CN111864309A - 电池包及其冷板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池包及其冷板。本发明中，冷板上开设有用于冷却介质流入的总进路通道、用于冷却介质流出的总出路通道以及连通总进路通道和总出路通道的多个冷却模块，且各冷却模块相并联；各冷却模块中具有多个串联的冷却子模块，各冷却子模块中具有流体通道；总进路通道的入口处设有多个分流道，分流道的数量与冷却模块的数量相同，且一一对应设置；分流道朝向其对应的冷却模块方向延伸。与现有技术相比，使得电池包散热均匀，并且使用更为安全可靠。

Description

电池包及其冷板

技术领域

本发明涉及电池领域，特别涉及电池包及其冷板。

背景技术

电池包包括底板、放置在底板上的多个电池模组、包围在电池模组的外框和顶板。电池模组固定在底板上，外框与底板相固定，顶板与底板相对设置，顶板与外框固定在一起。电池模组中又放置有多个电芯，在电池包工作中，电芯会长期发热，电池模组中与电池包的各侧边相邻的电芯热量可有部分散出，但位于中心区域电芯的热量难以散出，电池包长期处于高温下工作，将影响电池包的使用寿命，且具有安全隐患。另外，电池包放置在汽车中使用时，电池包温度过高会影响到汽车的周边零部件，让汽车一直处于高温环境下运行，安全性差，也影响汽车其他零部件的寿命。

为了让电池包可实现散热，在电池模组与底板之间设置冷板，冷却介质在冷板中循环流动，通过对电池模组的热量进行传导散出热量。但现有的冷板中冷却介质从冷板的入口中流入，然后形成一股从冷板的一侧流向另一侧，但这种流通方式会让冷板入口处对应的电池模组得到有校散热，但其他地方散热效果不佳，导致电池包整体散热不均匀，进而在电池包使用在汽车内时，使得汽车局部温度升高，造成安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池包及其冷板，使得电池包散热均匀，并且使用更为安全可靠。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种电池包的冷板，电池包的冷板上开设有用于冷却介质流入的总进路通道、用于所述冷却介质流出的总出路通道以及连通所述总进路通道和所述总出路通道的多个冷却模块，且各所述冷却模块相并联；

各所述冷却模块中具有多个串联的冷却子模块，各所述冷却子模块中具有流体通道；

所述总进路通道的入口处设有多个分流道，所述分流道的数量与所述冷却模块的数量相同，且一一对应设置；所述分流道朝向其对应的冷却模块方向延伸。

本发明的实施方式还提供了一种电池包，包括如上所述的冷板、排列设置在冷板上的电池模组，所述电池模组中具有多个电芯。

本发明实施方式相对于现有技术而言，由于设有总进路通道、总出路通道和多个冷却模块，且各冷却模块并联，总进路通道的入口处设有多个分流道，分流道朝向其对应的冷却模块方向延伸，冷却介质进入总进路通道，在总进路通道中分流进入各冷却模块，使得冷却介质各更为均匀的进入各冷却模块中。各冷却模块中又具有多个串联的冷却子模块，各冷却子模块中具有流体通道，冷却介质可在各流体通道内流动，再从冷却模块中流出，使得各冷却模块中各区域都有适量的冷却介质流经，从而各冷却模块对应的电池模组可被更好的散热。进而实现让电池包散热均匀，提高电池包的寿命，使用也更为安全。也让电池包运用在汽车中时，让电池包周边零件不会被电池包影响，让汽车有安全的运行环境。

在一实施例中，各所述冷却模块沿预设方向顺次排列；且所述总进路通道和所述总出路通道均沿各所述冷却模块的排列方向延伸，并位于各所述冷却模块的两侧；

各所述冷却模块上具有与所述总进路相通的模块入口、与所述总出路通道相通的模块出口；其中各所述模块入口位于同一侧，且沿所述总进路通道的延伸方向排列；其中各所述模块出口位于同一侧，且沿所述总出路通道的延伸方向排列；

所述分流道朝向与其对应的冷却模块的模块入口方向延伸。

在一实施例中，所述总进路通道内设有至少一个轴向延伸的挡隔壁，所述挡隔壁将所述总出路通道分隔出至少两个所述分流道。

在一实施例中，所述挡隔壁设有多个，且各所述挡隔壁在所述总进路通道内不相交；其中，所述分流道的数量比所述挡隔壁的数量多一个。

在一实施例中，所述挡隔壁至少部分为朝向所述模块入口所在侧延伸的弧形壁。

在一实施例中，至少部分所述冷却子模块中具有多个并联的流体通道。

在一实施例中，各所述冷却子模块中具有与该冷却子模块中的流体通道的入口相连通的子进路通道，以及与该冷却子模块中的流体通道的出口相连通的子出路通道；且各所述冷却子模块中的子进路通道和子出路通道分别设置在该冷却子模块中的流体通道的两侧；

