CN115692932A - 重卡动力电池包 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种重卡动力电池包，涉及电池技术领域，包括底座、电池模组和多个液冷板，所述电池模组设置在所述底座上，所述电池模组设置在所述底座上，所述电池模组包括多个电池单元，每一所述电池单元包括串联设置的两列电芯，两列所述电芯并排设置；每一所述电池单元配置有一所述液冷板，所述液冷板夹在所述电池单元的两列所述电芯之间。本技术方案增大了电芯与液冷板的接触面积，提高了电芯的散热效率，保证电池的均温性。

Description

重卡动力电池包

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种重卡动力电池包。

背景技术

目前，随着新能源行业优势的快速发展，电动重型卡车具有能够大幅消除甚至零排放汽车尾气的优点，受到政府以及各汽车企业的重视。电动重卡电池的使用寿命及容量衰减与电池模组的温度差异以及非合理温度范围下的使用有着密切关系。然而，电池本身的温度敏感性严重限制了其使用，必须营造一个适宜的工作环境，保证电池工作在最佳的工作温度范围，发挥电池的最佳工作状态和性能。

现有市场上成熟应用的电池散热系统通常采用底面冷却，即在电池系统底部设置一块液冷板，与电芯底面接触。但是，底面液冷的形式，电芯与液冷板的接触面积有限，因此散热效率低，无法保证电芯的均温性。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种重卡动力电池包，旨在解决现有电池散热系统中，散热效率低，无法保证电芯均温性的问题。

为实现上述目的，本发明提出的重卡动力电池包，包括底座、电池模组和多个液冷板，所述电池模组设置在所述底座上，所述电池模组包括多个电池单元，每一所述电池单元包括串联设置的两列电芯，两列所述电芯并排设置；每一所述电池单元配置有一所述液冷板，所述液冷板夹在所述电池单元的两列所述电芯之间。

可选地，多个所述电池单元沿所述重卡动力电池包的长度方向依次并排设置，以使多个所述液冷板沿所述重卡动力电池包的长度方向依次并排设置。

可选地，所述重卡动力电池包还包括冷媒输入管和冷媒输出管，每一所述液冷板的冷媒入口均连通于所述冷媒输入管，每一所述液冷板的冷媒出口均连通于所述冷媒输出管。

可选地，所述冷媒输入管和所述冷媒输出管均设置在所述底座上，且位于所述电池模组下方；所述冷媒输入管和所述冷媒输出管均沿所述重卡动力电池包的长度方向延伸设置，且并排设置；每一所述冷媒入口和每一所述冷媒出口均朝向所述底座设置，多个所述冷媒入口沿所述冷媒输入管的延伸方向依次设置，且均连通于所述冷媒输入管，多个所述冷媒出口沿所述冷媒输出管的延伸方向依次设置，且均连通于所述冷媒输出管。

可选地，所述重卡动力电池包还包括支撑组件，所述支撑组件安装在所述底座上，所述电池模组收容在所述支撑组件内，所述电池模组通过所述支撑组件悬置于所述冷媒输入管和所述冷媒输出管。

可选地，所述支撑组件包括两相对设置的侧板，两所述侧板分别设置在所述电池模组的两侧，且均沿所述重卡动力电池包的长度方向延伸设置；所述液冷板的两端分别固定于两所述侧板。

可选地，所述侧板开设有若干让位孔，若干所述让位孔沿所述侧板的长度方向依次间隔设置；所述液冷板朝向所述侧板的端部设有加强部，每一所述加强部插设于一所述让位孔。

可选地，每一所述电池单元还包覆有加热膜。

可选地，所述重卡动力电池包还包括外壳，所述外壳罩设于所述电池模组的外部，并与所述底座扣合。

可选地，所述外壳的内侧和/或外侧设置有保温组件。

本发明提出的重卡动力电池包，包括底座、电池模组和液冷板，电池模组设置在底座上，电池模组包括多个电池单元，每一电池单元包括串联设置的两列电芯，两列电芯并排设置。将纵横排列的电芯组成的电池模组分割成小组的电池单元，每一电池单元由两列电芯并排设置，而后将液冷板夹设在电池单元的两列电芯之间，保证每一电芯的大侧面均与液冷板相接触，利用液冷板内冷媒的循环流动将电芯工作产生的热量带走。液冷板内设有冷媒通道。冷媒通道内循环有冷媒，冷媒循环流动将电芯工作产生的热量带走。相较于将液冷板设于模组底部的技术方案，由于电芯侧面的表面积大于电芯底面的表面积，本技术方案增大了电芯与液冷板的接触面积，提高了电芯的散热效率，保证电池的均温性。

