CN107623101A - 动力电池冷却装置及电池模组 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种动力电池冷却装置及电池模组，涉及电池冷却领域，动力电池冷却装置包括：进水总管、出水总管和设在进水总管与出水总管之间的多个冷却管；进水总管上设置有进水口，出水总管上设置有出水口；沿进水总管的长度方向间隔开设有多个引入口，沿出水总管的长度方向间隔开设有与多个引入口对应的多个引出口，冷却管的一端与引入口连接，另一端与引出口连接，沿进水总管的长度方向每个冷却管的两侧对称设置有电池单体。由于多个冷却管并联在进水总管与出水总管之间，使得每个冷却管内的冷却液温度一致性较好，可以对电池单体进行充分冷却，保证电池单体冷却效果一致，从而确保电池单体之间具有较好的温度均匀性。

Description

动力电池冷却装置及电池模组

技术领域

本发明涉及电池冷却领域，尤其是涉及一种动力电池冷却装置及电池模组。

背景技术

在资源短缺现象日益严重、环境污染问题不断加剧的双重压力下，电动汽车得到了迅速的发展和应用。动力电池作为电动汽车的核心部分，它的使用寿命和性能直接影响到电动汽车的成本以及整车整体性能的发挥。因此，动力电池的研究逐渐得到了科研人员的重视。温度是影响动力电池性能的关键因素，因为电池模组内部结构复杂，电池单体数量较多，电池单体之间间距较小，电池单体产生热量之后，互相影响，很难及时将热量散发出去，造成电池模组内部局部温度过高，温度一致性下降，严重时会影响电池的使用寿命，甚至会引发热失控等安全隐患，因此，如何将电池温度保持在合理工作温度范围内成为当前一个亟待解决的技术问题。

目前，动力电池主要采用风冷结构的冷却方式对电池进行降温。

然而，风冷结构的冷却方式存在以下缺点：无法控制电池单体之间的温差，空气先经过的电池单体温度低，空气后经过的电池单体温度高，使得电池单体之间温差过大；电池换热不充分，由于电池模组内部空间影响，可能会造成风量分配不均，使得电池不能充分换热，导致降温效果较差。使得风冷结构的冷却方式无法满足动力电池高倍率充放电下的散热要求、电池使用寿命较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动力电池冷却装置及电池模组，以解决现有技术中电池冷却结构无法满足动力电池在高倍率充放电下的散热要求、电池使用寿命较低的问题。

本发明提供一种动力电池冷却装置，包括：进水总管、出水总管和设置在所述进水总管与所述出水总管之间的多个冷却管；

所述进水总管上设置有用于冷却液流入的进水口，所述出水总管上设置有用于冷却液流出的出水口；

沿所述进水总管的长度方向间隔开设有多个引入口，沿所述出水总管的长度方向间隔开设有与多个所述引入口对应的多个引出口，所述冷却管的一端与所述引入口连接，另一端与所述引出口连接；

沿所述进水总管的长度方向每个所述冷却管的两侧对称设置有电池单体。

其中，所述冷却管的管腔内沿冷却液的流动方向设置有多个横隔，多个所述横隔将所述冷却管的管腔分割成多个彼此隔开的流道。

具体地，所述进水口、所述出水口分别设置在所述进水总管、所述出水总管的同一侧。

具体地，沿进水总管的长度方向每个冷却管的两侧对称设置有一排所述电池单体。

优选地，所述电池单体为圆柱形锂离子动力电池。

其中，所述冷却管为铝管。

本发明还提供一种电池模组，所述电池模组包括上盖、底座、上支架、下支架和上述的动力电池冷却装置，所述底座、所述下支架、所述动力电池冷却装置、所述上支架和所述上盖依次设置，所述动力电池冷却装置的冷却管两侧对称设置有所述电池单体；

所述上盖与所述上支架之间依次设置有第一汇流板和第一汇流片，所述底座与所述下支架之间依次设置有第二汇流板和第二汇流片；

所述电池单体的两极分别通过所述第一汇流片、所述第二汇流片与所述第一汇流板、所述第二汇流板电连接。

其中，所述上支架、所述下支架上均设置有多个用于限定电池单体位置的电池固定孔；

所述第一汇流片、所述第二汇流片能够穿过所述电池固定孔与所述电池单体的正极、负极焊接。

具体地，所述上支架、所述下支架上均设置有多个凸起，所述第一汇流板、所述第二汇流板上均设置有多个与所述凸起对应的孔，所述上支架与所述第一汇流板通过过盈配合连接，所述下支架与所述第二汇流板通过过盈配合连接。

