CN210778888U - 混合散热的电池模组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一混合散热的电池模组,其中所述混合散热的电池模组包括一电池箱体、多个液冷板、至少一电池单元以及一冷却油,其中所述电池箱体具有一容纳腔,所述液冷板被设置于所述容纳腔,并形成至少一电池仓,所述电池单元被容纳于所述电池仓,且所述电池单元被保持于所述液冷板之间,所述冷却油被填充于所述电池仓,通过液冷散热和所述油冷散热相互结合的方式提高了所述电池模组的散热效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一电池模组,特别涉及一混合散热的电池模组。
背景技术
电池包作为重要的储能装置,被广泛应用于人们的日常生活和工业生产中。总所周知的是,电池包的内部温度直接影响其安全性能和使用性能。具体来说,电池包的内部电芯具有一定的内阻,在电池包使用的过程中会产生一定的热量,并且,电池包的放电倍率越高,产生的热量也越高。一旦不能及时散热,聚热效应会降低电池的放电性能,电池包可能出现漏液、冒烟等现象,严重的话会导致电池包的电芯剧烈燃烧或爆炸,造成严重的安全事故。因此,需要对电池包及时进行散热,避免电芯长时间处于高温环境而影响电池包的使用寿命和使用安全。
在现有的散热技术中,最常见的散热方式为液冷散热,通过将至少一液冷板安装于一电池包,使得所述液冷板与所述电池包直接接触,依靠容纳于所述液冷板内的冷却液的流动将所述电池包内部的热量转移至外界,以实现散热。具体来说,所述液冷板具有一进口、一出口以及一流动通道组成,所述流通通道形成于所述液冷板的内部,所述冷却液被填充于所述流通通道内,所述液冷板和所述电池包通过一导热硅胶精密贴合,通过外部的一液冷系统进行降温,所述电池包在使用过程中产生的热量通过与所述液冷板相互接触面传递至所述流通通道内的所述冷却液,所述冷却液流动使得热量被转移,进而能够降低所述电池包的内部温度。但是,利用所述液冷板散热的过程中,也存在一些问题,所述电池包与所述液冷板直接接触部分的温度会低于远离所述液冷板的部分的温度,这样,会造成所述电池包内部的温度不均匀,温差较大而影响所述电池包的使用性能和安全状态,当所述当电池包内部的发热量低于阈值时,所述电池包的温差处于可控状态,对所述电池包的一致性影响较小,但是,当所述电池包的内部的发热量超过阈值时,所述电池包的温度不均性会显著增加,从而影响所述电池包的稳定性能和使用寿命。比如说,当所述电池包在15秒内大倍率放电时,位于顶部的电芯和位于底部的电芯的温度差异较大,所述电池包的电芯的发热功率越大,温度差异越大,当电芯发热功率超过800W时,所述电池包的温差超过30℃,影响所述电池包的使用性能,并且容易造成安全事故。
另一种常见的散热方式为油冷散热,采用矿物油包裹电池包,当电池包发热时,包裹电池包的矿物油自动流动而实现温度均衡,使得电池包内部的温度保持均衡,但是,矿物油的散热性能较差,当所述电池包的放电倍率较大时,电池包的发热量较大,容易造成聚热效应,使得所述电池包内部的温度升高;另外,矿物油的流动速度较慢,短时间内的流动范围有限,尤其是当容纳所述矿物油的箱体体积较大时,难以在短时间内降低电池包的内部温度。
实用新型内容
本实用新型的另一个目的在于提供一混合散热的电池模组,其中通过对所述电池模组的结构进行改进,以使得所述电池模组具有高散热效率。
本实用新型的另一个目的在于提供一混合散热的电池模组,其中所述电池模组在大倍率放电的情况下仍然能够保持内部温度均匀。
本实用新型的一个目的在于提供一混合散热的电池模组,其中所述电池模组通过液冷和油冷的方式混合散热,以提高所述电池模组的散热效率,进而保障了所述电池模组的稳定性能和使用寿命。
本实用新型的另一个目的在于提供一混合散热的电池模组,其中所述电池模组能够均匀地散热,以保持所述电池模组的内部温度均匀变化。
