CN111490313A - 用于动力电池组的逆流式冷却系统及动力电池组 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及电池技术领域，具体涉及一种用于动力电池组的逆流式冷却系统及动力电池组，所述冷却系统包括多个冷却单元，多个所述冷却单元平行设置，所述冷却单元内设置有两套交错布置的冷却通道，所述两套交错布置的冷却通道内冷却介质的流动方向相反。本发明通过在每个冷却单元内设置两套交错布置的冷却通道，使每套冷却通道内冷却介质的流动方向相反，形成逆流，实现了冷却单元两端的冷却效果相同，克服了单向冷却时沿着流动方向冷却能力逐渐降低所引起的电池温度逐渐升高的弊端；通过多个冷却单元实现对动力电池进行冷却，且多个所述冷却单元平行设置，整体布置具有紧凑化、模块化的特点。

Description

用于动力电池组的逆流式冷却系统及动力电池组

技术领域

本申请实施例涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种用于动力电池组的逆流式冷却系统及动力电池组。

背景技术

新能源汽车是未来汽车发展的的必然趋势，动力电池作为其动力来源和关键技术，已经成为众多研发的单位的研究热点，发展质量轻、体积小和比能量高的动力电池成为重要趋势，但相伴而生的是电池工作及充放电过程过程中更高的释热强度，确保电池工作在合理的温度区间，成为制约动力电池技术发展的瓶颈之一。汽车在启动和加速过程中，电流变化较大且释热不均匀；在快速充放电过程中，电池同样会伴生大量释热。单体电池内部工作温度可能超过100摄氏度，过热时甚至接近200℃，这给电池寿命及安全性带来很大风险，新能源汽车动力电池燃烧和爆炸等严重事故时有发生，均与电池散热不良有关。

为维持动力电池工作在合理的温度范围，一般动力电池均设有主动冷却系统，主要的散热方式有空气冷却、液体冷却等，其中使用最为广泛的是空气冷却与液体冷却。相比空气冷却，液体冷却具有更好的冷却降温效果，可有效降低电池温度，但目前实际应用的液冷技术，普遍存在换热均匀性不高、可调控性差的问题，因此，经常会发生电池过热、电池寿命缩短，甚至发生电池燃烧等事故。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请第一方面在于提供一种用于动力电池组的逆流式冷却系统。

本申请第二方面在于提出一种具有上述用于动力电池组的逆流式冷却系统的动力电池组。

本申请第一方面所采用的技术方案为：一种用于动力电池组的逆流式冷却系统，包括多个冷却单元，多个所述冷却单元平行设置，所述冷却单元内设置有两套交错布置的冷却通道，所述两套交错布置的冷却通道内冷却介质的流动方向相反。

可选地，所述冷却单元的一侧设置有进口集管和出口集管，所述冷却单元的另一侧相对所述一侧对称设置有进口集管和出口集管；

多个所述冷却单元相同侧的冷却介质进口连接于同一根进口集管，多个所述冷却单元相同侧的冷却介质出口连接于同一根出口集管。

可选地，所述冷却单元包括冷却单元主体、冷却槽道和盖板；

所述冷却槽道设置于所述冷却单元主体内，所述冷却槽道包括多个第一冷却槽道和多个第二冷却槽道，所述第一冷却槽道与第二冷却槽道呈中心对称；

所述冷却单元主体的前后两面均设置有所述盖板，所述盖板用于密封所述第一冷却槽道和所述第二冷却槽道。

可选地，所述冷却单元还包括：两根进口支管和两根出口支管；

多个所述第一冷却槽道的冷却介质进口均连接于其中一根进口支管，多个所述第一冷却槽道的冷却介质出口均连接于其中一根出口支管；

多个所述第二冷却槽道的冷却介质进口均连接于另一根进口支管，多个所述第二冷却槽道的冷却介质出口均连接于另一根出口支管；

所述进口支管与所述进口集管连通，所述出口支管与所述出口集管连通。

可选地，所述冷却单元主体的两侧分别设置有Y型连接端口，所述Y型连接端口包括所述第一冷却槽道的冷却介质进口和第二冷却槽道的冷却介质出口，所述Y型连接端口上连接有所述进口支管和所述出口支管。

