CN204289553U - 一种水冷电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种水冷电池包，包括具有盖体和下箱体的壳体和放置在所述壳体中的电池模块；其还包括固定在所述壳体中与所述电池模块绝缘导热接触对其进行冷却的冷却结构，所述冷却结构具有进水口和出水口。以使电池包的结构简单、可靠、冷却效果更好，同时延长电池包的使用寿命。

Description

一种水冷电池包

技术领域

本实用新型涉及电动汽车动力源技术领域，尤其涉及一种水冷电池包。

背景技术

锂离子电池因为其较高的能量密度、良好的循环特性等广泛应用于混合动力汽车上，而其中圆柱型电池有着很高的应用比例。因为混合动力汽车在行驶中锂离子电池可能不断的出现大倍率的充放电，而锂离子电池都具有一定的内阻，所以在这个过程中锂离子电池会出现较严重的发热情况，其温度也会随着热量增加而升高。但锂离子电池具有一定的使用温度，过高或是过低的温度都会影响其工作性能和使用寿命。

因此，需要对锂离子电池进行较好的冷却处理，现有技术多采用风冷的方法，风冷系统主要是利用风机提供动力迫使空气通过电池单体之间缝隙或是设立的风道，在空气流动过程中与发热元件(电池单体)进行热交换，带走热量，实现降温目的。

少部分采用水冷的方法，通过在电池模块中设置冷却水板进行冷却。但是现有的水冷方式存在以下两方面的问题：第一，电池模块内部管路复杂，装配关系复杂，对相关零部件的加工、装配精度要求很高，在振动的工作环境中可靠性较差；第二，由于采用整体的水冷板与电池模块接触散热通常会导致散热不均匀而造成电池模块的局部过热，而影响其性能。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种水冷电池包，以使其结构简单、稳定性高。

为解决上述问题，本实用新型提供一种水冷电池包，包括具有盖体和下箱体的壳体和放置在所述壳体中的电池模块；其还包括固定在所述壳体中与所述电池模块绝缘导热接触对其进行冷却的冷却结构，所述冷却结构具有进水口和出水口。

作为上述技术方案的一种改进，其中，所述冷却结构与所述下箱体的底板通过连接结构固定。

作为上述技术方案的一种改进，其中，所述冷却结构与所述底板为一体式结构。

作为上述技术方案的一种改进，其中，所述冷却结构通过在所述底板中直接设置水冷管形成。

作为上述技术方案的一种改进，其中，所述水冷管通过压力铸造设置在所述底板内。

作为上述技术方案的一种改进，其中，所述冷却结构与所述电池模块之间填涂有导热胶。

作为上述技术方案的一种改进，其中，所述出水口与所述进水口贯穿所述壳体与外部的水冷系统附件连接。

作为上述技术方案的一种改进，其中，其内部散发热量较多部位的水冷管的设置密度大于其内部散发热较少部位的设置密度。

作为上述技术方案的一种改进，其中，所述出水口处的冷水管为高密度排布。

作为上述技术方案的一种改进，其中，所述电池模块中还设置有散热片，所述散热片与所述冷却结构绝缘导热接触。

通过将本实用新型与现有技术进行对比，可知本实用新型的水冷电池包通过将冷却结构与下箱体的底板固定连接，解决了电池包内的结构复杂对冷却结构的布置困难，而造成的电池包内的结构稳定性和可靠性差的问题，使电池包的结构简单、稳定性高，从而增加电池包的使用寿命。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1所示为本实用新型实施例提供的水冷电池包的立体结构示意图；

图2所示为图1的水冷电池包的下箱体的立体结构示意图；

图3所示为本实用新型实施例提供的一种冷却结构的立体结构示意图；

图4所示为本实用新型实施例提供的另一种冷却结构的立体结构示意图；

图5所示为本实用新型实施例提供的再另一种冷却结构的立体结构示意图。

附图标记说明

1 盖体  2 下箱体  21底板  3 电池模块

31 电池单体  4 冷却结构  41 水冷管  42进水口

43 出水口  45，46，47,48 部分结构

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指说明书附图中所示的方向。

锂离子电池包工作时发生的电化学反应对工作温度有一定要求，经过试验验证，锂离子电池包在25℃至55℃温度范围内工作时具有良好的工作性能；而当工作温度超过该温度范围，尤其是高于65℃时电池能够释放的能量大幅降低，而且电池的使用寿命也明显下降。因此本实用新型的下述实施例提供一种水冷电池包，其可应用于对电池模块进行冷却，但本实用新型并不以此为限。具体地，如图1所示，本实用新型的水冷电池包包括：壳体、电池模块3、冷却结构4。

