CN112599903A - 液冷电池箱体及电池包 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种液冷电池箱体及包括该液冷箱体的电池包。液冷电池箱体包括箱体和箱盖，箱体的内部具有一端开口的容纳槽，容纳槽用于容纳电池模组和电池管理系统，箱盖封堵容纳槽的槽口，容纳槽的底部具有底板，底板包括依次连接的第一板段、第二板段和第三板段，第一板段与第三板段平行，且第三板段位于第一板段的上方，第二板段倾斜设置在第一板段与第三板段之间，电池模组放置在第一板段上，电池管理系统放置在第三板段上，第一板段的内部和第三板段的内部均设置有冷却液流道，冷却液流道用于流通冷却液体，第三板段的内部设置有流通通道，流通通道分别连通第一板段和第二板段的冷却液体流道。其优化了箱体内部空间，且安全性高。

Description

液冷电池箱体及电池包

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种液冷电池箱体及包括该种液冷电池箱体的电池包。

背景技术

目前，电池包因其优异的高能量密度和高循环寿命等特点而被广泛应用于在车辆中。电池包包括电池箱体、电池模组和电池管理系统(Battery Management System),电池模组和电池管理系统设置在电池箱体的容纳槽中，电池模块充放电时以及电池管理系统运行时均会发热，因此需要对电池模组和电池管理系统进行降温。液冷降温是电池包常用的降温方式，对于电池模组的安装平面与电池管理系统的安装平面之间存在高度差的电池包，通常采用冷液板与管路相结合的结构，但是冷液板与管路相结合占用电池箱体内部的空间较大，且漏液风险较大，容易由于漏液而导致电池包短路，安全性低。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种液冷电池箱体及电池包，其优化了箱体内部空间，且安全性高。

为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种液冷电池箱体，包括箱体和箱盖，所述箱体的内部具有一端开口的容纳槽，所述容纳槽用于容纳电池模组和电池管理系统，所述箱盖封堵所述容纳槽的槽口，所述容纳槽的底部具有底板，所述底板包括依次连接的第一板段、第二板段和第三板段，所述第一板段与所述第三板段平行，且所述第三板段位于所述第一板段的上方，所述第二板段倾斜设置在所述第一板段与所述第三板段之间，所述电池模组放置在所述第一板段上，所述电池管理系统放置在所述第三板段上，所述第一板段的内部和所述第三板段的内部均设置有冷却液流道，所述冷却液流道用于流通冷却液体，所述第三板段的内部设置有流通通道，所述流通通道分别连通所述第一板段和所述第二板段的所述冷却液体流道。

作为所述的液冷电池箱体的一种优选的技术方案，所述第二板段由所述第三板段朝向所述第一板段向下倾斜。

作为所述的液冷电池箱体的一种优选的技术方案，所述第三板段靠近所述第二板段的一端设置有避让孔，所述避让孔连通所述容纳槽的内部和外部。

作为所述的液冷电池箱体的一种优选的技术方案，所述第三板段凸出设置有进液接头和出液接头，所述进液接头和所述出液接头均位于所述箱体的同一侧。

作为所述的液冷电池箱体的一种优选的技术方案，所述进液接头和所述出液接头分别沿着所述箱体的宽度方向间隔分布，所述第三板段的所述冷却液流道内部设置有第一隔板，所述第一隔板与所述箱体的长度方向平行，所述第一隔板将所述第三板段的所述冷却液流道分隔形成进液流道和出液流道，所述进液接头与所述进液流道连通，所述出液接头与所述出液流道连通。

作为所述的液冷电池箱体的一种优选的技术方案，所述进液接头和所述出液接头均与所述第三板段一体成型。

作为所述的液冷电池箱体的一种优选的技术方案，所述第二板段的内部设置有两个流通通道，两个所述流通通道分别沿着所述箱体的宽度方向间隔分布，其中一个所述流通通道远离所述第一板段的一端与所述进液流道连通，另一个所述流通通道远离所述第一板段的一端与所述出液流道连通。

作为所述的液冷电池箱体的一种优选的技术方案，所述第一板段的所述冷却液流道中设置有若干第三隔板，所述第三隔板与所述箱体的长度方向平行，所有的所述第三隔板沿着所述箱体的宽度方向间隔分布，以将所述第一板段上的所述冷却液通道间隔为若干流道分体，相邻的两个所述流道分体相互连通。

