CN114335805A - 一种集成液冷板组件的动力电池模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种集成液冷板组件的动力电池模组。该集成液冷板组件的动力电池模组包括多个电芯和液冷板组件，且相邻两个电芯之间设置有第一导热板。液冷板组件中填充有冷却液，且液冷板组件包括口琴管、以及与口琴管两端分别连通的第一集流管和第二集流管，口琴管与第一导热板抵接，冷却液能够沿第一集流管流动至口琴管，并由第二集流管流出。作业人员将液冷板组件设置在电芯的轴线位置，能够增加液冷板组件与电芯的接触面积。该集成液冷板组件的动力电池模组结构简单、零部件种类和数量少、节约成本，能够减少对动力电池模组的占用空间；能够提高液冷板组件的换热效率，减少能量的损耗，延长电芯使用寿命。

Description

一种集成液冷板组件的动力电池模组

技术领域

本发明涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种集成液冷板组件的动力电池模组。

背景技术

随着经济的发展和科技的进步，能源的需求逐渐增大。新能源作为清洁的二次能源，具有污染小、可再生等优点，受到人们越来越多的青睐。通常，新能源的储备及利用是通过动力电池模组来实现的，动力电池模组是由几个到数百个电池芯，经由并联及串联所组成的，再加上电池管理系统和热管理系统即可组成一个较完整的动力电池系统。电池热管理系统是通过导热介质、测控单元及温控设备构成闭环调节回路，使动力电池模组工作在最优的温度范围之内，以保证动力电池系统的最优使用性能和寿命。

目前，现有技术中的动力电池系统是通过在动力电池模组外部增设液冷系统，液冷系统单独成组或与箱体集成，这样不仅会导致热传导能量的损耗、换热效率下降，同时，液冷系统结构复杂，占用较大电池箱体空间，零部件数量和种类较多，在有限的箱体空间内无法排布更多的电芯，进而降低动力电池模组的最大蓄电量。

因此，亟需设计一种集成液冷板组件的动力电池模组来解决现有技术的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成液冷板组件的动力电池模组，该集成液冷板组件的动力电池模组结构简单、零部件种类和数量少，能够减少对箱体的占用空间；同时能够提高液冷板组件的换热效率，减少能量的损耗。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种集成液冷板组件的动力电池模组，该集成液冷板组件的动力电池模组包括：

多个电芯，且相邻两个所述电芯之间设置有第一导热板；

液冷板组件，所述液冷板组件中填充有冷却液，且所述液冷板组件包括口琴管、以及与所述口琴管两端分别连通的第一集流管和第二集流管，所述口琴管与所述第一导热板抵接，所述冷却液能够沿所述第一集流管流动至所述口琴管，并由所述第二集流管流出。

作为一种可选方案，所述液冷板组件包括进水口和出水口，所述进水口与所述第一集流管连通，所述出水口与所述第二集流管连通。

作为一种可选方案，所述第一集流管上开设有第一弧形通槽，所述第二集流管上开设有第二弧形通槽，所述口琴管的两端分别与所述第一弧形通槽和所述第二弧形通槽连接。

作为一种可选方案，所述第一集流管上开设有第一通孔，所述第二集流管上开设有第二通孔，所述第一通孔与所述第一弧形通槽连通，所述第二通孔与所述第二弧形通槽连通，所述进水口连接于所述第一通孔，所述出水口连接于所述第二通孔。

作为一种可选方案，沿X轴方向，所述第一弧形通槽的横截面积大于所述第一通孔的横截面积，所述第二弧形通槽的横截面积大于所述第二通孔的横截面积。

作为一种可选方案，所述液冷板组件还包括第二导热板，所述第二导热板贴设在所述口琴管的外壁上。

作为一种可选方案，所述液冷板组件还包括导热胶，所述导热胶涂覆在所述第二导热板远离所述口琴管的一侧。

作为一种可选方案，所述第一导热板靠近所述液冷板组件的一侧设有翻边，所述翻边与所述导热胶抵接，和/或所述第二导热板的相对两侧设有凸起，所述凸起与所述口琴管卡接。

作为一种可选方案，所述集成液冷板组件的动力电池模组还包括壳体，所述电芯和所述液冷板组件设置在所述壳体内。

作为一种可选方案，所述壳体和所述电芯之间设置有隔热片，所述隔热片被配置为隔绝所述电芯与所述壳体热传递。

本发明的有益效果为：

本发明提供一种集成液冷板组件的动力电池模组，该集成液冷板组件的动力电池模组结构简单，易于加工和安装。通过将液冷板组件设置在多个电芯之间，也就是说，将液冷板组件集成在动力电池模组内部，进而使得液冷板组件能够直接与电芯进行热量交换，提高换热效率，延长电芯的使用寿命。同时，减少了现有技术中的外置液冷系统的零部件数量，达到节约成本的目的，使得该动力电池模组能够布局更多的电芯，从而提高动力电池模组的能量密度。

