CN109301095A - 外循环油冷电池包 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种外循环油冷电池包，包括上盖、箱体和电池组模块，上盖与箱体相配套封闭在一起，电池组模块置于箱体内且电池组模块的下端浸泡在油液中，电池组模块的顶部设置有分油盒，分油盒的分进油口通过管道与上盖的进油端口相连通，分油盒的若干个分出油口分别与电池组模块的各电池之间形成的油液通道一一对应连通，电池管理系统安装在分油盒顶部，电池管理系统分别与出油电磁阀、进油电磁阀、电池组模块上的温度传感器、油液液位检测电路板的上限位传感器、下限位传感器相连接，进油端口与油液外循环系统的出油口相连通，出油端口与油液外循环系统的进油口相连通。本发明结构简单、紧凑，冷却效果好，油液流道规律。

Description

外循环油冷电池包
技术领域
本发明涉及一种电池包，特别涉及一种外循环油冷电池包。
背景技术
随着电池包的使用越来越广泛，传统的风冷电池包，风冷流道长，内部流场难以均衡，造成不同区域内冷却效果的差异，存在电池温差大、不能防水防尘、体积大(主要是风扇和风道占用体积)、成本高等问题，已经不能完全满足市场要求了。而采用液冷如水冷或油冷散热形式的电池包，通过冷却液的循环，将电池热量快速带出，能够保证电池包内电池模块之间的温差较小，能够使电池在合适的温度范围内工作。但目前液冷散热方式的电池包多采用管道式液冷装置进行冷却，因每个电池模块都要排布冷却管道，因此结构成本高，体积大，故障隐患多，无法满足小型化和轻量化的需求。
发明内容
本发明旨在提供一种结构简单、紧凑、冷却效果好、油液流道规律的外循环油冷电池包。
本发明通过以下方案实现：
一种外循环油冷电池包，包括上盖、箱体和电池组模块，所述上盖与箱体相配套封闭在一起，所述上盖的一端设置有进油端口，所述箱体底部的一端设置有出油端口，所述出油端口外露部分上设置有出油电磁阀，所述箱体底部设置有油液回流槽，所述箱体内壁上设置有油液液位检测电路板，所述油液液位检测电路板的顶部设置有上限位传感器，所述油液液位检测电路板的底部设置有下限位传感器，所述电池组模块置于箱体内且电池组模块的下端浸泡在油液中，所述电池组模块的底部与油液回流槽底部之间间隔一定距离且所述电池组模块的各电池之间形成的油液通道与箱体的油液回流槽相对应连通，所述电池组模块的顶部设置有分油盒，所述分油盒的分进油口通过管道与上盖的进油端口相连通，在所述管道上设置有进油电磁阀，所述分油盒的若干个分出油口分别与电池组模块的各电池之间形成的油液通道一一对应连通，所述电池管理系统安装在分油盒顶部，所述电池管理系统分别与出油电磁阀、进油电磁阀、电池组模块上的温度传感器、油液液位检测电路板的上限位传感器、下限位传感器相连接，所述电池管理系统用于接收电池组模块上的温度传感器、油液液位检测电路板的上限位传感器、下限位传感器的信号及用于控制出油电磁阀、进油电磁阀的打开与闭合，所述上盖的进油端口与油液外循环系统的出油口相连通，所述箱体的出油端口与油液外循环系统的进油口相连通。
进一步地，所述分油盒包括上盒体和下盒体，所述上盒体的一端设置有分进油口，所述下盒体上设置有主油液流道，所述主油液流道的一端设置有油液缓冲槽，所述下盒体位于主油液流道两侧的位置上分别设置有若干个分出油流道，所述若干个分出油流道与主油液流道相连通，所述分出油流道远离主油液流道的一端设置凹槽，所述下盒体底部外侧与凹槽相对应位置上设置有分出油口，所述分出油口与凹槽一一对应连通，所述上盒体与下盒体相配套嵌合在一起且上盒体的分进油口与下盒体的油液缓冲槽相正对。油液缓冲槽的设置，可化解分进油口的冲击压力，均衡主油液流道的压力值。实际制作时，分出液流道的具体位置、数量可根据需要进行设计，以满足分出液口与需要液体冷却部件的各通道一一对应即可。
