CN113839118A - 液冷管、电池包箱体总成 - Google Patents

Abstract

本发明涉及动力电池包的液冷结构，公开了一种液冷管。包括上层液冷管和下层液冷管，所述上层液冷管与所述下层液冷管对应设置形成双层结构，所述上层液冷管与所述下层液冷管中间位置设有双层液冷切换结构，所述双层液冷切换结构将所述上层液冷管和下层液冷管分为前后两部分，以能够使所述上层液冷管的前半部分里的冷媒通过所述双层液冷切换结构流入所述下层液冷管的后半部分，所述下层液冷管的前半部分里的冷媒通过所述双层液冷切换结构流入所述上层液冷管的后半部分。此外，本发明还公开一种包含该液冷管的电池包箱体总成。本发明液冷管能够缩小电池包内的单体电池之间的温差，提升电芯间温度的均一性，缩小容量差，改善充放电性能，延长电池使用寿命。

Description

液冷管、电池包箱体总成

技术领域

本发明涉及动力电池包的液冷结构，具体地，涉及一种液冷管。另外，本发明还涉及一种包括所述液冷管的电池包箱体总成。

背景技术

近年来，新能源汽车因对环境没有污染的特点，发展极为迅速。新能源汽车的核心关键在于动力电池，电池的质量不仅决定了电动汽车的行驶里程，也影响着整车的质量。

随着动力电池技术的不断发展和突破，续航里程逐步提升、充电时间也大幅缩短，解决了续航焦虑和充电时间长的问题，新能源汽车越来越受到消费者欢迎。但，消费者对于新能源汽车动力电池的使用寿命要求也越来越高，延长动力电池使用时间变得尤为重要。电池寿命的影响因数有很多，其中电池包内电芯间的温差对电池寿命影响较大，普通液冷管道在冷媒流动过程中，温度不断升高，换热潜力缩减，主动拉大了电池包内单体电池之间的温差，引起多个单体电池中的容量存在较大差距，俗称“木桶效应”，进一步影响电池的充放电性能和使用寿命。

针对现有技术的上述缺陷，本领域技术人员一直在努力地寻求措施，来解决电池包内电芯间温度均一性差的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种液冷管，该液冷管能够缩小电池包内的单体电池之间的温差，提升电芯间温度的均一性，缩小容量差，改善充放电性能，延长电池使用寿命。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种液冷管，包括上层液冷管和下层液冷管，上层液冷管与下层液冷管对应设置形成双层结构，上层液冷管与下层液冷管中间位置设有双层液冷切换结构，双层液冷切换结构将上层液冷管和下层液冷管分为前后两部分，以能够使上层液冷管的前半部分里的冷媒通过双层液冷切换结构流入下层液冷管的后半部分，下层液冷管的前半部分里的冷媒通过双层液冷切换结构流入上层液冷管的后半部分。

具体地，双层液冷切换结构包括上层切换管和下层切换管，上层切换管一端连接上层液冷管的前半部分，另一端连接下层液冷管的后半部分，下层切换管一端连接下层液冷管的前半部分，另一端连接上层液冷管的后半部分。

更具体地，上层液冷管与下层液冷管内部均为液冷管流道。

优选地，上层液冷管与下层液冷管左右两端均设有连接口。

本发明第二方面提供一种电池包箱体总成，包括液冷板、下箱体、液冷进水口、液冷出水口和上述任一项技术方案所述的液冷管，液冷板由若干液冷管排列组成，液冷进水口和液冷出水口安装在液冷板相对的两侧，液冷板安装在下箱体上。

优选地，液冷进水口通过进水口集流板与液冷板连接，液冷出水口通过出水口集流板与液冷板连接。

进一步地，进水口集流板和出水口集流板与液冷板连接的表面分别设置有上排连接孔和下排连接孔，上排连接孔和下派连接孔一一对应，上排连接孔与安装在所述上层液冷管一端的连接口连接，下排连接孔与安装在所述下层液冷管一端的连接口连接。

优选地，上层液冷管与下层液冷管接触部位的导热系数小于液冷板与电池模组接触部位的导热系数。

优选地，下箱体内设置有横梁，横梁安装在所述双层液冷切换结构靠近电池模组一侧的上方。

优选地，横梁与下箱体螺纹连接。

通过上述技术方案，本发明的有益效果如下：

本发明所提供的液冷管通过在上层液冷管与下层液冷管中间设置双层液冷切换结构，将上层液冷管与下层液冷管分为前后两部分，上层液冷管的前半部分冷媒在为电池模组散热后通过双层液冷切换结构流入下层液冷管的后半部分，下层液冷管的前半部分新鲜冷媒通过双层液冷切换结构流入上层液冷管的后半部分继续为电池模组散热，使液冷管在为电池模组散热时前半部分与后半部分均为新鲜冷媒，减少液冷管上下游换热量差，提升电芯温度均一性。另外，上层液冷管与下层液冷管对应设置形成双层结构，增强了液冷管的强度，提升了液冷管的结构强度。