各所述冷却模块中一个所述冷却子模块的子进路通道与所述模块入口相连通，各所述冷却模块中另一个所述冷却子模块的子出路通道与所述模块出口相连通；

其中，至少一个与所述模块入口相连通的所述子进路通道中设有分流支路，与设有所述分流支路的子进路通道相连通的所述冷却子模块中具有多个所述流体通道。

在一实施例中，各所述子进路通道中分流支路的数量小于或等于该子进路通道连通的冷却子模块中流体通道的数量。

在一实施例中，各所述分流支路的直径由所述模块入口的方向朝向所述流体通道方向逐渐增大。

在一实施例中，所述冷却子模块具有与所述模块入口相对应的初始冷却子模块和与所述初始冷却子模块串联的连接冷却子模块；

具有多个所述流体通道的所述连接冷却子模块中，至少部分所述流体通道的入口处设有凸出件。

在一实施例中，各所述流体通道对应的凸出件设置在该所述流体通道所在的连接冷却子模块的子进路通道中，且所述凸出件与该流体通道的入口相对设置。

在一实施例中，所述总进路通道的直径沿冷却介质在其中的流动方向逐渐增大。

附图说明

图1是本发明实施例中电池模组放置在冷板上的结构示意图；

图2是本发明实施例中冷板内部结构示意图，标示出冷却子模块；

图3是本发明实施例中冷板内部结构示意图，标示出流体通道；

图4是本发明实施例中一个冷却模块的结构示意图；

图5是本发明实施例中一个冷却模块中一个冷却子模块的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

除非语境有其它需要，在整个说明书和权利要求中，词语“包括”和其变型，诸如“包含”和“具有”应被理解为开放的、包含的含义，即应解释为“包括，但不限于”。

以下将结合附图对本发明的各实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。

如该说明书和所附权利要求中所用的单数形式“一”和“所述”包括复数指代物，除非文中清楚地另外规定。应当指出的是术语“或”通常以其包括“和/或”的含义使用，除非文中清楚地另外规定。

在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。

下文参照附图描述本发明的实施例。如图1、图2、图3和图4所示，电池包包括：冷板7、排列设置在冷板7上的电池模组8，电池模组8中具有多个电芯。如图2所示，冷板7上开设有用于冷却介质流入的总进路通道4、用于冷却介质流出的总出路通道5以及连通总进路通道4和总出路通道5的多个冷却模块，且各冷却模块相并联。各冷却模块中具有多个串联的冷却子模块，各冷却子模块中具有流体通道，总进路通道4的入口处设有多个分流道，所述分流道的数量与所述冷却模块的数量相同，且一一对应设置，所述分流道朝向其对应的冷却模块方向延伸。冷板7包括上板和下板，上板与下板之间形成总进路通道4、总出路通道5和冷却模块，冷却介质从上板与下板之间进入到总进路通道4，再从上板与下板之间流出。

通过上述内容可知，由于冷板7上设有总进路通道4、总出路通道5和多个冷却模块，且各冷却模块并联，总进路通道的入口处设有多个分流道，分流道朝向其对应的冷却模块方向延伸，冷却介质进入总进路通道4，在总进路通道4中分流进入各冷却模块，使得冷却介质各更为均匀的进入各冷却模块中。各冷却模块中又具有多个串联的冷却子模块，各冷却子模块中具有流体通道，冷却介质可在各流体通道内流动，再从冷却模块中流出，使得各冷却模块中各区域都有适量的冷却介质流经，从而各冷却模块对应的电池模组8可被更好的散热。进而实现让电池包散热均匀，提高电池包的寿命，使用也更为安全。也让电池包运用在汽车中时，让电池包周边零件不会被电池包影响，让汽车有安全的运行环境。

