CN208478522U - 一种液冷动力电池系统 - Google Patents

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钟辉煌
王延栋
符小宁
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Abstract

本实用新型涉及汽车动力电池技术领域,具体而言,涉及一种液冷动力电池系统。一种液冷动力电池系统,包括电池箱体、电子元器件、电池模组以及液冷系统。电池模组及液冷系统均设置在电池箱体内;液冷系统包括液冷板以及与液冷板连通的外冷却回路,外冷却回路设置在电池箱体外,并且外冷却回路包括水泵及热交换器。液冷板设置在电池模组的底部,并与电池模组的底部面接触。该液冷动力电池系统制造成本低,结构简单,能够有效提高降温效果,并且在使用的过程中,其机械结构性能稳定。

Description

一种液冷动力电池系统
技术领域
本实用新型涉及汽车动力电池技术领域,具体而言,涉及一种液冷动力电池系统。
背景技术
现有技术中的动力电池系统存在冷却系统的降温效果差,且机械耐久性较差的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种液冷动力电池系统,该液冷动力电池系统制造成本低,结构简单,能够有效提高降温效果,并且在使用的过程中,其机械结构性能稳定。
本实用新型的实施例是这样实现的:
一种液冷动力电池系统,包括电池箱体、电子元器件、电池模组以及液冷系统;
电池模组及液冷系统均设置在电池箱体内;液冷系统包括液冷板以及与液冷板连通的外冷却回路,外冷却回路设置在电池箱体外,并且外冷却回路包括水泵及热交换器;
液冷板设置在电池模组的底部,并与电池模组的底部面接触。
在本实用新型的一种实施例中:
电池模组底部的两侧均设置有液冷板,两侧的液冷板中的冷却液的流向相反,并且两侧的液冷板均与集流体连通,集流体包括冷却液进口及冷却液出口,冷却液进口和冷却液出口分别与外冷却回路的进水管及出水管连通。
在本实用新型的一种实施例中:
液冷板为一体式制成,并且液冷板的截面为口琴管形状。
在本实用新型的一种实施例中:
在液冷板与电池模组的接触面之间设置有硅胶导热层。
在本实用新型的一种实施例中:
电池箱体包括电池箱上盖及电池箱下箱体,电池箱上盖及电池箱下箱体用于共同限定容纳电池模组及液冷系统的内腔;
在内腔内,电池下箱体的底部设置有用于安装电池模组的横梁支架。
在本实用新型的一种实施例中:
在液冷板与电池箱下箱体之间铺垫有泡棉。
在本实用新型的一种实施例中:
电池箱下箱体采用铝合金挤压型材拼焊而成;
电池箱下箱体包括多个用于与车身安装梁连接固定的安装孔。
在本实用新型的一种实施例中:
电池模组包括壳体及设置在壳体内的多个电芯;
壳体包括端板、侧板以及上盖,以使得电池模组的底部镂空,以用于安装液冷板;
端板和侧板为中空板,端板和侧板连接并用于固定电芯。
在本实用新型的一种实施例中:
在相邻的电芯之间设置有塑料框体。
在本实用新型的一种实施例中:
在上盖与电芯之间设置有用于检测电芯的电压及温度信号的PBC板。
本实用新型的技术方案至少具有如下有益效果:
本实用新型提供的液冷动力电池系统制造成本低,结构简单,能够有效提高降温效果,并且在使用的过程中,其机械结构性能稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实用新型实施例中液冷动力电池系统的结构示意图;
图2为本实用新型实施例中电池模组和液冷板的结构示意图;
图3为本实用新型实施例中液冷板的结构示意图;
图4为本实用新型实施例中电池模组和液冷板的安装示意图;
图5为本实用新型实施例中电池模组和液冷板的安装示意图;
图6为本实用新型实施例中电池模组的结构示意图。
图标:200-液冷动力电池系统;210-电池箱体;220-电池模组;230-液冷系统;211-电池箱上盖;212-电池箱下箱体;221-电芯;222-端板;223-侧板;224-上盖;225-塑料框体;226-PBC板;231-液冷板;232-集流体;233-冷却液进口;234-冷却液出口。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型实施方式的描述中,需要说明的是,术语“内”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型实施方式的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例
