CN108736105A - 电池包及其液冷装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电池包及其液冷装置，液冷装置包括：液冷组件，包括相对的第一表面和第二表面；集流组件包括两个集流体，分别连接在所述液冷组件的进水侧和出水侧，以使液体经由所述集流体进出所述液冷组件；支撑组件，位于所述液冷组件的第二表面以向所述液冷组件提供支撑，包括第三表面和第四表面，所述支撑组件与相邻的集流体之间具有间隙，所述液冷组件在所述间隙处具有一弯折部，以使所述液冷组件的第一表面的高度与所述集流体的顶面高度差小于预定阈值，并且所述支撑组件的第四表面的高度与所述集流体的底面高度差小于预定阈值。本发明提供了的电池包及其液冷装置具有结构简单紧凑、传热性能优异、流阻较低的特点。

Description

电池包及其液冷装置
技术领域
本发明涉及电动汽车，具体地说，涉及电池包及其液冷装置。
背景技术
目前液冷电池包中，电池模组数量较少，没有大型电池包的实现。一方面，现有的电池包的液冷装置结构松散，在大型电池包的实现中，难以减少电池包整个的结构空间。另一方面，现有的电池包的液冷装置的集流结构流阻较高，难以实现液冷均流，从而减少热传导效率。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种电池包及其液冷装置，以具有结构简单紧凑、传热性能优异、流阻较低的特点。
根据本发明的一个方面，提供一种液冷装置，其特征在于，包括：
液冷组件，包括相对的第一表面和第二表面，所述第一表面用以进行热交换，所述第一表面和所述第二表面沿第一方向延伸，所述第一方向为自所述液冷组件的连接进水口的进水侧朝向所述液冷组件的连接出水口的出水侧的方向；
集流组件，包括两个沿第二方向延伸的集流体，分别连接在所述液冷组件的进水侧和出水侧，以使液体经由所述集流体进出所述液冷组件，所述第二方向平行于所述第一表面且垂直于所述第一方向；
支撑组件，位于所述液冷组件的第二表面以向所述液冷组件提供支撑，所述支撑组件包括相对的第三表面和第四表面，所述第三表面与所述第二表面接触，所述支撑组件与相邻的集流体之间具有间隙，其中，
所述液冷组件在所述间隙处具有一弯折部使得所述液冷组件连接所述集流体的第一表面的高度低于所述液冷组件连接所述支撑组件部分的第一表面的高度，以使所述液冷组件的第一表面的高度与所述集流体的顶面高度差小于等于第一预定阈值，并且所述支撑组件的第四表面的高度与所述集流体的底面高度差小于等于第二预定阈值。
可选地，所述液冷组件包括8至30个液冷单元。
可选地，所述液冷单元为口琴管。
可选地，所述第一预定阈值为0到5毫米。
可选地，所述支撑组件为弹性组件，所述支撑组件的第四表面在自由状态的高度与所述集流体的底面高度差小于等于第二预定阈值。
可选地，所述第二预定阈值为0到10毫米。
可选地，所述支撑组件为弹性组件，所述支撑组件的第四表面在压缩状态与所述集流体的底面平齐。可选地，所述集流体包括：
集流壳体，形成集流空间；
多个第一通孔，供所述液冷组件的进水侧或出水侧插入
所述集流组件还包括沿所述第二方向延伸的分流组件，位于所述集流壳体内，将所述集流空间划分为靠近所述第一通孔的第一空间和远离所述第一通孔的第二空间，所述分流组件上设有多个联通所述第一空间和所述第二空间的分流孔，其中，沿所述集流体第一径向方向，所述分流组件的局部流通面积正向增长，所述第一径向方向相反于朝向所述进/出水口的方向。
可选地，所述分流组件为I型分流组件，所述集流壳体上具有沿所述第二方向延伸的第二通孔，所述I型分流组件自所述第二通孔插入所述集流壳体。
