CN110010818A - 一种液冷板支撑缓冲结构及电池包 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液冷板支撑缓冲结构及电池包，属于储能器件技术领域。该液冷板支撑缓冲结构包括弹性隔热支撑部，弹性隔热支撑部的一端与液冷板面接触连接，另一端设置于电池包箱体底部。采用弹性隔热支撑部对液冷板进行支撑缓冲，首先，弹性隔热支撑部硬度低、具有弹性，且变形恢复缓慢，在受到冲击及挤压时，不会磨损或冲击箱体及液冷板，降低了电池包变形漏液的风险；其次，弹性隔热支撑部与液冷板为面接触连接，液冷板不会因为受力点不均匀发而生形变，从而避免采用多个板簧对液冷板支撑时，液冷板因受力点不均匀而容易发生形变，导致液冷板和电池组之间产生间隙，影响液冷板对电池组的散热；另外，弹性隔热支撑部可直接作为隔热棉使用，节省成本。

Description

一种液冷板支撑缓冲结构及电池包

技术领域

本发明涉及储能器件技术领域，尤其涉及一种液冷板支撑缓冲结构及具有该结构的电池包。

背景技术

电动汽车动力电池的热管理是决定其使用性能、安全性、寿命及使用成本的关键因素。锂离子电池的温度水平直接影响其使用中的能量与功率性能。过高或过低的温度都会使其性能受到影响，甚至出现安全事故。另外，锂离子电池的工作或存放温度会影响其使用寿命，电池的适宜温度约在10℃-30℃之间，过高或过低的温度都将引起电池寿命的较快衰减。因此，使电池包内温度维持在一定的温度范围区间内就显得尤其重要。这主要是通过冷却与加热来实现，常用的冷却方式有风冷、液冷、直冷三种冷却方式。其中液冷方式因其冷却介质的换热系数高、热容量大、冷却速度快，对降低最高温度、提升电池组温度场一致性的效果显著等优点，而被广泛使用。

液冷系统一般由液冷板、液冷管道、冷却泵、冷却阀等组成。其中液冷板作为电池包液冷系统中最关键的零部件之一，液冷板的支撑缓冲尤其重要。常用的支撑缓冲方案为通过不锈钢板簧支撑液冷板。板簧直接固定在电池包箱体上，保证液冷板的稳定性。

但是现有支撑缓冲方案存在以下缺点：首先，液冷板需进行振动和冲击载荷测试，但是板簧作为硬质弹性材料，在受到冲击时，虽然能够快速吸收冲击，但是其释放的冲击也会对液冷板产生较大冲击。液冷板通过多个板簧支撑，导致液冷板局部区域受力过大，整体受力不均匀，整个支撑结构稳定性较差。其次，板簧通过螺母等机械结构与箱体连接，汽车长时间行驶时，板簧与箱体、及板簧与液冷板之间易产生磨损。特别是液冷板与箱体一般为铝制，存在变形漏液的风险，液体介质泄漏将严重危害电池包安全。板簧与箱体连接结构被破化，会导致板簧脱落，进而使得液冷板出现倾斜、分离等现象，冷却效率变差。再有，板簧产生的回弹力与板簧结构变形相关，为了产生足够支撑液冷板的回弹力，需要板簧足够高，这会导致电池包可用空间减少，降低电池包容量。另外，板簧为金属件，其拥有良好的导热性，直接与液冷板接触导致需要在箱体外围设置一层保温棉，以防止电池包外壳对液冷系统产生影响，提高成本。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种液冷板支撑缓冲结构，能够降低电池包变形漏液的风险，提高电池包的稳定性和使用寿命，且降低生产成本。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

一种液冷板支撑缓冲结构，位于液冷板与电池包箱体之间，所述液冷板支撑缓冲结构包括弹性隔热支撑部，所述弹性隔热支撑部的一端与所述液冷板面接触连接，另一端设置于所述电池包箱体底部。

作为优选技术方案，所述弹性隔热支撑部包括软质橡胶泡沫层。

作为优选技术方案，所述弹性隔热支撑部包括相连接的软质橡胶泡沫层和硬质泡沫层，所述软质橡胶泡沫层与所述液冷板通过所述第一连接部粘接，所述硬质泡沫层设置于所述电池包箱体底部。

