CN112993446A - 用于电池包的液冷系统、电池包和车辆 - Google Patents

用于电池包的液冷系统、电池包和车辆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于电池包的液冷系统、电池包和车辆，其中用于电池包的液冷系统包括：液冷组件和液冷介质流向改变装置。所述液冷介质流向改变装置连接在液冷源与所述液冷组件之间，所述液冷介质流向改变装置能够改变液冷介质在所述液冷组件内的流向。该液冷系统通过设置液冷介质流向改变装置以能够改变液冷组件内液冷介质的流向，以达到有效的均温换热效果，避免电池模组在换热时出现温差较大的问题，使各电池模组能够在相对一致的温度环境中运行，从而提高了电池包的安全系数以及增加了电池包的使用寿命。

Description

用于电池包的液冷系统、电池包和车辆
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种用于电池包的液冷系统、电池包和车辆。
背景技术
传统的液冷系统内的液冷介质的流向均为固定的方向，因此，随着液冷介质在液冷组件内的流动，位于液冷介质上游处液冷组件的温度会与位于液冷介质下游处的液冷组件的温度不同，因此液冷组件各处对电池包内电池模组的换热效果也会存在差异，导致液冷组件对电池模组的换热不均，使电池模组之间出现温差较大的现象，存在改进空间。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明提出一种用于电池包的液冷系统，该液冷系统能够实现有效的均温换热效果，以减小各电池模组之间的温差。
本发明又提出了一种具有上述用于电池包的液冷系统的电池包。
本发明还提出了一种具有上述电池包的车辆。
根据本发明的实施例的用于电池包的液冷系统，包括：液冷组件；液冷介质流向改变装置，所述液冷介质流向改变装置连接在液冷源与所述液冷组件之间，所述液冷介质流向改变装置能够改变液冷介质在所述液冷组件内的流向。
根据本发明的实施例的用于电池包的液冷系统，该液冷系统通过设置液冷介质流向改变装置以能够改变液冷组件内液冷介质的流向，以达到有效的均温换热效果，避免电池模组在换热时出现温差较大的问题，使各电池模组能够在相对一致的温度环境中运行，从而提高了电池包的安全系数以及增加了电池包的使用寿命。
另外，根据发明实施例的用于电池包的液冷系统，还可以具有如下附加技术特征：
根据本发明的一些实施例，所述液冷介质在所述冷却组件内具有第一流动方向和第二流动方向，且所述第一流动方向与所述第二流动方向相反，所述液冷介质流向改变装置控制所述液冷介质在所述第一流动方向与所述第二流动方向之间切换。
根据本发明的一些实施例，所述第一流动方向为顺时针方向，所述第二流动方向为逆时针方向。
根据本发明的一些实施例，所述液冷介质流向改变装置具有第一接口、第二接口、第三接口以及第四接口，所述第一接口与所述液冷源的进液端连通，所述第二接口与所述液冷源的回液端连通，所述第三接口与所述液冷组件的第一端连通，所述第四接口与所述液冷组件的第二端连通，其中，所述第一接口可选择的与所述第三接口或所述第四接口连通，所述第二接口可选择的与所述第三接口或所述第四接口连通。
根据本发明的一些实施例，所述液冷介质流向改变装置还具有控制部，所述控制部控制所述第一接口与所述第三接口或所述第四接口连通，并且所述控制部控制所述第二接口与所述第三接口或所述第四接口连通。
根据本发明的一些实施例，所述液冷介质流向改变装置包括：四通两位电磁换向阀。
根据本发明的一些实施例，所述液冷介质流向改变装置能够根据与所述液冷组件进行换热的各电池模组之间的温差来改变所述液冷组件内液冷介质的流动方向。
根据本发明的一些实施例，所述液冷系统还包括：温度检测装置，所述温度检测装置对所述电池模组进行温度检测，所述温度检测装置与所述液冷介质流向改变装置进行通讯。
根据本发明另一方面的电池包，包括上述的用于电池包的液冷系统。
根据本发明再一方面的车辆，包括上述的电池包。
附图说明
图1是根据本发明实施例的液冷系统的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的液冷系统的结构示意图；
图3是根据本发明实施例的液冷系统的结构示意图。
附图标记：
液冷系统100，液冷组件1，液冷介质流向改变装置2，第一接口21，第二接口22，第三接口23，第四接口24，第一端11，第二端12，第一集流管13，第二集流管14，液冷板15，第一流动方向3，第二流动方向4。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，也可以是电连接或可以互相通讯；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，可以根据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。
下面参考图1-图3描述根据本发明实施例的用于电池包的液冷系统100。