进一步地，所述下盒体的主油液流道俯视呈梯形且主油液流道的宽度自油液缓冲槽所在的一端至另一端逐渐减小，经仿真分析，这种结构设计可有效减小主油液流道各侧壁的液压差异，从而保证各分出油流道流量的一致性。
进一步地，所述上盒体的周边位置上设置有回油入口，所述下盒体的周边位置上设置有回油出口，所述下盒体的回油出口与上盒体的回油入口相对应连通。回油入口、回油出口的设计，可将电池包在颠簸震动过程中窜到分油盒顶部的油液从回油入口流入经回油出口流出至箱体内，避免油液对安装在分油盒上的电池管理系统等电气元件的影响。回油入口、回油出口的数量及具体位置可根据需要进行设计。
进一步地，所述下盒体的分出油口为朝内一端尺寸大、朝外一端尺寸小的锥形台结构且出口端为多孔结构。实际制作时，分油出口的尺寸可根据需要进行调整，各个分油出口的尺寸也可不同，以满足油液流量均匀性，可更为精准地控制油液流量。
进一步地，所述电池组模块浸泡在油液中部分的高度为电池组模块总高度的1/3～1/2。
为方便维修、检查，所述上盖上开设有维修窗口，所述维修窗口通过可拆卸维修盖板封闭。
一种外循环油冷电池包，当电池组模块的温度传感器感应到电池包温度超过允许上限温度时，电池管理系统控制进油电磁阀、出油电磁阀均打开并采用油液外循环系统的冷却回路对电池包进行冷却；当电池组模块的温度传感器感应到电池包温度低于允许下限温度时，电池管理系统控制进油电磁阀、出油电磁阀均打开并采用油液外循环系统的加热回路对电池包进行加热；当电池组模块的温度传感器感应到电池包温度介于允许下限温度～允许上限温度之间时，电池管理系统控制进油电磁阀、出油电磁阀均闭合并采用箱体内的油液对电池包进行自然冷却；当油液液位检测电路板的上限位传感器感应到油液液位达到上限时，电池管理系统控制出油电磁阀打开、进油电磁阀闭合，油液从出油端口流出；当油液液位检测电路板的下限位传感器感应到箱体内的油液液位达到下限时，电池管理系统控制出油电磁阀闭合、进油电磁阀打开，油液从进油端口流入。
本发明的外循环油冷电池包，具有以下优点：
1、在电池组模块的顶部设置分油盒，油液从上盖的进油端口经管道流入至分油盒的分进油口进入主油液流道，再经各分出油流道流至各分出油口，通过重力作用流入电池组模块各电池之间形成的油液通道，进入到箱体的油液回流槽中，最后经箱体的出油端口流出，油液流道较为规律，每个电池都有油液进行冷却，而且各电池之间无热干扰，散热效果较好，而且也可通过外接的油液外循环系统对电池包进行冷却、加热，可更好地保证电池包的使用性能及使用寿命；
2、通过分油盒的主油液流道、油液缓冲槽、分出油流道上的凹槽以及分出油口的配合设计，可降低油液流动过程中产生的冲击力，避免油液在流动过程中形成湍流；
3、本发明采用油液的重力自由流动，通过淋浴式冷却电池组模块，无需加压，安全性较高；本发明整体采用半浸泡和外循环冷却的热管理方式，在电池包小功率工作状态下，采用浸泡式散热，大功率工作状态下，采用强制外循环散热，能有效降低外循环系统能耗，经济性和实用性较好；
4、箱体内设置有油液液位检测电路板，可通过上限位传感器和下限位传感器更为精准控制电池包内油液液位高度，可根据不同的油液液位高度控制进油电磁阀、出油电磁阀的打开和闭合，即能保证电池包具有一定的浸泡式散热能力，又能保证多电池包组合使用时系统整体的均衡性；
5、通过分油盒的设置，可将电气元件安装在分油盒上，通过分油盒隔离箱体内油液，避免油液对电气元件的影响；
6、本发明结构简单、紧凑，可降低电池包整体体积，重量较轻，而且便于维修、检查，同时可满足防水防尘要求，满足恶劣环境中使用要求。
附图说明
图1为实施例1中外循环油冷电池包的整体结构示意图；
图2为实施例1中外循环油冷电池包的爆炸示意图；
图3为实施例1中箱体的结构示意图；
图4为实施例1中分油盒的结构示意图；
图5为实施例1中分油盒上盒体的结构示意图；
图6(a)为实施例1中分油盒下盒体的结构示意图(一)；
图6(b)为实施例1中分油盒下盒体的结构示意图(二)；
