CN212874589U - 一种动力电池的液冷系统、电池组件及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池散热技术领域，公开了一种动力电池的液冷系统、电池组件及车辆。动力电池的液冷系统包括液体泵、液冷板、第一散热单元和冷却液管。液冷板贴合于电池模组。第一散热单元，包括换热箱、半导体制冷片和第一风扇，半导体制冷片的制冷端贴合在换热箱上，第一风扇用于给半导体制冷片的制热端散热。冷却液管，内部填充有冷却液，且液冷板、液体泵和换热箱通过冷却液管连接形成冷却液的循环回路。本实用新型缩小了液冷系统的体积，保证了高温环境下的降温冷却效果。

Description

一种动力电池的液冷系统、电池组件及车辆

技术领域

本实用新型涉及电池散热技术领域，尤其涉及一种动力电池的液冷系统、电池组件及车辆。

背景技术

电池在使用过程中会产生大量热量，电池的温度对电池容量、循环寿命等影响很大。目前大多采用液冷的方式对电池降温，液冷系统一般包括在电池系统内设置的液冷板，液冷板贴合于电池模组并能够与电池模组之间进行热传递；还包括在电池系统外的散热装置，液冷板内的冷却液通过管道流出电池系统，散热装置对冷却液进行降温，冷却后的冷却液流入液冷板再次对电池模组进行降温，如此循环。液冷系统目前采用车载工业水冷机或冷凝器作为散热装置，但车载工业水冷机的体积较大，使得液冷系统和产品的体积增加，导致生产成本增加；而冷凝器的散热效果很大程度上依赖于环境温度，不能保证降温散热的效果，需要增加冷却液的流速以进行有效冷却，加速后的冷却液在管道中与管壁碰撞，冲击管壁导致振动，增加冷却液泄露的风险。

基于此，亟需一种动力电池的液冷系统、电池组件及车辆用来解决如上提到的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种动力电池的液冷系统、电池组件及车辆，缩小了液冷系统的体积，降低了环境温度对于降温效果的影响，保证了高温环境下的降温冷却效果，降低了冷却液泄露的风险。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种动力电池的液冷系统，包括：

液体泵；

液冷板，所述液冷板贴合于电池模组；

第一散热单元，包括换热箱、半导体制冷片和第一风扇，所述半导体制冷片的制冷端贴合在所述换热箱上，所述第一风扇用于给所述半导体制冷片的制热端散热；

冷却液管，内部填充有冷却液，且所述液冷板、所述液体泵和所述换热箱通过所述冷却液管连接形成所述冷却液的循环回路。

优选地，所述换热箱的一侧开设有安装槽，所述半导体制冷片置于所述安装槽内，且所述半导体制冷片的制冷端贴合于所述安装槽的槽底面。

优选地，所述第一散热单元还包括散热件，所述散热件的一端贴合于所述半导体制冷片的制热端，所述第一风扇设置在所述散热件的另一端。

优选地，所述散热件相背于所述半导体制冷片的一端设有凹部，所述第一风扇固定于所述凹部内。

优选地，所述散热件包括基板，所述基板的一端贴合于所述半导体制冷片的制热端，另一端上凸设有多个散热片，所述凹部设置在多个所述散热片相背于所述基板的一端。

优选地，所述动力电池的液冷系统还包括冷却液箱，所述冷却液箱内部填充所述冷却液，所述冷却液箱连通于所述冷却液管并置于所述循环回路上。

优选地，所述动力电池的液冷系统还包括第二散热单元，所述第二散热单元包括冷凝器，所述冷凝器连通于所述冷却液管并置于所述循环回路上。

优选地，所述第二散热单元还包括第二风扇，所述第二风扇用于给所述冷凝器降温。

一种电池组件，包括电池包和如上所述动力电池的液冷系统，所述电池包的箱体内设有电池模组，所述液冷板置于所述电池包的所述箱体内并贴合于所述电池模组。

一种车辆，包括如上所述的电池组件。

本实用新型的有益效果：采用半导体制冷片，由于半导体制冷片的自身体积较小，能够缩小液冷系统和使用该液冷系统的产品的体积，提高了结构的紧凑程度，并对流入换热箱的冷却液进行主动冷却，且降低了环境温度对于降温效果的影响，保证了高温环境下的降温冷却效果，也避免了冷却液在管道中加速流动，冲击管壁，降低了冷却液泄露的风险。在半导体制冷片的制热端设置第一风扇，降低制热端的温度，进一步保证了半导体制冷片的冷却效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的动力电池的液冷系统的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的第一散热单元的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的第一散热单元的爆炸图。

