CN115275449A - 一种电池包及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种电池包及车辆。本申请提供的电池包及车辆，包括导热单元，导热单元设置在电池模组的外表面，箱体内开设有用于供冷却液循环流动的流道，且箱体上开设有容置槽，容置槽与流道连通，导热单元穿过容置槽且设置于流道中，密封单元填充设置在电池模组的底面和下箱体的顶面之间。本申请提供的电池包及车辆，导热单元设置在箱体内，因此，导热单元几乎不占用电池包的空间，由于导热单元直接与流道内的冷却液接触，从而热传递路径为：冷却液→导热单元→电池模组，比起相关技术，本申请中，冷却液与电池模组之间的热传递构件减少，从而提高了热传递效率。

Description

一种电池包及车辆
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种电池包及车辆。
背景技术
动力电池是电动汽车的核心动力供给部件，动力电池在使用过程中会产生热量，因此需要设置冷却系统来散热。相关技术中，通常在电池模组之间设置液冷板和导热垫，即液冷板中通入冷却液，通过导热垫进行热传递，从而带走电池模组的热量，但液冷板和导热垫的装配会增加很多零件，从而增加重量，占用电池包内有限空间，并且由于电池模组和冷却液之间隔着液冷板和导热垫，从而影响导热效率。
发明内容
本申请提供了一种电池包及车辆，解决了相关技术中电池包散热的技术方案会占用电池包内有限空间、且导热效率较低的技术问题。
一方面，本申请提供了一种电池包，包括电池模组、箱体以及导热单元，所述导热单元设置在所述电池模组的外表面，所述箱体内开设有用于供冷却液循环流动的流道，所述箱体上开设有容置槽，所述容置槽与所述流道连通，所述导热单元穿过所述容置槽且设置于所述流道中，所述密封单元填充设置在所述电池模组的底面和所述下箱体的顶面之间。
在一些实施方式中，所述导热单元包括多个紧密排布的导热柱。
在一些实施方式中，多个所述导热柱矩阵排布。
在一些实施方式中，所述箱体包括上箱盖和下箱体，所述电池模组设置于所述下箱体中，所述上箱盖盖合于所述下箱体上，所述流道设置于所述下箱体中，所述导热单元设置在所述电池模组的底面，所述容置槽开设于所述下箱体的顶面。
在一些实施方式中，所述电池包还包括所述密封单元包括凸台和第一密封圈，所述凸台设置在所述电池模组的底面或所述下箱体的顶面，所述凸台围设于所述导热单元，所述第一密封圈套设于所述凸台的外侧，且所述第一密封圈压缩设置于所述电池模组的底面和所述下箱体的顶面之间。
在一些实施方式中，所述密封单元还包括第二密封圈，所述第二密封圈紧邻设置在所述凸台内侧，且所述第二密封圈压缩设置于所述电池模组的底面和所述下箱体的顶面之间。
在一些实施方式中，所述导热单元沿所述电池模组底面长度方向的两端均设有导流组件，所述导流组件包括间隔设置的两个导流板，所述两个导流板分设于沿所述电池模组底面宽度方向的两侧。
在一些实施方式中，所述导流组件中的两个导流板之间相对的一侧向所述矩阵的长边中心线倾斜设置。
在一些实施方式中，所述导流板为弧形板，所述导流板的弧形开口背离所述矩阵的长边中心线设置。
另一方面，本申请提供了一种车辆，包括以上所述的电池包。
本申请有益效果如下：
本申请提供的电池包及车辆，由于在箱体内开设了用于供冷却液循环流动的流道，且导热单元直接设置在该流道中，即导热单元设置在箱体内，因此，导热单元几乎不占用电池包的空间；并且由于导热单元直接与流道内的冷却液接触，从而热传递路径为：冷却液→导热单元→电池模组，比起相关技术，本申请中，冷却液与电池模组之间的热传递构件减少，从而提高了热传递效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。
图1为相关技术中的电池包内部的冷却系统示意图；
图2为本实施例提供的电池包的局部结构示意图；
图3为图1的爆炸图；
图4为图2中电池模组的结构示意图；
图5为图4的俯视图。
附图标记说明：
1-电池模组，2-箱体，21-下箱体，22-容置槽，3-液冷板，4-导热垫，100-导热单元，110-导热柱，120-导流组件，121-导流板，200-密封单元，210-凸台，220-第一密封圈，230-第二密封圈，300-流道。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
汽车电池包包括电池模组、上箱盖、下箱体等构件，电池模组由电芯按照一定串并联方式组合而成，电池模组设置于下箱体内，上箱盖盖合并固定在下箱体上，下箱体具有支撑整个电池包的重量、提供电池包与整车安装点、保护电池内部安全等作用。电池包自身温度的高低和内部温度均匀性对电池的可靠性和寿命影响很大，电池包的工作温度过高会造成电池热失控，引发安全问题，因此需在电池包中引入冷却系统来散热。
