CN115295921A - 动力电池模组及具有其的新能源车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种动力电池模组及具有其的新能源车辆，其中的动力电池模组，包括电池箱体，电池箱体具有容置空间，容置空间内放置有多个动力电池包以及与每个动力电池包接触的液冷模块，电池箱体上具有通风孔，通风孔连通电池箱体与容置空间。本发明一方面动力电池包可以与液冷模块之间紧密接触能够实现高效换热，另一方面，电池箱体外部环境中的较低温度的气流能够经由通风孔进入容置空间内，从而利用空气的扩散性对各动力电池包形成全面换热，从而有利于动力电池包的温度均衡性，当动力电池模组的总体产热量较低时，可以控制液冷模块减少甚至截断相应的冷却流体的流入，而仅利用进入到容置空间内的空气实现风冷散热，降低使用成本。

Description

动力电池模组及具有其的新能源车辆
技术领域
本发明属于动力电池散热技术领域，具体涉及一种动力电池模组及具有其的新能源车辆。
背景技术
动力电池模块作为电动汽车的核心部件，纯电动汽车上锂离子电池组内过高的温度会导致电池寿命的缩短；而电池组内的温度不均会导致锂电池容量分布不均，缩短整体电池组使用寿命。
为了高效控制电池组的工作温度范围，通常采用液冷方案对电池模组进行冷却。例如现有技术中提供了一种电池包冷却系统，液冷系统放置在电池包下底部，通过冷却介质在冷板中流动带走电池产生的热量；或者将液冷板安装于两列电芯之间。但目前液冷系统无法保证电池模组温度分布均匀，与液冷直接接触的部分温度低，无接触的部分温度高，并且当电池产热量较低时，冷板内管路阻力比风道阻力大，液冷系统远不如风冷系统经济，因此需要优化动力电池散热方式，减小电池模组的温度不均匀性。
发明内容
因此，本发明提供一种动力电池模组及具有其的新能源车辆，能够解决现有技术中采用液冷系统对动力电池模组散热，电池模组的温度分布不均匀，且在电池模组产热量较低时采用液冷系统经济性不足的技术问题。
为了解决上述问题，本发明提供一种动力电池模组，包括电池箱体，所述电池箱体具有容置空间，所述容置空间内放置有多个动力电池包以及与每个所述动力电池包接触的液冷模块，所述电池箱体上具有通风孔，所述通风孔连通所述电池箱体与所述容置空间。
在一些实施方式中，多个所述动力电池包沿着第一方向间隔成列布置，每个所述动力电池包处于所述第一方向上的两侧面皆设置有所述液冷模块且所述液冷模块与所述动力电池包的侧面贴合。
在一些实施方式中，所述液冷模块包括微通道液冷板，所述微通道液冷板包括多根沿高度方向上下平行间隔设置的微通道扁管以及包裹于所述微通道扁管之外的导热壳体，所述导热壳体与所述微通道扁管之间焊接。
在一些实施方式中，每一所述微通道扁管中微通道通流直径沿着高度方向由上而下越来越小，且所述微通道液冷板的进流管与最上方的所述微通道扁管连通，所述微通道液冷板的出流管与最下方的所述微通道扁管连通。
在一些实施方式中，所述通风孔构造于所述电池箱体的底壁上。
在一些实施方式中，所述通风孔处于所述动力电池包对应于第二方向的两端位置，所述第二方向与所述第一方向垂直且处于水平面内。
在一些实施方式中，所述电池箱体的底壁内构造有进风通道，多个所述通风孔构造于所述进风通道的顶壁上且沿所述第一方向间隔设置。
在一些实施方式中，所述进风通道具有多个，多个所述进风通道沿所述第二方向间隔设置。
在一些实施方式中，所述电池箱体的底壁内侧设有折流板，所述折流板罩设于每个所述进风通道的出风路径上，以将所述通风孔流出的气流的流动路径向靠近所述底壁一侧折弯。
本发明还提供一种新能源车辆，包括上述的动力电池模组。
本发明提供的一种动力电池模组及具有其的新能源车辆，一方面电池箱体内的动力电池包可以与液冷模块之间紧密接触能够实现高效换热，另一方面，电池箱体外部环境中的较低温度的气流能够经由通风孔进入容置空间内，从而利用空气的扩散性对各动力电池包形成全面换热，从而有利于动力电池包的温度均衡性，而更为重要的是，当动力电池模组的总体产热量较低时，可以控制液冷模块减少甚至截断相应的冷却流体的流入，而仅利用进入到容置空间内的空气实现风冷散热，降低使用成本。
附图说明
图1为本发明实施例的动力电池模组的立体结构分解图；
图2为本发明实施例的动力电池模组的俯视图；
图3为图1中的电池箱体的俯视图；
图4为图3中的C-C的剖面图；
图5为图1中的微通道液冷板的结构示意图；
