CN117154288A - 一种电池包及热管理系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种电池包及热管理系统,电池包包括箱体、电芯模组、第一管路、进液管、回液管,箱体,内部形成有容纳腔;电芯模组,包括多个层叠设置的电芯,电芯模组安装在容纳腔内;第一管路与电芯模组贴合;进液管一端延伸至相邻电芯之间或电芯旁侧;回液管一端延伸至相邻电芯之间或电芯旁侧;其中,第一管路与进液管和回液管中一者的另一端连通。本方案通过冷却液浸没电芯和第一管路靠近电芯设置对电芯降温相结合的方式,从而提升对电芯的降温效果。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,具体涉及一种电池包及热管理系统。
背景技术
随着电池技术的快速发展,电池包工作时,电池包内的电芯会产生热量,有些现有技术中通过冷却液浸没电芯对电芯降温,但是浸没式降温对电池包内所有部件整体的温度进行调节,无法对电芯位置进行精准降温,对电芯的降温效果差。
发明内容
有鉴于此,本申请提供一种电池包,解决了冷却液浸没电芯对其降温使,无法对电芯位置进行精准降温,对电芯的降温效果差的问题。本申请还提供一种包括上述电池包的热管理系统。
为了达到上述目的,本申请提供如下技术方案:
一种电池包,包括:
箱体,内部形成有容纳腔;
电芯模组,包括多个层叠设置的电芯,所述电芯模组安装在所述容纳腔内;
第一管路,与所述电芯模组贴合;
进液管,一端延伸至相邻所述电芯之间或所述电芯旁侧;
回液管,一端延伸至相邻所述电芯之间或所述电芯旁侧;
其中,所述第一管路与所述进液管和所述回液管中一者的另一端连通。可选的,还包括第二管路,所述第二管路与所述电芯模组贴合,所述第二管路与所述进液管和所述回液管中另一者的另一端连通。
可选的,在第一方向上,所述第一管路设置于所述容纳腔一侧并覆盖部分所述电芯模组,所述第二管路包括第一单元及设置于所述容纳腔另一侧并覆盖剩余部分所述电芯模组的第二单元,且所述第一单元环绕所述第一管路布置。
可选的,所述第一管路和/或所述第二管路呈网状设置。
可选的,所述第一管路和/或所述第二管路设置于所述电芯的防爆阀的顶部,至少部分对正所述防爆阀设置的所述第一管路和/或所述第二管路为热熔管。
可选的,在第二方向上,
所述进液管位于所述电芯模组的中部,所述回液管至少设置有两个,且分别位于所述电芯模组的两侧端部;或,
所述进液管至少设置有两个,且分别位于所述电芯模组的两侧端部,所述回液管位于所述电芯模组的中部;或,
所述进液管位于所述电芯模组的一侧端部,所述回液管位于所述电芯模组的另一侧端部。
可选的,还包括横梁,所述横梁位于所述箱体中部并将所述容纳腔分隔为两个安装腔,且每一所述安装腔内均分别安装有所述电芯模组,所述进液管靠近所述横梁设置,所述回液管位于所述箱体远离所述横梁的端部。
可选的,在第三方向上,所述容纳腔依次等分为第一区、第二区和第三区;
所述第一管路和/或所述第二管路在所述第一区内覆盖所述电芯模组的面积为M,所述第一管路和/或所述第二管路在所述第二区内覆盖所述电芯模组的面积为N,所述第一管路和/或所述第二管路在所述第三区内覆盖所述电芯模组的面积为P,其中,所述M、N和P满足:M>P,M>N。
可选的,所述第一管路和/或所述第二管路的管路截面为扁平状,所述管路的宽度为b,所述管路的高度为h,且10mm≤b≤150mm,2.5mm≤h<10mm。
可选的,所述第一管路和/或所述第二管路设置有降阻部,且所述降阻部的流通截面积大于所述第一管路和/或所述第二管路其余部位的流通截面积。
可选的,在所述电芯高度的方向上,所述进液管的出液口和所述回液管的进液口均低于所述电芯的顶部边缘,其中,所述进液管的伸入所述容纳腔的长度小于所述电芯高度的一半,所述回液管伸入所述容纳腔中的长度大于等于所述电芯高度的一半且小于所述电芯的高度。
可选的,包括盖体,所述盖体与所述第一管路和/或所述第二管路集成于一体。
可选的,所述进液管和所述回液管均设置有多个,且均沿所述电芯层叠的方向均匀设置,且相邻所述电芯之间的空隙形成有贯通的流道。
可选的,所述第一管路包括与多个所述进液管连接的连接部,所述连接部的流通截面积大于所述第一管路其余部位流通截面积。
可选的,包括与所述第一管路连通的总进液口及与所述第二管路连通的总回液口,所述总进液口和所述总回液口位于所述箱体的接电侧。
一种热管理系统,包括循环泵、散热器、膨胀壶、节流阀及上述任意一项所述的电池包,其中,
所述循环泵与所述电池包的所述第一管路连接;
