CN114865145A - 用于电池模组的三面液冷结构及电池模组 - Google Patents

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刘思
侯敏
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Abstract

本发明提供了一种用于电池模组的三面液冷结构及电池模组，包括底部冷却板和侧面集成冷却板，底部冷却板设置在模组的底部，侧面集成冷却板在模组两个相对的侧面分别集成有一组或多组；还包括冷却液进口和冷却液出口，冷却液进口与底部冷却板和侧面集成冷却板二者的内部流道均连通，冷却液出口与底部冷却板和侧面集成冷却板二者的内部流道均连通。通过在模组的底面设置底部冷却板，模组两个侧面设置集成冷却板，形成对模组的三面冷却，增加了冷却面积，提升了换热效率，提高了对模组的冷却效果，且底部冷却板形成包体的托盘，侧面集成冷却板集成在模组上，能够减少液冷结构的占用空间，提高体积利用率，进而提高模组的能量密度。

Description

用于电池模组的三面液冷结构及电池模组
技术领域
本发明涉及电池包热管理系统，具体地，涉及一种用于电池模组的三面液冷结构及电池模组，尤其是，涉及一种三面液冷结构及PACK。
背景技术
近些年来，新能源纯电动汽车的品牌是越来越多，人们对纯电动汽车的接受度也是越来越高，国家也是大力支持这种新能源汽车，很多地方的公交大巴都在逐步地更换成纯电动汽车。在这种大趋势下，重点关注和改善纯电动汽车的核心部件之一的锂电池包就显得尤为重要，因为它是新能源纯电动汽车动力来源的载体，它的好坏直接关系到电动汽车的优劣。
目前，现有的电池包热管理系统基本都是集中在底部液冷及分体式侧面冷却，要么需要占用底部空间，要么需要占用侧面空间。
现有公开号为CN211858702U的中国专利文献，其公开了一种轻量化集成液冷电池包箱体，包括主箱体，主箱体包括底板，底板的四条边上焊接有两个长边侧板和两个短边侧板，两个长边侧板、两个短边侧板与底板围合形成主箱体，底板包括并排焊接在一起的两个底板单元，底板单元内均设有水道，底板单元的两端均设有与水道连通的水嘴。
现有技术中的热管理系统，冷却效果差，能量密封低，且难以快速换热，存在待改进之处。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于电池模组的三面液冷结构及电池模组。
根据本发明提供的一种用于电池模组的三面液冷结构,包括底部冷却板和侧面集成冷却板，所述底部冷却板设置在模组的底部，所述侧面集成冷却板在模组两个相对的侧面分别集成有一组或多组；还包括冷却液进口和冷却液出口，所述冷却液进口与底部冷却板和侧面集成冷却板二者的内部流道均连通，所述冷却液出口与底部冷却板和侧面集成冷却板二者的内部流道均连通。
优选地，所述底部冷却板沿模组横向排列方向设置有多个，且多个所述底部冷却板的内部流道并联连通。
优选地，任一相邻两个所述模组的侧面集成冷却板的内部流道均串联连通。
优选地，还包括包体，所述冷却液进口和冷却液出口二者均设置在包体的侧壁上；所述包体上设置有与冷却液进口连通的进液口分配腔，所述进液口分配腔与底部冷却板的进液口连通，且所述进液口分配腔通过第一波纹管与侧面集成冷却板的进液口可拆卸连通；所述包体上还设置有与冷却液出口连通的出液口分配腔，所述出液口分配腔与底部冷却板的出液口连通，且所述出液口分配腔通过第二波纹管与侧面集成冷却板的出液口可拆卸连通。
优选地，所述第一波纹管通过快插接头与进液口分配腔或侧面集成冷却板的进液口连接；所述第二波纹管通过快插接头与出液口分配腔或侧面集成冷却板的出液口连接。
优选地，所述第一波纹管通过橡胶管和卡箍二者配合与进液口分配腔或侧面集成冷却板的进液口连接；所述第二波纹管通过橡胶管和卡箍二者配合与出液口分配腔或侧面集成冷却板的出液口连接。
优选地，所述包体还包括前边梁空腔、所述前边梁空腔分别与进液口分配腔和出液口分配腔连通，且所述前边梁空腔与任一底部冷却板的内部流道连通。
优选地，任一相邻两个所述底部冷却板焊接连接形成包体的托盘。
优选地，所述侧面集成冷却板的内部流道呈口琴管结构。
根据本发明提供的一种电池模组，包括用于电池模组的三面液冷结构。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明通过在模组的底面设置底部冷却板，模组两个呈相对设置的侧面设置侧面集成冷却板，形成对模组的三面冷却，有助于增加冷却面积，有助于提升换热效率，进而有助于提高对模组的冷却效果，且底部冷却板形成包体的托盘，侧面集成冷却板集成在模组上，能够减少液冷结构的占用空间，提高体积利用率，进而提高模组的能量密度。
