CN111525211A - 用于电池包的控制组件、电池包和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电池包的控制组件、电池包和车辆,该用于电池包的控制组件包括：壳体，所述壳体内设有容纳腔，所述壳体的外表面具有第一冷却平面；控制件，所述控制件用于控制所述电池包的输出电路的通断，所述控制件设在所述容纳腔内；冷却件，所述冷却件用于对所述控制件进行冷却，所述冷却件具有与所述第一冷却平面对应设置的第二冷却平面。本发明实施例的用于电池包的控制组件，通过设置冷却件,可以利用第一冷却面和第二冷却面将冷却件与控制件传热连接，以利用冷却件对控制件进行冷却降温，保证控制件的工作温度，延长控制件的使用寿命，防止控制组件温度过高而对电池包内的电池产生影响。

Description

用于电池包的控制组件、电池包和车辆

技术领域

本发明涉及车辆制造技术领域，具体而言，涉及一种用于电池包的控制组件、具有所述用于电池包的控制组件的电池包和具有所述电池包的车辆。

背景技术

相关技术中的电动车辆，随着电池包的放电倍率越来越高，电池包的工作电流越来越大，导致集成在电池包内部的BDU在大电流工作时发热量增大。当BDU离电池表面很近时，温度过高的BDU会影响周围电池的温度，造成电池包整体温差变大。BDU的工作温度过高亦会导致BDU内某些电气元器件使用寿命降低。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种用于电池包的控制组件，以使该用于电池包的控制组件具有冷却效果好、工作可靠和使用寿命长等优点。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于电池包的控制组件，所述用于电池包的控制组件包括：壳体，所述壳体内设有容纳腔，所述壳体的外表面具有第一冷却平面；控制件，所述控制件用于控制所述电池包的输出电路的通断，所述控制件设在所述容纳腔内；冷却件，所述冷却件用于对所述控制件进行冷却，所述冷却件具有与所述第一冷却平面对应设置的第二冷却平面。

根据本发明实施例的用于电池包的控制组件，具有冷却效果好、工作可靠和使用寿命长等优点。

另外，根据本发明上述实施例的用于电池包的控制组件还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述冷却件包括：冷却板，所述冷却板内具有冷却流道，所述冷却板上设有与所述冷却流道连通的冷却进口和冷却出口，所述冷却板的上表面形成所述第二冷却平面。

根据本发明的一些实施例，所述冷却板包括：本体部，所述本体部内具有所述冷却流道，所述冷却流道沿所述本体部的长度方向延伸；第一端头，所述第一端头与所述本体部流体连通，所述冷却进口形成在所述第一端头上；第二端头，所述第二端头与所述本体部流体连通，所述冷却出口形成在所述第二端头上，所述第一端头与所述第二端头分别位于所述本体部长度方向上的两端。

根据本发明的一些实施例，所述冷却件还包括：导热垫，所述导热垫夹持在所述第一冷却平面与所述第二冷却平面之间。

根据本发明的一些实施例，所述壳体具有与所述容纳腔连通的散热通孔。

根据本发明的一些实施例，所述散热通孔设在所述壳体的外顶面。

根据本发明的一些实施例，所述壳体具有安装槽，所述安装槽的槽底面形成所述第一冷却平面，所述冷却件的至少一部分配合在所述安装槽内。

根据本发明的一些实施例，所述控制件安装在所述壳体的内底面，所述安装槽位于所述壳体的外底面。

相对于现有技术，本发明所述的用于电池包的控制组件具有以下优势：

本发明所述的用于电池包的控制组件，具有冷却效果好、工作可靠和使用寿命长等优点。

本发明的另一个目的在于提出一种电池包，以使所述电池包具有工作温度较低且分别均匀、可靠性高等优点。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种电池包，包括：电芯模块，所述电芯模块与所述电池包的输出电路相连；电芯冷却系统，所述电芯冷却系统用于对所述电芯模块进行冷却；控制组件，所述控制组件为上述的用于电池包的控制组件；控制阀，所述控制阀具有第一工作状态和第二工作状态，在所述控制阀处于所述第一工作状态下，所述冷却件与所述电芯冷却系统流体连通，在所述控制阀处于所述第二工作状态下，所述冷却件与所述电芯冷却系统断开连接。所述电池包与上述用于电池包的控制组件相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的另一个目的在于提出一种车辆，以使所述车辆具有行驶平稳、工作可靠等优点。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆，包括上述的电池包。所述车辆与上述电池包相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的用于电池包的控制组件的结构示意图。

