CN210403972U - 电池包的换热板组件和具有其的电池组件、电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池包的换热板组件和具有其的电池组件、电动汽车，换热板组件包括：散热板、多个冷却管和加热件，冷却管排列在散热板上，且相邻两个冷却管内的液流方向相反，加热件设在冷却管上用于对电池包内的电芯加热。通过设置多个流向相反的冷却管，可以保证换热板组件各处的散热效率均衡设置，防止换热板组件不同位置换热不均导致电池包的温差过大，不仅可以提升电池包的散热效率，而且可以防止电池包局部温度过高造成损坏，或是局部温度过低影响工作效率；通过设置加热件可以控制换热板组件的温度，防止外部环境温度过低导致电池包无法工作或工作效率低的情况发生。

Description

电池包的换热板组件和具有其的电池组件、电动汽车

技术领域

本实用新型涉及散热器技术领域，尤其是涉及一种电池包的换热板组件和具有其的电池组件、电动汽车。

背景技术

电动汽车在工作过程中，需要用到电池箱来给汽车提供动能，而电池箱在使用过程中会产生热量，为了保证电池箱的正常工作，需要在电池箱内安装散热器，散热器中有冷却管路，用冷却液在冷却管路中通过热传导将电芯的热量传输到电池箱外部，在相关技术中，冷却管路为一进一出，冷却液经过电芯换热后，温度逐渐升高，电芯热量积聚，无法散热，严重会导致热失控。一进一出冷却管路也不利于电池箱内电芯温度均衡，电芯容量衰减不一致，导致整个电池箱容量衰减快。

发明内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电池包的换热板组件，该电池包的换热板组件中设置不同流向的冷却管，可以保证换热板组件各位置散热均匀，而且加热件可以防止电池包温度过低无法启动，还能提升电池包在低温环境下的工作效率。

本实用新型还提出了一种具有上述换热板组件的电池组件。

本实用新型还提出了一种具有上述电池组件的电动汽车。

根据本实用新型第一方面的电池包的换热板组件，包括：散热板、多个冷却管和加热件，冷却管排列在散热板上，且相邻两个冷却管内的液流方向相反，加热件设在冷却管上用于对电池包内的电芯加热。

根据本实用新型的换热板组件，一方面，通过设置多个流向相反的冷却管，可以保证换热板组件各处的散热效率均衡设置，防止换热板组件不同位置换热不均导致电池包的温差过大，不仅可以提升电池包的散热效率，而且可以防止电池包局部温度过高造成损坏，或是局部温度过低影响工作效率；另一方面，通过设置加热件可以控制换热板组件的温度，防止外部环境温度过低导致电池包无法工作或工作效率低的情况发生。

根据本实用新型的一些实施例，所述冷却管包括：下冷却板和上冷却板，所述下冷却板设在所述散热板上并限定有背对所述散热板敞开的冷却槽，所述上冷却板设在所述下冷却板上并与所述下冷却板配合以限定出冷却流道。

根据本实用新型的一些实施例，所述加热件形成为设在所述上冷却板背对所述散热板一侧的加热片，所述加热片沿所述上冷却板的长度方向延伸。

根据本实用新型的一些实施例，所述加热件包括：两个导电引脚和加热丝，所述导电引脚设在所述下冷却板上并伸入所述冷却流道，所述加热丝设在所述冷却流道内并连接在两个所述导电引脚之间。

根据本实用新型的一些实施例，所述加热件邻近所述冷却管的进口端设置。

根据本实用新型的一些实施例，多个所述冷却管为两个，分别为第一冷却管和第二冷却管，所述第一冷却管设在所述第二冷却管的左侧，且所述第一冷却管的进口和出口均设在所述散热板的左侧，所述第二冷却管的进口和出口均设在所述散热板的右侧。

根据本实用新型第二方面的电池组件，包括：壳体、电池包和根据上述实施例所述的换热板组件，所述壳体内限定有电芯腔，所述电池包设在所述电芯腔内，且所述换热板组件夹设在所述电池包与所述壳体的内周壁之间，所述散热板贴合在所述壳体的内周壁上。

根据本实用新型的电池组件，通过采用上述实施例所述的换热板组件，不仅可以提升电池组件的工作效率，而且可以保证电池组件在低温环境下正常工作，提升了电池组件的工作性能和能效利用率。