进一步地，所述第一汇流板、所述第二汇流板为铜排，所述第一汇流片、所述第二汇流片为镍片。

相对于现有技术，本发明提供的动力电池冷却装置具有以下优势：

本发明提供的动力电池冷却装置，沿进水总管的长度方向间隔连接有多个冷却管，冷却管的另一端与出水总管相连，沿进水总管的长度方向每个冷却管的两侧对称设置有电池单体，使冷却管与电池单体的外表面接触，以实现对电池单体降温的目的，动力电池冷却装置与电池单体之间可以充分换热，以保证动力电池冷却装置能够满足动力电池在高倍率充放电下的散热要求。

与现有技术相比，由于动力电池冷却装置中的多个冷却管并联在进水总管与出水总管之间，使进水总管、冷却管与出水总管形成的冷却液流经管路长度较短，使冷却液流经各冷却管时的温度基本相同，因此，动力电池冷却装置对各电池单体的冷却效果一致，电池单体之间的温差较小，可提高电池的使用寿命。

所述电池模组与上述动力电池冷却装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的动力电池冷却装置与电池单体的俯视图；

图2为本发明实施例提供的动力电池冷却装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的动力电池冷却装置中冷却管的截面图；

图4为本发明实施例提供的电池模组的爆炸结构示意图；

图5为本发明实施例提供的电池模组的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的电池模组中上支架的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的电池模组中下支架的结构示意图。

附图标记：

1－动力电池冷却装置；11－进水总管；111－进水口；112－引入口；12－出水总管；121－出水口；122－引出口；13－冷却管；131－横隔；132－流道；2－电池单体；3－上盖；41－第一汇流板；42－第二汇流板；51－第一汇流片；52－第二汇流片；6－上支架；61－电池固定孔；62－凸起；7－下支架；8－底座。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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”、“相连”、“连接”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。

图1为本发明实施例提供的动力电池冷却装置与电池单体的俯视图；图2为本发明实施例提供的动力电池冷却装置的结构示意图。

如图1和图2所示，本实施例提供的动力电池冷却装置1，包括：进水总管11、出水总管12和设置在进水总管11与出水总管12之间的多个冷却管13；进水总管11上设置有用于冷却液流入的进水口111，出水总管12上设置有用于冷却液流出的出水口121；沿进水总管11的长度方向间隔开设有多个引入口112，沿出水总管12的长度方向间隔开设有与多个引入口112对应的多个引出口122，冷却管13的一端与引入口112连接，另一端与引出口122连接；沿进水总管11的长度方向每个冷却管13的两侧对称设置有电池单体2。

电池单体2在动力电池冷却装置1内形成6个区域，间隔区域的电池单体2的正极、负极交替放置，使得电池单体2形成串联。

冷却液可以为水，也可以为水与乙二醇的混合液。冷却液经进水口111流入进水总管11，通过冷却管13流至出水总管12，最后经出水口121流出。

当然，当对冷却液进行加热后，通入上述的动力电池冷却装置1，也可以实现在低温下对电池的加热功能。

相对于现有技术，本实施例提供的动力电池冷却装置1具有以下优势：

本实施例提供的动力电池冷却装置1，沿进水总管11的长度方向间隔连接有多个冷却管13，冷却管13的另一端与出水总管12相连，沿进水总管11的长度方向每个冷却管13的两侧对称设置有电池单体2，使冷却管13与电池单体2的外表面接触，以实现对电池单体2降温的目的，动力电池冷却装置1与电池单体2之间可以充分换热，以保证动力电池冷却装置1能够满足动力电池在高倍率充放电下的散热要求。

与现有技术相比，由于动力电池冷却装置1中的多个冷却管13并联在进水总管11与出水总管12之间，使得进水总管11、冷却管13与出水总管12形成的冷却液流经管路长度较短，因此，冷却液流经各冷却管13时的温度基本相同，动力电池冷却装置1对各电池单体2的冷却效果一致，电池单体2之间的温差较小，可提高电池的使用寿命。

图3为本发明实施例提供的动力电池冷却装置中冷却管的截面图。

其中，为了能够较好地增大散热面积，使电池单体2可以与冷却管13充分热交换，实现充分散热，本实施例提供的动力电池冷却装置1中，如图1和图3所示，冷却管13的管腔内沿冷却液的流动方向设置有多个横隔131，多个横隔131将冷却管13的管腔分割成多个彼此隔开的流道132。

通过将冷却管13的管腔分割成多个彼此隔开的流道132，可以使冷却液在冷却管13的高度方向上均匀分布，从而增大散热面积，使电池换热充分，进而使其能够满足动力电池在高倍率充放电下的散热要求，同时提高动力电池的使用寿命。