所述散热器一端与所述电池包的第二管路连接,另一端与所述循环泵连接;
所述膨胀壶一端与所述电池包连接,另一端与所述循环泵连接;和/或,所述膨胀壶一端与所述散热器连接,另一端与所述循环泵连接;
所述节流阀设置于所述膨胀壶和所述散热器之间,和/或设置于所述膨胀壶和所述电池包之间。
本申请提供的电池包,通过将第一管路与电芯模组贴合,第一管路与进液管和回液管中一者的连接,这样冷却液在第一管路中流动时,第一管路能够对电芯模组中的电芯进行初步降温,而且进液管将冷却液注入设置有电芯的容纳腔中,冷却液会通过接触式对电芯进行降温冷却,然后再由回液管将冷却液排出。本方案通过冷却液浸没电芯和第一管路靠近电芯设置对电芯降温相结合的方式,从而提升对电芯的降温效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的实施例,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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本实施例提供的电池包的爆炸图;
图2为爆炸图的正视图;
图3为隐藏箱体及盖体的三维图;
图4为隐藏箱体及盖体的俯视图;
图5为隐藏箱体及盖体的正视图;
图6为隐藏箱体底板的仰视图;
图7为热管理系统的示意图。
在图1-图7中:
1-箱体,2-电芯模组,3-第一管路,4-进液管,5-回液管,6-第二管路,7-横梁,8-盖体,9-总进液口,10-总回液口,11-循环泵,12-散热器,13-膨胀壶,14-节流阀,15-电池包;
201-电芯,301-连接部,601-降阻部;
2011-防爆阀。
具体实施方式
本申请提供了一种电池包。本申请还提供一种包括上述电池包的热管理系统。
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
如图1至图7所示,本申请实施例提供了一种电池包15,电池包15是由多个电池模组组装而成的整体单元,用于储存和提供电能。其主要包括箱体1、电芯模组2、第一管路3、进液管4及回液管5,箱体1内部形成有容纳腔,电芯模组2包括多个层叠设置的电芯201,电芯模组2安装在容纳腔内,且位于箱体1内部,电芯201是指电池中最基本的组成部分,通常是一个封装在金属壳体中的电化学装置,箱体1为电芯模组2提供安装空间;第一管路3与电芯模组2贴合设置,其中第一管路3为换热介质的流通管道,由于第一管路3与电芯模组2贴合,第一管路3中的换热介质流动时会通过热传导对电芯201进行降温;进液管4一端延伸至相邻电芯201之间或电芯201旁侧,回液管5一端延伸至相邻电芯201之间或电芯201旁侧,进液管4用于将换热介质注入设置有电芯模组2的箱体1中,而回液管5用于将箱体1中换热介质导出,从而实现箱体1内换热介质的循环流动,以实现对电芯201的降温。
其中,第一管路3与进液管4和回液管5中一者的另一端连通,示例性的,当第一管路3与进液管4连通时,换热介质首先进入第一管路3,换热介质第一管路3流动的过程中,由于第一管路3与电芯201贴合,则第一管路3中流动的换热介质对电芯201进行初次降温,然后换热介质由进液管4流向设置有电芯201的箱体1中,换热介质与箱体1中的电芯201接触再次对电芯201降温,然后回液管5将换热介质导出,这样完成了在此种方式下换热介质的一个流动循环;当第一管路3与回液管5连通时,换热介质首先通过进液管4进入设置有电芯201的箱体1中,换热介质与电芯201接触对箱体1中的电芯201进行初次降温,然后换热介质由回液管5进入第一管路3中,虽然此部分换热介质以对电芯201进行了初步降温,但换热介质的温度并没有升高很多,或者说可能存在换热介质的温度低于电芯201的温度情况,然后箱体1内的换热介质会通过回液管5流向第一管路3,由于第一管路3与电芯201贴合,换热介质在第一管路3中流动会对电芯201进行再次降温,这样完成了在该种方式下换热介质的一个流动循环。
在此,并不对第一管路3内流通的为换热介质进行限定,换热介质既可以为冷却液,又可以为冷却气体(温度低于电芯201温度的气体),还可以为冷却液和冷却气体的混合物,只要能够实现对电芯201进行降温即可。相应的,进液管4和回液管5中流通的换热介质与第一管路3中流动的换热介质相同,既可以为冷却液,又可以为冷却气体,还可以为冷却液和冷却气体的混合物。