作为所述的液冷电池箱体的一种优选的技术方案，所述底板由第一板和第二板组成，所述第一板的一侧分别凹设有第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽，所述第一凹槽、所述第二凹槽和所述第三凹槽的槽口均背对所述容纳槽的槽口，所述第二板段封堵所述第一凹槽、所述第二凹槽和所述第三凹槽的槽口，所述第一凹槽的槽底与所述第二板之间以及第三凹槽的槽底与所述第二板之间均形成所述冷却液流道，所述第二凹槽的槽底与所述第二板之间形成所述流通通道。

另一方面，还提供一种电池包，包括上述的冷液电池箱体。

本发明的有益效果为：此种结构由于是箱体的底板内部设置冷却液流道和流通通道，将液冷组件与箱体电池箱体集成一体设置，并不需要在箱体的内部设置额外的管道供冷却液体流通，省去箱体内部的管道降低电池箱体的成本，以及完全避免了在管道漏液的现象，节约了液冷组件占用的空间，有利于优化箱体内部的空间。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为实施例电池模组与箱体的组装图(图中未示出箱盖)。

图2为实施例所述箱体一角度的结构示意图(图中未示出箱盖)。

图3为实施例所述箱体另一角度的结构示意图(图中未示出箱盖)。

图4为实施例所述箱体的分解图。

图5为图4中A处的放大图。

图中：

100、电池模组；200、箱体；

1、底板；101、第一板段；102、第二板段；103、第三板段；104、第一板；105、第二板；106、第一隔板；107、第二隔板；108、第三隔板；109、第四隔板；110、进液流道；111、出液流道；112、流通通道；113、流道分体；2、侧板；3、凸板；4、避让孔；5、加强板；6、进液接头；7、出液接头。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1至图5所示，本发明提供一种液冷电池箱体，该液冷电池箱体主要应用在电池包中。液冷电池箱体包括箱体200和箱盖(图中未示出)，箱体200的内部具有一端开口的容纳槽，容纳槽用于容纳电池模组100和电池管理系统(图中未示出)，箱盖封堵容纳槽的槽口，容纳槽由底板1和侧板2围设形成，底板1位于容纳槽的底部。底板1包括依次连接的第一板段101、第二板段102和第三板段103，第一板段101与第三板段103平行，且第三板段103位于第一板段101的上方，第二板段102倾斜设置在第一板段101与第三板段103之间。电池模组100放置在第一板段101上，电池管理系统放置在第三板段103上，利用第一板段101承载电池模组100，第三板段103承载电池管理系统。第一板段101的内部和第三板段103的内部均设置有冷却液流道，冷却液流道用于流通冷却液体，第三板段103的内部设置有流通通道112，流通通道112分别连通第一板段101中的冷却液体流道和第二板段102中的冷却液体流道，向底板1的内部循环输入冷却液体，以箱体200内部的电池模组100和电池管理系统降温，使电池包在设定温度下放电或充电。在实际设计中，在第一板段101与电池模组100之间以及第三板段103与电池管理系统之间均设置导热板，通过导热板在底板1与电池模组100之间以及底板1电池管理系统之间进行热交换，提高箱体200降温的速度。可以理解的是，电池模组100与电池管理系统之间通常存在高度差，且电池管理系统的高度小于电池模组100的高度，将第三板段103设置在第一板段101的上方，使得电池模组100的安装面和电池管理系统的安装面存在一定的高度差，以使容纳槽内部的空间适应电池模组100和电池管理系统的高度，有利于提高箱体200内部的空间利用率。在第一板段101和第三板段103内部直接设置冷却液流道，并通过位于第二板段102内部的流通通道112连通两个冷却液流道，由于电池模组100抵接在第一板段101上，电池管理系统抵接在第三板段103上，冷却液体能够在底板1内部同时与容纳槽内部的电池模组100和电池管理系统进行热交换，实现降温的目的。此种结构由于是箱体200的底板1内部设置冷却液流道和流通通道112，将液冷组件与箱体200集成一体设置，并不需要在箱体200的内部设置额外的管道供冷却液体流通，省去箱体200内部的管道降低电池箱体200的成本，以及完全避免了在管道漏液的现象，节约了液冷组件占用的空间，有利于优化箱体200内部的空间。

