CN113488722A - 电池系统液冷散热结构及电池包 - Google Patents

电池系统液冷散热结构及电池包 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电池系统液冷散热结构及电池包，液冷散热结构包括：并排设置的第一电池列和第二电池列，第一电池列和第二电池列均包括多个双侧出极耳的软包电芯；第一电池列与第二电池列之间设有竖置的第一液冷板，第一电池列的内侧极耳与第二电池列的内侧极耳分别与第一液冷板的两侧接触；第一电池列远离第二电池列的一侧设置有竖置的第二液冷板，第一电池列的外侧极耳与第二液冷板的内侧接触；第二电池列远离第一电池列的一侧设有竖置的第三液冷板，第二电池列的外侧极耳与第三液冷板的内侧接触；第一液冷板、第二液冷板和第三液冷板的进水口和出水口之间通过连接管件形成液冷回路。减少了液冷结构的重量和空间占用，提高了整包能量密度。

Description

电池系统液冷散热结构及电池包
技术领域
本发明涉及动力电池散热技术领域，更具体地，涉及一种电池系统液冷散热结构及电池包。
背景技术
随着新能源汽车产业的发展，对动力电池能量密度的要求也越来越高，现有的液冷散热方案中，热管理系统占用电池包内的空间和重量较大，影响整包的能量密度。因此需要在保证电池散热效果的条件下，设计结构更为紧凑的电池热管理系统。
发明内容
本发明的目的是提出一种电池系统液冷散热结构及电池包，实现减少热管理系统的占用空间和重量，提高电池包的能量密度。
为实现上述目的，本发明提出了一种电池系统液冷散热结构，包括：
并排设置的第一电池列和第二电池列，所述第一电池列和所述第二电池列均包括多个双侧出极耳的软包电芯，所述第一电池列的一侧极耳与所述第二电池列的一侧极耳相对设置；
所述第一电池列与所述第二电池列之间设有竖置的第一液冷板，所述第一电池列的内侧极耳与所述第二电池列的内侧极耳分别与所述第一液冷板的两侧接触；
所述第一电池列远离所述第二电池列的一侧设置有竖置的第二液冷板，所述第一电池列的外侧极耳与所述第二液冷板的内侧接触；
所述第二电池列远离所述第一电池列的一侧设有竖置的第三液冷板，所述第二电池列的外侧极耳与所述第三液冷板的内侧接触；
所述第一液冷板、所述第二液冷板和所述第三液冷板均具有进水口和出水口，所述第一液冷板、所述第二液冷板和所述第三液冷板的进水口和出水口之间通过连接管件形成液冷回路。
可选地，所述连接管件包括总进水管、第一三通接头、第二三通接头和总出水管；
所述总进水管通过所述第一三通接头与所述第二液冷板的进水口、所述第三液冷板的进水口连接；
所述第二液冷板的出水口和所述第三液冷板的出水口分别与所述第一液冷板的进水口连接；
所述第一液冷板的出水口与所述总出水管连接。
可选地，所述第一电池列与所述第二电池列中的多个所述软包电芯为立式排放，且相邻所述软包电芯之间以最大面积的面相对设置。
可选地，所述第一液冷板、所述第二液冷板和所述第三液冷板的进水口及出水口均位于同侧，且所述进水口、所述出水口的管口方向均朝上倾斜设置。
可选地，所述第一液冷板、所述第二液冷板和所述第三液冷板上的进水口均位于出水口的下方。
可选地，所述第一液冷板的两侧表面以及所述第二液冷板的内侧表面、所述第三液冷板的内侧表面均贴附有导热垫，所述导热垫与对应的软包电芯的极耳接触。
可选地，所述进水口和所述出水口均设有快插接头。
可选地，所述液冷回路内通入有冷却介质，所述冷却介质包括50％乙二醇-水溶液。
本发明还提出一种电池包，包括以上所述的电池系统液冷散热结构。
本发明的有益效果在于：
通过在两个电池列之间设置共用的第一液冷板，并在两个电池列的两侧分别设置第二液冷板和第三液冷板，三个液冷板直接形成冷却回路，通过三个液冷板实现对两个电池列的双侧极耳进行液冷散热，在保证散热效果的情况下，能够有效的控制电芯单体的温差；同时两个电池列之间共用一个液冷板，减小了液冷结构的占用空间及重量，提高动力电池箱体的能量密度。
进一步地，本发明中采用将两侧的第二液冷板、第三液冷板并联后再与中间的第一液冷板串联的液冷回路，使得流经两个电池列中间的第一液冷板的流量是第二液冷板、第三液冷板的两倍，提高了第一液冷板的散热能力，解决了位于中间的第一液冷板需要更大换热量的问题。