需要说明的是,第一管路3与电芯模组2贴合不仅包括两者紧密贴合中间没有其他结构,通过热传导使第一管路3实现对电芯模组2中电芯201的降温,又包括第一管路3通过导热胶实现与电芯模组2的粘接,或者在第一管路3和电芯模组2之间设置其他导热部件,这里第一管路3与电芯模组2贴合指的是电芯模组2和第一管路3之间能发生热传导,第一管路3能够实现对电芯模组2降温。
又需要说明的是,进液管4一端延伸至相邻电芯201之间或电芯201旁侧,使换热介质第一时间对电芯201降温,提升换热介质对电芯201的降温效果;回液管5一端延伸至相邻电芯201之间或电芯201旁侧。优选的,进液管4和回液管5在箱体1中的设置在不同电芯201的21之间或不同电芯201旁侧,回液管5用于将对电芯201降温后的换热介质导出箱体1。
还需要说明的是,进液管4的一端指的是换热介质的出液端,进液管4的另一端指的是换热介质的进液端,回液管5的一端指的是换热介质的进液管4,回液管5的另一端指的是换热介质的出液端。
上述结构的电池包15,通过将第一管路3与电芯模组2贴合,第一管路3与进液管4和回液管5中一者的连接,这样换热介质在第一管路3中流动时,第一管路3能够对电芯模组2中的电芯201进行初步降温,而且进液管4将换热介质注入设置有电芯201的箱体1中,换热介质会通过接触式对电芯201进行降温冷却,然后再由回液管5将换热介质排出。本方案通过换热介质浸没电芯201和第一管路3靠近电芯201设置对电芯201降温相结合的方式,从而提升对电芯201的降温效果。
需要说明的是,在以下实施例中,以换热介质为冷却液为例进行说明。
进一步的,在一些实施例中,电池包15还包括第二管路6,第二管路6与电芯模组2贴合,第二管路6与进液管4和回液管5中另一者的另一端连通。具体的,在第一管路3与进液管4和回液管5中一者的另一端连通的基础上,将第二管路6与进液管4和回液管5中另一者的另一端连通。其中,第一管路3可以为进液管4路,则第二管路6为回液管5路;第一管路3也可以为回液管5路,此时第二管路6为进液管4路。则第一管路3和第二管路6有如下三种设置方式,即电池包15中仅设置进液管4路或回液管5路,此两种设置方式上述实施例已说明,电池包15中还可以既设置进液管4路又设置回液管5路。
示例性的,第一管路3为进液管4路第二管路6会回液管5路,这样就能通过第一管路3和第二管路6均与电芯模组2贴合,此时,当第一管路3与进液管4连通第二管路6与回液管5连通时,冷却液首先进入第一管路3,冷却液在第一管路3流动的过程中,由于第一管路3与电芯201贴合,则第一管路3中流动的冷却液对电芯201进行初次降温,然后冷却液由进液管4流向设置有电芯201的箱体1中,冷却液对箱体1中的电芯201进行再次降温,之后冷却液由回液管5将冷却液导向第二管路6,冷却液在第二管路6流动会再一次对电芯201降温,如此完成一个冷却液的流动循环。
如此设置,冷却液依次流经第一管路3、进液管4、电芯201、回液管5、第二管路6,增加冷却液的流通路径,增加冷却液与电芯201的接触次数,增加对电芯201的降温次数,更进一步提升对电芯201的降温效果。
还需要说明的是,进液管4和回液管5既可以为管状结构,也可以为开设在第一管路3和第二管路6上的进液孔或回液孔。
还需要说明的是,关于第一管路3和第二管路6的设置方式不唯一,示例性的可以为如下设置方式,例如:第一管路3和第二管路6均设置于电芯模组2的顶部(请参见图1-图6);第一管路3设置于电芯模组2的顶部,第二管路6设置于电芯模组2的底部;第一管路3设置于电芯模组2的底部,第二管路6设置于电芯模组2的顶部;第一管路3和第二管路6均设置于电芯模组2的底部。
在一些实施例中,在第一方向上,第一管路3设置于容纳腔一侧并覆盖部分电芯模组2,第二管路6包括第一单元及设置于容纳腔另一侧并覆盖剩余部分电芯模组2的第二单元,且第一单元环绕第一管路3布置。具体的,以第一管路3为冷却液的进液管4路第二管路6为冷却液的回液管5路为例,肯定是第一管路3覆盖更大面积的电芯模组2,其对电芯模组2的降温效果更好,但是考虑到电池包15内容纳腔的体积及第二管路6的设置位置,若将第一管路3覆盖容纳腔内所有的电芯模组2就导致第二管路6无法合理布置,或者说第二管路6需要设置多个不便于电池包15整体规划和设置,且第一管路3和/或第二管路6通过热传导对电芯201降温和冷却液接触电芯201降温中,接触式降温起主导作用,在此将第一管路3设置于容纳腔一侧并覆盖部分电芯模组2,第二管路6包括第一单元及设置于容纳腔另一侧并覆盖剩余部分电芯模组2的第二单元,且第一单元环绕第一管路3布置。如此设置,能够提升电池包15中第一管路3和第二管路6布局的合理性,且利于与第一管路3连通的总进液口9和与第二管路6连通的总回液口10的布置,使电池包15整体布局更紧凑,提升电池包15的能量密度。
