CN210379339U - 一种风冷水冷相结合的电池包热管理系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种风冷水冷相结合的电池包热管理系统，包括电池箱和收容于电池箱内的电池模组，电池箱内布置有：位于电池模组下方的水冷板，贴靠夹设于水冷板与电池模组之间的下层导热硅胶垫，位于电池模组上方的均温板，贴靠夹设于均温板与电池模组之间的上层导热硅胶垫，与均温板贴靠布置的翅片板；水冷板与设于电池箱外的热泵空调管路连接，电池箱的箱壁上开设有两个风机安装孔，这两个风机安装孔中分别安装有位于翅片板进风侧的送风机和位于翅片板出风侧的抽风机。本申请结构简单而紧凑，装配方便，对电池包具有良好的均温和散热效果。

Description

一种风冷水冷相结合的电池包热管理系统

技术领域

本申请涉及电池包热管理领域，具体涉及一种风冷水冷相结合的电池包热管理系统。

背景技术

近年来，随着电动汽车的发展，对电动汽车性能的要求越来越高，高能量密度、快速充电都是市场对电动汽车提出的更高的要求，然而，在增加能量密度、缩短充放电的同时，电池也会放出更多的热量，在不增加电池组体积和重量的情况下，迅速将热量从电池中散出是一个难题。

电池包由于长期处于高温工作环境中，因此，对于电池包内的结构件以及电芯使用寿命会有很大影响，目前，电动汽车电池包的热管理主要方式有风冷和水冷两种。不过，市场上的各种电池包要某只配置风冷换热结构，要某只配置水冷换热结构，并没有将风冷和液冷结构巧妙地结合在一起使用。

发明内容

本申请目的是：针对现有技术的不足，提出一种风冷水冷相结合的电池包热管理系统，其结构简单而紧凑，装配方便，对电池包具有良好的均温和散热效果。

本申请的技术方案是：

一种风冷水冷相结合的电池包热管理系统，包括电池箱和收容于所述电池箱内的电池模组，所述电池箱内布置有：

位于所述电池模组下方的水冷板，

贴靠夹设于所述水冷板与所述电池模组之间的下层导热硅胶垫，

位于所述电池模组上方的均温板，

贴靠夹设于所述均温板与所述电池模组之间的上层导热硅胶垫，以及

与所述均温板贴靠布置的翅片板；

所述水冷板与设于所述电池箱外的热泵空调管路连接，所述电池箱的箱壁上开设有两个风机安装孔，这两个风机安装孔中分别安装有位于所述翅片板进风侧的送风机和位于所述翅片板出风侧的抽风机。

本申请在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

所述电池箱包括顶部敞口的箱体以及设于所述箱体顶部敞口处的箱盖，所述送风机和抽风机均安装于所述箱盖上。

所述箱盖包括水平布置的箱盖顶壁以及垂直围设于所述箱盖顶壁四周的箱盖侧壁，所述风机安装孔布置于所述箱盖侧壁上。

所述翅片板包括：

水平布置的顶板，以及

垂直连接于所述顶板下方、且相互平行的左侧板和右侧板；

所述左侧板和右侧板具有相互面对的内板面和相互背离的外板面，所述左侧板的外板面设置有若干块上下间隔布置的水平左翅片，所述右侧板的外板面设置有若干块上下间隔布置的水平右翅片；

所述顶板被夹设于所述箱盖顶壁与所述均温板之间，所述电池模组、所述上层导热硅胶垫和所述均温板收容于所述左侧板和右侧板之间，且所述左侧板和右侧板的内板面与所述电池模组的侧表面贴靠布置，所述水平左翅片和所述水平右翅片的外缘边与所述箱盖侧壁抵靠布置，所述送风机布置于所述水平右翅片的侧部，所述抽风机布置于所述水平左翅片的侧部。

所述翅片板还包括垂直连接于所述顶板下方、且垂直连接于所述左侧板和右侧板端部之间的后侧板，所述后侧板背离所述左侧板和右侧板的板面上设置有若干块上下间隔布置的水平后翅片，所述水平后翅片的外缘边与所述箱盖侧壁抵靠布置。