本实用新型的另一个目的在于提供一混合散热的电池模组,其中所述电池模组包括一电池箱体、多个液冷板以及多个电池单元,其中所述电池箱体具有一容纳腔,所述液冷板并将所述容纳腔分隔成多个电池仓,所述电池单元被容纳于所述电池仓内,所述液冷板具有一冷却通道,容纳于所述冷却通道内的冷却液能够转移所述电池单元在使用过程中产生的热量,进而降低所述电池单元的内部温度。
本实用新型的另一个目的在于提供一混合散热的电池模组,其中所述电池模组的所述电池箱体的所述容纳腔内填充一冷却油,所述冷却油包裹所述电池单元,以降低所述电池单元的温度。
本实用新型的另一个目的在于提供一混合散热的电池模组,其中所述冷却油被填充于所述电池单元和所述液冷板之间,有利于增强所述冷却油的流动性。
本实用新型的另一个目的在于提供一混合散热的电池模组,其中所述冷却油在每个所述电池仓内流动,减小了所述冷却油的流动空间,有利于增大所述冷却油在单位时间内的流动范围,进而增大所述冷却油在单位时间内的热交换范围。
本实用新型的另一个目的在于提供一混合散热电池模组,其中所述电池单元产生的热量依次经过所述冷却油和所述液冷板后被转移至外界,有利于保障所述电池单元内部的温度均匀。
本实用新型的另一个目的在于提供一混合散热电池模组,其中当所述电池单元内部温度升高时,通过所述冷却油的流动能够实现热量被均匀地传输至所述液冷板,再藉由液冷板的所述冷却通道内的所述冷却液的流动将所述电池单元的热量带出所述电池箱体。
本实用新型的另一个目的在于提供一混合散热的电池模组,其中所述电池单元相互间隔地设置于所述容纳腔内,有利于增大所述冷却油与所述电池单元的接触面积,进而提供散热效率。
本实用新型的另一个目的在于提供一混合散热的电池模组,其中被容纳于所述液冷板的所述冷却通道的所述冷却液的流动速度允许被调节,以满足不同的使用需求,进而提高所述电池模组的实用性和灵活性。
本实用新型的另一个目的在于提供一混合散热的电池模组,其中在所述冷却油在流动的过程中持续地吸收所述冷却板的热量,有利于降低所述冷却液的温度,以提高所述冷却液吸收所述电池单元的热量的效率。
本实用新型的另一个目的在于提供一混合散热的电池模组,其中所述冷却板内的所述冷却液在流动的过程中持续地吸收所述冷却油的温度,有利于降低所述冷却油的温度,以提高所述冷却液冷却液吸收所述电池单元的热量的效率。
本实用新型的另一个目的在于提供一混合散热的电池模组,其中所述电池模组进一步包括一冷却液循环装置,其中所述冷却液循环装置被设置于所述液冷板,所述冷却液循环装置能够促进所述液冷板的所述冷却通道内的所述冷却液的流动,以提高散热效率。
根据本实用新型的一个方面,本实用新型进一步提供一混合散热的电池模组,其包括:
一电池箱体,其中所述电池箱体具有一容纳腔;
多个液冷板,其中所述液冷板被设置于所述容纳腔,并形成至少一电池仓;
至少一电池单元,其中所述电池单元被容纳于所述电池仓,且所述电池单元被保持于所述液冷板之间;以及
一冷却油,其中所述冷却油被填充于所述容纳腔。
根据本实用新型的一个实施例,所述液冷板包括一液冷板主体和一冷却液,其中液冷板主体具有一进液口、一出液口以及连通所述进液口和所述出液口的一冷却通道,所述冷却液被可流动地容纳于所述冷却通道。
根据本实用新型的一个实施例,所述的混合散热的电池模组进一步包括一冷却管道,其中所述冷却管道具有多个进口、多个出口、多个进液通道和多个出液通道,所述进口被连通于所述进液通道,所述出口被连通于所述出液通道,所述冷却管道的所述进口和所述出口分别被连通于所述液冷板主体的所述进液口和所述出液口。
根据本实用新型的一个实施例,两个及两个以上数量的所述电池单元相互间隔地被保持于所述电池仓内。
根据本实用新型的一个实施例,相邻的所述电池单元之间的间隙均匀。
根据本实用新型的一个实施例,所述电池单元被悬空的保持于所述电池仓。
根据本实用新型的一个实施例,所述电池单元被可操作地保持于所述电池仓,所述电池单元之间的距离允许被调整。
根据本实用新型的一个实施例,所述冷却液可循环地在所述冷却管道的所述进液口和所述出液口之间流动。
根据本实用新型的一个实施例,所述电池仓之间相互连通。
根据本实用新型的一个实施例,所述电池仓之间相互独立。
附图说明
图1是根据本实用新型的一较佳实施例的一混合散热的电池模组的立体结构示意图。