图中：

10、电池模组；

1、液体泵；

2、第一散热单元；21、换热箱；211、第二进液口；212、第二出液口；213、安装槽；22、半导体制冷片；23、第一风扇；24、散热件；241、基板；242、散热片；243、凹部；

3、冷却液管；

4、冷却液箱；

5、第二散热单元；51、冷凝器；52、第二风扇；

6、液冷板。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，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。而且，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。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

本实施例提供了一种动力电池的液冷系统。如图1-3所示，动力电池的液冷系统包括液体泵1、液冷板6、第一散热单元2和冷却液管3。液冷板6贴合于电池模组10。第一散热单元2包括换热箱21、半导体制冷片22和第一风扇23，半导体制冷片22的制冷端贴合在换热箱21上，第一风扇23用于给半导体制冷片22的制热端散热。冷却液管3内部填充有冷却液，且液冷板6、液体泵1和换热箱21通过冷却液管3连接形成冷却液的循环回路。采用半导体制冷片22，能够缩小液冷系统的体积，并对流入换热箱21的冷却液进行主动冷却，且降低了环境温度对于降温效果的影响，保证了高温环境下的降温冷却效果，也避免了冷却液在管道中加速流动，冲击管壁，降低了冷却液泄露的风险。在半导体制冷片22的制热端设置第一风扇23，降低制热端的温度，进一步保证半导体制冷片22的冷却效果。半导体制冷片22为现有技术，在此不再赘述。

具体地，液冷板6上设有第一进液口和第一出液口，换热箱21上设有第二进液口211和第二出液口212，第二进液口211与第一出液口通过冷却液管3连通，第二出液口212与第一进液口通过冷却液管3连通。

在本实施例中，液冷板6由多根液冷管并列设置组成，液冷管整体形成板型结构，液冷板6的端部设置有第一进液口和第一出液口，第一进液口和第一出液口设置在液冷板6的两端，第一进液口用于将冷却液注入液冷板6，冷却液在液冷板6内循环后，通过第一出液口排出液冷板6。

优选地，换热箱21的一侧开设有安装槽213。半导体制冷片22置于安装槽213内，且半导体制冷片22的制冷端贴合于安装槽213的槽底面，设置安装槽213能够进一步缩小第一散热单元2的体积，从而缩小液冷系统和产品的体积，提高了结构的紧凑程度。在本实施例中，半导体制冷片22的制冷端贴合于安装槽213的槽底面时，半导体制冷片22的制热端与换热箱21的面平齐。

优选地，第一散热单元2还包括散热件24，散热件24的一端贴合于半导体制冷片22的制热端，第一风扇23设置在散热件24的另一端。散热件24能够进一步对半导体制冷片22的制热端进行散热，提升了降温散热的效果。

进一步地，散热件24相背于半导体制冷片22的一端设有凹部243，第一风扇23固定于凹部243内。内嵌式的安装方式，能够进一步缩小第一散热单元2的体积，从而缩小液冷系统和产品的体积，能够提升结构紧凑的程度。

具体地，散热件24包括基板241。基板241的一端贴合于半导体制冷片22的制热端，另一端上凸设有多个散热片242，凹部243设置在多个散热片242相背于基板241的一端。多个散热片242能够增大散热面积，提升散热效果。且将第一风扇23内嵌在多个散热片242中，利于第一风扇23将空气吹入多个散热片242之间的空隙，提高散热速度。由于半导体制冷片22的制热端与换热箱21的面平齐，故基板241贴合于半导体制冷片22的制热端时，也与换热箱21的面贴合，一定程度上能够辅助换热箱21散热。

在本实施例中，基板241与散热片242的材质均为金属，提高散热效果。第一风扇23固定在凹部243内时，第一风扇23与周侧的散热片242固定连接。

在本实施例中，基板241与换热箱21和半导体制冷片22之间通过导热胶粘贴连接或直接焊接连接。在其他实施例中，也可不设置基板241，直接在换热箱21上一体设置多个散热片242，在此不作限定。

优选地，动力电池的液冷系统还包括冷却液箱4，冷却液箱4内部填充冷却液，冷却液箱4连通于冷却液管3并置于上述的循环回路上。在冷却液管3上设置冷却液箱4，便于储存、添加或者更换冷却液。在其他实施例中，冷却液箱4与冷却液管3之间还可设有开关阀。

