CN212625776U - 一种保温、加热与液冷功能集成的电池模组和电池包 - Google Patents

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刘晨南
姜斌
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Abstract

本实用新型公开了一种保温、加热与液冷功能集成的电池模组和电池包。该电池模组包括囗形框架、温控底板和设置在囗形框架内的并设置温控底板上的电池。囗形框架包括端板和侧板。温控底板包括保温板、液冷板、液冷盖板。保温板包括泡棉板和设置在泡棉板上的加热电阻以及设置在泡棉板和加热电阻上的聚酰亚胺薄膜。液冷板设置在保温板上，并与保温板粘合。液冷板上设置有液冷回路槽。液冷盖板焊接在液冷板上。液冷盖板连接有两根竖直设置的液冷剂进出管。端板设置有管道孔。两根液冷剂进出管分别连通液冷回路槽的两端，并分别穿过两个管道孔。电池设置在液冷盖板上。本实用新型的温控底板占用空间较小，从而能够保证电池包的能量密度。

Description

一种保温、加热与液冷功能集成的电池模组和电池包
技术领域
本实用新型涉及电池模组温度管理控制系统。
背景技术
电池包作为电动汽车上装载有电池组的主要储能元件，是电动汽车的关键部件，直接影响到电动汽车的性能。电动汽车中的电池包由若干电池模组组成。每个电池模组设置有若干电池。电池模组中的电池充放电性能受温度影响很大。以现有电池模组常用的锂离子电池为例，锂离子电池自身温度保持在20-30℃范围内其充放电性能表现为最佳；当温度低于0℃时，容易充电析锂或放电降功率现象；而当锂离子电池温度超过45℃时，锂离子电池的循环寿命会急剧下降，而且可能会出现热失控等安全问题。为此，现有电池包大都具备对电池进行温度调控的功能，比如安装液冷系统和加热系统。另一方面，电池包作为电动汽车的供能模块，其能量密度是一个非常重要的指标。生产商需要尽可能地提高电池包的能量密度，而在电池包中安装液冷系统和加热系统需要占用较大的空间从而降低了电池包的能量密度。因此，如何平衡电池包的能量密度和温控能力是一个问题。为此，现有技术中，电池温控的结构特别是液冷系统大都以电池包为单位进行设计。但这种以电池包为单位设计的液冷系统对电池降温的效果较差。现有技术中，也存在以电池模组为单位设计的液冷系统。虽然这种液冷系统对电池降温的效果较好，但占用空间较大，极大地降低了电池包的能量密度。此外，液冷系统和加热系统通常是两个独立的系统。电池包中有了液冷系统后，很难再加入加热系统，使得现有的电池包中，电池大都只能降温而无法实现加热。
发明内容
本实用新型所要解决的问题：综合考虑电池的液冷、加热使得液冷系统和加热系统占用空间较小的情况下，具备良好的电池降温和电池加热效果。
为解决上述问题，本实用新型采用的方案如下：
根据本实用新型的一种保温、加热与液冷功能集成的电池模组，该电池模组包括囗形框架、温控底板和设置在所述囗形框架内的并设置所述温控底板上的电池；所述囗形框架包括端板和侧板；所述温控底板包括保温板、液冷板、液冷盖板；保温板包括泡棉板和设置在所述泡棉板上的加热电阻以及设置在泡棉板和加热电阻上的聚酰亚胺薄膜；液冷板设置在保温板上，并与保温板粘合；液冷板上设置有液冷回路槽；液冷盖板焊接在液冷板上；液冷盖板连接有两根竖直设置的液冷剂进出管；端板设置有管道孔；两根液冷剂进出管分别连通液冷回路槽的两端，并分别穿过两个管道孔；所述电池设置在液冷盖板上。
进一步，根据本实用新型的保温、加热与液冷功能集成的电池模组，液冷板上设置有温感器槽；温感器槽内设置有温度传感器。
进一步，根据本实用新型的保温、加热与液冷功能集成的电池模组，所述温控底板四边还设置有若干用于检测漏液的漏液传感器。
进一步，根据本实用新型的保温、加热与液冷功能集成的电池模组，所述囗形框架其中一块端板设置有两个管道孔；两根液冷剂进出管分别穿过该端板上的两个管道孔。
进一步，根据本实用新型的保温、加热与液冷功能集成的电池模组，所述囗形框架两块端板分别设置有一个管道孔；两根液冷剂进出管分别穿过两块端板上的管道孔。
进一步，根据本实用新型的保温、加热与液冷功能集成的电池模组，所述电池通过导热胶设置在液冷盖板上。