本发明的装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一个实施例的一种电池系统液冷散热结构的主视图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的一种电池系统液冷散热结构的俯视图。
图3示出了根据本发明的一个实施例的一种电池系统液冷散热结构中液冷板及连接管件的结构示意图。
图4示出了根据本发明的一个实施例的一种电池系统液冷散热结构中软包电芯的结构示意图。
附图标记说明：
1-总进水管，2-第一三通，3-第二三通，4-导热垫，501-第一液冷板，502-第二液冷板，503-第三液冷板，6-快插接头，7-总出水管，8-软包电芯，9-极耳，10-支管，11-第一电池列，12-第二电池列。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
图1示出了根据本发明的一个实施例的一种电池系统液冷散热结构的主视图，图2示出了根据本发明的一个实施例的一种电池系统液冷散热结构的俯视图。
如图1和图2所示，一种电池系统液冷散热结构，包括：
并排设置的第一电池列11和第二电池列12，第一电池列11和第二电池列12均包括多个双侧出极耳9的软包电芯8，第一电池列11的一侧极耳9与第二电池列12的一侧极耳9相对设置；
第一电池列11与第二电池列12之间设有竖置的第一液冷板501，第一电池列11的内侧极耳9与第二电池列12的内侧极耳9分别与第一液冷板501的两侧接触；
第一电池列11远离第二电池列12的一侧设置有竖置的第二液冷板502，第一电池列11的外侧极耳9与第二液冷板502的内侧接触；
第二电池列12远离第一电池列11的一侧设有竖置的第三液冷板503，第二电池列12的外侧极耳9与第三液冷板503的内侧接触；
第一液冷板501、第二液冷板502和第三液冷板503均具有进水口和出水口，第一液冷板501、第二液冷板502和第三液冷板503的进水口和出水口之间通过连接管件形成液冷回路。
具体地，电池包包括极耳9相对并列放置的两个电池列，通过在两个电池列之间设置共用的第一液冷板501，并在两个电池列的两侧分别设置第二液冷板502和第三液冷板503，三个液冷板之间形成冷却回路，通过三个液冷板实现对两个电池列的双侧极耳9进行液冷散热，在保证散热效果的情况下，能够有效的控制电芯单体的温差；同时两个电池列之间共用一个液冷板，减少了液冷结构的重量和对电池包内空间的占用，提高了整包能量密度。
本实施例中，第一电池列11与第二电池列12中的多个软包电芯8为立式排放，且相邻软包电芯8之间以最大面积的面相对设置。
具体地，双侧出极耳的软包电芯8立式排放，以最大面积的面相对构成电池列，每个电池包由两个电池列极耳9相对并列放置；该排列方式能够增加电池包的能量密度。两个电池列中的多个软包电池的极耳之间根据需要的串并联关系两两连接在一起。
软包电芯单体结构如图4所示，极耳弯折后与其他电芯的极耳交叠并连接在一起，连接后的极耳交叠区域与对应的液冷板表面接触实现散热。
如图3所示，本实施例中，连接管件包括总进水管1、第一三通2接头、第二三通3接头和总出水管7；
总进水管1通过第一三通2接头与第二液冷板502的进水口、第三液冷板的进水口连接；
第二液冷板502的出水口和第三液冷板的出水口分别与第一液冷板501的进水口连接；
第一液冷板501的出水口与总出水管7连接。
具体地，第一三通2的一个端口与总进水管1连接，另外两个端口分别通过两个支管10与第二液冷板502的进水口和第三液冷板503的进水口连接；第二三通3的两个端口分别通过两个支管10与第二液冷板502的出水口和第三液冷板503的出水口连接，另一个端口通过一个支管10与位于中间的第一液冷板501的进水口连接；第一液冷板501的出水口与总出水口连接，通过上述连接方式，实现两侧液冷板并联再后与中间液冷板串联的冷却回路，使得流经中间液冷板的流量是两侧液冷板的两倍，解决了中间液冷板需要更大换热量的问题，提高了散热的均匀性。其中，三个液冷板的进水口和出水口均设有快插接头6，支管10均通过快插接头6与对应的液冷板连接。总进水管1及总出水管7与电池包外部的冷却介质循环供给装置连接。