根据本实用新型的一些实施例，所述壳体上设有多个冷却液导入管和多个冷却液导出管，多个所述冷却液导入管一一对应地连通多个所述冷却管的进口，多个所述冷却液导出管一一对应地连通多个所述冷却管的出口。

根据本实用新型的一些实施例，所述壳体包括：托盘和密封盖，所述电芯腔设在所述托盘上，所述托盘上设有沿所述壳体宽度方向延伸并沿所述壳体的长度方向间隔开设置的多个限位板，电池包夹设在相邻所述限位板之间，所述密封盖与所述托盘可拆卸相连并罩设在所述电池包上用于封闭所述电芯腔。

根据本实用新型的一些实施例，所述电池包包括多个沿所述电池包的换热板组件的宽度方向延伸并沿所述电池包的换热板组件的长度方向配列的电芯，所述电芯在所述电池包的换热板组件的厚度方向上单层设置，所述托盘在所述电池包的换热板组件厚度方向上的尺寸小于等于50mm。

根据本实用新型第三方面的电动汽车，包括根据上述实施例所述的电池组件。

根据本实用新型的电动汽车，通过采用上述实施例所述的电池组件，不仅可以提升电动汽车的工作效率，而且可以保证电动汽车在低温环境下正常工作，有利于提升电动汽车的工作性能，而且可以降低电池组件的占用空间，为电动汽车的装配提供了方便。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型的电池包的结构示意图；

图2是根据本实用新型的电池包的爆炸图；

图3是根据本实用新型的换热板组件的结构示意图；

图4是根据本实用新型一个实施例的换热板组件的局部放大图；

图5是根据本实用新型另一个实施例的换热板组件的局部放大图；

图6是根据本实用新型的电动汽车的结构示意图。

附图标记：

S：电动汽车；100：电池组件；200：车体；

10：壳体；11：密封盖；12：托盘；13：限位板；

20：电池包；21：电芯；

30：换热板组件；

31：散热板；32：冷却管；321：第一冷却管；3211：第一冷却管进口；

3212：第一冷却管出口；322：第二冷却管；3221：第二冷却管进口；

3222：第二冷却管出口；323：上冷却板323；324：下冷却板324；

33：加热件；331：导电引脚；332：加热丝。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。

下面参考图1-图6描述根据本实用新型实施例的电池包的换热板组件30和具有其的电池组件100、电动汽车S。

如图6所示，根据本实用新型实施例的电动汽车S，包括：车体200和电池组件100，电池组件100可以设在车体200的底盘上。

如图1-图5所示，根据本实用新型实施例的电池包的换热板组件30可以包括：散热板31、多个冷却管32和加热件33。

其中，冷却管32排列在散热板31上，其中，冷却管32可以呈S形延伸排布，通过将冷却管32呈S形排列在散热板31上，能够在固定的使用面积上布置最多的冷却管32，可以增加冷却管32与电池包的接触面积，继而可以增加换热板组件30的散热效果，保证电池包20能够正常工作，且多个冷却管32平行设置，相邻两个冷却管32内的液流方向相反，能够使得相邻两个冷却管32之间的电芯21的温度差最小，把热量控制在理想范围内。

具体的，冷却液从冷却液进口进而冷却管32，再从冷却液出口流出，使用冷却液在电池组件100内部的冷却管32中流动，通过热传导将电池包20产生的热量传递给冷却液，从而降低电池包20的温度冷却液与壳体10进行热交换为电芯21降温，防止电芯21温度过高造成损坏。

冷却液在邻近冷却液进口的位置处温度较低，随着与电池包进行热量交换，冷却液的温度逐渐升高，到达冷却液出口时，冷却液的温度较高，散热效率较差，相邻冷却管32中的液流反向设置，其中一个冷却管32的冷却液进口与相邻冷却管32的冷却液出口相邻设置，一个温度较低一个温度较高，由此可以实现换热板组件30不同位置处温度的均匀分布。

进一步地，冷却管32上设有加热件33，加热件33用于对电池包20内的电芯21进行加热，在电池包20的实际使用中，经常会遇见低温天气，电芯21在低温环境下的工作效率低，甚至会无法运行，为了把电池包20中的电芯21温度控制在电芯21能够正常工作的温度，就可以通过给散热板31上的装上加热件33，例如，当电动汽车S在低温环境下时，加热件33在电芯21不能正常工作的情况下，通过电流的热效应放热来加热冷却液，再将冷却液通过冷却管32给电芯21升温，使得电芯21能够处于正常工作的温度下。