本发明的其他特征和有点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1是本发明液冷管的具体实施例的结构示意图；

图2是本发明液冷管的具体实施例中双层液冷切换结构的结构示意图；

图3是图1的A-A处断面图；

图4是图1的B-B处断面图；

图5是本发明电池包箱体总成的具体实施例的结构示意图；

图6是本发明电池包箱体总成的具体实施例的结构分解图；

图7是本发明电池包箱体总成的具体实施例中进水口集流板的结构示意图；

图8是本发明电池包箱体总成的具体实施例中出水口集流板的结构示意图。

附图标记说明

1横梁 2液冷板

3下箱体 4液冷进水口

5液冷出水口 6液冷管

7上层液冷管 8下层液冷管

9双层液冷切换结构 10连接口

11液冷管流道 12上层切换管

13下层切换管 14进水口集流板

15出水口集流板

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设有”、“接触”、“连接”等应做广义理解，例如，连接可以是直接连接，也可以是通过中间媒介进行间接的连接，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间连接件间接连接，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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量，因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或更多个所述特征。

在本发明中，在未作相应说明的情况下，采用的方位词“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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，所接触的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；对于本发明的方位术语，应当结合实际安装状态进行理解。

本发明提供一种液冷管，参见图1，图1为本发明液冷管的一种具体实施方式，本发明包括上层液冷管7和下层液冷管8，通过上层液冷管7与电池模组接触进行散热，上层液冷管7和下层液冷管8对应设置形成双层结构，在上层液冷管7与下层液冷管8形成的双层结构的中间位置设有双层液冷切换结构9，双层液冷切换结构9将上层液冷管7和下层液冷管8分为了前后两部分，上层液冷管7的前半部分与电池模组接触进行散热，上层液冷管7的前半部分里的冷媒带走热量通过双层液冷切换结构9流入下层液冷管8的后半部分，下层液冷管8的前半部分里的冷媒通过双层液冷切换结构9流入上层液冷管7的后半部分，上层液冷管7的后半部分与电池模组接触进行散热，下层液冷管8的前半部分里的冷媒带走热量。可以理解的是，上述具体实施方式中的“上层液冷管7的前半部分”与“下层液冷管8的前半部分”均指冷媒最先流入上层液冷管7与下层液冷管8的部分，即液冷管的上游，相应的“上层液冷管7的后半部分”与“下层液冷管8的后半部分”指的是冷媒之后流入的部分，即液冷管的下游。双层液冷切换结构9的设置使液冷管在为电池模组散热时前半部分与后半部分均为新鲜冷媒，减少液冷管上下游换热量差，提升了电芯温度均一性，缩小容量差，改善充放电性能，延长电池使用寿命。

参见图2和图4，双层液冷切换结构9由上层切换管12和下层切换管13组成，上层切换管12一端连接上层液冷管7的前半部分，另一端连接下层液冷管8的后半部分，下层切换管13一端连接下层液冷管8的前半部分，另一端连接上层液冷管7的后半部分。上层切换管12与下层切换管13互相独立，彼此的冷媒不会相通，进而实现上层液冷管7和下层液冷管8的冷媒交换。进一步地，由上层切换管12和下层切换管13组成的双层液冷切换结构9只是本发明液冷管的一种优选实施方案，只要能够实现上层液冷管7和下层液冷管8的冷媒交换，实现电池模组散热时前后半部分均为新鲜冷媒，均在本发明的上述基本技术构思范围内，例如，双层液冷切换结构9亦可为体内有两个相互独立通孔的块状物，其中一个通孔将上层液冷管7的前半部分与下层液冷管8的后半部分连接，另一个通孔将下层液冷管8的前半部分与上层液冷管7的后半部分连接。

另外，参见图3，上层液冷管7与下层液冷管8内部均为液冷管流道11，且上层液冷管7与下层液冷管8为贴合在一起的双层结构。可以理解的是，为了避免上层液冷管7与下层液冷管8发生热交换，上层液冷管7与下层液冷管8之间采用导热系数较低的材料，亦或者在上层液冷管7与下层液冷管8之间增加一层隔热膜、隔热胶，也可以在上层液冷管7与下层液冷管8之间采用框架，使二者不接触。

