CN209880757U - 一种电动汽车用方形电池水冷模组 - Google Patents

一种电动汽车用方形电池水冷模组 Download PDF

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安占旺
赵晓军
李永江
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Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车用方形电池水冷模组，包括电池模组主体，所述电池模组主体包括在纵向方向上前后设置且相互平行的多个电芯模块(100)；每个电芯模块(100)包括纵向平行并列且垂直设置的多个电芯(11)；所述电池模组主体的前后两侧分别设置有一个模组侧板(12)；所述电池模组主体的左右两侧分别设置有一个模组端板(10)；任意相邻的两个电芯模块(100)之间设置有一个水冷板(8)；每个水冷板(8)的前后两侧，分别贴合设置有一个导热硅胶垫(9)。本实用新型能够在不增加电池模组高度的情况下，有效地对电池模组进行散热，让电池模组不会占用电动汽车在高度方向的空间，方便电动汽车对电池系统的空间布置。

Description

一种电动汽车用方形电池水冷模组
技术领域
本实用新型涉及电动汽车技术领域，特别是涉及一种电动汽车用方形电池水冷模组。
背景技术
随着电动汽车的电池系统的能量密度越来越高，电池系统发热量越大。为解决方形电池系统的散热问题，目前一般的方法是在电池模组下方增加散热部件来进行散热，这种方法，将导致电池系统的高度增大，进而不利于电动汽车对电池系统的空间布置，甚至会导致减小电动汽车的离地间隙。
因此，目前迫切需要开发出一种技术，其能够在不增加电池模组高度的情况下，有效地对电池模组进行散热，让电池模组不会占用电动汽车在高度方向的空间，方便电动汽车对电池系统的空间布置。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种电动汽车用方形电池水冷模组，其结构设计科学合理，能够在不增加电池模组高度的情况下，有效地对电池模组进行散热，让电池模组不会占用电动汽车在高度方向的空间，方便电动汽车对电池系统的空间布置，有利于广泛地应用，具有重大的生产实践意义。
为此，本实用新型提供了一种电动汽车用方形电池水冷模组，包括电池模组主体，所述电池模组主体包括在纵向方向上前后设置且相互平行的多个电芯模块；
每个电芯模块包括纵向平行并列且垂直设置的多个电芯；
所述电池模组主体的前后两侧分别设置有一个模组侧板；
所述电池模组主体的左右两侧分别设置有一个模组端板；
任意相邻的两个电芯模块之间设置有一个水冷板；
每个水冷板的前后两侧，分别贴合设置有一个导热硅胶垫。
其中，所述电池模组主体的顶部设置有塑料隔离支架；
所述塑料隔离支架的左端设置有模组输出端汇流排固定座；
模组输出端汇流排固定座的顶部，通过模组输出端固定螺栓固定连接有电芯间汇流排；
电芯间汇流排的顶部设置有电压温度采集电路板；
电压温度采集电路板的正上方设置有模组上盖。
其中，所述模组上盖的四周边缘部位，通过间隔设置的多个模组固定螺栓，分别与模组端板和模组侧板螺纹连接。
其中，所述水冷板为内部中空的结构；
所述水冷板的左右两侧下部，分别设置有第一凸台；
所述水冷板的左右两侧中部，分别设置有第二凸台；
第二凸台上设置有水嘴，所述水嘴与水冷板内部相连通；
所述模组端板在与所述水嘴相对应的位置，具有预开孔；
所述水嘴穿过模组端板的预开孔，然后与外部中空的连接管道相连通；
所述模组端板在与第一凸台相对应的位置，设置有第二凹槽；
第一凸台嵌入到第二凹槽中；