需要说明的是,第一方向既可以时沿图1中双向箭头A所示方向,又可以是沿图1中双向箭头B所示方向,还可以是位于A方向和B方向之间的方向。
在一些实施例中,第一管路3和/或第二管路6呈网状设置。具体的,一般情况下在电池包15中,在电池包15中并排或呈阵列设置有多个电芯模组2,而电芯模组2又由多个电芯201层叠设置形成,这里将第一管路3和/或第二管路6设置成网状结构,优选的第一管路3和第二管路6中管道的布局方式与电芯201的排布方向相同,这样冷却液在第一管路3和第二管路6中流动时,能提升第一管路3和第二管路6与电芯201的接触面积,提升对电芯201的降温效果。
具体的,第一管路3和/或第二管路6呈网状设置,指的是管路呈矩形、米字形、三角形、多边形、扇形等阵列设置,或第一管路3和/或第二管路6分别包括多个相互连通的子管路,多个子管路呈网格状布置。
在一些实施例中,第一管路3和/或第二管路6设置于电芯201的防爆阀2011的顶部,至少部分对正防爆阀2011设置的第一管路3和/或第二管路6为热熔管。具体的,多个电芯201层叠设置形成电芯模组2,将第一管路3和/或第二管路6中的部分管路设置于电芯201的防爆阀2011顶部,与防爆阀2011对正设置的第一管路3和/或第二管路6为热熔管,热熔管指的是受热会发生融化的管,这样在当电池发生热失控故障时,电池内的高温高压气液混合物会冲出防爆阀2011,由于热熔管与防爆阀2011对正设置,这样高温高压气体会将热熔管融化,第一管路3和/或第二管路6中的冷却液流出从而对发生热失控的电芯201快速的降温,实现对发生故障的电芯201快速降温,提升电池包15的安全性,而且,也能防止发生热失控的电芯201影响其他电芯201的正常工作,以确保电池包15的正常使用。
需要说明的是,至少部分对正防爆阀2011设置的第一管路3和/或第二管路6为热熔管,其中对正设置不仅仅包括热熔管与防爆阀2011在图1中双向箭头A所示的方向上对正,还包括两者在对正方向上有重合的情况,或者说当电芯201发生热失控高温高压气体从防爆阀2011喷出时,保证热熔管能第一时间融化对发生热失控电芯201精准降温即可。
此外,第一管路3和/或第二管路6还可以为设置于电芯201的防爆阀2011的底部。
在一些实施例中,在第二方向上,进液管4位于电芯模组2的中部,回液管5至少设置有两个,且分别位于电芯模组2的两侧端部;或,进液管4至少设置有两个,且分别位于电芯模组2的两侧端部,回液管5位于电芯模组2的中部;或,进液管4位于电芯模组2的一侧端部,回液管5位于电芯模组2的另一侧端部。
具体的,当进液管4位于电芯模组2的中部,回液管5位于电芯模组2的两侧端部时,冷却液从进液管4进入电芯模组2的中部,冷却液会由电芯模组2的中部流向两侧端部,这样就能对箱体1的所有电芯模组2中的电芯201进行降温;当进液管4位于电芯模组2的两侧端部,回液管5位于电芯模组2的中部,此时冷却液从进液管4进入电芯模组2的端部,冷却液会由电芯模组2的两侧端部流向电芯模组2的中部,这样也能对箱体1的所有电芯模组2中的电芯201进行降温;当进液管4位于电芯模组2的一侧端部,回液管5位于电芯模组2的另一侧端部,此时冷却液从进液管4进入电芯模组2的一侧端部,冷却液会由一侧端部流向电芯模组2的另一侧端部,这样也能对箱体1的所有电芯模组2中的电芯201进行降温。通过上述设置冷却液能够实现对箱体1内所有的电芯201降温,提升电芯201对冷却液的降温效果。
需要说明的是,电芯模组2的中部指的是箱体1内所有电芯模组2的中部,相应的,电芯模组2的两侧端部指的是箱体1内所有电芯模组2的两侧端部。
还需要说明的是,第二方向可以和第一方向相同,又可以和第一方向不同,第二方向既可以为图1中双向箭头A所示的方向,又可以为双向箭头B所示的方向,还可以为位于双向箭头A和双向箭头B之间的方向。
在一些实施例中,电池包15还包括横梁7,横梁7位于箱体1中部并将容纳腔分隔为两个安装腔,且每一安装腔内均分别安装有电芯模组2,进液管4靠近横梁7设置,回液管5位于箱体1远离横梁7的端部。具体的,在图一中双向箭头A所示的方向上,即在箱体1的长度方向上,由于容纳腔的跨度较大,在容纳腔的中部区域内设置有横梁7,设置横梁7用于提升箱体1整体结构的稳定性。其中,容纳腔的中部区域与所有电芯模组2的中部所在位置相同,将进液管4靠近横梁7设置,横梁7将容纳腔分为两个容纳腔,则将进液管4设置有两组,这样进液管4就能对分别对两个容纳腔内的电芯模组2降温,这样在图一中双向箭头A所示的方向上,进液管4设置于所有电芯模组2的中部,由于中部电芯201散热效果最差,则箱体1中部温度最高,进液管4靠近横梁7设置,冷却液能第一时间对箱体1中部的电芯201降温,从而进一步提升对电芯201的降温效果,而且将进液管4靠近横梁7设置也便于进液管4的固定,将进液管4固定到横梁7上,提升进液管4结构的稳定性。
