CN113745689A - 一种动力电池箱体、动力电池系统以及车辆 - Google Patents
一种动力电池箱体、动力电池系统以及车辆 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113745689A CN113745689A CN202110872067.4A CN202110872067A CN113745689A CN 113745689 A CN113745689 A CN 113745689A CN 202110872067 A CN202110872067 A CN 202110872067A CN 113745689 A CN113745689 A CN 113745689A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cooling
- box body
- power battery
- area
- dcdc
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
- H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
- H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/61—Types of temperature control
- H01M10/613—Cooling or keeping cold
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
- H01M10/625—Vehicles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
- H01M10/6567—Liquids
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
- Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
Abstract
本发明公开了一种动力电池箱体、动力电池系统以及车辆,该一种动力电池箱体包括第一箱体、第二箱体、封板和分隔筋,所述第一箱体和所述第二箱体合围成安装腔,所述第二箱体具有凹陷区,所述封板封闭所述凹陷区、并与所述第二箱体合围成冷却腔,所述安装腔与所述冷却腔分布在所述第二箱体的两侧;所述第二箱体上设置有与所述冷却腔连通的进液口和出液口;所述分隔筋设置在所述第二箱体的凹陷区中,以在所述冷却腔内形成分别对应所述安装腔内电芯、DCDC组件、OBC组件的位置的电芯冷却区、DCDC冷却区和OBC冷却区,所述电芯冷却区、所述DCDC冷却区和所述OBC冷却区相互连通,解决现有技术中动力电池箱体制造成本高、占用空间大的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车动力电池技术领域,具体涉及一种动力电池箱体、动力电池系统以及车辆。
背景技术
目前,环境污染和能源消耗等问题越来越受到重视,由此电动汽车应运而生。电动汽车相比传统汽车来说,具有无尾气排放的特点,对环境的影响较小,但电动汽车现阶段也存在一些发展瓶颈。例如,电动汽车动力电池、电驱等部件在长时间工作后需要冷却,而在外界环境温度低时,电动汽车启动和充电时,需要提前给动力电池、电驱等部件加热。一方面,现有的冷却系统复杂、对冷却流道的设计要求高。另一方面,现有电池箱体动力电池箱体的冷却系统的液冷管道直接置于电池箱体动力电池箱体的电池腔安装腔内部,若液冷管道发生泄漏,冷却液将直接浸泡电池箱内的电池和电池管理系统等部件,严重威胁电池的使用安全。
综上所述,现有技术中存在电池箱体动力电池箱体制造成本高、占用空间大的技术问题以及冷却液泄漏导致的绝缘阻值下降甚至短路的风险。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供了一种动力电池箱体、动力电池系统以及车辆,制造成本低、有效减少占用空间,避免了冷却液泄漏导致的绝缘阻值下降甚至短路的风险。
实现本发明目的所采用的技术方案为,一种动力电池箱体,包括第一箱体、第二箱体、封板和分隔筋,所述第一箱体和所述第二箱体合围成一封闭的安装腔,所述第二箱体具有凹陷区,所述封板封闭所述凹陷区、并与所述第二箱体合围成冷却腔,所述安装腔与所述冷却腔分布在所述第二箱体的两侧;所述第二箱体上设置有与所述冷却腔连通的进液口和出液口;所述分隔筋设置在所述第二箱体的凹陷区中,所述冷却腔通过所述分隔筋内分隔为电芯冷却区、DCDC冷却区和OBC冷却区。