可选地，所述进口支管上设置有第一条形孔，所述第一条形孔与所述Y型连接端口设置有所述第一冷却槽道冷却介质进口的一侧相吻合；

所述出口支管上设置有第二条形孔，所述第二条形孔与所述Y型连接端口设置有所述第二冷却槽道冷却介质出口的一侧相吻合。

可选地，多个所述第一冷却槽道平行设置，多个所述第二冷却槽道也平行设置。

本申请第二方面所采用的技术方案为：一种动力电池组，设有如本申请第一方面所述的用于动力电池组的逆流式冷却系统。

采用本申请提供的用于动力电池组的逆流式冷却系统，通过在每个冷却单元内设置两套交错布置的冷却通道，每套冷却通道内冷却介质的流动方向相反，形成逆流，实现了冷却单元两端的冷却效果相同，克服了单向冷却时沿着流动方向冷却能力逐渐降低所引起的电池温度逐渐升高的弊端。

通过在冷却单元主体的两侧设置Y型连接端口，使冷却槽道的两端具有一定偏转角度，彼此逆流的冷却槽道的进出口不再处于同一平面，冷却单元主体两端的进出口完全分开，分别与各自的进口支管或者出口支管相连，实现了相邻冷却槽道完全逆流。

本发明通过多个冷却单元实现对相邻两个冷却单元之间的动力电池进行冷却，且多个所述冷却单元平行设置，整体布置具有紧凑化、模块化的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提出的用于动力电池组的逆流式冷却系统的结构示意图；

图2是本申请一实施例提出的用于动力电池组的逆流式冷却系统中冷却单元的结构示意图；

图3是本申请一实施例提出的用于动力电池组的逆流式冷却系统中冷却单元的局部剖视图；

图中：1-进口集管；2-出口集管；3-冷却单元；3.1-冷却单元主体；3.2-进口支管；3.3-出口支管；3.4-盖板；3.5-第一冷却槽道；3.6-第二冷却槽道；3.7-Y型连接端口；4-电池。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参考图1，图1是本申请一实施例提出的用于动力电池组的逆流式冷却系统的结构示意图，图中的箭头指向表示冷却介质的流动方向。如图1所示：

一种用于动力电池组的逆流式冷却系统，包括多个冷却单元3，多个所述冷却单元3平行设置，所述冷却单元3内设置有两套交错布置的冷却通道，所述两套交错布置的冷却通道内冷却介质的流动方向相反。

在本实施例中，冷却单元3主要用于对电池4进行冷却，多个冷却单元3共同组成冷却系统，多个冷却单元3之间平行设置，平行设置有利于布置，电池4设置在相邻的两个冷却单元3之间，相邻两个冷却单元3之间的距离具体可根据电池4的尺寸进行设置。

在冷却单元3内设置两套交错布置的冷却通道，在本实施例中，交错布置的冷却通道的结构和大小相同，但是两套冷却通道内的冷却介质进口反向设置，相应地，冷却介质出口也是完全反向设置，这样即可实现每套冷却通道内冷却介质的流动方向相反，每套冷却通道内的冷却介质形成逆流，实现了冷却单元3两端的冷却效果相同，两套冷却通道平行设置，且位置相互交错，以流向从左向右为正向，反之为反向为例，设置一个正向的冷却通道后，然后在下方设置一个反向的冷却通道，在在下方设置一个正向的冷却通道，以此类推，形成两套冷却通道相互交错，具体的，可参考图3所示进行设置，这样的设置克服了单向冷却时沿着流动方向冷却能力逐渐降低所引起的电池4温度逐渐升高的弊端。

