CN112701383A - 一种电池液冷板总成、电池总成及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池液冷板总成、电池总成及车辆，属于电池安全领域，电池液冷板总成包括液冷板上板、液冷板下板和冷却液接头，液冷板上板和液冷板下板之间形成有冷却流道，液冷板下板上设置有多个冷却凹槽，液冷板上板上对应设置有多个开口，多个开口和多个凹槽一一对应设置，电池模组通过开口部分固定在冷却凹槽中并与液冷板上板密封连接；每个冷却凹槽的槽壁上设置有至少一个流通孔，多个冷却凹槽之间通过流通孔连通；冷却液接头设置在液冷板上板上并与冷却流道连通，位于冷却液接头一侧的冷却凹槽与冷却流道连通。该电池液冷板总成制造工艺简单，对布置空间的要求低，适用性高，实现对电池模组的半浸没式冷却，可有效对电池模组实现热管理。

Description

一种电池液冷板总成、电池总成及车辆

技术领域

本发明涉及电池安全技术领域，尤其涉及一种电池液冷板总成、电池总成及车辆。

背景技术

新能源汽车具有能量效率高、零排放、无污染、比能量高、噪音低、可靠性高等优点。动力电池总成作为新能源电池车的主要储能部件，主要保证整车低速行驶、制动能量回收、混合动力发动机系统能量调节等功能。电池总成作为电池总成结构保护固定的核心部件，其重要性不言而喻。液冷板作为动力电池热管理系统的主要部件，承担着电池的冷却、加热、温度均衡等功能。

现有的液冷板方案并没有实现液冷板的模块化设计，一种产品往往只能应用于一种电池包，重复利用率极低，维修成本比较高。目前主流的电池液冷板主要工艺有三种：铝合金钎焊液冷板、挤压口琴液冷板和弯管液冷板。这三种方案都存在制造工艺复杂、生产模具成本高、布置空间要求高、无法实现模块化设计、单块水冷板只能应用于一种电池包等缺点。

因此，亟需提出一种电池液冷板总成、电池总成及车辆，来解决现有技术中的上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池液冷板总成、电池总成及车辆，制造工艺简单、模具成本低，对布置空间的要求低，可以实现液冷板模块化设计，且可以应用于多种新能源电池包，适用性高。

为实现此目的，本发明采用以下技术方案：

一种电池液冷板总成，包括：

液冷板上板和液冷板下板，所述液冷板上板固连于所述液冷板下板的上方，所述液冷板上板和所述液冷板下板之间形成有冷却流道，所述液冷板下板上设置有多个冷却凹槽，所述液冷板上板上对应设置有多个开口，多个开口和多个所述冷却凹槽一一对应设置，电池模组通过所述开口部分固定在所述冷却凹槽中并与所述液冷板上板密封连接；每个所述冷却凹槽的槽壁上设置有至少一个流通孔，多个所述冷却凹槽之间通过所述流通孔连通；

冷却液接头，设置在所述液冷板上板上并与所述冷却流道连通，位于所述冷却液接头一侧的所述冷却凹槽与所述冷却流道连通，冷却液在所述冷却流道和所述冷却凹槽中流通。

作为上述电池液冷板总成的优选技术方案，所述液冷板下板包括：

下板本体，所述下板本体上设置有所述冷却凹槽；

电池模组固定凸台，凸设于所述冷却凹槽的槽底，用于固定所述电池模组。

作为上述电池液冷板总成的优选技术方案，所述电池模组粘接于所述电池模组固定凸台上。

作为上述电池液冷板总成的优选技术方案，所述液冷板下板还包括：

至少一根横梁和至少一根纵梁，所述横梁和所述纵梁交叉设置形成多个所述冷却凹槽。

作为上述电池液冷板总成的优选技术方案，所述电池模组与所述液冷板上板之间采用密封胶粘接固定。

作为上述电池液冷板总成的优选技术方案，所述冷却液接头包括进液接头和出液接头，所述冷却流道包括进液流道和出液流道，所述进液接头与所述进液流道相连通，所述出液接头与所述出液流道相连通。

