液与动力电池进行热交换，带走热量，可以降低动力电池的温度，从而可以保证动力电池的使用性能。当动力电池的温度过低时，液冷系统流动的高温液体对动力电池进行加热，可以保证动力电池的使用性能。

在现有的技术当中，调温液通过设置在温度调节板上的温度调节管道与电池进行热交换来调节电池的温度，但是温度调节板需要安装在电池与电池的空隙之间，当电池组较大时，需要安装的温度调节板的个数会增加，这就使得安装不方便。而本发明所提供的动力电池液冷系统，冷却单元是分层布置的，冷却单元分为几层及每层中冷却单元的个数可根据动力电池的形式进行分布，在安装时可以直接将动力电池置于冷却单元的上方，使冷却单元与电池的表面相接触，流动在冷却单元内部的冷却液或高温液体就可以对动力电池进行调温，保证动力电池的使用性能。本发明所提供的动力电池液冷系统的形状可根据动力电池的形状来确定，将动力电池置于冷却单元上方即可，因此安装方便。

在一种优选实施方式中，冷却单元包括多个液冷板、设置有进液口的进液支撑管和设置有出液口的出液支撑管，进液支撑管和出液支撑管对应的设置有安装口，多个液冷板通过安装口与进液支撑管和出液支撑管相连通，进液支撑管和出液支撑管的安装口的数目和液冷板的数目相同。如此设置冷却单元，可根据动力电池的形式来确定冷却单元的液冷板的数目，便于使冷却单元的形式与动力电池的形式对应设置，从而便于实现模块化。

在另一种优选实施方式中，冷却单元是通过胶管将进液接头与进液管相连接，将出液接头与出液管相连接。因为使用胶管为软连接，在震动的情况下，可以起到缓冲作用。

在另一种优选的实施方式中，胶管为“S”字型的胶管，“S”字型的胶管一端与出液接头固定连接，另一端与所述出液管相连接；“S”字型的胶管一端与进液接头相连接，另一端与出液管相连通。将胶管设计成“S”字型的，这样在震动的情况下可以起到缓冲作用，由于胶管有了弯角，在震动时，就会产生沿着弯角变形的趋势，因此可以起到缓冲的作用。

在另一种优选的实施方式中冷却单元还包括进液直管、出液直管和连接管，进液直管通过连接管与进液口相连通，出液直管通过连接管与出液口相连通。液冷板与进液直管、出液直管形成一个整体，这样就可以直接与进液管、出液管对应连接。而且当需要的冷却单元个数较少时，可以不需要另外设置进液管和出液管，直接将冷却单元的进液直管当作进液管、出液直管当作出液管，因此装配和拆卸都很方便。

在另一种优选实施方式中，连接管为“S”字型连接管，“S”字型连接管一端与进液口固定连接，另一端与进液直管相连接；“S”字型连接管一端与出液口固定连接，另一端与出液直管相连接。将连接管设置成“S”字型，由于设置了弯角，这样在震动时就会产生沿着弯角变形的趋势，可以起到缓冲的作用。

在另一种优选实施方式中，胶管是通过卡扣固定设置在冷却单元或进液管或出液管的。通过设置卡扣可以保证连接处的密封性，因为卡口的拧紧力满足一定的要求，可以在一定的压力范围内保证连接的密封可靠性，确保连接处不出现漏气或漏液的情况。

本发明还提供了一种动力电池，该动力电池包括如上文所述的动力电池液冷系统。其有益效果的推导和上述动力电池液冷系统的有益效果的推导相类似，在本文中就不在赘述了。

附图说明

图1为现有技术的动力电池结构示意图；

图2为本发明所提供的具体实施例中一种动力电池液冷系统的结构示意图；

图3为本发明所提供的一种冷却单元的结构示意图；

图4为图3所示冷却单元使用的胶管结构示意图；

图5为本发明所提供的另一种冷却单元结构示意图：

图6为图5所示冷却单元使用的胶管结构示意图；

其中，图1中：

电池组1、温度调节管道2、温度调节板3；

其中，图2—图6中：

进液管1、出液管2、液冷板3、胶管4、长胶管5、出液三通接头6、支架7、进液三通接头8、卡扣9、进液接头10、进液支撑管11、出液接头12、出液支撑管13、连接管14、进液直管15、出液直管16、直胶管17。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种动力电池及其液冷系统，其结构简单，安装方便，可以适用于集成规模较大的动力电池。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图2，图2为本发明所提供的具体实施例中一种动力电池液冷系统的结构示意图。

如图2所示，本发明具体实施例中，动力电池液冷系统包括进液管1，出液管2，及6个冷却单元，这6个冷却单元分为两层，冷却单元通过进液口（未标示）与进液管1相连通，通过出液口（未标示）与出液管2相连通。