图6为图5中的微通道液冷板的内部结构示意图(剖面)。
附图标记表示为：
1、电池箱体；11、通风孔；12、进风通道；2、动力电池包；3、液冷模块；31、微通道扁管；311、进流管；312、出流管；32、导热壳体；33、出流总管；34、进流总管；35、第一集流管；36、第二集流管。
具体实施方式
结合参见图1至图6所示，根据本发明的实施例，提供一种动力电池模组，包括电池箱体1，电池箱体1具有容置空间，容置空间内放置有多个动力电池包2以及与每个动力电池包2接触的液冷模块3，电池箱体1上具有通风孔11，通风孔11连通电池箱体1与容置空间，能够理解的是，液冷模块3内流通冷却介质，冷却介质的冷量与动力电池包2产出的热量形成热交换，前述的冷却介质例如可以为水、油以及冷媒等换热介质。该技术方案中，电池箱体1内的动力电池包2一方面可以与液冷模块3之间紧密接触能够实现高效换热，另一方面，电池箱体1外部环境中的较低温度的气流能够经由通风孔11进入容置空间内，从而利用空气的扩散性对各动力电池包2形成全面换热，从而有利于动力电池包2的温度均衡性，而更为重要的是，当动力电池模组的总体产热量较低时，控制液冷模块3减少甚至截断相应的冷却流体的流入，而仅利用进入到容置空间内的空气实现风冷散热，降低使用成本。
具体而言，前述的液冷模块3包括与动力电池包2接触的末端结构，还包括冷却介质的供给源(图中未示出)，该供给源可以根据实际的需要灵活设置，例如可以是冷水机组、车辆自带空调系统的压缩机系统等，本发明中不做特别限定。
在一些实施方式中，多个动力电池包2沿着第一方向间隔成列布置，每个动力电池包2处于第一方向上的两侧面皆设置有液冷模块3且液冷模块3与动力电池包2的侧面贴合，前述的第一方向具体例如图1中所示出的电池箱体1的长度方向。该技术方案中，每个动力电池包2的两侧皆与液冷模块3贴合，也即每个动力电池包2皆被夹持于两个液冷模块3之间，从而能够实现对液冷模块3的充分高效冷却散热。具体的，液冷模块3包括微通道液冷板，微通道液冷板包括多根沿高度方向上下平行间隔设置的微通道扁管31以及包裹于微通道扁管31之外的导热壳体32，导热壳体32与微通道扁管31之间焊接。微通道扁管31内的冷却介质能够充分与导热壳体32之间实现热传递，并最终通过导热壳体32与动力电池包2之间形成热交换。导热壳体32具体的可以是铸铝结构，实心结构的导热壳体32能够实现热量的高效传递。能够理解的，如图2所示，微通道液冷板具有多个，多个微通道液冷板通过进流总管34与出流总管33形成冷却介质的并联结构，每个微通道液冷板具有的微通道扁管31的一端与第一集流管35形成连通，另一端与第二集流管36形成连通(如图5中所示)，在第一集流管35、第二集流管36内具有隔板，以将各个集流管分隔为几个独立的集流腔，第一集流管35的顶部集流腔设置进流管311，第一集流管35的底部集流腔设置出流管312，也即微通道液冷板的进流管311与最上方的微通道扁管31连通，微通道液冷板的出流管312与最下方的微通道扁管31连通，此时，每一微通道扁管31中微通道通流直径沿着高度方向由上而下越来越小，尤其是在冷却介质为相变冷媒时，该种结构设计能够增大冷媒由液相变为气相时气态冷媒的流速，冷却介质在换热温度升高的过程中，流速越来越快，能够增强换热效果，进一步提升动力电池模组的温度均匀性。具体参见图6所示，冷却介质(例如液相的冷媒)进入第一集流管35的顶部集流腔内充分混合，冷却介质混合后进入四根微通道扁管31中孔径D1的流道中吸收动力电池包2中产生的热量；吸热温升后的冷却介质进入第二集流管56的顶部集流腔内，并流入微通道扁管31中孔径D2的流道中吸收热量，由于孔径D2小于孔径D1，冷却介质在D2流道中流速增加；通过第一集流管35中的中间集流腔进入微通道扁管31中孔径D3的流道，由于孔径D3小于孔径D2，冷却介质在D3流道中流速进一步增加，最后通过第二集流管56中的底部集流腔，进入微通道扁管31中孔径D4的流道中吸收热量，由于孔径D4小于孔径D3，冷却介质在D4流道中流速进一步增加，冷却介质在流动过程中温度逐渐升高，但其流速逐渐增加，增强了换热效果，提高了电池模组温度均匀性。
在一些实施方式中，通风孔11构造于电池箱体1的底壁上，也即外部环境中的温度较低的空气由电池箱体1的底部引入，温度较低的空气在与动力电池包2换热后密度降低进而上浮，这种方式有利于气流的顺畅流入，能够理解的是，进入容置空间内的气流还会与液冷模块3换热形成为低温气流，而这一低温气流在容置空间内弥散充盈，保证了均衡换热效果。