具体的说，如图2和图3所示，冷板7上设有三个冷却模块，分别为顺次排列的冷却模块1、冷却模块2和冷却模块3，冷却模块1具有与总进路相通的模块入口10和总出路通道5相通的模块出口100，冷却模块2具有与总进路相通的模块入口20和总出路通道5相通的模块出口200，冷却模块3具有与总进路相通的模块入口30和总出路通道5相通的模块出口300，模块入口10、模块入口20和模块入口30在同一侧，且沿总进路通道4的延伸方向排列，模块出口100、模块出口200和模块出口300在同一侧，且沿总出路通道5的延伸方向排列。也就是说，每个冷却模块上均具有与总进路通道4相通的模块入口、与总出路通道5相通的模块出口，各模块入口位于同一侧，沿总进路通道4的延伸方向排列，各模块出口位于同一侧，沿总出路通道5的延伸方向排列。分流通道设有三个，分别为分流通道41、分流通道42、分流通道43，分流通道41朝向模块入口10方向延伸，分流通道42朝向模块入口20方向延伸，分流通道43朝向模块入口30方向延伸。

进一步的，如图2、图3、图4和图5所示，总进路通道4内设有不相交的挡隔壁411和挡隔壁421，挡隔壁411与总进路通道4的侧壁40隔开形成分流通道41，挡隔壁411与挡隔壁421隔开形成分流通道42，挡隔壁421与总进路通道4的侧壁400隔开形成分流通道43。

可以理解的，总进路通道4内挡隔壁也可为1个，在总进路通道4内与总进路通道4的侧壁形成两个分流通道。挡隔壁也可以为3个、4个甚至更多。挡隔壁为多个时，在总进路通道4内不相交，且分流通道的数量比挡隔壁的数量多一个。分流通道的形成也可是在总进路通道4内直接设置管道。

更值得一提的是，各挡隔壁至少部分可为朝向模块入口所在侧延伸的弧形壁。图2和图3所示，挡隔壁411整体为弧形壁，挡隔壁421位于总进路通道4的入口处部分为弧形壁，挡隔壁421位于模块入口20处的部分也为弧形壁，从而引导冷却介质进入相应的冷却模块，使得冷却介质更均匀更顺畅的流入相应的冷却模块。

另外，如图2和图3所示，冷却模块1、冷却模块2和冷却模块3中均设有三个串联的冷却子模块。以冷却模块1为例，冷却模块1中具有冷却子模块11、冷却子模块12和冷却子模块13，冷却子模块11、冷却子模块12和冷却子模块13中均具有流体通道，各冷却子模块中流体通道可以为多个也可以为一个，各冷却子模块中的流体通道为多个时，可以为并联，也可以为串联。

进一步的，如图2、图3、图4和图5所示，各冷却模块中的结构布局相同，现以冷却模块1为例，冷却子模块11中具有并联的流体通道111、流体通道112、流体通道113和流体通道114，冷却子模块12中具有并联的流体通道121、流体通道122、流体通道123和流体通道124，冷却子模块13中具有并联的流体通道131、流体通道132、流体通道133和流体通道134，各流体通道沿预设方向顺次排列，如图中箭头A的方向排列。冷却子模块11中具有子进路通道115、子出路通道116，子进路通道115与流体通道111、流体通道112、流体通道113和流体通道114的入口相连通，子出路通道116与流体通道111、流体通道112、流体通道113和流体通道114的出口相连通，子进路通道115与子出路通道116分别位于流体通道111、流体通道112、流体通道113和流体通道114的两侧。其中，子进路通道115与模块入口10相连通，子出路通道136与模块出口100相连通。冷却子模块12和冷却子模块13与冷却子模块11的结构相同，冷却子模块12中具有子进路通道125和子出路通道126，冷却子模块13具有子进路通道135和子出路通道136，在此不再详述。

具体的说，如图2和图3中所示，箭头B为冷却介质的流动方向，冷却介质可为水或冷却剂从总进路通道4流入通过分流通道41流向模块入口10，通过分流通道42流向模块入口20，通过分流通道43流向模块入口30。通过模块入口10的冷却介质进入到子进路通道115，从子进路通道115进入到流体通道111、流体通道112、流体通道113和流体通道114，从流体通道111、流体通道112、流体通道113和流体通道114中流出进入到子出路通道116，再通过子出路通道116进入到子进路通道125，从子进路通道125流入流体通道121、流体通道122、流体通道123和流体通道124，从流体通道121、流体通道122、流体通道123和流体通道124流出进入到子出路通道126，从子出路通道126进入到子进路通道135，从子进路通道135流入流体通道131、流体通道132、流体通道133和流体通道134，从流体通道131、流体通道132、流体通道133和流体通道134流入子出路通道136，最后从模块出口100流出到总出路通道5，从总出路通道5流出。与上述流路方式相同，总进路通道4中的冷却介质通过模块入口20进入冷却模块2，通过模块入口30进入冷却模块3，从模块出口200和模块出口300流出进入到总出路通道5。