作为上述电池液冷板总成的优选技术方案，所述冷却凹槽呈矩形，多个所述冷却凹槽呈矩形阵列分布于所述液冷板下板上。

作为上述电池液冷板总成的优选技术方案，所述冷却液为耐高温绝缘冷却液。

一种电池总成，包括如上任一技术方案所述的电池液冷板总成。

一种车辆，包括如上所述的电池总成。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提出的电池液冷板总成、电池总成和车辆，包括液冷板上板、液冷板下板和冷却液接头，液冷板上板固连于液冷板下板的上方，液冷板上板和液冷板下板之间形成有冷却流道，液冷板下板上设置有多个冷却凹槽，液冷板上板上对应设置有多个开口，多个开口和多个凹槽一一对应设置，电池模组通过开口部分固定在冷却凹槽中并与液冷板上板密封连接；每个冷却凹槽的槽壁上设置有至少一个流通孔，多个冷却凹槽之间通过流通孔连通；冷却液接头，设置在液冷板上板上并与冷却流道连通，位于冷却液接头一侧的冷却凹槽与冷却流道连通，冷却液在冷却流道和冷却凹槽中流通。

本发明提供的液冷板总成采用半开口式的冷却凹槽设计，实现了冷却液对电池模组的半浸没式冷却，提升产品的工作效率，可以有效对电池模组实现热管理功能，且电池模组长期处于冷却液浸泡环境中，电池模组比较安全，一旦发生热失控，电池模组的热量会快速传递到冷却液中，冷却液带走大量热量，以有效延缓电池模组热失控；冷却凹槽对电池模组具有固定和限位作用，省去了其他固定结构且可以限制电池模组的膨胀变形。与现有技术相比较，本发明提供的液冷板总成制造工艺简单、模具成本低，空间利用率高，对布置空间的要求低，可以实现液冷板模块化设计，且通过多块液冷板总成的组合安装可以应用于EV、PHEV、HEV等多种新能源电池包，适用性高，维修成本低，实现多种电池产品共用同一种液冷板总成的目的，具备缩短研发周期与降低研发成本的优势。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的电池液冷板总成的结构示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的电池液冷板总成与电池模组装配的结构示意图；

图3是本发明具体实施方式提供的液冷板下板的结构示意图；

图4是本发明具体实施方式提供的液冷板下板与电池模组装配的结构示意图。

图中：

1、液冷板上板；

2、液冷板下板；21、冷却凹槽；22、流通孔；23、下板本体；24、电池模组固定凸台；25、横梁；26、纵梁；

3、冷却液接头；4、电池模组。

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一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。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。

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本实施例提供了一种电池液冷板总成，如图1至图4所示，该电池液冷板总成主要包括液冷板上板1、液冷板下板2和冷却液接头3，其中，液冷板上板1固连于液冷板下板2的上方，液冷板上板1和液冷板下板2之间形成有冷却流道，液冷板下板2上设置有多个冷却凹槽21，液冷板上板1上对应设置有多个开口，多个开口和多个凹槽一一对应设置，电池模组4通过开口部分固定在冷却凹槽21中并与液冷板上板1密封连接；每个冷却凹槽21的槽壁上设置有至少一个流通孔22，多个冷却凹槽21之间通过流通孔22连通。冷却液接头3设置在液冷板上板1上并与冷却流道连通，位于冷却液接头3一侧的冷却凹槽21与冷却流道连通，冷却液在冷却流道和冷却凹槽21中流通。

本实施例提供的液冷板总成采用半开口式的冷却凹槽21设计，实现了冷却液对电池模组4的半浸没式冷却，提升产品的工作效率，可以有效对电池模组4实现热管理功能，且电池模组4长期处于冷却液浸泡环境中，电池模组4比较安全，一旦发生热失控，电池模组4的热量会快速传递到冷却液中，冷却液带走大量热量，延缓电池模组4热失控；冷却凹槽21对电池模组4具有固定和限位作用，省去了其他固定结构且可以限制电池模组4的膨胀变形。与现有技术相比较，本实施例提供的液冷板总成制造工艺简单、模具成本低，空间利用率高，对布置空间的要求低，可以实现液冷板模块化设计，且通过多块液冷板总成的组合安装可以应用于EV、PHEV、HEV等多种新能源电池包，适用性高，维修成本低，实现多种电池产品共用同一种液冷板总成的目的，具备缩短研发周期与降低研发成本的优势。

