CN205960153U - 一种液冷电池模块、液冷动力电池系统及电动车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及动力电池领域，特别涉及一种液冷电池模块、液冷动力电池系统及电动车辆，液冷电池模块包括液冷板，所述的液冷板上敷设有用于冷却电池模组的冷却管，通过冷却管实现冷却剂的循环，所述的冷却管制造加工要求精度低，且工艺简单加工成本低，并可以根据电池系统的要求设计冷却槽的大小，适应性强，解决了目前的液冷电池模块制作成本高、适应性差的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及动力电池领域，特别涉及一种液冷电池模块、液冷动力电池系统及电动车辆。
背景技术
随着新能源汽车技术的不断发展，对动力电池系统也提出更高的技术要求，更高的性能指标的实现既需要电芯本身性能的提升，同时更需要良好的热管理系统。在众多热管理设计方案中，液冷相对比风冷具有明显的技术优势。主要体现在以下几个方面：一、冷却功率大、效率高，一般压缩机的能效比为3.0-4.5，明显高于风机。另外，由于与电芯直接接触，形成了热阻小效率高的热传导路径。上述特点可实现对电芯的急速冷却，明显降低电池系统在快速充电过程中的温升；二、防护等级高，使用液冷系统可以解决风冷系统散热与防护等级的矛盾，实现在IP67条件下的系统散热；三、可集成加热功能，液冷系统可集成加热与冷却两种功能，满足电池系统全温度（-35℃-40℃）范围使用的使用需求。但已公布的液冷技术方案所采用的液冷板多是采用通过挤压、焊接、铣洗等工艺制作液冷剂流道，制作工艺复杂而且要求精度高，造成生产成本较高，而且由于前期投入成本较高，造成种类较少无法适应电池系统多种设计方案的需求，适应性差。例如公告号为CN204090418、公告日为2015.01.07的中国专利公开的一种封条式液冷板，包括主腔室，主腔室包括上下间隔设置的上板、下板，在上下板之间设置封条形成流道，而在主腔室的额两端分别设置与流道连通的集液室，这种结构的液冷板虽然可以避免大规模精密机加工等工序，但是封条与上下板之间仍需要通过焊接固定，制作工艺复杂，制作成本高，适应性差。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种液冷电池模块，以解决目前的液冷电池模块制作成本高、适应性差的问题；
另外，本实用新型的目的还在于提供一种使用上述液冷电池模块的电动车辆；
另外，本实用新型的目的还在于提供一种使用上述液冷电池模块的液冷动力电池系统。
本实用新型的技术方案为：一种液冷电池模块，包括液冷板，所述的液冷板上敷设有用于冷却电池模组的冷却管。
所述的液冷板上设有开口的冷却槽，所述的冷却管设置在冷却槽内。
所述的液冷电池模块还包括电池模组、设置在电池模组四周的导热的电池模组壳，电池模组壳与液冷板固定连接，所述的冷却槽内填充有导热绝缘体，所述的电池模组粘结在导热绝缘体上。
所述的冷却管包括用于均沿单体电池集成方向往复折弯的进液管和回液管，进液管与回液管连通且相邻平行敷设。
所述的冷却板上还设有用于对冷却管加热的加热装置。
一种电动车辆，包括液冷电池模块，所述的液冷电池模块包括液冷板，所述的液冷板上敷设有用于冷却电池模组的冷却管。
所述的液冷板上设有开口的冷却槽，所述的冷却管设置在冷却槽内。
所述的液冷电池模块还包括电池模组、设置在电池模组四周的导热的电池模组壳，电池模组壳与液冷板固定连接，所述的冷却槽内填充有导热绝缘体，所述的电池模组粘结在导热绝缘体上。