参考图2，图2是本申请一实施例提出的用于动力电池组的逆流式冷却系统中冷却单元3的结构示意图。如图2所示：

在上一实施例的基础上，在本申请另一实施例中，所述冷却单元3的一侧设置有进口集管1和出口集管2，所述冷却单元3的另一侧相对所述一侧对称设置有进口集管1和出口集管2；

多个所述冷却单元3相同侧的冷却介质进口连接于同一根进口集管1，多个所述冷却单元3相同侧的冷却介质出口连接于同一根出口集管2。

在本实施例中，由于冷却系统是由多个冷却单元3组成的，每个冷却单元3都需要对冷却介质导入并导出，而多个冷却单元3之间是平行设置的，因此可以采用同一根进口集管1对所有冷却单元3的其中一套冷却通道进行冷却介质导入，然后采用同一根出口集管2对对所有冷却单元3的该套冷却通道内的冷却介质进行导出；同理，可以采用另一根进口集管1对所有冷却单元3的另一套冷却通道进行冷却介质导入，然后采用另一根出口集管2对对所有冷却单元3的另一套冷却通道内的冷却介质进行导出；通过这样的设置一共采用两根进口集管1和两根出口集管2即可实现对所有冷却单元3内的两套冷却通道进行冷却介质的导入和导出。

在具体设置时，连接同一套冷却通道的进口集管1和出口集管2分别设置在冷却单元3的斜对角处，进口集管1设置于冷却单元3的上端，出口集管2设置于冷却单元3的下端，具体的设置情况可参考图1中的设置。

参考图3，图3是本申请一实施例提出的用于动力电池组的逆流式冷却系统中冷却单元3的局部剖视图。如图3所示：

在上述任一实施例的基础上，在本申请另一实施例中，所述冷却单元3包括冷却单元主体3.1、冷却槽道和盖板3.4；

所述冷却槽道设置于所述冷却单元主体3.1内，所述冷却槽道包括多个第一冷却槽道3.5和多个第二冷却槽道3.6，所述第一冷却槽道3.5与第二冷却槽道3.6呈中心对称；

所述冷却单元主体3.1的前后两面均设置有所述盖板3.4，所述盖板3.4用于密封所述第一冷却槽道3.5和所述第二冷却槽道3.6。

在本实施例中，冷却单元3由冷却单元主体3.1、冷却槽道和盖板3.4组成，所有冷却槽道构成了冷却单元主体3.1，冷却槽道用于供冷却介质流动，实现对冷却单元3周围的电池4进行冷却，冷却槽道包括多个第一冷却槽道3.5和多个第二冷却槽道3.6，由于第一冷却槽道3.5与第二冷却槽道3.6呈中心对称，则将第一冷却槽道3.5和第二冷却槽道3.6分别设置于冷却单元主体3.1的两侧，且第一冷却槽道3.5与第二冷却槽道3.6的大小、深度等尺寸相同，并且第一冷却槽道3.5与第二冷却槽道3.6交错设置，采用这样的设计，冷却单元3在对电池4进行冷却时，两端的冷却介质的流量以及温度基本是相同的，使整个冷却单元3散热均匀，温度分布均匀，克服了沿着单一流动方向，由于冷却能力逐渐降低引起的电池4温度逐渐升高的弊端。

而由于冷却通道主要由冷却槽道构成，冷却介质都是流体，因此需要对冷却槽道进行密封形成管道，以供冷却介质流动，具体地，在冷却单元主体3.1的前后两面均设置有盖板3.4，盖板3.4将冷却槽道开口的地方密封起来，形成只有供冷却介质进入的冷却介质进口和供冷却介质流出的冷却介质出口的封闭管道。盖板3.4与冷却单元主体3.1之间可以采用焊接的方式进行连接，具体的焊接方式本领域技术人员可以根据实际情况进行选择。

