CN209880767U - 动力电池水冷装置及动力电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及新能源汽车技术领域，公开了一种动力电池水冷装置及动力电池，水冷装置包括水冷板腔体组、水冷板扣板组及冷却管路，水冷板腔体组与水冷板扣板组相扣合形成水冷板组，冷却管路与水冷板组连通；冷却管路包括主进水口、主进水管、主出水管及主出水口，主进水口设置在主进水管的入口端，主出水口设置在主出水管的出口端，主进水管与主出水管之间并联设置有分别通向和流出水冷板组中的各个水冷板的支管路。本实用新型中每个电池组块对应的水冷板的支流路采用并联方式设置在主流路上，从而能保证流过每一个水冷板的冷却液的温度一致，也就保证电池组块之间的温度一致性，从而保证动力电池的性能同时延长电池的使用寿命。

Description

动力电池水冷装置及动力电池

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车技术领域，具体涉及一种动力电池水冷装置及动力电池。

背景技术

动力电池是电动汽车重要组成部分，不仅为电动汽车的驱动提供电能，还为汽车上的电子辅助设备提供电能。高电压的动力电池在工作状态下会产生大量热能，动力电池发热不仅会影响电池的性能，热失控还会出现安全事故，因此，良好的散热系统是保证动力电池充放电性能及寿命的重要系统，水冷板为动力电池的热管理系统中的关键部件。

现有的动力电池的水冷板通常采用一条长流道顺次流经各个电芯后流出。由于冷却流道较长，冷却液流经水冷板过程中被逐渐加热，温度沿流经方向逐渐上升，如此流经出水区域的冷却液的降温效果就不如进水区域的好，如此也必然导致水冷板进水区域的电芯与出水区域的电芯存在温差。采用这种水冷板的动力电池的各电芯的温度不均，从而导致动力电池的性能及使用寿命都受到影响。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种动力电池水冷装置，能够减小动力电池中各个电池组块之间的温差。

为实现上述目的，本实用新型所设计的动力电池水冷装置包括水冷板腔体组、水冷板扣板组及冷却管路，所述水冷板腔体组与所述水冷板扣板组相扣合形成内部容置冷却液的水冷板组，所述冷却管路与所述水冷板组连通以向所述水冷板组内注入和从所述水冷板组中排出冷却液；所述冷却管路包括主进水口、主进水管、主出水管及主出水口，所述主进水口设置在所述主进水管的入口端，所述主出水口设置在所述主出水管的出口端，所述主进水管与所述主出水管之间并联设置有分别通向和流出所述水冷板组中的各个水冷板的支管路。

作为优选方案，所述主进水管呈直线设置在所述水冷装置的中心线上，所述主出水管呈L形且两根所述主出水管对称地设置在所述主进水管的两侧。

作为优选方案，所述主进水口与所述主出水口临近并排布置。

作为优选方案，所述水冷板组中，部分所述水冷板的进水口和出水口的连线经过所述水冷板的中心线，部分所述水冷板的进水口和出水口的连线经过所述水冷板的对角线。

作为优选方案，所述冷却管路进一步包括间隔设置在所述主进水管上的多个进水接头，每一所述进水接头上设有多个水冷腔进水口，每一所述水冷腔进水口分别连通至所述水冷板组中的一个水冷板的进水口。

作为优选方案，所述水冷板腔体组中每一水冷腔体与对应的电池组块贴近的面上设置有向腔体内凸出导热柱形成的阵列。

本实用新型的目的还在在于，提供一种动力电池，能够减小动力电池中各个电池组块之间的温差。

为实现上述目的，本实用新型所设计的动力电池包括电池上盖板、电池组、电池下盖板、水冷板腔体组、水冷板扣板组及冷却管路，所述电池组置于所述电池上盖板与所述电池下盖板形成的腔体内，所述水冷板腔体组与所述水冷板扣板组相扣合形成内部容置冷却液的水冷板组，所述冷却管路与所述水冷板组连通以向所述水冷板组内注入和从所述水冷板组中排出冷却液；所述水冷板组中水冷板的数量和位置与所述电池组中电池组块的数量和位置相对应，所述冷却管路中连通每一所述水冷板的支管路并联设置在主管路上。

