CN112290115A - 一种z形水冷板及动力电池包 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种Z形水冷板及动力电池包，涉及动力电池包的技术领域，包括：Z形水冷板和两个电池模块组；Z形水冷板包括水冷板竖直部、水冷板下水平部以及水冷板上水平部，水冷板竖直部包括第一侧面和第二侧面，第一侧面设有多个第一安装件；水冷板下水平部与第一侧面的底端连接；水冷板上水平部与第二侧面的上端连接，水冷板上水平部上侧面设有多个第二安装件；两个电池模块组包括第一电池模块组和第二电池模块组，第一电池模块组和第二电池模块组均包括至少一个电池模块，第一电池模块组与多个第一安装件连接；第二电池模块组与多个第二安装件连接。本申请在同等水平面积的情况下可安装更多的电池模块，提升动力电池包的能量密度。

Description

一种Z形水冷板及动力电池包
技术领域
本发明涉及动力电池包的技术领域，特别涉及一种Z形水冷板及动力电池包。
背景技术
随着社会的发展，汽车在普通家庭中越来越普及，进而导致汽车数量越来越多，由于传统汽车一般采用燃油发动机驱动，汽车尾气排放增多，不可避免的影响我们生活的空气环境。为满足未来汽车尾气排放的要求，电动汽车作为新型能源的汽车，使用过程中几乎不排放尾气，成为未来汽车的重要选择之一。电动汽车一般是指以动力电池包为动力源，用电机驱动车轮行驶的车辆。动力电池包作为新的动力源，技术指标需要其具有超长寿命、使用安全、大续航能力等。
相关技术中，为了提高整个动力电池包的续航能力，期望在动力电池包的空间中尽可能多的放置电池模块，从而提高动力电池包的能量密度。然而，为使动力电池包处在合适的工作温度，动力电池包配备有水平水冷板的液冷系统，动力电池包中电池模块采用水平放置方式与水平水冷板连接，即电池模块的长度方向与宽度方向所在的平面与电池包下壳体所在平面平行，水平水冷板设在电池模块和电池包下壳体之间，电池模块的高度方向与电池包下壳体所在平面垂直。但是，汽车能够布置动力电池包的水平面积有限，从而限制了动力电池包的能量密度的提升。
发明内容
本发明实施例提供一种Z形水冷板及动力电池包，以解决相关技术中动力电池包中的电池模块采用水平摆放的方式与水平水冷板连接，限制动力电池包的能量密度提升的技术问题。
第一方面，提供了一种动力电池包，包括：
Z形水冷板，其包括：
-水冷板竖直部，其包括第一侧面和第二侧面，所述第一侧面设有多个第一安装件；
-水冷板下水平部，其与所述第一侧面的底端连接，所述水冷板下水平部用于与电池包下壳体连接；
-水冷板上水平部，其与所述第二侧面的上端连接，所述水冷板上水平部上侧面设有多个第二安装件；
两个电池模块组：第一电池模块组和第二电池模块组，所述第一电池模块组和第二电池模块组均包括至少一个电池模块；所述第一电池模块组的电池模块与多个所述第一安装件连接；所述第二电池模块组的电池模块与多个所述第二安装件连接。
一些实施例中，所述第一安装件和第二安装件均为螺母柱，每个所述电池模块上均设有多个与所述螺母柱配合连接安装通孔。
一些实施例中，所述水冷板竖直部和水冷板上水平部内部均设有冷却液流道。
一些实施例中，所述水冷板下水平部下端设有与所述冷却液流道连通的进出水接头。
第二方面，提供了一种动力电池包，包括：
Z形水冷板，其包括：
-水冷板竖直部，其包括第一侧面和第二侧面，所述第一侧面设有多个第一安装件；
-水冷板下水平部，其与所述第一侧面的底端连接，所述水冷板下水平部用于与电池包下壳体连接；
-水冷板上水平部，其与所述第二侧面的上端连接，所述水冷板上水平部上侧面设有多个第二安装件；
水平水冷板，其平行设于所述水冷板上水平部下方且用于与电池包下壳体连接；
三个电池模块组：第一电池模块组、第二电池模块组和第三电池模块组，所述第一电池模块组、第二电池模块组和第三电池模块组均包括至少一个电池模块；所述第一电池模块组的电池模块与多个所述第一安装件连接；所述第二电池模块组的电池模块与多个所述第二安装件连接；所述第三电池模块组的电池模块与水平水冷板连接。
一些实施例中，所述第一安装件和第二安装件均为螺母柱，每个所述电池模块上均设有多个与所述螺母柱配合连接的安装通孔。
一些实施例中，所述水冷板竖直部、水冷板上水平部和水平水冷板内部均设有冷却液流道。
一些实施例中，所述水冷板下水平部下端设有与所述冷却液流道连通的进出水接头。
第三方面，提供了一种Z形水冷板，所述Z形水冷板包括：
水冷板竖直部，其包括第一侧面和第二侧面，所述第一侧面设有多个第一安装件，多个所述第一安装件用于将多个电池模块与所述第一侧面连接；