此外，加热件33一面通过多个冷却管32与电芯21多处紧贴一起，增加了接触面积，提高热管理换热板的热交换效率，减少能量损耗，加热件33另一面与冷却管32相贴，把热量传导到冷却液中，冷却液经过流动，均匀了所有电芯21的温度，防止局部过热引发的热失控。

加热件33当通过电流后产生热量，冷却液将热量通过冷却管32和导热垫给电芯21加热；并且可以根据加热功率需求添加多个加热元件，以及分布在不同管路位置上。加热后的冷却液给电池加热，能较好得均匀所有电芯21的温度，防止局部过热引发的热失控。

由此，根据本实用新型的换热板组件30，一方面，通过设置多个流向相反的冷却管32，可以保证换热板组件30各处的散热效率均衡设置，防止换热板组件30不同位置换热不均导致电池包20的温差过大，不仅可以提升电池包20的散热效率，而且可以防止电池包20局部温度过高造成损坏，或是局部温度过低影响工作效率；另一方面，通过设置加热件33可以控制换热板组件30的温度，防止外部环境温度过低导致电池包20无法工作或工作效率低的情况发生。

根据本实用新型实施例的电池组件100和电动汽车S，通过采用上述换热板组件30，不仅可以提升电池组件100和电动汽车S的工作效率，而且可以保证电池组件100与电动汽车S在低温环境下正常工作。

如图4和图5所示，冷却管32包括：下冷却板324和上冷却板323，下冷却板324设在散热板31上并限定有背对散热板31敞开的冷却槽，上冷却板323设在下冷却板324上并与下冷却板324配合以限定出冷却流道。

具体地，下冷却板324朝向上冷却板232敞开，上冷却板323朝向下冷却板324敞开，上冷却板323与下冷却板324配合限定出冷却流道，冷却液在冷却流道内流动。利用上冷却板323与下冷却板324配合组成冷却管32，结构简单，降低了冷却流道的生产加工工艺的难度，为冷却流道的制作提供方便，降低了冷却管32的生产成本，而且方便维护。

进一步地，下冷却板324与散热板31一体成型，一体成型是将下冷却板324与散热板31通过一个整体的模具一次性、整体的制作出来，不仅可以提升下冷却板324与散热板31的连接强度与配合稳定性，而且可以防止下冷却板324与散热板31连接过程中出现开裂，避免冷却液的泄露，而且可以提高电动汽车S的生产效率。

如图5所示，在一些具体实施例中，加热件33形成为设在上冷却板323背对散热板31一侧的加热片，加热片沿上冷却板323的长度方向延伸，将加热片设在上冷却板323背对散热板31一侧，加热片上又集成了导热垫，导热垫不仅可以实现电芯21与冷却管32之间的热传导，而且为电芯21提供必要的缓冲，避免电芯21与周围结构刚性连接，损坏电芯21表层，加热件33一面与电芯21紧贴，为电芯21提供热量,提供转换效率。

除此以外，加热片另一面与上冷却板323紧贴，为冷却液提供热量，冷却液通过两进两出的往返管路，流过每个电芯21，均匀电芯21温差，实现了电池包20左侧、右侧、前端和后端电芯21附件冷却管32路里冷却液温度相差微小，达到电芯21温度平衡。

如图5所示，根据本实用新型的另一些实施例中，加热件33包括：两个导电引脚331和加热丝332，导电引脚331设在下冷却板324上并伸入冷却管32，导电引角331分为正导电引角与负导电引角，加热丝332设在冷却管32内并连接在两个导电引脚331之间。

具体的，在低温环境下，电芯21不能正常使用，此时给加热丝332通电，通过电流的热效应给冷却液加热，冷却液通过热传导给电芯21加热，使电芯21达到能够正常使用的温度，此外，加热后的冷却液给电芯21加热，不仅可以提升电芯21的温度，提升电芯21的工作效率，而且能较好得均匀所有电芯21的温度，可以防止局部过热引发的热失控。

如图5所示，加热件33邻近冷却管32的进口端设置，将加热件33设在冷却管32的进口端，能够对进入冷却管32的冷却液进行加热，再通过加热后的冷却液给电芯21加热，由此，不仅可以快速对冷却液进行加热以起到为电池包20加热的效果，而且可以延长加热后冷却液与电池包20的配合时间，提升加热件33的工作效率。

