CN106711542B - 一种电动车电池组冷却装置和电池模组 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种电动车电池组冷却装置和电动车电池模组，属于冷却装置技术领域。该电动车电池组冷却装置包括冷却管道，所述冷却管道包括平行间隔设置的至少两根中空的扁平管道，每根所述扁平管道的相对的两侧壁上均设有用于容置圆柱电池的多个弧形凹槽，每个所述侧壁上的所述多个弧形凹槽沿所述扁平管道的延伸方向并排布置，且每个所述弧形凹槽的延伸方向垂直于所述扁平管道的延伸方向。通过在所述扁平管道的相对的两侧壁上设置用于容置电池的多个弧形凹槽，使圆柱电芯与冷却管道更加充分的接触，从而使电池组散热更均匀，增强了扁平管道的导热性。
Description
技术领域
本发明涉及冷却装置技术领域，特别涉及一种电动车电池组冷却装置和电池模组。
背景技术
电动车以电池作为动力源，在使用中可以实现零污染，并可利用煤炭、水力等其它非石油资源，能有效解决汽车排污和能源问题，因而在世界范围内得到普遍重视。电动车的性能和品质在很大程度上依赖其所配置的电池组的性能。当车辆在不同行驶状况下运行时，电池组会以不同倍率放电，以不同生热速率产生大量热量，加上时间累积以及空间影响会产生不均匀热量聚集，从而导致电池组运行温度复杂多变。而过高的温度会导致电池组的容量、寿命和能量效率的降低，若电池组积累的热量无法及时散出，会导致热失控的产生，严重时电池有发生剧烈膨胀和爆炸的危险，因此，通常需要设置电池组冷却装置对电池组进行散热。
目前，有一种电动车的电池组冷却装置，包括设置在电池组顶部的第一液冷管和设置在电池组的底部的第二液冷管，第一液冷管和第二液冷管通过支撑板相连，第一液冷管与第二液冷管中的冷却液流动方向相反。电池组由多排单体电池组成，任意相邻的两排单体电池间放置一块支撑板，通过支撑板将电池组热量传递至第一液冷管和第二液冷管中，降低电池组的温度，同时使得降温后的各单体电池的温度较为均衡。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
由于电池组中的单体电池为圆柱结构，支撑板为平板结构，因此各单体电池与支撑板的接触面积较小，存在电池组与支撑板无法充分接触的问题，从而导致电池组散热不均。
发明内容
为了解决现有技术的电池组散热不均的问题，本发明实施例提供了一种电池组冷却系统，所述技术方案如下：
第一方面，本发明提供了一种电动车电池组冷却装置，该电动车电池组冷却装置包括冷却管道，所述冷却管道包括平行间隔设置的至少两根中空的扁平管道，每根所述扁平管道的相对的两侧壁上均设有用于容置圆柱电池的多个弧形凹槽，每个所述侧壁上的所述多个弧形凹槽沿所述扁平管道的延伸方向并排布置，且每个所述弧形凹槽的延伸方向垂直于所述扁平管道的延伸方向。
优选地，任意相邻的两根所述扁平管道的相对的侧壁上的所述多个弧形凹槽交错布置，且任意相邻的两根所述扁平管道之间设有用于容置两排交错紧靠设置的圆柱电池的空隙。
可选地，每根所述扁平管道的所述两侧壁的外表面均附着有软质的导热层。
进一步地，所述扁平管道的内部设有沿所述扁平管道的延伸方向延伸的筋板，且所述筋板的两侧边分别与所述相对的两侧壁固定连接。
可选地，所述扁平管道的高度为所述圆柱电池的高度的三分之一至四分之三之间。
可选地，每根所述扁平管道的两端分别设有一管道接头，或者，所述至少两根扁平管道的端部顺次连接从而整体形成一波浪形管道，且所述波浪形管道的两端分别设有一管道接头。
进一步地，设置于所述波浪形管道的两端的所述管道接头位于所述波浪形管道的同一侧。
进一步地，每个所述管道接头均包括本体和设于所述本体上的快接接头，所述本体上设有与所述冷却管道的一端连接的开口槽，所述开口槽将所述快接接头和所述冷却管道连通。
进一步地，每个所述本体上的所述快接接头包括冷却介质进口接头和冷却介质出口接头，所述开口槽内设有隔离块，所述隔离块将所述开口槽分为两个腔体，所述两个腔体中的一个腔体与所述冷却介质进口接头连通，所述两个腔体中的另一个腔体与所述冷却介质出口接头连通，所述隔离块与一个所述筋板紧密配合。