图1为相关技术中的电池包内部的冷却系统示意图，结合图1，相关技术中，电池包内部冷却系统一般由液冷板3和导热垫4组成，液冷板3和导热垫4设置在下箱体21和电池模组1之间，通过BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，电池管理系统)采集温度进而控制水泵驱动冷却液在液冷板3内部流动，导热垫4进行热传递，从而带走电池模组1的热量，即相关技术中的热传递路径为冷却液→液冷板3→导热垫4→电池模组1。BMS会实时监测电芯的温度，当温度超过警戒线后(比如45℃)开启冷却系统工作，且系统能够通过冷却液自循环实现温度均匀。
但以上方案存在以下缺陷：1、占用电池包内有限空间，增加重量，而且零件多，尺寸和装配控制难度较大；2、冷却效果不及时且均匀性较差：电芯和冷却液之间隔着液冷板3和导热垫4影响导热效率，尤其固态电池由于内阻较大，动力电池在充放电过程中发热量比较大，而且固态电池一般采用软包电芯，在冷却过程中往往只能对侧面进行冷却，同时因为软包的特性很难做成CTP(即无模组的动力电池包)，一般的热管理策略只能通过增加冷却时长来达成，这样造成了能量损耗，影响整车续航。
基于此，图2为本实施例提供的电池包的局部结构示意图，图3为图1的爆炸图，图4为图2中电池模组的结构示意图，结合图2-图4，本申请实施例提供了一种电池包，包括导热单元100。其中，电池模组1大致呈长方体，导热单元100设置在电池模组1的外表面，具体地，导热单元100可以设置在电池模组1的顶面、底面或侧面，通过对电池模组1的一个面进行散热，即可对整个电池模组1进行散热。箱体2内开设有用于供冷却液循环流动的流道300，且箱体2上开设有容置槽22，容置槽22与流道300连通，导热单元100穿过容置槽22且设置于流道300中。
本申请实施例提供的电池包及车辆，由于在箱体2内开设了用于供冷却液循环流动的流道300，且导热单元100直接设置在该流道300中，即导热单元100设置在箱体2内，因此，导热单元100几乎不占用电池包的空间，并且由于导热单元100直接与流道300内的冷却液接触，从而热传递路径为：冷却液→导热单元100→电池模组1，比起相关技术，本申请中，冷却液与电池模组1之间的热传递构件减少，从而提高了热传递效率，进而针对采用软包的固态电池，也可以实现较好的冷却效果，提升了电池系统的安全性。
流道300可设置在箱体2的上箱盖或下箱体21中，由于导热单元100需穿过容置槽22并设置在箱体2的流道300中，因此，电池模组1上设置导热单元100的外表面需要与箱体2中设置流道300的部分相邻设置，比如，根据电池模组1与上箱盖或下箱体21的位置装配关系，当导热单元100设置在电池模组1的顶面时，流道300设置在上箱盖中，当导热单元100设置在电池模组1的底面时，流道300设置在下箱体21中。优选的，本实施例中流道300设置于下箱体21中，导热单元100设置在电池模组1的底面，容置槽22开设于下箱体21的顶面。
需要说明的是，下箱体21内的流道300需根据电池模组1的排布来设计，以使冷却液可在流道300内循环并有效冲刷导热单元100，冷却液沿电池模组1底面的长度方向流动，流道300可通过型材加工形成，当然，流道300的两端需分别设置有接头与外部冷却管路接通，从而构成冷却回路。
容置槽22的形状可以导热单元100的外形相匹配，以使导热单元100可卡接于容置槽22并设置在流道300内，从而增强电池模组1的安装稳定性，也可以在容置槽22内壁与导热单元100之间设置间隙，并在该间隙中设置导热胶，导热胶可与导热单元100一起导热，提升导热效果，并且使导热单元100与容置槽22之间具有粘接力，进一步提高电池模组1的安装稳定性，本实施例对此不作限制。
进一步地，导热单元100包括多个紧密排布的导热柱110，以保证均匀且高效导热，且由于电池模组1的底面大致呈矩形，因此多个导热柱110呈矩阵排布，并且矩阵排布的多个导热柱110尽可能最大化的布满电池模组1的底面，以增加散热面积，从而提高散热效果。
为避免下箱体21中的冷却液泄露，结合图3，本实施例的电池包还包括密封单元200，密封单元200包括凸台210和第一密封圈220，凸台210可设置在电池模组1的底面，也可设置在下箱体21的顶面具体到本实施例中，凸台210可设置在电池模组1的底面。1凸台210呈环状，并围设于导热单元100，第一密封圈220套设于凸台210的外侧，且第一密封圈220压缩设置于电池模组1的底面和下箱体21的顶面之间，从而第一密封圈220紧实填充于电池模组1的底面和下箱体21的顶面之间，以避免冷却液从电池模组1的底面和下箱体21的顶面之间的间隙中流出。
优选的，密封单元200还可以包括第二密封圈230，第二密封圈230紧邻设置在凸台210内侧，且第二密封圈230压缩设置于电池模组1的底面和下箱体21的顶面之间，从而第一密封圈220和第二密封圈230双层保护，进一步提高了密封性。
