CN109065992A - 一种动力电池冷却系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种动力电池包冷却系统，转接头、管接头、弯管、三通、主管和水冷板组件，水冷板组件包括第一水冷板组件和第二水冷板组件，三通包括两个主管口和一个支管口，转接头的上部连接管接头的一端，管接头的另一端与弯管连接，弯管另一端与三通的一个主管口相连，三通的支管口连接有第一水冷板组件，三通的另一个主管口连接有第二水冷板组件；整体结构简单，通过主管与支管的直径比以及三通一个主管口中心线与支管口中心线所形成的夹角大小两种方式来控制水流，使水冷板冷却均匀，进一步提高了冷却效果，保护了动力电池的安全和提高了动力电池的使用寿命。

Description

一种动力电池冷却系统
技术领域
本发明专利涉及电池冷却领域，特别是涉及一种动力电池冷却系统。
背景技术
随着社会的进步和技术的不断发展，电动汽车续航里程的提高，其需要动力电池能提供更多的续航能力，动力电池是电动汽车的能量来源，在充放电过程中电池本身会产生一定的热量，从而导致温度上升，如果不及时散热,会影响动力电池包的使用性能和安全，同时，如果散热不均匀,也会影响动力电池包的使用性能及循环寿命。为了避免温度升高影响动力电池的正常工作，需要对动力电池包进行冷却。
现有的对动力电池包的冷却主要是风冷冷却系统和液体冷却系统两种方式，风冷冷却方法是在动力电池工作工程中导入冷却风，使之与动力电池进行热交换，从而完成对动力电池的冷却，但是风冷冷却会出现冷却不均匀，靠近风口出的会先冷却，冷却效率低，无法满足安全需求；液体冷却方法结构复杂，会出现冷却不均匀的情况，对温度控制不是很精确。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种结构简单，可以实时控制温度，冷却均匀的动力电池冷却系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种动力电池冷却系统，包括转接头、管接头、弯管、三通、主管和水冷板组件，所述水冷板组件包括第一水冷板组件和第二水冷板组件，所述第一水冷板组件包括第一支管、第一管接头和第一水冷板，所述第二水冷板组件包括第二支管、第二管接头和第二水冷板，所述三通包括两个主管口和一个支管口，所述转接头的上部连接管接头的一端，所述管接头的另一端与所述弯管连接，所述弯管另一端与三通的一个主管口相连，所述三通的支管口连接有第一水冷板组件，所述三通的另一个主管口连接有第二水冷板组件。
进一步的是：所述第一水冷组件和第二水冷板组件通过并联的方式连接到主管上。
进一步的是：所述三通的支管口中心线与一个主管口中心线所形成的夹角度数为30到89度，例如：35度、40度、50度、60度、70度、80度，所述三通的锐角方向与水流方向一致，所述主管与第一支管或者第二支管的直径之比为1:0.6至1:0.9。
进一步的是：所述的转接头包括转接头本体和温度传感器，所述转接头本体包括接头连接管、壳体和电池包连接管，所述壳体上部设置有连接管接头的接头连接管，与电池包连接管相对的另一侧安装有温度传感器。
进一步的是：所述接头连接管靠近壳体处周向上设置有卡槽，所述电池包连接管远离壳体的一侧周向上至少设置有一圈凸起，所述接头连接管、壳体和电池包连接管为一体式结构，所述温度传感器与壳体可拆卸式连接，所述可拆卸式连接为螺钉连接。
进一步的是：所述第一水冷板包括第一水冷板底板、盖合在所述第一水冷板底板上的第一水冷板盖板，所述第一水冷板底板上设置有水流流道，所述水流流道位于第一水冷板盖板和第一水冷板底板之间，所述第一水冷板盖板上设置有与水流流道进水端对应的第一水冷板进水口、与水流流道出水端对应的第一水冷板出水口，所述水流流道内设置有凸台，所述第一水冷板盖板和第一水冷板底板宽度方向上两侧一一对应设置有用于固定的安装座，所述安装座上设置有安装孔。
进一步的是：所述第二水冷板包括第二水冷板底板、盖合在第二水冷板底板上的第二水冷板盖板，所述第二水冷板的厚度为5-6毫米，所述第二水冷板底板上设置有第二水冷板水流流道，所述第二水冷板盖板上设置有与第二水冷板水流流道的进水端对应的第二水冷板进水口、与第二水冷板水流流道出水端对应的第二水冷板出水口，所述第二水冷板水流流道内设置有凸台，所述第二水冷板水流流道在第二水冷板底板两侧的密度大于其在中间的密度，第二水冷板层叠设计。