进一步地,所述电芯冷却区、所述DCDC冷却区和所述OBC冷却区通过连通通道相互连通,且各个所述连通通道中均设置有控制阀门。
进一步地,所述第二箱体的凹陷区中设置有与所述进液口连通的进水主流道和与所述出液口连通的出水主流道,所述DCDC冷却区和所述OBC冷却区中,其中一个通过所述进水流道口与所述进水主流道连通、另一个通过所述出水流道口与所述出水主流道连通。
进一步地,所述第二箱体上沿所述进水主流道的流通方向并排设置有2个以上进水流道口,所述进水主流道和所述电芯冷却区通过2个以上所述进水流道口连通;所述第二箱体上沿所述进水主流道的流通方向并排设置有2个以上出水流道口,所述出水主流道和所述电芯冷却区通过2个以上所述流道口连通,所述控制阀门设置在所述进水主流道和所述出水主流道内。
进一步地,所述第二箱体的凹陷区中设置有凸脊,所述凸脊与所述第二箱体的侧壁构成所述进水主流道和所述出水主流道,所述进水流道口和所述出水流道口分别间隔设置在所述进水主流道和所述出水主流道对应的凸脊上。
进一步地,所述第二箱体上设置有扰流凸起,所述扰流凸起位于所述出水流道口和/或所述进水流道口内。
进一步地,所述电芯冷却区、所述DCDC冷却区和所述OBC冷却区的区域中均设置有2条以上流道分支;2条以上所述流道分支相互连通。
进一步地,所述第二箱体位于所述安装腔内的区域中设置有电池安装位,所述凹陷区中间隔设置有导热柱,所述导热柱分布在所述冷却区中与所述电池安装位对应的区域,所述导热柱之间的间隙构成所述流道分支。
基于同样的发明构思,本发明还提供了一种动力电池系统,包括电芯、DCDC组件、OBC组件以及上述的动力电池箱体,所述电芯、所述DCDC组件和所述OBC组件均设置在所述动力电池箱体的安装腔内。
基于同样的发明构思,本发明还提供了一种车辆,包括上述的动力电池系统。
由上述技术方案可知,本发明提供的一种动力电池箱体,包括第一箱体、第二箱体、封板和分隔筋,第一箱体和第二箱体合围成一封闭的安装腔,第二箱体具有凹陷区,封板封闭凹陷区、并与第二箱体合围成冷却腔,安装腔与冷却腔分布在第二箱体的两侧,冷却腔与第二箱体的接触面和电池腔与第二箱体的接触面位于第二箱体的两个相对表面上,即以第二箱体构成电池腔侧壁的区域为界,冷却腔位于电池腔的背侧,实现动力电池箱体内安装的带电部件和冷却液的物理隔绝,大大降低由于冷却液泄露造成绝缘阻值下降甚至短路的风险。第二箱体上设置有与冷却腔连通的进液口和出液口;分隔筋设置在第二箱体的凹陷区中,冷却腔通过分隔筋内分隔为电芯冷却区、DCDC(电压变换器)冷却区和OBC(车载充电机)冷却区,将动力电池组冷却系统与电驱模块冷却系统均集成在动力电池箱体上,相比于现有技术,占用空间明显降低,同时制造简单。
本发明提供一种动力电池系统以及车辆,均采用上述的动力电池箱体结构,即在动力电池箱体的安装腔的背面的设置冷却液流道,直接将液冷板与动力电池箱体集成为一体,热管理系统的液冷水道设计在箱体底部,通过封板密封形成水道,实现电池系统内带电部件和热管理系统的物理隔绝。通过将动力电池组冷却系统与电驱模块冷却系统均集成在动力电池箱体,减少了冷却回路的占用空间、节约了成本、节省了布置空间。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的动力电池箱体的第二箱体的结构示意图;
图2为图1中的第二箱体与封板的组装示意图;
图3为图1中的第二箱体的凹陷区的示意图。
附图说明:1-动力电池箱体,11-第二箱体,12-封板,13-分隔筋,14-安装部,15-进液口,16-出液口;2-进水主流道,21-进水流道口;3-出水主流道,31-出水流道口;4-扰流凸起;5-电芯冷却区;6-DCDC冷却区;7-OBC冷却区;8-导热柱;9-加强筋,91-通水口。
具体实施方式
为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请,下面结合附图,通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。
为了解决现有技术中动力电池箱体制造成本高、占用空间大的技术问题以及冷却液泄漏导致的绝缘阻值下降甚至短路的风险,本发明提供了一种动力电池箱体、动力电池系统以及车辆。下面通过3个实施例对本发明的内容进行详细介绍:
实施例1