所述水平左翅片、所述水平右翅片和所述水平后翅片一体连接，而形成外轮廓呈U字型的整翅片。

所述电池模组包括若干电池单体，所述电池单体之间嵌设有与所述下层导热硅胶垫和所述上层导热硅胶垫同时抵接的导热片。

所述电池箱的内壁设有隔热保温棉。

所述水冷板为吹胀式水冷板，所述均温板为吹胀式均温板。

所述翅片板为铝制翅片板。

本申请的优点是：

1、本申请在电池包中配置的均温板用于吸收并均衡电池模组中各电池单体的热量，翅片板吸收均温板的热量，送风机将外部空气送入翅片板以吸收翅片板的热量，抽风机用于将吸收了翅片板热量的热空气向外抽出。在实际应用时，若对电池模组的降温要求比较宽松，则利用风冷系统进行散热，水冷系统关闭；若对电池模组的降温要求比较严格，则利用水冷系统或水冷和风冷相结合进行散热。与纯水冷结构相比，节约了能源，与纯风冷结构相比，散热能力大大提高。

2、该系统中翅片板的结构形式非常巧妙，其与均温板和电池模组均大面积接触配合，而且翅片板上的各块翅片与电池箱箱内抵靠布置而形成封闭的风冷流道，大大提升了风冷散热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。

图1为本申请实施例中电池包热管理系统的爆炸图；

图2为本申请实施例中翅片板的结构示意图；

其中：1-电池模组，2-箱体，3-箱盖，4-水冷板，5-下层导热硅胶垫，6-均温板，7-上层导热硅胶垫，8-翅片板，9-送风机，10-抽风机，301-箱盖顶壁，302-箱盖侧壁，801-顶板，802-左侧板，803-右侧板，804-水平左翅片，805-水平右翅片。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。本申请可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本申请公开内容更清楚透彻的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。

然而，本领域的技术人员可能会意识到其中的一个或多个的具体细节描述可以被省略，或者还可以采用其他的方法、组件或材料。在一些例子中，一些实施方式并没有描述或没有详细的描述。

此外，本文中记载的技术特征、技术方案还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。因此，附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

图1和图2示出了本申请这种电池包热管理系统的一个优选实施例，其包括电池箱和收容于电池箱内的电池模组1，该电池箱的内壁设有隔热保温棉。电池箱包括顶部敞口的箱体2以及设于该箱体顶部敞口处的箱盖3，电池模组1包括众多串并联组合在一起的电池单体。

本实施例的的关键改进在于，上述电池箱内还布置有均温板6、下层导热硅胶垫5、水冷板4、上层导热硅胶垫7和翅片板8。其中：水冷板4布置于电池模组1的下方，下层导热硅胶垫5贴靠夹设于水冷板4与电池模组1之间，均温板6布置于电池模组1的上方，上层导热硅胶垫7贴靠夹设于均温板6和电池模组1之间，翅片板8与均温板6贴靠布置。即均温板6、上层导热硅胶垫7、电池模组1、下层导热硅胶垫5和水冷板4自上而下依次布置。其中上层导热硅胶垫7和下层导热硅胶垫5分别用于过渡连接均温板与电池模组及水冷板与电池模组，不仅具有绝缘保护作用，而且可提升水冷板、均温板与电池模组的导热速率。

水冷板4与布置在电池箱外部的热泵空调(图中未画出)管路连接，热泵空调向水冷板4提供循环流动的低温冷却液以吸收电池模组的热量。电池箱的箱壁上开设有两个风机安装孔，这两个风机安装孔中分别安装位于翅片板8进风侧的送风机9和位于翅片板8出风侧的抽风机10。均温板6用于吸收并均衡电池模组中各电池单体的热量，翅片板8吸收均温板6的热量，送风机9将外部空气送入翅片板8以吸收翅片板8的热量，抽风机10用于将吸收了翅片板热量的热空气向外抽出。