图2是根据本实用新型的上述较佳实施例的所述混合散热的电池模组的示意图。
图3是根据本实用新型的上述较佳实施例的所述混合散热的电池模组的分解图示意图。
图4是根据本实用新型的上述较佳实施例的所述混合散热的电池模组的部分结构的示意图。
图5是根据本实用新型的上述较佳实施例的所述混合散热的电池模组的一电池组件的立体图示意图。
图6是根据本实用新型的上述较佳实施例的所述混合散热的电池模组的所述电池组件的爆炸图示意图。
图7是根据本实用新型的上述较佳实施例的所述混合散热的电池模组的所述电池组件的剖视图示意图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。
本领域技术人员应理解的是,在本实用新型的揭露中,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系,其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,因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。
可以理解的是,术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”,即在一个实施例中,一个元件的数量可以为一个,而在另外的实施例中,该元件的数量可以为多个,术语“一”不能理解为对数量的限制。
参照说明书附图1至图7,根据本实用新型的一较佳实施例的一混合散热的电池模组100将在接下来的描述中被阐述,其中所述电池模组100通过液冷散热和油冷散热的方式快速地降低所述电池模组100的内部温度,并且所述电池模组100能够均匀地散热,以保持所述电池模组100的内部温度均匀地变化,使得所述电池模组100在大倍率放电的情况下仍然能够保持内部温度均匀,进而保障了电池模组100的稳定性能和使用效率。
具体来说,所述电池模组100包括一电池箱体10、多个液冷板20以及多个电池单元30,其中所述电池箱体10具有一容纳腔101,所述液冷板20以垂直于所述电池箱体10的内壁的方式被设置于所述电池箱体10的内壁,并将所述容纳腔101分隔成多个电池仓1011,所述电池仓1011形成于所述液冷板20和所述电池箱体10之间,所述电池单元30被容纳于所述电池仓1011内,所述电池单元30之间相互电连接。所述液冷板20能够转移所述电池单元30在使用过程中产生的热量,通过液冷散热的方式降低所述电池单元30的内部温度。
进一步地,参照图3至图7,所述液冷板20包括一液冷板主体21和一冷却液22,其中所述液冷板主体21具有一进液口211、一出液口212以及连通所述进液口211和所述出液口212的一冷却通道213,所述冷却液22被填充于所述冷却通道213内,所述冷却液22在所述冷却通道213内流动的过程中吸收所述电池单元30产生的热量。所述液冷板主体21被紧密贴合于所述电池箱体10的内壁,以将所述电池箱体10的所述容纳腔101分隔成多个所述电池仓1011,以供安装所述电池单元30。容纳于所述冷却通道213内的所述冷却液22循环流动,以将电池单元30产生的热量传递至外界。优选地,所述冷却液22为流动性好、比热容大的流体。本领域技术人员应该知晓的是,所述冷却液22的具体实施方式不受限制,不能成为对本实用新型所述电池模组100的内容和范围的限制。
参照图2至图4,所述电池模组100进一步包括一冷却管道40,其中所述冷却管道40被设置于所述电池箱体10的所述容纳腔101内,所述冷却管道40具有多个进口401、多个出口402以及连通所述进口401和所述出口402的一流通通道403,所述流通通道403内填充所述冷却液22,每个所述进口401和每个所述出口402分别连通于所述液冷板主体21的所述进液口211和所述出液口212,使得所述冷却管道40的所述流通通道403连通于所述液冷板主体21的所述冷却管道40。所述冷却管道40内的所述冷却液22经过所述进口401和所述液冷板主体21的所述进液口211流至所述液冷板主体21的所述冷却管道213,以降低所述冷却管道213内的所述冷却液22的温度,并推动所述冷却液22在所述冷却管道213内持续流动,以在所述液冷板主体21的所述冷却管道213内的所述冷却液22持续地从所述出液口212流出至所述冷却管道40的所述出口402,以将所述电池单元30产生的热量带走。