所述的冷却管包括用于均沿单体电池集成方向往复折弯的进液管和回液管，进液管与回液管连通且相邻平行敷设。
所述的电动车辆还包括由至少一个所述的液冷电池模块通过电路联接组成的液冷动力电池系统、液冷系统，所述的各液冷电池模块的液冷板均与电动车辆的液冷系统并联连接，液冷系统包括用于控制流入动力电池流量的电控流量阀。
一种液冷动力电池系统，包括至少一个液冷电池模块，所述的液冷电池模块包括液冷板，所述的液冷板上敷设有用于冷却电池模组的冷却管。
所述的液冷板上设有开口的冷却槽，所述的冷却管设置在冷却槽内。
所述的液冷电池模块还包括电池模组、设置在电池模组四周的导热的电池模组壳，电池模组壳与液冷板固定连接，所述的冷却槽内填充有导热绝缘体，所述的电池模组粘结在导热绝缘体上。
所述的各液冷电池模块的液冷板均与电动车辆的液冷系统并联连接，液冷系统包括用于控制流入动力电池流量的电控流量阀。
所述的冷却管包括用于均沿单体电池集成方向往复折弯的进液管和回液管，进液管与回液管连通且相邻平行敷设。
本实用新型的有益效果为：本实用新型所述的液冷电池模块包括液冷板，液冷板上敷设有冷却管，通过冷却管实现冷却剂的循环，与目前的冷却板相比，本实用新型的液冷电池模块的液冷板只需要将冷却管敷设在液冷板上即可实现对电池模块的冷却，液冷板和冷却管加工成本低、工艺简单，并且可以根据电池系统的要求设置液冷板的大小，适应性强，解决了目前的液冷电池模块制作成本高、适应性差的问题。
更进一步的，液冷板上设有开口的冷却槽，冷却管设置在冷却槽内，通过在液冷板设置开口的冷却槽，方便冷却管的装配，提高安装效率。
更进一步的，所述的冷却管包括用于均沿单体电池集成方向往复折弯的进液管和回液管，进液管与回液管连通且相邻平行敷设，保证了各单体电芯所接触冷却管基本长度一致，减小了各单体电芯之间的温差，实现各单体电池所接触冷却管平均温度基本相同，保证液冷板温差均匀。
更进一步的，所述的冷却槽内还设有加热装置，所述的加热装置设置在冷却槽的底部，在低温环境下通过加热装置使液冷电池模块可以在正常工作，满足电池系统全温度范围使用的使用需求。
更进一步的，所述的液冷电池模块还包括电池模组、由导热板材组成的环绕电池模组四周与电池模组紧密配合的电池模组壳，电池模组壳与液冷板固定连接，所述的冷却槽内填充有导热绝缘体，所述的电池模组粘结在导热绝缘体上，实现与电池模组热量交换。由导热板材构成的电池模组壳使电池模组结构稳定性高、散热性好，可快速实现电池系统的集成设计。
本实用新型的电动车辆还包括由至少一个所述的液冷电池模块通过电路联接组成的液冷动力电池系统、液冷系统，所述的各液冷电池模块的液冷板与电动车辆的液冷系统并联连接，液冷系统包括用于控制流入动力电池流量的电控流量阀，通过借助于电动车辆的制冷系统，节省了大量的成本，且无需增加额外的空间，保证了整车的可用空间。
附图说明
图1是本实用新型的一种电动车辆的具体实施例的示意图；
图2是本实用新型的一种电动车辆的具体实施例的液冷电池模块的爆炸构造图；
图3是本实用新型的一种电动车辆的具体实施例的液冷电池模块的液冷板的爆炸构造图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。
本实用新型的一种电动车辆的具体实施例，电动车辆包括液冷电池模块，电动车辆的至少一个液冷电池模块通过合理的电路串并联方式形成满足整车电性能需求的液冷动力电池系统，如图1至图3所示，所述的液冷电池模块包括电池模组4、液冷板1、绝缘保护盖3、电池模组壳2，液冷板1为注塑件，液冷板1上设有设定深度的注塑成型的开口冷却槽11，冷却槽11内设有冷却管12，冷却槽11的底部设有加热装置13，所述的加热装置13为合金加热电阻片。