根据本发明实施例的用于电池包的液冷系统100可以包括：液冷组件1和液冷介质流向改变装置2。
如图1-图3所示，液冷组件1适于设置在电池包内，以与电池包内的电池模组进行换热，保证电池模组能够在较为恒定的温度下运行，进而保证电池包的整体稳定性以及安全性。例如，在电池包处于温度较低的环境下，电池模组的温度较低，此时，液冷组件1内适于通入温度较高的液冷介质，以通过液冷组件1为电池模组进行加热；而在电池包处于温度较高的环境下，电池模组的温度较高，此时，液冷组件1内适于通入温度较低的液冷介质，以通过液冷组件1为电池模组进行换热，以降低电池模组的温度。由此，可使电池模组能够保持温度恒定。
但由于传统的液冷系统内的液冷介质的流向均为固定的方向，因此，随着液冷介质在液冷组件内的流动，位于液冷介质上游处液冷组件的温度会与位于液冷介质下游处的液冷组件的温度不同，因此液冷组件各处对电池模组的换热效果也会存在差异，导致液冷组件对电池模组的换热不均，使电池模组之间出现温差较大的现象，无法保证电池包内的各电池模组在相对一致的温度环境中运行，从而影响了电池包的安全系数以及电池包的使用寿命。
为此，本发明实施例在液冷系统100中设置了液冷介质流向改变装置2，并将液冷介质流向改变装置2连接在液冷源与液冷组件1之间，液冷源为车辆内为液冷系统100提供液冷介质的部分，液冷源内的液冷介质会通过液冷介质流向改变装置2而流入液冷组件1内，同时，液冷组件1内与电池模组换热后的液冷介质也会通过液冷介质流向改变装置2回流到液冷源内。
其中，液冷介质流向改变装置2能够改变液冷介质在液冷组件1内的流向。也就是说，液冷组件1内冷却介质的流动方向能够通过液冷介质流向改变装置2而被改变，即能够改变液冷组件1的进液以及出液方向。由此，通过改变液冷介质在液冷组件1内的流向，可改变液冷组件1不同部分相对于液冷介质流向的位置，以实现液冷介质与液冷组件1各处更均匀的换热，使液冷组件1各处的温度更加均衡，以平衡液冷系统100各处的温度差，进而使与液冷组件1进行换热的各电池模组的受热能够更加均匀，能够有效平衡各处电池模组之间的换热差，以使电池模组之间的温差较小，进而可使换热效果更好，可提高电池包的安全系数以及电池包的使用寿命。
根据本发明实施例的用于电池包的液冷系统100，该液冷系统100通过设置液冷介质流向改变装置2以能够改变液冷组件1内液冷介质的流向，以达到有效的均温换热效果，避免电池模组在换热时出现温差较大的问题，使各电池模组能够在相对一致的温度环境中运行，从而提高了电池包的安全系数以及增加了电池包的使用寿命。
结合图1-图3所示实施例，液冷介质在冷却组件内具有第一流动方向3(参照图2)和第二流动方向4(参照图3)，且第一流动方向3与第二流动方向4相反，而液冷介质流向改变装置2适于控制液冷介质在第一流动方向3与第二流动方向4之间切换。由此，通过液冷介质流向改变装置2对液冷介质流向的切换，可实现液冷介质在第一流动方向3以及第二流动方向4之间的间隙性切换，即可实现对流动方向随意以及快速的切换，进而可有效平衡液冷组件1两端的温度差，以使液冷组件1各处温度能够大致相等，以有效减少处于电池包两端处电池模组的换热差，可使电池包内的各电池模组能够在相对一致的温度环境中运行。
如图2和图3所示，第一流动方向3为顺时针方向(参照图2)，而第二流动方向4为逆时针方向(参照图3)。由此，可使液冷介质的第一流动方向3和第二流动方向4能够保证相反，以实现均热效果。具体地，液冷组件1包括：第一集流管13、第二集流管14以及连接在第一集流管13与第二集流管14之间的液冷板15，其中，第一集流管13与第二集流管14之间可同时连通多个液冷板15，当液冷介质按第一流动方向3流动时，液冷介质适于从第一集流管13流入并流经多个液冷板15换热后从第二集流管14流出，以实现顺时针流动；而当液冷介质按第二流动方向4流动时，液冷介质适于从第二集流管14流入并流经多个液冷板15换热后从第一集流管13流出，以实现逆时针流动。
参照图1，结合图2和图3所示实施例，液冷介质流向改变装置2具有第一接口21、第二接口22、第三接口23以及第四接口24，其中，第一接口21与液冷源的进液端连通，液冷源内的液冷介质适于通过第一接口21流入液冷介质流向改变装置2内，第二接口22与液冷源的回液端连通，液冷组件1内经液冷组件1与电池模组换热后的液冷介质可从第二接口22回流到液冷源中，并且第三接口23与液冷组件1的第一端11连通，第四接口24与液冷组件1的第二端12连通，其中，第一接口21可选择的与第三接口23或第四接口24连通，第二接口22可选择的与第三接口23或第四接口24连通。由此，可改变液冷组件1的进液端以及出液端，从而改变液冷介质在液冷组件1内的流动方向。