可以理解的，也可是模块入口10与冷却子模块12的子进路通道125相连通，模块出口100与冷却子模块13的子出路通道136相连通，在此不做具体限定。同样的，模块入口20和模块出口200也可与冷却模块2中不同的冷却子模块连通。模块入口30和模块出口300也可与冷却模块3中不同的冷却子模块连通。

进一步的，如图2、图3、图4和图5所示，在子进路通道115中设有分流支路，分流支路设有三个，分别为分流支路91、分流支路92和分流支路93。具体的说，在子进路通道115中设置延长壁911和延长壁921，延长壁911与子进路通道115的部分内壁1151隔开形成分流支路91，延长壁911和延长壁921形成分流支路92，延长壁912与子进路通道115的部分内壁1152隔开形成分流支路93，且延长壁911和延长壁921与模块入口10不接触。分流支路91的直径朝向流体通道111方向逐渐增大，分流支路92的直径朝向流体通道112和流体通道113方向逐渐增大，分流支路93的直径朝向流体通道114方向逐渐增大。可以理解的，子进路通道115中的分流支路数量也可为2个或4个，分流支路数量不多于冷却子模块11中流体通道的数量。也就是说，分流支路数量小于或等于该分流支路所在的进路通道连通的冷却子模块中流体通道的数量。同样的，模块入口20连通的子进路通道内也设有分流通道。而为了冷板的结构更为紧凑，在模块入口30对应的冷却子模块中流体通道设有两个，在与该冷却子模块的子进路通道内可不设置分流通道。其中，分流支路的形成也可直接是在对应的子进路通道内直接设置管道。

可以理解的，在冷却模块的数量增加时，模块入口的数量也相应的增加，对应的冷却模块中可按照需求设置分流支路。

另外的，冷却子模块中具有与所述模块入口相对应的初始冷却子模块和与所述初始冷却子模块串联的连接冷却子模块。如图2、图3、图4和图5所示，冷却子模块11为初始冷却子模块，冷却子模块12和冷却子模块13为连接冷却子模块。冷却子模块12和冷却子模块13中的部分流通通道的入口处设有凸出件。具体的说，在子进路通道125中设有凸出件99、凸出件94和凸出件95，凸出件99、凸出件94和凸出件95均与子进路通道125的侧壁相隔开，凸出件99与流体通道121的入口相对设置，凸出件94与流体通道122的入口相对设置，凸出件95与流体通道123的入口相对设置。凸出件99将子进路通道125中的冷却介质进行分流部分进入到流体通道121中，凸出件94将冷却介质分流部分流入到流体通道122中，凸出件95将冷却介质分流部分流入到流体通道123中，其余冷却介质流入到流体通道124中。子进路通道135中设有凸出件96、凸出件97和凸出件98，凸出件96、凸出件97和凸出件98与子进路通道135的侧壁相隔开。凸出件96与流体通道131的入口相对设置，凸出件97与流体通道132的入口相对设置，凸出件98与流体通道133的入口相对设置。凸出件96将子进路通道135中的冷却介质进行分流部分进入到流体通道131中，凸出件97将冷却介质分流部分流入到流体通道132中，凸出件98将冷却介质分流部分流入到流体通道133中，其余冷却介质流入到流体通道134中。也就是说，冷却模块中与模块入口相连的其他冷却子模块的子进路通道中设施凸出件将冷却介质分流。同样的在冷却模块2和冷却模块3中各流体通道需要对应设置凸出件时，与冷却模块1中的凸出件设置一样，在此不再详述。凸出件可为圆台，也可为圆柱，或多边形棱柱。

可以理解的，在有些流通通道的入口处有些也可不设置凸出件。

可选的，各流体通道均平行设置，使得冷板内的流体通道布局更为规整。总进路通道4的直径沿冷却介质在其中的流动方向逐渐变大，即总进路通道4的直径从冷却模块1到冷却模块2处逐渐增大，让冷却介质进入到冷却模块1和冷却模块2后，剩余的冷却介质可快速的进入到冷却模块3中。

可以理解的，冷却模块的数量可为2个、4个或5个等，各冷却模块中冷却子模块的数量也可为2个、4个或5个等。冷却模块与冷却子模块无论数量多少，之间的连接关键均如上，在此不再详述。

