CN201773919U - 带液体冷却系统的车用动力电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种带液体冷却系统的车用动力电池系统，属于电动汽车用动力电池系统技术领域。该车用动力电池系统包括液体冷却系统和电池包，所述液体冷却系统包括液体循环管路、导热板，所述液体循环管路和所述导热板四周包围固定所述电池包，所述导热板的端部固定于液体循环管路中、并用于实现所述电池包的热量与所述液体循环管路的热量交换。该车用动力电池系统易于实现冷却和加热之间的均衡，冷却效率高、效果好，并且，体积减小、质量轻，涉水安全性高。

Description

带液体冷却系统的车用动力电池系统

技术领域

本实用新型属于电动汽车用动力电池系统技术领域，具体涉及一种带液体冷却系统的车用动力电池系统。

背景技术

随着全球能源的日趋紧张，各国都加紧投入了新能源汽车的研究，其中纯电动汽车和混合动力汽车是当前研究的热点方向，纯电动汽车或混合动力汽车必须使用动力电池系统作为动力来源。因此，动力电池系统技术也是关键技术之一，备受汽车领域技术人员关注。

由于车用动力电池系统通常相对功率比较大，因此，在驱动汽车时，动力电池系统的散热也比较大。本领域技术人员悉知，动力电池不适合于在低于零下10℃或高于50℃的温度条件下工作。如果动力电池长时间工作在过高或过低的温度条件下，将直接降低电池寿命和电池的巡航里程，此外还会直接影响动力电池系统中的电池管理系统的SOC(State Of Charge，电池电荷状态)、SOH(State Of Health，电池健康状态)的精度。因此，现有技术中，通常需要设置冷却系统以解决车用动力电池系统的散热问题。

通常地，车用动力电池系统包括电池包和冷却系统，其中，电池包是汽车的能量源，其通常包括一个或多个电池组，每个电池组之间相互串联，并且每个电池组也是通过多个动力电池单体相互串联或并列地规则排列构成。电池组被封装在动力电池系统的电池箱体外壳内，从而以电池包的形式装载在汽车上。

现有技术中，而对于车用动力电池系统的冷却系统，其通常采用空冷方式冷却车用动力电池系统中的电池包中的电池单体。虽然，以电池包的形式安装多个电池单体于汽车上时，具有电池单体排列规则有序、电池包形状规则、有利于整车安装布置的优点，但是，也由于动力电池单体排布密集、电池数量多，空冷方式的冷却系统效率低，通常不能满足电池的冷却要求。另外，空冷方式的冷却系统还具有以下缺点：第一，空冷方式冷却系统的风机在工作时，风扇噪音大，其对汽车整车振动噪声测试不利；第二，在寒冷低温条件下(例如，低于零下10℃条件下)，不能实现加热，动力电池的冷却和加热难以实现均衡；第三，结构开放式的空冷冷却系统其涉水安全性也较差。

有鉴于此，有必要提出一种新型的车用动力电池系统。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，改善车用动力电池系统的散热性、以及加热与冷却的均衡性。

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种车用动力电池系统，其包括液体冷却系统和电池包，所述液体冷却系统包括液体循环管路、导热板，所述液体循环管路和所述导热板四周包围固定所述电池包，所述导热板的端部固定于液体循环管路中、并用于实现所述电池包的热量与所述液体循环管路的热量交换。

按照本实用新型所提供的优选技术方案，所述液体循环管路为两个或两个以上，多个所述导热板平行地固定于两个所述液体循环管路之间、以围成四方形的多个用于包围固定所述电池包的区域。

按照本实用新型所提供的优选技术方案，其中，所述电池包为4个或4个以上。具体的，每个所述电池包主要包括18个串联连接的电池单体。

较佳地，每个所述导热板包括第一导热板和第二导热板，所述第一导热板的第一端固定内插于所述液体循环管路中、其第二端从所述液体循环管路中延伸至外，所述第二导热板可拆卸地固定连接于所述第一导热板的第二端、并紧贴于所述电池包。

具体地，所述第一导热板的第一端以垂直于所述液体循环管路的方式固定内插于所述液体循环管路中，所述导热板的第一端设置多个液流孔。

具体地，一方面，可以在所述第二导热板的两端设置有凸部，所述第一导热板的第二端设置有用于与所述凸部插接的凹部。另一方面，可以在所述第二导热板的两端设置有凹部，所述第一导热板的第二端设置有用于与所述凹部插接的凸部。