作为优选方案，所述电池下盖板上开设有与所述电池组中的所述电池组块相对应的开口，以供对应的所述水冷板经由导热胶与对应的所述电池组块相贴合。

作为优选方案，所述电池下盖板的下部形成有容置所述水冷板组的凹槽。

作为优选方案，所述电池下盖板的边缘设置有带安装孔的安装耳。

作为优选方案，所述冷却管路包括主进水口、主进水管、进水接头、出水接头、主出水管及主出水口；所述主进水口设置在所述主进水管的入口端，所述主出水口设置在所述主出水管的出口端；所述主进水口与所述主出水口临近并排布置在临近所述动力电池一侧的中点处，所述主进水管呈直线设置在所述水冷装置的中心线上，所述主出水管呈L形且两根所述主出水管对称地设置在所述主进水管的两侧；多个所述进水接头间隔分布在所述主进水管上，每一所述进水接头上设有多个水冷腔进水口，每一所述水冷腔进水口分别连通至所述水冷板组中的一个水冷板的进水口；多个所述出水接头间隔设置在所述主出水管上，每一所述出水接头上设置一个连通至所述水冷板组中的一个水冷板的出水口的水冷腔出水口。

作为优选方案，所述电池组包括第一电池组块、第二电池组块、第三电池组块、第四电池组块及第五电池组块，所述第一电池组块、所述第二电池组块、所述第三电池组块、所述第四电池组块及第五电池组块沿所述主进水管的流向依次分布在所述主进水管的两侧。

作为优选方案，所述水冷板组中，与所述第一电池组块、所述第四电池组块、所述第五电池组块相对应的所述水冷板的进水口和出水口的连线经过所述水冷板的中心线，与所述第二电池组块、所述第三电池组块相对应的所述水冷板的进水口和出水口的连线经过所述水冷板的对角线。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的动力电池水冷装置和动力电池中，每个电池组块对应的水冷板的支流路采用并联方式设置在主流路上，从而能保证流过每一个水冷板的冷却液的温度一致，也就保证电池组块之间的温度一致性，从而保证动力电池的性能同时延长电池的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型优选实施例的动力电池的分解图。

图2为图1中的动力电池去掉第一水冷扣板、第五水冷扣板后的组装图。

图3为图1中的动力电池的冷却液流向示意图。

图4为本实用新型优选实施例的动力电池水冷装置的分解图。

图中各部件标号如下：

电池上盖板10；电池组块20(其中，第一电池组块21、第二电池组块22、第三电池组块23、第四电池组块24、第五电池组块25)；电池下盖板30；水冷板腔体组40(其中，第一水冷腔体41、第二水冷腔体42、第三水冷腔体43、第四水冷腔体44、第五水冷腔体45)；水冷板扣板组50(其中，第一水冷扣板51、第二水冷扣板52、第三水冷扣板53、第四水冷扣板54、第五水冷扣板55)；冷却管路60(其中，主进水口61、主进水管62、进水接头63、出水接头64、主出水管65、主出水口66)；第一导热柱411、第五导热柱451；第一水冷腔进水口631、第二水冷腔进水口632、第三水冷腔进水口633、第四水冷腔进水口634、第五水冷腔进水口635；第一水冷腔出水口641、第二水冷腔出水口642、第三水冷腔出水口643、第四水冷腔出水口644、第五水冷腔出水口645。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参阅图1和图2，本实用新型优选实施例的目的在于提供一种动力电池，包括电池上盖板10、电池组20、电池下盖板30、水冷板腔体组40、水冷板扣板组50及冷却管路60。电池组20置于电池上盖板10与电池下盖板30形成的腔体内。水冷板腔体组40与水冷板扣板组50相扣合形成内部容置冷却液的水冷板组，冷却管路60与水冷板组连通以向水冷板组内注入和从水冷板组中排出冷却液。水冷板组中水冷板的数量和位置与电池组20中电池组块的数量和位置相对应，冷却管路60中连通每一水冷板的支管路并联设置在主管路上。