优选地，第一板段101靠近第二板段102的一端凸出设置有凸板3，凸板3位于容纳槽的内部，凸板3用于限制电池模组100朝向第二板段102的方向滑动。

为了加强箱体200的整体结构强度，第二板段102位于容纳槽内部的一侧设置有加强板5，加强板5的一端与凸板3连接。可以理解的是，第二板段102倾斜设置在第一板段101和第三板段103之间，由于电池模组100放置在第一板段101上以及电池管理系统放置在第二板段102上，受电池模组100和电池管导致第二板段102断裂，因此在第二板段102上设置加强板5。通过加强板5增强第二板段102的整体结构，防止第二板段102断裂，此外还可以增强箱体200的抗撞击性能。

其中，第二板段102由第三板段103朝向第一板段101向下倾斜，以利用第二板段102过渡连接第一板段101和第二板段102。具体地，第二板段102由第三板段103朝向第一板段101向下倾斜的角度为30°～60°。将第二板段102下向倾斜的角度设置在恰当的范围内，避免由于流通通道112的坡度过高而影响冷却液体流通。本实施例中，第二板段102由第三板段103朝向第一板段101向下倾斜的角度为30°。

一实施例中，第三板段103靠近第二板段102的一端设置有避让孔4，避让孔4连通容纳槽的内部和外部。可以理解的是，电池管理系统需要使用线束与外部的监控设备连接，以实现对电池包的监控。电池管理系统上的线束由容纳槽内部贯穿避让孔4并伸出箱体200的外部，便于布线。具体地，避让孔4为矩形结构，避让孔4的长度方向与箱体200的宽度方向平行。当然在实际设计时，可根据需要灵活设置避让孔4的形状，在此并不对避让孔4的形状作具体限制。参照图1，图中X方向为箱体200的长度方向，图中Y方向为箱体200的宽度方向。

其中，第三板段103凸出设置有进液接头6和出液接头7，进液接头6和出液接头7均位于箱体200的同一侧。进液接头6和出液接头7均设置在箱体200外部的液冷机组连接，通过液冷机组将冷却液体从进液接头6输入到冷却液流道内，升温后的冷却液体从出液接头7输出到液冷机组内，由液冷机组对冷却液体降温后再重新输回到底板1内部。由于进液接头6和出液接头7均与液冷机组连接，将进液接头6和出液接头7均设置在箱体200的同一侧，便于进液接头6和出液接头7与液冷机组的连接。

优选地，进液接头6和出液接头7均与第三板段103一体成型，在进液接头6和出液接头7与第三板段103的连接处完全没有连接头，避免出现漏液的现象，提高可靠性。具体地，进液接头6和出液接头7通过压铸的方式与第三板段103一体成型。

在另一实施例中，还可以进液接头6和出液接头7与第三板段103设置分体结构，例如，第三板段103上设置螺纹孔，进液接头6和出液接头7上均具有外螺纹结构，进液接头6和出液接头7旋拧在螺纹孔内，实现进液接头6和出液接头7与第三板段103可拆卸连接。

具体地，进液接头6和出液接头7分别沿着箱体200的宽度方向间隔分布，第三板段103的冷却液流道内部设置有第一隔板106，第一隔板106与箱体200的长度方向平行，第一隔板106将第三板段103的冷却液流道分隔形成进液流道110和出液流道111，进液接头6与进液流道110连通，出液接头7与出液流道111连通。利用第一隔板106将第三板段103的冷却液流道分隔形成进液流道110和出液流道111，低温的冷却液体从进液接头6进入到进液流道110中，冷却液体经过第一板段101的冷却液流道后进入到出液流道111，在此过程中，冷却液体的温度会升高，升温后的冷却液体从出液接头7排出到箱体200外部，由于第一隔板106的存在有效防止在进液流道110内部的冷却液体未经过第一板段101而直接流到出液流道111，提高冷却液体的利用率。