在本申请另一实施例中，所述冷却单元3还包括：两根进口支管3.2和两根出口支管3.3；

多个所述第一冷却槽道3.5的冷却介质进口均连接于其中一根进口支管3.2，多个所述第一冷却槽道3.5的冷却介质出口均连接于其中一根出口支管3.3；

多个所述第二冷却槽道3.6的冷却介质进口均连接于另一根进口支管3.2，多个所述第二冷却槽道3.6的冷却介质出口均连接于另一根出口支管3.3；

所述进口支管3.2与所述进口集管1连通，所述出口支管3.3与所述出口集管2连通。

由于一个冷却单元3中的一套冷却管道是由多个冷却槽道构成的，而每个冷却槽道都需要有相应的冷却介质进入，并将冷却介质导出，且冷却槽道是沿着冷却单元主体3.1的纵向方向设置的，因此一个冷却单元主体3.1上具有多个冷却介质进口和多个冷却介质出口。冷却单元3中的冷却介质是由进口集管1导入，由出口集管2导出，而一根进口集管1无法与多个冷却单元3一侧的多个冷却介质进口同时连接，同理，一根出口集管2无法与多个冷却单元3一侧的多个冷却介质出口同时连接。

为了解决该问题，在冷却单元3的两侧设置有进口支管3.2和出口支管3.3，一根进口支管3.2与冷却单元3一侧的所有冷却介质进口相连，一根出口支管3.3与冷却单元3一侧的所有冷却介质出口相连。然后将进口支管3.2与其对应侧的进口集管1相连，将出口支管3.3与其对应侧的出口集管2相连。通过这样的设置，每个冷却单元3只需通过两根进口支管3.2与进口集管1相连，通过两根出口支管3.3与出口集管2相连即可实现对冷却单元3内的所有冷却槽道进行冷却介质导入和冷却介质导出。

在本申请另一实施例中，所述冷却单元主体3.1的两侧分别设置有Y型连接端口3.7，所述Y型连接端口3.7包括所述第一冷却槽道3.5的冷却介质进口和第二冷却槽道3.6的冷却介质出口，所述Y型连接端口3.7上连接有所述进口支管3.2和所述出口支管3.3。

在本实施例中，由于冷却单元主体3.1中设置有两套冷却通道，且两套冷却通道内冷却介质的流向相反，因此，冷却单元主体3.1的一侧既有一套冷却通道的冷却介质进口，也会有另一套冷却通道的冷却介质出口，而同一侧的所有冷却介质进口是与一根进口支管3.2相连的，同一侧的所有冷却介质出口是与一根出口支管3.3相连的，为了便于连接，将同一侧的冷却介质进口和冷却介质出口设置为Y型连接端口3.7。在冷却单元主体3.1的一侧，同时连接有一根进口支管3.2和一根出口支管3.3，进口支管3.2位于Y型连接端口3.7的一侧，出口支管3.3位于Y型连接端口3.7的另一侧。

通过在冷却单元主体3.1的两侧设置Y型连接端口3.7，使冷却槽道的两端具有一定偏转角度，彼此逆流的冷却槽道的进出口不再处于同一平面，冷却单元主体3.1两端的冷却介质进口和冷却介质出口完全分开，分别与各自的进口支管3.2或者出口支管3.3相连，实现了相邻冷却槽道完全逆流。

在本申请另一实施例中，所述进口支管3.2上设置有第一条形孔，所述第一条形孔与所述Y型连接端口3.7设置有所述第一冷却槽道3.5冷却介质进口的一侧相吻合；

所述出口支管3.3上设置有第二条形孔，所述第二条形孔与所述Y型连接端口3.7设置有所述第二冷却槽道3.6冷却介质出口的一侧相吻合。

由于进口支管3.2是与冷却单元主体3.1一侧的所有冷却介质进口相连，为了方便连接，在进口支管3.2上开设有第一条形孔，将冷却单元主体3.1一侧的所有冷却介质进口通过第一条形孔放入进口支管3.2内，进口支管3.2与冷却单元主体3.1之间通过焊接方式连接，防止冷却介质从连接处流出；同理，在出口支管3.3上设置有第二条形孔，将冷却单元主体3.1一侧的所有冷却介质出口通过第二条形孔放入出口支管3.3内，出口支管3.3与冷却单元主体3.1之间通过焊接方式连接，防止冷却介质从连接处流出。