如图3所示，多个冷却管32为两个，分别为第一冷却管321和第二冷却管322，第一冷却管321设在第二冷却管322的左侧，且第一冷却管进口3211和第一冷却管出口3212均设在散热板31的左侧，第二冷却管进口3221和第二冷却管出口3222均设在散热板31的右侧，通过第一冷却管321和第二冷却管322往返冷却管32路流动，实现了流经电池包20内部每个电芯21的冷却液温差小，电池包20前后电芯21的液换热温差一致，减弱换热效率差的缺点，实现电芯21均温效果，减少电芯21间衰减速率的差异，减缓电池箱容量衰减，此外通过S型冷却管32循环布置与电芯21多处接触，接触面积大，能提高电池液冷系统的热交换效率，减少电池热管理系统能量损耗。

如图1和图2所示，根据本实用新型实施例的电池组件100可以包括：壳体10、电池包20和上述实施例中描述的换热板组件30，且换热板组件30夹设在电池包20与壳体10的内周壁之间，散热板31贴合在壳体10的内周壁上，将换热板组件30设在电池包20与壳体10的内周壁之间，可以在保证换热板安全使用的情况下给电芯21散热。

其中，壳体10内限定有电芯腔，电芯腔用于容纳电池包20，并且可以将电池包20与外界隔离开，防止电池包20长期与空气接触从而导致腐蚀损坏，此外壳体10的耐冲击的性能比电池包20好，壳体10可以减小因外力冲击对电池包20造成的损坏，延长电池包20的使用寿命。

电池包20设在电芯腔内，电池包20包括多个电芯21，电池包20是电动汽车S的动能核心，通过电池包20放电可以带动汽车的电动机，从而给汽车的行驶提供动能，当电动汽车S在不需要使用时就可以给电池包20充电，实现电池包20的反复使用。

电动汽车S通过使用电池包20，可以减少空气污染，而且电动汽车S的动力来源是成本较低的电能，可以减少用户的使用成本，此外使用电池包20可以增加电动汽车S的安全性能。

根据本实用新型的一些实施例，壳体10上设有多个冷却液导入管和多个冷却液导出管，多个冷却液导入管一一对应地连通多个冷却管的进口，多个冷却液导出管一一对应地连通多个冷却管的出口。通过在壳体10上设置冷却液导入管和冷却液导出管，可以为换热板组件30中冷却管32导入或导出冷却液提供方便，有利于提升冷却液的连通密闭性，防止冷却液泄漏。

如图1和图2所示，壳体10包括：托盘12和密封盖11，电芯腔设在托盘12上，电池包20设在电芯腔内，电控盒通过配合在螺纹孔与安装孔之间的连接件可拆卸地固定在托盘12上，托盘12上设有多个连接座，多个连接座沿托盘12的周向间隔开设置，连接座适于将电池组件100可拆卸地连接在电动汽车S上，具体而言，连接座上形成有连接孔，电动汽车S对应连接孔的位置形成有螺栓孔，螺栓穿过连接孔旋接在螺栓孔内进而将电池组件100安装在电动汽车S上。此外，通过设置周向排列的连接座不仅可以将电池组件100连接在电动汽车S上，而且可以提高连接的稳定性，减少连接件的应力突变。

其中，密封盖11与托盘12可拆卸相连以打开或关闭电芯腔，密封盖11罩设在电池包20上，并与托盘12密封配合，由此提升电芯腔的密闭性，防止外部环境对电芯腔内的电池包20进行侵蚀，或是电芯腔进水损坏电池包20。

托盘12上设有沿壳体10宽度方向延伸并沿壳体10的长度方向间隔开设置的多个限位板13，电池包20夹设在相邻限位板13之间，通过设置限位板13可以对电池包20进行限位，防止电芯21工作过程中发生鼓包或膨胀的现象，有利于延长电池组件100的使用寿命。

根据本实用新型的一些实施例，电池包20包括多个沿电池组件100的宽度方向延伸并沿电池组件100的长度方向排列的电芯21，电芯21在电池组件100的厚度方向上单层设置，托盘12在电池组件100厚度方向上的尺寸小于等于50mm。