需要说明的是,由于箱体1内大部分空间由电芯模组2占据,则箱体1的中部和电芯模组2的中部近似看作同一位置。
进一步的,在第三方向上,容纳腔依次等分为第一区、第二区和第三区;第一管路3和/或第二管路6在第一区内覆盖电芯模组2的面积为M,第一管路3和/或第二管路6在第二区内覆盖电芯模组2的面积为N,第一管路3和/或第二管路6在第三区内覆盖电芯模组2的面积为P,其中,M、N和P满足:M>P,M>N。其中,上述实施方式,就是保证第一管路3和/或第二管路6在容纳腔中部对电芯模组2的覆盖面积最大,在将进液管4设置于箱体1中部的基础上,为了进一步提升对箱体1内电芯201的降温效果,将第一管路3和/或第二管路6在箱体1中部对电芯201的覆盖面积大于在箱体1端部对电芯201的覆盖面积,也就是说第一管路3和/或第二管路6在箱体1中部布置的更多,这样通过第一管路3和/或第二管路6与电芯201的热传导,进一步提升对电芯201的降温效果。
需要说明的是,第三方向既可以为和第一方向和/或第二方向相同的方向,又可以为和第一方向和/或第二方向不同的方向,具体的,第三方向既可以时沿图1中双向箭头A所示方向,又可以是沿图1中双向箭头B所示方向,还可以是位于A方向和B方向之间的方向。
还需要说明的是,第一管路3和/或第二管路6在箱体1中部对电芯201的覆盖面积大于在箱体1端部对电芯201的覆盖面积,既包括当第一管路3和/或第二管路6管路横截面积相等时,第一管路3和/或第二管路6在箱体1中部布置的更密,又包括当第一管路3和/或第二管路6截面积不相等时,第一管路3和/或第二管路6中管路在箱体1中部的横截面积大于在箱体1其余位置的横截面积。
在一些实施例中,第一管路3和/或第二管路6的管路截面为扁平状,管路的宽度为b,管路的高度为h,且11mm≤b≤150mm,2.5mm≤h<11mm。具体的,将第一管路3和/或第二管路6的管路截面设置为扁平状,能够提升第一管路3和/或第二管路6与电芯201之间的贴合面积,进而保证对电芯201的降温效率,而且由于第一管路3和/或第二管路6的管路截面为扁平状,则能减少电池包15在在图1中双向箭头C方向上的尺寸,降低非放电单元的设置尺寸,从而提升电池的能量密度。
需要说明的是,当第一管路3和/或第二管路6的管路沿图1中双向箭头A所示方向布置时,管路的宽度指的是管路在图1中双向箭头B方向上的尺寸;当第一管路3和/或第二管路6的管路沿图1中双向箭头B所示方向布置时,管路的宽度指的是管路在图1中双向箭头A方向上的尺寸;而管路的高度指的是管路在图1中双向箭头C方向上的尺寸。
优选的,11mm≤b≤30mm,2.5mm≤h≤4mm,将第一管路3和/或第二管路6中管路的宽度和高度设置在此范围内,能进一步在保证流道的流通速度的前提下,使流道布置的更密集。
具体的,第一管路3和/或第二管路6中管路的宽度可以为11mm、15mm、20mm、25mm、30mm、50mm、90mm、110mm、130mm、150mm,第一管路3和/或第二管路6中管路的高度可以为2.5mm、2.9mm、3mm、3.2mm、3.5mm、3.9mm、4mm、6mm、9mm、11mm。
在一些实施例中,第一管路3和/或第二管路6设置有降阻部601,且降阻部601的流通截面积大于第一管路3和/或第二管路6其余部位的流通截面积。具体的,降阻部601既可以设置第一管路3中,又可以位置在第二管路6中,还可以均设置在第一管路3和第二管路6中。当第一管路3和/或第二管路6中管路各位置流通截面积相同时,冷却液在第一管路3和/或第二管路6受到的流阻均匀,而将降阻部601的截面积大于第一管路3和/或第二管路6其余部位的流通截面积,这样降阻部601能够缓解第一管路3和/或第二管路6其余部位管路中冷却液的流阻,从而提升冷却液在第一管路3和/或第二管路6中的流动速度,也进一步提升了冷却液对电芯201的降温效果。
需要说明的是,流通截面积是指涉及流体流动的管道或通道的横截面积。
进一步的,以在第二管路6中设置降阻部601为例,其中降阻部601设置有多个,且相邻降阻部601之间设置有避让第一管路3的凹槽,如此设置,能够提升第一管路3和第二管路6布局的合理性,在有限的容纳腔的面积内,提升第一管路3和/或第二管路6对电芯模组2的覆盖面积,以提升对电芯201的降温效果。