本实施例中，第一液冷板501、第二液冷板502和第三液冷板503的进水口及出水口均位于同侧，且进水口、出水口的管口方向均朝上倾斜设置。第一液冷板501、第二液冷板502和第三液冷板503上的进水口均位于出水口的下方。
具体地，三个液冷板并列竖直放置，进水口、出水口位于同一侧且方向朝上，能够减少连接所需的管路，且三个液冷板均为下进上出，保证流道内部有一定的压力，便于冷却回路流道内的空气排出。
可选地，第一液冷板501的两侧表面以及第二液冷板502的内侧表面、第三液冷板503的内侧表面均贴附有导热垫4，导热垫4与对应的软包电芯8的极耳9接触。
具体地，两侧液冷板内侧(靠近中间的一侧)、中间液冷板两侧共四面均贴附有导热垫4，导热垫4用于排出液冷板与电池极耳9接触面上的空气，减小接触热阻，提高冷却效率。导热垫4可以为导热硅胶垫片等绝缘导热材质。
本实施例中，液冷回路内通入有冷却介质，冷却介质可以为50％乙二醇-水溶液，或其他可用于新能源汽车行业散热的制冷剂。
本发明还提出一种电池包，包括以上实施例的电池系统液冷散热结构。本实施例的电池包采用上述电池系统液冷散热结构能够有效对电池模组散热，同时提高电池包的能量密度。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (9)

1.一种电池系统液冷散热结构，其特征在于，包括：
并排设置的第一电池列和第二电池列，所述第一电池列和所述第二电池列均包括多个双侧出极耳的软包电芯，所述第一电池列的一侧极耳与所述第二电池列的一侧极耳相对设置；
所述第一电池列与所述第二电池列之间设有竖置的第一液冷板，所述第一电池列的内侧极耳与所述第二电池列的内侧极耳分别与所述第一液冷板的两侧接触；
所述第一电池列远离所述第二电池列的一侧设置有竖置的第二液冷板，所述第一电池列的外侧极耳与所述第二液冷板的内侧接触；
所述第二电池列远离所述第一电池列的一侧设有竖置的第三液冷板，所述第二电池列的外侧极耳与所述第三液冷板的内侧接触；
所述第一液冷板、所述第二液冷板和所述第三液冷板均具有进水口和出水口，所述第一液冷板、所述第二液冷板和所述第三液冷板的进水口和出水口之间通过连接管件形成液冷回路。
2.根据权利要求1所述的电池系统液冷散热结构，其特征在于，所述连接管件包括总进水管、第一三通接头、第二三通接头和总出水管；
所述总进水管通过所述第一三通接头与所述第二液冷板的进水口、所述第三液冷板的进水口连接；
所述第二液冷板的出水口和所述第三液冷板的出水口分别与所述第一液冷板的进水口连接；
所述第一液冷板的出水口与所述总出水管连接。
3.根据权利要求1所述的电池系统液冷散热结构，其特征在于，所述第一电池列与所述第二电池列中的多个所述软包电芯为立式排放，且相邻所述软包电芯之间以最大面积的面相对设置。
4.根据权利要求1所述的电池系统液冷散热结构，其特征在于，所述第一液冷板、所述第二液冷板和所述第三液冷板的进水口及出水口均位于同侧，且所述进水口、所述出水口的管口方向均朝上倾斜设置。
5.根据权利要求1所述的电池系统液冷散热结构，其特征在于，所述第一液冷板、所述第二液冷板和所述第三液冷板上的进水口均位于出水口的下方。
6.根据权利要求1所述的电池系统液冷散热结构，其特征在于，所述第一液冷板的两侧表面以及所述第二液冷板的内侧表面、所述第三液冷板的内侧表面均贴附有导热垫，所述导热垫与对应的软包电芯的极耳接触。
7.根据权利要求2所述的电池系统液冷散热结构，其特征在于，所述进水口和所述出水口均设有快插接头。
8.根据权利要求1所述的电池系统液冷散热结构，其特征在于，所述液冷回路内通入有冷却介质，所述冷却介质包括50％乙二醇-水溶液。
9.一种电池包，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述的电池系统液冷散热结构。
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