具体地,所述电池模组100的所述冷却管道40包括一进液管道41和一出液管道42,其中所述进液管道41和所述出液管道42分别具有一进液通道410和一出液通道420,多个所述进口401被连通于所述进液管道41的所述进液通道410,多个所述出口402被连通于所述出液管道42的所述出液通道420,在所述进液管道41内流动的所述冷却液22自所述进口401进入所述液冷板主体21的冷却通道213,所述冷却液22在所述冷却通道213内流动,并依次经过冷却板主体21的所述出液口212和所述出口402流至所述出液管道42的所述所述出液通道420,并在后续流至外界,以使得所述电池模组100与外界进行热量交换。
参照图2和图7,所述电池模组100进一步地包括一冷却油50,其中所述冷却油50被填充于所述容纳腔101内,并包裹所述电池单元30,所述电池单元30在使用过程中温度升高,包裹所述电池单元30的所述冷却油50均匀地吸收所述电池单元30产生的热量,进一步降低了所述电池单元30的内部温度。并且,通过所述冷却油50自动地流动使得所述电池单元30的内部温度均衡,以通过油冷散热的方式均匀地降低了所述电池单元30的温度。
在本实用新型的一较佳实施例中,每个所述电池仓1011均相互连通。在本实用新型其他的一些实施例中,所述电池仓1011相互独立,所述冷却油50被填充于所述电池仓1011内。
优选地,参照图3、图5以及图7,相邻的所述电池单元30之间存在预留的间隙,也就是说,所述电池单元30被相互间隔地设置,以使得所述冷却油50能够充分地包裹所述电池单元30,进而均匀地吸收所述电池单元30的热量,以使得所述电池单元30的内部温度保持均匀。值得一提的是,所述电池单元30的具体数量和具体安装方式不受限制。例如但不限于,所述电池单元30上下堆叠地保持于所述电池仓1011内,以充分利用所述电池仓1011的容纳量,或者,所述电池单元30并排地被保持于所述电池仓1011内。
参照图3、图5、图6以及图7,所述电池模组100进一步包括多个支撑元件60,所述支撑元件60被安装于所述液冷板20,所述电池单元30被安装于所述支撑元件60,并藉由所述支撑单元50将多个所述电池单元30固定于所述电池仓1011内,进而形成一电池组件110。多个所述电池组件110相互电连接,且每个所述电池组件110能够被充分浸泡于所述冷却油50内,以藉由所述冷却油50的流动转移所述电池组件110在充放电过程中产生的热量。优选地,所述支撑元件60通过支撑所述电池单元30的侧部边缘的方式使得所述电池单元30被悬空地保持于所述电池仓1011内。优选地,所述支撑元件60为网状,所述冷却油50能够充分地浸泡所述电池单元30。优选地,所述支撑元件60具有多个通孔,以使得所述冷却油50与所述电池单元30充分接触。本领域技术人员应该理解的是,所述支撑元件60的具体实施方式仅仅作为示意,不能成为对本实用新型所述电池模组100的内容和范围的限制。
值得一提的是,所述电池单元30被可操作地保持于所述电池仓1011,且被保持于所述电池仓1011内的所述电池单元30的高度允许被调整,进而通过调整所述电池单元30之间的间隔距离,改变填充于所述电池单元30之间的所述冷却油50的量,以允许使用者根据所述电池模组100的散热需求调整所述电池单元30之间的间隔距离。比如说,调整所述支撑元件60在所述电池仓1011内的高度以改变所述电池单元30的高度。优选地,所述支撑元件60被可拆卸地安装于所述液冷板20,以方便调节所述支撑元件60的高度。具体地,所述电池单元30通过卡扣连接的方式被可拆卸地保持于所述电池仓1011内,通过拆卸所述电池单元30,增大相邻的所述电池单元30之间的间隙,以增加被填充于所述电池单元30之间的所述冷却油50,进而加快所述电池单元30的散热速度。