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，下面将对实施例或现有技术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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明重卡动力电池包一实施例电池模组的组装示意图；

图2为本发明重卡动力电池包一实施例电池单元的结构示意图；

图3为本发明重卡动力电池包一实施例的炸裂视图1；

图4为本发明重卡动力电池包一实施例的炸裂视图2；

图5为本发明重卡动力电池包一实施例液冷板与水流管道的连接示意图；

图6为本发明重卡动力电池包一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	重卡动力电池包	31	电池单元
10	底座	32	电芯
				21	围板	33	液冷板
211	第一侧板	331	加强部
				212	第二侧板	41	冷媒输入管
213	让位孔	42	冷媒输出管
				22	端板	50	温度采集片
221	前端板	60	铝排
				222	后端板	70	加热膜
23	盖板	80	外壳
				30	电池模组

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

现有市场上成熟应用的电池散热系统通常采用底面冷却，即在电池系统底部设置一块液冷板，与电芯底面接触。但是，底面液冷的形式，电芯与液冷板的接触面积有限，因此散热效率低，无法保证电芯的均温性。

为解决这一问题，本发明提出一种重卡动力电池包100。

参照图1至图6，本重卡动力电池包100的实施例包括底座10、电池模组30和多个液冷板33，电池模组30设置在底座10上，电池模组30包括多个电池单元31，每一电池单元31包括串联设置的两列电芯32，两列电芯32并排设置；每一电池单元31配置有一液冷板33，液冷板33夹在电池单元31的两列电芯32之间。

其中，电池模组30由电池单元31排列组成，电池单元31由两列电芯32排列组成，举例而言，电池模组30可由8个电池单元31排列组成，每一电池单元31由6个电芯32分两列并行排列组成，其中每列3个电芯32，即每组电池模组30包含48个电芯32。其中电芯32为方形电芯32，包括长度面和宽度面，且长度面的宽度大于宽度面的宽度，大侧面为电芯32的长度面。

多个电池单元31沿重卡动力电池包100的长度方向依次并排设置，以使多个液冷板33沿重卡动力电池包100的长度方向依次并排设置。单个电池单元31构成了电池模组30的重复单元，多个电池单元31沿电芯32的长度面进行拼接即可组成电池模组30。电池模组30的顶部设置有成列排布的铝排60，铝排60与电芯32电连接，将所有电芯32进行串联。

电池单元31排列形成电池模组30时，并列的电池单元31间设有绝缘缓冲垫。绝缘缓冲垫具有一定的弹性模量，其具备的柔性和绝缘性能能够保护电芯32免受碰撞和导电的干扰。导热硅胶、导热硅脂等具有良好的导电性能和绝缘性能，因此经常采用此种材料作为柔性绝缘导热层的主要材料。

电池模组30中的所有液冷板33相互平行，且沿着重卡动力电池包100的长度方向依次并排设置。由此，确保电池模组30中每一电芯32至少有一个大侧面与液冷板33相接触。

需要说明的是，本发明对电池模组30的电芯32数量与电池单元31的电芯32数量均不做限制，只要电池单元31的电芯32数量为偶数个，且对半分两列排布，然后在电池单元31的大侧面进行延伸拼接，自然而然地，电池模组30的电芯32数量与电池单元31的电芯32数量呈倍数关系，倍数在此也不做限制，可为2倍至10倍等。

每一电池单元31配置有一块液冷板33，每一液冷板33夹在每一电池单元31的两列电芯32之间，使得每个电芯32均有一个大侧面与液冷板33相接触，保证电芯32的散热效率，并保持各个电芯32之间的均温性。液冷板33为硬质板材成型加工而成，包括液冷板33主体和设于液冷板33主体内部的冷媒通道，液冷板33主体前后两端分别设置有冷媒出口和冷媒入口，冷媒通道的一端连接冷媒出口，另一端连接冷媒入口。冷媒通道内循环有冷媒，冷媒可以为水、乙二醇，乙二醇的水溶液等比热容较大的流体，冷媒循环流动将电芯32工作产生的热量带走。

