CN211017157U - 电池包及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车辆技术领域，提供一种电池包及车辆。本实用新型所述的电池包包括电芯模块和位于所述电芯模块上方的喷淋冷却系统，所述喷淋冷却系统包括主管路和连通于所述主管路的多个分支管路，所述主管路上设有用于通入冷却液的进液口，多个所述分支管路设置在所述主管路的两侧，所述主管路和所述分支管路上均设有用于向所述电芯模块喷洒冷却液的喷口。本实用新型的电池包通过设置喷淋冷却系统以能够通过喷洒冷却液的方式对电芯进行冷却，喷洒的冷却液只需浸没电芯底部，即可实现电芯间热均衡，保证冷却液更好的与热源包括电芯表面及高压导电排接触，同时避免浸没式冷却采用包内空间完全填充冷却介质的形式，能够显著降低冷却液的用量。

Description

电池包及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，特别涉及一种电池包及车辆。

背景技术

现有动力电池的热管理冷却方式一般有自然冷却、风冷、液冷、制冷剂冷却和浸没式冷却等形式。通过热管理方式对电池温度进行管理，能够在一定程度延长动力电池的使用寿命，最大程度的发挥出动力电池的性能。当然，若热管理差将导致电池寿命衰减严重，性能受限。

目前，大功率动力电池一般采用液冷或制冷剂方式进行冷却，但是液冷及制冷剂冷却一般需要管路、冷板与电芯贴合，容易出现贴合不充分的问题，且由于贴合需要填充导热材料使得电池性能在一定程度上受到影响。而若采用浸没式冷却方式，则需要在电池包内大部分填充冷却液体，导致电池包重量偏高，不利于轻量化设计。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种能够通过喷洒冷却液的方式对电芯进行冷却、避免电池包内积聚大量冷却液的电池包及车辆。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种电池包，包括电芯模块和位于所述电芯模块上方的喷淋冷却系统，所述喷淋冷却系统包括主管路和连通于所述主管路的多个分支管路，所述主管路上设有用于通入冷却液的进液口，多个所述分支管路设置在所述主管路的两侧，所述主管路和所述分支管路上均设有用于向所述电芯模块喷洒冷却液的喷口。

可选地，所述主管路上设有用于对冷却液中杂质进行过滤的过滤单元。

可选地，所述分支管路垂直于所述主管路设置，所述主管路和所述分支管路均为扁管结构，所述喷口设置在所述扁管结构的相对的两侧面以及连接所述两侧面且朝向所述电芯模块的一面。

可选地，所述电池包包括上壳体和下壳体，所述电芯模块设置在所述下壳体上，所述喷淋冷却系统可拆卸地安装于所述上壳体。

可选地，所述下壳体上设有出液管，所述出液管的一端与所述下壳体底部间隔设置，所述出液管上设有用于抽取冷却液的加压单元。

可选地，所述主管路上设有阀门，所述电池包内部设有检测单元，所述喷淋冷却系统包括用于接收所述检测单元信号以控制所述阀门开关的控制单元，所述检测单元包括烟雾传感器、气体传感器、温度传感器和压力传感器中的一种或几种。

可选地，所述下壳体内部设有用于检测下壳体内冷却液是否达到预设液位高度的液位传感器，所述控制单元与所述液位传感器相连以在冷却液达到预设液位高度的情况下控制所述阀门关闭，所述液位传感器设置在低于所述上壳体和所述下壳体密封面的高度。

可选地，所述电芯模块包括平行设置且沿电池包长度方向排列的多组电芯组，每组所述电芯组包括沿所述电池包的宽度方向排列的多个电芯，所述分支管路设置为与所述电芯组相对应并沿所述电芯组长度方向延伸。

可选地，相邻两个所述电芯之间设置有隔片，所述隔片为波浪形或折线形。

本实用新型第二方面提供一种车辆，包括上述任意方案所述的电池包。

相对于现有技术，本实用新型所述的电池包具有以下优势：

本实用新型的电池包通过设置喷淋冷却系统以能够通过喷洒冷却液的方式对电芯进行冷却，相对于全浸没式冷却的电池包来说，采用喷淋这种相对流动的冷却方式冷却效果更好，且电池包内不用积聚大量的冷却液，喷洒的冷却液只需浸没电芯底部，即可实现电芯间热均衡，保证冷却液更好的与热源包括电芯表面及高压导电排接触，同时避免浸没式冷却采用包内空间完全填充冷却介质的形式，能够显著降低冷却液的用量。

且由于喷淋冷却系统包括主管路和设置在主管路两侧的分支管路，喷淋过程中能够与电芯组及电芯组上设置的防爆阀位置相对应，从而能够在电芯发生热失控时对电芯爆破口直接喷淋，有效阻挡电芯爆破时的喷出物及热量破坏上壳体。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型一种实施方式所述的电池包的结构示意图；

图2为图1的电池包的侧视图；

图3为图1中喷淋冷却系统的背面结构示意图；

图4为图1中电芯排列结构示意图；

图5为图4中A处局部放大图；

图6为图5中隔片结构示意图。

附图标记说明：

1—主管路、2—分支管路、3—进液口、4—喷口、5—电芯、6—过滤单元、7—上壳体、8—下壳体、9—出液管、10—控制单元、11—隔片。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型。

结合图1-图3，根据本实用新型的一个方面，提供一种电池包，包括电芯模块和位于所述电芯模块上方的喷淋冷却系统，所述喷淋冷却系统包括主管路1和连通于所述主管路1的多个分支管路2，所述主管路1上设有用于通入冷却液的进液口3，多个所述分支管路2设置在所述主管路1的两侧，所述主管路1和所述分支管路2上均设有用于向所述电芯模块喷洒冷却液的喷口4。

使用过程中，冷却液将从电池包外部的储液系统进入进液口3，随后流经主管路1和分支管路2从喷口4喷出，一般来说从电芯模块顶部进行喷淋，对电芯模块进行冷却降温，喷淋后的冷却液可部分积聚在电池包的底部。

本实用新型的电池包通过设置喷淋冷却系统以能够通过喷洒冷却液的方式对电芯进行冷却，相对于全浸没式冷却的电池包来说，采用喷淋这种相对流动的冷却方式冷却效果更好，且电池包内不用积聚大量的冷却液，喷洒的冷却液只需浸没电芯底部，即可与喷淋方式相配合实现电芯间热均衡，保证冷却液更好的与热源包括电芯表面及高压导电排接触，同时避免浸没式冷却采用包内空间完全填充冷却介质的形式，能够显著降低冷却液的用量。且本实用新型的喷淋冷却系统无需设置复杂管道，降低了设计难度。

由于电芯顶部设有防爆阀，本实施方式中的喷淋冷却系统采用主管路和设置在主管路两侧的分支管路的结构设计，布置过程中，能够将分支管路恰好与防爆阀位置相对应，从而能够在电芯发生热失控时针对性地对电芯爆破口直接喷淋，有效阻挡电芯爆破时的喷出物及热量破坏上壳体。

为了避免冷却液中的异物堵塞喷淋装置，所述主管路1上设有用于对冷却液中杂质进行过滤的过滤单元6。当然，过滤单元6可以采用常见的过滤装置，如过滤阀等，此处不作过多限制。

需要说明的是，为了更好地与电芯模块相配合，实现最佳的冷却效果，所述分支管路2垂直于所述主管路1设置，所述主管路1和所述分支管路2均为扁管结构，所述喷口4设置在所述扁管结构的相对的两侧面以及连接所述两侧面且朝向所述电芯模块的一面。进一步地，扁管结构面积大的一面朝向电芯模块设置，由此，可以相对增加扁管结构上喷口4的设计数量，提升喷淋冷却的效率，而且，喷口4将尽可能设置在朝向所述电芯模块的一面，实现对电芯模块的均匀冷却。另外，通过控制喷口4的密度和口径大小能够实现喷淋流量的均衡。

可以理解地，所述电池包包括上壳体7和下壳体8，所述电芯模块设置在所述下壳体8上，所述喷淋冷却系统可拆卸地安装于所述上壳体7。具体地，主管路1和分支管路2可以采用卡接等方式可拆卸地安装于上壳体7，上壳体7侧部可开设有用于穿设主管路1的安装孔，以对喷淋冷却系统进行定位，上壳体7和下壳体8密封安装后，喷淋冷却系统将位于电芯模块的上方，进而能够对汇流排和电芯进行喷淋。

本实施方式中通过喷淋这种流动冷却的方式对电芯进行冷却，电池包内部无需积聚大量的冷却液即可保证冷却效果，冷却液只需浸没电芯底部即可，相对减少冷却液的用量。为了降低电池包内冷却液用量，需维持电池包内冷却液在适宜的液面高度，因此，所述下壳体8上设有出液管9，所述出液管9的一端与所述下壳体8底部间隔设置，所述出液管9上设有用于抽取冷却液的加压单元。当喷淋后的冷却液在电池包内积聚过多时，出液管9通过加压单元可以抽取电池包内部的冷却液，以使冷却液维持在适宜高度，既能保证电芯间热均衡，又能降低冷却液的用量。其中，加压单元可以是抽水泵等，为避免抽液过程中的回流，出液管9上可设置单向阀。

此外，所述主管路1上设有阀门，通过阀门的开关来控制冷却液是否进入喷淋冷却系统。所述电池包内部设有检测单元，所述喷淋冷却系统包括用于接收所述检测单元信号以控制所述阀门开关的控制单元10，所述检测单元包括烟雾传感器、气体传感器、温度传感器和压力传感器中的一种或几种。检测单元可根据实际应用需要设置不同类型，且不限于以上几种，还可以是烟雾探头等。当电池包内发生电芯起火、热失控或电芯温度过高等现象时，通过检测单元将信号反馈给控制单元10，随后控制单元10控制阀门开启，使冷却液流过，再通过喷口4对电芯模块进行喷淋冷却降温，喷淋后冷却液积聚在电池包内部并浸没电芯底部，通过热不均衡或车辆行驶晃动导致液体流动可以实现电芯间热均衡，保证冷却液更好的与热源包括电芯表面及高压导电排接触，多余的冷却液则可经出液管9被抽出电池包，抽出的冷却液可回流到储液系统，构成循环。

另外，通过在电池包内部设置压力传感器，无需布置平衡阀来实现电池包内外的压力均衡，具体而言，利用压力传感器可监测电池包内压力变化，通过出液管9排出电池包内部积聚冷却液或通过进液口3增加冷却液的形式即可维持压力平衡。

进一步地，为确保冷却液液面维持在适宜高度，所述下壳体8内部设有用于检测下壳体8内冷却液是否达到预设液位高度的液位传感器，所述控制单元10与所述液位传感器相连，所述液位传感器设置在低于所述上壳体7和所述下壳体8密封面的高度，以避免密封面受冷却液的浸泡而影响上壳体7和下壳体8之间的密封。

当电池包内冷却液超过液位传感器的液位高度时，液位传感器将发送信号给控制单元10，控制单元10将控制出液管9抽取电池包内冷却液，具体地，可以控制出液管9上的抽水泵开启，当液位降回到液位传感器的高度时，控制单元10控制抽水泵停止工作，由此可以始终维持电池包内冷却液在适宜高度，在保证冷却效果的基础上降低冷却液的用量。本实施方式中，冷却液相对于下壳体8底部来说液面高度维持在2-100mm，优选高度为5-30mm。当然，本实用新型的电池包也可以采用全浸没式，即喷淋过程中，同时维持冷却液填满电池包。

结合图4，所述电芯模块包括平行设置且沿电池包长度方向排列的多组电芯组，每组所述电芯组包括沿所述电池包的宽度方向排列的多个电芯5，所述分支管路1设置为与所述电芯组相对应并沿所述电芯组长度方向延伸，从而使得分支管路1与电芯5顶部的防爆阀位置相对应，在电芯发生热失控时针对性地对电芯爆破口直接喷淋，有效阻挡电芯爆破时的喷出物及热量破坏上壳体。

结合图5和图6，为了进一步提升对电芯5的冷却效果，相邻两个所述电芯5之间设置有隔片11，所述隔片11为波浪形或折线形。该隔片11为绝缘材料，能够实现电芯间的绝缘间隔。通过设置波浪形或折线形的隔片11，相对于传统平板式隔片11来说，隔片11与相邻两电芯5间均存在间隙，便于冷却液喷淋后能够填充在电芯5之间，增大冷却液与电芯5之间的接触，进而实现电芯间热均衡，对电芯5进行更好的冷却效果。

本实用新型第二方面提供一种车辆，包括上述任意方案所述的电池包。该车辆通过采用上述电池包，因此具有上述电池包的全部优点，此处不作过多赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池包，其特征在于，包括电芯模块和位于所述电芯模块上方的喷淋冷却系统，所述喷淋冷却系统包括主管路(1)和连通于所述主管路(1)的多个分支管路(2)，所述主管路(1)上设有用于通入冷却液的进液口(3)，多个所述分支管路(2)设置在所述主管路(1)的两侧，所述主管路(1)和所述分支管路(2)上均设有用于向所述电芯模块喷洒冷却液的喷口(4)。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述主管路(1)上设有用于对冷却液中杂质进行过滤的过滤单元(6)。

3.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述分支管路(2)垂直于所述主管路(1)设置，所述主管路(1)和所述分支管路(2)均为扁管结构，所述喷口(4)设置在所述扁管结构的相对的两侧面以及连接所述两侧面且朝向所述电芯模块的一面。

4.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池包包括上壳体(7)和下壳体(8)，所述电芯模块设置在所述下壳体(8)上，所述喷淋冷却系统可拆卸地安装于所述上壳体(7)。

5.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于，所述下壳体(8)上设有出液管(9)，所述出液管(9)的一端与所述下壳体(8)底部间隔设置，所述出液管(9)上设有用于抽取冷却液的加压单元。

6.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于，所述主管路(1)上设有阀门，所述电池包内部设有检测单元，所述喷淋冷却系统包括用于接收所述检测单元信号以控制所述阀门开关的控制单元(10)，所述检测单元包括烟雾传感器、气体传感器、温度传感器和压力传感器中的一种或几种。

7.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述下壳体(8)内部设有用于检测下壳体(8)内冷却液是否达到预设液位高度的液位传感器，所述控制单元(10)与所述液位传感器相连，所述液位传感器设置在低于所述上壳体(7)和所述下壳体(8)密封面的高度。

8.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电芯模块包括平行设置且沿电池包长度方向排列的多组电芯组，每组所述电芯组包括沿所述电池包的宽度方向排列的多个电芯(5)，所述分支管路(2)设置为与所述电芯组相对应并沿所述电芯组长度方向延伸。

9.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于，相邻两个所述电芯(5)之间设置有隔片(11)，所述隔片(11)为波浪形或折线形。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9中任意一项所述的电池包。

Images