可选地，所述I型分流组件具有多个切槽使得所述I型分流组件划分为多个子段，所述切槽使得多个子段之间的连接部分具有柔性，以使多个子段依次插入所述第二通孔。
可选地，所述分流组件为L型分流组件，所述集流壳体上具有沿所述第二方向延伸的第三通孔，所述L型分流组件自所述第三通孔插入所述集流壳体。
可选地，所述分流组件为U型分流组件，所述U型分流组件容纳在所述分流壳体内。
可选地，所述分流组件与所述液冷组件的最短距离范围为1.5毫米到5毫米。
可选地，所述集流体的高度大于等于12毫米，所述集流体的宽度范围为10毫米到40毫米。
根据本发明的又一方面，还提供一种电池包，包括：
电池包壳体；
电池模组，位于所述电池包壳体内；以及
如上所述液冷装置，位于所述电池包壳体内，且所述液冷组件的第一表面用以与所述电池模组进行热交换。
可选地，所述液冷装置通过钎焊一体化。
本发明的提供的电池包及其液冷装置具有如下优势：本发明一方面通过液冷组件的弯折部的设置使得液冷装置结构紧凑，适用于大型电池包，同时弯折部通过流速的控制可以实现均流的效果；另一方面，通过多种分流组件，减少流阻，实现液冷均流，从而增加热传导效率。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
图1是本发明的第一实施例的液冷装置的示意图。
图2是图1所示的液冷装置的截面图。
图3是本发明的第二实施例的液冷装置的截面图。
图4是本发明的第二实施例的分流组件的示意图。图5是图4中H、H2及H3的放大图。
图6是图4中G的放大图。
图7是图4中I的放大图。
图8是本发明的实施例的分流组件的示意图。
图9是本发明的第三实施例的液冷装置的截面图。
图10是本发明的第四实施例的液冷装置的截面图。
图11和12是本发明的第四实施例的分流组件的示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。
首先分别根据图1至图11说明本发明提供的电池包。首先参见图1和图2，图1是本发明的第一实施例的液冷装置的示意图。图2是图1所示的液冷装置的截面图。
液冷装置包括液冷组件、集流组件和支撑组件130。
液冷组件包括相对的第一表面A和第二表面E。所述第一表面A用以与电池模组进行热交换。所述第一表面A和所述第二表面E沿第一方向(图中示出为X方向)延伸，所述第一方向为自所述液冷组件的进水侧112朝向所述液冷组件的出水侧113的方向。在本发明的各个实施例中，优选地，液冷组件包括10至30个液冷单元111，以实现大型电池包。各液冷单元111为口琴管。
集流组件包括两个沿第二方向(图中示出为Y方向)延伸的集流体120，分别连接在所述液冷组件的进水侧112和出水侧113，以使液体经由所述集流体120进出所述液冷组件，所述第二方向平行于所述第一表A且垂直于所述第一方向。具体而言，本实施例中，还示出进水口191和出水口192，液冷组件的进水侧112通过集流体120与进水口191连接以实现进水，液冷组件的出水侧113通过另一集流体120与出水口192连接以实现出水。
支撑组件130位于所述液冷组件的第二表面E以向所述液冷组件提供支撑，所述支撑组件130包括相对的第三表面F和第四表面C。所述第三表面F与所述第二表面E接触。所述支撑组件130与相邻的集流体之间具有间隙。