附图说明

图1为本发明实施例中的集成液冷板组件的动力电池模组的结构示意图；

图2为本发明实施例中的集成液冷板组件的动力电池模组的结构爆炸示意图；

图3为本发明实施例中的第一导热板的结构示意图；

图4为本发明实施例中的液冷板组件的结构爆炸示意图；

图5为本发明实施例中的口琴管、第一集流管和第二集流管的结构示意图；

图6为本发明实施例中的第一集流管和第二集流管的结构示意图一；

图7为本发明实施例中的第一集流管和第二集流管的结构示意图二；

图8为图4中A处的局部放大图。

附图标记：

100、电芯；110、第一导热板；111、翻边；

200、液冷板组件；210、口琴管；220、第一集流管；221、第一弧形通槽；222、第一通孔；230、第二集流管；231、第二弧形通槽；232、第二通孔；240、进水口；250、出水口；260、第二导热板；261、凸起；270、导热胶；

300、壳体；400、隔热片；500、模组端板；600、铜排；700、绝缘片。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“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，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。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，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。

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”、“相连”、“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；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。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。

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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1-图4所示，本实施例提供一种集成液冷板组件的动力电池模组，该集成液冷板组件的动力电池模组包括多个电芯100和液冷板组件200，且相邻两个电芯100之间设置有第一导热板110。液冷板组件200中填充有冷却液，且液冷板组件200包括口琴管210、以及与口琴管210两端分别连通的第一集流管220和第二集流管230，口琴管210与第一导热板110抵接，冷却液能够沿第一集流管220流动至口琴管210，并由第二集流管230流出。在本实施例中，优选地，作业人员将液冷板组件200设置在电芯100的轴线位置，也就是说，液冷板组件200的两侧均设置有电芯100，这样能够增加液冷板组件200与电芯100的接触面积。本实施例所提供的电芯100不仅适用于软包电池，同时也适用于方壳电池或其他类型的电池，此处不再一一赘述。

优选地，如图3-图4所示，在本实施例中，第一导热板110设置为“L型”，也就是说，第一导热板110靠近液冷板组件200的一侧设有翻边111，翻边111与液冷板组件200抵接。这样第一导热板110的一侧能够对电芯100起到支撑固定的作用，另一侧与口琴管210进行抵接，增大与口琴管210的接触面积，从而提高换热效率。本实施例中的口琴管210具有多条通道，当冷却液流动至口琴管210时，多条通道能够将冷却液均匀分布在口琴管210中，进而能够避免冷却液在口琴管210中出现堆积、堵塞的风险，从而使得冷却液能够尽可能地均布在口琴管210中，提高与电芯100上的第一导热板110的换热效率。在本实施例中，第一导热板110选取铝材质或者其他导热系数高的金属材质制成，本实施例对此不作限定。冷却液能够沿第一集流管220流动至口琴管210，并由第二集流管230流出，第一集流管220和第二集流管230的设置能够提高冷却液进入口琴管210的效率，起到汇集冷却液的效果，进而提高液冷板组件200与电芯100的换热效率。本实例中的口琴管210采用一体冲压的方法制成，进而提高口琴管210的强度和使用寿命。当然，作业人员还可以采用其他加工方法制备口琴管210，本实施例对此不作限定。