还需要说明的是，参见图1和图3，上层液冷管7和下层液冷管8左右两端均有连接口10，连接口10与液冷管流道11相通，用于新鲜冷媒流入上层液冷管7与下层液冷管8，以及散热之后，携带热量的冷媒流出上层液冷管7与下层液冷管8。

进一步地，本发明提供一种电池包箱体总成，参见图5和图6，包括液冷板2、下箱体3、液冷进水口4、液冷出水口5和本发明上述技术方案的液冷管6，液冷板2由若干液冷管6排列组成，可以确保液冷板2在为电池模组散热时前半部分与后半部分均为新鲜冷媒，减少液冷管上下游换热量差，液冷进水口4和液冷出水口5安装在液冷板2相对的两侧，液冷板2安装在所述下箱体3上。可以理解的是，液冷管6通关上层液冷管7与电池模组接触散热，由若干液冷管6排列组成的液冷板2通过上表面与电池模组接触散热，液冷板2下表面与下箱体3接触。

为了进一步提升电池包内部电芯温度的均一性，液冷进水口4通过进水口集流板14与液冷板2连接，液冷出水口5通过出水口集流板15与液冷板2连接，冷媒通过液冷进水口4流入进水口集流板14，再通过进水口集流板14分别流入液冷板2的上层液冷管7与下层液冷管8，实现上层液冷管7与下层液冷管8的前半部分流入的冷媒为相同温度的冷媒，进一步提升了液冷管上下游换热量差，上层液冷管7和下层液冷管8的冷媒带走热量后再通过出水口集流板15汇流，从液冷出水口5流出。其中，参见图7和图8，进水口集流板14和出水口集流板15与液冷板2连接的表面分别设置由上排连接孔和下排连接孔，上排连接孔和下派连接孔一一对应，上排连接孔与安装在上层液冷管7一端的连接口连接，下排连接孔与安装在下层液冷管一端的连接口连接。

需要说明的是，上层液冷管7与下层液冷管8接触部位的导热系数小于液冷板2与电池模组接触部位的导热系数，保证上层液冷管7与下层液冷管8之间不发生热交换，先前本发明液冷管已说明相关技术方案，在此不再阐述。

另外，下箱体3内设置有横梁1，横梁1安装在双层液冷切换结构9靠近电池模组一侧的上方，避免双层液冷切换结构9与电池模组接触，从而避免影响整个电池包散热，横梁1的设置也可进一步提升下箱体3的结构强度。也可通过在双层液冷切换结构9与电池模组之间设有隔热棉或隔热板，使双层液冷切换结构9与电池模组不接触。

需要说明的是，横梁1与下箱体3的连接方式可以选用螺纹连接。也可以选用卡扣连接、焊接等连接方式。

其次，为了更好地理解本发明的技术方案以及使用方法，以下结合相对全面的优选技术特征对优选实施例进行说明。

参见图1，本发明提供一种液冷管，包括上层液冷管7和下层液冷管8，通过上层液冷管7与电池模组接触进行散热，双层液冷切换结构9设置在上层液冷管7和下层液冷管8中间将二者分为前后两部分，上层液冷管7的前半部分里的冷媒通过双层液冷切换结构9流入下层液冷管8的后半部分，下层液冷管8的前半部分通过双层液冷切换结构9流入上层液冷管7的后半部分，使上层液冷管在为电池模组散热时前半部分与后半部分均为新鲜冷媒，减少液冷管上下游换热量差。其中，参见图4，双层液冷切换结构9由上层切换管12和下层切换管13组成，上层液冷管7的前半部分与下层液冷管8的后半部分通过上层切换管12连接，下层液冷管8的前半部分与上层液冷管7的后半部分通过下层切换管13连接。上层液冷管7和下层液冷管8左右两端均有连接口10，连通上层液冷管7和下层液冷管8内部的液冷管流道11，用于冷媒的流入流出。