本实施新型的另一实施例还涉及一种电池包：包括如上所述的冷板7、排列设置在冷板7上的电池模组8，电池模组8中具有多个电芯。

以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，若需要，能修改实施例的方面来采用各种专利、申请和出版物的方面、特征和构思来提供另外的实施例。

考虑到上文的详细描述，能对实施例做出这些和其它变化。一般而言，在权利要求中，所用的术语不应被认为限制在说明书和权利要求中公开的具体实施例，而是应被理解为包括所有可能的实施例连同这些权利要求所享有的全部等同范围。

Claims (13)

1.一种电池包的冷板，其特征在于，电池包的冷板上开设有用于冷却介质流入的总进路通道、用于冷却介质流出的总出路通道以及连通所述总进路通道和所述总出路通道的多个冷却模块，且各所述冷却模块相并联；

各所述冷却模块中具有多个串联的冷却子模块，各所述冷却子模块中具有流体通道；

所述总进路通道的入口处设有多个分流道，所述分流道的数量与所述冷却模块的数量相同，且一一对应设置；所述分流道朝向其对应的冷却模块方向延伸。

2.根据权利要求1所述的电池包的冷板，其特征在于，各所述冷却模块沿预设方向顺次排列；且所述总进路通道和所述总出路通道均沿各所述冷却模块的排列方向延伸，并位于各所述冷却模块的两侧；

各所述冷却模块上具有与所述总进路相通的模块入口、与所述总出路通道相通的模块出口；其中各所述模块入口位于同一侧，且沿所述总进路通道的延伸方向排列；其中各所述模块出口位于同一侧，且沿所述总出路通道的延伸方向排列；

所述分流道朝向与其对应的冷却模块的模块入口方向延伸。

3.根据权利要求2所述的电池包的冷板，其特征在于，所述总进路通道内设有至少一个轴向延伸的挡隔壁，所述挡隔壁将所述总出路通道分隔出至少两个所述分流道。

4.根据权利要求3所述的电池包的冷板，其特征在于，所述挡隔壁设有多个，且各所述挡隔壁在所述总进路通道内不相交；其中，所述分流道的数量比所述挡隔壁的数量多一个。

5.根据权利要求3所述的电池包的冷板，其特征在于，所述挡隔壁至少部分为朝向所述模块入口所在侧延伸的弧形壁。

6.根据权利要求1所述的电池包的冷板，其特征在于，至少部分所述冷却子模块中具有多个并联的流体通道。

7.根据权利要求6所述的电池包的冷板，其特征在于，各所述冷却子模块中具有与该冷却子模块中的流体通道的入口相连通的子进路通道，以及与该冷却子模块中的流体通道的出口相连通的子出路通道；且各所述冷却子模块中的子进路通道和子出路通道分别设置在该冷却子模块中的流体通道的两侧；

各所述冷却模块中一个所述冷却子模块的子进路通道与所述模块入口相连通，各所述冷却模块中另一个所述冷却子模块的子出路通道与所述模块出口相连通；

其中，至少一个与所述模块入口相连通的所述子进路通道中设有分流支路，与设有所述分流支路的子进路通道相连通的所述冷却子模块中具有多个所述流体通道。

8.根据权利要求7所述的电池包的冷板，其特征在于，各所述子进路通道中分流支路的数量小于或等于该子进路通道连通的冷却子模块中流体通道的数量。

9.根据权利要求8所述的电池包的冷板，其特征在于，各所述分流支路的直径由所述模块入口的方向朝向所述流体通道方向逐渐增大。

10.根据权利要求7所述的电池包的冷板，其特征在于，所述冷却子模块中具有与所述模块入口相对应的初始冷却子模块和与所述初始冷却子模块串联的连接冷却子模块；

具有多个所述流体通道的所述连接冷却子模块中，至少部分所述流体通道的入口处设有凸出件。

11.根据权利要求10所述的电池包的冷板，其特征在于，各所述流体通道对应的凸出件设置在该所述流体通道所在的连接冷却子模块的子进路通道中，且所述凸出件与该流体通道的入口相对设置。

12.根据权利要求1所述的电池包的冷板，其特征在于，所述总进路通道的直径沿冷却介质在其中的流动方向逐渐增大。

13.一种电池包，其特征在于，如权利要求1-12中任意一项所述的冷板、排列设置在冷板上的电池模组，所述电池模组中具有多个电芯。

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