水冷板下水平部，其与所述第一侧面的底端连接，所述水冷板下水平部用于与电池包下壳体连接；
水冷板上水平部，其与所述第二侧面的上端连接，所述水冷板上水平部上侧面设有多个第二安装件，多个所述第二安装件用于将多个电池模块与所述水冷板上水平部上侧面连接。
一些实施例中，所述第一安装件和第二安装件均为螺母柱，用于与电池模块上的安装通孔配合连接。
本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：
本发明实施例提供了一种Z形水冷板及动力电池包，动力电池包通过设置Z形水冷板和水平水冷板，且Z形水冷板设有水冷板竖直部和水冷板上水平部，水平水冷板平行设于水冷板上水平部下方，部分电池模块的底面与水冷板竖直部贴合连接，将现有部分电池模块宽度方向调整为竖直方向安装，充分利用竖直方向的空间，在同等水平面积的情况下可安装更多的电池模块，提升动力电池包的能量密度；同时，部分电池模块的底面与水冷板上水平部和水平水冷板贴合连接，组成两层电池模块组结构，可进一步利用竖直方向的空间，再次提升动力电池包的能量密度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种动力电池包的一个结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种动力电池包的另一个结构示意图；
图3为本发明实施例提供的Z形水冷板的一个结构示意图；
图4为本发明实施例提供的Z形水冷板的另一个结构示意图；
图5为本发明实施例提供的Z形水冷板、电池模块组与电池包下壳体连接的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种动力电池包的又一个结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种动力电池包的再一个结构示意图；
图8为本发明实施例提供的Z形水冷板、水平水冷板、电池模块组与电池包下壳体连接的结构示意图；
图中：1、Z形水冷板；11、水冷板竖直部；111、第一侧面；112、第二侧面；12、水冷板下水平部；121、进出水接头；122、保护帽；13、水冷板上水平部；14、第一安装件；15、第二安装件；2、水平水冷板；3、电池模块组；31、第一电池模块组；311、电池模块；3111、安装通孔；32、第二电池模块组；33、第三电池模块组；4、电池包下壳体；5、导热垫。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，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的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。
本发明实施例提供了一种动力电池包，其能解决相关技术中动力电池包中的电池模块采用水平摆放的方式与水平水冷板连接，限制动力电池包的能量密度提升的技术问题。
参见图1所示，一种动力电池包，包括：Z形水冷板1和两个电池模块组3。
参见图2、图3和图4所示，Z形水冷板1包括：水冷板竖直部11、水冷板下水平部12以及水冷板上水平部13，水冷板竖直部11包括第一侧面111和第二侧面112，第一侧面111设有多个第一安装件14。水冷板下水平部12与第一侧面111的底端连接，水冷板下水平部12用于与电池包下壳体4连接。水冷板上水平部13与第二侧面112的上端连接，水冷板上水平部13上侧面设有多个第二安装件15。
参见图1～图4所示，两个电池模块组3：第一电池模块组31和第二电池模块组32，第一电池模块组31和第二电池模块组32均包括至少一个电池模块311，第一电池模块组31的电池模块311与多个第一安装件14连接；第二电池模块组32的电池模块311与多个第二安装件15连接。
具体地，参见图5所示，Z形水冷板1、两个电池模块组3与电池包下壳体4连接形成一个整体，第一电池模块组31的每个电池模块311的底面(长度方向与宽度方向所在的平面)与水冷板竖直部11的第一侧面111贴合连接，第二电池模块组32的每个电池模块311的底面与水冷板上水平部13上侧面贴合连接。
与现有技术相比，本发明实施例中的动力电池包，通过设置Z形水冷板1，且Z形水冷板1设有水冷板竖直部11和水冷板上水平部13，部分电池模块311的底面与水冷板竖直部11贴合连接，将现有部分电池模块311宽度方向调整为竖直方向安装，充分利用竖直方向的空间，在同等水平面积的情况下可安装更多的电池模块311，提升动力电池包的能量密度。