图2是根据本发明实施例的用于电池包的控制组件的爆炸图。

图3是根据本发明实施例的用于电池包的控制组件的冷却件的爆炸图。

图4是根据本发明实施例的于电池包的局部结构示意图。

附图标记：控制组件1、壳体100、第一冷却平面101、散热通孔102、安装槽103、冷却件200、第二冷却平面201、冷却板210、本体部211、第一端头212、第二端头213、冷却流道220、冷却进口221、冷却出口222、导热垫230、电芯冷却系统2、控制阀3。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考图1-图4并结合实施例来详细说明本发明。

参照图1-图4所示，根据本发明实施例的用于电池包的控制组件1包括壳体100、控制件和冷却件200。

壳体100内设有容纳腔，壳体100的外表面具有第一冷却平面101；控制件用于控制电池包的输出电路的通断，控制件设在容纳腔内。冷却件200用于对控制件进行冷却，冷却件200具有与第一冷却平面101对应设置的第二冷却平面201。

这里需要理解的是，“第一冷却平面101与第二冷却平面201对应设置”是指第一冷却平面101与第二冷却平面201既可以直接贴合设置，第一冷却平面101与第二冷却平面201也可以间接贴合设置，例如第一冷却平面101与第二冷却平面201之间可以夹持有导热胶层。控制件可以为电池包断路单元BDU(Battery Disconnect Unit)。具体而言，冷却件200可以为流通有冷却介质的换热器，冷却介质可以与电池包的冷却系统连通，以共用相同的冷却介质和循环系统。

根据本发明实施例的用于电池包的控制组件1，通过设置冷却件200，可以利用冷却件200对控制件进行冷却，便于使控制件在合适的温度范围内进行工作，避免控制件在工作过程中出现温度过高的情况，防止持续高温下控制件内部元器件老化过程加快，便于提高控制件的工作可靠性，延长控制件的使用寿命。

并且，通过调节控制件的工作温度，可以增大控制件的工作电流，提高电池包的放电倍率，提高电池包的充放电性能，提高电池包的功能性和适用范围。

此外，由于控制组件1集成在电池包内部，若控制组件1的工作温度过高，则会对其周围的电池造成辐射影响。由此，通过调节控制件的工作温度，可以防止控制组件1将高温传递到周围的电池而影响电池的正常工作，可以使电池包内各处的温度分布较均匀，避免电池包内出现温差较大的区域，提高电池包的整体性能。

进一步地，通过在壳体100上设置第一冷却平面101，在冷却件200上设置第二冷却平面201，可以增大壳体100与冷却件200的接触面积，便于热量快速地从控制件传递到冷却件200，使控制件能够可靠地冷却降温，提高冷却件200的冷却效率。

因此，根据本发明实施例的用于电池包的控制组件1具有冷却效果好、工作可靠和使用寿命长等优点。

下面参考附图描述根据本发明具体实施例的用于电池包的控制组件1。

在本发明的一些具体实施例中，参照图1-图4所示，根据本发明实施例的用于电池包的控制组件1包括壳体100、控制件和冷却件200。

具体地，如图2所示，冷却件200包括冷却板210，冷却板210内具有冷却流道220，冷却板210上设有与冷却流道220连通的冷却进口221和冷却出口222，冷却板210的上表面形成第二冷却平面201。这样便于第二冷却平面201的设置，便于冷却件200与控制件配合安装，增大冷却件200与控制件之间的接触面积，提高冷却件200的冷却效果。

更为具体地，如图3所示，冷却板210包括本体部211、第一端头212和第二端头213，本体部211内具有冷却流道220，冷却流道220沿本体部211的长度方向延伸。第一端头212与本体部211流体连通，冷却进口221形成在第一端头212上。第二端头213与本体部211流体连通，冷却出口222形成在第二端头213上，第一端头212与第二端头213分别位于本体部211长度方向上的两端。这样可以减小冷却流道220内的压降，对冷却介质的流速影响较小，便于提高冷却板210的冷却效率。

具体地，本体部211、第一端头212和第二端头213通过焊接方式进行连接。

进一步地，如图2所示，冷却流道220包括多个，多个冷却流道220沿本体部211的宽度方向间隔设置。这样不仅便于增加冷却流道220的流通截面积，提高冷却介质的流量，而且可以使冷却板210内冷却介质的分布更加地均匀，提高冷却板210内各处的温度均匀性。由此，进一步便于提高冷却件200的冷却效率。

可选地，如图2所示，冷却件200还包括导热垫230，导热垫230夹持在第一冷却平面101与第二冷却平面201之间。这样可以使第一冷却平面101和第二冷却平面201分别与导热垫230紧密地贴合设置，减小第一冷却平面101与第二冷却平面201之间的热阻，增加冷却件200与壳体100之间的换热效率。

进一步地，导热垫230可以为导热胶，导热垫230也可以为其他具有较高导热率的可变形材料件。

具体地，如图2所示，壳体100具有与容纳腔连通的散热通孔102。由此，散热通孔102可以加快壳体100内的气体流动，便于将壳体100内的热空气扩散到壳体100外的环境中，从而提高控制件的冷却散热性能。