具体地，为了确保流经动力电池冷却装置1内各个部分的冷却液温度尽可能一致，进而确保其对各个电池单体2的冷却效果一致，使得电池单体2之间温差达到最小，本实施例提供的动力电池冷却装置1中，如图1和图2所示，进水口111、出水口121分别设置在进水总管11、出水总管12的同一侧。

通过进水总管11、出水总管12之间并联设置冷却管13，可以尽可能确保动力电池冷却装置1内各个部分的冷却液温度一致。

当然，进水口111可以设置在进水总管11的一侧，出水口121可以设置在出水总管12上远离进水口111的一侧。如此设计，可以使冷却液在动力电池冷却装置1的流经路程基本相等，从而确保动力电池冷却装置1内各个部分的冷却液温度一致，进而确保对各个电池单体2的冷却效果一致。

优选地，为了确保动力电池冷却装置1可以对各电池单体2充分冷却，使电池单体2之间温差较小，且使电池单体2与动力电池冷却装置1之间充分换热，电池单体2能够充分降温，进而使其能够满足动力电池在高倍率充放电下的散热要求，提高电池使用寿命，本实施例提供的动力电池冷却装置1中，如图1和图2所示，沿进水总管11的长度方向每个冷却管13的两侧对称设置有一排电池单体2。

通过在沿进水总管11的长度方向每个冷却管13的两侧对称设置一排电池单体2，可以确保冷却管13能够与各个电池单体2外壁接触，进而实现冷却管13与电池单体2的充分换热，使电池单体2充分降温。

当然，也可以在沿进水总管11的长度方向每个冷却管13的两侧放置两排或多排电池单体2，而排数越多，动力电池冷却装置1对电池单体2的冷却效果越差，因此，应尽可能减少每个冷却管13两侧电池单体2的排数。

本实施例提供的动力电池冷却装置1中，如图1所示，电池单体2为圆柱形锂离子动力电池。

当然，电池单体2也可以为方形锂离子动力电池。

优选地，为了提高动力电池冷却装置1与电池单体2之间的换热效果，本实施例提供的动力电池冷却装置1中，冷却管13可以为铝管。

铝具有较好地热交换性能，因此，可以将冷却管13设计为铝管，在实际生产制造时，冷却管13可以选择使用微通道铝扁管。

当然，冷却管13也可以选择其他材质，比如不锈钢、铜等其他金属，或者塑料等材质。

图4为本发明实施例提供的电池模组的爆炸结构示意图；图5为本发明实施例提供的电池模组的结构示意图。

进一步地，为了使电池模组在使用过程中可以满足动力电池在高倍率充放电下的散热要求，且保证电池模组具有更高的使用寿命，如图1－5所示，电池模组可以包括上盖3、底座8、上支架6、下支架7和上述实施例提供的动力电池冷却装置1，底座8、下支架7、动力电池冷却装置1、上支架6和上盖3依次设置，动力电池冷却装置1的冷却管13两侧对称设置有电池单体2；上盖3与上支架6之间依次设置有第一汇流板41和第一汇流片51，底座8与下支架7之间依次设置有第二汇流板42和第二汇流片52；电池单体2的两极分别通过第一汇流片51、第二汇流片52与第一汇流板41、第二汇流板42电连接。

通过在电池模组内各电池单体2的间隙设置动力电池冷却装置1，由于动力电池冷却装置1中的多个冷却管13并联在进水总管11与出水总管12之间，使得进水总管11、冷却管13与出水总管12形成的冷却液流经管路长度较短，可以确保冷却液流经各冷却管13时的温度基本相同，动力电池冷却装置1对各电池单体2的冷却效果一致，电池单体2之间的温差较小、动力电池冷却装置1与电池单体2之间可以充分换热，进而使电池模组能够满足动力电池高倍率充放电下的散热要求，且同时提高电池模组的使用寿命。

图6为本发明实施例提供的电池模组中上支架的结构示意图；图7为本发明实施例提供的电池模组中下支架的结构示意图。

其中，为了将电池模组内各电池单体2的电流较好地汇集到一起，从而使电池模组可以较好地应用于电动汽车，本实施例提供的电池模组中，如图4和图6－7所示，上支架6、下支架7上均设置有多个用于限定电池单体2位置的电池固定孔61；第一汇流片51、第二汇流片52能够穿过电池固定孔61与电池单体2的正极、负极焊接。

通过第一汇流片51和第二汇流片52与电池单体2的两极焊接，可以确保将各电池单体2的电流较好地汇集。并且，第一汇流板41与第一汇流片51连接，第二汇流板42与第二汇流片52连接，可以确保电池模组能够汇集更大的电流。