电池模组4包括至少两个设有金属外壳的单体电芯41，电池模组4的顶部为各电芯的正负极柱，正负极柱通过导电母排42使用激光焊接工艺连接，导电母排42与正负极柱通过激光焊接相比较于传统的螺栓连接方式具有可靠性高、耐振动、连接内阻小、一致性高等诸多优点。
电池模组壳2围在电池模组四周并粘接固定在液冷板1上，电池模组壳2由四块铝合金型材焊接组成，通过铝合金金属板材将单体电池41包裹在其中形成一个统一整体，提供一个稳定的结构保护壳体，同时兼具散热功能。
液冷板1为注塑件，冷却管12为S型散热铜管，冷却管12下方设有加热装置13，冷却槽13内填充有导热环氧树脂，合金加热电阻片敷设于冷却槽11内，用于通电加热电池模块。填充用导热环氧树脂主要用于填充冷却槽11内的剩余空间，固定S型散热铜管和合金加热电阻片，三者形成具有一定结构强度的整体并通过导热灌封胶粘接于电池模组4底部，实现与电池模组4热量交换。通过在液冷板1设置开口的冷却槽11，并在冷却槽11内设置冷却管12以实现对电池模组4的冷却，通过冷却管12实现冷却剂的循环，所述的冷却槽11制造加工要求精度低，且工艺简单加工成本低，并可以根据电池系统的要求设计冷却槽11的大小，适应性强。液冷板为注塑件，加工更简单，而且成本更低。
冷却管12采用制冷专用型材铜管经过弯折而成，包括进液管121和回液管122，进液管121和回液管122均沿单体电池集成方向往复折弯且进液管121与出液管122相邻平行敷设，实现各单体电池41底部铜管路径长度基本一致，沿单体电池41集成方向任一界面平均温度一致的技术要求。通过使单体电池41所接触的制冷铜管长度及平均温度基本一致，各单体电池制冷/加热一致进而保证温度一致性。绝缘保护盖3为注塑件，扣在电池模组壳2上并与电池模组4紧密配合。
至少一个液冷电池模块通过合理的电路串并联方式形成满足整车电性能需求的液冷动力电池系统，各液冷电池模块形成并联液冷回路，连接于液冷动力电池系统的主管路。各液冷电池模块的液冷板均与电动车辆的液冷系统并联连接，液冷系统包括用于控制流入动力电池流量的电控流量阀。并联管路系统可以实现各个液冷模块冷却液进口温度相同、出口温度相同，相比较于串联管路系统可以明显减小各电池模块的温差，保持其温度一致性。
液冷动力电池系统通过三通阀连接于整车空调系统制冷管路，由空调压缩机向液冷动力电池系统提供所需低温制冷液。液冷动力电池系统液体管路系统与整车空调系统蒸发器形成并联管路，两者工作状态完全独立。液冷动力电池系统的液冷管路系统进口处安装电控流量阀，通过电池管理系统温度信号控制流量阀流量，进而实现对电池箱体的制冷量及温度调节。
液冷动力电池系统在车辆行驶过程中，通过电控流量阀依据温控需求分流空调管路中的低温制冷液；在驻车快速快速充电过程中，整车无制冷需求，压缩机停机。空调液冷管路中泵体驱动储液罐中的留存制冷液冷却液冷动力电池系统，在满足电池箱体充电冷却的需求同时实现空调系统的节能运行。液冷电池系统通过集成于整车现有的空调液冷管道系统，节省了大量液冷系统附带设备及其空间，提高了系统的经济性。
本实用新型的一种液冷电池模块的具体实施例：液冷电池模块与上述一种电动车辆的具体实施例中所述的液冷电池模块的结构相同，不再赘述。