这里需要理解的是，由于壳体100内空间较小而不利于热量的扩散，因而会导致控制件和壳体100的温度快速升高，若将壳体100内的热空气及时扩散到壳体100外的电池包内的环境中，由于电池包内的空间远远大于壳体100内的空间，因而从壳体100扩散出的热空气不会对电池包内的环境中的电池产生较大影响，该影响可以近似忽略。

在一些具体实施例中，控制件设在容纳腔内，冷却件200用于对控制件进行冷却，壳体100具有与容纳腔连通的散热通孔102。由此，可以使壳体100内靠近第一冷却平面101的区域内具有温度较低的冷空气，加快壳体100内冷热空气之间的流动，使壳体100内的热空气可以快速地通过散热通孔102扩散到壳体100外的电池包环境中。

更为具体地，如图2所示，散热通孔102设在壳体100的外顶面。这样便于壳体100内热空气向外界扩散，进一步便于提高对控制件的冷却散热效果。

在一些实施例中，如图2所示，壳体100的外底面具有第一冷却平面101，壳体100的外顶面具有散热通孔102。控制件包括继电器和熔断器，继电器和熔断器在大电流工作时产生的大量热量可以直接通过壳体100顶部的散热通孔102散发到外面，壳体100底部的冷空气能够更加有效率的给整个壳体100内的空间进行降温处理。例如，通过冷却件200与散热通孔102配合工作，可以将继电器与铜排连接处的温度降低20℃，壳体100的表面温度从58℃降低到30℃。

可选地，散热通孔102为多个且在壳体100的外顶面间隔设置(上下方向如图2中的箭头A所示)。散热通孔102大体呈长条形，多个散热通孔102中包括沿壳体100的长度方向延伸的散热通孔102和沿壳体100的宽度方向延伸的散热通孔102。

在一些实施例中，如图2所示，壳体100具有安装槽103，安装槽103的槽底面形成第一冷却平面101，冷却件200的至少一部分配合在安装槽103内。这样可以利用安装槽103对冷却件200进行定位，便于冷却件200的安装设置，提高冷却件200的设置可靠性和稳定性。便于第一冷却平面101与第二冷却平面201相配合，进一步便于提高冷却件200的冷却效果。

进一步地，控制件安装在壳体100的内底面，安装槽103位于壳体100的外底面。这样便于减小控制件与冷却件200之间的设置距离，使控制件可以尽可能地靠近冷却件200设置，以便于控制件产生的热量可以快速地传递到冷却件200，提高冷却件200的冷却速率。

可选地，在壳体100的外底面所在的平面内，壳体100的外底面的外轮廓的面积为A，第一冷却平面101的投影面积为B，则B大于或等于0.6A。也就是说，在壳体100的外底面所在的平面内，第一冷却平面101的投影面积大于或等于壳体100的外底面的外轮廓面积的60％。在壳体100的外底面所在的平面内，第二冷却平面201的投影的形状与面积与第一冷却平面101完全相同。

根据本发明另一方面实施例的电池包，如图4所示，电池包包括电芯模块、电芯冷却系统2、控制组件1和控制阀3，电芯模块与电池包的输出电路相连，电芯冷却系统2用于对电芯模块进行冷却，控制组件1为上述实施例的用于电池包的控制组件1。控制阀3具有第一工作状态和第二工作状态，在控制阀3处于第一工作状态下，冷却件200与电芯冷却系统2流体连通，在控制阀3处于第二工作状态下，冷却件200与电芯冷却系统2断开连接。这样将冷却件200与电芯冷却系统2结合在一起进行工作，冷却件200可以借助电芯冷却系统2内的冷却介质和循环系统进行工作，便于简化冷却件200的结构，简化电池包的结构。

具体地，如图4所示，冷却件200位于电芯冷却系统2的下游。换言之，在冷却介质的流动方向上，冷却系统相比冷却件200更靠近冷却介质的源头设置。也就是说，冷却介质先流经电芯冷却系统2对电池进行冷却，再流经冷却件200对控制件进行冷却。这样在不影响电池冷却效果的情况下，可以解决控制件的冷却散热问题，避免控制件在大电流工作后温度过高。

可选地，冷却件200与电芯冷却系统2串联设置，冷却件200与控制阀3并联设置，在控制阀3处于第一工作状态下，控制阀3处于断开的状态，冷却件200与电芯冷却系统2流体连通，在控制阀3处于第二工作状态下，控制阀3处于导通的状态，冷却件200与电芯冷却系统2断开连接。由此，通过控制控制阀3的工作状态可以决定冷却件200是否工作，提高冷却件200的工作灵活性。