如图1-图3所示,本发明提供的一种动力电池箱体1,包括第一箱体、第二箱体11、封板12和分隔筋13,第一箱体和第二箱体11合围成一封闭的安装腔,第二箱体11具有凹陷区,封板12封闭凹陷区、并与第二箱体11合围成冷却腔,安装腔与冷却腔分布在第二箱体11的两侧,冷却腔与第二箱体11的接触面和电池腔与第二箱体11的接触面位于第二箱体11的两个相对表面上,即以第二箱体11构成电池腔侧壁的区域为界,冷却腔位于电池腔的背侧,实现动力电池箱体1内安装的带电部件和冷却液的物理隔绝,大大降低由于冷却液泄露造成绝缘阻值下降甚至短路的风险。第二箱体11上设置有与冷却腔连通的进液口15和出液口16;分隔筋13设置在第二箱体11的凹陷区中,冷却腔通过分隔筋13内分隔为电芯冷却区5、DCDC冷却区6和OBC冷却区7,将动力电池组冷却系统与电驱模块冷却系统均集成在动力电池箱体1上,相比于现有技术,占用空间明显降低,同时制造简单。
由于安装腔和冷却腔分别设置于第二箱体11的两侧,冷却腔和安装腔被第二箱体11分隔开来,当冷却腔中的冷却液发生泄漏时,冷却液将泄漏至安装腔外,能够避免冷却液泄漏入安装腔中,从而能够避免冷却液对电池以及电池管理系统等部件造成影响。另外,由于冷却腔设置于安装腔外,冷却液管道无需接入安装腔内,能够避免安装腔内壁上开设连通孔等结构,有利于提高该液冷集成动力电池箱体1的防水和防尘性能。
现有技术中一般都是各部件自行控制冷却(或加热),也就是说,动力电池组冷却系统与电驱模块冷却系统彼此不关联,过度消耗了电动汽车的能源,没有达到节能减排的效果。本实施例中,电芯冷却区5、DCDC冷却区6和OBC冷却区7通过连通通道相互连通,且各个连通通道中均设置有控制阀门,以通过一个冷却系统同时实现电池电芯、DCDC组件和OBC组件的冷却和加热需求,减少了两个冷却系统、节约成本、节省布置空间。
为了可以适应不同工况,在不同工况下通过实际需求调整冷却顺序,本实施例中,第二箱体11的凹陷区中设置有与进液口15连通的进水主流道2和与出液口16连通的出水主流道3,DCDC冷却区6和OBC冷却区7中,其中一个通过进水流道口21与进水主流道2连通、另一个通过出水流道口31与出水主流道3连通,以按照各冷却区不同的冷却需求进行冷却流量控制,进而实现为任意一条或者多条冷却回路中的器件按照不同的冷却需求进行散热的目的,同时可在设定工况下对DCDC组件和的OBC组件进行余热回收,实现动力电池低温状态下的保温。
通过进水主流道2和出水主流道3对冷却液进行分流,每个进水流道口21均构成一条冷却支路的入口,各冷却支路属于并联连接,同时可通过设置进水流道口21的尺寸,实现流量的调节,进而匹配不同形状、不同厂家模组的需求,动力电池箱体1与液冷板的通用性得到提升,成本降低。
一般情况下,电芯组件布局所占空间远大于DCDC组件和OBC组件所占的空间,为了使冷却液可均匀地在冷却腔内流动,保证电芯冷却区5的散热效果,本实施例中,第二箱体11上沿进水主流道2的流通方向并排设置有2个以上进水流道口21,进水主流道2和电芯冷却区5通过2个以上进水流道口21连通;第二箱体11上沿进水主流道2的流通方向并排设置有2个以上出水流道口31,出水主流道3和电芯冷却区5通过2个以上流道口连通,电芯冷却区5内的各冷却流道并联设置,使得整个电池包内温度场分布较均匀,可以提升散热效率,进一步的减小不同组件之间,甚至电芯之间的温差,提升动力电池的使用寿命。控制阀门设置在进水主流道2和出水主流道3内,控制阀门控制所在流道口的导通或阻断,以调整冷却液的流经顺序和流经范围,进而实现为任意一条或者多条冷却回路中的器件按照不同的冷却需求进行散热的目的。
本发明对电池腔和冷却腔的大小关系不做限定,优选地,以第二箱体1111构成安装腔侧壁的区域为界,冷却腔位于电池腔的背侧,冷却腔与电池腔部分重合以增加直接的散热接触面积。为了提升散热冷却效果,保证电池各模块的均匀散热,作为最优选的方案,第二箱体11对应冷却腔的第一区域的面积大于第二箱体11对应电池腔的第二区域的面积,电池腔完全落入重合区域,使冷却腔内的冷却液可以覆盖第一区域,直接与电池腔的侧壁接触。
本实施例中,进水主流道2设置在非重合区,即进水主流道2内的冷却液并未直接经过热源,各进水流道口21的温度可视为一致,进一步保证温度场的均匀,使得冷却腔内各处的冷却效果更均匀。通过进水主流道2形成并联的冷却流道是保证散热均匀的重要因素,而对冷却液的流出没有强硬的设置要求,本发明对出水主流道3的设置位置不做限定,可以位于重合区,也可以位于冷却腔和电池腔的非重合区。
本发明对冷却腔的内部形状和外部形状以及进水主流道2、出水主流道3的布置均不做具体限定,只要满足经流道口间隙分流后的各流道为并联流道即可。为了便于布置冷却流道,使冷却液的流动路线均匀以保证冷却效果,本实施例中,进水主流道2和出水主流道3设置在第二箱体11的两个相对的侧边上。
为了降低电池箱体的质量,本实施例中,第二箱体11的凹陷区中设置有凸脊,凸脊与第二箱体11的侧壁构成进水主流道2和出水主流道3,进水流道口21和出水流道口31分别间隔设置在进水主流道2和出水主流道3对应的凸脊上。
本发明对进液口15以及出液口16的设置位置不做具体限定,可同侧设置或异侧设置等,具体根据实际安装情况设计。本实施例中,进液口15和出液口16同侧设置。