进一步，根据本实用新型的保温、加热与液冷功能集成的电池模组，所述泡棉板未压缩前的厚度为3.0~10.0mm；所述泡棉板未压缩前凸出于该电池模组底部1.0~3.0mm。
根据本实用新型的一种电池包，该电池包内设置有上述的保温、加热与液冷功能集成的电池模组。
本实用新型的技术效果如下：本实用新型将液冷和加热集成至温控底板中，而且该温控底板直接将液冷的管道设置在液冷板的回路槽内，使其同时具备液冷管和散热板的功能，从而避免传统液冷系统中，液冷管和散热板占用空间过大的问题，从而使得本实用新型的温控底板占用空间较小，从而能够保证电池包的能量密度。此外，温控底板还具有通过泡棉进行保温的功能，该功能在温度较低的环境中能够极大提高加热系统的效率。
附图说明
图1是本实用新型实施例电池模组的爆炸图。
图2是本实用新型实施例电池模组的端部视图和虚线部分的放大图。
其中，11是端板，111是管道孔，12是保温板，121是加热电阻，13是液冷板，131是液冷回路槽，132是温感器槽，14是液冷盖板，141是液冷剂进出管，15是漏液传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
本实施例是一种电池包，该电池包包括箱体和设置在箱体内的电池模组和电池管理单元。该电池包内的电池模组，如图1和图2所示的一种保温、加热与液冷功能集成的电池模组。该电池模组包括囗形框架、温控底板和设置在所述囗形框架内的并设置所述温控底板上的电池以及盖体结构。囗形框架是由两块端板11和侧板围成的囗形结构。温控底板包括保温板12、液冷板13和液冷盖板14。保温板12、液冷板13和液冷盖板14是具有相同长宽的板体，相互层叠。保温板12的主体是泡棉板。泡棉板上设置加热电阻121后，再在其上铺设一层聚酰亚胺薄膜覆盖组成保温板12。液冷板13设置在保温板12上，并与保温板12粘合。实际制造和装配过程中，聚酰亚胺薄膜首先粘合至液冷板13的背面，然后再将粘贴有聚酰亚胺薄膜的液冷板13的背面与设置有加热电阻121的泡棉板粘合。泡棉板上的加热电阻121是之字形粘贴在泡棉板上的薄片。液冷板13上设置有液冷回路槽131和温感器槽132。液冷回路槽131用于液冷剂走液，起到传统液冷系统中热交换管的作用。液冷回路槽131在液冷板13按之字形布置。温感器槽132有若干，设置在液冷回路槽131走位间隙。温感器槽132内设置有温度传感器。温感器槽132内的温度传感器通过穿过液冷板13的数据线连接电池管理单元。液冷盖板14焊接在液冷板13上，并通过液冷板13和液冷盖板14之间的焊接实现对液冷回路槽131的密封。液冷盖板14连接有两根竖直设置的液冷剂进出管141。在实际的制造过程中，液冷剂进出管141是竖直焊接在液冷盖板14的管体。液冷盖板14和液冷板13相焊接后，两根液冷剂进出管141分别位于液冷回路槽131之上，从而使得两根液冷剂进出管141连通液冷回路槽131的两端。端板11设置有竖直的管道孔111。两根液冷剂进出管141分别穿过两个管道孔111后在端板11上形成两个液冷管连接部。两个液冷管连接部分别作为进口和出口，也就是两根液冷剂进出管141中，一根为进液管，另一根为出液管。电池模组的电池通过导热胶和液冷盖板14粘合。
此外，保温板12中的泡棉板是具有压缩弹性的板体。为了使得泡棉板上的加热电阻121能够紧密贴合液冷板13，安装时，如图2所示，泡棉板未压缩前凸出于电池模组底部H2的高度。H1是泡棉板未压缩前的厚度。厚度H1为3.0~10.0mm，高度H2为1.0~3.0mm。具体来说，为了使得电池模组放置在电池包的箱体中时加热电阻121能够紧密贴合液冷板13，需要通过压缩的泡棉板向加热电阻121提供弹力。为泡棉板压缩提供足够的弹力，且不压坏泡棉板，泡棉板压缩的压缩量为30%~40%。也就是H2=H1*(30%~40%)。
此外，为检测液冷盖板14和液冷板13之间的焊接存在虚焊而导致液冷回路槽131存在的漏液问题，本实施例中，在温控底板四边还设置有若干用于检测漏液的漏液传感器15。漏液传感器15连接电池管理单元。漏液传感器15本实施例中是两根用于探测之间电阻的探测片。
此外，本实施例中，囗形框架其中一块端板11设置有两个管道孔111，根液冷剂进出管141分别穿过该端板上的两个管道孔111。本领域技术人员理解，囗形框架两块端板11可以分别设置一个管道孔111，由此，两根液冷剂进出管141分别穿过两块端板上的管道孔111。