壳体包括盖体1和下箱体2，盖体1盖合在下箱体2上中间形成容置空间5，电池模块3放置该容置空间5中，冷却结构4与该壳体固定连接，设置在电池模块3之上或者之下与其绝缘导热接触，并具有进水口42和出水口43，以便通过向冷却结构4中注入或导出液体对电池模块3进行冷却。

冷却结构4可以是金属制成的一个壳体中间灌充冷却液体，也可以是其他可以对电池模块3进行冷却的结构，其与壳体固定连接，可以与盖体1或者与下箱体2固定连接，或者也可以设置两个冷却结构4，分别与盖体1和下箱体2固定连接，其通过贯穿壳体设置的进水口42和出水口43与外部的水冷系统附件连接，用于对冷却结构中的冷却液体进行及时的补给或导出。将水冷系统附件设置在电池包外部避免出现现有电池包的进水管处由于冷却液的温度较低，外臂易产生冷凝水，从而给电池包内的电气连接带来安全隐患的问题。本实用新型以下实施例仅以冷却结构4与下箱体2的底板21固定连接为例进行说明。

固定连接方式可以是通过胶黏结的方式，即通过胶将冷却结构4固定在下箱体2的底板21上，从而将冷却结构4与下箱体2固定为一体，增强其可靠性，避免现有技术中的电池模块的内部的结构复杂，装配关系也复杂，给冷却结构的布置带来困难，在使用过程中可靠性较低的问题，这种固定为一体的方式保证在使用过程中冷却结构4不会因为振动松动而影响内部结构或者使电池包失效。当然本实用新型并不限于此，在其他实施例中，冷却结构4还可以通过其他的连接结构与壳体进行固定。

请参见图2、图3，进一步地，冷却结构4为将水冷管41通过压铸的方式设置在底板21内部形成，水冷管41采用导热性能良好的金属或者非金属材料制成，使水冷管41和整个下箱体2的底板21成为一体式结构，这样下箱体2的底板21即整体作为冷却结构4对放置在容置空间5中的电池模块3进行冷却。从而解决了现有的电池包内部装配关系复杂，因而对冷却结构的布置困难的问题，并且节省了电池包内部的占用空间；一体式的结构不用考虑冷却结构4和下箱体2之间的装配精度问题，同时提高电池包整体的可靠性和稳定性，即使在震动的情况下也不容易被影响，从而增加电池包的使用寿命；而且通过底板21的整体面积将电池模块3散发的热量传导给内部的水冷管41较之只有局部的导热面积的方式冷却效果更佳。

当然，本实用新型并不限于此，在其他实施例中，还可以将底板21设置为空腔形结构，空腔中间放置水冷管41，并使用其他导热物质将水冷管41与底板21之间的空隙进行填充，从而达到和上述实施例同样的一体式冷却效果。而且也可以用一个水冷板或者其他的导热结构代替水冷管41。

电池模块3包括多个电池单体31，多个电池单体31并列排布设置在容置空间5中，并且多个电池单体31与冷却结构4紧密接触，可以及时将电池模块3工作产生的热量传递到冷却结构4上，从而对电池模块3进行冷却，保证其正常的工作温度。进一步地，还可以在冷却结构4与所述电池模块3之间填涂导热胶，例如填涂导热绝缘硅胶将其粘结，进一步保证电池模块3与冷却结构4之间无缝接触，增加其接触面积，从而加快散热效率。

当然本实用新型并不限此，在其他实施例中，还可以在多个电池单体31之间设置散热片或者其他散热结构，并将散热片或者其他散热结构与冷却结构4紧密接触，进一步加快电池模块3与冷却结构4之间的热传导效率。