为了布置DCDC冷却区6和OBC冷却区7,并使DCDC冷却区6和OBC冷却区7中,其中一个连通进水主流道2,另一个连通出水主流道3,本实施例中,进水主流道2和出水主流道3上的流道口的数量均为3个以上,DCDC冷却区6和OBC冷却区7中,其中一个通过流道口与进水主流道2连通、另一个通过流道口与出水主流道3连通,使得冷却液可以按照设定顺序通过三个冷却区中的至少一个,可在不同工况下,实现散热、加热以及保温的功能。
一般情况下,DCDC组件和OBC组件的尺寸远小于动力电池的尺寸,且电动汽车中,动力电池通常的工作温度范围是-20~45℃,DCDC组件和OBC组件的工作温度范围是-40~85℃,DCDC组件和OBC组件的发热量大,动力电池的发热量相对小,散热需求不同,为了加快DCDC组件和OBC组件的散热,本实施例中,DCDC冷却区6和OBC冷却区7串联在进水主流道2和出水主流道3之间。
本发明对动力电池、DCDC组件和OBC组件在动力电池箱体1的安装腔中的设置位置不做限定,且冷却液在电芯冷却区5、DCDC冷却区6和OBC冷却区7之间的流经顺序可根据实际需要调整。本实施例中,OBC冷却区7设置在进水主流道2的一侧,DCDC冷却区6设置在出水主流道3的一侧,且沿进水主流道2的冷却液的流动方向,OBC冷却区7位于电芯冷却区5之前;沿出水主流道3的冷却液的流动方向,DCDC冷却区6位于电芯冷却区5之后。
为了满足各冷却区的散热要求,本实施例中,凹陷区分别对应电芯冷却区5、DCDC冷却区6和OBC冷却区7的区域中均设置有2条以上流道分支,2条以上流道分支相互连通,以形成网格状的流道场,使得冷却液与电池进行热交换时,冷却液充满整个冷却腔,冷却液的流动无序,整个动力电池系统温度场分布均匀,提升了散热效率。本发明对流道分支的具体实施方式不做限定,也可以通过设置流道壁实现流道分支,在流道壁中开设通孔来实现各流道分支的相互连通。
为了同时增加集成冷却电池箱体1的导热性能,以保证散热效果,本实施例中,凹陷区中间隔设置有导热柱85,导热柱85之间的间隙构成流道分支。导热柱8的布置位置对散热效果起着关键影响,导热柱8分布过于均匀或者过于无序,都会导致散热效果不明显,本实施例中针对电芯、DCDC组件和OBC组件的具体布置位置对导热柱8的分布情况做了限定,本实施例中,第二箱体11位于安装腔内的区域中设置有电池安装位,导热柱8分布在冷却区中与电池安装位对应的区域,冷却腔内无需设置流道壁,导热柱8直接与第二箱体11接触,通过散热柱增加冷却液与第二箱体11的接触面积、增大散热面积,第二箱体11和导热柱8直接将电池底部的热量传递至冷却腔内,冷却腔覆盖安装腔的安装面,使得冷却液与电池进行热交换时,冷却液充满整个冷却腔,直接覆盖所有模组安装面所在位置,电芯冷却腔温度场分布均匀,提升了散热效率,进一步的减小了不同模块之间,甚至电芯之间的温差,提升动力电池的使用寿命。
可通过调节散热柱的尺寸及排布方式实现散热能力的调节,具体设置数量以及分别情况根据电芯以及散热需求可做适当调整,本发明不做具体限定。本实施例中,电芯冷却区5内,8组导热柱8以4行2列的形式间隔设置。
本发明对导热柱8的形状以及具体结构不做限定,导热柱82可以是圆柱型,也可以是其他形状,导热柱8的截面尺寸、高度和数量均可根据不同的工况进行调整设计。本实施例中,仅有一个变量变化时,导热柱8的截面尺寸或高度或数量与该导热柱8所在冷却区的对应区域的工作温度成正比,进而匹配不同厂家电芯/模组在不同工况下的散热需求,动力电池箱体1与液冷板的通用性得到提升,成本降低。
为了对冷却液的流量进行控制、并可适应不同的进水量和出水量的需求,本实施例中,第二箱体11上设置有扰流凸起4,扰流凸起4位于出水流道口31和/或进水流道口21内。扰流凸起4之间或扰流凸起4与流道口之间的间隙可根据不同的流量需求设计,通过仿真计算确定所需流量,进一步通过计算即可确定间隙尺寸,使得冷却液得流量、进水量以及出水量满足冷却需求。同时可通过设置扰流凸起4之间的间隙,实现流量的调节,进而匹配不同形状、不同厂家模组的需求,动力电池箱体1与液冷板的通用性得到提升,成本降低。
为了加强冷却腔的结构强度,避免阻碍冷却液流通同时引导冷却液的流动,冷却腔内设置有加强筋9,当加强筋9的延伸方向与冷却液的设定流动方向不同时,在加强筋9上设置通水口91,限制通过导流筋进入电池换热区的冷却液的流动区域,通过改变动力电池箱体1内加强筋9的高度、数量、位置,可以提高箱体加热或散热的速度,动力电池箱体1内均温性更好。本实施例中,4行2列导热柱8之间设置有横向加强筋和竖向加强筋,以将电池冷却区分为4个小格,每格内设置2组导热柱8,且横向加强筋上设置有通水口91,经进水主流道2的冷却液流经横向加强筋并通过1列导热柱8之后进入出水主流道3。