进一步地，液冷板下板2是一种冲压铝型材结构，但不同于普通的液冷板，如图3所示，其还包括下板本体23、电池模组固定凸台24、至少一根横梁25和至少一根纵梁26，横梁25和纵梁26设置于下板本体23上并交叉设置形成多个冷却凹槽21，电池模组固定凸台24凸设于冷却凹槽21的槽底，用于固定电池模组4；且电池模组4与电池模组固定凸台24相接触，提高了电池模组4与液冷板下板2的冷热交换效率，即提高了电池模组4的散热效率。

更进一步地，电池模组4粘接于电池模组固定凸台24上。电池模组4与液冷板上板1之间采用密封胶粘接固定。电池模组4通过这两种方式固定时不需要固定螺栓等结构，可以提高电池总成的安装固定强度，保证电池模组4的平稳连接。

可选地，冷却液接头3包括进液接头和出液接头，冷却流道包括进液流道和出液流道，进液接头与进液流道相连通，出液接头与出液流道相连通。由于位于冷却液接头3一侧的冷却凹槽21与冷却流道连通，因此，冷却液自进液接头流入进液流道后流入与其最近的一个冷却凹槽21中，然后通过流通孔22流至各个冷却凹槽21中均匀布液，对置于冷却凹槽21中的电池模组4进行热管理。当需要更换冷却液时，冷却液可经出液流道流出出液接头。进液接头和出液接头上均设置有阀门，可控制接头的通断。

本实施例中液冷板上板1和液冷板下板2均呈矩形，冷却凹槽21同样呈矩形，且多个冷却凹槽21呈矩形阵列分布于液冷板下板2上。多个冷却凹槽21均匀分布于液冷板下板2上，有利于冷却液均匀分布于各个冷却凹槽21中，保证各个电池模组4的热管理效果。可选地，本实施例中的液冷板上板1和液冷板下板2通过钎焊固定，包含但不限于冲压铝板、吹胀铝板等。

本实施例中的电池模组4包含但不限于长方体形式的电池单体，其防爆阀分别位于电池单体的两端。矩形的冷却凹槽21可以对电池模组4实现限位与固定，无需X和Y方向上的其他固定结构，节约制造成本。电池模组4在进行充放电后会发生膨胀，电池模组4固定在半开口的冷却凹槽21内部，冷却凹槽21可以限制电池模组4的膨胀变形。可选地，本实施例中的电池模组4是一种底部经过绝缘处理、防护等级达到IP67的特制电池模组4。

本实施例提供的电池液冷板总成一方面可以有效对电池模组4实现热管理功能，另一方面可以有效延缓电池模组4热失控。

第一方面具体而言，该电池液冷板总成采用半开口式的冷却凹槽21设计，电池模组4直接粘接固定在冷却凹槽21中，冷却液可以对电池模组4实现半浸没式接触，实现对电池模组4的加热与冷却功能，保证电池模组4温度均匀且处于适宜的工作温度区间，从而保证电池模组4的正常输出功率，减少电池模组4发生热滥用的风险有利于对电池模组4实现热管理功能。

其次，本实施例中的电池液冷板总成可以为电池模组4提供较好的保温环境，当电池热管理系统不工作时，液冷板中的冷却液比热容较大，为≥3000J/kg*K。当外界温度较高，电池生热时，液冷板可以吸收一定的热量，实现电池模组4的冷却；当外界温度较低时，冷却液降温释放能量可以为电池模组4提供保温保护；因此可以防止电池模组4受到外界较大的影响而性能不稳定。