散热片可以由相变导热绝缘材料制成。相变导热绝缘材料，具有良好散热能力。相变导热绝缘材料在大约45～50℃时会发生相变，并在压力作用下流进并填充发热体的不规则间隙中，挤走空气，以形成良好的导热界面，因此在电池模块3工作产生热量后，散热片就可以将电池单体31之间的空隙完好填充，从而进一步提高散热效率。当然散热片也可以采用导热绝缘橡胶或者其他材料制成。

进一步地，对于上述的水冷管41和底板21的一体式结构，水冷管41在底板21中的设置密度，可以根据电池包内部电池模块以及其它发热源的分布及发热情况进行不同排布。请参见图4，水冷管41的部分结构45为针对发热量大、对工作温度要求较高的零部件的位置将水冷管41进行较密的排布，部分结构46为针对发热量不大、对工作温度要求较低的零部件的位置将水冷管41进行较疏稀的排布。图5所示，由于进水口42处冷却液体的温度较低，所以部分结构47为针对进水口42处将水冷管41进行较疏稀的布置；由于水冷管41经过与电池模块3的换热后需要将受热液体从出水口43处排出，出水口43处的温度较高，因此部分结构48为针对出水口43处将水冷管41进行较密的布置。根据发热程度对电池包内的水冷管41做不同疏密的排布，可以平衡电池包内的散热程度，使电池包内的散热均匀，避免出现某个部位过热而对整个电池包的性能造成影响，增长电池包的使用寿命。

在使用时，水冷系统附件的制冷液体从进水口42流入冷却结构4中，并从出水口43处流出，从而与内部的电池模块3进行热交换，带走由电池单体31通过导热片或者自身直接传递给冷却结构4的热量，使电池单体31的温度降低，防止电池单体31的温度过高，保证电池模块3散热的均衡性，使电池单体31处于最佳的工作温度之下。

综上所述，本实用新型的水冷电池包通过将冷却结构与下箱体的底板固定连接，解决了电池包内的结构复杂对冷却结构的布置困难，而造成的电池包内的结构稳定性和可靠性差的问题；并通过将水冷管设置在底板中使整个底板形成冷却结构，从而更进一步的节省了冷却结构在电池包内的占用空间，同时增大了热传导面积，提高散热效率；同时将冷水管针对电池包内部的发热源情况做不同的疏密布置，从而提高电池包内部各处散热的均衡性；而将水冷系统附件设置在电池包的外部，解决了因为进水管处的温度较低，容易形成冷凝水而给电池包内部的电气连接带来安全隐患的问题。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (10)

1.一种水冷电池包，包括具有盖体(1)和下箱体(2)的壳体和放置在所述壳体中的电池模块(3)；其特征在于，其还包括固定在所述壳体中与所述电池模块(3)绝缘导热接触对其进行冷却的冷却结构(4)，所述冷却结构(4)具有进水口(42)和出水口(43)。

2.根据权利要求1所述的一种水冷电池包，其特征在于：所述冷却结构(4)与所述下箱体(2)的底板(21)通过连接结构固定。

3.根据权利要求2所述的一种水冷电池包，其特征在于：所述冷却结构(4)与所述底板(21)为一体式结构。

4.根据权利要求3所述的一种水冷电池包，其特征在于：所述冷却结构(4)通过在所述底板(21)中直接设置水冷管(41)形成。

5.根据权利要求4所述的一种水冷电池包，其特征在于：所述水冷管(41)通过压力铸造设置在所述底板(21)内。

6.根据权利要求1所述的一种水冷电池包，其特征在于：所述冷却结构(4)与所述电池模块(3)之间填涂有导热胶。

7.根据权利要求1所述的一种水冷电池包，其特征在于：所述出水口(43)与所述进水口(42)贯穿所述壳体与外部的水冷系统附件连接。

8.根据权利要求1所述的一种水冷电池包，其特征在于：其内部散发热量较多部位的水冷管(41)的设置密度大于其内部散发热较少部位的设置密度。

9.根据权利要求1所述的一种水冷电池包，其特征在于：所述出水口(43)处的冷水管(41)为高密度排布。

10.根据权利要求1所述的一种水冷电池包，其特征在于：所述电池模块(3)中还设置有散热片，所述散热片与所述冷却结构(4)绝缘导热接触。