参照图2和图7,所述冷却油50被填充于所述电池单元30和所述电池箱体10之间、所述电池单元30和所述电池单元30之间以及所述电池单元30与所述液冷板20之间,以完全地包裹所述电池单元30,所述电池单元30被完全浸没于所述冷却油50,所述冷却油50均匀地吸收所述电池单元30产生的热量,进而保障所述电池单元30能够均匀地散热,以使得所述电池单元30内部温度均衡变化。优选地,所述冷却油50被实施为矿物油,且所述矿物油为绝缘强度高、比热容高、流动性强的油类,以利于显著提高所述电池模组100的散热性能。本领域技术人员应该理解的是,所述冷却油50的具体实施方式仅仅作为示意,不能成为对本实用新型所述电池模组100的内容和范围的限制。
所述电池单元30在工作的过程中产生热量,内部温度升高,所述电池单元30的热量均匀地传递至包裹所述电池单元30的所述冷却油50,所述电池单元30的内部温度均匀变化。进一步地,所述冷却油50的温度升高,所述冷却油50的热量传递至所述液冷板20,所述液冷板20的所述液冷板主体21的所述冷却通道213内的所述冷却液22的循环流动将热量持续地传递至外界,进而降低所述冷却油50的温度,所述冷却油50持续地吸收所述电池单元30的温度,使得所述电池单元30的内部温度降低,以保障所述电池单元30正常使用。
在本实用新型的其他的一些实施例中,每个所述电池组件110的所述电池仓1011能够被封闭,即,每个所述电池组件110的所述电池仓1011相互独立,所述液冷油50仅被填充于单个所述电池组件110的所述电池仓1011内,所述冷却油50包裹每个所述电池单元30,藉由冷却油50实现热量的均衡及传导,并当热量传递至所述冷却板20后,所述冷却板20的所述冷却通道213内的所述冷却液22将热量传递至外界,进而降低所述电池模组100的热量。
值得一提的是,所述冷却油50被填充于有所述液冷板20分隔成的每个所述电池仓1011内,所述液冷板20的所述冷却通道213内的所述冷却液22的循环流动持续地带走所述冷却油50的热量,有利于加快所述冷却油50的流动,进而增强所述冷却油50的流动性,这样,增大了所述冷却油50在单位时间内的流动范围,使得所述冷却油50在单位时间内的热交换范围被扩大,以更快速地降低所述电池单元30的内部温度,从而提高了所述电池模组100的散热效率。也就是说,所述电池模组100能够快速均匀地散热,以满足所述电池模组100即使是在大倍率放电的情况下仍然能够保持内部温度均匀,进而保障了所述电池模组100的均温性和高散热性。
也就是说,所述电池模组100采用油冷散热和液冷散热相互结合的方式,所述冷却油均匀地吸收所述电池单元30的热量,并通过所述冷却油50的流动实现所述电池模组100均温,所述液冷板20通过所述冷却液22的循环流动实现所述电池单元30和所述冷却油50与外界的热量交换,进而降低了电池模组100的温度,油冷散热和液冷散热相互混合的方式显著提高了所述电池模组100散热性能。
进一步地,所述冷却液22在所述冷却板20的所述冷却通道213内流动时,持续地吸收所述冷却油50的热量,有利于降低所述冷却油50的温度,进而提高所述冷却油50对所述电池单元30产生的热量的吸收效率;同样地,所述冷却油持续地吸收所述冷却液22的热量,有利于降低所述冷却液22的温度,进而提高所述冷却对所述电池单元30产生的热量的吸收效率。因此,藉由液冷散热和油冷散热相混合的方式能够有效地提高所述电池模组100的散热效率。
并且,所述电池箱体10采用比热容大、密封性高以及机械强度高的材料制成。首先,有利于避免所述电池单元30在工作的过程中,所述电池箱体10的温度升高较快而影响所述电池模组100周围的其他零部件的使用性能;其次,有利于避免容纳于所述电池箱体10的所述容纳腔101内的所述冷却油50泄漏而影响所述电池模组100的散热效率和污染周边环境。本领域技术人员应该理解的是,所述电池箱体10的具体实施方式不受限制,不能成为对本实用新型所述电池模组100的内容和范围的限制。