另外，若干上述液冷管6排列组成液冷板2，参见图5和图6，本发明另一方面提供的电池包总成包括液冷板2、下箱体3、液冷进水口4和液冷出水口5，上层液冷管7与电池模组接触散热，即液冷板2上表面与电池模组接触散热，液冷进水口4和液冷出水口5安装在液冷板2相对的两侧，提供冷媒的输送也输出。其中，液冷出水口4通过进水口集流板14与液冷板2连接，液冷出水口5通过出水口集流板15与液冷板2连接，参见图7和图8，进水口集流板14和出水口集流板15与液冷板2连接的表面分别设置有一一对应的上排连接孔和下排连接孔，上排连接孔与安装在上层液冷管7一端的连接口连接，下派连接孔与安装在下层液冷管8一端的连接口10连接，保证了向上层液冷管7和下层液冷管8流入的冷媒为相同温度的冷媒，进一步提升了液冷管上下游换热量差。液冷板2安装在下箱体3上，下箱体3内设置有横梁1，横梁1安装在双层液冷切换结构9的上方使双层液冷切换结构9不与电池模组接触，对整个电池包散热不产生影响，横梁1与下箱体3螺纹连接。为了保证上层液冷管7和下层液冷管8之间不发生热交换，上层液冷管7和下层液冷管8接触部位的导热系数小于液冷板2与电池模组接触部位的导热系数。本发明通过在上层液冷管7和下层液冷管8之间设置双层液冷切换结构9，实现液冷管在为电池模组散热时前半部分与后半部分均为新鲜冷媒，减少液冷管上下游换热量差，提升电芯温度均一性，且液冷管为双层结构，增强了液冷管的强度，也进一步提升了液冷板的结构强度，提升整个电池包箱体总成的机械安全性。

在本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“一种具体实施方式”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。在本发明中，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。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。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种液冷管，其特征在于，包括上层液冷管(7)和下层液冷管(8)，所述上层液冷管(7)与所述下层液冷管(8)对应设置形成双层结构，所述上层液冷管(7)与所述下层液冷管(8)中间位置设有双层液冷切换结构(9)，所述双层液冷切换结构(9)将所述上层液冷管(7)和下层液冷管(8)分为前后两部分，以能够使所述上层液冷管(7)的前半部分里的冷媒通过所述双层液冷切换结构(9)流入所述下层液冷管(8)的后半部分，所述下层液冷管(8)的前半部分里的冷媒通过所述双层液冷切换结构(9)流入所述上层液冷管(7)的后半部分。

2.根据权利要求1所述的液冷管，其特征在于，所述双层液冷切换结构(9)包括上层切换管(12)和下层切换管(13)，所述上层切换管(12)一端连接所述上层液冷管(7)的前半部分，另一端连接所述下层液冷管(8)的后半部分，所述下层切换管(13)一端连接所述下层液冷管(8)的前半部分，另一端连接所述上层液冷管(7)的后半部分。

3.根据权利要求2所述的液冷管，其特征在于，所述上层液冷管(7)与所述下层液冷管(8)内部均为液冷管流道(11)。

4.根据权利要求3所述的液冷管，其特征在于，所述上层液冷管(7)与所述下层液冷管(8)左右两端均设有连接口(10)。

5.一种电池包箱体总成，其特征在于，包括液冷板(2)、下箱体(3)、液冷进水口(4)、液冷出水口(5)和权利要求1-4中任一项所述的液冷管(6)，所述液冷板(2)由若干液冷管(6)排列组成，所述液冷进水口(4)和所述液冷出水口(5)安装在所述液冷板(2)相对的两侧，所述液冷板(2) 安装在所述下箱体(3)上。

6.根据权利要求5所述的电池包箱体总成，其特征在于，所述液冷进水口(4)通过进水口集流板(14)与所述液冷板(2)连接，所述液冷出水口(5)通过出水口集流板(15)与所述液冷板(2)连接。

7.根据权利要求6所述的电池包箱体总成，其特征在于，所述集流板(14)和出水口集流板(15)与所述液冷板(2)连接的表面分别设置有上排连接孔和下排连接孔，所述上排连接孔和所述下排连接孔一一对应，所述上排连接孔与安装在所述上层液冷管(7)一端的连接口(10)连接，所述下排连接孔与安装在所述下层液冷管(8)一端的连接口(10)连接。

8.根据权利要求5所述的电池包箱体总成，其特征在于，所述上层液冷管(7)与所述下层液冷管(8)接触部位的导热系数小于所述液冷板(2)与电池模组接触部位的导热系数。

9.根据权利要求5所述的电池包箱体总成，其特征在于，所述下箱体(3)内设置有横梁(1)，所述横梁(1)安装在所述双层液冷切换结构(9)靠近电池模组一侧的上方。

10.根据权利要求9所述的电池包箱体总成，其特征在于，所述横梁(1)与所述下箱体(3)螺纹连接。

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