进一步地，为了使第一汇流片51与上支架6之间较好地连接，第二汇流片52与下支架7之间较好地连接，从而使电池模组各个部件组合成一个完整的整体，本实施例提供的电池模组中，如图4和图6－7所示，上支架6、下支架7上均设置有多个凸起62，第一汇流板41、第二汇流板42上均设置有多个与凸起62对应的孔，上支架6与第一汇流板41通过过盈配合连接，下支架7与第二汇流板42通过过盈配合连接。

通过上支架6的凸起62与第一汇流板41的孔过盈配合实现上支架6与第一汇流板41之间较好地连接；通过下支架7的凸起62与第二汇流板42的孔过盈配合实现下支架7与第二汇流板42之间较好地连接。

第一汇流板41、第二汇流板42还分别起到对第一汇流片51、第二汇流片52的支撑作用。

第一汇流板41与第一汇流片51之间可以采取焊接、螺接或卡接等方式连接；第二汇流板42与第二汇流片52之间可以采取焊接、螺接或卡接等方式连接。

其次，在上支架6上设置多个螺栓，使上支架6与下支架7连接在一起；在上盖3上设置多个定位销，使上盖3与上支架6实现定位；在下支架7上穿设多个螺栓，使下支架7与底座8通过螺栓连接；最后，将上盖3与底座8之间通过螺栓连接。

更进一步地，为了使第一汇流板41、第二汇流板42、第一汇流片51、第二汇流片52可以对各电池单体2的电流较好地汇集，并且电池的两极可以与第一汇流片51、第二汇流片52之间较好地焊接，本实施例提供的电池模组中，第一汇流板41、第二汇流板42为铜排，第一汇流片51、第二汇流片52为镍片。

第一汇流片51、第二汇流片52采用镍片，可以将电池单体2的电流较好地汇集在一起，且可以与电池单体2的两极较好地焊接；第一汇流板41、第二汇流板42采用铜排，可以汇集更大的电流。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种动力电池冷却装置，其特征在于，包括：进水总管、出水总管和设置在所述进水总管与所述出水总管之间的多个冷却管；

所述进水总管上设置有用于冷却液流入的进水口，所述出水总管上设置有用于冷却液流出的出水口；

沿所述进水总管的长度方向间隔开设有多个引入口，沿所述出水总管的长度方向间隔开设有与多个所述引入口对应的多个引出口，所述冷却管的一端与所述引入口连接，另一端与所述引出口连接；

沿进水总管的长度方向每个冷却管的两侧对称设置有电池单体。

2.根据权利要求1所述的动力电池冷却装置，其特征在于，所述冷却管的管腔内沿冷却液的流动方向设置有多个横隔，多个所述横隔将所述冷却管的管腔分割成多个彼此隔开的流道。

3.根据权利要求1所述的动力电池冷却装置，其特征在于，所述进水口、所述出水口分别设置在所述进水总管、所述出水总管的同一侧。

4.根据权利要求1所述的动力电池冷却装置，其特征在于，沿进水总管的长度方向每个冷却管的两侧对称设置有一排所述电池单体。

5.根据权利要求1所述的动力电池冷却装置，其特征在于，所述电池单体为圆柱形锂离子动力电池。

6.根据权利要求1所述的动力电池冷却装置，其特征在于，所述冷却管为铝管。

7.一种电池模组，其特征在于，包括上盖、底座、上支架、下支架和如权利要求1－6任一项所述的动力电池冷却装置，所述底座、所述下支架、所述动力电池冷却装置、所述上支架和所述上盖依次设置，所述动力电池冷却装置的冷却管两侧对称设置有所述电池单体；

所述上盖与所述上支架之间依次设置有第一汇流板和第一汇流片，所述底座与所述下支架之间依次设置有第二汇流板和第二汇流片；

所述电池单体的两极分别通过所述第一汇流片、所述第二汇流片与所述第一汇流板、所述第二汇流板电连接。

8.根据权利要求7所述的电池模组，其特征在于，所述上支架、所述下支架上均设置有多个用于限定电池单体位置的电池固定孔；

所述第一汇流片、所述第二汇流片能够穿过所述电池固定孔与所述电池单体的正极、负极焊接。

9.根据权利要求7所述的电池模组，其特征在于，所述上支架、所述下支架上均设置有多个凸起，所述第一汇流板、所述第二汇流板上均设置有多个与所述凸起对应的孔，所述上支架与所述第一汇流板通过过盈配合连接，所述下支架与所述第二汇流板通过过盈配合连接。

10.根据权利要求7所述的电池模组，其特征在于，所述第一汇流板、所述第二汇流板为铜排，所述第一汇流片、所述第二汇流片为镍片。