具体而言，所述液冷组件在所述间隙处具有一弯折部114使得所述液冷组件连接所述集流体120的第一表面A的高度低于所述液冷组件连接所述支撑组件130部分的第一表面A的高度。进一步以使所述液冷组件的第一表面A的高度与所述集流体120的顶面B高度差小于等于第一预定阈值，并且所述支撑组件130的第四表面C的高度与所述集流体120的底面D高度差小于等于第二预定阈值，由此实现液冷装置的紧凑结构。其中，所述第一预定阈值为0到5毫米。所述第二预定阈值为0到10毫米。在一个优选地实施例中，所述液冷组件的第一表面A与所述集流体120的顶面B平齐，并且所述支撑组件130的第四表面C与所述集流体120的底面D平齐，由此，使液冷装置结构更为紧凑。在本发明的一个具体实施例中，所述支撑组件为弹性组件，所述支撑组件的第四表面在自由状态的高度与所述集流体的底面高度差小于等于第二预定阈值，所述支撑组件的第四表面在压缩状态与所述集流体的底面平齐。
由于液冷组件采用较多口琴管111并联而成，因此如何保证口琴管111之间流量均匀是一个设计难题。如果口琴管111之间流量相差较大，则流量较小的口琴管111出口的壁面温度比较高，导致该位置电池模组温度很容易超过设计目标。因此需要进行分流设计，本发明通过分流设计，改善集流体120尺寸并增加一些分流组件使得口琴管111之间的流量一致，分流设计的一个原则是在流量一致的基础上压降最小。
下面结合图3至图7描述本发明的第二实施例，图3是本发明的第二实施例的液冷装置的截面图。图4是本发明的第二实施例的分流组件的示意图。图5是图4中H、H2及H3的放大图。图6是图4中G的放大图。图7是图4中I的放大图。
在本实施例中，所述集流体120包括形成集流空间122的集流壳体121及设置在集流壳体121朝向所述液冷组件一侧的多个第一通孔125。多个第一通孔125供所述液冷组件的液冷单元111的进水侧或出水侧插入。所述集流组件还包括沿所述第二方向(图1所示Y方向)延伸的分流组件140A。分流组件140A位于所述集流壳体121内。分流组件140A将所述集流空间122划分为靠近所述第一通孔125的第一空间123和远离所述第一通孔125的第二空间124。所述分流组件140A上设有多个联通所述第一空间123和所述第二空间124的分流孔141。具体可以参见图8，沿所述集流体第一径向方向，所述分流组件的局部流通面积正向增长，所述第一径向方向相反于朝向所述进/出水口的方向(换言之，第一径向方向为远离所述进/出水口的方向，或者说，第一径向方向为液体在集流体中的流动方向)。通过对分流组件不同部分的分流孔的间距、深度的不同布置来实现局部流通面积的不同。具体而言，具体而言，在一些实施例中，分流组件可按液冷单元111的数量和位置划分为多个区域149，每个区域149可对应一个液冷单元111。各个区域149的流通面积沿所述集流体第一径向方向正向增长。
通过分流组件140A及分流孔141的设置，对于液冷组件进水侧112，分流组件140A将液体集中在第二空间124，并通过分流孔141使第二空间124的液体可以均匀地进入第一空间123中。在一个具体实施例中，离图1所示的进水口越近，分流孔141的设置越稀疏和/或分流孔141的面积越小，离图1所示的进水口越远，分流孔141的设置越密集和/或分流孔141的面积越大。
通过分流组件140A及分流孔141的设置，对于液冷组件出水侧113，分流组件140A将液体集中在第一空间123，并通过分流孔141使第一空间123的液体可以均匀地进入第二空间124中。在一个具体实施例中，离图1所示的出水口越近，分流孔141的设置越稀疏和/或分流孔141的面积越小，离图1所示的进水口越远，分流孔141的设置越密集和/或分流孔141的面积越大。
由此，实现液冷组件的进出水的均流设计。
在设置分流组件的各个实施例中，如图3所示，x1为分流组件距离口琴管111的最短距离，x2表示集流体120的高度，x3表示集流体120的宽度。优选地，一般情况下x2≥12mm以满足(第一通孔125)冲压扩孔工艺要求。x1在满足工艺可行性前提下尽量小(例如，x1可以在1.5毫米到5毫米之间)，x2和x3在满足空间要求的前提下应该尽量大(例如，x3可以在10毫米到40毫米之间)，以提高通流截面积，降低流体压差。