所述模组端板在与第二凸台相对应的位置，设置有第一凹槽；
第二凸台嵌入到第一凹槽中。
其中，所述水冷板的左右两侧上部，分别焊接设置有一个支架；
所述支架的前后两端分别具有一个连接孔；
所述模组端板在与所述连接孔相对应的位置，设置有装箱孔。
由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本实用新型提供的一种电动汽车用方形电池水冷模组，其结构设计科学合理，能够在不增加电池模组高度的情况下，有效地对电池模组进行散热，让电池模组不会占用电动汽车在高度方向的空间，方便电动汽车对电池系统的空间布置，有利于广泛地应用，具有重大的生产实践意义。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种电动汽车用方形电池水冷模组的立体结构分解示意图；
图2为本实用新型提供的一种电动汽车用方形电池水冷模组的立体结构示意图；
图3为本实用新型提供的一种电动汽车用方形电池水冷模组中水冷板的立体结构示意图；
图4为本实用新型提供的一种电动汽车用方形电池水冷模组中模组端板的内侧结构示意图；
图5为本实用新型提供的一种电动汽车用方形电池水冷模组中模组端板的外侧结构示意图；
图6为本实用新型提供的一种电动汽车用方形电池水冷模组中导热硅胶垫的结构示意图；
图7为本实用新型提供的一种电动汽车用方形电池水冷模组中模组侧板的结构示意图；
图中：1、模组固定螺栓；2、模组上盖；3、电压温度采集电路板；4、电芯间汇流排；5、模组输出端固定螺栓；
6、模组输出端汇流排固定座；7、塑料隔离支架；
8、水冷板组件；81、第一凸台；82、第二凸台；83、水嘴；84、支架；
9、导热硅胶垫；10、模组端板；101、预开孔；102、第一凹槽；103、第二凹槽；104、装箱孔；
11、电芯；12、模组侧板。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
参见图1至图7，本实用新型提供了一种电动汽车用方形电池水冷模组，包括电池模组主体，所述电池模组主体包括在纵向方向上前后设置且相互平行的多个电芯模块100(不限于图1所示的两个)；
每个电芯模块100包括纵向平行并列且垂直设置的多个电芯11；
所述电池模组主体的前后两侧分别设置有一个模组侧板12；
所述电池模组主体的左右两侧分别设置有一个模组端板10；
任意相邻的两个电芯模块100之间设置有一个水冷板8；
每个水冷板8的前后两侧，分别贴合设置(例如粘接)有一个导热硅胶垫9。
需要说明的是，对于本实用新型，具体实现上，电芯模块100的数量不限于图1所示的两个，根据用户的需要，还可以是任意多个。这时候，水冷板相应的安装多个，可以起到对电芯的散热冷却作用。
在本实用新型中，具体实现上，所述电池模组主体的顶部设置有塑料隔离支架7。
具体实现上，所述塑料隔离支架7的左端设置有模组输出端汇流排固定座6；
模组输出端汇流排固定座6的顶部，通过模组输出端固定螺栓5固定连接有电芯间汇流排4。
具体实现上，电芯间汇流排4的顶部设置(可以为卡接)有电压温度采集电路板(FPC)3；
具体实现上，电压温度采集电路板(FPC)3的正上方设置有模组上盖2；
所述模组上盖2的四周边缘部位，通过间隔设置的多个模组固定螺栓1，分别与模组端板10和模组侧板12螺纹连接。
在本实用新型中，具体实现上，所述水冷板8为内部中空的结构；
所述水冷板8的左右两侧下部，分别设置有第一凸台81；
所述水冷板8的左右两侧中部，分别设置有第二凸台82；
第二凸台82上设置有水嘴83，所述水嘴83与水冷板8内部相连通；
所述模组端板10在与所述水嘴83相对应的位置，具有预开孔101；