如图4所示，在本实施例中，液冷板组件200包括进水口240和出水口250，进水口240与第一集流管220连通，出水口250与第二集流管230连通。优选地，本实施例选取两个进水口240、两个出水口250以及两根口琴管210。其中，一个进水口240、一个出水口250和一根口琴管210进行匹配对应。冷却液经过进水口240流动至口琴管210，电芯100上的热量传导至第一导热板110，第一导热板110与口琴管210进行热量交换，使得第一导热板110和电芯100的温度降低，口琴管210内的冷却液的温度升高，之后高温的冷却液经过出水口250流出，从而达到带走电芯100热量的目的，使得电芯100热量降低。在本发明的其他实施例中，作业人员可以根据实际需要，将进水口240和出水口250的位置都设置在第一集流管220或第二集流管230上，进而节约液冷板组件200的所占据的空间。

与现有技术相比，本实施例中的集成液冷板组件的动力电池模组结构简单，易于加工和安装。通过将液冷板组件200设置在多个电芯100之间，也就是说，将液冷板组件200集成在动力电池模组内部，进而使得液冷板组件200能够直接与电芯100进行热量交换，提高换热效率，延长电芯100的使用寿命。同时，减少了现有技术中的外置液冷系统的零部件数量，达到节约成本的目的，使得该动力电池模组能够布局更多的电芯100，从而提高动力电池模组的能量密度。

如图5-图7所示，在本实施例中，第一集流管220上开设有第一弧形通槽221，第二集流管230上开设有第二弧形通槽231，口琴管210的两端连接于第一弧形通槽221和第二弧形通槽231之间。示例性地，在本实施例中，第一弧形通槽221和第二弧形通槽231与口琴管210均采用过盈配合的方式进行连接，进而提高口琴管210与第一集流管220和第二集流管230连接的密封性能，从而可以避免发生冷却液泄漏的风险，提高动力电池模组的安全性能。第一弧形通槽221和第二弧形通槽231的设置有利于降低口琴管210与第一集流管220和第二集流管230连接的刚性强度，进而便于作业人员进行加工和装配。

请继续参见图5-图7，在本实施例中，第一集流管220上开设有第一通孔222，第二集流管230上开设有第二通孔232，第一通孔222与第一弧形通槽221连通，第二通孔232与第二弧形通槽231连通，进水口240连接于第一通孔222，出水口250连接于第二通孔232。示例性地，进水口240与第一通孔222、出水口250与第二通孔232也采用过盈配合的方式进行连接，以提高液冷板组件200的密封性能。

进一步地，如图7所示，沿X轴方向，第一弧形通槽221的横截面积大于第一通孔222的横截面积，第二弧形通槽231的横截面积大于第二通孔232的横截面积，进而使得当冷却液沿着进水口240流动至第一集流管220时，冷却液能够顺利流畅地流动至口琴管210，而不会发生冷却液残留甚至堵塞在第一集流管220处的现象，同时也不会造成冷却液浪费，从而提高液冷板组件200与电芯100的换热效率。

如图4、图8所示，在本实施例中，液冷板组件200还包括第二导热板260，第二导热板260贴设在口琴管210的外壁上。第二导热板260能够加强对冷却液的热量传递，也就是说，第二导热板260能够进一步地带走口琴管210中冷却液的热量，从而提高换热效率，加快降低电芯100的温度。在本实施例中，第二导热板260选取铝材质或者其他导热系数高的金属材质制成，本实施例对此不作限定。优选地，本实施例中选取两个相对设置的第二导热板260，且第二导热板260呈“U型”，“U型”的第二导热板260的相对两侧设置有两个凸起261，两个凸起261能够卡接在口琴管210上，进而能够提高第二导热板260与口琴管210连接的稳定性和可靠性。

进一步地，液冷板组件200还包括导热胶270，导热胶270涂覆在第二导热板260远离口琴管210的一侧，这样第一导热板110靠近液冷板组件200的一侧设有翻边111，翻边111能够与导热胶270进行抵接。导热胶270的设置不仅能够提高第二导热板260与“L型”的第一导热板110的粘接性，从而提高液冷板组件200与电芯100连接的可靠性和稳定性；而且还能够增强液冷板组件200的换热效率。优选地，本实施例选取环氧树脂有机硅胶作为导热胶270。

如图1-图2所示，在本实施例中，集成液冷板组件的动力电池模组还包括壳体300，电芯100和液冷板组件200设置在壳体300内。具体地，壳体300围设成容置腔，电芯100和液冷板组件200设置在容置腔中，进而使得壳体300能够对电芯100和液冷板组件200起到一定的保护作用，避免电芯100和液冷板组件200受到外界的异物的冲击而损坏。