进液管1中的冷却液经由冷却单元的进液口进入冷却单元，然后经由出液口流入出液管2，动力电池置于冷却单元的上方，流动在冷却单元的冷却液具有很高的热导率，可以与动力电池进行热交换，将热量带走，实现对动力电池的降温，从而可以保证动力电池的使用性能和安全性能。

当动力电池的温度过低时，可以采用高温液体，流动在冷却单元的高温液体对动力电池进行加热，提高动力电池的温度，保证动力电池的使用性能。

在现有技术中，调温液通过设置在温度调节板3上的温度调节管道2与电池进行热交换来调节电池的温度，但是温度调节板3需要安装在电池组1的电池与电池的空隙之间，当电池组1较大时，需要安装的温度调节板的个数会增加，这就使得安装不方便。

而本发明所提供的具体实施方式中，动力电池液冷系统根据动力电池将6个冷却单元设置为两层，冷却单元的布置形式可以根据动力电池的形式而确定的，在安装时直接就可以将动力电池放置在冷却单元上方，因此安装方便。通过冷却液或高温液体对动力电池进行调温，可以保证动力电池的使用性能和安全性能。

在本具体实施方式中，进液管1为“T”字型进液管，在节点处使用的是进液三通接头8焊接连通三个支管所构成的“T”字型进液管，冷却单元通过进液口与“T”字型进液管相连通，保证流动在“T”字型进液管中的冷却液或高温液体可以流入每个冷却单元。

当然，可以根据不同的动力电池将进液管1设置成其他的形式，进液管1可以是由多个支管连接而成，而且进液管1也可以根据需要设置成多层。

在本具体实施方式中，出液管2通过出液三通接头6设置成为两层，在出液三通接头6的一个接口处焊接有一个管嘴（未标示），管嘴与第二层的出液管的一端使用长胶管5连通，且将第二层出液管的另一端作为总的出液口。

为了使结构更为牢固，第二层的冷却单元通过支架7与第二层出液管固定连接。

当然，出液管2也可以根据具体的动力电池冷却系统的形式设置成其他的形式，如出液管2可以为三层等。

本具体实施方式中进液管1的节点处采用的是进液三通接头8进行连接的，出液管2的节点处采用的是出液三通接头。三通接头8的使用，可以避免在三个管路接头由于结构复杂而带来的安装复杂、接头管路不可靠等问题，同时三通接头8的使用有利于动力电池冷却系统模块化的扩展。

需要说明的是，根据动力电池的具体形式，进液管1、出液管2的节点处，也不排除根据需要使用其他的连接件，如四通接头、五通接头等。

本具体实施方式中，管嘴与第二层的出液管的一端使用长胶管5连通，当然，也不排斥使用其他的连通件，如连通管道。

以上对本发明具体实施方式中的一种动力电池冷却系统进行了描述，下面将对冷却单元的具体形式及连接方式进行介绍。

请参考图3，图3为本发明所提供的一种冷却单元的结构示意图。

冷却单元包括：多个冷却板3、设置有进液口的进液支撑管11及设置有出液口的出液支撑管13，进液支撑管11和出液支撑管13对应设置有安装口（未标示），冷却板3通过安装口与进液支撑管11和出液支撑管13相连通，其中进液支撑管11和出液支撑管13设置的安装口与冷却板3的数目相同。

冷却液在冷却板3的内部流动，动力电池与冷却板3相接触，冷却液将动力电池的热量带走，从而可以降低动力电池的温度，保证动力电池的性能。

如此设置，可以根据动力电池的具体形式来确定冷却板3的数目，便于使冷却单元与动力电池相对应设置，便于实现模块化。

需要说明的是，为了便于描述将冷却单元的支撑管分为进液支撑管11和出液支撑管13，当支撑管与进液管1相连通时为进液支撑管11，与出液管2相连通时为出液支撑管13。

冷却单元还包括设置于进液口的进液接头10和设置于出液口的出液接头12，冷却单元的进液接头10通过胶管4与进液管1相连通，出液接头12通过胶管4与出液管2相连通。

如图4所示，图4为图3所示冷却单元使用的胶管结构示意图。

胶管4为“S”字型的胶管，其一端与进液接头10相连接，一端与进液管1相连接，在连接处使用卡扣9进行固定密封，同理，出液接头12通过“S”字型胶管与出液管2相连通。

将胶管设计成“S”字型的，这样在震动的情况下可以起到缓冲作用，由于胶管有了弯角，在震动时，就会产生沿着弯角变形的趋势，因此可以起到缓冲的作用。

在本具体实施方式中，胶管4是通过卡扣9固定设置在进液管1和出液管2的。通过设置卡扣9可以保证连接处的密封性，因为卡扣9的拧紧力满足一定的要求，可以在一定的压力范围内保证连接的密封可靠性，确保连接处不出现漏气或漏液的情况。