作为可选的实施方式，参见图3和图4所示，第一安装件14和第二安装件15均为螺母柱，每个电池模块311上均设有多个安装通孔3111，每个电池模块311通过多个安装通孔3111与多个对应的螺母柱连接。安装通孔3111和对应的螺母柱配合后，通过紧固件可以快速连接，安装方便，提升电池模块311与Z形水冷板的安装效率，有利于动力电池包的大批量生产。
作为可选的实施方式，水冷板竖直部11和水冷板上水平部13内部均设有冷却液流道，当冷却液(水)流过冷却液流道时，可带走电池模块311散发的热量，冷却电池模块311。
作为可选的实施方式，参见图4所示，水冷板下水平部12下端设有与冷却液流道连通的进出水接头121。进一步地，本发明实施例中的动力电池包还可设有冷却水管，冷却水管上设有与进出水接头121一一对应的转接头。转接头与进出水接头121一一对应，进出水接头121均设置在Z形水冷板1的下部，可以有效实现Z形水冷板1内部的水循环，确保对电池模块311的冷却。更进一步地，进出水接头121上可设有定位连接柱，转接头上设有与定位连接柱配合连接的定位孔，定位孔和定位连接柱可以将进出水接头121和转接头快速定位，方便连接。进出水接头121上还可套设密封垫，将Z形水冷板1与电池包下壳体4连接结构处密封，防止灰尘或水进入动力电池包内部，密封性能好。
作为可选的实施方式，参见图4所示，进出水接头121上设有可拆卸的保护帽122，在Z形水冷板与电池包下壳体4安装前，保护帽122起到保护进出水接头121不受伤害、不进异物的作用，在Z形水冷板与电池包下壳体4安装前时，保护帽122起到引导及限位的作用。
作为可选的实施方式，参见图4所示，水冷板下水平部12与对应的电池模块311之间均留有间隙，水冷板下水平部12与每个电池模块311留有间隙，尽可能避免电池模块311与水冷板竖直部11安装时与水冷板下水平部12出现摩擦或碰撞现象，影响安装效率。
作为可选的实施方式，参见图2所示，每个电池模块311与水冷板竖直部11之间均设有导热垫5，导热垫5设在水冷板竖直部11和电池模块311之间，便于传递电池模块311的热量，促进电池模块311冷却散热。
作为可选的实施方式，可在电池包下壳体4上间隔固定两个连接支架，再将Z形水冷板1的水冷板竖直部11两端的第二侧面112与两个连接支架连接，将Z形水冷板1与电池包下壳体4固定，结构简单，方便快捷。另外，水冷板下水平部12也用于与电池包下壳体4连接，使得Z形水冷板1与电池包下壳体4连接更加稳固可靠。
参见图6和图7所示，本发明实施例还提供了一种动力电池包，包括：Z形水冷板1、水平水冷板2和三个电池模块组3。
参见图3和图4所示，Z形水冷板1包括：水冷板竖直部11、水冷板下水平部12以及水冷板上水平部13，水冷板竖直部11包括第一侧面111和第二侧面112，第一侧面111设有多个第一安装件14。水冷板下水平部12与第一侧面111的底端连接，水冷板下水平部12用于与电池包下壳体连接。水冷板上水平部13与第二侧面112的上端连接，水冷板上水平部13上侧面设有多个第二安装件15。
参见图6所示，水平水冷板2平行设于水冷板上水平部13下方且用于与电池包下壳体4连接。
参见图6和图7所示，三个电池模块组3：第一电池模块组31、第二电池模块组32和第三电池模块组33，第一电池模块组31、第二电池模块组32和第三电池模块组33均包括至少一个电池模块311。第一电池模块组31的电池模块311与多个第一安装件14连接，第二电池模块组32的电池模块311与多个第二安装件15连接，第三电池模块组33的电池模块311与水平水冷板2连接。
具体地，参见图8所示，Z形水冷板1、第一电池模块组31、第二电池模块组32与电池包下壳体4连接，第三电池模块组33位于水冷板上水平部13下方，且与电池包下壳体4连接。第一电池模块组31的每个电池模块311的底面(长度方向与宽度方向所在的平面)与水冷板竖直部11的第一侧面111贴合连接，第二电池模块组32的每个电池模块311的底面与水冷板上水平部13上侧面贴合连接，第三电池模块组33的每个电池模块311的底面与水平水冷板2上侧面贴合连接。