本实用新型的一种液冷动力电池系统的具体实施例：液冷动力电池系统与上述一种电动车辆的具体实施例中所述的液冷动力电池系统的结构相同，不在赘述。
在本实用新型的一种液冷电池模块、液冷动力电池系统及电动车辆的其他实施例中，所述的液冷板还可以是金属件，此时所述的电池模组壳还可以通过焊接的方式固定在液冷板上；所述的冷却管还可以是钢等其他管材；所述的冷却管的进液管和回液管还可以不相邻布置；所述的冷却槽内还可以不填充导热树脂，电池模组直接设在冷却管上；所述的电池模组壳还可以设置在电池模组的四周及底部；所述的电池模组壳还可以是镁合金等其他金属材料；所述的导热树脂还可以是导热橡胶等其他导热绝缘体；上述液冷板上的冷却槽还可以不设置，而将冷却管直接固定在液冷板的表面，然后在冷却管的四周设置支撑件并灌装导热树脂；为了实现能够对电池模组均匀散热，上述冷却管还可以设有至少两根，冷却管的进口和出口还可以分别设置在液冷板的两端即上述进液管和出液管也可以相互串联并分别设置在液冷板的两端。
Claims (9)
1.一种液冷电池模块，包括液冷板，其特征在于：所述的液冷板上敷设有用于冷却电池模组的冷却管, 所述的液冷板上设有开口的冷却槽，所述的冷却管设置在冷却槽内, 所述的液冷电池模块还包括电池模组、设置在电池模组四周的导热的电池模组壳，电池模组壳与液冷板固定连接，所述的冷却槽内填充有导热绝缘体，所述的电池模组粘结在导热绝缘体上。
2.根据权利要求1任一项所述的液冷电池模块，其特征在于：所述的冷却管包括用于均沿单体电池集成方向往复折弯的进液管和回液管，进液管与回液管连通且相邻平行敷设。
3.根据权利要求1任一项所述的液冷电池模块，其特征在于：所述的冷却板上还设有用于对冷却管加热的加热装置。
4.一种电动车辆，包括液冷电池模块，所述的液冷电池模块包括液冷板，其特征在于：所述的液冷板上敷设有用于冷却电池模组的冷却管, 所述的液冷板上设有开口的冷却槽，所述的冷却管设置在冷却槽内, 所述的液冷电池模块还包括电池模组、设置在电池模组四周的导热的电池模组壳，电池模组壳与液冷板固定连接，所述的冷却槽内填充有导热绝缘体，所述的电池模组粘结在导热绝缘体上。
5.根据权利要求4任一项所述的电动车辆，其特征在于：所述的冷却管包括用于均沿单体电池集成方向往复折弯的进液管和回液管，进液管与回液管连通且相邻平行敷设。
6.根据权利要求4任一项所述的电动车辆，其特征在于：所述的电动车辆还包括由至少一个所述的液冷电池模块通过电路联接组成的液冷动力电池系统、液冷系统，所述的各液冷电池模块的液冷板均与电动车辆的液冷系统并联连接，液冷系统包括用于控制流入动力电池流量的电控流量阀。
7.一种液冷动力电池系统，包括至少一个液冷电池模块，所述的液冷电池模块包括液冷板，其特征在于：所述的液冷板上敷设有用于冷却电池模组的冷却管, 所述的液冷板上设有开口的冷却槽，所述的冷却管设置在冷却槽内, 所述的液冷电池模块还包括电池模组、设置在电池模组四周的导热的电池模组壳，电池模组壳与液冷板固定连接，所述的冷却槽内填充有导热绝缘体，所述的电池模组粘结在导热绝缘体上。
8.根据权利要求7任一项所述的液冷动力电池系统，其特征在于：所述的各液冷电池模块的液冷板均与电动车辆的液冷系统并联连接，液冷系统包括用于控制流入动力电池流量的电控流量阀。
9.根据权利要求7任一项所述的液冷动力电池系统，其特征在于：所述的冷却管包括用于均沿单体电池集成方向往复折弯的进液管和回液管，进液管与回液管连通且相邻平行敷设。
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