在实际应用时，若对电池模组1的降温要求比较宽松，则利用风冷系统进行散热，水冷系统关闭；若对电池模组1的降温要求比较严格，则利用水冷系统或水冷和风冷相结合进行散热。与纯水冷结构相比，节约了能源，与纯风冷结构相比，散热能力大大提高。

上述的送风机9和抽风机10具体安装在该电池箱的箱盖3(显然，箱盖也是电池箱箱壁的组成部分)上。

进一步地，上述箱盖3包括水平布置的箱盖顶壁301以及垂直围设于箱盖顶壁四周的箱盖侧壁302，上述风机安装孔开设于箱盖侧壁302上，送风机9和抽风机10也相应地安装在箱盖侧壁302上。

上述的翅片板8包括水平布置的顶板801以及垂直连接于该顶板下方的左侧板802和右侧板803，前述左侧板802和右侧板803一左一右相互平行布置。

左侧板802和右侧板803具有相互面对的内板面和相互背离的外板面，左侧板802的外板面设置有多块上下间隔布置的水平左翅片804，右侧板803的外板面设置有多块上下间隔布置的水平右翅片805。

装配完成后，翅片板8的顶板801被夹设于箱盖顶壁301与均温板6之间，顶板801与均温板6上表面紧密贴靠布置。电池模组1、上层导热硅胶垫7和均温板6收容于左侧板802和右侧板803之间，且左侧板802和右侧板803的内板面与电池模组1的侧表面贴靠布置。水平左翅片804和水平右翅片805的外缘边与箱盖侧壁302抵靠布置，送风机9布置于水平右翅片805的侧部，抽风机10布置于水平左翅片804的侧部。

不难理解，因水平左翅片804和水平右翅片805的外缘边均与箱盖侧壁302抵靠布置，各块水平左翅片804和各块水平右翅片805分别连接于左侧板802和右侧板803的外板面，且各块水平左翅片804和各块水平右翅片805均上下间隔布置，这样就会在左侧板802、各块水平左翅片804和箱盖侧壁302之间形成相对封闭的进风通道，在右侧板803、各块水平右翅片805和箱盖侧壁302之间形成相对封闭的排风通道，送风机9和抽风机10分别布置在进风通道和排风通道的风道口位置(翅片侧部)，从而保证送风机9送入的空气全部吹向水平右翅片805，由抽风机10抽出的箱内空气全部经过水平左翅片804。

当然，我们也可以在翅片板8顶板801的下方再垂直设置一块连接于上述左侧板802和右侧板803后端部之间的后侧板，该后侧板与左侧板802和右侧板803也垂直布置。并在该后侧板背离前述左侧板802和右侧板803的板面(外板面)上设置有多块上下间隔布置的水平后翅片，水平后翅片的外缘边与箱盖侧壁302抵靠布置。如此进一步增加了翅片数量，从而增大翅片板与散热气流的传热面积。

并且，可将上述水平左翅片804、水平右翅片805和水平后翅片连成一整体，从而形成外轮廓呈U字型的整翅片。这样，送风机送入箱内的冷却风就可依次直接流经水平右翅片805、水平后翅片和水平左翅片804后，由抽风机10抽出，冷却风基本全部用来吸收翅片板8的热量，而极少流向箱内其他区域。

为进一步增强水冷板4、均温板6对电池模组1的吸热/均温效率，本实施在构成上述电池模组的电池单体之间嵌设有多块导热片，这些导热片的上、下两端分别与上述上层导热硅胶垫7和下层导热硅胶垫5抵接。通过导热片将电池单体的热量导出至上层导热硅胶垫7和下层导热硅胶垫5，再传递给均温板6和水冷板4。

上述的水冷板4为吹胀式水冷板，其内形成有用于流通冷却液且带有进出液口的吹胀流道。均温板6为吹胀式均温板，其内形成有灌装了相变液体的封闭的吹胀流道。上述翅片板8为铝制翅片板。当然，上述的均温板也可以是内部未设相变液体的实心铝板。