通风孔11处于动力电池包2对应于第二方向的两端位置，第二方向与第一方向垂直且处于水平面内，具体而言，第二方向也即图1中所示的电池箱体1的宽度方向。此时，通风孔11的出口不被动力电池包2遮挡覆盖，保证气流的进入顺畅性。
作为一种较优的技术方案，结合图3及图4中所示，电池箱体1的底壁内构造有进风通道12，多个通风孔11构造于进风通道12的顶壁上且沿第一方向间隔设置；进一步地，进风通道12具有多个，多个进风通道12沿第二方向间隔设置，通过进风通道12能够将进风气流的入口进行特别设置，以保证外部环境的气流能够进入到容置空间内，例如，在电池箱体1应用到车辆上时，将进风通道12的通道入口处设置一气流汇聚结构，例如以集成漏斗件，在车辆行驶过程中其开口迎风设置，从而利于气流进入容置空间内。
在一些实施方式中，电池箱体1的底壁内侧设有折流板(图中未示出)，折流板罩设于每个进风通道12的出风路径上，以将通风孔11流出的气流的流动路径向靠近底壁一侧折弯，防止进入到容置空间内的空气直接冲向电池箱体1的顶部区域，加强对动力电池包2的底部位置的风冷散热，该折流板例如为一个横断面为钝角的结构，其具体可以采用一段与进风通道12的长度相匹配的塑料板折弯形成。在进风量能够得到保证的前提下，进风通道12的入口处设置疏水材料制作的滤网，以能够充分滤除进气气流中的水分，防止水分进入容置空间对动力电池包2构成不利。
根据本发明的实施例，还提供一种新能源车辆，包括上述的动力电池模组。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各方式的有利技术特征可以自由地组合、叠加。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种动力电池模组，其特征在于，包括电池箱体(1)，所述电池箱体(1)具有容置空间，所述容置空间内放置有多个动力电池包(2)以及与每个所述动力电池包(2)接触的液冷模块(3)，所述电池箱体(1)上具有通风孔(11)，所述通风孔(11)连通所述电池箱体(1)与所述容置空间。
2.根据权利要求1所述的动力电池模组，其特征在于，多个所述动力电池包(2)沿着第一方向间隔成列布置，每个所述动力电池包(2)处于所述第一方向上的两侧面皆设置有所述液冷模块(3)且所述液冷模块(3)与所述动力电池包(2)的侧面贴合。
3.根据权利要求2所述的动力电池模组，其特征在于，所述液冷模块(3)包括微通道液冷板，所述微通道液冷板包括多根沿高度方向上下平行间隔设置的微通道扁管(31)以及包裹于所述微通道扁管(31)之外的导热壳体(32)，所述导热壳体(32)与所述微通道扁管(31)之间焊接。
4.根据权利要求3所述的动力电池模组，其特征在于，每一所述微通道扁管(31)中微通道通流直径沿着高度方向由上而下越来越小，且所述微通道液冷板的进流管(311)与最上方的所述微通道扁管(31)连通，所述微通道液冷板的出流管(312)与最下方的所述微通道扁管(31)连通。
5.根据权利要求2所述的动力电池模组，其特征在于，所述通风孔(11)构造于所述电池箱体(1)的底壁上。
6.根据权利要求5所述的动力电池模组，其特征在于，所述通风孔(11)处于所述动力电池包(2)对应于第二方向的两端位置，所述第二方向与所述第一方向垂直且处于水平面内。
7.根据权利要求6所述的动力电池模组，其特征在于，所述电池箱体(1)的底壁内构造有进风通道(12)，多个所述通风孔(11)构造于所述进风通道(12)的顶壁上且沿所述第一方向间隔设置。
8.根据权利要求7所述的动力电池模组，其特征在于，所述进风通道(12)具有多个，多个所述进风通道(12)沿所述第二方向间隔设置。
9.根据权利要求8所述的动力电池模组，其特征在于，所述电池箱体(1)的底壁内侧设有折流板，所述折流板罩设于每个所述进风通道(12)的出风路径上，以将所述通风孔(11)流出的气流的流动路径向靠近所述底壁一侧折弯。
10.一种新能源车辆，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的动力电池模组。
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