第二方面，本发明提供了一种电动车电池模组，所述电动车电池模组包括阵列布置的多个圆柱形电池和前述第一方面提供的电动车电池组冷却装置。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过在所述扁平管道的相对的两侧壁上设置用于容置电池的多个弧形凹槽，使圆柱电芯与冷却管道更加充分的接触，从而使电池组散热更均匀，增强了扁平管道的导热性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种电动车电池组冷却装置示意图；
图2是本发明实施例提供的扁平管道的局部放大结构示意图；
图3是本发明实施例提供的多腔体扁平管道结构示意图；
图4是本发明实施例提供的管道接头结构示意图；
图5是本发明实施例提供的扁平管道与管道接头连接示意图；
图6是本发明实施例提供的另一种电动车电池组冷却装置示意图；
图7是本发明实施例提供的另一种冷却管道的多腔体扁平管道结构示意图；
图8a是本发明实施例提供的另一种管道接头结构示意图；
图8b是本发明实施例提供的另一种管道接头结构示意图；
图9是本发明实施例提供的扁平管道与另一种管道接头连接示意图。
其中：2扁平管道，4圆柱电池，5弧形凹槽，6空隙，7导热层，8筋板，9腔体，10管道接头，11本体，12快接接头，13开口槽，2a扁平管道，4a圆柱电池，5a弧形凹槽，6a端部，7a过渡管道，8a筋板，9a腔体，10a管道接头，11a本体，12a快接接头，13a开口槽，14a冷却介质进口接头，15a冷却介质出口接头，16a隔离块，17a橡胶密封垫。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1为本发明实施例提供的一种电动车电池组冷却装置的结构示意图。如图1所示，该电动车电池组冷却装置包括冷却管道，该冷却管道包括平行间隔设置的至少两根中空的扁平管道2。每根扁平管道2的相对两侧壁上均设有用于容置圆柱电池4的多个弧形凹槽5，每个侧壁上的多个弧形凹槽5沿扁平管道2的延伸方向并排布置，且每个弧形凹槽5的延伸方向垂直于扁平管道2的延伸方向。其中，扁平管道2平行是指其延伸方向平行。
其中，扁平管道2中可注入液体冷却介质，例如水等，从而扁平管道2可以将与其接触的圆柱电池4的热量传递至内部的冷却介质，降低圆柱电池的4温度。通过在扁平管道2的相对的两侧壁上设置用于容置圆柱电池4的多个弧形凹槽5，使圆柱电池4与冷却管道1更加充分的接触，从而使电池组散热更均匀，增强了扁平管道2的导热性。
实现时，扁平管道2中的液体冷却介质可以是流动的，也可以是非流动的。其中，液体冷却介质的流动可以采用水泵实现。
在本实施例中，扁平管道2的侧壁可以呈波浪形，从而形成多个弧形凹槽5。在其他实施例中，也可以仅扁平管道2的侧壁的外表面凹陷，从而形成多个弧形凹槽5。
优选地，弧形凹槽5的弯曲弧度与所述圆柱电池4的外表面弯曲弧度一致，以进一步增大圆柱电池4与扁平管道2的接触面积。
在本实施例中，任意相邻的两根扁平管道2的相对的侧壁上的多个弧形凹槽5交错布置，且任意相邻两根所述扁平管道2之间设有用于容置两排交错紧靠设置的圆柱电池4的空隙6。
其中，任意相邻的两根扁平管道2的相对的侧壁上的多个弧形凹槽5交错布置指，任意相邻的两根扁平管道2中的一根扁平管道2的侧壁上的弧形凹槽5正对的是另一根扁平管道2的侧壁上的凸起部分。
本实施例中，任意相邻的两根扁平管道2之间设置有两排交错紧靠设置的圆柱电池4，这种布置方式与矩阵形式布置的电池组相比，可以有效减小电池模组的体积，使其结构更加紧凑。
其中，扁平管道2可以采用金属材料制成，例如铝、铜、铝合金、铜合金等，在保证扁平管道2强度的同时，增强扁平管道2的导热性。
可优选地，扁平管道2的高度在圆柱电池4的高度的三分之一至四分之三之间，优选为二分之一。经试验证明，采用该高度的扁平管道2可以保证散热效果，并且可以减轻冷却装置的重量。
图2是图1中圆圈部分放大结构示意图。如图2所示，进一步地，扁平管道2的两侧壁的外表面均附着有软质的导热层7。该导热层7可以采用绝缘材料制成，例如导热硅胶等，达到绝缘、导热的目的。该导热层在扁平管道2与圆柱电池4之间紧密、均匀的填充，保证圆柱电池4与扁平管道2间的热量交换，使圆柱电池4各部位均匀散热。