所述水嘴83穿过模组端板10的预开孔101，然后与外部中空的连接管道相连通；
所述模组端板10在与第一凸台81相对应的位置，设置有第二凹槽103；
第一凸台81嵌入到第二凹槽103中；
所述模组端板10在与第二凸台82相对应的位置，设置有第一凹槽102；
第二凸台82嵌入到第一凹槽102中。
因此，基于以上的固定结构，能够保证水冷板8的定位和固定。
需要说明的是，水冷板8左右两侧的水嘴82，分别通过一根中空的连接管道与一个水泵的出液口和进液口相连通，所述水冷板8和连接管道中预先注入有冷却液。
需要说明的是，所述冷却液为阻燃冷却液。具体实现上，所述连接管道外部可以串联散热器和加热器，以方便夏天时对冷却液进行散热处理以及加热处理。
需要说明的是，在本实用新型中，所述水泵的作用是给所述连接管道内的冷却液提供循环动力，从而保证冷却液可以在连接管道中流动，并可控制冷却液的流动速度。具体实现上，该水泵选用现有的常用冷却泵即可。
在本实用新型中，具体实现上，所述水冷板8的左右两侧上部，分别焊接设置有一个支架84；
所述支架84的前后两端分别具有一个连接孔840；
所述模组端板10在与所述连接孔840相对应的位置，设置有装箱孔104；
需要说明的是，模组固定螺栓1在贯穿模组上盖2、支架84上的连接孔 840后，与模组端板10上的装箱孔104螺纹连接在一起。
因此，对于本实用新型，水冷板的支架和模组端板都通过模组固定螺栓固定到箱体，保证水冷板组件的固定。
需要说明的是，对于本实用新型，两个连接孔840和模组端板10的两个装箱孔104同心，因此，模组固定螺栓1贯穿连接孔840后，与模组端板 10上的装箱孔104螺纹连接在一起，因此，使得电池模组在装箱时，能够加强水冷板8的固定。
在本实用新型中，具体实现上，模组端板10和模组侧板12的相接触部分，通过激光焊接固定在一起。
在本实用新型中，具体实现上，电芯间汇流排4通过激光焊接，与电芯 11的极耳固定连接。
在本实用新型中，具体实现上，模组端板10的最低端需要比水冷板8 的最低端，低预设的距离，保证在电池模组装箱时，水冷板不和外部的箱体相接触。
在本实用新型中，具体实现上，模组端板10的最低端，需要比电芯11的最低端，低预设的距离，保证电池模组装箱时，电芯不和外部的箱体相接触。
在本实用新型中，具体实现上，模组侧板12采用5系铝合金冲压而成， 5系铝合金抗拉强度高，延伸率高，可以很好地冲压成型。
作为优选，模组端板10采用6系铝合金挤出型材、然后机加工成型，6 系铝合金耐腐蚀性良好、无应力腐蚀破裂倾向、焊接性能良好、热处理强化效果好、成型性良好。
需要说明的是，对于本实用新型，其通过在两列电芯的中间加入水冷板，保证电芯的热量通过水冷板传出，在不利用高度方向空间的前提下，加入了水冷功能；同时，水平方向可以看成是两个小模组(电芯模块100视为一个小模组)制作成一个大模组，合理利用了两个电芯模块100中间的间隙，换言之，加入水冷的同时，几乎没有额外占用电池系统水平方向的空间。
本实用新型的工作原理为：水冷板两侧通过导热硅胶垫将电芯的热量传导到水冷板，然后水冷板通过内部流动的水(或者其他常规的冷却液)将热量带出电池系统，达到电池系统降温的效果；相应的，冬季天气寒冷时，电芯加热是相同的道理，即外部热水通过水冷板、导热硅胶垫将热量传递到电芯，达到电芯加热的效果。
对于本实用新型提供的电动汽车用方形电池水冷模组，其是一种高强度、轻量化和紧凑型的电池模组，其组织过程可以如下：
首先，在水冷板8的前后两侧贴好导热硅胶垫9，然后，在其两侧均放置多个电芯11(若干电芯缠膜后根据串并联需求组合在一起，中间可以加气凝胶垫或其他缓冲部品，下同)，保证电芯组件11紧贴导热硅胶垫9；
然后，放置两个模组端板10、两个模组侧板12，通过激光焊接将模组端板10和模组侧板12固定在一起；