2、本发明通过将第一波纹管将进液口分配腔和侧面集成冷却板的进液口可拆卸连接，第二波纹管将出液口分配腔和侧面集成冷却板的出液口可拆卸连接，有助于提高模组安装的便捷性和组装效率，进而有助于提高液冷结构的适用性。
3、本发明通过在模组的电芯发生热失控时，加大液冷结构内的冷却液的流量来给电芯降温，有助于提高降温效率。
4、本发明通过使底部冷却板和侧面集成冷却板共用一个冷却液进水口和一个冷却液出水口，简化了结构。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明主要体现电池模组整体结构示意图；
图2为本发明主要体现液冷结构冷却液进口和冷却液出口整体结构示意图；
图3为本发明主要体现底部冷却板整体结构的示意图；
图4为本发明主要体现液冷结构侧面的剖视图；
图5为本发明主要体现模组上的侧面集成冷却板整体结构示意图；
图6为本发明主要体现模组上的侧面集成冷却板整体结构的爆炸示意图。
图中所示：
冷却液进口1 模组间波纹管7
进液口分配腔2 第一波纹管8
流道板3 第二波纹管81
上盖板31 出液口分配腔9
下盖板32 冷却液出口10
前边梁空腔4 底部冷却板11
侧面集成冷却板5 包体12
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例一
如图1，图2以及图3所示，根据本发明提供的一种用于电池模组的三面液冷结构及电池模组，包括包体12、底部冷却板11以及侧面集成冷却板5。底部冷却板11设置在模组的底部，侧面集成冷却板5在模组两个相对的侧面分别集成有一组或多组。包体12的侧面设置有冷却液进口1和冷却液出口10，冷却液进口1与底部冷却板11和侧面集成冷却板5二者的内部流道均连通，冷却液出口10与底部冷却板11和侧面集成冷却板5二者的内部流道均连通。通过底部冷却板11和侧面集成冷却板5共用一个冷却液进水口和一个冷却液出水口，简化了结构。
底部冷却板11沿模组横向排列方向设置有多个，多个底部冷却板11的内部流道并联连通，底部冷却板11的数量与模组的数量相对应，且任一相邻两个底部冷却板11焊接连接形成包体12的托盘。任一相邻两个模组的侧面集成冷却板5的内部流道均串联连通。
通过在模组的底面设置底部冷却板11，模组两个呈相对设置的侧面设置侧面集成冷却板5，形成对模组的三面冷却，增加了冷却面积，提升了换热效率，进而提高了对模组的冷却效果。且底部冷却板11形成包体12的托盘，侧面集成冷却板5集成在模组上，能够减少液冷结构的占用空间，提高体积利用率，进而提高模组的能量密度。
如图2，图3以及图4所示，具体地，包体12包括四块侧板和托板，四块侧板包围形成矩形，冷却液进口1和冷却液出口10设置在包体12的前侧板的外侧。包体12上还一体成型有与冷却液进口1连通的进液口分配腔2、与冷却液出口10连通的出液口分配腔9。进液口分配腔2与底部冷却板11的进液口连通，且进液口分配腔2通过第一波纹管8与侧面集成冷却板的进液口可拆卸连通。出液口分配腔9与底部冷却板11的出液口连通，且出液口分配腔9通过第二波纹管81与侧面集成冷却板5的出液口可拆卸连通。实现对底部冷却板11的内部流道和侧面集成冷却板5的内部流道同时注入冷却液。
进一步地，一种可行的实施方案为：第一波纹管8通过快插接头与进液口分配腔2或侧面集成冷却板5的进液口连接，第二波纹管81通过快插接头与出液口分配腔9或侧面集成冷却板5的出液口连接。通过第一波纹管8可拆卸连接进液口分配腔2和侧面集成冷却板5的进液口，通过第二波纹管81可拆卸连接出液口分配腔9和侧面集成冷却板5的出液口，提高了模组安装的便捷性和组装效率，以及液冷结构的适用性。
底部冷却板11内部流道的形状为一端具有开口的矩形，包体12还包括前边梁空腔4，前边梁空腔4分别与进液口分配腔2和出液口分配腔9连通，且前边梁空腔4与任一底部冷却板11的内部流道连通。实现了多个底部冷却板11内部流道的并联汇流。
如图2、图5和图6所示，侧面集成冷却板5包括上盖板31、下盖板32和流道板3，上盖板31固定安装在模组两侧的流道板3的顶部，下盖板32固定安装在模组两侧的流道板3的底部。流道板3上一体成型有多个呈竖直设置的空腔，并形成口琴管结构。侧面集成冷却板5的进液口设置在下盖板32的前侧，侧面集成冷却板5的出液口设置在上盖板31的前侧。多个呈竖直设置的空腔的上端均与侧面集成冷却板5的出液口连通，多个竖直设置的空腔的下端均与侧面集成冷却板5的进液口连通。侧面集成冷却板5通过型材挤压成型，并通过焊接工艺集成在模组上，围成模组的框架。