本实施例中,集成了液冷板的第二箱体11为一体成型结构,减轻了动力电池箱体1的重量,同时提升了动力电池箱体1本身的刚度。为了实现电池包的固定安装,在第二箱体11上设置有用于安装固定动力电池箱体1的安装部14。
与现有技术相比,本发明提供的动力电池箱体1该箱体可以提供电动汽车在不同工作模式下动力电池、DCDC组件和OBC组件的散热需求,具体的使用方法和工作原理如下:
工作模式一:行车状态,动力电池、DCDC组件和OBC组件同时工作。
(1)动力电池、DCDC组件和OBC组件均需散热:当动力电池、DCDC组件和OBC组件需要同时冷却时,控制车辆的散热组件开启,根据冷却需求调整各冷却区对应的控制阀门的开度,实现电池电芯、DCDC组件和OBC组件同时散热,如图3所示。由于DCDC组件和OBC组件的工作温度高于动力电池,可以通过增大相应导热柱8的尺寸进一步实现不同的散热需求。
(2)DCDC组件和OBC组件需要散热:当动力电池电芯的温度降低到合理工作温度范围后(不过热也不过冷),控制电芯冷却区5的控制阀门关闭,控制车辆的散热组件开启,由于各冷却区连通,DCDC组件和OBC组件可以通过动力电池的冷却回路被动散热。
工作模式二;充电状态,动力电池、DCDC组件和OBC组件同时工作。
(1)动力电池、DCDC组件和OBC组件均需散热:直流快充或在高温环境下交流慢充时,同模式一的工况(1)。
(2)DCDC组件和OBC组件需要散热:低温和常温交流慢充时,电池不需要散热,由于各冷却区是连通的,将DCDC组件和OBC组件的热量通过冷却回路传给动力电池,通过余热回收,可以实现动力电池的被动加热。
工作模式三:驻车状态,动力电池,DCDC组件和OBC组件均不工作。
(1)DCDC组件和OBC组件需要散热(被动散热):车辆刚停止,动力电池温度不过热且未超过被动散热的温度设置值时,控制关闭车辆的散热组件,将DCDC组件和OBC组件的热量通过冷却回路传给动力电池,实现DCDC组件和OBC组件被动散热。
(2)动力电池保温(余热回收):外界环境温度低,车辆停止后,控制关闭车辆的散热组件,将DCDC组件和OBC组件的热量通过冷却回路传给动力电池,通过余热回收,实现动力电池保温,可以增加动力电池的保温时间。
(3)动力电池加热:外界环境温度低于-10℃时,电动汽车启动和直流快充时,需要提前给动力电池加热,一般通过PTC(Positive Temperature Coefficient正温度系数热敏电阻,一般称为汽车加热器)对电池进行加热。
实施例2
基于同样的发明构思,本实施例提供一种动力电池系统,包括实施例1提供的动力电池箱体1;动力电池系统的电芯、DCDC组件和OBC组件安装在动力电池箱体1的安装腔内,动力电池箱体1的形状和大小可根据电芯的数量以及电芯、DCDC组件和OBC组件的布局进行相关设计,此处不做任何限制。
本发明中电芯、DCDC组件和OBC组件通过第二箱体11设置在动力电池箱体1的安装腔内,在通一个冷却腔内设置电芯冷却区5、DCDC冷却区6、OBC冷却区7,且电芯冷却区5、DCDC冷却区6、OBC冷却区7分别与电芯、DCDC组件和OBC组件的位置对应,通过第二箱体11将电芯、DCDC组件和OBC组件各自的热量直接传递至对应冷却区内的冷却液,仅设置一个冷却系统就能同时实现电池电芯、DCDC组件和OBC组件的水冷冷却和加热需求,减少了两个冷却系统、节约成本、集成度高、节省布置空间。
且由于设置电芯、DCDC组件和OBC组件的安装腔和冷却腔分别设置于第二箱体11的两侧,冷却腔和安装腔被第二箱体11分隔开来,当冷却腔中的冷却液发生泄漏时,冷却液将泄漏至安装腔外,能够避免冷却液泄漏入安装腔中,从而能够避免冷却液对电池以及电池管理系统等部件造成影响。另外,由于冷却腔设置于安装腔外,冷却液管道无需接入安装腔内,能够避免安装腔内壁上开设连通孔等结构,有利于提高该液冷集成动力电池箱体1的防水和防尘性能。
为了提升散热冷却效果,电芯和第二箱体11之间也可以铺设一层导热垫,例如硅橡胶,导热垫可以将电芯产生的热量快速传递到第二箱体11上并通过冷却腔内的冷却液将热量导走,实现对电芯的快速降温。
本发明对动力电池系统的种类及类型不做具体限定,可以为现有技术中任一种动力电池系统,比如阀口密封式铅酸蓄电池、敞口式管式铅酸蓄电池、磷酸铁锂蓄电池等,该动力电池系统的其他未详述结构均可参照现有技术的相关公开,此处不做展开说明。
实施例3
基于同样的发明构思,本发明还提供了一种车辆,包括实施例2提供的动力电池系统,即采用实施例1中的动力电池箱体1。本发明对车辆的种类及类型不做具体限定,可以为现有技术中任一种车辆,比如普通乘用车、客运汽车、货车等,该车辆的其他未详述结构均可参照现有技术的相关公开,此处不做展开说明。