图7为实施例1中油液液位检测电路板的结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于实施例之表述。
实施例1
一种外循环油冷电池包，如图1、图2所示，包括上盖1、箱体2和电池组模块3，上盖1与箱体2相配套封闭在一起，上盖1的一端设置有进油端口4，上盖1上开设有维修窗口5，维修窗口5通过可拆卸维修盖板6封闭，如图3所示，箱体2底部的一端设置有出油端口7，出油端口7外露部分上设置有出油电磁阀8，箱体2底部设置有油液回流槽9，箱体2内壁上设置有油液液位检测电路板10，如图7所示，油液液位检测电路板10的顶部设置有上限位传感器11，油液液位检测电路板10的底部设置有下限位传感器12；电池组模块3置于箱体2内且电池组模块3的下端浸泡在油液中，电池组模块3浸泡在油液中部分的高度为电池组模块3总高度的1/3，电池组模块3的底部与油液回流槽9底部之间间隔一定距离且电池组模块3的各电池之间形成的油液通道与箱体2的油液回流槽9相对应连通，电池组模块3的顶部设置有分油盒13，如图4所示，分油盒13包括上盒体14和下盒体15，如图5所示，上盒体14的一端设置有分进油口16，上盒体14的周边位置上设置有回油入口17，如图6(a)、图6(b)所示，下盒体15上设置有主油液流道18，主油液流道18的一端设置有油液缓冲槽19，主油液流道18俯视呈梯形且主油液流道18的宽度自油液缓冲槽19所在的一端至另一端逐渐减小，下盒体15位于主油液流道18两侧的位置上分别设置有若干个分出油流道20，若干个分出油流道20与主油液流道18相连通，分出油流道20远离主油液流道18的一端设置凹槽21，下盒体15底部外侧与凹槽21相对应位置上设置有朝内一端尺寸大、朝外一端尺寸小的锥形台结构且出口端为多孔结构的分出油口22，分出油口22与凹槽21一一对应连通，下盒体15的周边位置上设置有回油出口23，下盒体15的回油出口23与上盒体14的回油入口17相对应连通，上盒体14与下盒体15相配套嵌合在一起且上盒体14的分进油口16与下盒体15的油液缓冲槽19相正对，分油盒13的分进油口16通过管道23与上盖1的进油端口4相连通，在管道23上设置有进油电磁阀24，分油盒13的若干个分出油口22分别与电池组模块3的各电池之间形成的油液通道一一对应连通，电池管理系统25安装在分油盒13顶部，电池管理系统25分别与出油电磁阀8、进油电磁阀24、电池组模块3上的温度传感器、油液液位检测电路板10的上限位传感器11、下限位传感器12相连接，电池管理系统25用于接收电池组模块3上的温度传感器、油液液位检测电路板10的上限位传感器11、下限位传感器12的信号及用于控制出油电磁阀8、进油电磁阀24的打开与闭合，上盖1的进油端口4与油液外循环系统的出油口相连通(图中未示意出油液外循环系统)，箱体2的出油端口7与油液外循环系统的进油口相连通。
当电池组模块3的温度传感器感应到电池包温度超过允许上限温度时，电池管理系统25控制进油电磁阀24、出油电磁阀8均打开并采用油液外循环系统的冷却回路对电池包进行冷却；当电池组模块3的温度传感器感应到电池包温度低于允许下限温度时，电池管理系统25控制进油电磁阀24、出油电磁阀8均打开并采用油液外循环系统的加热回路对电池包进行加热；当电池组模块3的温度传感器感应到电池包温度介于允许下限温度～允许上限温度之间时，电池管理系统25控制进油电磁阀24、出油电磁阀8均闭合并采用箱体2内的油液对电池包进行自然冷却；当油液液位检测电路板10的上限位传感器11感应到油液液位达到上限时，电池管理系统25控制出油电磁阀8打开、进油电磁阀24闭合，油液从出油端口7流出；当油液液位检测电路板10的下限位传感器12感应到箱体2内的油液液位达到下限时，电池管理系统25控制出油电磁阀8闭合、进油电磁阀24打开，油液从进油端口4流入。
实施例2
一种外循环油冷电池包，其结构与实施例1的外循环油冷电池包的结构相类似，其不同之处在于：电池组模块浸泡在油液中部分的高度为电池组模块总高度的1/2。