第二板段102的内部分别设置有两个流通通道112，两个流通通道112分别沿着箱体200的宽度方向间隔分布，其中一个流通通道112远离第一板段101的一端与进液流道110连通，另一个流通通道112远离第一板段101的一端与出液流道111连通。具体地，两个流通通道112分别邻近避让孔4长度方向的两端。冷却液体从进液接头6进入进液流道110后依次经过与进液流道110对应的流通通道112、第一板段101的液体流流道、与出液流道111对应的流通通道112以及出液流道111，再从出液接头7流出到箱体200外部，有利于冷却液体的输送，并且防止低温的冷却液体与高温的冷却液体混合。

进一步地，进液流道110和出液流道111中均设置有第二隔板107，第二隔板107与箱体200的宽度方向平行，第二隔板107的一端与进液流道110或出液流道111的内侧壁连接，另一端与第一隔板106间隔，进液接头6和出液接头7远离第一隔板106设置。通过设置第二隔板107，有利于增加进液流道110和出液流道111的迂回度，有效地延长冷却液体的流动路径。

在有限的空间内为了进一步地延长冷却液体在底板1内部的流动路径，第一板段101的冷却液流道中设置有若干第三隔板108，第三隔板108与箱体200的长度方向平行，所有的第三隔板108沿着箱体200的宽度方向间隔分布，以将第一板段101上的冷却液通道间隔为若干流道分体113，相邻的两个流道分体113相互连通。本实施例中，第三隔板108的数量设置有六个，在第三隔板108与第一凹槽位于箱体200宽度方向的侧壁之间以及两个相邻的第三隔板108之间均形成流道分体113。由于相邻的两个流道分体113相互连通，冷却液体能够在各个流道分体113流通，一方面延长冷却液体在底板1内部流动的路径；另一方面，有利于促进冷却液体在各个流道分体113的流通，有利于保持底板1内部温度的均一性。

作为一种优选的技术方案，在两个相邻的第三隔板108之间设置有第四隔板109，第四隔板109的一端与第一板段101的冷却液流道靠近流通通道112的内壁连接，第四隔板109的另一端与第一板段101的冷却液流道远离流通通道112的内壁间隔，利用此间隔供冷却液体流通。第四隔板109的设置，防止冷却液体在两个流通通道112之间直接流动，提高降温效率。

为了便于加工底板1，降低冷却液流道和流通通道112的形成难度，本实施例中，底板1设置为双层结构。其中，底板1由第一板104和第二板105组成，第一板104的一侧分别凹设有第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽，第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽的槽口均背对容纳槽的槽口，第二板段102封堵第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽的槽口，第一凹槽的槽底与第二板105之间以及第三凹槽的槽底与第二板105之间均形成冷却液流道，第二凹槽的槽底与第二板105之间形成流通通道112。具体地，第二板105由第一分体、第二分体和第三分体组成，第一分体与第一凹槽的槽底平行，且第一分体封堵第一凹槽的凹槽；第二分体与第二凹槽的槽底平行，且第二分体封堵第二凹槽的槽口；第三分体与第二凹槽的槽底平行，且第三分体封堵第三凹槽的槽口。本实施中，第二分体分别与第一分体和第三分体通过手工焊接。在其他的实施，也可以将第一分体、第二分体和第三分体一体成型制造。

本实施例中，进液接头6和出液接头7均凸出设置在第三凹槽远离第一凹槽的槽壁上。第一隔板106和第二隔板107的相对两侧分别与第三凹槽的槽底和第三分体连接，第三隔板108的相对两侧分别与第一凹槽的槽底和第一分体连接。

进一步地，第一分体、第二分体和第三分体通过搅拌摩擦焊依次焊接在第一凹槽的槽口、第二凹槽的槽口以及第三凹槽的槽口。具体实施时，先将进液接头6和出液接头7压第一板104后，再将第二板105与第一板104焊接。

作为一种优选的技术方案，第一凹槽的凹槽、第二凹槽的凹槽和第三凹槽的槽口均具有台阶结构，台阶结构包括第一台阶面以及与第一台阶面垂直连接的第二台阶面，第一台阶面位于第二台阶面靠近容纳槽的一端，第一分体的上表面、第二分体的上表面和第三分体的上表面分别与对应的第一台阶面焊接，第一分体的边沿、第二分体的边沿和第三分体的边沿分别与对应的第二台阶面抵接。台阶结构的设置一方面能够辅助第二板105与第一板104快速组装到位，另一方面，第一台阶面为第二板105与第一板104的焊接提供空间以及保证第二板105与第一板104之间的焊接面积，提高焊接的可靠性，防止出现漏液。