在一些实施例中,在电芯201高度的方向上,进液管4的出液口和回液管5的进液口均低于电芯201的顶部边缘,其中,进液管4的伸入容纳腔的长度小于电芯201高度的一半,回液管5伸入容纳腔中的长度大于等于电芯201高度的一半且小于电芯201的高度。具体的,进液管4一端延伸至相邻电芯201之间或电芯201旁侧,进液管4另一端与第一管路3连接,回液管5的一端延伸至相邻电芯201之间或电芯201旁侧,回液管5另一端与第二管路6连接;优选的进液管4的一端延伸至相邻电芯201之间,回液管5延伸至电芯201旁侧(请参见图3-图5),这样,由进液管4进入的液体能快速流向各电芯201,从而实现对电芯201的精准降温。进一步的,保证进液管4的出液口和回液管5的进液口均低于电芯201的顶部边缘,且进液管4的尺寸小于电芯201高度的一半,以电芯201的高度为H为例,进液管4的出液口位于电芯201的0至0.5H位置,而回液管5的尺寸大于等于电芯201高度的一半且小于电芯201的高度,回液管5的进液口位于电芯201的0.5H至H位置,进液管4的出液口低于回液管5的进液口,这样,使冷却液对电芯201的更多位置降温,从而提升冷却液对电芯201的降温效果。
需要说明的是,电芯201高度方向指的是图1中双向箭头C所示的方向。
此外,进液管4的出液口还可以为高于电芯201的顶部边缘,或与电芯201的顶部边缘平齐;进液管4可以为开设在第一管路3上的进液口,回液管5也可以为开设于第二管路6上的回液孔,此时第一管路3位于电芯模组2的顶部,第二管路6位于电芯模组2的底部。
在一些实施例中,电池包15包括盖体8,盖体8与第一管路3和/或第二管路6集成于一体。具体的,盖体8用于封盖设置有电芯模组2的箱体1,这里将第一管路3和/或第二管路6与盖体8集成于一体,如此设置,能够减少在电池包15高度方向上电池包15的尺寸,从而提升电池包15整体的能量密度;而且,将盖体8与第一管路3和/或第二管路6集成于一体,减少电池包15组成部件的设置数量,进而提高电池包15的安装效率。
此外,第一管路3和第二管路6还可以以其他的方式设置,例如:箱体1的底板与第一管路3和/或第二管路6集成于一体;第一管路3和第二管路6中的一者与盖体8集成于一体,第一管路3和第二管路6中的另一者与箱体1的底板集成于一体。
进一步的,在一些实施例中,进液管4和回液管5均设置有多个,且均沿电芯201层叠的方向均匀设置,且相邻电芯201之间的空隙形成有贯通的流道。具体的,进液管4和回液管5均设置有多个,这样能增加冷却液从第一管路3流向箱体1的速率,且能增加箱体1中对电芯201降温后的冷却液流回箱体1的速率,增加冷却液循环速度;在此基础上,进一步的,将进液管4和回液管5在电芯201层叠的方向上均匀设置,如此设置使冷却液进入箱体1时,在电芯201中分布更加均匀,从而均匀的对电芯201降温,进一步提升对电芯201的降温效率,而且冷却液沿均匀布置的进液管4流向位于箱体1不同位置的电芯201,能够对使冷却液对不同位置的电芯201降温,以提升对电芯201的降温效果。而且在相邻电芯201之间的空隙形成冷却液流动的流道,冷却液在箱体1内的流动,冷却液能够在流动的过程中精准的对电芯201降温,提升对电芯201降温的效率。而至于回液管5也沿电芯201层叠的方向均匀设置,这样回液管5能将流经电芯201之间的冷却液快速回收,从而提升冷却液的循环效率。
需要说明的是,电芯201的层叠方向为图1中双向箭头B所示的方向。
当然,进液管4和回液管5还可以均只设置一个,或者进液管4设置多个回液管5设置一个,或者回液管5设置多个进液管4设置一个,如此也能实现对电芯201的降温。
更近一步的,多个进液管4沿电芯201层叠的方向均匀设置,且在图1中双向箭头A的方向上设置有两组,优选的进液管4布置于沿双向箭头A所示方向的中部,这样两组进液管4分别对进液管4位于两侧的电芯模组2冷却,这样就更进一步提升冷却液对电芯201的降温效率。
此外,多个进液管4和多个回液管5还可以沿其他的方向设置,例如:在双向箭头B和双向箭头A之间的方向,或者沿垂直于电芯201层叠设置的方向。
在一些实施例中,第一管路3包括与多个进液管4连接的连接部301,连接部301的流通截面积大于第一管路3其余部位流通截面积。具体的,连接部301与多个进液管4连接,优选的连接部301沿图1中双向箭头A所示的方向布置于所有电芯模组2的中部,这样便于进液管4流出的冷却液对电芯201降温。而且连接部301的流通截面积大于第一管路3其余部位的流通截面积,这样连接部301汇集多条管路的流量,从而能够保证进液管4向设置有电芯201的箱体1内供液的持续性;而且,连接部301的流通截面积大,能减少冷却液在第一管路3中流动时的流阻,提升冷却液流动速度。