如图1和图2中所示，电池组20中包括第一电池组块21、第二电池组块22、第三电池组块23、第四电池组块24及第五电池组块25，第一电池组块21、第二电池组块22、第三电池组块23、第四电池组块24及第五电池组块25沿中心线依次分布在两侧。即，电池组20 中包括10块电池组块。

与之对应，水冷板腔体组40包括第一水冷腔体41、第二水冷腔体42、第三水冷腔体43、第四水冷腔体44及第五水冷腔体45，水冷板扣板组50包括第一水冷扣板51、第二水冷扣板52、第三水冷扣板 53、第四水冷扣板54及第五水冷扣板55。第一水冷腔体41与第一水冷扣板51扣合形成与第一电池组块21相对应的第一水冷板，为第一电池组块21提供水冷散热。类似地，第二水冷腔体42与第二水冷扣板52扣合形成与第二电池组块22相对应的第二水冷板，为第二电池组块22提供水冷散热；第三水冷腔体43、第四水冷腔体44及第五水冷腔体45分别与第三水冷扣板53、第四水冷扣板54及第五水冷扣板 55扣合形成第三水冷板、第四水冷板及第五水冷板，分别为对应的第三电池组块23、第四电池组块24及第五电池组块25提供水冷散热。

电池下盖板30上开设有与电池组20中的电池组块相对应的开口，以供对应的水冷板经由导热胶与对应的电池组块相贴合。

请结合参阅图3，冷却管路60包括主进水口61、主进水管62、进水接头63、出水接头64、主出水管65及主出水口66；主进水口 61设置在主进水管62的入口端，主出水口66设置在主出水管65的出口端；主进水口61与主出水口66临近并排布置在临近动力电池一侧的中点处，主进水管62呈直线设置在水冷装置的中心线上，主出水管65呈L形且两根主出水管65对称地设置在主进水管62的两侧；多个进水接头63间隔分布在主进水管62上，每一进水接头63上设有多个水冷腔进水口，每一水冷腔进水口分别连通至水冷板组中的一个水冷板的进水口；多个出水接头64间隔设置在主出水管65上，每一出水接头64上设置一个连通至水冷板组中的一个水冷板的出水口的水冷腔出水口。

第一电池组块21、第二电池组块22、第三电池组块23、第四电池组块24及第五电池组块25沿主进水管62依次分布在两侧，主出水管65分布在第一电池组块21、第二电池组块22、第三电池组块23、第四电池组块24及第五电池组块25的外侧。

请参阅图3，水冷板组中，部分水冷板的进水口和出水口的连线经过水冷板的中心线，部分水冷板的进水口和出水口的连线经过水冷板的对角线。在图示实施例中，第一电池组块21、第四电池组块24 及第五电池组块25对应的水冷板的进水口和出水口的连线经过水冷板的中心线，第二电池组块22及第三电池组块23对应的水冷板的进水口和出水口的连线经过水冷板的对角线。即，第一水冷腔进水口631 的后端与第一水冷腔出水口641前端的连线经过第一水冷腔体41的中心线，第二水冷腔进水口632后端与第二水冷腔出水口642前端的连线经过第二水冷腔体42的对角线，第三水冷腔进水口633后端与第三水冷腔出水口643前端的连线经过第三水冷腔体43的对角线，第四水冷腔进水口634后端与第四水冷腔出水口644前端的连线经过第四水冷腔体44的中心线，第五水冷腔进水口635后端与第五水冷腔出水口645前端的连线经过第五水冷腔体45的中心线。对角线冷却相对中心线冷却的流经线路更长，如此，第二水冷腔42、第三水冷腔43可设置为较宽较长的水冷板，对应地，第二电池组块22、第三电池组块23可设置为较宽较长的电池组块(内含电芯数量较多)，从而节省布置空间。

请参阅图4，本实用新型优选实施例的动力电池水冷装置包括水冷板腔体组40、水冷板扣板组50及冷却管路60，水冷板腔体组40 与水冷板扣板组50相扣合形成内部容置冷却液的水冷板组，冷却管路60与水冷板组连通以向水冷板组内注入和从水冷板组中排出冷却液，冷却管路60包括主进水口61、主进水管62、主出水管65及主出水口66，主进水口61设置在主进水管62的入口端，主出水口66 设置在主出水管65的出口端，主进水管62与主出水管65之间并联设置有分别通向和流出水冷板组中的各个水冷板的支管路。