再者，冷却凹槽21具有非常大的换热面积，可以实现冷却液与液冷板下板2的快速换热，提升整个系统的冷却效率。

第二方面，由于电池液冷板总成采用半开口式的冷却凹槽21设计，冷却液可以对电池模组4实现半浸没式冷却，电池模组4长期处于冷却液浸泡环境中，电池模组4比较安全，一旦发生热失控，电池模组4的热量会快速传递到冷却液中，冷却液带走大量热量，延缓电池模组4热失控；

其次，电池液冷板总成中的冷却液选用耐高温绝缘冷却液，包括但不限于硅油、新型制冷剂等耐高温非金属材料，当电池模组4发生热失控时，冷却液会隔绝不同电池模组4，避免因为绝缘失效造成的电池高电压拉弧现象，有效延缓极端电池热失控的蔓延。

再者，电池液冷板总成可以有效增强电池模组4固定的结构强度，一旦模组发生热失控，由于电池模组4大部分结构都位于冷却凹槽21内部，可以有效抵御防爆阀的冲击与爆炸压力，延缓电池热失控的发生；同时，电池模组4与冷却凹槽21之间具有较大空间，能对单体热失控的气体进行有效地导流与泄压，双重延缓热失控。

需要说明的是，本实施例中的电池液冷板总成不限于电池模组4，也可以用于其他需要延缓热失控或灭火的结构。

本实施例还提供一种电池总成，包括上述的电池液冷板总成。电池液冷板总成与电池总成的下箱体焊接在一起，下箱体上安装有单独的水管，水管内部的流道与进液接头相连通。

本实施例还提供一种车辆，包括如上的电池总成。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池液冷板总成，其特征在于，包括：

液冷板上板(1)和液冷板下板(2)，所述液冷板上板(1)固连于所述液冷板下板(2)的上方，所述液冷板上板(1)和所述液冷板下板(2)之间形成有冷却流道，所述液冷板下板(2)上设置有多个冷却凹槽(21)，所述液冷板上板(1)上对应设置有多个开口，多个开口和多个所述冷却凹槽(21)一一对应设置，电池模组(4)通过所述开口部分固定在所述冷却凹槽(21)中并与所述液冷板上板(1)密封连接；每个所述冷却凹槽(21)的槽壁上设置有至少一个流通孔(22)，多个所述冷却凹槽(21)之间通过所述流通孔(22)连通；

冷却液接头(3)，设置在所述液冷板上板(1)上并与所述冷却流道连通，位于所述冷却液接头(3)一侧的所述冷却凹槽(21)与所述冷却流道连通，冷却液在所述冷却流道和所述冷却凹槽(21)中流通。

2.根据权利要求1所述的电池液冷板总成，其特征在于，所述液冷板下板(2)包括：

下板本体(23)，所述下板本体(23)上设置有所述冷却凹槽(21)；

电池模组固定凸台(24)，凸设于所述冷却凹槽(21)的槽底，用于固定所述电池模组(4)。

3.根据权利要求2所述的电池液冷板总成，其特征在于，

所述电池模组(4)粘接于所述电池模组固定凸台(24)上。

4.根据权利要求1或2所述的电池液冷板总成，其特征在于，所述液冷板下板(2)还包括：

至少一根横梁(25)和至少一根纵梁(26)，所述横梁(25)和所述纵梁(26)交叉设置形成多个所述冷却凹槽(21)。

5.根据权利要求1所述的电池液冷板总成，其特征在于，

所述电池模组(4)与所述液冷板上板(1)之间采用密封胶粘接固定。

6.根据权利要求1所述的电池液冷板总成，其特征在于，

所述冷却液接头(3)包括进液接头和出液接头，所述冷却流道包括进液流道和出液流道，所述进液接头与所述进液流道相连通，所述出液接头与所述出液流道相连通。

7.根据权利要求1所述的电池液冷板总成，其特征在于，

所述冷却凹槽(21)呈矩形，多个所述冷却凹槽(21)呈矩形阵列分布于所述液冷板下板(2)上。

8.根据权利要求1所述的电池液冷板总成，其特征在于，

所述冷却液为耐高温绝缘冷却液。

9.一种电池总成，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的电池液冷板总成。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池总成。

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