进一步地，控制阀3可以为两通电磁阀。

这里需要理解的是，“冷却件200与电芯冷却系统2断开连接”是指电芯冷却系统2内流出的冷却介质流经控制阀3后从冷却介质出口流出电池包，此时电芯冷却系统2流出的冷却介质不会流经冷却件200，也就是说冷却件200与电芯冷却系统2之间无冷却介质的流动。

可选地，当电池包内电池温度小于30℃时，可以使控制阀3处于第二工作状态，当电池包内电池温度在大于35℃且小于或等于45℃的范围内，且电池的温差大于5℃时，可以使控制阀3处于第一工作状态，当电池包内电池温度大于45℃时，可以使控制阀3处于第二工作状态。也就是说，当电池温度在大于35℃且小于或等于45℃，且电池最高温度与最低温度之间的温差大于5℃时，开启冷却件200对控制件进行冷却，此时冷却介质既对对电池进行冷却，也对控制件进行冷却；当电池最高温度大于45℃时，为提高电池冷却效率，快速降低电池温度，关闭冷却件200不对控制件进行冷却。

根据本发明实施例的电池包，由于根据本发明上述实施例的用于电池包的控制组件1具有上述技术效果，因此，根据本发明实施例的电池包也具有相应的技术效果，即用于电池包的控制组件1具有冷却效果好、工作可靠和使用寿命长等优点。

根据本发明另一方面实施例的车辆，包括上述实施例的电池包。

根据本发明实施例的车辆，由于根据本发明上述实施例的电池包具有上述技术效果，因此，根据本发明实施例的车辆也具有相应的技术效果，即用于电池包的控制组件1具有冷却效果好、工作可靠和使用寿命长等优点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于电池包的控制组件(1)，其特征在于，包括：

壳体(100)，所述壳体(100)内设有容纳腔，所述壳体(100)的外表面具有第一冷却平面(101)；

控制件，所述控制件用于控制所述电池包的输出电路的通断，所述控制件设在所述容纳腔内；

冷却件(200)，所述冷却件(200)用于对所述控制件进行冷却，所述冷却件(200)具有与所述第一冷却平面(101)对应设置的第二冷却平面(201)。

2.根据权利要求1所述的用于电池包的控制组件(1)，其特征在于，所述冷却件(200)包括：

冷却板(210)，所述冷却板(210)内具有冷却流道(220)，所述冷却板(210)上设有与所述冷却流道(220)连通的冷却进口(221)和冷却出口(222)，所述冷却板(210)的上表面形成所述第二冷却平面(201)。

3.根据权利要求2所述的用于电池包的控制组件(1)，其特征在于，所述冷却板(210)包括：

本体部(211)，所述本体部(211)内具有所述冷却流道(220)，所述冷却流道(220)沿所述本体部(211)的长度方向延伸；

第一端头(212)，所述第一端头(212)与所述本体部(211)流体连通，所述冷却进口(221)形成在所述第一端头(212)上；

第二端头(213)，所述第二端头(213)与所述本体部(211)流体连通，所述冷却出口(222)形成在所述第二端头(213)上，所述第一端头(212)与所述第二端头(213)分别位于所述本体部(211)长度方向上的两端。

4.根据权利要求1所述的用于电池包的控制组件(1)，其特征在于，所述冷却件(200)还包括：

导热垫(230)，所述导热垫(230)夹持在所述第一冷却平面(101)与所述第二冷却平面(201)之间。

5.根据权利要求1所述的用于电池包的控制组件(1)，其特征在于，所述壳体(100)具有与所述容纳腔连通的散热通孔(102)。

6.根据权利要求5所述的用于电池包的控制组件(1)，其特征在于，所述散热通孔(102)设在所述壳体(100)的外顶面。

7.根据权利要求1所述的用于电池包的控制组件(1)，其特征在于，所述壳体(100)具有安装槽(103)，所述安装槽(103)的槽底面形成所述第一冷却平面(101)，所述冷却件(200)的至少一部分配合在所述安装槽(103)内。

8.根据权利要求7所述的用于电池包的控制组件(1)，其特征在于，所述控制件安装在所述壳体(100)的内底面，所述安装槽(103)位于所述壳体(100)的外底面。

9.一种电池包，其特征在于，包括：

电芯模块，所述电芯模块与所述电池包的输出电路相连；

电芯冷却系统(2)，所述电芯冷却系统(2)用于对所述电芯模块进行冷却；

控制组件(1)，所述控制组件(1)为根据权利要求1-8中任一项所述的用于电池包的控制组件(1)；

控制阀(3)，所述控制阀(3)具有第一工作状态和第二工作状态，在所述控制阀(3)处于所述第一工作状态下，所述冷却件(200)与所述电芯冷却系统(2)流体连通，在所述控制阀(3)处于所述第二工作状态下，所述冷却件(200)与所述电芯冷却系统(2)断开连接。

10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求9中所述的电池包。

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