Claims (8)

1.一种外循环油冷电池包，包括上盖、箱体和电池组模块，所述上盖与箱体相配套封闭在一起，其特征在于：所述上盖的一端设置有进油端口，所述箱体底部的一端设置有出油端口，所述出油端口外露部分上设置有出油电磁阀，所述箱体底部设置有油液回流槽，所述箱体内壁上设置有油液液位检测电路板，所述油液液位检测电路板的顶部设置有上限位传感器，所述油液液位检测电路板的底部设置有下限位传感器，所述电池组模块置于箱体内且电池组模块的下端浸泡在油液中，所述电池组模块的底部与油液回流槽底部之间间隔一定距离且所述电池组模块的各电池之间形成的油液通道与箱体的油液回流槽相对应连通，所述电池组模块的顶部设置有分油盒，所述分油盒的分进油口通过管道与上盖的进油端口相连通，在所述管道上设置有进油电磁阀，所述分油盒的若干个分出油口分别与电池组模块的各电池之间形成的油液通道一一对应连通，所述电池管理系统安装在分油盒顶部，所述电池管理系统分别与出油电磁阀、进油电磁阀、电池组模块上的温度传感器、油液液位检测电路板的上限位传感器、下限位传感器相连接，所述电池管理系统用于接收电池组模块上的温度传感器、油液液位检测电路板的上限位传感器、下限位传感器的信号及用于控制出油电磁阀、进油电磁阀的打开与闭合，所述上盖的进油端口与油液外循环系统的出油口相连通，所述箱体的出油端口与油液外循环系统的进油口相连通。
2.如权利要求1所述的外循环油冷电池包，其特征在于：所述分油盒包括上盒体和下盒体，所述上盒体的一端设置有分进油口，所述下盒体上设置有主油液流道，所述主油液流道的一端设置有油液缓冲槽，所述下盒体位于主油液流道两侧的位置上分别设置有若干个分出油流道，所述若干个分出油流道与主油液流道相连通，所述分出油流道远离主油液流道的一端设置凹槽，所述下盒体底部外侧与凹槽相对应位置上设置有分出油口，所述分出油口与凹槽一一对应连通，所述上盒体与下盒体相配套嵌合在一起且上盒体的分进油口与下盒体的油液缓冲槽相正对。
3.如权利要求2所述的外循环油冷电池包，其特征在于：所述下盒体的主油液流道俯视呈梯形且主油液流道的宽度自油液缓冲槽所在的一端至另一端逐渐减小。
4.如权利要求2所述的外循环油冷电池包，其特征在于：所述上盒体的周边位置上设置有回油入口，所述下盒体的周边位置上设置有回油出口，所述下盒体的回油出口与上盒体的回油入口相对应连通。
5.如权利要求4所述的外循环油冷电池包，其特征在于：所述下盒体的分出油口为朝内一端尺寸大、朝外一端尺寸小的锥形台结构且出口端为多孔结构。
6.如权利要求1所述的外循环油冷电池包，其特征在于：所述电池组模块浸泡在油液中部分的高度为电池组模块总高度的1/3～1/2。
7.如权利要求1～5任一所述的外循环油冷电池包，其特征在于：所述上盖上开设有维修窗口，所述维修窗口通过可拆卸维修盖板封闭。
8.如权利要求1～5任一所述的外循环油冷电池包，其特征在于：当电池组模块的温度传感器感应到电池包温度超过允许上限温度时，电池管理系统控制进油电磁阀、出油电磁阀均打开并采用油液外循环系统的冷却回路对电池包进行冷却；当电池组模块的温度传感器感应到电池包温度低于允许下限温度时，电池管理系统控制进油电磁阀、出油电磁阀均打开并采用油液外循环系统的加热回路对电池包进行加热；当电池组模块的温度传感器感应到电池包温度介于允许下限温度～允许上限温度之间时，电池管理系统控制进油电磁阀、出油电磁阀均闭合并采用箱体内的油液对电池包进行自然冷却；当油液液位检测电路板的上限位传感器感应到油液液位达到上限时，电池管理系统控制出油电磁阀打开、进油电磁阀闭合，油液从出油端口流出；当油液液位检测电路板的下限位传感器感应到箱体内的油液液位达到下限时，电池管理系统控制出油电磁阀闭合、进油电磁阀打开，油液从进油端口流入。
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