更进一步地,所述电池模组100藉由一冷却液循环装置对所述冷却液22进行处理,以降低从所述电池模组100内流出的所述冷却液22的温度,同时保障温度低的所述冷却液22进入所述电池模组100内。具体来说,所述冷却液循环装置22被安装于所述冷却管道40的所述进口401和所述出口402之间。所述液冷板主体21的所述冷却通道213内的所述冷却液22自所述出液口212流出,同时带走所述电池单元30和所述冷却油50的热量,自所述出液口212流出的所述冷却液22经过所述冷却管道40的所述出口402流至所述冷却液循环装置,所述冷却液循环装置对所述冷却液22进行降温,降温后的所述冷却液22从所述进口401进入所述冷却管道40,并从所述液冷板主体21的所述进液口211流入所述冷却通道213内,实现所述冷却液22的循环流动,进而通过所述冷却液22在所述冷却通道213内循环流动,持续地带走所述电池单元30在工作过程中产生的热量,以保障所述电池单元30的稳定性能和使用寿命。
值得一提的是,被容纳于冷却通道213内的所述冷却液22的流动速度允许被调节,以满足不同的使用需求,进而提高了所述电池模组100的实用性和灵活性。比如说,通过控制所述冷却液循环装置的运行参数以改变所述冷却液22在所述冷却通道213内的流动速度,当所述电池单元30的放电倍率增大,所述电池单元30内部产生的热量增加,使得电池单元30的温度升高,通过调整所述冷却液循环装置的运行参数,使得所述冷却液循环装置控制所述冷却液22的流动速度加快,以促进电池单元30与外部的热量交换,当所述电池单元30的放电倍率减小,所述电池单元30内部产生的热量降低,所述电池单元30的内部温度降低,通过调整所述冷却液循环装置的运行参数,使得所述冷却液循环装置控制所述冷却液22的流动速度减慢,在保障所述电池单元30能及时散热的同时也降低了散热系统的输出功率。本领域技术人员应该理解的是,可以通过人为操作调节所述冷却液22的循环速度,也可以通过自动识别所述电池单元30的放电倍率,以自动控制所述冷却液22的循环速度。
在本实用新型其他的实施例中,所述电池箱体10藉由一冷却油循环装置能够实现被填充于所述电池箱体10的所述容纳腔101内的所述冷却油50的循环流动,通过加快所述冷却油50的流动进一步提高所述电池模组100的散热效率。具体来说,所述电池箱体10设有连通所述容纳腔101的一进油口和一出油口,所述冷却油循环装置被安装于所述进油口和所述出油口之间,被填充至所述电池箱体10的所述容纳腔101内的所述冷却油50自所述出油口流出,同时带走所述电池单元30在工作过程中产生的热量;自所述出油口流出的所述冷却油50进入所述冷却油循环装置,所述冷却液循环装置对所述冷却油50进行降温,降温后的所述冷却油50从所述电池箱体10的所述进油口进入所述容纳腔101内,以降低所述容纳腔101内的所述冷却油50的温度,进而通过所述冷却油50在所述容纳腔101内循环流动,持续地带走所述电池单元30在工作过程中产生的热量,以保障所述电池单元30的稳定性能和使用寿命。本领域技术人员应该理解的是,所述冷却油50的循环速度可以允许人为调整或是自动调整,以配合于所述电池单元30在工作过程中产生的热量大小,进而满足所述电池模组100均匀快速地散热。
另外,所述电池单元30为所述电池模组100的电芯,所述电池单元30的类型不受限制,所述电池单元30的具体实施方式不能成为对本实用新型所述电池模组100的内容和范围的限制。
根据本实用新型的另一个方面,本实用新型进一步提供所述电池模组100的组装方法,其中所述组装方法包括如下步骤:
(a)藉由多个所述液冷板20将所述电池箱体10的所述容纳腔101分隔成所述电池仓1011;
(b)安装至少一所述电池单元30于所述电池仓1011;以及
(c)填充所述冷却油50于所述电池箱体10的所述容纳腔101内,并使得所述冷却油50浸没所述电池单元30。
优选地,在所述步骤(a)中,所述液冷板20被无缝地安装于所述电池箱体10的内壁。
优选地,所述步骤(b)中,所述电池单元30相互间隔地保持于所述电池仓1011,以使得所述冷却油50充分地包裹所述电池单元。