请参考图1-6,图1-6示出了实施例中提供的液冷动力电池系统200的具体结构。
从图1-6中可以看出,该液冷动力电池系统200包括电池箱体210、电子元器件、电池模组220以及液冷系统230。
其中,电池模组220及液冷系统230均设置在电池箱体210内。
液冷系统230包括液冷板231以及与液冷板231连通的外冷却回路,外冷却回路设置在电池箱体210外,并且外冷却回路包括水泵及热交换器;
液冷板231设置在电池模组220的底部,并与电池模组220的底部面接触。
通过将液冷板231设置在电池模组220的底部,并与电池模组220的底部面接触,能够有效增大液冷系统230与电池模组220之间的接触面积,从而提高热交换的效率,由此以达到提高液冷系统230对电池模组220的降温效果,由此以保证电池模组220的运行稳定。另外,由于液冷板231设置在电池模组220的底部,由此能够有效避免使用的过程中液冷系统230的使用稳定性。
在本实施例中,在设置液冷板231时,请参照图2-5,在电池模组220底部的两侧均设置有液冷板231,并且两侧的液冷板231中的冷却液的流向相反。其外,两侧的液冷板231均与集流体232连通,集流体232包括冷却液进口233及冷却液出口234,冷却液进口233和冷却液出口234分别与外冷却回路的进水管及出水管连通。由此使得液冷系统230与外冷却回路连通,并形成循环的冷却回路。
需要说明的是,在本实施例中,由于电池模组220底部的两侧均设置有液冷板231,并且两侧的液冷板231中的冷却液的流向相反,另外在集流体232上设置有冷却液进口233及冷却液出口234,故在形成的回路当中能够使得冷却液在回路当中的循环流动,由此在设置水泵时,可以将水泵设置为单向水泵。
具体的,在本实施例中,包括五排共二十五个电池模组220,五排电池模组220的对应的液冷板231均包括进口和出口,并且为了使得进口和出口均与外冷却回路中的水泵连通,故在液冷板231的端口处设置有集流体232,在集流体232上设置有五个进水口和五个出水口,且其五个进水口和五个出水口分别与五个液冷板231的五个进口和五个出口对应连接,其次,由于集流体232上设置有冷却液进口233及冷却液出口234,从而将集流体232上的冷却液进口233及冷却液出口234与外冷却回路连通,便可使得液冷动力电池系统200上的进口和出口通过管道与外冷却回路连通。由此形成用于冷却液循环的将冷却液带进液冷动力电池系统200的进水管,以及将冷却液带出液冷动力电池系统200的出水管。这样的设置方式,有效消除了温度高的电池温度始终高,温度低的电池温度始终低的现象,让电池的差异性增加变缓,使得液冷动力电池系统200内部电池温度一致性好。
需要说明的是,在本实施例中,冷却液可以采用50%水-50%乙二醇。
进一步地,在本实施例中,液冷板231可以为一体式制成,并且液冷板231的截面为口琴管形状。另外,为增大液冷系统230与电池模组220之间的接触面积还可以在液冷板231与电池模组220的接触面之间设置硅胶导热层,通过硅胶导热层将热量传导至液冷板231,以便于液冷板231与电池模组220之间进行热量交换,从而提高热交换的效率。
在设置电池箱体210时,在本实施例中,请参照图1-6,电池箱体210包括电池箱上盖211及电池箱下箱体212,电池箱上盖211及电池箱下箱体212用于共同限定容纳电池模组220及液冷系统230的内腔。在内腔内,电池下箱体的底部设置有用于安装电池模组220的横梁支架。
进一步地,为保护液冷系统230,故在液冷板231与电池箱下箱体212之间铺垫有泡棉。另外,电池箱下箱体212采用铝合金挤压型材拼焊而成;电池箱下箱体212包括多个用于与车身安装梁连接固定的安装孔。
进一步地,电池箱下箱体212可以采用铝合金挤压型材拼焊而成,其结构强度和耐久稳定性较高,充分保证动力电池系统在振动、挤压、跌落、碰撞、机械冲击等场景下的安全。同时,电池箱下箱体212中的横梁支架设置在其内槽的底面上,用于电池模组220的安装和固定。另外,电池箱下箱体212两侧进行加厚和斜边加强设计,并设计有18个安装孔用于和车身安装梁连接固定。
其次,该液冷动力电池系统200安装在车身地板下部,会受到雨水和灰尘的侵袭,电池箱上盖211主要起到对动力电池防尘防水的作用。由于该液冷动力电池系统200仅通过电池箱下箱体212和车身连接固定,电池箱上盖211基本没有受到外力,电池箱上盖211靠近车身地板,从而可以选用质量较轻、绝缘性能较高又耐腐蚀的材料,从而有利于提高动力电池系统和整车的安全性。