通过设置沿电池组件100的厚度方向上单层设置的电芯21，可以降低电池包20在电池组件100厚度方向上的尺寸，例如，电池组件100可以平铺在电动汽车S的底部，电芯21沿电池组件100的宽度方向延伸并沿电池组件100的长度方向排列，通过增加电池组件100在水平方向上的覆盖面积，在保证电池组件100具有足够的电压和储电能力的前提下，降低电池组件100的厚度，由于电动汽车S底部的面积较大，但是与地面的距离较近，仅此上述结构的电池组件100可以充分利用电动汽车S底部的空间，而且可以防止电池组件100与地面距离过近造成碰擦损坏。

通过多个电芯21的组合可以增加电池包20的储电能力，此外电芯21通过在电池组件100的厚度方向上单层设置，还能够提升散热效果，单层设置的电芯21中热量通过密封盖11或托盘12便可扩散到环境中，减少因多层叠加设置而产生的热量积聚。

由于托盘12在电池组件100厚度方向上的尺寸小于等于50mm，如此可保证整个固定结构较低的高度尺寸，与电芯21组装成电池包20后配合上尺寸高的车架型材，可直接将电池包20隐藏在型材的高度空间内，无需额外的电池舱布置，节约整车布置空间。

可选的，托盘12形成为金属合金材料件，可为铝合金或其他材质，与车架配合固定时车架运动的微小变形量不会影响其结构稳定性，同时由于金属材质的特性可保证固定结构有较好的抗挤压、抗碰撞能力。

可选的，密封盖11形成为塑料高分子材料件，可以降低整个壳体10的质量，当配合电芯21包组成电池组件100时，可以提升电池组件100的能量密度。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，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。

在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种电池包的换热板组件，其特征在于，包括：

散热板；

多个冷却管，所述冷却管排列在所述散热板上，且相邻两个所述冷却管内的液流方向相反；

加热件，所述加热件设在所述冷却管上用于对电池包内的电芯加热。

2.根据权利要求1所述的电池包的换热板组件，其特征在于，所述冷却管包括：

下冷却板，所述下冷却板设在所述散热板上并限定有背对所述散热板敞开的冷却槽；

上冷却板，所述上冷却板设在所述下冷却板上并与所述下冷却板配合以限定出冷却流道。

3.根据权利要求2所述的电池包的换热板组件，其特征在于，所述加热件形成为设在所述上冷却板背对所述散热板一侧的加热片，所述加热片沿所述上冷却板的长度方向延伸。

4.根据权利要求2所述的电池包的换热板组件，其特征在于，所述加热件包括：

两个导电引脚，所述导电引脚设在所述下冷却板上并伸入所述冷却流道；

加热丝，所述加热丝设在所述冷却流道内并连接在两个所述导电引脚之间。

5.根据权利要求1所述的电池包的换热板组件，其特征在于，所述加热件邻近所述冷却管的进口端设置。

6.根据权利要求1所述的电池包的换热板组件，其特征在于，多个所述冷却管为两个，分别为第一冷却管和第二冷却管，所述第一冷却管设在所述第二冷却管的左侧，且所述第一冷却管的进口和出口均设在所述散热板的左侧，所述第二冷却管的进口和出口均设在所述散热板的右侧。

7.一种电池组件，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体内限定有电芯腔；

电池包，所述电池包设在所述电芯腔内；

根据要求1-6中任意一项所述的电池包的换热板组件，且所述换热板组件夹设在所述电池包与所述壳体的内周壁之间，所述散热板贴合在所述壳体的内周壁上。

8.根据权利要求7所述的电池组件，其特征在于，所述壳体上设有多个冷却液导入管和多个冷却液导出管，多个所述冷却液导入管一一对应地连通多个所述冷却管的进口，多个所述冷却液导出管一一对应地连通多个所述冷却管的出口。

9.根据权利要求7所述的电池组件，其特征在于，所述壳体包括：

托盘，所述电芯腔设在所述托盘上，所述托盘上设有沿所述壳体宽度方向延伸并沿所述壳体的长度方向间隔开设置的多个限位板，电池包夹设在相邻所述限位板之间；

密封盖，所述密封盖与所述托盘可拆卸相连并罩设在所述电池包上用于封闭所述电芯腔。

10.根据权利要求9所述的电池组件，其特征在于，所述电池包包括多个沿所述电池包的换热板组件的宽度方向延伸并沿所述电池包的换热板组件的长度方向配列的电芯，所述电芯在所述电池包的换热板组件的厚度方向上单层设置；

所述托盘在所述电池包的换热板组件厚度方向上的尺寸小于等于50mm。

11.一种电动汽车，其特征在于，包括根据权利要求7-10中任意一项所述的电池组件。

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