综上，本发明提供的重卡动力电池包100将纵横排列的电芯32组成的电池模组30分割成小组的电池单元31，每一电池单元31由两列电芯32并排设置，而后将液冷板33夹设在电池单元31的两列电芯32之间，保证每一电芯32的大侧面均与液冷板33相接触，利用液冷板33内冷媒的循环流动将电芯32工作产生的热量带走。液冷板33内设有冷媒通道。冷媒通道内循环有冷媒，冷媒循环流动将电芯32工作产生的热量带走。相较于将液冷板33设于模组底部的技术方案，由于电芯32侧面的表面积大于电芯32底面的表面积，本技术方案增大了电芯32与液冷板33的接触面积，提高了电芯32的散热效率，保证电池的均温性。

参照图3至图6，重卡动力电池包100还包括冷媒输入管41和冷媒输出管42，每一液冷板33的冷媒入口均连通于冷媒输入管41，每一液冷板33的冷媒出口均连通于冷媒输出管42。

冷媒输入管41和冷媒输出管42呈长条形，均设置在底座10上，且位于电池模组30下方。冷媒输入管41和冷媒输出管42跨设所有的液冷板33，与液冷板33内的冷媒通道相连通，即每一液冷板33的冷媒入口均连通于冷媒输入管41，每一液冷板33的冷媒出口均连通于冷媒输出管42。可选的，冷媒入口设置有进水侧插接头，冷媒出口设置有出水侧插接头，冷媒输入管41上设有与进水侧插接头对应的进水插口，冷媒输出管42上设有与出水侧插接头对应的出水插口。各个液冷板33通过插接头和插口的配合依次与冷媒输入管41和冷媒输出管42进行连接，实现所有冷媒通道的连通。

冷媒输入管41和冷媒输出管42相当于主干道，冷媒通道相当于支干道，冷媒从冷媒输入管41的入口进入冷媒输入管41，在流经液冷板33时分流，在压力的作用下通过进水侧插接头进入各个液冷板33的冷媒通道中；冷媒吸收电芯32的热量后，通过出水侧插接头汇流进入冷媒输出管42中，最后从冷媒输出管42的管口流出。由此，可以很好的均衡各个液冷板33之间的液压，使冷媒均匀的流过每一个液冷板33，更好的提升均温性。

可选的，冷媒输入管41与冷媒输出管42等程设置，即冷媒输入管41的长度与冷媒输出管42的长度相等，以保证各个液冷板33内均衡的流阻。

进一步的，冷媒输入管41和冷媒输出管42均沿重卡动力电池包100的长度方向延伸设置，且并排设置。

为了缩短冷媒的流通路径，冷媒输入管41和冷媒输出管42沿重卡动力电池包100的长度方向延伸，每一冷媒入口和每一冷媒出口均朝向底座10设置，多个冷媒入口沿冷媒输入管41的延伸方向依次设置，且均连通于冷媒输入管41，多个冷媒出口沿冷媒输出管42的延伸方向依次设置，且均连通于冷媒输出管42。冷媒输入管41和冷媒输出管42以直线的方式将每一液冷板33的冷媒通道进行连通，缩短了冷媒的流通路径，加快冷媒的循环速度。

参照图3或图4，重卡动力电池包100还包括支撑组件，支撑组件安装在底座10上，电池模组30收容在所述支撑组件内，电池模组30通过所述支撑组件悬置于冷媒输入管41和冷媒输出管42。

具体的，所述支撑组件包括底板(图中未示出)、围板21、端板和盖板23。围板21包括第一侧板211和第二侧板212，第一侧板211和第二侧板212相对设置于电池模组30的两侧，且均沿重卡动力电池包100的长度方向延伸设置；端板包括前端板221和后端板222，前端板221和后端板222相对设置且分别位于电池模组30的前端和后端。前端板221、后端板222、第一侧板211和第二侧板212相互紧固连接构成上端开口的中空腔体，底板(图中未示出)铺设在所述中空腔体的底面起到承托作用，盖板23盖合在所述中空腔体的上端开口。底板、前端板221、后端板222、第一侧板211、第二侧板212和盖板23相互紧固连接构成电池模组30的外框架，电池模组30收容在所述支撑组件内。所述支撑组件对电池模组30起到保护的作用，保证电池包具有足够的机械强度，可以抵抗一定的冲击和翻转。其中，紧固连接方式可为焊接连接或螺丝连接。由此，电池模组30通过所述支撑组件悬置于冷媒输入管41和冷媒输出管42的上方，且与所述支撑组件一同安装在底座10上。