较佳地，所述液体循环管路紧贴于所述电池包。

根据本实用新型所提供的车用动力电池系统，其中，还包括水泵和热交换器。

本实用新型的技术效果是，该实用新型的车用动力电池系统在电池处于高温环境时，可以由导热板传递热量至液体循环管路实现高效散热，在电池处于低温环境时，可以由液体循环管路传递热量至导热板、进而向电池包传递热量，因此，易于实现冷却和加热之间的均衡。并且采用液冷方式，冷却效率高、效果好，可以保证动力电池工作在较佳的温度条件下。另外，采用导热板向液体循环管路传递热量的结构，也可以使车用动力电池系统体积减小、质量更轻；液体循环管路相对外部也是密封的，电池包也是封装在电池箱体外壳内，汽车涉水时，不会对冷却系统和电池包造成破坏，因此，涉水安全性高。

附图说明

图1是按照本实用新型实施的车用动力电池系统的立体结构示意图；

图2是图1的车用动力电池系统的透视图。

具体实施方式

下面介绍的是本实用新型的多个可能实施例中的一些，旨在提供对本实用新型的基本了解。并不旨在确认本实用新型的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。

图1所示为按照本实用新型实施的车用动力电池系统的立体结构示意图，图2所示为图1的动力电池系统的透视图。为了教导实用新型原理，图1和图2所示实施例的车用动力电池系统已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施例的变型落在本实用新型的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式接合以形成本实用新型的多个变形。由此，本实用新型并不局限于下述特定实施例，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

参阅图1和图2，简单地示出了车用动力电池系统所包括的液体冷却系统，液体冷却系统包括液体循环管路100和导热板210、220。在该实例中，液体循环管路100选择为两个，每个液体循环管路的截面设计为四方形，但是这不是限制性的。图1和图2中示意性地给出了其中两个导热板，每个导热板包括第一导热板210和第二导热板220，在该实施例中，第一导热板210为两个，每个第一导热板210分别内插固定于液体循环管路100中，具体地，第一导热板210的一端垂直地内插于液体循环管路100内，该端上设置有多个(例如4个)液流孔212，以方便于液体循环管路100内的液体流动。以这样的方式内插固定第一导热板时，其结构简单并且可以增加循环液体与第一导热板210的热交换效率。但是，这样不是限制性，例如，第一导热板210的一端也可以以“L”形内置于液体循环管路100中。从液体循环管路100的管壁延伸出第一导热板210的另一端，该端用于与第二导热板220可拆卸地固定连接。因此，在第一导热板210的另一端设置有凹部2101，第二导热板220的两端也分别设置有凸部2201，从而第二导热板220的凸部2201可以插接于第一导热板210的凹部2101，实现两个第一导热板210与一个第二导热板220之间可拆卸地固定连接，方便于电池包的安装、更换。因此，在该实施例中，包括两个第一导热板210与一个第二导热板220的导热板是桥接于两个液体循环管路100之间的。当多个(例如两个)导热板平行地桥接于两个液体循环管路100之间时，每两个液体循环管路100、与两个导热板可以包围形成一个四方形区域300，该四方形区域300用于放置电池包(图1和图2中未示出)。优选地，该四方形区域300的尺寸与每个电池包的形状尺寸相匹配，从而可以使导热板、液体循环管路100四周地包围固定电池包，导热板和液体循环管路100也分别同时与电池包的某一面相紧贴，进一步增强电池包与液体冷却系统的热交换效率。

需要说明的是，第一导热板210与第二导热板220之间可拆卸地固定连接时，也可以在第二导热板220的两端设置凹部，第一导热板210的一端设置有用于与凹部插接的凸部。

图1和图2所示的车用动力电池系统在使用时，电池包中的电池由于工作所散发的热量，一方面，主要经由第二导热板220、第一导热板210传递至液体循环管路100中，从而实现液体与电池包的热量交换；另一方面，电池包的热量也可以小部分地直接由液体循环管路100的管壁传递，从而实现液体的热量交换。同样，在低温使用时(例如低于10℃)，以相反的热量传递路径，可以将液体中的热量传递至电池。因此，可以实现在低温条件下向电池传递热量、在高温条件下由电池包向外部快速散发热量，易于实现冷却和加热之间的均衡；同时，该实用新型的车用动力电池系统采用液冷方式，冷却效率高、效果好，可以保证动力电池工作在较佳的温度条件下。采用导热板向液体循环管路100传递热量的结构，也可以使车用动力电池系统体积减小、质量更轻。液体循环管路100相对外部也是密封的，电池包也是封装在电池箱体外壳内，汽车涉水时，不会对冷却系统和电池包造成破坏，因此，涉水安全性高。

