CN110380153A - 一种动力电池包液冷系统 - Google Patents

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黄文雪
高二平
韩宁
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Abstract

本发明公开了一种动力电池包液冷系统，包括布设在电池箱体底板与电池模组之间的液冷板及位于液冷板两侧的液冷管，所述液冷板的顶端面平铺有导热片，位于液冷板的底端设有保温支撑件；所述保温支撑件包括用于支撑液冷板的支撑件以及用于填充液冷板和电池箱体底板之间的保温层。本发明在液冷板的底端设置保温支撑件，达到对液冷板保护支撑作用的同时还实现阻止电池箱内部与外界散热，并使液冷板通过导热垫与电池模组紧密贴合，提升电池系统整体安全性。

Description

一种动力电池包液冷系统
技术领域
本发明属于动力电池热管理系统，具体涉及一种动力电池包液冷系统。
背景技术
电动汽车使用的锂离子电池，其各方面性能受温度的影响较为显著。电动汽车在不同工况下运行时，锂电池以不同倍率进行放电，电池包内的热量开始积聚。对于采用液体冷却方式的电池包，电池产生的热量通过液冷板到达液体表面，再通过液体循环带离电池包。考虑到加工平面度和运输便利，液冷板一般分成多块，多块液冷板之间通过管路连接。但由于电池包底部模组与液冷板因接触不良会造成冷却或加热路径断开问题，另外，还存在箱体内部与外界散热所造成的电池模组温度不均匀的问题。
发明内容
本发明的目的是提供了一种动力电池包液冷系统，达到电池包内安全、均温的作用，并能提高电池的能量密度。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种动力电池包液冷系统，包括布设在电池箱体底板与电池模组之间的液冷板及位于液冷板两侧的液冷管，所述液冷板的顶端面平铺有导热片，位于液冷板的底端设有保温支撑件；所述保温支撑件包括用于支撑液冷板的支撑件以及用于填充液冷板和电池箱体底板之间的保温层。
所述保温层的中间开设有槽口，所述支撑件内嵌在所述槽口中，且支撑件的厚度不小于保温层的厚度。
进一步方案，所述支撑件的材质为支撑泡棉或硬质支撑块，保温层的材质为保温泡棉。
进一步方案，所述液冷板包括上液冷板、下液冷板，所述液冷管包括管道，所述管道的一端为进/出液口、另一端通过U形管分别与上液冷板、下液冷板连通。
更进一步方案，所述下液冷板为四个位于同一水平线布置，所述管道分别与四个所述的下液冷板连通。
进一步方案，所述管道的中部依次通过三通接头、水嘴与下液冷板连通，所述U形管通过直角弯头分别与位于同一端的上液冷板、下液冷板连通。
优选的，所述U形管与管道之间通过换向阀连接。
本系统中的保温支撑件是由支撑件和保温层共同组成，要求支撑件的导热系数低、耐老化，保温层导热系数低、疏水、绝缘。其中支撑件可为支撑泡棉或硬质支撑块，优选的是支撑泡棉，如美国罗杰斯硅胶泡棉BISCO HT-800系列。保温层的材质为保温泡棉，实现对电池箱内部进行保温。
泡棉是塑料粒子发泡后的材料，有PU泡棉、保温泡棉、防静电泡棉、导电泡棉、EPE、防静电EPE、PORON、CR，EVA、架桥PE、SBR、EPDM等。支撑泡棉是一种保护包装材料，其具有高压缩回弹特性，是以薄膜冲气形成许多颗粒棉被状, 利用冲气粒状体以保护产品能在运输过程中不致以损坏。硬质支撑块是指橡胶块、软木、橡胶弹簧等硬质的能支撑的物质。
即本申请中保温泡棉、支撑泡棉、硬质支撑块均是现有的产品，直接在市场上就可购买到。
保温泡棉的厚度由液冷板底端面与电池箱底板的顶端面之间的设计空间决定的，支撑泡棉厚度一般不小于保温泡棉的厚度，装入电池模组后其对支撑泡棉施加一定压力后，支撑泡棉压缩后正好达到设计空间，使得厚度与保温泡棉的厚度一致，保证本液冷系统与电池模组的底端面能够紧密接触，通过电池模组进行更好的散热。支撑泡棉嵌套在保温层或者两者是联合使用形式的均可以认为是本发明范围内。
本发明在液冷板的底端设置保温支撑件，达到对液冷板保护支撑作用的同时还实现阻止电池箱内部与外界散热。即不仅可解决现有电池包中电池模组与液冷板接触不良所造成冷却或加热路径断开的问题，而且还解决了电池箱内部由于与外界散热所造成的电池模组温度不均匀的问题。
保温支撑件中的保温层能使得液冷板的热量不至于通过电池箱的箱体向外界散失，提高电池包内的温度均匀性的同时降低了所需冷却液的流动流量，提升整车能效。支撑件支撑电池模组，并使液冷板通过导热垫与电池模组紧密贴合，提升电池系统整体安全性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图，
图2为图1的爆炸示意图，
图3为液冷板与液冷管的布置示意图，
图4为保温支撑件的结构示意图。
图中：1-液冷板，11-下液冷板，12-上液冷板；2-液冷管，21-进/出液口、22-管道，23-三通接头，24-水嘴，25-直接弯头，26-换向阀，27-U形管；3-导热片，4-保温支撑件，41-支撑件，42-保温层。
具体实施方式
以上所述，仅为本发明较佳具体实施方式，但本发明保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此本发明保护范围以权利要求书的保护范围为准。
如图1-4所示，一种动力电池包液冷系统，包括布设在电池箱体底板与电池模组之间的液冷板1及位于液冷板1两侧的液冷管2，所述液冷板1的顶端面平铺有导热片3，位于液冷板1的底端设有保温支撑件4。所述保温支撑件4包括用于支撑液冷板1的支撑件41以及用于填充液冷板1和电池箱体底板之间的保温层42。
导热片布置于电池模组与液冷板之间，以填充液冷板和电池模组底部的尺寸公差，促使电池模组与液冷板之间的传热顺畅。为了避免导热片发生偏移，可通过胶粘、双面胶固定等方式将导热片粘贴在液冷板1的顶端面上。液冷板布置于导热片与电池箱之间，充当热媒或冷媒。
在液冷板的底端设置保温支撑件，达到对液冷板保护支撑作用的同时还实现阻止电池箱内部与外界散热。其中的保温层能使得液冷板的热量不至于通过电池箱的箱体向外界散失，提高电池包内的温度均匀性的同时降低了所需冷却液的流动流量，提升整车能效。支撑件支撑电池模组，并使液冷板通过导热垫与电池模组紧密贴合，提升电池系统整体安全性。
进一步方案，所述保温层42的中间开设有槽口，所述支撑件41内嵌在所述槽口中，且支撑件41的厚度不小于保温层42的厚度。所述支撑件41的材质为支撑泡棉，保温层42的材质为保温泡棉。
另一种技术方案，支撑件41的材质为橡胶支撑块或橡胶弹簧也可实现上述技术方案。
进一步方案，所述液冷板1包括上液冷板12、下液冷板11，所述液冷管2包括管道22，所述管道22的一端为进/出液口21、另一端通过U形管27分别与上液冷板12、下液冷板11连通。
更进一步方案，所述下液冷板11为四个位于同一水平线布置，所述管道22分别与四个所述的下液冷板11连通。
进一步方案，所述管道22的中部依次通过三通接头23、水嘴24与下液冷板11连通，所述U形管通过直角弯头25分别与位于同一端的上液冷板12、下液冷板11连通。
所述U形管27与管道22之间通过换向阀26连接，通过换向阀26来控制冷却液的流动方向。
本实施例中以双层共5个电池模组为例进行说明（也可根据实现需要来设置电池模组的数量），即上层电池模组中有4个电池单体串并联构成，下层有四个电池模组，每个电池模组是由4-6个电池单体串并联构成。具体的，液冷板分一个上液冷板12、四个平行设置的下液冷板11，下液冷板11之留有空隙，以利于提高电池包的热扩散。液冷管2布置在液冷板1的两侧，其中一端的进/出液口21设置在液冷板外侧，另一端通过U形管27分别与上液冷板12及位于末端的一个下液冷板11连通形成循环回路，管道22的中部依次通过三通接头23、水嘴24与下液冷板11连通形成循环回路，促使冷却液能均匀流动。进/出液口21可用于进液或出液，通过换向阀26来控制冷却液的流动方向。冷却液流动过程中将电池模组所散出的热量带离电池包，从而使电池系统在安全的温度范围工作。
保温支撑件4可根据液冷板的数量来相应的布置，为了固定，也可将其通过胶粘、双面胶固定等方式将其粘附在电池箱底板或液冷板1的底端面。
以上附图说明与具体实施方式仅仅是对本发明方法的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明方法的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明专利的保护范围。