为了进一步增加水冷板的冷却效果，水冷板腔体组40中每一水冷腔体与对应的电池组块贴近的面上设置有向腔体内凸出导热柱形成的阵列。以图2中的第一水冷腔体41和第五水冷腔体45为例，第一水冷腔体41与第一电池组21块贴近的面(底面)上设置垂直于底面的第一导热柱411形成的阵列，第五水冷腔体45与第五电池组25 块贴近的面(底面)上设置垂直于底面的第五导热柱451形成的阵列。第一导热柱411、第五导热柱451将第一水冷腔体41的底面、第五水冷腔体45的底面的热量传递至导热柱并增加与冷却液的接触面积，能够实现更快、更好的散热冷却。

在上述动力电池水冷装置及动力电池中，冷却液流向如下：冷却液由主进水口61进入冷却管路60进入主进水管62中，再由主进水管62并行进入各个进水接头63，从而进入各个水冷腔体中为各个电池组块降温，各个水冷腔体中的冷却液从对应的出水接头64中流出汇入主出水管65中后，再由主出水口66流出。如此，形成冷却液循环。

本实用新型的动力电池采用电池下盖板30上集成水冷板的一体式设计，水冷板腔体组40及水冷板扣板组50采用铝合金材料，具有很好地热交换性能；冷却液在水冷板中流动，水冷装置设置在电池组 20的下方并用电池下盖板30封装成一体，减轻了电池系统的重量。冷却液在水冷板中从进水口到出水口循环，与电池组20中电芯进行热交换为电池降温，增大了电池电芯的布置空间，提高了冷却系统的稳定性。

与现有技术相比较，本实用新型的动力电池水冷装置及动力电池至少具有以下优点：

(1)水冷装置可适用于不同电池组(1个为一组，2个为一组， 3块为一组，或多个电池单体为一组)的电池包水冷，电池组可以灵活设计，因为模块可以是不同的数量的电池单体，不同的并联方式组成，而且排列方式很灵活，可以横向排列，也可以纵向排列。

(2)对电池组块大小，要求的散热量不同，在每个电池组块的盖板上做了圆柱型凸起，以此增加散热面积。

(3)每个电池组块对应的水冷板的进水和出水口可采用电磁阀控制，根据电池组块当前的温度和温控的要求，调节进水和出水口大小，能保证流过每一个水冷板的进水口、出水口的温度及流速一致，也就保证电池组块之间的温度一致性，各电池组块之间的温差更低，可以保证电池的性能同时延长电池的使用寿命。

(4)冷却液进水口和出水口位置的布置，充分考虑到电池组块的大小对散热的要求及整车布置的要求，大组的电池组块进出水口呈对角线方向，小组的电池模块进出水口呈中心线方向，不仅节约了布置空间，还保证了电池组块的充分冷却。

(5)水冷板采用水冷腔体和水冷扣板相扣合的结构，及生产简单。

(6)电池组和冷却液体分置于电池下盖板的两侧，完全隔离，不会发生管路泄漏，安全性较高。

本实用新型的以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种动力电池水冷装置，包括水冷板腔体组(40)、水冷板扣板组(50)及冷却管路(60)，所述水冷板腔体组(40)与所述水冷板扣板组(50)相扣合形成内部容置冷却液的水冷板组，所述冷却管路(60)与所述水冷板组连通以向所述水冷板组内注入和从所述水冷板组中排出冷却液，其特征在于：所述冷却管路(60)包括主进水口(61)、主进水管(62)、主出水管(65)及主出水口(66)，所述主进水口(61)设置在所述主进水管(62)的入口端，所述主出水口(66)设置在所述主出水管(65)的出口端，所述主进水管(62)与所述主出水管(65)之间并联设置有分别通向和流出所述水冷板组中的各个水冷板的支管路。

2.根据权利要求1所述的动力电池水冷装置，其特征在于：所述主进水管(62)呈直线设置在所述水冷装置的中心线上，所述主出水管(65)呈L形且两根所述主出水管(65)对称地设置在所述主进水管(62)的两侧。