当然，也不排除使用其他的拧紧材料来保证连接处的封闭性。

本发明还提供了另一种冷却单元，请参考图5，图5为本发明所提供的另一种冷却单元结构示意图。

这种冷却单元还包括进液直管15、出液直管16和连接管14，进液直管15通过连接管14与进液口相连通，出液直管16通过连接管14与出液口相连通。液冷板3与进液直管15、出液直管16形成一个整体，这样就可以直接与进液管1、出液管2对应连接。

而且当需要的冷却单元个数较少时，可以不需要另外设置进液管1和出液管2，直接将冷却单元的进液直管15当作进液管、出液直管16当作出液管，因此装配和拆卸都很方便。

连接管14为“S”字型连接管，“S”字型连接管一端与进液口固定连接，另一端与进液直管15相连接；“S”字型连接管一端与出液口固定连接，另一端与出液直管16相连接。将连接管14设置成“S”字型，由于设置了弯角，这样在震动时就会产生沿着弯角变形的趋势，可以起到缓冲的作用。

采用此种冷却单元时，也可使用胶管来进行连接，如图6所示，图6为图5所示冷却单元使用的胶管结构示意图。

上述冷却单元采用直胶管17和卡扣9的配合使用通过直胶管17将进液直管15与进液管1相连通，通过胶管17将出液直管16与出液管2相连通。

当然，也可以采用其他的方式来实现进液管1和出液管2与冷却单元相连通，如可以在进液直管15的外表面设置外螺纹，而与其相连通的进液管1的内表面设置与外螺纹相对应的内螺纹。

还需要说明的是，对进液直管15和出液直管16的定义是为了便于描述，而不是特指，只要是与进液管1相连通，就被称为进液直管15。

通过上文的描述，本发明提供的具体实施方式中，采用胶管4和长胶管5来实现连接，采用这种方式可以确保整个液冷系统的连接为软连接，且与卡扣9的配合使用，既可以保证密封的可靠性，同时可以保证安装和拆卸便于操作，而且在振动时可以起到缓冲的作用。

以上是对本发明所提供的动力电池液冷系统进行了介绍。本发明还提供了一种动力电池，包括上述的动力电池液冷系统。在上文中对本发明提供的动力电池液冷系统进行了全面的介绍，在本文中就不再赘述了。

通过以上的描述，本发明所提供的动力电池液冷系统，结构简单，便于安装，可以适用于集成规模较大的动力电池。

以上对本发明所提供的一种动力电池系统及其液冷系统，进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种动力电池液冷系统，其特征在于，包括进液管、出液管及多个冷却单元，多个所述冷却单元呈多层分布，各个所述冷却单元设置有与所述进液管相连通的进液口及与所述出液管相连通的出液口。

2.根据权利要求1所述的动力电池液冷系统，其特征在于，所述冷却单元包括多个液冷板、设置有所述进液口的进液支撑管和设置有所述出液口的出液支撑管，所述进液支撑管和所述出液支撑管对应的设置有安装口，多个所述液冷板通过所述安装口与所述进液支撑管和所述出液支撑管相连通，所述进液支撑管和所述出液支撑管的安装口的数目和所述液冷板的数目相同。

3.根据权利要求2所述的动力电池液冷系统，其特征在于，所述冷却单元还包括设置于所述进液口的进液接头和设置于所述出液口的出液接头，所述进液口通过所述进液接头与所述进液管相连通，所述出液口通过所述出液接头与所述出液管相连通。

4.根据权利要求3所述的动力电池液冷系统，其特征在于，还包括胶管，所述进液接头通过所述胶管与所述进液管相连通，所述出液接头通过所述胶管与所述出液管相连通。

5.根据权利要求4所述的动力电池液冷系统，其特征在于，所述胶管为“S”字型胶管，所述“S”字型胶管一端与所述进液接头固定连接，另一端与所述进液管固定连接；所述“S”字型胶管一端与所述出液接头固定连接，另一端与所述出液管固定连接。

6.根据权利要求2所述的动力电池液冷系统，其特征在于，所述冷却单元还包括进液直管、出液直管和连接管，所述进液直管一端通过所述连接管与所述进液口相连通，另一端与所述进液管相连通，所述出液直管一端通过所述连接管与所述出液口相连通，另一端与所述出液管相连通。

7.根据权利要求6所述的动力电池液冷系统，其特征在于，所述连接管为“S”字型连接管，所述“S”字型连接管一端与所述进液口固定连接，另一端与所述进液直管相连接；所述“S”字型连接管一端与所述出液口固定连接，另一端与所述出液直管相连接。

8.根据权利要求7所述的动力电池液冷系统，其特征在于，还包括胶管，所述进液直管通过所述胶管与所述进液管相连接，所述出液直管通过所述胶管与所述出液管相连接。

9.根据权利要求4或8所述的动力电池液冷系统，其特征在于，还包括卡扣，所述胶管通过所述卡扣与所述冷却单元、或与所述进液管、或与所述出液管固定连接。

10.一种动力电池，其特征在于，包括如权利要求1至8任一条所示的动力电池液冷系统。

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