优选地，动力电池的液冷系统还包括第二散热单元5。第二散热单元5包括冷凝器51，冷凝器51连通于冷却液管3并置于循环回路上。具体地，冷凝器51上设有第三进液口和第三出液口，第三进液口与第一出液口连通，第三出液口与第二进液口211连通。设置第二散热单元5，能够使冷却液进行二次降温。进一步地，第二散热单元5还包括第二风扇52，第二风扇52用于给冷凝器51降温，利于冷凝器51降温。可以理解的是，第二风扇52能够将空气吹向冷凝器51，利于对冷凝器51进行降温。

在本实施例中，冷凝器51与换热箱21串联在液冷系统的冷却液管3上，当外部环境温度较高时，半导体制冷片22通电，第二风扇52不通电，第一散热单元2对冷却液降温；当外部环境温度较低时，半导体制冷片22不通电，第二风扇52通电，第二散热单元5对冷却液降温。设置第一散热单元2和第二散热单元5便于根据环境温度对冷却液进行分级降温，节省能耗，延长了半导体制冷片22的寿命，降低成本。

在其他实施例中，动力电池的液冷系统还可不设置第二散热单元5。

本实施例还提供了一种电池组件，包括电池包和上述的动力电池的液冷系统。电池包的箱体内设有电池模组10，液冷板6置于电池包的箱体内并贴合于电池模组10，能够缩小电池组件的体积，保证了对于电池模组10的散热效果。

本实施例还提供了一种车辆，包括上述的电池组件，能够减少电池组件对于车辆内部体积的占用，也保证了对于电池的散热效果。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种动力电池的液冷系统，其特征在于，包括：

液体泵(1)；

液冷板(6)，所述液冷板(6)贴合于电池模组(10)；

第一散热单元(2)，包括换热箱(21)、半导体制冷片(22)和第一风扇(23)，所述半导体制冷片(22)的制冷端贴合在所述换热箱(21)上，所述第一风扇(23)用于给所述半导体制冷片(22)的制热端散热；

冷却液管(3)，内部填充有冷却液，且所述液冷板(6)、所述液体泵(1)和所述换热箱(21)通过所述冷却液管(3)连接形成所述冷却液的循环回路。

2.根据权利要求1所述的动力电池的液冷系统，其特征在于，所述换热箱(21)的一侧开设有安装槽(213)，所述半导体制冷片(22)置于所述安装槽(213)内，且所述半导体制冷片(22)的制冷端贴合于所述安装槽(213)的槽底面。

3.根据权利要求1所述的动力电池的液冷系统，其特征在于，所述第一散热单元(2)还包括散热件(24)，所述散热件(24)的一端贴合于所述半导体制冷片(22)的制热端，所述第一风扇(23)设置在所述散热件(24)的另一端。

4.根据权利要求3所述的动力电池的液冷系统，其特征在于，所述散热件(24)相背于所述半导体制冷片(22)的一端设有凹部(243)，所述第一风扇(23)固定于所述凹部(243)内。

5.根据权利要求4所述的动力电池的液冷系统，其特征在于，所述散热件(24)包括基板(241)，所述基板(241)的一端贴合于所述半导体制冷片(22)的制热端，另一端上凸设有多个散热片(242)，所述凹部(243)设置在多个所述散热片(242)相背于所述基板(241)的一端。

6.根据权利要求1所述的动力电池的液冷系统，其特征在于，所述动力电池的液冷系统还包括冷却液箱(4)，所述冷却液箱(4)内部填充所述冷却液，所述冷却液箱(4)连通于所述冷却液管(3)并置于所述循环回路上。

7.根据权利要求1所述的动力电池的液冷系统，其特征在于，所述动力电池的液冷系统还包括第二散热单元(5)，所述第二散热单元(5)包括冷凝器(51)，所述冷凝器(51)连通于所述冷却液管(3)并置于所述循环回路上。

8.根据权利要求7所述的动力电池的液冷系统，其特征在于，所述第二散热单元(5)还包括第二风扇(52)，所述第二风扇(52)用于给所述冷凝器(51)降温。

9.一种电池组件，其特征在于，包括电池包和如权利要求1-8任一项所述动力电池的液冷系统，所述电池包的箱体内设有电池模组(10)，所述液冷板(6)置于所述电池包的所述箱体内并贴合于所述电池模组(10)。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池组件。

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