进一步的是：所述弯管和主管为硬管，所述第一支管和第二支管为软管。
进一步的是：所述主管上设置有便于固定主管的卡箍。
进一步的是：所述管接头、第一管接头和第二管接头为卡套式接头，所述卡套式接头包括接头体、卡套和母套。
本发明的有益效果是：结构简单，转接头一侧设置有温度传感器，保证了对温度的实时控制；第一种水冷板以并联的方式连接，冷却效果好，可以使得冷却介质冷却到动力电池面积较大的面，另外，第二水冷板层叠设置，使得相邻两个第二种水冷板的冷却单元能够冷却到动力电池较大的两个面，使整体均匀、高速的冷却，进一步提高了冷却效果。保护了动力电池的安全和提高了动力电池的使用寿命。
附图说明
图1为动力电池包冷却系统结构示意图；
图2为转接头结构示意图；
图3为第一水冷板结构爆炸示意图；
图4为第二水冷板结构爆炸示意图；
图5为卡套式接头结构爆炸示意图；
图6为三通结构示意图。
图中标记为：转接头1、管接头2、卡箍3、第一水冷板4、三通6、主管7、第二水冷板8、第一管接头11、第二管接头12、接头体21、卡套23、母套22、第一水冷板盖板41、第一水冷板进水口42、凸台43、第一水冷板出水口44、第一水冷板底板45、水流流道46、安装座47、第一支管51、第二支管52、温度传感器111、壳体112、电池包连接管113、凸起114、接头连接管115、卡槽116、第二水冷板盖板81、第二水冷板进水口82、第二水冷板水流流道84、第二水冷板出水口85、第二水冷板底板86。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1所示的一种动力电池冷却系统，包括转接头1、管接头2、弯管、三通6、主管7和水冷板组件，所述水冷板组件包括第一水冷板组件和第二水冷板组件，所述第一水冷板组件包括第一支管51、第一管接头11和第一水冷板4，所述第二水冷板组件包括第二支管52、第二管接头12和第二水冷板8，所述三通包括两主管口和一个支管口，所述转接头1的上部连接管接头2的一端，所述管接头2的另一端与所述弯管连接，所述弯管另一端与三通6的一个主管口相连，所述三通6的支管口连接有第一水冷板组件，所述三通6的另一个主管口连接有第二水冷板组件，所述弯管和主管7为硬管，由于安装时第一水冷板4或第二水冷板8可能需要适当移动，因此所述第一支管51和第二支管52采用软管；在主管7上靠近三通6的地方还设置有便于固定主管7的卡箍3，所述第一水冷组件和第二水冷板组件通过并联的方式连接到主管7上，由于新能源车留有安装动力电池的空间大小不同，当需要2块第一水冷板4时，可以在所述三通6的一个主管口上连接主管7，在主管7,的一端连接一个三通6，三通6的支管口连接第一水冷板组件，另一个主管口上连接第二水冷板组件；当需要3块第一水冷板4时，可以在所述的三通6的主管口上连接主管7，主管7另一端再连接一个三通6，在三通6的另一个主管口上再连接一个主管7，在主管7的另一端再连接一个三通6，在3个三通6的支管口上分别连接第一水冷板组件；所述管接头2、第一管接头11和第二管接头12为卡套式接头，所述卡套式接头包括接头体21、卡套23和母套22，卡套式接头内部有密封圈，卡套式连接拆卸、安装和维护方便快捷。
在上述基础上，如图6所示，所述三通6的支管口中心线与一个主管口中心线所形成的夹角度数为30到89度，例如：35度、40度、50度、60度、70度、80度，所述三通6的锐角方向与水流方向一致，所述主管7直径与第一支管51或者第二支管52直径之比为1:0.6至1:0.9；通过三通6支管口与主管口的夹角度数和三通6主管口直径与支管口直径之比两种手段来控制水流流量，使水流能够均匀的在水冷板里流淌；当三通6的支管口中心线与一个主管口中心线所形成的夹角度数越大，水流流速越慢，当整个动力电池冷却系统中都使用相同的三通6时，为了能够使水流均匀的在水冷板中流淌，在靠近弯管处安装的第一支管51选用主管7直径与第一支管51直径之比在整个管路系统中比值最大，依次连接的支管比值越来越小，最后连接的第二支管52选用主管7直径与第二支管52直径之比比值在整个动力电池冷却系统中最小；当整个动力电池冷却系统中使用的三通6的支管口中心线与一个主管口的