由于凸台210的高度决定了电池模组1的底面和下箱体21的顶面之间的间隙，第一密封圈220和第二密封圈230在不同的间隙下具有不同的压缩量，并且第一密封圈220和第二密封圈230均装配在凸台210上，因此，凸台210的高度可限定第一密封圈220和第二密封圈230的压缩量，可在前期设计阶段即决定好凸台210的高度，以保证最佳的密封效果。
通过电池模组1的发热仿真可以得知，固态电池模组1的高温区处在中间位置，因此，为提高散热效果，本实施例中导热单元100沿电池模组1底面长度方向的两端均设有导流组件120，导流组件120设置在导热单元100内部，导流组件120包括间隔设置的两个导流板121，两个导流板121分设于沿电池模组1底面宽度方向的两侧。
为便于说明，在此将电池模组1底面长度方向的两端分别命名为第一端和第二端，第一端和第二端均设有导流组件120，冷却液从电池模组1底面的第一端向第二端流动时，在第一端的两个导流板121的阻挡下，冷却液从两个导流板121之间的间隔进入电池模组1底面的中部，由于流道300变窄，从而冷却液流速加快，即冷却液以较快的流速进入电池模组1底面的中部，从而可更高效地带走电池模组1中部的热量，保证散热效果。由于冷却液在流道300中循环流动，因此，冷却液还会由第二端向第一端流动，同样的，冷却液在第二端的两个导流板121的阻挡下，会以更快的流速进入电池模组1底面的中部。
优选的，导流板121均垂直设置于电池模组1底面，以保证导流板121具有最大的阻挡面积，从而提高冷却液流速。
图5为图4的俯视图，结合图2-图5，导流组件120中的两个导流板121之间相对的一侧向矩阵的长边中心线倾斜设置，具体来说，第一端的两个导流板121之间相对的一侧向第二端倾斜设置，第二端的两个导流板121之间相对的一侧向第一端倾斜设置，因此，当冷却液由第一端流向第二端时，第一端的两个导流板121的斜面可为冷却液进入电池模组1底面的中间部分提供一定导向，从而减小流阻，进一步加快流速，当冷却液由第二端流向第一端时同理。
进一步地，导流板121还可以设置为弧形板，且导流板121的弧形开口背离矩阵的长边中心线设置，从而进一步减小流阻。
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种车辆，包括以上所述的电池包，车辆可以任意类型的动力汽车。本申请实施例提供的车辆具有与以上所述的电池包同样的有益效果，在此不再赘述。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的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发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种电池包，其特征在于，包括电池模组、箱体以及导热单元，所述导热单元设置在所述电池模组的外表面，所述箱体内开设有用于供冷却液循环流动的流道，所述箱体上开设有容置槽，所述容置槽与所述流道连通，所述导热单元穿过所述容置槽且设置于所述流道中，所述密封单元填充设置在所述电池模组的底面和所述下箱体的顶面之间。
2.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述导热单元包括多个紧密排布的导热柱。
3.如权利要求2所述的电池包，其特征在于，多个所述导热柱矩阵排布。
4.如权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述箱体包括上箱盖和下箱体，所述电池模组设置于所述下箱体中，所述上箱盖盖合于所述下箱体上，所述流道设置于所述下箱体中，所述导热单元设置在所述电池模组的底面，所述容置槽开设于所述下箱体的顶面。
5.如权利要求4所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括所述密封单元包括凸台和第一密封圈，所述凸台设置在所述电池模组的底面或所述下箱体的顶面，所述凸台围设于所述导热单元，所述第一密封圈套设于所述凸台的外侧，且所述第一密封圈压缩设置于所述电池模组的底面和所述下箱体的顶面之间。
6.如权利要求5所述的电池包，其特征在于，所述密封单元还包括第二密封圈，所述第二密封圈紧邻设置在所述凸台内侧，且所述第二密封圈压缩设置于所述电池模组的底面和所述下箱体的顶面之间。
7.如权利要求4所述的电池包，其特征在于，所述导热单元沿所述电池模组底面长度方向的两端均设有导流组件，所述导流组件包括间隔设置的两个导流板，所述两个导流板分设于沿所述电池模组底面宽度方向的两侧。
8.如权利要求7所述的电池包，其特征在于，所述导流组件中的两个导流板之间相对的一侧向所述矩阵的长边中心线倾斜设置。
9.如权利要求8所述的电池包，其特征在于，所述导流板为弧形板，所述导流板的弧形开口背离所述矩阵的长边中心线设置。
10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的电池包。
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