进一步地，壳体300和电芯100之间还设置有隔热片400，隔热片400被配置为隔绝电芯100与壳体300热传递。优选地，在本实施例中，相邻电芯100之间也设置隔热片400，进而使得电芯100的热量尽可能多地沿着第一导热板110传递至液冷板组件200上，避免相邻电芯100之间产生热量交互而影响电芯100的使用寿命和电性能。示例性地，本实施例的隔热片400选取含有硅白云母、石英、石榴石和金红石等成分的云母片制成，当然，用户还可以选取其他隔热材质，此处不再一一赘述。

如图1-图2所示，在本实施例中，集成液冷板组件的动力电池模组还包括模组端板500和铜排600。铜排600与电芯100的正极耳和负极焊接连接，模组端板500与铜排600进行连接。值得注意的是，模组端板500设置有穿孔(图中未示出)，以便于将进水口240和出水口250引出至模组端板500外部。为了避免铜排600与第一导热板110发生电连接，本实施例中，在铜排600与电芯100之间还设置有绝缘片700，进而能够避免铜排600与第一导热板110发生电连接，造成动力电池模组短路的风险，从而提高动力电池模组的使用寿命。

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，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。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)

1.一种集成液冷板组件的动力电池模组，其特征在于，包括：

多个电芯(100)，且相邻两个所述电芯(100)之间设置有第一导热板(110)；

液冷板组件(200)，所述液冷板组件(200)中填充有冷却液，且所述液冷板组件(200)包括口琴管(210)、以及与所述口琴管(210)两端分别连通的第一集流管(220)和第二集流管(230)，所述口琴管(210)与所述第一导热板(110)抵接，所述冷却液能够沿所述第一集流管(220)流动至所述口琴管(210)，并由所述第二集流管(230)流出。

2.根据权利要求1所述的集成液冷板组件的动力电池模组，其特征在于，所述液冷板组件(200)包括进水口(240)和出水口(250)，所述进水口(240)与所述第一集流管(220)连通，所述出水口(250)与所述第二集流管(230)连通。

3.根据权利要求2所述的集成液冷板组件的动力电池模组，其特征在于，所述第一集流管(220)上开设有第一弧形通槽(221)，所述第二集流管(230)上开设有第二弧形通槽(231)，所述口琴管(210)的两端分别与所述第一弧形通槽(221)和所述第二弧形通槽(231)连接。

4.根据权利要求3所述的集成液冷板组件的动力电池模组，其特征在于，所述第一集流管(220)上开设有第一通孔(222)，所述第二集流管(230)上开设有第二通孔(232)，所述第一通孔(222)与所述第一弧形通槽(221)连通，所述第二通孔(232)与所述第二弧形通槽(231)连通，所述进水口(240)连接于所述第一通孔(222)，所述出水口(250)连接于所述第二通孔(232)。

5.根据权利要求4所述的集成液冷板组件的动力电池模组，其特征在于，沿X轴方向，所述第一弧形通槽(221)的横截面积大于所述第一通孔(222)的横截面积，所述第二弧形通槽(231)的横截面积大于所述第二通孔(232)的横截面积。

6.根据权利要求1所述的集成液冷板组件的动力电池模组，其特征在于，所述液冷板组件(200)还包括第二导热板(260)，所述第二导热板(260)贴设在所述口琴管(210)的外壁上。

7.根据权利要求6所述的集成液冷板组件的动力电池模组，其特征在于，所述液冷板组件(200)还包括导热胶(270)，所述导热胶(270)涂覆在所述第二导热板(260)远离所述口琴管(210)的一侧。

8.根据权利要求7所述的集成液冷板组件的动力电池模组，其特征在于，所述第一导热板(110)靠近所述液冷板组件(200)的一侧设有翻边(111)，所述翻边(111)与所述导热胶(270)抵接，和/或所述第二导热板(260)的相对两侧设有凸起(261)，所述凸起(261)与所述口琴管(210)卡接。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的集成液冷板组件的动力电池模组，其特征在于，所述集成液冷板组件的动力电池模组还包括壳体(300)，所述电芯(100)和所述液冷板组件(200)设置在所述壳体(300)内。

10.根据权利要求9所述的集成液冷板组件的动力电池模组，其特征在于，所述壳体(300)和所述电芯(100)之间设置有隔热片(400)。

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