图3是本发明实施例提供的多腔体扁平管道结构示意图。如图3所示，可选地，扁平管道2的内部设有沿扁平管道2的延伸方向延伸的筋板8，且筋板8的两侧边分别与相对的两侧壁固定连接。其中，筋板8可以设置一条，从而在扁平管道2中形成两个通道，或者，筋板8也可以设置平行间隔设置的至少两条(例如图3所示的5条)，从而在扁平管道2中形成多个通道。本实施例中筋板8的设置，加强了扁平管道2的强度。
需要说明的是，在其他实施例中，扁平管道2中也可以不设置筋板8，即扁平管道2中只有一个通道。
在本实施例中，每根扁平管道2的两端分别设有一管道接头10。
图4是本发明实施例提供的管道接头结构示意图。如图4所示，每个管道接头10均包括本体11和设于本体11上的快接接头12，本体11上设有与冷却管道的一端连接的开口槽13。图5是本发明实施例提供的扁平管道与管道接头连接示意图。如图5所示，开口槽13将快接接头12和冷却管道连通。其中，管道接头10与冷却管道可以通过焊接或粘接方式密封连接。
在实际应用中，扁平管道2一端的管道接头10为冷却介质进口，扁平管道2的另一端的管道接头10为冷却介质出口。
图6为本发明实施例提供的另一种电动车电池组冷却装置的结构示意图。如图6所示，该电动车电池组冷却装置包括冷却管道1a管道，该冷却管道1a管道包括平行间隔设置的至少两根中空的扁平管道2a。每根扁平管道2a的相对两侧壁3a侧壁上均设有用于容置圆柱电池4a的多个弧形凹槽5a，每个侧壁3a侧壁上的多个弧形凹槽5a沿扁平管道2a的延伸方向X并排布置，且每个弧形凹槽5a的延伸方向Y垂直于扁平管道2a的延伸方向X。
图6所示冷却管道与图1所示冷却管道的区别在于，图6中的冷却管道的至少两根扁平管道2a的端部6a顺次连接从而整体形成一波浪形管道。按照图6所示从上到下的方向来看，第一根扁平管道2a的右端与第二根扁平管道2a的右端连接，第二根扁平管道2a的左端与第三根扁平管道2a的左端连接，以此类推。其中，相邻的两根扁平管道2a通过过渡管道7a连接，该过渡管道7a也为中空的扁平结构与扁平管道2a的结构相同，且过渡管道7a的形状贴合圆柱电池4a的外表面，将相邻的两根扁平管道2a连接起来。
实际应用中，波浪形管道可以是一次成型的一体式结构，也可以是分别制作扁平管道2a和过渡管道7a，然后将两者连接起来。
需要说明的是，图6所示的扁平管道2a的其他结构、以及材料和尺寸均可以与图1所示的扁平管道2相同，故在此省略详细描述。
图7是本发明实施例提供的另一种冷却管道的多腔体扁平管道结构示意图。如图7所示，在本实施例中，扁平管道2a的内部设有沿扁平管道2a的延伸方向延伸的筋板8a，且筋板8a的两侧边分别与相对的两侧壁固定连接。每根筋板8a从波浪形管道的一端延伸到波浪形管道的另一端。本实施例中筋板8a的设置，加强了扁平管道2a的强度，避免了在实际制作过程中由于弯曲成型而造成的扁平管道2a的内部厚度不均，从而使扁平管道2a产生变形的问题。同时，筋板8a将扁平管道2a的内部分隔成了至少两个通道。
如图6所示，波浪形管道的两端分别设有一管道接头10a，设置于波浪形管道的两端的管道接头10a位于波浪形管道的同一侧，例如图6中都位于波浪形管道的左侧，方便进出水的设置，使电池组冷却装置的结构更加简单。
图8a和8b是本发明实施例提供的另一种管道接头结构示意图。如图8a和8b所示，每个管道接头10a均包括本体11a和设于本体11a上的快接接头12a，本体11a上设有与冷却管道1a管道的一端连接的开口槽13a。图9是本发明实施例提供的扁平管道与另一种管道接头连接示意图。如图9所示，开口槽13a将快接接头12a和冷却管道1a管道连通。其中，管道接头10a一端可以与冷却管道1a管道通过焊接或粘接方式密封连接。
如图8a所示，每个本体11a上的快接接头12a包括冷却介质进口接头14a和冷却介质出口接头15a，开口槽13a内设有隔离块16a，隔离块16a将开口槽13a分为两个腔体91a和92a，腔体91a与冷却介质进口接头14a连通，腔体92a与冷却介质出口接头15a连通。
