CN208157468U - 液冷电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液冷电池系统，包括电池箱体、设在电池箱体内的一组电池模组及液冷板和设在电池箱体外部的泵和散热器，液冷板上设有端口，所述泵为双向泵，液冷板上设有两个端口，液冷板的两个端口分别通过循环管道与对应的泵两端口相连。该液冷电池系统设计合理，消除温度高的电池芯温度始终高，温度低的电池芯温度始终低的现象，让电池的差异性增加变缓，电池内部模组温度一致性好，改善电池的性能和寿命。

Description

液冷电池系统

技术领域

本实用新型涉及汽车动力电池技术领域，尤其是涉及一种液冷电池系统。

背景技术

在能源和环境危机的推动下，世界各国政府和汽车企业投入了大量的精力来发展电动汽车，以降低对于化石能源的依赖和减轻排放。电动汽车以车载化学储能系统提供电能，这些车辆的性能和品质在很大程度上也对其所装配的电池系统有很大依赖。电池系统的基础是由很多电池芯单体通过串联或者并联组合而成，通过结构设计固定到电池箱中，再连接线束，安装各种辅助系统。电池芯是储存化学能的储能单元，电池芯在充放电时，电流通过，会发生欧姆热效应，也会产生不可逆化学反应热，引起电池芯温度的变化。每个电池芯单体所处的传热散热环境不同，这也会影响电池芯单体的温度。电池温度会影响电池单元的寿命和稳定性，高温会加速电解液的消耗、电极和隔板的老化，电池芯在高温下老化速率会明显快于低温部分。如果电池之间的温度差异大，电池的一致性就会随着时间的变化而劣化，电池的差异性会持续扩大，加速电池的失效。且只要有一只电池芯单体温度过高，整组电池将无法工作。因此附设温度管理设备，防止电池温度过高，并降低电池单体芯间温度的差异，就显得很有必要。

现有技术用于电池系统的冷却系统主要分为风冷系统和液冷系统，使用风冷的电池系统，电池单体芯间的温度差还会很大，往往电池芯的最高温度跟最低温度会相差10多度。现有技术普通的液冷系统，分为三类，一类是电池芯浸泡于冷却液中，一类是电池最宽的表面接触液冷面板，一类是仅仅电池芯的侧面或底面接触液冷板。使用第一类液冷系统会导致电池系统的能量密度很低，使用第二类液冷系统会导致电池系统的造价高昂，因此第三类液冷系统最常用的。现有技术中，一旦液冷系统装配完成，则液冷系统中的冷却液形成一个固定的流场，因而电池系统的温度场分布也就决定了。这样的液冷系统，虽然能够防止电池芯的温度过高，也能缓解电池芯间的温度差。然而现有技术的液冷系统，温度的分布是固定的，依然存在温度高的电池芯单体温度一直高，温度低的电池芯单体温度一直低，电池芯的差异性会越来越大，一致性会越来越差的问题。

实用新型内容

针对现有技术不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种液冷电池系统，以达到电池内部模组温度差异小的目的。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：

该液冷电池系统，包括电池箱体、设在电池箱体内的一组电池模组及液冷板和设在电池箱体外部的泵和散热器，液冷板上设有端口，所述泵为双向泵，液冷板上设有两个端口，液冷板的两个端口分别通过循环管道与对应的泵两端口相连。

进一步的，所述电池箱体为铝型材拼接而成，并在电池箱体上设有电池箱盖，电池箱盖采用绝缘材料成型。

所述液冷板位于相邻电池模组之间。

所述电池模组包括壳体和设在壳体内的电池芯，所述壳体包括地板、端面板和侧面板以及顶板，侧面板与液冷板相接触设置。

所述电池箱体的底部设有安装支撑板。

所述侧面板采用导热易热膨胀的板。

所述端面板为中空板，并端面板上设有模组固定支架。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

该液冷电池系统设计合理，消除温度高的电池芯温度始终高，温度低的电池芯温度始终低的现象，让电池的差异性增加变缓，电池内部模组温度一致性好，改善电池的性能和寿命。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本实用新型电池爆炸示意图。

图2为本实用新型电池模组和液冷板示意图。

图3为本实用新型电池模组爆炸示意图。

图4为本实用新型模组和液冷板局部示意图一。

图5为本实用新型模组和液冷板局部示意图二。

图6为本实用新型模组和液冷板局部示意图三。

图中：

1.电池箱体、2.电池箱盖、3.电池模组、301.地板、302.端面板、303.侧面板、304.顶板、4.液冷板。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1至图6所示，该液冷电池系统，包括电池箱体1、电池箱盖2、电池模组3、液冷系统、电池管理系统以及高压配电盒PDU。