在本实施例中，所述分流组件为I型分流组件140A。所述集流壳体121上具有沿所述第二方向延伸的第二通孔126A，所述I型分流组件140A自所述第二通孔126A插入所述集流壳体121。I型分流组件140A例如可以是I型分流片，I型分流片引起的压差较小。
在本实施例中，所述I型分流组件140A具有多个切槽143A使得所述I型分流组件140A划分为多个子段，所述切槽142A使得多个子段之间的连接部分具有柔性，以使多个子段可以依次插入所述第二通孔126A。由此，防止刚性的I型分流组件140A由于长度过长，在插入所述第二通孔126A发生断裂的情况。进一步地，如图6和图7所示，在本实施例中，I型分流组件140A设置有两种分流孔，分流孔141A的面积较大，分流孔142A的面积较小。可选地，分流孔141A远离进/出水口，分流孔142A靠近进/出水口。在本实施例中，切槽143A的深度大于任一分流孔142A深度以使部分I型分流组件140A具有柔性。
下面结合图8说明本发明第三实施例，图8是本发明的第三实施例的液冷装置的截面图。
在本实施例中，所述分流组件为L型分流组件140B，所述集流壳体121上具有沿所述第二方向(如图1所示Y方向)延伸的第三通孔126B，所述L型分流组件140B自所述第三通孔126B插入所述集流壳体121。L型分流组件140B可以保证装配过程中，分流组件140B不会在集流壳体121发生偏斜，进而影响均流效果。
下面结合图9和图10说明本发明第四实施例。图9是本发明的第四实施例的液冷装置的截面图。图10和11是本发明的第四实施例的分流组件的示意图。
在本实施例中，所述分流组件为U型分流组件140C，U型分流组件140C设置有分流孔141C。所述U型分流组件140C容纳在所述分流壳体121内。在本实施例中，U型分流组件140C为了保证第二空间124的集流空间，因此，U型分流组件140C朝向所述第一空间123开口。在另一些实施例中，U型分流组件140C也可朝相反于本实施例的方向开口，本发明并非以此为限。由于U型分流组件140C容纳在所述分流壳体121内，因此，U型分流组件140C装配过程中相对集流体120的安装位置更容易控制。U型分流组件140C还可以设置弯折处144C，弯折处144C与集流体的内面壁贴合以实现U型分流组件140C在集流体内的定位。
以上仅仅是示意性地描述了本发明的多个实施例，本发明并非以此为限。
根据本发明的另一方面，还提供一种电池包，包括电池包壳体、电池模组及所述液冷装置。电池模组位于所述电池包壳体内。液冷装置也位于所述电池包壳体内，且所述液冷组件的第一表面用以与所述电池模组进行热交换。在本实施例的一个优选例中，所述液冷装置通过钎焊一体化。
本发明基于采用液冷部件进行冷却/加热的纯电动汽车电池包，在有限空间内，提出了一种大型一体式框架结构的液冷部件，由两侧的集流体和多个带有支持结构的口琴管钎焊而成，装配在电池包内的下部。其结构简单轻巧紧凑、装配方便、传热性能优异、流阻较低、低成本。该一体式钎焊液冷板的流体总进口和总出口均在电池包的前侧，采用合理的均流设计实现流量一致性。
本发明的提供的电池包及其液冷装置具有如下优势：本发明一方面通过液冷组件的弯折部的设置使得液冷装置结构紧凑，适用于大型电池包，同时弯折部通过流速的控制可以实现均流的效果；另一方面，通过多种分流组件，减少流阻，实现液冷均流，从而增加热传导效率。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种液冷装置，其特征在于，包括：