然后，安装塑料隔离支架7、模组输出端固定螺栓5、电芯间汇流排组件4和电压温度采集电路板(FPC)3；
然后，通过激光焊接将电芯间汇流排组件4焊接到多个电芯11上，通过激光焊将电压温度采集电路板(FPC)3焊接到电芯间汇流排组件4上，最后安装模组上盖2，完成模组的组装。
因此，综上所述，与现有技术相比较，本实用新型提供了一种电动汽车用方形电池水冷模组，其结构设计科学合理，能够在不增加电池模组高度的情况下，有效地对电池模组进行散热，让电池模组不会占用电动汽车在高度方向的空间，方便电动汽车对电池系统的空间布置，有利于广泛地应用，具有重大的生产实践意义。
以上阐述了本实用新型的工作原理、基本特征和优点，其目的是让本领域的人了解本实用新型的原理并实施，并不能限制本实用新型的保护范围。凡是根据本实用新型的本质变换或改进，如水冷板安装方式变更、零部件焊接方式变更、电芯数量从两列变为多列、FPC变更为线束等，都应落入本实用新型的保护范围之内。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种电动汽车用方形电池水冷模组，其特征在于，包括电池模组主体，所述电池模组主体包括在纵向方向上前后设置且相互平行的多个电芯模块(100)；
每个电芯模块(100)包括纵向平行并列且垂直设置的多个电芯(11)；
所述电池模组主体的前后两侧分别设置有一个模组侧板(12)；
所述电池模组主体的左右两侧分别设置有一个模组端板(10)；
任意相邻的两个电芯模块(100)之间设置有一个水冷板(8)；
每个水冷板(8)的前后两侧，分别贴合设置有一个导热硅胶垫(9)。
2.如权利要求1所述的方形电池水冷模组，其特征在于，所述电池模组主体的顶部设置有塑料隔离支架(7)；
所述塑料隔离支架(7)的左端设置有模组输出端汇流排固定座(6)；
模组输出端汇流排固定座(6)的顶部，通过模组输出端固定螺栓(5)固定连接有电芯间汇流排(4)；
电芯间汇流排(4)的顶部设置有电压温度采集电路板(3)；
电压温度采集电路板(3)的正上方设置有模组上盖(2)。
3.如权利要求2所述的方形电池水冷模组，其特征在于，所述模组上盖(2)的四周边缘部位，通过间隔设置的多个模组固定螺栓(1)，分别与模组端板(10)和模组侧板(12)螺纹连接。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方形电池水冷模组，其特征在于，所述水冷板(8)为内部中空的结构；
所述水冷板(8)的左右两侧下部，分别设置有第一凸台(81)；
所述水冷板(8)的左右两侧中部，分别设置有第二凸台(82)；
第二凸台(82)上设置有水嘴(83)，所述水嘴(83)与水冷板(8)内部相连通；
所述模组端板(10)在与所述水嘴(83)相对应的位置，具有预开孔(101)；
所述水嘴(83)穿过模组端板(10)的预开孔(101)，然后与外部中空的连接管道相连通；
所述模组端板(10)在与第一凸台(81)相对应的位置，设置有第二凹槽(103)；
第一凸台(81)嵌入到第二凹槽(103)中；
所述模组端板(10)在与第二凸台(82)相对应的位置，设置有第一凹槽(102)；
第二凸台(82)嵌入到第一凹槽(102)中。
5.如权利要求1至3中任一项所述的方形电池水冷模组，其特征在于，所述水冷板(8)的左右两侧上部，分别焊接设置有一个支架(84)；
所述支架(84)的前后两端分别具有一个连接孔(840)；
所述模组端板(10)在与所述连接孔(840)相对应的位置，设置有装箱孔(104)。
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