在行车过程中,动力电池电芯、OBC组件和DCDC组件均工作,故都会产生热量。本实施例提供的车辆,冷却区通过出液口16和进液口15连通整车水箱,且在整车冷却回路中设置有散热器和散热阀门,散热器和散热阀门串联;在降温的过程中,本发明实施例能够使用同一个散热器按照各冷却回路不同的冷却需求进行冷却流量控制,进而实现为任意一条或者多条冷却回路中的器件按照不同的冷却需求进行散热的目的。
本实施例提供的车辆还包括整车控制器,以在不同工况下控制各个冷却区的控制阀门开闭或流量调节,本发明对控制阀门不做限定,可选电磁阀或比例阀等。
本实施例中,该车辆还包括与散热器串联的加热器PTC,且加热器PTC的流出端连接散热器的流入端用于为三条并联的冷却回路中的任意一条或者多条冷却回路加热。
本实施例提供的车辆还包括旁通阀门,旁通阀门的一端连接在PTC和散热器之间,旁通阀门的另一端连接散热阀门的流出端。当外界环境温度低,车辆启动前或者直流快充前,需对动力电池进行加热时,则提通过整车控制器控制关闭散热器、散热阀门、DCDC冷却区6的控制阀门以及OBC冷却区7的控制阀门,控制开启加热器PTC、旁通阀门和电芯冷却区5的控制阀门,实现动力电池加热。
在各个工况下冷却的实施过程中均需要将PTC和旁通阀门关闭,也就是需要关闭加热的冷却回路。且在各工况下,控制各冷却区的控制阀门的开度或开闭即可调整冷却液的流经顺序或流量,比如行车过程中,若电芯、OBC组件和DCDC组件均需要散热,控制散热器和散热阀门开启,并根据各冷却回路的冷却需求调整各个区域的控制阀门的开度,实现动力电池电芯、OBC组件和DCDC组件同时散热。可见,本实施例能够通过一个冷却系统同时实现三条冷却回路流量的控制。
通过上述实施例,本发明具有以下有益效果或者优点:
1)本发明提供的动力电池箱体,电芯冷却区分别与DCDC冷却区和OBC冷却区连通,实现通过一个冷却系统同时冷却动力电池电芯、DCDC组件和OBC组件,减少了两个冷却回路、节约成本、节省布置空间。且可以通过实际需求调整冷却顺序,对DCDC组件和的OBC组件进行余热回收,实现动力电池低温状态下的保温。
2)本发明提供的动力电池箱体,冷却腔覆盖安装腔的安装面,使得冷却液与电池进行热交换时,冷却液充满整个冷却腔,不止覆盖电芯模组安装面所在位置,整个动力电池系统温度场分布均匀,提升了散热效率,进一步的减小了不同模块之间,甚至电芯之间的温差,提升动力电池的使用寿命,同时能实现电池系统内带电部件和冷却液的物理隔绝,大大降低由于冷却液泄露造成绝缘阻值下降甚至短路的风险。
2)本发明提供的动力电池箱体,进水主流道上的各个进水流道口均构成一条分流支路的入口,各流道为并联设置,且由于进水主流道内的冷却液并未经过热源,各分流支路入口处的温度可视为一致,使得电芯各模块的冷却效果相同。同时可通过设置扰流凸起之间的间隙,实现流量的调节,进而匹配不同形状、不同厂家模组的需求,动力电池箱体与液冷板的通用性得到提升,成本降低。
尽管已描述了本申请的优选实施例,但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种动力电池箱体,其特征在于,包括第一箱体、第二箱体、封板和分隔筋,所述第一箱体和所述第二箱体合围成一封闭的安装腔,所述第二箱体具有凹陷区,所述封板封闭所述凹陷区、并与所述第二箱体合围成冷却腔,所述安装腔与所述冷却腔分布在所述第二箱体的两侧;所述第二箱体上设置有与所述冷却腔连通的进液口和出液口;所述分隔筋设置在所述第二箱体的凹陷区中,所述冷却腔通过所述分隔筋内分隔为电芯冷却区、DCDC冷却区和OBC冷却区。
2.如权利要求1所述的动力电池箱体,其特征在于,所述电芯冷却区、所述DCDC冷却区和所述OBC冷却区通过连通通道相互连通,且各个所述连通通道中均设置有控制阀门。
3.如权利要求1或2所述的动力电池箱体,其特征在于,所述第二箱体的凹陷区中设置有与所述进液口连通的进水主流道和与所述出液口连通的出水主流道,所述DCDC冷却区和所述OBC冷却区中,其中一个通过所述进水流道口与所述进水主流道连通、另一个通过所述出水流道口与所述出水主流道连通。
4.如权利要求3所述的动力电池箱体,其特征在于,所述第二箱体上沿所述进水主流道的流通方向并排设置有2个以上进水流道口,所述进水主流道和所述电芯冷却区通过2个以上所述进水流道口连通;所述第二箱体上沿所述进水主流道的流通方向并排设置有2个以上出水流道口,所述出水主流道和所述电芯冷却区通过2个以上所述流道口连通,所述控制阀门设置在所述进水主流道和所述出水主流道内。
5.如权利要求4所述的动力电池箱体,其特征在于,所述第二箱体的凹陷区中设置有凸脊,所述凸脊与所述第二箱体的侧壁构成所述进水主流道和所述出水主流道,所述进水流道口和所述出水流道口分别间隔设置在所述进水主流道和所述出水主流道对应的凸脊上。