液冷组件，包括相对的第一表面和第二表面，所述第一表面用以进行热交换，所述第一表面和所述第二表面沿第一方向延伸，所述第一方向为自所述液冷组件的连接进水口的进水侧朝向所述液冷组件的连接出水口的出水侧的方向；
集流组件，包括两个沿第二方向延伸的集流体，分别连接在所述液冷组件的进水侧和出水侧，以使液体经由所述集流体进出所述液冷组件，所述第二方向平行于所述第一表面且垂直于所述第一方向；
支撑组件，位于所述液冷组件的第二表面以向所述液冷组件提供支撑，所述支撑组件包括相对的第三表面和第四表面，所述第三表面与所述第二表面接触，所述支撑组件与相邻的集流体之间具有间隙，其中，
所述液冷组件在所述间隙处具有一弯折部使得所述液冷组件连接所述集流体的第一表面的高度低于所述液冷组件连接所述支撑组件部分的第一表面的高度，以使所述液冷组件的第一表面的高度与所述集流体的顶面高度差小于等于第一预定阈值，并且所述支撑组件的第四表面的高度与所述集流体的底面高度差小于等于第二预定阈值。
2.如权利要求1所述的液冷装置，其特征在于，所述液冷组件包括8至30个液冷单元。
3.如权利要求2所述的液冷装置，其特征在于，所述液冷单元为口琴管。
4.如权利要求1所述的液冷装置，其特征在于，所述第一预定阈值为0到5毫米。
5.如权利要求1所述的液冷装置，其特征在于，所述支撑组件为弹性组件，所述支撑组件的第四表面在自由状态的高度与所述集流体的底面高度差小于等于第二预定阈值。
6.如权利要求5所述的液冷装置，其特征在于，所述第二预定阈值为0到10毫米。
7.如权利要求5所述的液冷装置，其特征在于，所述支撑组件为弹性组件，所述支撑组件的第四表面在压缩状态与所述集流体的底面平齐。
8.如权利要求2所述的液冷装置，其特征在于，所述集流体包括：
集流壳体，形成集流空间；
多个第一通孔，供所述液冷组件的进水侧或出水侧插入
所述集流组件还包括沿所述第二方向延伸的分流组件，位于所述集流壳体内，将所述集流空间划分为靠近所述第一通孔的第一空间和远离所述第一通孔的第二空间，所述分流组件上设有多个联通所述第一空间和所述第二空间的分流孔，其中，沿所述集流体第一径向方向，所述分流组件的局部流通面积正向增长，所述第一径向方向相反于朝向所述进/出水口的方向。
9.如权利要求8所述的液冷装置，其特征在于，所述分流组件为I型分流组件，所述集流壳体上具有沿所述第二方向延伸的第二通孔，所述I型分流组件自所述第二通孔插入所述集流壳体。
10.如权利要求9所述的液冷装置，其特征在于，所述I型分流组件具有多个切槽使得所述I型分流组件划分为多个子段，所述切槽使得多个子段之间的连接部分具有柔性，以使多个子段依次插入所述第二通孔。
11.如权利要求8所述的液冷装置，其特征在于，所述分流组件为L型分流组件，所述集流壳体上具有沿所述第二方向延伸的第三通孔，所述L型分流组件自所述第三通孔插入所述集流壳体。
12.如权利要求8所述的液冷装置，其特征在于，所述分流组件为U型分流组件，所述U型分流组件容纳在所述分流壳体内。
13.如权利要求8至12任一项所述的液冷装置，其特征在于，所述分流组件与所述液冷组件的最短距离范围为1.5毫米到5毫米。
14.如权利要求8至12任一项所述的液冷装置，其特征在于，所述集流体的高度大于等于12毫米，所述集流体的宽度范围为10毫米到40毫米。
15.一种电池包，其特征在于，包括：
电池包壳体；
电池模组，位于所述电池包壳体内；以及
如权利要求1至14任一项所述液冷装置，位于所述电池包壳体内，且所述液冷组件的第一表面用以与所述电池模组进行热交换。
16.如权利要求15所述的电池包，其特征在于，所述液冷装置通过钎焊一体化。
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