此外,第二管路6中也可以包括与多个回液管5连接的回流部(图中未示出),回流部的流通截面积大于第二管路6其余部位的流通截面积,回流部与上述连接部301起到的作用类似,在此不再赘述。
在一些实施例中,包括与第一管路3连通的总进液口9及与第二管路6连通的总回液口10,总进液口9和总回液口10位于箱体1的接电侧。具体的,以第一管路3为冷却液的进液管4路,第二管路6为冷却液的回液管5路为例,在此基础上,设置与第一管路3连通的总进液口9,以及与第二管路6连通的总回液口10,这样就能实现冷却液的循环流动,在此基础上,将总进液口9和总回液口10位于箱体1的接电侧,由于电池包15的接电侧设置有线缆接口及元器件等部件,如此设置能够将总进液口9及总回液口10和其余接电部件集成于一起,从而使整体的布局更加合理,不用再在其他位置预留总进液口9和总回液口10的位置,使电池包15布局更加精简,提升电池包15的能量密度。
一种热管理系统,包括循环泵11、散热器12、膨胀壶13、节流阀14及如上述任电池包15,其中,循环泵11与电池包15的第一管路3连接;散热器12一端与电池包15的第二管路6连接,另一端与循环泵11连接;膨胀壶13一端与电池包15连接,另一端与循环泵11连接;和/或,膨胀壶13一端与散热器12连接,另一端与循环泵11连接;节流阀14设置于膨胀壶13和散热器12之间,和/或设置于膨胀壶13和电池包15之间。
具体的,循环泵11与电池包15的第一管路3连接,更具体的说是循环泵11通过连接管与总进液口9连接,对冷却液施加压力用于将冷却液流向第一管路3,然后通过进液管4输送至设置有电芯201的箱体1中;散热器12分别与循环泵11和第二管路6连接,散热器12作用于由第二管路6流出的冷却液以对冷却液降温,然后冷却液再由循环泵11加压流向第一管路3,形成冷却液流动的循环,以实现对电池包15内电芯201的降温。进一步的,在电池包15和循环泵11之间设置膨胀壶13,和/或在散热器12和膨胀壶13之间设置膨胀壶13,膨胀壶13将冷却系统中的气体排出,以便于使冷却液流向箱体1内。更进一步的,在膨胀壶13和散热器12之间设置节流阀14,以及在膨胀壶13和电池包15之间设置节流阀14,以控制冷却液进入箱体1的流量以及冷却液流出箱体1的流量,实现对冷却液流速的调节。
此外,由于热管理系统包括上述电池包15。热管理系统由电池包15带来的有益效果请参见上述内容,在此不再赘述。
本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的,可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇,指“包括但不限于”,且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”,且可与其互换使用,除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”,且可与其互换使用。
还需要指出的是,在本申请的装置、设备和方法中,各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。
提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的,并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此,本申请不意图被限制到在此示出的方面,而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
应当理解,本申请实施例描述中所用到的限定词“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”和“第六”仅用于更清楚的阐述技术方案,并不能用于限制本申请的保护范围。
为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外,此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例,但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。