中心线所形成的夹角都不一样且主管7直径与第一支管51直径或者第二支管52直径之比比值也不相同，为了能够使水流均匀的在水冷板中流淌，在靠近弯管安装的第一个三通6选用三通6支管口中心线与一个主管口中心线所形成的夹角度数在整个管路系统中夹角度数最大，依次连接的三通夹角度数越来越小，最后一个三通选用三通6支管口中心线与一个主管口中心线所形成的夹角度数在整个动力电池冷却系统中夹角度数最小，依次连接的三通的三通6支管口中心线与一个主管口中心线所形成的角度度数越来越小，在靠近弯管处安装的第一支管51选用主管7直径与第一支管51直径之比在整个管路系统中比值最大，依次连接的支管比值越来越小，最后连接的第二支管52选用主管7直径与第二支管52直径之比比值在整个动力电池冷却系统中最小。
在上述基础上，如图2所示，转接头1包括转接头本体和温度传感器111，转接头本体包括接头连接管115、壳体112和电池包连接管113，壳体112上部设置有连接卡套式接头的接头连接管115，与电池包连接管113相对的另一侧安装有用于测量温度的温度传感器111。接头连接管115靠近壳体112处周向上设置有卡槽116，卡槽116用于安装卡套式接头的卡套。电池包连接管113远离壳体112的一侧周向上至少设置有一圈凸起114，防止与电池包连接管113连接的软管松动；接头连接管115、壳体112和电池包连接管113为一体式结构，温度传感器111与壳体112通过螺钉连接、铰接或者销连接等可拆卸式连接，本实施例中采用的是螺钉连接，接头连接管115、壳体112和电池包连接管113为一体式结构，结构简单，牢固稳定。
在上述基础上，如图3所示，第一水冷板4包括第一水冷板底板45、盖合在所述第一水冷板底板45上的第一水冷板盖板41，第一水冷板底板45和第一水冷板盖板41为金属板，第一水冷板底板45上设置有水流流道46，水流流道46位于第一水冷板盖板41和第一水冷板底板45之间，第一水冷板盖板41上设置有与水流流道46进水端对应的第一水冷板进水口42、与水流流道46出水端对应的第一水冷板出水口44，水流流道46内设置有凸台43，第一水冷板盖板41和第一水冷板底板45宽度方向上两侧一一对应设置有用于固定的安装座47，安装座47上设置有安装孔。凸台43为圆柱状且为空心的，凸台43也可以设计成方形或其他形状，一方面可以增加水流的接触面积，另一方面也可以防止第一水冷板盖板41表面出现凹陷想象；第一水冷板盖板41的外缘和所述第一水冷板底板45的外缘焊接，具体地焊接为扩散焊或钎焊，焊接增加了水冷板的密封性能。凸台43等间距呈“S”型分布在水流流道46内，所述安装座7的数量为10个，两侧各设置5个安装座47。第一水冷板底板45上还设置有隔板，进水端有一段挡板，将进水端的水流分向两侧，使水流由大股变成小股细流，与水流流道46内设置的凸台43接触，水流能够充分并且均匀地在水流流道46里流淌与第一水冷板4接触并进行热交换，散热效果好，提高了水冷板的散热效率。
在上述基础上，如图4所示，第二水冷板8包括第二水冷板底板86、盖合在第二水冷板底板86上的第二水冷板盖板81，第二水冷板的厚度为5-6毫米，第二水冷板底板86上设置有第二水冷板水流流道84，第二水冷板盖板81上设置有与第二水冷板水流流道84的进水端对应的第二水冷板进水口82、与第二水冷板水流流道84出水端对应的第二水冷板出水口85，第二水冷板水流流道84内设置有凸台43，第二水冷板水流流道84在第二水冷板底板86两侧的密度大于其在中间的密度，可进行针对性冷却，两侧的冷却效果大于中间，水流可以均匀地分布流淌在第二水冷板底板86上的第二水冷板水流流道84内，使得水流可以充分并且均匀地与水冷板接触并进行热交换，增加了水冷板散热的效率；所述第二水冷板盖板81外缘和所述第二水冷板底板86外缘固定连接，具体地，固定连接为扩散焊或钎焊。第二水冷板盖板81由1-2毫米的铜板或铝板制成，第二水冷板底板86由1-2毫米的铜板或铝板制成，水冷板厚度为5-6毫米，第二水冷板8层叠设置，使得相邻两个第二种水冷板的冷却单元能够冷却到动力电池较大的两个面，使整体均匀、高速的冷却，进一步提高了冷却效果。