进一步地,在上述方法中,连通所述液冷板20的所述进液口211于所述冷却管道40的所述进口401,连通所述液冷板20的所述出液口212于所述冷却管道40的所述出口402。
根据本实用新型的一较佳实施例,在上述方法中,仅填充所述冷却油50于相互独立的电池仓1011,以藉由所述冷却油50快速地均衡所述电池单元30产生的热量。优选地,在上述方法中,所述冷却油50被填充于整个所述容纳腔101,并允许冷却油50在所述电池仓101之间流动。
进一步地,安装所述冷却液循环装置于所述冷却管道40的所述进口401和所述出口402,以促进所述冷却液22在所述液冷板20的所述液冷板主体21的所述冷却通道213内的流动,以持续地吸收所述电池单元30和所述冷却油50的热量,并有利于加快所述电池单元30和外部的热量交换。
优选地,安装所述冷却油循环装置于所述电池箱体10的所述进油口和所述出油口之间,以促进所述冷却油50在所述容纳腔101内的流动,以降低所述电池单元30在工作过程中产生的热量,并有利于进一步加快所述电池单元30和外部的热量交换,实现所述电池模组100快速均匀地降温。
进一步地,在所述步骤(a)之前,进一步包括步骤(d):模拟所述电池模组100的散热系统,以在后续根据模拟结果组装所述电池模组100,并形成安全可靠的散热系统。
具体来说,在所述步骤(d)中进一步包括如下步骤:
(d.1)获取所述电池模组100单位时间内的发热率和发热量。具体来说,根据所述电池单元30的参数,建立所述电池模组100的发热模型,进而根据发热模型计算单位时间内的发热功率及发热量。
(d.2)获取所述电池单元的一边界条件计算所述电池单元需要的散热功率和散热量,以供后续根据边界调节设计的散热系统能够满足所述电池单元30的最大散热需求,以保障所述电池单元30在最大放电倍率的情况下,仍然能够保持均匀的温度,并且不影响所述电池单元30的正常使用。优选地,所述边界条件被实施为但不限于温升和温差。
(d.3)根据散热功率需求计算所述液冷板20的所述液冷板主体21的所述冷却管道213的内径、容纳于所述冷却管道213内的所述冷却液22的流动速度,所述冷却液循环装置的压力和制冷量。
(d.4)根据所述电池模组100的散热功率要求,计算所述冷却油50的导热率、热容比以及流动性,以在后续选择合适的所述冷却油50。
(d.5)根据电池单元30的绝缘性能要求,计算所述冷却油50的导电率及绝缘阻值。
根据本实用新型的另一个方面,本实用新型进一步提供一电池模组100的散热方法,其中所述散热方法包括如下步骤:
(a)藉由所述冷却油50持续地吸收至少一所述电池单元30的热量;和
(b)所述液冷板20的所述冷却通道213内的所述冷却液22的流动而带所述冷却油50和所述电池单元30的热量。
具体来说,在所述步骤(a)中,所述冷却油50流动而带走所述电池单元30的热量。并且,所述冷却油50包裹所述电池单元30,所述电池单元30的热量均匀地传递至所述冷却油50,进而保障所述电池单元30的内部温度均匀变化。也就是说,在所述步骤(a)中,所述冷却油50在流动的过程中均衡所述电池单元30的热量。
进一步地,循环流动所述冷却液22于所述液冷板20的所述冷却通道213。具体地,藉由一冷却液循环装置促进所述冷却液22在所述液冷板20的所述冷却通道213内的循环流动,所述冷却液22自所述冷却通道213进入所述冷却液循环装置,并带走所述电池单元30在工作过程中产生的热量,所述冷却液循环装置对所述冷却液22进行降温,降温后的所述冷却液22再被送入所述冷却通道213,通过所述冷却液22在所述冷却通道213内循环流动,持续地带走所述电池单元30在工作过程中产生的热量,以保障所述电池单元30的稳定性能和使用寿命。
进一步地,在上述方法中,所述冷却油50的热量传递至所述液冷板20,机油所述液冷板20循环流动而带走所述冷却油50的热量,并加速了所述冷却油50在所述电池箱体10的所述容纳腔101内的流动,进而更快地带走所述电池单元30的热量,以实现所述电池模组100快速散热。在本实用新型的一些实施例中,所述冷却油50和所述液冷板20同时带走所述电池单元30在工作过程中产生的热量。