Claims (7)

1.一种动力电池包液冷系统，包括布设在电池箱体底板与电池模组之间的液冷板（1）及位于液冷板（1）两侧的液冷管（2），其特征在于：所述液冷板（1）的顶端面平铺有导热片（3），位于液冷板（1）的底部设有保温支撑件（4）；所述保温支撑件（4）包括用于支撑液冷板（1）的支撑件（41）以及用于填充液冷板（1）和电池箱体底板之间的保温层（42）。
2.根据权利要求1所述的一种动力电池包液冷系统，其特征在于：所述保温层（42）的中间开设有槽口，所述支撑件（41）内嵌在所述槽口中，且支撑件（41）的厚度不小于保温层（42）的厚度。
3.根据权利要求1所述的一种动力电池包液冷系统，其特征在于：所述支撑件（41）的材质为支撑泡棉或硬质支撑块，保温层（42）的材质为保温泡棉。
4.根据权利要求1所述的一种动力电池包液冷系统，其特征在于：所述液冷板（1）包括上液冷板（12）、下液冷板（11），所述液冷管（2）包括管道（22），所述管道（22）的一端为进/出液口（21）、另一端通过U形管（27）分别与上液冷板（12）、下液冷板（11）连通。
5.根据权利要求4所述的一种动力电池包液冷系统，其特征在于：所述下液冷板（11）为四个且位于同一水平线布置，所述管道（22）分别与四个所述的下液冷板（11）连通。
6.根据权利要求5所述的一种动力电池包液冷系统，其特征在于：所述管道（22）的中部依次通过三通接头（23）、水嘴（24）与下液冷板（11）连通，所述U形管（27）通过直角弯头（25）分别与位于同一端的上液冷板（12）、下液冷板（11）连通。
7.根据权利要求4所述的一种动力电池包液冷系统，其特征在于：所述U形管（27）与管道（22）之间通过换向阀（26）连接。
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