在上述基础上，如图1和图5所示，管接头2可以采用卡套式接头或者焊接式接头，本实施例中的管接头2采用的卡套式接头，卡套式接头包括接头体21、卡套23和母套22，卡套23插入连接管，再在卡套23上安装母套22，最后插上接头体21，卡套式接头安装、维护方便快捷。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种动力电池冷却系统，其特征在于：包括转接头(1)、管接头(2)、弯管、三通(6)、主管(7)和水冷板组件，所述水冷板组件包括第一水冷板组件和第二水冷板组件，所述第一水冷板组件包括第一支管(51)、第一管接头(11)和第一水冷板(4)，所述第二水冷板组件包括第二支管(52)、第二管接头(12)和第二水冷板(8)，所述三通(6)包括两个主管口和一个支管口，所述转接头(1)的上部连接管接头(2)的一端，所述管接头(2)的另一端与所述弯管连接，所述弯管另一端与三通(6)的一个主管口相连，所述三通(6)的支管口连接有第一水冷板组件，所述三通(6)的另一个主管口连接有第二水冷板组件。
2.如权利要求1所述的一种动力电池冷却系统，其特征在于：所述第一水冷组件和第二水冷板组件通过并联的方式连接到主管(7)上。
3.如权利要求2所述的一种动力电池冷却系统，其特征在于：所述三通(6)的支管口中心线与一个主管口中心线所形成的夹角度数为30到89度，所述三通(6)的锐角方向与水流方向一致，所述主管(7)与第一支管(51)或者第二支管(52)的直径之比为1:0.6至1:0.9。
4.如权利要求1所述的一种动力电池冷却系统，其特征在于：所述的转接头(1)包括转接头本体和温度传感器(111)，所述转接头本体包括接头连接管(115)、壳体(112)和电池包连接管(113)，所述壳体(112)上部设置有连接管接头(2)的接头连接管(115)，与电池包连接管(113)相对的另一侧安装有温度传感器(111)。
5.如权利要求4所述的一种动力电池冷却系统，其特征在于：所述接头连接管(115)靠近壳体(112)处周向上设置有卡槽(116)，所述电池包连接管(113)远离壳体(112)的一侧周向上至少设置有一圈凸起(114)，所述接头连接管(115)、壳体(112)和电池包连接管(113)为一体式结构，所述温度传感器(111)与壳体(112)可拆卸式连接，所述可拆卸式连接为螺钉连接。
6.如权利要求1所述的一种动力电池冷却系统，其特征在于：所述第一水冷板(4)包括第一水冷板底板(45)、盖合在所述第一水冷板底板(45)上的第一水冷板盖板(41)，所述第一水冷板底板(45)上设置有水流流道(46)，所述水流流道(46)位于第一水冷板盖板(41)和第一水冷板底板(45)之间，所述第一水冷板盖板(41)上设置有与水流流道(46)进水端对应的第一水冷板进水口(42)、与水流流道(46)出水端对应的第一水冷板出水口(44)，所述水流流道(46)内设置有凸台(43)，所述第一水冷板盖板(41)和第一水冷板底板(45)宽度方向上两侧一一对应设置有用于固定的安装座(47)，所述安装座(47)上设置有安装孔。
7.如权利要求1所述的一种动力电池冷却系统，其特征在于：所述第二水冷板(8)包括第二水冷板底板(86)、盖合在第二水冷板底板(86)上的第二水冷板盖板(81)，所述第二水冷板(8)的厚度为5-6毫米，所述第二水冷板底板(86)上设置有第二水冷板水流流道(84)，所述第二水冷板盖板(81)上设置有与第二水冷板水流流道(84)的进水端对应的第二水冷板进水口(82)、与第二水冷板水流流道(84)出水端对应的第二水冷板出水口(85)，所述第二水冷板水流流道(84)内设置有凸台(43)，所述第二水冷板水流流道(84)在第二水冷板底板(86)两侧的密度大于其在中间的密度，第二水冷板(8)层叠设计。
8.如权利要求1至7中任意一项所述的一种动力电池冷却系统，其特征在于：所述弯管和主管(7)为硬管，所述第一支管(51)和第二支管(52)为软管。
9.如权利要求1所述的一种动力电池冷却系统，其特征在于：所述主管(7)上设置有便于固定主管(7)的卡箍(3)。
10.如权利要求1所述一种动力电池冷却系统，其特征在于：所述管接头(2)、第一管接头(11)和第二管接头(12)为卡套式接头，所述卡套式接头包括接头体(21)、卡套(23)和母套(22)。
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