在上述方法中,所述冷却油50在所述电池单元30和所述液冷板20之间流动,所述冷却油50均匀地吸收所述电池单元30的热量,并通过所述冷却油50的流动实现所述电池模组100均温,所述液冷板20通过所述冷却液22的循环流动实现所述电池单元30和所述冷却油50与外界的热量交换,进而降低了电池模组100的温度。
优选地,藉由一冷却油循环装置促进所述冷却油50在所述电池箱体10的所述容纳腔101内循环流动。具体地,所述冷却油50自所述容纳腔101进入所述冷却油循环装置,并带走所述电池单元30在工作过程中产生的热量,所述冷却油循环装置对所述冷却油50进行降温,降温后的所述冷却油50再被送入所述容纳腔101,通过所述冷却油50在所述容纳腔101内循环流动,持续地带走所述电池单元30在工作过程中产生的热量,以保障所述电池单元30的稳定性能和使用寿命。
进一步地,在上述方法中,所述冷却油50持续地吸收被容纳于所述冷却板20的所述冷却通道213内的所述冷却液22的热量,以降低所述冷却液22的温度,进而有利于提高所述冷却液22对所述电池单元30的产生的热量的吸收效率。也就是说,所述冷却油50既能够直接吸收所述电池单元30产生的热量,也能够通过吸收所述冷却液22的热量的方式间接地吸收所述电池单元30产生的热量。并且,循环流动的所述冷却液22持续地吸收所述冷却油50的热量,降低了所述冷却油50的温度,以利于提高所述冷却油50对所述电池单元30产生的热量的热量的吸收效率。也就是说,所述冷却液22既能够直接地吸收所述电池单元30产生的热量,也能够通过吸收所述冷却油50的方式带走所述电池单元30的热量。进而,通过液冷散热和油冷散热的方式提高了所述电池模组100的散热效率。
本领域的技术人员可以理解的是,以上实施例仅为举例,其中不同实施例的特征可以相互组合,以得到根据本实用新型揭露的内容很容易想到但是在附图中没有明确指出的实施方式。
本领域的技术人员应理解,上述描述及附图中所示的本实用新型的实施例只作为举例而并不限制本实用新型。本实用新型的目的已经完整并有效地实现。本实用新型的功能及结构原理已在实施例中展示和说明,在没有背离所述原理下,本实用新型的实施方式可以有任何变形或修改。
Claims (10)
1.一混合散热的电池模组,其特征在于,包括:
一电池箱体,其中所述电池箱体具有一容纳腔;
多个液冷板,其中所述液冷板被设置于所述容纳腔,并形成至少一电池仓;
至少一电池单元,其中所述电池单元被容纳于所述电池仓,且所述电池单元被保持于所述液冷板之间;以及
一冷却油,其中所述冷却油被填充于所述电池仓。
2.根据权利要求1所述的混合散热的电池模组,其中所述液冷板包括一液冷板主体和一冷却液,其中液冷板主体具有一进液口、一出液口以及连通所述进液口和所述出液口的一冷却通道,所述冷却液被可流动地容纳于所述冷却通道。
3.根据权利要求2所述的混合散热的电池模组,其中所述混合散热的电池模组进一步包括一冷却管道,其中所述冷却管道具有多个进口、多个出口、多个进液通道和多个出液通道,所述进口被连通于所述进液通道,所述出口被连通于所述出液通道,所述冷却管道的所述进口和所述出口分别被连通于所述液冷板主体的所述进液口和所述出液口。
4.根据权利要求3所述的混合散热的电池模组,其中两个及两个以上数量的所述电池单元相互间隔地被保持于所述电池仓内。
5.根据权利要求4所述的混合散热的电池模组,其中相邻的所述电池单元之间的间隙均匀。
6.根据权利要求5所述的混合散热的电池模组,其中所述电池单元被悬空的保持于所述电池仓。
7.根据权利要求6所述的混合散热的电池模组,其中所述电池单元被可操作地保持于所述电池仓,所述电池单元之间的距离允许被调整。
8.根据权利要求7所述的混合散热的电池模组,其中所述冷却液可循环地在所述冷却管道的所述进液口和所述出液口之间流动。
9.根据权利要求1至8任一所述的混合散热的电池模组,其中所述电池仓之间相互连通。
10.根据权利要求1至8任一所述的混合散热的电池模组,其中每个所述电池仓相互独立。
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