Claims (8)

1.一种保温、加热与液冷功能集成的电池模组，其特征在于，该电池模组包括囗形框架、温控底板和设置在所述囗形框架内的并设置所述温控底板上的电池；所述囗形框架包括端板(11)和侧板；所述温控底板包括保温板(12)、液冷板(13)、液冷盖板(14)；保温板(12)包括泡棉板和设置在所述泡棉板上的加热电阻(121)以及设置在泡棉板和加热电阻(121)上的聚酰亚胺薄膜；液冷板(13)设置在保温板(12)上，并与保温板(12)粘合；液冷板(13)上设置有液冷回路槽(131)；液冷盖板(14)焊接在液冷板(13)上；液冷盖板(14)连接有两根竖直设置的液冷剂进出管(141)；端板(11)设置有管道孔(111)；两根液冷剂进出管(141)分别连通液冷回路槽(131)的两端，并分别穿过两个管道孔(111)；所述电池设置在液冷盖板(14)上。
2.如权利要求1所述的保温、加热与液冷功能集成的电池模组，其特征在于，液冷板(13)上设置有温感器槽(132)；温感器槽(132)内设置有温度传感器。
3.如权利要求1所述的保温、加热与液冷功能集成的电池模组，其特征在于，所述温控底板四边还设置有若干用于检测漏液的漏液传感器(15)。
4.如权利要求1所述的保温、加热与液冷功能集成的电池模组，其特征在于，所述囗形框架其中一块端板(11)设置有两个管道孔(111)；两根液冷剂进出管(141)分别穿过该端板上的两个管道孔(111)。
5.如权利要求1所述的保温、加热与液冷功能集成的电池模组，其特征在于，所述囗形框架两块端板(11)分别设置有一个管道孔(111)；两根液冷剂进出管(141)分别穿过两块端板上的管道孔(111)。
6.如权利要求1所述的保温、加热与液冷功能集成的电池模组，其特征在于，所述电池通过导热胶设置在液冷盖板(14)上。
7.如权利要求1所述的保温、加热与液冷功能集成的电池模组，其特征在于，所述泡棉板未压缩前的厚度为3.0~10.0mm；所述泡棉板未压缩前凸出于该电池模组底部1.0~3.0mm。
8.一种电池包，其特征在于，该电池包内设置有若干如权利要求1至7中任一项所述的保温、加热与液冷功能集成的电池模组。
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CN113206314A (zh) * 2021-03-24 2021-08-03 浙江合众新能源汽车有限公司 一种集成液冷板
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