Claims (16)
1.一种电池包,其特征在于,包括:
箱体,内部形成有容纳腔;
电芯模组,包括多个层叠设置的电芯,所述电芯模组安装在所述容纳腔内;
第一管路,与所述电芯模组贴合;
进液管,一端延伸至相邻所述电芯之间或所述电芯旁侧;
回液管,一端延伸至相邻所述电芯之间或所述电芯旁侧;
其中,所述第一管路与所述进液管和所述回液管中一者的另一端连通。
2.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于,还包括第二管路,所述第二管路与所述电芯模组贴合,所述第二管路与所述进液管和所述回液管中另一者的另一端连通。
3.根据权利要求2所述的电池包,其特征在于,在第一方向上,所述第一管路设置于所述容纳腔一侧并覆盖部分所述电芯模组,所述第二管路包括第一单元及设置于所述容纳腔另一侧并覆盖剩余部分所述电芯模组的第二单元,且所述第一单元环绕所述第一管路布置。
4.根据权利要求2所述的电池包,其特征在于,所述第一管路和/或所述第二管路呈网状设置。
5.根据权利要求2所述的电池包,其特征在于,所述第一管路和/或所述第二管路设置于所述电芯的防爆阀的顶部,至少部分对正所述防爆阀设置的所述第一管路和/或所述第二管路为热熔管。
6.根据权利要求2所述的电池包,其特征在于,在第二方向上,
所述进液管位于所述电芯模组的中部,所述回液管至少设置有两个,且分别位于所述电芯模组的两侧端部;或,
所述进液管至少设置有两个,且分别位于所述电芯模组的两侧端部,所述回液管位于所述电芯模组的中部;或,
所述进液管位于所述电芯模组的一侧端部,所述回液管位于所述电芯模组的另一侧端部。
7.根据权利要求6所述的电池包,其特征在于,还包括横梁,所述横梁位于所述箱体中部并将所述容纳腔分隔为两个安装腔,且每一所述安装腔内均分别安装有所述电芯模组,所述进液管靠近所述横梁设置,所述回液管位于所述箱体远离所述横梁的端部。
8.根据权利要求2所述的电池包,其特征在于,在第三方向上,所述容纳腔依次等分为第一区、第二区和第三区;
所述第一管路和/或所述第二管路在所述第一区内覆盖所述电芯模组的面积为M,所述第一管路和/或所述第二管路在所述第二区内覆盖所述电芯模组的面积为N,所述第一管路和/或所述第二管路在所述第三区内覆盖所述电芯模组的面积为P,其中,所述M、N和P满足:M>P,M>N。
9.根据权利要求2所述的电池包,其特征在于,所述第一管路和/或所述第二管路的管路截面为扁平状,所述管路的宽度为b,所述管路的高度为h,且10mm≤b≤150mm,2.5mm≤h<10mm。
10.根据权利要求2所述的电池包,其特征在于,所述第一管路和/或所述第二管路设置有降阻部,且所述降阻部的流通截面积大于所述第一管路和/或所述第二管路其余部位的流通截面积。
11.根据权利要求2所述的电池包,其特征在于,在所述电芯高度的方向上,所述进液管的出液口和所述回液管的进液口均低于所述电芯的顶部边缘,其中,所述进液管的伸入所述容纳腔的长度小于所述电芯高度的一半,所述回液管伸入所述容纳腔中的长度大于等于所述电芯高度的一半且小于所述电芯的高度。
12.根据权利要求2所述的电池包,其特征在于,包括盖体,所述盖体与所述第一管路和/或所述第二管路集成于一体。
13.根据权利要求2所述的电池包,其特征在于,所述进液管和所述回液管均设置有多个,且均沿所述电芯层叠的方向均匀设置,且相邻所述电芯之间的空隙形成有贯通的流道。
14.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于,所述第一管路包括与多个所述进液管连接的连接部,所述连接部的流通截面积大于所述第一管路其余部位流通截面积。
15.根据权利要求2所述的电池包,其特征在于,包括与所述第一管路连通的总进液口及与所述第二管路连通的总回液口,所述总进液口和所述总回液口位于所述箱体的接电侧。
16.一种热管理系统,其特征在于,包括循环泵、散热器、膨胀壶、节流阀及如权利要求1-15任意一项所述的电池包,其中,
所述循环泵与所述电池包的所述第一管路连接;
所述散热器一端与所述电池包的第二管路连接,另一端与所述循环泵连接;
所述膨胀壶一端与所述电池包连接,另一端与所述循环泵连接;和/或,所述膨胀壶一端与所述散热器连接,另一端与所述循环泵连接;
所述节流阀设置于所述膨胀壶和所述散热器之间,和/或设置于所述膨胀壶和所述电池包之间。
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