需要说明的是，底座10的内部形成一容置腔，冷媒输入管41和冷媒输出管42在容置腔内进行延伸，底座10的侧壁上设置有相应的通孔供冷媒输入管41和冷媒输出管42伸出。

参照图3至图5，液冷板33的两端分别固定于第一侧板211和第二侧板212。具体的，第一侧板211和第二侧板212开设有若干让位孔213，若干让位孔213沿第一侧板211和第二侧板212的长度方向依次间隔设置；液冷板33朝向侧板的端部设有加强部331，每一加强部331插设于一让位孔213。

液冷板33与第一侧板211和第二侧板212垂直设置，液冷板33与第一侧板211和第二侧板212接触的两端设置有向外延伸的加强部331。液冷板33的两端外伸有加强部331，为了便于加强部331的外伸，第一侧板211和第二侧板212上设置有贯通的让位孔213，让位孔213的位置与加强部331的位置相对，加强部331伸出让位孔213与第一侧板211和第二侧板212固定连接。连接方式可为焊接连接。加强部331呈方形块状，厚度与液冷板33的厚度一致或略小于液冷板33的厚度。可选的，加强部331的材质与液冷板33的材质可为金属或金属合金，加强部331与液冷板33通过焊接实现固定连接。或者，加强部331与液冷板33一体成型。由此，液冷板33通过加强部331与第一侧板211和第二侧板212固定连接，使液冷板33直立于底板(图中未示出)上，且多个液冷板33支撑在支撑组件的内部，对支撑组件起到稳固强化的作用。

在本发明的实施例中，每一电池单元31还包覆有加热膜70。

动力电池在低温工作环境下的充放电性能较差，特别是在寒冷的冬季尤为明显，相同类型的电池模组30在低温环境(比如温度低于0℃)下工作时，充放电容量比在常温(比如温度为25℃)工作时的充放电容量低。当环境温度较低时，会导致电池内部产生严重的极化效应，致使充电容量降低。因此，在温度较低时，需要对电芯32进行加热。电加热通常采用加热膜70的方式。加热膜70是一种通电后能发热的半透明聚酯薄膜，柔软性强，可自由的折叠和展开。

在本发明的一实施例中，加热膜70包括侧面加热膜70，侧面加热膜70折叠形成一矩形框，包覆于每一电池单元31的外侧面，保证每一电芯32至少有一个大侧面与加热膜70相接触。相较于底面加热的技术方案，侧面加热膜70增大了电芯32与液冷板33的接触面积，提高了电芯32的散热效率，保证电池的均温性。

可以理解的，为便于加强部331外伸，加热膜70朝向第一侧板211和第二侧板212的一面设置有避让缺口，该避让缺口与让位孔213的位置相对，加强部331从内到外依次穿过加热膜70和侧板向外伸出。

在本发明的一实施例中，加热膜70包括侧面加热膜70和底面加热膜70，侧面加热膜70贴合于电池单元31的大侧面，底面加热膜70贴合于电池单元31的底面。侧面加热膜70和底面加热膜70进一步增大了电芯32的加热受热面积，进一步提高加热效率。

由此，本发明重卡动力电池包100在温度较低时利用加热膜70进行加热，在温度较高时利用液冷板33进行散热，保证电池的均温性，控制电芯32在合理的温度范围内使用。

电池模组30的顶面贴设有温度采集片50，用于检测各电芯32的实时温度。温度采集片50包括温度传感器和FPC，温度传感器封装于FPC上，温度传感器一端与电芯32的上表面进行连接，另一端与PFC连接。温度采集片50与电池包的温度管理单元电连接，温度传感器将采集到的温度信号传递到温度管理单元，以便对异常温度的电芯32进行调节。通过温度采集片50，准确获取在各种工况下电池模组30内部的温度情况，确保电池模组30具有更优的充放电特性和循环寿命。