与现有技术相比，本发明实施例中的动力电池包，通过设置Z形水冷板1和水平水冷板2，且Z形水冷板1设有水冷板竖直部11和水冷板上水平部13，水平水冷板2平行设于水冷板上水平部13下方，部分电池模块311的底面与水冷板竖直部11贴合连接，将现有部分电池模块311宽度方向调整为竖直方向安装，充分利用竖直方向的空间，在同等水平面积的情况下可安装更多的电池模块311，提升动力电池包的能量密度；同时，部分电池模块311的底面与水冷板上水平部13和水平水冷板2贴合连接，组成两层电池模块组结构，可进一步利用竖直方向的空间，再次提升动力电池包的能量密度。
作为可选的实施方式，参见图3和图4所示，第一安装件14和第二安装件15均为螺母柱，每个电池模块311上均设有多个安装通孔3111，每个电池模块311通过多个安装通孔3111与多个对应的螺母柱连接，安装通孔3111和对应的螺母柱配合后，通过紧固件可以快速连接，安装方便，提升电池模块311与Z形水冷板1的安装效率，有利于动力电池包的大批量生产。其中，第一安装件14和第二安装件15用于安装第一电池模块组31和第二电池模块组32。在水平水冷板2侧边的电池包下壳体4上可设置第一安装件14或第二安装件15，将水平水冷板2设在第三电池模块组33的每个电池模块311与电池包下壳体4之间，当第三电池模块组33的每个电池模块311与电池包下壳体4连接时，第三电池模块组33的每个电池模块311的底面与水平水冷板2上侧面贴合连接。
作为可选的实施方式，水冷板竖直部11、水冷板上水平部13和水平水冷板2内部均设有冷却液流道，当冷却液(水)流过冷却液流道时，可带走电池模块311散发的热量，冷却电池模块311。
作为可选的实施方式，参见图4所示，水冷板下水平部12下端设有与冷却液流道连通的进出水接头121。进一步地，本发明实施例中的动力电池包还可设有冷却水管，冷却水管上设有与进出水接头121一一对应的转接头。转接头与进出水接头121一一对应，进出水接头121均设置在Z形水冷板1的下部，可以有效实现Z形水冷板1内部的水循环，确保对电池模块311的冷却。更进一步地，进出水接头121上可设有定位连接柱，转接头上设有与定位连接柱配合连接的定位孔，定位孔和定位连接柱可以将进出水接头121和转接头快速定位，方便连接。进出水接头121上还可套设密封垫，将Z形水冷板1与电池包下壳体4连接结构处密封，防止灰尘或水进入动力电池包内部，密封性能好。
参见图3和图4所示，本发明实施例还提供了一种Z形水冷板，Z形水冷板1包括：
水冷板竖直部11包括第一侧面111和第二侧面112，第一侧面111设有多个第一安装件14，多个第一安装件14用于将多个电池模块311与第一侧面111连接。水冷板下水平部12与第一侧面111的底端连接，水冷板下水平部12用于与电池包下壳体连接。水冷板上水平部13与第二侧面112的上端连接，水冷板上水平部13上侧面设有多个第二安装件15，多个第二安装件15用于将多个电池模块311与水冷板上水平部13上侧面连接。
具体地，参见图5所示，Z形水冷板1、两个电池模块组3与电池包下壳体4连接形成一个整体，第一电池模块组31的每个电池模块311的底面(长度方向与宽度方向所在的平面)与水冷板竖直部11的第一侧面111贴合连接，第二电池模块组32的每个电池模块311的底面与水冷板上水平部13上侧面贴合连接。另外，水冷板上水平部13下方留有空间，还可安装一个电池模块组3。
与现有技术相比，本发明实施例中的Z形水冷板1，设有水冷板竖直部11和水冷板上水平部13，部分电池模块311的底面与水冷板竖直部11贴合连接，将现有部分电池模块311宽度方向调整为竖直方向安装，充分利用竖直方向的空间，在同等水平面积的情况下可安装更多的电池模块311，提升动力电池包的能量密度。同时，水冷板上水平部13下方留有空间，还可安装一个电池模块组3，组成两层电池模块组结构，进一步利用竖直方向的空间，再次提升动力电池包的能量密度。
作为可选的实施方式，参见图3和图4所示，第一安装件14和第二安装件15均为螺母柱，每个电池模块311上均设有多个安装通孔3111，每个电池模块311通过多个安装通孔3111与多个对应的螺母柱连接，安装通孔3111和对应的螺母柱配合后，通过紧固件可以快速连接，安装方便，提升电池模块311与Z形水冷板1的安装效率，有利于动力电池包的大批量生产。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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。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，或一体地连接；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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，在本发明中，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、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种动力电池包，其特征在于，包括：