本实施例中波浪形管道两端的管道接头10a中的隔离块16a与波浪形管道中的筋板8a紧密配合，将波浪形管道内部分为两个部分，如图9所示，横线上方为上半部分，横线下方为下半部分，上半部分和下半部分中的液体冷却介质的流向可以相反，从而进一步提高冷却效果。容易知道，波浪形管道一端的管道接头10a的冷却介质进口接头14a与波浪形管道另一端的管道接头10a的冷却介质出口接头14b通过上半部分或者通过下半部分连通。
其中，扁平管道2a中的通道个数最好为偶数个，管道接头10a中的隔离块16a与最靠近中间的筋板8a紧密配合，将波浪形管道中的通道分为对称的上下两部分。
当然，扁平管道2a中的腔体个数也可以为奇数个，可以控制管道接头10a中的隔离块16a与橡胶密封垫17a的宽度，确保隔离块16a及橡胶密封垫17a与靠近中间的筋板8a紧密配合，同时又不堵塞扁平管道2a中液体冷却介质的流动，达到将波浪形管道中的通道分为上下两部分的目的。
需要说明的是，本实施例中的冷却管道1a管道也可以采用图4所示的管道接头10，而图1所示实施例中的冷却管道1管道也可以采用图8a和8b所示的管道接头10a。
本发明实施例还提供了一种电动车电池模组，该电动车电池模组包括阵列布置的多个圆柱形电池以及图1或图6提供的电动车电池组冷却装置。
在本实施例中，冷却管道与圆柱电池之间通过过盈配合定位，使得冷却管道位置处于圆柱电池的中间部位。
其中，过盈配合定位指相邻扁平管道间的间隙小于圆柱电池交错排列时的宽度，通过特定的方式将冷却管道放置到电池组中，使冷却管道固定在电池组中部，不会掉下来。
进一步地，采用过盈配合定位时，电池模组还包括上、下固定板，上、下固定板上对应设置有插装圆柱电池的安装孔，通过上、下固定板对圆柱电池进行限位，从而保证将冷却管道夹设于圆柱电池的中间部位。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种电动车电池组冷却装置，其特征在于，包括冷却管道，所述冷却管道包括平行间隔设置的至少两根中空的扁平管道，每根所述扁平管道的相对的两侧壁上均设有用于容置圆柱电池的多个弧形凹槽，每个所述侧壁上的所述多个弧形凹槽沿所述扁平管道的延伸方向并排布置，且每个所述弧形凹槽的延伸方向垂直于所述扁平管道的延伸方向；
所述扁平管道的内部设有沿所述扁平管道的延伸方向延伸的筋板，且所述筋板的两侧边分别与所述相对的两侧壁固定连接；
所述至少两根扁平管道的端部顺次连接从而整体形成一波浪形管道，且所述波浪形管道的两端分别设有一管道接头；
每个所述管道接头均包括本体和设于所述本体上的快接接头，所述本体上设有与所述冷却管道的一端连接的开口槽，所述开口槽将所述快接接头和所述冷却管道连通；
每个所述本体上的所述快接接头包括冷却介质进口接头和冷却介质出口接头，所述开口槽内设有隔离块，所述隔离块将所述开口槽分为两个腔体，所述两个腔体中的一个腔体与所述冷却介质进口接头连通，所述两个腔体中的另一个腔体与所述冷却介质出口接头连通，所述隔离块与一个所述筋板紧密配合，将所述波浪形管道内部分为两个部分，所述两个部分中液体冷却介质的流向相反，所述波浪形管道一端的所述冷却介质进口接头与所述波浪形管道另一端的所述冷却介质出口接头通过所述两个部分中的一个部分连通。
2.根据权利要求1所述的电动车电池组冷却装置，其特征在于，任意相邻的两根所述扁平管道的相对的侧壁上的所述多个弧形凹槽交错布置，且任意相邻的两根所述扁平管道之间设有用于容置两排交错紧靠设置的圆柱电池的空隙。
3.根据权利要求2所述的电动车电池组冷却装置，其特征在于，每根所述扁平管道的所述两侧壁的外表面均附着有软质的导热层。
4.根据权利要求2所述的电动车电池组冷却装置，其特征在于，所述扁平管道的高度为所述圆柱电池的高度的三分之一至四分之三之间。
5.根据权利要求1所述的电动车电池组冷却装置，其特征在于，设置于所述波浪形管道的两端的所述管道接头位于所述波浪形管道的同一侧。
6.一种电动车电池模组，所述电动车电池模组包括阵列布置的多个圆柱形电池和如权利要求1-5任一项所述的电动车电池组冷却装置。
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