参照图4，重卡动力电池包100还包括外壳80，外壳80罩设于电池模组30的外部，并与底座10扣合。电池模组30和支撑组件置于外壳80的容腔内，外壳80对电池模组30起到保护作用，保护电池模组30免受碰撞。外壳80上设置有贯通的避让开口，便于走线或使电池包组件外伸。

进一步的，外壳80的内侧和/或外侧设置有保温组件。

可选的，保温组件罩设于外壳80的外侧，形成一层保温毯。保温毯的材料可为硬硅钙镁保温材料。硬硅钙镁具有导热系数小、容重低，抗压强度高和高稳定性等优点，是做保温组件的优质材料。

可选的，外壳80的内壁面涂设气凝胶，形成一层保温层。气凝胶是通过溶胶凝胶法，用一定的干燥方式使气体取代凝胶中的液相而形成的一种纳米级多孔材料。气凝胶质轻、绝缘性能和隔热性能好，是优质的保温材料。

需要说明的是，本发明保温组件所选用的保温材料不限于所列举项，还可选用其他有机保温材料和无机保温材料等，其中有机保温材料如聚氨酯泡沫、聚苯板、酚醛泡沫等；无机保温材料如挤塑聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯硬质泡沫塑料以及模塑聚苯乙烯泡沫塑料等。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种重卡动力电池包，其特征在于，包括：

底座；

电池模组，所述电池模组设置在所述底座上，所述电池模组包括多个电池单元，每一所述电池单元包括串联设置的两列电芯，两列所述电芯并排设置；

多个液冷板，每一所述电池单元配置有一所述液冷板，所述液冷板夹在所述电池单元的两列所述电芯之间。

2.如权利要求1所述的重卡动力电池包，其特征在于，多个所述电池单元沿所述重卡动力电池包的长度方向依次并排设置，以使多个所述液冷板沿所述重卡动力电池包的长度方向依次并排设置。

3.如权利要求2所述的重卡动力电池包，其特征在于，所述重卡动力电池包还包括冷媒输入管和冷媒输出管，每一所述液冷板的冷媒入口均连通于所述冷媒输入管，每一所述液冷板的冷媒出口均连通于所述冷媒输出管。

4.如权利要求3所述的重卡动力电池包，其特征在于，所述冷媒输入管和所述冷媒输出管均设置在所述底座上，且位于所述电池模组下方；

所述冷媒输入管和所述冷媒输出管均沿所述重卡动力电池包的长度方向延伸设置，且并排设置；

每一所述冷媒入口和每一所述冷媒出口均朝向所述底座设置，多个所述冷媒入口沿所述冷媒输入管的延伸方向依次设置，且均连通于所述冷媒输入管，多个所述冷媒出口沿所述冷媒输出管的延伸方向依次设置，且均连通于所述冷媒输出管。

5.如权利要求4所述的重卡动力电池包，其特征在于，所述重卡动力电池包还包括支撑组件，所述支撑组件安装在所述底座上，所述电池模组收容在所述支撑组件内，所述电池模组通过所述支撑组件悬置于所述冷媒输入管和所述冷媒输出管。

6.如权利要求5所述的重卡动力电池包，其特征在于，所述支撑组件包括两相对设置的侧板，两所述侧板分别设置在所述电池模组的两侧，且均沿所述重卡动力电池包的长度方向延伸设置；

所述液冷板的两端分别固定于两所述侧板。

7.如权利要求6所述的重卡动力电池包，其特征在于，所述侧板开设有若干让位孔，若干所述让位孔沿所述侧板的长度方向依次间隔设置；

所述液冷板朝向所述侧板的端部设有加强部，每一所述加强部插设于一所述让位孔。

8.如权利要求1所述的重卡动力电池包，其特征在于，每一所述电池单元还包覆有加热膜。

9.如权利要求1至8中任一项所述的重卡动力电池包，其特征在于，所述重卡动力电池包还包括外壳，所述外壳罩设于所述电池模组的外部，并与所述底座扣合。

10.如权利要求9所述的重卡动力电池包，其特征在于，所述外壳的内侧和/或外侧设置有保温组件。

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