电池箱体1采用铝型材拼焊而成，有利于电池系统在跌落、挤压、碰撞等场景下的安全。在电池箱的内部底面中轴线焊接有安装支撑板，供模组固定和管线布置。在平行中轴线的两侧也焊接有安装支撑骨架，用于安装固定模组。

电池箱盖2主要起到电池箱密封作用，由于电池系统安装在车架底部车身下方，电池箱所在位置，直接受到滥用力的可能性很小，且接近电池正负极的导电连接体，选用绝缘材质有利于提高安全性。优选的，电池箱盖选用吸塑材料模压制成，上盖通过螺丝固定到箱体上。

电池模组3包括壳体和设在壳体内的电池芯，壳体包括地板301、端面板302和侧面板303以及顶板304，侧面板303与液冷板4相接触设置。端面板为中空板，端面板上设有模组固定支架，固定在电池箱底部的支撑板上。液冷板位于相邻电池模组之间。

电池模组垂直于电池箱中轴线的侧面板采用导热性能好、热膨胀系数大的金属板。电池芯温度越高，由于热膨胀，导热侧面板跟电池芯的接触越紧密，跟侧面的液冷板的接触也越紧密，越利于导热。

液冷系统包括设在电池箱体内的液冷板4和设在电池箱体外部的泵、散热器、电子风扇以及膨胀水箱。

液冷板上设有端口，泵为双向泵，液冷板上设有两个端口，液冷板的两个端口分别通过循环管道与对应的泵两端口相连。每个液冷板的两面各接触一个电池模组，固定在两个电池模组之间。液冷板在电池箱中轴线方向设置进液口和出液口，通过管道连接到液冷系统的循环管道上。循环管道分两条，一条进液管，将冷却液带进电池箱，一条出液管，将冷却液带出电池箱。

采用双向泵，泵反转时，液冷系统的进液管和出液管转换。每个电池模组的进液口变为出液口，出液口变为进液口；消除温度高的电池芯温度始终高，温度低的电池芯温度始终低的现象，让电池的差异性增加变缓，电池内部模组温度一致性好。

具体实施方式为：331V129Ah42kWh三元电池系统，电池系统采用43Ah电芯，模组采用3并4串模组22个，3并2串模组2个，共计3并92串。

电池箱采用铝合金型材拼焊，在中轴线及平行于中轴线的边沿焊接支撑板。由于长度的限制，部分模组采用双层安装。上层安装于支架上，支架焊接在电池箱底部。

3并4串模组18个分两排每排9个模组安装在电池箱底层，3并4串模组4个分两排每排2个安装在第二层。两个3并2串的模组安装在中轴线上的支架上。模组之间通过软铜排连接到高压配电单元PDU。

液冷系统，每个液冷板的两面各接触一个电池模组，固定在两个电池模组之间，两个单独安装在中轴线上的3并2串模组由于没有相邻的电池模组，各自单独配一个液冷板。液冷板在电池箱中轴线方向设置进液口和出液口，通过管道连接到液冷系统的循环管道上。循环管道分两条，一条进液管，将冷却液带进电池箱，一条出液管，将冷却液带出电池箱。液冷系统在电池箱外壳使用接插件连接，液冷系统在电池箱外由管道、泵、散热器、电子风扇、膨胀水箱组成。

液冷系统采用双向泵，泵反转时，液冷系统的进液管和出液管转换。每个电池模组的进液口变为出液口，出液口变为进液口。

电池管理系统和高压配电单元PDU，选用现有技术的常规装置。电池管理系统的线束沿着电池箱边框内侧固定。

上述仅为对本实用新型较佳的实施例说明，上述技术特征可以任意组合形成多个本实用新型的实施例方案。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种液冷电池系统，包括电池箱体、设在电池箱体内的一组电池模组及液冷板和设在电池箱体外部的泵和散热器，液冷板上设有端口，其特征在于：所述泵为双向泵，液冷板上设有两个端口，液冷板的两个端口分别通过循环管道与对应的泵两端口相连；

所述电池箱体为铝型材拼接而成，并在电池箱体上设有电池箱盖，电池箱盖采用绝缘材料成型；

所述电池模组包括壳体和设在壳体内的电池芯，所述壳体包括地板、端面板和侧面板以及顶板，侧面板与液冷板相接触设置；

所述电池箱体的底部设有安装支撑板；所述侧面板采用导热易热膨胀的板；所述端面板为中空板，并在端面板上设有模组固定支架。

2.如权利要求1所述液冷电池系统，其特征在于：所述液冷板位于相邻电池模组之间。