Z形水冷板(1)，其包括：
-水冷板竖直部(11)，其包括第一侧面(111)和第二侧面(112)，所述第一侧面设有多个第一安装件(14)；
-水冷板下水平部(12)，其与所述第一侧面(111)的底端连接，所述水冷板下水平部(12)用于与电池包下壳体(4)连接；
-水冷板上水平部(13)，其与所述第二侧面(112)的上端连接，所述水冷板上水平部(13)上侧面设有多个第二安装件(15)；
两个电池模块组(3)：第一电池模块组(31)和第二电池模块组(32)，所述第一电池模块组(31)和第二电池模块组(32)均包括至少一个电池模块(311)；所述第一电池模块组(31)的电池模块(311)与多个所述第一安装件(14)连接；所述第二电池模块组(32)的电池模块(311)与多个所述第二安装件(15)连接。
2.如权利要求1所述的一种动力电池包，其特征在于：
所述第一安装件(14)和第二安装件(15)均为螺母柱，每个所述电池模块(311)上均设有多个与所述螺母柱配合连接安装通孔(3111)。
3.如权利要求1所述的一种动力电池包，其特征在于：
所述水冷板竖直部(11)和水冷板上水平部(13)内部均设有冷却液流道。
4.如权利要求3所述的一种动力电池包，其特征在于：
所述水冷板下水平部(12)下端设有与所述冷却液流道连通的进出水接头(121)。
5.一种动力电池包，其特征在于，包括：
Z形水冷板(1)，其包括：
-水冷板竖直部(11)，其包括第一侧面(111)和第二侧面(112)，所述第一侧面设有多个第一安装件(14)；
-水冷板下水平部(12)，其与所述第一侧面的底端连接，所述水冷板下水平部(12)用于与电池包下壳体(4)连接；
-水冷板上水平部(13)，其与所述第二侧面的上端连接，所述水冷板上水平部(13)上侧面设有多个第二安装件(15)；
水平水冷板(2)，其平行设于所述水冷板上水平部(13)下方且用于与电池包下壳体(4)连接；
三个电池模块组(3)：第一电池模块组(31)、第二电池模块组(32)和第三电池模块组(33)，所述第一电池模块组(31)、第二电池模块组(32)和第三电池模块组(33)均包括至少一个电池模块(311)；所述第一电池模块组(31)的电池模块(311)与多个所述第一安装件(14)连接；所述第二电池模块组(32)的电池模块(311)与多个所述第二安装件(15)连接；所述第三电池模块组(33)的电池模块(311)与水平水冷板(2)连接。
6.如权利要求5所述的一种动力电池包，其特征在于：
所述第一安装件(14)和第二安装件(15)均为螺母柱，每个所述电池模块(311)上均设有多个与所述螺母柱配合连接的安装通孔(3111)。
7.如权利要求5所述的一种动力电池包，其特征在于：
所述水冷板竖直部(11)、水冷板上水平部(13)和水平水冷板(2)内部均设有冷却液流道。
8.如权利要求7所述的一种动力电池包，其特征在于：
所述水冷板下水平部(12)下端设有与所述冷却液流道连通的进出水接头(121)。
9.一种Z形水冷板，其特征在于，所述Z形水冷板(1)包括：
水冷板竖直部(11)，其包括第一侧面(111)和第二侧面(112)，所述第一侧面(111)设有多个第一安装件(14)，多个所述第一安装件(14)用于将多个电池模块(311)与所述第一侧面(111)连接；
水冷板下水平部(12)，其与所述第一侧面(111)的底端连接，所述水冷板下水平部(12)用于与电池包下壳体连接；
水冷板上水平部(13)，其与所述第二侧面(112)的上端连接，所述水冷板上水平部(13)上侧面设有多个第二安装件(15)，多个所述第二安装件(15)用于将多个电池模块(311)与所述水冷板上水平部(13)上侧面连接。
10.如权利要求9所述的一种Z形水冷板，其特征在于：
所述第一安装件(14)和第二安装件(15)均为螺母柱，用于与电池模块(311)上的安装通孔(3111)配合连接。
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