因此,在本实施例中,电池箱上盖211可以选用玻璃纤维和树脂制成的复合材料。电池箱上盖211通过螺栓和电池箱下箱体212进行固定装配。
在设置电池模组220时,在本实施例中,请参照图1-6,电池模组220包括壳体及设置在壳体内的多个电芯221。其中,壳体包括端板222、侧板223以及上盖224,以使得电池模组220的底部镂空,从而在电池模组220的镂空底面处安装液冷板231;端板222和侧板223为中空板,端板222和侧板223连接并用于固定电芯221。
进一步地,端面板为中空板,端面板上设有模组固定孔位,通过长螺栓固定在电池箱下箱体212底部的安装横梁上。电芯221之间通过塑料框体225进行连接,其上表面设置PBC板226,即在上盖224与电芯221之间设置有用于检测电芯221的电压及温度信号的PBC板226。
由此,通过使得电池模组220的底面镂空,使得电池底面直接暴露出来,以便于贴上导热性能好、热膨胀系数大的导热硅胶层。电池模组220下面的液冷板231和电池箱下箱体212之间设置有软泡棉材料,在电芯221温度越高产生热膨胀,或者温度越低收缩时均能很好保证液冷板231和电芯221底面的接触。同时,软泡棉很大程度上缓解了电池模组220对液冷管施加的压力,确保不发生变形或者损伤。
其外,液冷系统230除上述结构外,还包括设置在液冷动力电池系统200外部的热交换器、水泵、热交换器、三通阀、四通阀、以及膨胀水箱。
进一步的,在本实施例中,液冷动力电池系统200的额定电压可以为365V,额定容量可以为150Ah,总能量可以为54.75kWh。电芯221采用符合VDA尺寸设计的150Ah三元材料方形电池。模组组合方式为1并4串,总数量为25个。整个液冷动力电池系统200组合方式为1并100串。
综上,该液冷动力电池系统200具备以下优点:
精简整车热管理结构和控制策略,采用性能较好且功能较为简单的水泵,同时降低成本;
增加电池模组220和液冷板231之间的接触面积,提高热传导效率;
提高动力电池系统内部液冷系统230结构的结构耐久稳定性;
减小动力电池系统中各电池之间的温度差异。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液冷动力电池系统,其特征在于:
所述液冷动力电池系统包括电池箱体、电子元器件、电池模组以及液冷系统;
所述电池模组及所述液冷系统均设置在所述电池箱体内;所述液冷系统包括液冷板以及与所述液冷板连通的外冷却回路,所述外冷却回路设置在所述电池箱体外,并且所述外冷却回路包括水泵及热交换器;
所述液冷板设置在所述电池模组的底部,并与所述电池模组的底部面接触。
2.根据权利要求1所述的液冷动力电池系统,其特征在于:
所述电池模组底部的两侧均设置有所述液冷板,两侧的所述液冷板中的冷却液的流向相反,并且两侧的所述液冷板均与集流体连通,所述集流体包括冷却液进口及冷却液出口,所述冷却液进口和所述冷却液出口分别与所述外冷却回路的进水管及出水管连通。
3.根据权利要求1所述的液冷动力电池系统,其特征在于:
所述液冷板为一体式制成,并且所述液冷板的截面为口琴管形状。
4.根据权利要求1所述的液冷动力电池系统,其特征在于:
在所述液冷板与所述电池模组的接触面之间设置有硅胶导热层。
5.根据权利要求1所述的液冷动力电池系统,其特征在于:
所述电池箱体包括电池箱上盖及电池箱下箱体,所述电池箱上盖及所述电池箱下箱体用于共同限定容纳所述电池模组及所述液冷系统的内腔;
在所述内腔内,所述电池下箱体的底部设置有用于安装所述电池模组的横梁支架。
6.根据权利要求5所述的液冷动力电池系统,其特征在于:
在所述液冷板与所述电池箱下箱体之间铺垫有泡棉。
7.根据权利要求5所述的液冷动力电池系统,其特征在于:
所述电池箱下箱体采用铝合金挤压型材拼焊而成;
所述电池箱下箱体包括多个用于与车身安装梁连接固定的安装孔。
8.根据权利要求1所述的液冷动力电池系统,其特征在于:
所述电池模组包括壳体及设置在所述壳体内的多个电芯;
所述壳体包括端板、侧板以及上盖,以使得所述电池模组的底部镂空,以用于安装所述液冷板;
所述端板和所述侧板为中空板,所述端板和所述侧板连接并用于固定所述电芯。
9.根据权利要求8所述的液冷动力电池系统,其特征在于:
在相邻的所述电芯之间设置有塑料框体。
10.根据权利要求8所述的液冷动力电池系统,其特征在于:
在所述上盖与所述电芯之间设置有用于检测所述电芯的电压及温度信号的PBC板。
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