作为优选技术方案，所述软质橡胶泡沫层和所述硬质泡沫层之间通过第二连接部粘接。

作为优选技术方案，所述软质橡胶泡沫层由PU泡棉、EPDM泡棉、聚氯丁烯泡棉或硅橡胶泡棉制成。

作为优选技术方案，所述软质橡胶泡沫层的厚度的取值范围为3mm-15mm。

作为优选技术方案，所述软质橡胶泡沫层的硬度的取值范围为10-70Shore00，压缩率为20％-70％。

作为优选技术方案，所述硬质泡沫层由聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、聚丙烯泡沫塑料或聚氯乙烯泡沫塑料制成。

作为优选技术方案，所述硬质泡沫层的压缩率为0-5％。

本发明的第二个目的在于提供一种电池包，能够降低电池包变形漏液的风险，提高电池包的稳定性和使用寿命，且降低生产成本。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

一种电池包，包括电池包箱体和液冷板，所述液冷板与所述电池包箱体之间设置有以上任一项所述的液冷板支撑缓冲结构。

与现有技术相比，本发明的优点及有益效果在于：

本发明提供的液冷板支撑缓冲结构包括弹性隔热支撑部，弹性隔热支撑部的一端与液冷板面接触连接，另一端设置于电池包箱体底部。相较于现有技术中通过多个板簧将液冷板机械连接在箱体中，采用弹性隔热支撑部对液冷板支撑缓冲，一方面，弹性隔热支撑部硬度低、具有弹性，且变形恢复缓慢，在受到冲击及挤压时，不会磨损或冲击箱体及液冷板，降低了电池包变形漏液的风险，提高了电池包的稳定性和使用寿命；另一方面，弹性隔热支撑部与液冷板为面接触连接，液冷板不会因为受力点不均匀发而生形变，从而可以避免现有技术中采用多个板簧进行液冷板的支撑时，液冷板因受力点不均匀而容易发生形变，导致液冷板和电池组之间产生间隙，进而影响液冷板对电池组的散热；再一方面，弹性隔热支撑部可直接作为隔热棉使用，节省成本。

附图说明

图1为本发明具体实施方式提供的液冷板支撑缓冲结构的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的弹性隔热支撑部的结构示意图；

图3为本发明实施例二提供的的弹性隔热支撑部的结构示意图；

图4为本发明实施例三提供的软质橡胶泡沫层的平铺截面形状示意图一；

图5为本发明实施例三提供的软质橡胶泡沫层的平铺截面形状示意图二；

图6为本发明实施例三提供的软质橡胶泡沫层的平铺截面形状示意图三；

图7为本发明实施例三提供的弹性隔热支撑部的俯视图；

图8为本发明实施例三提供的弹性隔热支撑部的侧视图；

图9为本发明实施例三提供的弹性隔热支撑部的主视图；

图10为本发明实施例三提供的另一种弹性隔热支撑部的俯视图；

图11为本发明实施例三提供的另一种弹性隔热支撑部的侧视图；

图12为本发明实施例三提供的另一种弹性隔热支撑部的主视图。

图中：

100-液冷板支撑缓冲结构；

1-弹性隔热支撑部；2-第一连接部；3-液冷板；4-电池组；5-导热层；

11-软质橡胶泡沫层；111-泡棉本体；12-硬质泡沫层；13-第二连接部；14-底膜；15-第三连接部。

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，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等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，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

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；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。

实施例一

本实施例提供了一种液冷板支撑缓冲结构100，该结构位于液冷板3与电池包箱体(图中未示出)之间，对液冷板3起到支撑缓冲的作用，能够有效提高电池组4的稳定性。

如图1所示，液冷板支撑缓冲结构100包括弹性隔热支撑部1，弹性隔热支撑部1的一端与液冷板3面接触连接，另一端设置于电池包箱体底部。在本实施例中，弹性隔热支撑部1与液冷板3可以是直接面接触，也可以粘接在一起。可选地，弹性隔热支撑部1和液冷板3之间设置有第一连接部2，弹性隔热支撑部1的一端通过第一连接部2与液冷板3粘接。优选地，本实施例中的弹性隔热支撑部1的面积不小于液冷板3的面积，以使得弹性隔热支撑部1能够完全覆盖在液冷板3底面，对液冷板3起到全方位的缓冲保护作用，提高了连接稳定性。