位于靠近冷却液进口1的模组上的侧面集成冷却板5进液口与进液口分配腔2连通，位于靠近冷却液出口10的模组上的侧面集成冷却板5的出液口与出液口分配腔9连通。任一相邻的两个模组上的侧面集成冷却板5的内部流道均通过模组间波纹管7连通，实现了多个侧面集成冷却板5内部流道的串联连通，且模组间波纹管7与侧面集成冷却板5的进液口和出液口均为可拆卸连接。
当模组的电芯发生热失控时，可以通过加大液冷结构内的冷却液的流量来给电芯降温。
本申请提供的用于电池模组的三面液冷结构可以应用于各类电池模组，本领域技术人员可以根据实际需求进行应用。
实施例二
基于实施例一，根据本发明提供的一种用于电池模组的三面液冷结构，第一波纹管8还可以通过橡胶管和卡箍二者配合与进液口分配腔2或侧面集成冷却板5的进液口连接。第二波纹管81还通过橡胶管和卡箍二者配合与出液口分配腔9或侧面集成冷却板5的出液口连接。
工作原理
冷却液自冷却液进口1进入进液口分配腔2，再通过第一波纹管8和侧面集成冷却板5进液口流入侧面集成冷却板5的内部流道内，冷却液流经全部侧面集成冷却板5的内部流道后通过侧面集成冷却板5出液口和第二波纹管81流入出液口分配腔9，之后再通过冷却液出口10流出；进液口分配腔2内的冷却液还通过前边梁空腔4进入多个底部冷却板11的内部流道，之后流入出液口分配腔9，再通过冷却液出口10流出。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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申请和简化描述，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申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种用于电池模组的三面液冷结构，其特征在于，包括底部冷却板(11)和侧面集成冷却板(5)，所述底部冷却板(11)设置在模组的底部，所述侧面集成冷却板(5)在模组两个相对的侧面分别集成有一组或多组；
还包括冷却液进口(1)和冷却液出口(10)，所述冷却液进口(1)与底部冷却板(11)和侧面集成冷却板(5)二者的内部流道均连通，所述冷却液出口(10)与底部冷却板(11)和侧面集成冷却板(5)二者的内部流道均连通。
2.如权利要求1所述的用于电池模组的三面液冷结构，其特征在于，所述底部冷却板(11)沿模组横向排列方向设置有多个，且多个所述底部冷却板(11)的内部流道并联连通。
3.如权利要求1所述的用于电池模组的三面液冷结构，其特征在于，任一相邻两个所述模组的侧面集成冷却板(5)的内部流道均串联连通。
4.如权利要求1所述的用于电池模组的三面液冷结构，其特征在于，还包括包体(12)，所述冷却液进口(1)和冷却液出口(10)二者均设置在包体(12)的侧壁上；
所述包体(12)上设置有与冷却液进口(1)连通的进液口分配腔(2)，所述进液口分配腔(2)与底部冷却板(11)的进液口连通，且所述进液口分配腔(2)通过第一波纹管(8)与侧面集成冷却板(5)的进液口可拆卸连通；
所述包体(12)上还设置有与冷却液出口(10)连通的出液口分配腔(9)，所述出液口分配腔(9)与底部冷却板(11)的出液口连通，且所述出液口分配腔(9)通过第二波纹管(81)与侧面集成冷却板(5)的出液口可拆卸连通。
5.如权利要求4所述的用于电池模组的三面液冷结构，其特征在于，所述第一波纹管(8)通过快插接头与进液口分配腔(2)或侧面集成冷却板(5)的进液口连接；
所述第二波纹管(81)通过快插接头与出液口分配腔(9)或侧面集成冷却板(5)的出液口连接。
6.如权利要求4所述的用于电池模组的三面液冷结构，其特征在于，所述第一波纹管(8)通过橡胶管和卡箍二者配合与进液口分配腔(2)或侧面集成冷却板(5)的进液口连接；
所述第二波纹管(81)通过橡胶管和卡箍二者配合与出液口分配腔(9)或侧面集成冷却板(5)的出液口连接。
7.如权利要求4所述的用于电池模组的三面液冷结构，其特征在于，所述包体(12)还包括前边梁空腔(4)，所述前边梁空腔(4)分别与进液口分配腔(2)和出液口分配腔(9)连通，且所述前边梁空腔(4)与任一底部冷却板(11)的内部流道连通。
8.如权利要求4所述的用于电池模组的三面液冷结构，其特征在于，任一相邻两个所述底部冷却板(11)焊接连接形成包体(12)的托盘。
9.如权利要求1所述的用于电池模组的三面液冷结构，其特征在于，所述侧面集成冷却板(5)的内部流道呈口琴管结构。
10.一种电池模组，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的用于电池模组的三面液冷结构。
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