6.如权利要求4或5所述的动力电池箱体,其特征在于,所述第二箱体上设置有扰流凸起,所述扰流凸起位于所述出水流道口和/或所述进水流道口内。
7.如权利要求1所述的动力电池箱体,其特征在于,所述电芯冷却区、所述DCDC冷却区和所述OBC冷却区的区域中均设置有2条以上流道分支;2条以上所述流道分支相互连通。
8.如权利要求7所述的动力电池箱体,其特征在于,所述第二箱体位于所述安装腔内的区域中设置有电池安装位,所述凹陷区中间隔设置有导热柱,所述导热柱分布在所述冷却区中与所述电池安装位对应的区域,所述导热柱之间的间隙构成所述流道分支。
9.一种动力电池系统,其特征在于,包括电芯、DCDC组件、OBC组件以及权利要求1-8中任一项所述的动力电池箱体,所述电芯、所述DCDC组件和所述OBC组件均设置在所述动力电池箱体的安装腔内,且所述电芯、所述DCDC组件、所述OBC组件的安装位置分别与所述电芯冷却区、所述DCDC冷却区和所述OBC冷却区相对应。
10.一种车辆,其特征在于,包括权利要求9所述的动力电池系统。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110872067.4A CN113745689B (zh) | 2021-07-30 | 2021-07-30 | 一种动力电池箱体、动力电池系统以及车辆 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110872067.4A CN113745689B (zh) | 2021-07-30 | 2021-07-30 | 一种动力电池箱体、动力电池系统以及车辆 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113745689A true CN113745689A (zh) | 2021-12-03 |
CN113745689B CN113745689B (zh) | 2023-05-16 |
Family
ID=78729545
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110872067.4A Active CN113745689B (zh) | 2021-07-30 | 2021-07-30 | 一种动力电池箱体、动力电池系统以及车辆 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113745689B (zh) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104494535A (zh) * | 2014-12-04 | 2015-04-08 | 安徽巨一自动化装备有限公司 | 一种电动汽车一体化水冷电机控制器的布置结构 |
CN207955367U (zh) * | 2018-01-30 | 2018-10-12 | 北京智行鸿远汽车有限公司 | 一种电动汽车用集成控制器总成 |
CN209104315U (zh) * | 2018-09-05 | 2019-07-12 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种动力电池外置式液冷系统 |
CN111565539A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-21 | 中车青岛四方车辆研究所有限公司 | 一种电源箱及动车组 |
CN211629192U (zh) * | 2020-04-23 | 2020-10-02 | 伟巴斯特车顶供暖系统(上海)有限公司 | 一种用于电池包的电池箱体及电池包 |
CN111933846A (zh) * | 2020-07-28 | 2020-11-13 | 东风汽车集团有限公司 | 一种集成液冷系统的电池包箱体和电动车辆 |
CN211980690U (zh) * | 2020-04-29 | 2020-11-20 | 湖北亿纬动力有限公司 | 一种液冷集成电池箱体 |
CN212907940U (zh) * | 2020-07-31 | 2021-04-06 | 珠海银隆电器有限公司 | 一种电池箱体 |
-
2021
- 2021-07-30 CN CN202110872067.4A patent/CN113745689B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104494535A (zh) * | 2014-12-04 | 2015-04-08 | 安徽巨一自动化装备有限公司 | 一种电动汽车一体化水冷电机控制器的布置结构 |