上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种风冷水冷相结合的电池包热管理系统，包括电池箱和收容于所述电池箱内的电池模组(1)，其特征在于，所述电池箱内布置有：

位于所述电池模组(1)下方的水冷板(4)，

贴靠夹设于所述水冷板(4)与所述电池模组(1)之间的下层导热硅胶垫(5)，

位于所述电池模组(1)上方的均温板(6)，

贴靠夹设于所述均温板(6)与所述电池模组(1)之间的上层导热硅胶垫(7)，以及

与所述均温板(6)贴靠布置的翅片板(8)；

所述水冷板(4)与设于所述电池箱外的热泵空调管路连接，所述电池箱的箱壁上开设有两个风机安装孔，这两个风机安装孔中分别安装有位于所述翅片板(8)进风侧的送风机(9)和位于所述翅片板(8)出风侧的抽风机(10)。

2.根据权利要求1所述的风冷水冷相结合的电池包热管理系统，其特征在于，所述电池箱包括顶部敞口的箱体(2)以及设于所述箱体顶部敞口处的箱盖(3)，所述送风机(9)和抽风机(10)均安装于所述箱盖(3)上。

3.根据权利要求2所述的风冷水冷相结合的电池包热管理系统，其特征在于，所述箱盖(3)包括水平布置的箱盖顶壁(301)以及垂直围设于所述箱盖顶壁四周的箱盖侧壁(302)，所述风机安装孔布置于所述箱盖侧壁(302)上。

4.根据权利要求3所述的风冷水冷相结合的电池包热管理系统，其特征在于，所述翅片板(8)包括：

水平布置的顶板(801)，以及

垂直连接于所述顶板下方、且相互平行的左侧板(802)和右侧板(803)；

所述左侧板(802)和右侧板(803)具有相互面对的内板面和相互背离的外板面，所述左侧板(802)的外板面设置有若干块上下间隔布置的水平左翅片(804)，所述右侧板(803)的外板面设置有若干块上下间隔布置的水平右翅片(805)；

所述顶板(801)被夹设于所述箱盖顶壁(301)与所述均温板(6)之间，所述电池模组(1)、所述上层导热硅胶垫(7)和所述均温板(6)收容于所述左侧板(802)和右侧板(803)之间，且所述左侧板(802)和右侧板(803)的内板面与所述电池模组(1)的侧表面贴靠布置，所述水平左翅片(804)和所述水平右翅片(805)的外缘边与所述箱盖侧壁(302)抵靠布置，所述送风机(9)布置于所述水平右翅片(805)的侧部，所述抽风机(10)布置于所述水平左翅片(804)的侧部。

5.根据权利要求4所述的风冷水冷相结合的电池包热管理系统，其特征在于，所述翅片板(8)还包括垂直连接于所述顶板(801)下方、且垂直连接于所述左侧板(802)和右侧板(803)端部之间的后侧板，所述后侧板背离所述左侧板(802)和右侧板(803)的板面上设置有若干块上下间隔布置的水平后翅片，所述水平后翅片的外缘边与所述箱盖侧壁(302)抵靠布置。

6.根据权利要求5所述的风冷水冷相结合的电池包热管理系统，其特征在于，所述水平左翅片(804)、所述水平右翅片(805)和所述水平后翅片一体连接，而形成外轮廓呈U字型的整翅片。

7.根据权利要求1所述的风冷水冷相结合的电池包热管理系统，其特征在于，所述电池模组(1)包括若干电池单体，所述电池单体之间嵌设有与所述下层导热硅胶垫(5)和所述上层导热硅胶垫(7)同时抵接的导热片。

8.根据权利要求1所述的风冷水冷相结合的电池包热管理系统，其特征在于，所述电池箱的内壁设有隔热保温棉。

9.根据权利要求1所述的风冷水冷相结合的电池包热管理系统，其特征在于，所述水冷板(4)为吹胀式水冷板，所述均温板(6)为吹胀式均温板。

10.根据权利要求1所述的风冷水冷相结合的电池包热管理系统，其特征在于，所述翅片板(8)为铝制翅片板。

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