较佳地，为进一部提高热交换效率，第一导热板210、第二导热板220均可以采用高放热性铝基板、热传导绝缘结合薄片、高热传导性薄片等等，第一导热板210、第二导热板220的热传导率范围可以为1-5.9W/mK。另外，液体循环管路100的管壁与电池包紧贴接触的区域，也可以采用高热传导率的材料，以进一步增加热交换效率。

需要说明的是，图1和图2所示实施例中只是示意性地给出了两个液体循环管路100、两个导热板，但其数量不是限制性的。例如，可以有10个导热板的平行地固定于液体循环管路中，从而在两个液体循环管路100之间可以形成9个四方形区域300，从而可以放置9个电池包。现有技术中，通常一个车用动力电池系统只包括一个或者两个动力电池包，而在该实施例中，可以将动力电池包以更小的单元封装，使电池包的数量在4个或4个以上，每个电池包可以相互串联连接。例如，如果先前100个电池单体构成一个电池包，电池单体重新排列封装后，以20个单体构成一个电池包，从而形成5个电池包。每个电池包的体积更小，所包括电池单体数量更少，优选地，例如对于电压为60伏的电池包，如果每个电池单体的输出电压为3.2伏，那么该电池包包括18个串联的电池单体，可以输出60伏的电压。这样，每个电池包重量体积更小，有利于整车中的重量分配、有利于整车安装的便利性、并有利于更换电池。在电池包的数量为多个时，可以匹配形成多个如图1和图2所示的四方形区域300，以安装固定每个电池包。

需要说明的是，图1和图2所示实施例的液体循环管路100中的循环液体可以是水、油等，这不是限制性的。并且车用动力电池系统还可以包括图1和图2中未示出的水泵、热交换器等，水泵可以用来促进内部液体循环，热交换器可以用来将循环液体的热量交换至车用动力电池系统之外。

以上例子主要说明了本实用新型的车用动力电池系统。尽管只对其中一些本实用新型的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本实用新型可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本实用新型精神及范围的情况下，本实用新型可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (10)

1.一种车用动力电池系统，其特征在于，包括液体冷却系统和电池包，所述液体冷却系统包括液体循环管路、导热板，所述液体循环管路和所述导热板四周包围固定所述电池包，所述导热板的端部固定于液体循环管路中、并用于实现所述电池包的热量与所述液体循环管路的热量交换。

2.如权利要求1所述的车用动力电池系统，其特征在于，所述液体循环管路为两个或两个以上，多个所述导热板平行地固定于两个所述液体循环管路之间、以围成四方形的多个用于包围固定所述电池包的区域。

3.如权利要求1或2所述的车用动力电池系统，其特征在于，所述电池包为4个或4个以上。

4.如权利要求3所述的车用动力电池系统，其特征在于，每个所述电池包主要包括18个串联连接的电池单体。

5.如权利要求1或2所述的车用动力电池系统，其特征在于，每个所述导热板包括第一导热板和第二导热板，所述第一导热板的第一端固定内插于所述液体循环管路中、其第二端从所述液体循环管路中延伸至外，所述第二导热板可拆卸地固定连接于所述第一导热板的第二端、并紧贴于所述电池包。

6.如权利要求5所述的车用动力电池系统，其特征在于，所述第一导热板的第一端以垂直于所述液体循环管路的方式固定内插于所述液体循环管路中，所述导热板的第一端设置多个液流孔。

7.如权利要求5所述的车用动力电池系统，其特征在于，所述第二导热板的两端设置有凸部，所述第一导热板的第二端设置有用于与所述凸部插接的凹部。

8.如权利要求5所述的车用动力电池系统，其特征在于，所述第二导热板的两端设置有凹部，所述第一导热板的第二端设置有用于与所述凹部插接的凸部。

9.如权利要求1或2所述的车用动力电池系统，其特征在于，所述液体循环管路紧贴于所述电池包。

10.如权利要求1所述的车用动力电池系统，其特征在于，还包括水泵和热交换器。

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