具体而言，如图1和图2所示，所示弹性隔热支撑部1包括软质橡胶泡沫层11。软质橡胶泡沫层11的一端通过第一连接部2与液冷板3粘接，另一端置于电池包箱体底部，软质橡胶泡沫层11的面积等于液冷板3的面积，可对液冷板3提供稳定支撑，同时可对液冷板3起到缓冲作用。可选地，在本实施例中，第一连接部2优选为胶粘剂。

更进一步地，软质橡胶泡沫层11的厚度的取值范围为3mm-15mm。软质橡胶泡沫层11的硬度的取值范围为10-70Shore 00，压缩率为20％-70％。当然，上述参数范围只是本实施例的优选值，在其他实施例中，可根据具体需求进行设计。

在本实施例中，软质橡胶泡沫层11可以由PU泡棉、EPDM泡棉、聚氯丁烯泡棉或硅橡胶泡棉等材料制成。其中，硅橡胶泡棉具有优异的耐高温、耐老化腐蚀、低压缩永久变形、应力松弛性能等优点，因此，本实施例中的软质橡胶泡沫层11优选由硅橡胶泡棉制得，可以保证电池包长时间的使用稳定性。

与现有技术相比，本实施例采用软质橡胶泡沫层11作为液冷板3的支撑缓冲结构，一方面，软质橡胶泡沫层11与液冷板3为面接触连接，液冷板3不会因为受力点不均匀发而生形变，从而可以避免现有技术中采用多个板簧进行液冷板3的支撑时，液冷板3因受力点不均匀而容易发生形变，导致液冷板3和电池组4之间产生间隙，进而影响液冷板3对电池组4的散热。第二方面，软质橡胶泡沫层11能够快速的吸收冲击和变形,且变形恢复缓慢，不会对液冷板3及电池包箱体底面形成冲击，可有效保证电池包稳定性；并且软质橡胶泡沫层11的材料柔软、硬度低，在受到冲击及挤压时，不会对箱体及液冷板3造成磨损，降低电池包变形漏液的风险。第三方面，软质橡胶泡沫层11的压缩回弹力与其压缩率成正比关系，可以通过较小厚度获得支撑液冷板3的回弹力，可有效节省电池包空间，提高电池包容量。第四方面，软质橡胶泡沫层11的材料一般拥有良好的隔热性能，可以直接作为隔热棉使用，保护液冷系统不受外界环境干扰，且节省了在外壳设置的保温棉。

本实施例还提供了一种电池包，如图1所示，该电池包包括电池包箱体，电池包箱体中设置有电池组4和液冷板3，液冷板3位于电池组4靠近电池包箱体的一侧，液冷板3与电池组4之间设置有导热层5。液冷板3和电池包箱体之间设置有上述的液冷板支撑缓冲结构100，可以有效提高电池包的稳定性及使用寿命。

实施例二

本实施例二提供了一种液冷板支撑缓冲结构100，该液冷板支撑缓冲结构100与实施例一中的液冷板支撑缓冲结构100的主要区别在于弹性隔热支撑部1的结构不同。

具体而言，如图1和图3所示，弹性隔热支撑部1包括相连接的软质橡胶泡沫层11和硬质泡沫层12，软质橡胶泡沫层11与液冷板3通过第一连接部2粘接，软质橡胶泡沫层11的面积等于液冷板3的面积，为液冷板3提供缓冲作用，硬质泡沫层12设置于电池包箱体底部，为液冷板3提供支撑作用。