例如，当第一接口21与第三接口23连通，且第二接口22与第四接口24连通时，液冷源内的液冷介质适于从第一接口21流入液冷介质流向改变装置2，并从第三接口23流入液冷组件1中的第一集流管13，之后流经液冷板15以及第二集流管14并从第四接口24回流到液冷介质流向改变装置2，并最终从第二接口22回流到液冷源内，此时，实现了液冷介质在液冷组件1内沿第一流动方向3的流动(参照图2)。而当第一接口21与第四接口24连通，且第二接口22与第三接口23连通时，液冷源内的液冷介质适于从第一接口21流入液冷介质流向改变装置2，并从第四接口24流入液冷组件1中的第二集流管14，之后流经液冷板15以及第一集流管13并从第三接口23回流到液冷介质流向改变装置2，并最终从第二接口22回流到液冷源内，此时，实现了液冷介质在液冷组件1内沿第二流动方向4的流动(参照图3)。
进一步，液冷介质流向改变装置2还具有控制部(图中未示出)，控制部控制第一接口21与第三接口23或第四接口24连通，并且控制部控制第二接口22与第三接口23或第四接口24连通。由此，通过控制部的控制，可实现各个接口之间连接的间隙性切换，进而实现液冷介质流向的间隙性切换，以保证更好的均热效果。
作为一种优选的实施例，液冷介质流向改变装置2包括：四通两位电磁换向阀。四通两位电磁换向阀具有四个接口，可分别与液冷源以及液冷组件1连通，且阀芯可实现各个接口之间的切换，并且电磁阀可实现自动切换，因此，可使切换更方便。由此，采用四通两位电磁换向阀可实现更好的切换效果。
根据本发明的一些实施例，液冷介质流向改变装置2能够根据与液冷组件1进行换热的各电池模组之间的温差来改变液冷组件1内液冷介质的流动方向。即当各处电池模组的温差较大时，则液冷介质流向改变装置2会进行间隙性的切换液冷介质在液冷组件1内的流动方向，以减少电池模组之间的温差；而当各处电池模组的温差较小或不具有温差时，则液冷介质流向改变装置2不需要对液冷介质在液冷组件1内的流向进行切换。
根据本发明的一些实施例，液冷系统100还包括：温度检测装置(图中未示出)，温度检测装置可为BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，电池管理系统)，温度检测装置适于对电池包内的电池模组进行温度检测，且温度检测装置适于与液冷介质流向改变装置2进行通讯，以将各个电池模组的温度信息进行采集，并根据采集到的温度的信息来合理控制液冷介质流向改变装置2，使液冷介质流向改变装置2能够对液冷介质的流向进行合理的切换，以保证各电池模组的均匀换热。
根据本发明另一方面的电池包，包括上述的用于电池包的液冷系统100。该电池包的安全系数较高，并且使用寿命较长。
根据本发明另一方面实施例的车辆，包括上述实施例中描述的电池包。对于车辆的其它构造例如变速器、制动系统、转向系统等均已为现有技术且为本领域的技术人员所熟知，因此这里对于车辆的其它构造不做详细说明。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于电池包的液冷系统，其特征在于，包括：
液冷组件；
液冷介质流向改变装置，所述液冷介质流向改变装置连接在液冷源与所述液冷组件之间，所述液冷介质流向改变装置能够改变液冷介质在所述液冷组件内的流向。
2.根据权利要求1所述的用于电池包的液冷系统，其特征在于，所述液冷介质在所述冷却组件内具有第一流动方向和第二流动方向，且所述第一流动方向与所述第二流动方向相反，所述液冷介质流向改变装置控制所述液冷介质在所述第一流动方向与所述第二流动方向之间切换。
3.根据权利要求2所述的用于电池包的液冷系统，其特征在于，所述第一流动方向为顺时针方向，所述第二流动方向为逆时针方向。
4.根据权利要求1所述的用于电池包的液冷系统，其特征在于，所述液冷介质流向改变装置具有第一接口、第二接口、第三接口以及第四接口，所述第一接口与所述液冷源的进液端连通，所述第二接口与所述液冷源的回液端连通，所述第三接口与所述液冷组件的第一端连通，所述第四接口与所述液冷组件的第二端连通，其中，所述第一接口可选择的与所述第三接口或所述第四接口连通，所述第二接口可选择的与所述第三接口或所述第四接口连通。
5.根据权利要求4所述的用于电池包的液冷系统，其特征在于，所述液冷介质流向改变装置还具有控制部，所述控制部控制所述第一接口与所述第三接口或所述第四接口连通，并且所述控制部控制所述第二接口与所述第三接口或所述第四接口连通。
6.根据权利要求1所述的用于电池包的液冷系统，其特征在于，所述液冷介质流向改变装置包括：四通两位电磁换向阀。
7.根据权利要求1所述的用于电池包的液冷系统，其特征在于，所述液冷介质流向改变装置能够根据与所述液冷组件进行换热的各电池模组之间的温差来改变所述液冷组件内液冷介质的流动方向。
8.根据权利要求7所述的用于电池包的液冷系统，其特征在于，还包括：温度检测装置，所述温度检测装置对所述电池模组进行温度检测，所述温度检测装置与所述液冷介质流向改变装置进行通讯。
9.一种电池包，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的用于电池包的液冷系统。
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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