3.根据权利要求1所述的动力电池水冷装置，其特征在于：所述主进水口(61)与所述主出水口(66)临近并排布置。

4.根据权利要求1所述的动力电池水冷装置，其特征在于：所述水冷板组中，部分所述水冷板的进水口和出水口的连线经过所述水冷板的中心线，部分所述水冷板的进水口和出水口的连线经过所述水冷板的对角线。

5.根据权利要求1所述的动力电池水冷装置，其特征在于：所述冷却管路(60)进一步包括间隔设置在所述主进水管(62)上的多个进水接头(63)，每一所述进水接头(63)上设有多个水冷腔进水口，每一所述水冷腔进水口分别连通至所述水冷板组中的一个水冷板的进水口。

6.根据权利要求1所述的动力电池水冷装置，其特征在于：所述水冷板腔体组(40)中每一水冷腔体与对应的电池组块贴近的面上设置有向腔体内凸出导热柱形成的阵列。

7.一种动力电池，包括电池上盖板(10)、电池组(20)、电池下盖板(30)、水冷板腔体组(40)、水冷板扣板组(50)及冷却管路(60)，所述电池组(20)置于所述电池上盖板(10)与所述电池下盖板(30)形成的腔体内，所述水冷板腔体组(40)与所述水冷板扣板组(50)相扣合形成内部容置冷却液的水冷板组，所述冷却管路(60)与所述水冷板组连通以向所述水冷板组内注入和从所述水冷板组中排出冷却液，其特征在于：所述水冷板组中水冷板的数量和位置与所述电池组(20)中电池组块的数量和位置相对应，所述冷却管路(60)中连通每一所述水冷板的支管路并联设置在主管路上。

8.根据权利要求7所述的动力电池，其特征在于：所述电池下盖板(30)上开设有与所述电池组(20)中的所述电池组块相对应的开口，以供对应的所述水冷板经由导热胶与对应的所述电池组块相贴合。

9.根据权利要求8所述的动力电池，其特征在于：所述电池下盖板(30)的下部形成有容置所述水冷板组的凹槽。

10.根据权利要求7所述的动力电池，其特征在于：所述电池下盖板(30)的边缘设置有带安装孔的安装耳。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的动力电池，其特征在于：所述冷却管路(60)包括主进水口(61)、主进水管(62)、进水接头(63)、出水接头(64)、主出水管(65)及主出水口(66)；所述主进水口(61)设置在所述主进水管(62)的入口端，所述主出水口(66)设置在所述主出水管(65)的出口端；所述主进水口(61)与所述主出水口(66)临近并排布置在临近所述动力电池一侧的中点处，所述主进水管(62)呈直线设置在所述水冷装置的中心线上，所述主出水管(65)呈L形且两根所述主出水管(65)对称地设置在所述主进水管(62)的两侧；多个所述进水接头(63)间隔分布在所述主进水管(62)上，每一所述进水接头(63)上设有多个水冷腔进水口，每一所述水冷腔进水口分别连通至所述水冷板组中的一个水冷板的进水口；多个所述出水接头(64)间隔设置在所述主出水管(65)上，每一所述出水接头(64)上设置一个连通至所述水冷板组中的一个水冷板的出水口的水冷腔出水口。

12.根据权利要求11所述的动力电池，其特征在于：所述电池组(20)包括第一电池组块(21)、第二电池组块(22)、第三电池组块(23)、第四电池组块(24)及第五电池组块(25)，所述第一电池组块(21)、所述第二电池组块(22)、所述第三电池组块(23)、所述第四电池组块(24)及第五电池组块(25)沿所述主进水管(62)的流向依次分布在所述主进水管(62)的两侧。

13.根据权利要求12所述的动力电池，其特征在于：所述水冷板组中，与所述第一电池组块(21)、所述第四电池组块(24)、所述第五电池组块(25)相对应的所述水冷板的进水口和出水口的连线经过所述水冷板的中心线，与所述第二电池组块(22)、所述第三电池组块(23)相对应的所述水冷板的进水口和出水口的连线经过所述水冷板的对角线。