CN207955367U (zh) * | 2018-01-30 | 2018-10-12 | 北京智行鸿远汽车有限公司 | 一种电动汽车用集成控制器总成 |
CN209104315U (zh) * | 2018-09-05 | 2019-07-12 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种动力电池外置式液冷系统 |
CN211629192U (zh) * | 2020-04-23 | 2020-10-02 | 伟巴斯特车顶供暖系统(上海)有限公司 | 一种用于电池包的电池箱体及电池包 |
CN211980690U (zh) * | 2020-04-29 | 2020-11-20 | 湖北亿纬动力有限公司 | 一种液冷集成电池箱体 |
CN111565539A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-21 | 中车青岛四方车辆研究所有限公司 | 一种电源箱及动车组 |
CN111933846A (zh) * | 2020-07-28 | 2020-11-13 | 东风汽车集团有限公司 | 一种集成液冷系统的电池包箱体和电动车辆 |
CN212907940U (zh) * | 2020-07-31 | 2021-04-06 | 珠海银隆电器有限公司 | 一种电池箱体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113745689B (zh) | 2023-05-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11247528B2 (en) | Six-way valve and vehicle thermal management system having the same | |
CN104868183B (zh) | 牵引电池热系统 | |
CN109244593B (zh) | 应用于超快速充放电技术的电动汽车电池热管理与车内加热系统 | |
CN109572486B (zh) | 一种混合动力汽车动力电池热管理系统及控制方法 | |
KR101156958B1 (ko) | 전기 자동차용 배터리 팩과, 조립체 및, 이를 이용한 온도제어 시스템 | |
KR101688494B1 (ko) | 전동차량 | |
CN210326048U (zh) | 一种锂离子液冷电池系统 | |
US20110300421A1 (en) | Electric power source device | |
CN111029682B (zh) | 一种电动汽车动力电池散热结构 | |
CN211995079U (zh) | 混合动力车辆热管理系统及车辆 | |
CN112952277A (zh) | 具有集成热管理系统的电池模组组件及电池管理系统 | |
CN211808932U (zh) | 车辆的热管理系统和具有其的车辆 | |
KR102389162B1 (ko) | 전기차용 배터리 냉각시스템 | |
CN113745689B (zh) | 一种动力电池箱体、动力电池系统以及车辆 | |
CN210436994U (zh) | 一种纯电动车用热循环系统 | |
CN209515927U (zh) | 一种新能源汽车电池包散热装置 | |
EP4125146A2 (en) | Battery pack and method for thermal management of battery pack | |
CN211507827U (zh) | 应用于超快速充放电技术的电动汽车电池热管理与车内加热系统 | |
CN113745690A (zh) | 一种集成冷却电池箱体、电池包以及车辆 | |
CN208385585U (zh) | 一种电池包热管理装置及电池包 | |
CN211808933U (zh) | 车辆的热管理系统和具有其的车辆 | |
CN210200838U (zh) | 横梁、电池包水冷结构、电池包及车辆 | |
KR20220100459A (ko) | 배터리 모듈 냉각 구조체 | |
KR102444474B1 (ko) | 적어도 하나의 전기 화학 에너지 저장 장치를 가진 차량 | |
CN105449314A (zh) | 一种电动汽车电池包充电加热装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |