CN211182444U - 电池模组传热结构及电池箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池模组传热结构及电池箱。电池模组传热结构包括至少一个传热单元，传热单元包括呈“十”字布置的垂直传热板和水平传热板，将空间分成上下两层、左右两排共四个用于安装电池模组的区域；以垂直传热板为界，将水平传热板分成左、右水平传热部两部分，垂直传热板上设有垂直传热流道，左、右水平传热部上对应设有左、右水平传热流道，左、右水平传热流道和垂直传热流道三者依次连通；或者以水平传热板为界，将垂直传热板分成上、下垂直传热部两部分，上、下垂直传热部上对应设有上、下垂直传热流道，水平传热板上设有水平传热流道，上、下垂直传热流道和水平传热流道依次连通。上述结构能同时实现电池模组的双面传热，传热效果较好。

Description

电池模组传热结构及电池箱

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，具体涉及一种电池模组传热结构及电池箱。

背景技术

动力电池是新能源汽车的核心部件之一，其一般由多个电池模组组成，动力电池的电性能和安全性能受温度的影响较大。动力电池在充放电过程中，会产生大量的热量，动力电池热量的积聚和分布不均直接危害动力电池的电化学性能和安全性能。当动力电池温度过高时，其工作性能会下降，容易引发热失控，严重时会导致电池起火燃烧甚至爆炸；另外，当动力电池温度过低时，动力电池难以进行大倍率充放电，有可能导致动力电池失效，给动力电池的安全带来隐患。因此，需要对动力电池进行合适的加热和冷却，使动力电池工作在其合理的温度范围内以保证其安装性能和工作性能。

现有动力电池的电池模组通常采用双层布置结构，如授权公告号为CN207282570U的中国实用新型专利所公开的双层动力电池结构，其包括多个上层电池模组和多个下层电池模组，多个上层电池模组和多个下层电池模组之间设置有上层温控部件，多个下层电池模组的底部设置有下层温控部件，上层温控部件固定夹装在上层模组支架和下层模组支架之间，下层温控部件固定夹装在下层模组支架和箱体横梁之间。当需要对上述电池模组进行散热时，上层温控部件和下层温控部件采用水冷板；当需要对上述电池模组进行加热时，上层温控部件和下层温控部件采用加热板。上述上层温控部件和下层温控部件在对两层的电池模组进行冷却或加热时，仅能对各电池模组的其中一个面进行散热或加热，传热效果较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电池模组传热结构，以解决现有技术中的电池模组结构传热效果较差的技术问题；本实用新型的目的还在于提供一种使用上述电池模组传热结构的电池箱。

为实现上述目的，本实用新型的电池模组传热结构的技术方案是：

电池模组传热结构包括至少一个传热单元，传热单元包括：

垂直传热板；

水平传热板；

垂直传热板和水平传热板呈“十”字布置，将空间分成上下两层、左右两排共四个用于安装电池模组的区域；

以垂直传热板为界，将水平传热板分成左、右水平传热部两部分，垂直传热板上设有垂直传热流道，左、右水平传热部上对应设有左、右水平传热流道，左水平传热流道、垂直传热流道和右水平传热流道依次连通，且左、右水平传热流道中，一个上具有传热介质进口，另一个上具有传热介质出口；

或者以水平传热板为界，将垂直传热板分成上、下垂直传热部两部分，上、下垂直传热部上对应设有上、下垂直传热流道，水平传热板上设有水平传热流道，上垂直传热流道、水平传热流道和下垂直传热流道依次连通，且上、下垂直传热流道中，一个上具有传热介质进口，另一个上具有传热介质出口。

电池模组传热结构的有益效果：电池模组传热结构的每一个传热单元均呈“十”字形，即可安装两层两排共四个电池模组，由于每个传热单元的垂直传热板和水平传热板上均设有传热流道，且各个传热流道均依次连通，这样的话，电池模组在固定时，至少有两个侧面能够同时进行传热，即无论是对电池模组进行冷却还是对电池模组进行加热，电池模组均通过两个侧面进行传热，从而提高了电池模组的冷却效率或加热效率，使电池模组能够快速恢复到其正常的工作温度范围内。

进一步地，各传热流道均为蛇形流道。

有益效果：蛇形流道便于布置，并且蛇形流道弯折较多，能够增加流道内传热介质的传热面积，使传热介质与电池模组之间能够充分进行热传递。

进一步地，垂直传热板上的传热流道与水平传热板上的传热流道通过连接弯头连通。

有益效果：连接弯头能够实现垂直传热板上的传热流道与水平传热板上的传热流道无缝对接，保证传热介质流动的均匀性。

进一步地，所述连接弯头的截面呈L形。

有益效果：结构简单，便于安装。

进一步地，各个传热流道由对应传热板上开设的流道孔形成。

有益效果：在传热板上开设流道孔，便于加工。

本实用新型提供的电池箱的技术方案是：

电池箱包括箱体和固定在箱体内的电池模组，箱体内设置有电池模组传热结构，电池模组传热结构包括至少一个传热单元，传热单元包括：

垂直传热板；

水平传热板；

垂直传热板和水平传热板呈“十”字布置，将空间分成上下两层、左右两排共四个用于安装电池模组的区域；

以垂直传热板为界，将水平传热板分成左、右水平传热部两部分，垂直传热板上设有垂直传热流道，左、右水平传热部上对应设有左、右水平传热流道，左水平传热流道、垂直传热流道和右水平传热流道依次连通，且左、右水平传热流道中，一个上具有传热介质进口，另一个上具有传热介质出口；

或者以水平传热板为界，将垂直传热板分成上、下垂直传热部两部分，上、下垂直传热部上对应设有上、下垂直传热流道，水平传热板上设有水平传热流道，上垂直传热流道、水平传热流道和下垂直传热流道依次连通，且上、下垂直传热流道中，一个上具有传热介质进口，另一个上具有传热介质出口。

电池箱的有益效果：电池箱中用于对电池模组传热的每一个传热单元均呈“十”字形，即可安装两层两排共四个电池模组，由于每个传热单元的垂直传热板和水平传热板上均设有传热流道，且各个传热流道均依次连通，这样的话，电池模组固定在箱体内时，至少有两个侧面能够同时进行传热，即无论是对电池模组进行冷却还是对电池模组进行加热，电池模组均通过两个侧面进行传热，从而提高了电池模组的冷却效率或加热效率，使电池模组能够快速恢复到其正常的工作温度范围内。

进一步地，各传热流道均为蛇形流道。

有益效果：蛇形流道便于布置，并且蛇形流道弯折较多，能够增加流道内传热介质的传热面积，使传热介质与电池模组之间能够充分进行热传递。

进一步地，垂直传热板上的传热流道与水平传热板上的传热流道通过连接弯头连通。

有益效果：连接弯头能够实现垂直传热板上的传热流道与水平传热板上的传热流道无缝对接，保证传热介质流动的均匀性。

进一步地，所述连接弯头的截面呈L形。

有益效果：结构简单，便于安装。

进一步地，各个传热流道由对应传热板上开设的流道孔形成。

有益效果：在传热板上开设流道孔，便于加工。

附图说明

图1为本实用新型的电池箱的实施例1中电池模组传热结构的示意图；

图2为本实用新型的电池箱的实施例1中电池模组传热结构与电池模组的装配示意图；

图3为本实用新型的电池箱的实施例2中电池模组传热结构与电池模组的装配简图；

图4为本实用新型的电池箱的实施例3中电池模组传热结构与电池模组的装配简图；

图5为本实用新型的电池箱的实施例4中电池模组传热结构与电池模组的装配简图；

图6为本实用新型的电池箱的实施例5中电池模组传热结构与电池模组的装配简图；

图7为本实用新型的电池箱的实施例6中电池模组传热结构与电池模组的装配简图。

附图标记说明：1-水平传热板，2-垂直传热板，3-左水平传热部，4-右水平传热部，5-垂直传热流道，6-左水平传热流道，7-右水平传热流道，8-传热介质进口，9-传热介质出口，10-连接弯头，11-模组固定支架，12-模组第一连接支架，13-模组第二连接支架，14-上传热流道，15-下传热流道，16-电池模组。

201-传热单元，202-传热介质进口，203-传热介质出口，301-传热单元，302-传热介质进口，303-传热介质出口，401-传热单元，402-上垂直传热部，403-下垂直传热部，404-传热介质进口，405-传热介质出口，406-水平传热板，501-传热单元，502-上垂直传热部，503-下垂直传热部，504-传热介质进口，505-传热介质出口，506-水平传热板，601-传热介质出口，602-水平传热板，603-上垂直传热部，604-下垂直传热部，605-传热介质进口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

本实用新型的电池箱的具体实施例1：

电池箱包括箱体和固定在箱体内的电池模组，箱体内设有电池模组传热结构，电池模组传热结构包括至少一个传热单元。本实施例中，以具有一个传热单元为例进行说明。

如图1和图2所示，传热单元包括水平传热板1和垂直传热板2，水平传热板1和垂直传热板2呈“十”字布置，将箱体内的空间分成上下两层、左右两排共四个区域，每个区域对应安装一个电池模组；另外，以垂直传热板2为界，将水平传热板1分成左水平传热部3和右水平传热部4两部分。在电池模组安装时，上层的两个电池模组的底面分别对应与左水平传热部3的上表面和右水平传热部4的上表面贴紧；下层的两个电池模组的顶面分别对应与左水平传热部3的下表面和右水平传热部4的下表面贴紧；位于左排的两个电池模组的右侧面均与垂直传热板2的左表面贴紧，位于右排的两个电池模组的左侧面与垂直传热板2的右表面贴紧。这样一来，四个电池模组安装后，每个电池模组至少有两个侧面均能同时进行传热。

垂直传热板2上设有垂直传热流道5，垂直传热流道5由开设在垂直传热板2上的流道孔形成，其包括处于水平传热板1上方的上传热流道14和处于水平传热板1下方的下传热流道15，上传热流道14包括位于上层的两个在前后方向间隔布置的U形流道，下传热流道15包括位于下层的两个在前后方向间隔布置的U形流道，上传热流道14的两个U形流道与下传热流道15的两个U形流道在前后方向上依次交替排列且依次对应连通，从而使整个垂直传热流道5呈蛇形布置。

左水平传热部3上设有左水平传热流道6，右水平传热部4上设有右水平传热流道7，左水平传热流道6由设置在左水平传热部3上的流道孔形成，右水平传热流道7由设置在右水平传热部4上的流道孔形成。左水平传热流道6、垂直传热流道5和右水平传热流道7三者依次通过连接弯头10连通，且左水平传热流道6上具有传热介质进口8，右水平传热流道7上具有传热介质出口9。本实施例中，左水平传热流道6与右水平传热流道7均为蛇形流道，连接弯头10的截面呈L形，保证水平方向上的传热流道与垂直方向上的传热流道无缝连通。实际使用中，向左水平传热流道6上的传热介质进口8中充入传热介质，传热介质首先经过左水平传热流道6，然后从左水平传热流道6的出口进入到下传热流道15的位于后侧的U形流道内，然后进入到上传热流道14的位于后侧的U形流道内，再进入到下传热流道15的位于前侧的U形流道内，然后流入到上传热流道14的位于前侧的U形流道内，经其出口进入到右水平传热流道7中，并最终从右水平传热流道7上的传热介质出口9流出。传热介质在各个传热流道中流动过程中，能充分的与各个电池模组之间进行热量传递，又由于各个电池模组至少有两个侧面与对应传热板贴紧，提高了传热效果，能够快速使电池模组在其正常工作温度范围内工作。

电池模组在装配时，如图2所示，在垂直传热板2和水平传热板1分隔的四个区域中，每个区域各安装一个电池模组16，各电池模组16的接线口均朝向同一侧，每排的两个电池模组通过模组第二连接支架13固定连接在一起，上下两层的四个电池模组通过长条状的模组第一连接支架12固定连接在一起，且模组第一连接支架12处于两排电池模组之间，最后通过模组固定支架11固定在箱体上。

本实施例中，传热介质采用水。当电池模组工作时产生的热量较高而需要冷却时，将传热介质进口连接水泵，通过水泵向传热介质进口中泵入冷却水，冷却水依次流经左水平传热流道、垂直传热流道和右水平传热流道，各传热流道通过传热板来吸收电池模组产生的热量，达到对电池模组降温的目的，由于各个电池模组有两个侧面与对应的传热板贴紧，即各个电池模组的两个侧面能同时进行冷却，提高了电池模组的冷却效果。当电池模组的工作温度较低而需要对电池模组进行加热时，将传热介质进口连接水泵，通过水泵向传热介质进口中泵入高温水，高温水依次流经左水平传热流道、垂直传热流道和右水平传热流道，通过传热板将热量传递给电池模组，达到对电池模组加热的目的，由于各个电池模组有两个侧面与传热板贴紧，即传热流道内的高温水能同时通过对应的传热板向各个电池模组的对应两个侧面传递热量，提高了电池模组的加热效果。

电池箱的实施例2，该实施例与上述实施例1的区别在于：电池箱中具有两个以上的传热单元201，以两个为例进行说明，如图3所示，相邻两个传热单元可安装两层四排共八个电池模组16，相邻两个传热单元中，其中一个传热单元的传热介质出口与另一个传热单元的传热介质进口连通，此时，电池模组传热结构的传热介质进口202位于最左侧的传热单元的左水平传热部上，电池模组传热结构的传热介质出口203位于最右侧的传热单元的右水平传热部上，两个传热单元没有共用的部分。

电池箱的实施例3，该实施例与上述实施例1的区别在于：电池箱中具有两个以上的传热单元301，仍以两个为例进行说明，如图4所示，相邻两个传热单元可安装两层三排共6个电池模组16，此时，其中一个传热单元中的右水平传热部与另一个传热单元中的左水平传热部两者重合，即两个传热单元301有共用的部分但电池模组传热结构的传热介质进口302仍位于最左侧的传热单元的左水平传热部上，电池模组传热结构的传热介质出口303仍位于最右侧的传热单元的右水平传热部上。

电池箱的实施例4，该实施例与上述实施例1的区别在于：电池箱中具有两个以上的传热单元401，仍以两个为例进行说明，如图5所示，该实施例中，每个传热单元401是以水平传热板406为界，将垂直传热板分成上垂直传热部402和下垂直传热部403，上、下垂直传热部内对应设有上、下垂直传热流道，其中，传热介质进口404设置在上垂直传热流道上，传热介质出口405设置在下垂直传热流道上。相邻两个传热单元可安装四层两排共8个电池模组16，相邻两个传热单元中，其中一个传热单元的传热介质出口与另一个传热单元的传热介质进口连通，此时，电池模组传热结构的传热介质进口位于最上侧的传热单元的上垂直传热部上，电池模组传热结构的传热介质出口位于最下侧的传热单元的下垂直传热部上，两个传热单元没有共用的部分。

电池箱的实施例5，该实施例与上述实施例1的区别在于：电池箱中具有两个以上的传热单元501，仍以两个为例进行说明，如图6所示，该实施例中，每个传热单元501中，以水平传热板506为界，将垂直传热板分成上垂直传热部502和下垂直传热部503，上、下垂直传热部内对应设有上、下垂直传热流道，其中，传热介质进口504设置在上垂直传热流道上，传热介质出口505设置在下垂直传热流道上。相邻两个传热单元可安装三层两排共6个电池模组16，相邻两个传热单元中，其中一个传热单元的下垂直传热部和另一个传热单元的上垂直传热部重合，即两个传热单元在上下方向上有共用的部分，但是电池模组传热结构的传热介质进口仍位于最上侧的传热单元的上垂直传热部上，电池模组传热结构的传热介质出口仍位于最下侧的传热单元的下垂直传热部上。

电池箱的实施例6，该实施例与上述实施例1的区别在于：电池箱中具有一个传热单元，如图7所示，传热单元中，以水平传热板602为界，将垂直传热板分成上垂直传热部603和下垂直传热部604，形成两排两层共四个用于安装电池模组16的安装区域。上、下垂直传热部内对应设有上、下垂直传热流道，上、下垂直传热流道中，上垂直传热流道具有传热介质进口605，下垂直传热流道上具有传热介质出口601。

电池箱的实施例7，该实施例与上述实施例1的区别在于：连接弯头的截面呈“Z”字形。

电池箱的实施例8，该实施例与上述实施例1的区别在于：各个传热流道由设置在对应传热板内的流体管道形成。

本实用新型的电池模组传热结构的具体实施例：

电池模组的传热结构与上述电池箱的实施例中电池模组传热结构的结构相同，在此不再赘述。

Claims (10)

1.电池模组传热结构，其特征在于，包括至少一个传热单元，传热单元包括：

垂直传热板；

水平传热板；

垂直传热板和水平传热板呈“十”字布置，将空间分成上下两层、左右两排共四个用于安装电池模组的区域；

以垂直传热板为界，将水平传热板分成左、右水平传热部两部分，垂直传热板上设有垂直传热流道，左、右水平传热部上对应设有左、右水平传热流道，左水平传热流道、垂直传热流道和右水平传热流道依次连通，且左、右水平传热流道中，一个上具有传热介质进口，另一个上具有传热介质出口；

或者以水平传热板为界，将垂直传热板分成上、下垂直传热部两部分，上、下垂直传热部上对应设有上、下垂直传热流道，水平传热板上设有水平传热流道，上垂直传热流道、水平传热流道和下垂直传热流道依次连通，且上、下垂直传热流道中，一个上具有传热介质进口，另一个上具有传热介质出口。

2.根据权利要求1所述的电池模组传热结构，其特征在于，各传热流道均为蛇形流道。

3.根据权利要求1所述的电池模组传热结构，其特征在于，垂直传热板上的传热流道与水平传热板上的传热流道通过连接弯头连通。

4.根据权利要求3所述的电池模组传热结构，其特征在于，所述连接弯头的截面呈L形。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的电池模组传热结构，其特征在于，各个传热流道由对应传热板上开设的流道孔形成。

6.电池箱，包括箱体和固定在箱体内的电池模组，其特征在于，箱体内设置有电池模组传热结构，电池模组传热结构包括至少一个传热单元，传热单元包括：

垂直传热板；

水平传热板；

垂直传热板和水平传热板呈“十”字布置，将空间分成上下两层、左右两排共四个用于安装电池模组的区域；

以垂直传热板为界，将水平传热板分成左、右水平传热部两部分，垂直传热板上设有垂直传热流道，左、右水平传热部上对应设有左、右水平传热流道，左水平传热流道、垂直传热流道和右水平传热流道依次连通，且左、右水平传热流道中，一个上具有传热介质进口，另一个上具有传热介质出口；

或者以水平传热板为界，将垂直传热板分成上、下垂直传热部两部分，上、下垂直传热部上对应设有上、下垂直传热流道，水平传热板上设有水平传热流道，上垂直传热流道、水平传热流道和下垂直传热流道依次连通，且上垂直传热流道和下垂直传热流道中，一个上具有传热介质进口，另一个上具有传热介质出口。

7.根据权利要求6所述的电池箱，其特征在于，各传热流道均为蛇形流道。

8.根据权利要求6所述的电池箱，其特征在于，垂直传热板上的传热流道与水平传热板上的传热流道通过连接弯头连通。

9.根据权利要求8所述的电池箱，其特征在于，所述连接弯头的截面呈L形。

10.根据权利要求6-9任意一项所述的电池箱，其特征在于，各个传热流道由对应传热板上开设的流道孔形成。

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