在本申请另一实施例中，多个所述第一冷却槽道3.5平行设置，多个所述第二冷却槽道3.6也平行设置。

基于同一发明构思，本申请一实施例提供一种电力电池组，该电池组包括如上述任一个实施例中所述的用于动力电池组的逆流式冷却系统。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的一种用于动力电池组的逆流式冷却系统及动力电池组，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (8)

1.一种用于动力电池组的逆流式冷却系统，其特征在于，包括多个冷却单元（3），多个所述冷却单元（3）平行设置，所述冷却单元（3）内设置有两套交错布置的冷却通道，所述两套交错布置的冷却通道内冷却介质的流动方向相反。

2.根据权利要求1所述的用于动力电池组的逆流式冷却系统，其特征在于，所述冷却单元（3）的一侧设置有进口集管（1）和出口集管（2），所述冷却单元（3）的另一侧相对所述一侧对称设置有进口集管（1）和出口集管（2）；

多个所述冷却单元（3）相同侧的冷却介质进口连接于同一根进口集管（1），多个所述冷却单元（3）相同侧的冷却介质出口连接于同一根出口集管（2）。

3.根据权利要求1或2所述的用于动力电池组的逆流式冷却系统，其特征在于，所述冷却单元（3）包括冷却单元主体（3.1）、冷却槽道和盖板（3.4）；

所述冷却槽道设置于所述冷却单元主体（3.1）内，所述冷却槽道包括多个第一冷却槽道（3.5）和多个第二冷却槽道（3.6），所述第一冷却槽道（3.5）与第二冷却槽道（3.6）呈中心对称；

所述冷却单元主体（3.1）的前后两面均设置有所述盖板（3.4），所述盖板（3.4）用于密封所述第一冷却槽道（3.5）和所述第二冷却槽道（3.6）。

4.根据权利要求3所述的用于动力电池组的逆流式冷却系统，其特征在于，所述冷却单元（3）还包括：两根进口支管（3.2）和两根出口支管（3.3）；

多个所述第一冷却槽道（3.5）的冷却介质进口均连接于其中一根进口支管（3.2），多个所述第一冷却槽道（3.5）的冷却介质出口均连接于其中一根出口支管（3.3）；

多个所述第二冷却槽道（3.6）的冷却介质进口均连接于另一根进口支管（3.2），多个所述第二冷却槽道（3.6）的冷却介质出口均连接于另一根出口支管（3.3）；

所述进口支管（3.2）与所述进口集管（1）连通，所述出口支管（3.3）与所述出口集管（2）连通。

5.根据权利要求4所述的用于动力电池组的逆流式冷却系统，其特征在于，所述冷却单元主体（3.1）的两侧分别设置有Y型连接端口（3.7），所述Y型连接端口（3.7）包括所述第一冷却槽道（3.5）的冷却介质进口和第二冷却槽道（3.6）的冷却介质出口，所述Y型连接端口（3.7）上连接有所述进口支管（3.2）和所述出口支管（3.3）。

6.根据权利要求5所述的用于动力电池组的逆流式冷却系统，其特征在于，所述进口支管（3.2）上设置有第一条形孔，所述第一条形孔与所述Y型连接端口（3.7）设置有所述第一冷却槽道（3.5）冷却介质进口的一侧相吻合；

所述出口支管（3.3）上设置有第二条形孔，所述第二条形孔与所述Y型连接端口（3.7）设置有所述第二冷却槽道（3.6）冷却介质出口的一侧相吻合。

7.根据权利要求3所述的用于动力电池组的逆流式冷却系统，其特征在于，多个所述第一冷却槽道（3.5）平行设置，多个所述第二冷却槽道（3.6）也平行设置。

8.一种动力电池组，其特征在于，包括权利要求1至7中任意一项所述的用于动力电池组的逆流式冷却系统。

Images