更进一步地，软质橡胶泡沫层11和硬质泡沫层12之间通过第二连接部13粘接。可选地，第一连接部2和第二连接部13均为胶粘剂。

相较于实施例一，仅使用硅橡胶泡棉作为液冷板支撑缓冲结构100，成本较高，且有些电池包箱体底部不平整，使得硅橡胶泡棉各处压缩量不一致，导致液冷板3各处支撑力大小不一，从而影响液冷板支撑缓冲结构100的稳定性。因此，使用硬质泡沫层12与软质橡胶泡沫层11复合作为液冷板支撑缓冲结构100，一方面，保留了软质橡胶泡沫层11作为缓冲层的优点，而且节省材料成本。另一方面，使用硬质泡沫层12与箱体底面接触，在有些电池包箱体底部不平整的情况下，通过使用不同厚度的硬质泡沫层12，可以保证整个软质橡胶泡沫层11的压缩量一致，从而保证液冷板3各处支撑力一致，提高支撑稳定性。

硬质泡沫层12作为液冷板支撑缓冲结构100的一部分，要求其材料在一定外力下变形量小，且长时间压缩下，材料厚度一致，且拥有良好的耐老化性能。可选地，硬质泡沫层12可以由聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、聚丙烯泡沫塑料或聚氯乙烯泡沫塑料等材料制成。在本实施例中，聚苯乙烯泡沫塑料为最优选择。

在本实施例中，硬质泡沫层12的压缩率优选为0-5％。

实施例三

本实施例三提供了一种液冷板支撑缓冲结构100，该液冷板支撑缓冲结构100与上述实施例一、实施例二中的液冷板支撑缓冲结构100的主要区别在于弹性隔热支撑部1的结构不同。

如图4-图12所示，在本实施例中，弹性隔热支撑部1的面积小于液冷板3的面积。弹性隔热支撑部1中软质橡胶泡沫层11直接成型于液冷板3下表面，或者在硬质泡沫层12上直接成型软质橡胶泡沫层11，然后再安装到液冷板3上，或者该弹性隔热支撑部1包括底膜14和软质橡胶泡沫层11，软质橡胶泡沫层11粘接于或成型于底膜14上，再通过第一连接部2粘贴到液冷板3上。软质橡胶泡沫层11通过三维自动点胶机打印形成，该三维自动点胶机可通过外购获得，三维自动点胶机为现有技术中常见的结构，在此不再赘述。

软质橡胶泡沫层11可以是一整块结构，也可以包括多个独立结构。当软质橡胶泡沫层11包括多个独立结构时，可以将其看成由至少两个泡棉本体111组成。至少两个泡棉本体111依次分布且相邻泡棉本体111之间设有间隙，或者至少两个泡棉本体111互相连接形成具有第一形状(平铺截面形状)的软质橡胶泡沫层11。可选地，第一形状为网状、多边形或L形等。

如图4所示，该软质橡胶泡沫层11的形状为网状，具体地，该网状由一个个长条首尾粘接而成。若是该第一形状为多边形时，首先利用三维自动点胶机打印形成组成该多边形的多个边，然后将多边进行依次首尾粘接形成所需要的多边形。若是该第一形状为L形时，首先利用三维自动点胶机打印形成组成该L形的两条边，然后将这两条边粘接，形成所需要的L形。具体应用时，根据实际需要的软质橡胶泡沫层11的具体形状，首先将其拆分成至少两个泡棉本体，然后将这至少两个泡棉本体进行粘接，进而形成所需要的软质橡胶泡沫层11。

该软质橡胶泡沫层11的形状通过打印形成连续的第二形状，该第二形状为多边形、圆形、椭圆形、L形、U形或蛇形等。如图5所示，该软质橡胶泡沫层11的形状呈类似的回字形，由于该形状是一个连续的形状，可以通过一次成型直接形成该形状的泡棉本体111。具体地，首先做成一个类似于回字形的模型，然后用三维自动点胶机打印形成类似于回字形的泡棉本体111。

同样的，如图6所示，该软质橡胶泡沫层11的形状呈类似于蛇形的形状，由于该形状是一个连续的形状，可以通过一次成型直接形成该形状的泡棉本体111。具体地，首先做成一个类似于蛇形的模型，然后用三维自动点胶机打印形成类似于蛇形的泡棉本体111。