本实施例中，侧板2围设在第一板104的边沿，且侧板2凸出于第一板104的下表面，于侧板2与第一板104之间形成台阶结构，第一板104背离容纳槽的一侧面(即第一板104的下表面)为第一台阶面，侧板2与第一板104连接的一侧面为第二调节面。

优选地，第二板105背离容纳槽的一侧面(即第二板105的下表面)与第一板104远离容纳槽的一侧面(第一板104的下表面)平齐。

在另一实施例中，第一板104与第二板105一体制造成型。例如采用挤压成型工艺或冲压成型工艺将底板1一体制造成型。

本实施例，还提供一种电池包，包括上述任一种结构的液冷电池箱体，该电池包中的液冷组件占用箱体200内部空间小，有利于箱体1的优化，且安全性高。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液冷电池箱体，其特征在于,包括箱体和箱盖，所述箱体的内部具有一端开口的容纳槽，所述容纳槽用于容纳电池模组和电池管理系统，所述箱盖封堵所述容纳槽的槽口，所述容纳槽的底部具有底板，所述底板包括依次连接的第一板段、第二板段和第三板段，所述第一板段与所述第三板段平行，且所述第三板段位于所述第一板段的上方，所述第二板段倾斜设置在所述第一板段与所述第三板段之间，所述电池模组放置在所述第一板段上，所述电池管理系统放置在所述第三板段上，所述第一板段的内部和所述第三板段的内部均设置有冷却液流道，所述冷却液流道用于流通冷却液体，所述第三板段的内部设置有流通通道，所述流通通道分别连通所述第一板段和所述第二板段的所述冷却液体流道。

2.根据权利要求1所述的液冷电池箱体，其特征在于，所述第二板段由所述第三板段朝向所述第一板段向下倾斜。

3.根据权利要求1所述的液冷电池箱体，其特征在于，所述第三板段靠近所述第二板段的一端设置有避让孔，所述避让孔连通所述容纳槽的内部和外部。

4.根据权利要求1所述的液冷电池箱体，其特征在于，所述第三板段凸出设置有进液接头和出液接头，所述进液接头和所述出液接头均位于所述箱体的同一侧。

5.根据权利要求4所述的液冷电池箱体，其特征在于，所述进液接头和所述出液接头分别沿着所述箱体的宽度方向间隔分布，所述第三板段的所述冷却液流道内部设置有第一隔板，所述第一隔板与所述箱体的长度方向平行，所述第一隔板将所述第三板段的所述冷却液流道分隔形成进液流道和出液流道，所述进液接头与所述进液流道连通，所述出液接头与所述出液流道连通。

6.根据权利要求4所述的液冷电池箱体，其特征在于，所述进液接头和所述出液接头均与所述第三板段一体成型。

7.根据权利要求5所述的液冷电池箱体，其特征在于，所述第二板段的内部设置有两个流通通道，两个所述流通通道分别沿着所述箱体的宽度方向间隔分布，其中一个所述流通通道远离所述第一板段的一端与所述进液流道连通，另一个所述流通通道远离所述第一板段的一端与所述出液流道连通。

8.根据权利要求5所述的液冷电池箱体，其特征在于，所述第一板段的所述冷却液流道中设置有若干第三隔板，所述第三隔板与所述箱体的长度方向平行，所有的所述第三隔板沿着所述箱体的宽度方向间隔分布，以将所述第一板段上的所述冷却液通道间隔为若干流道分体，相邻的两个所述流道分体相互连通。

9.根据权利要求1所述的液冷电池箱体，其特征在于，所述底板由第一板和第二板组成，所述第一板的一侧分别凹设有第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽，所述第一凹槽、所述第二凹槽和所述第三凹槽的槽口均背对所述容纳槽的槽口，所述第二板段封堵所述第一凹槽、所述第二凹槽和所述第三凹槽的槽口，所述第一凹槽的槽底与所述第二板之间以及第三凹槽的槽底与所述第二板之间均形成所述冷却液流道，所述第二凹槽的槽底与所述第二板之间形成所述流通通道。

10.一种电池包，其特征在于，包括权利要求1至9任一项的冷液电池箱体。

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