本实施例通过打印的方式形成一个连续的泡棉本体111，并将至少两个泡棉本体111分布在一起，相邻泡棉本体111之间设有间隙，在起到缓冲作用的同时还能够节省泡棉本体111，制作成本得到降低。此外，将至少两个泡棉本体111连接成第一形状，该第一形状可以根据用户需要进行连接。本实施例与将一整块泡棉本体111通过磨具冲切加工成各种形状相比，节省了泡棉本体111的使用量，使泡棉本体111使用率增加，加工方法也更加简单。

如图7-图9所示，本实施例中的泡棉本体111为横截面为近似半椭圆的泡棉本体条，泡棉本体111的数量包括九个，九个泡棉本体111平行分布，且相邻泡棉本体111之间的间隙均相同，形成软质橡胶泡沫层11。本发明软质橡胶泡沫层11可以通过改变泡棉本体111的横截面和相邻泡棉本体111之间的间距，获得不同缓冲力的弹性隔热支撑部1，从而满足不同的需求。

如图10-图12所示，在另一实施例中，泡棉本体111为横截面为长方形的泡棉本体条，泡棉本体111的数量包括四个，四个泡棉本体111依次首尾相接，形成一个长方形，当然本发明形成长方形的泡棉本体111的方式并不限于这一种情况，还可以是通过打印的方式直接打印出一个长方形的泡棉本体111。

在本实施例中，当软质橡胶泡沫层11与底膜14采用粘接形式时，二者之间设有第三连接部15。本实施例中的底膜14为PET薄膜，软质橡胶泡沫层11为由硅橡胶制成的硅橡胶泡棉本体。第三连接部15可以为双面胶、胶水或固体胶。当然本发明将软质橡胶泡沫层11固定于底膜14上的方法并不限于本实施例中的粘接方式，还可以是将软质橡胶泡沫层11直接成型于底膜14上，这种直接成型于底膜14上的结构没有粘接胶，软质橡胶泡沫层11固化后可以轻松从底膜14上撕下。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种液冷板支撑缓冲结构，位于液冷板(3)与电池包箱体之间，其特征在于，包括弹性隔热支撑部(1)，所述弹性隔热支撑部(1)的一端与所述液冷板(3)面接触连接，另一端设置于所述电池包箱体底部。

2.根据权利要求1所述的液冷板支撑缓冲结构，其特征在于，所述弹性隔热支撑部(1)包括软质橡胶泡沫层(11)。

3.根据权利要求1所述的液冷板支撑缓冲结构，其特征在于，所述弹性隔热支撑部(1)包括相连接的软质橡胶泡沫层(11)和硬质泡沫层(12)，所述软质橡胶泡沫层(11)与所述液冷板(3)通过第一连接部(2)粘接，所述硬质泡沫层(12)设置于所述电池包箱体底部。

4.根据权利要求3所述的液冷板支撑缓冲结构，其特征在于，所述软质橡胶泡沫层(11)和所述硬质泡沫层(12)之间通过第二连接部(13)粘接。

5.根据权利要求2或3所述的液冷板支撑缓冲结构，其特征在于，所述软质橡胶泡沫层(11)由PU泡棉、EPDM泡棉、聚氯丁烯泡棉或硅橡胶泡棉制成。

6.根据权利要求2或3所述的液冷板支撑缓冲结构，其特征在于，所述软质橡胶泡沫层(11)的厚度的取值范围为3mm-15mm。

7.根据权利要求2或3所述的液冷板支撑缓冲结构，其特征在于，所述软质橡胶泡沫层(11)的硬度的取值范围为10-70Shore00，压缩率为20％-70％。

8.根据权利要求3所述的液冷板支撑缓冲结构，其特征在于，所述硬质泡沫层(12)由聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、聚丙烯泡沫塑料或聚氯乙烯泡沫塑料制成。

9.根据权利要求3所述的液冷板支撑缓冲结构，其特征在于，所述硬质泡沫层(12)的压缩率为0-5％。

10.一种电池包，包括电池包箱体和液冷板(3)，所述液冷板(3)与所述电池包箱体之间设置有如权利要求1-9任一项所述的液冷板支撑缓冲结构(100)。