CN212874593U - 一种电池包液冷系统及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池包液冷系统及电池包，属于电池冷却技术领域。所述电池包液冷系统包括至少两层液冷板单元、主进液管和主出液管，其中，至少两层液冷板单元包括设置在顶层的顶层液冷板单元和设置在底层的底层液冷板单元，顶层液冷板单元与底层液冷板单元并联；主进液管连通有向下延伸设置的第一支管，主进液管与顶层液冷板单元连通，第一支管与底层液冷板单元连通；主出液管连通有向上延伸设置的第二支管，主出液管与底层液冷板单元连通，第二支管与顶层液冷板单元连通。所述电池包包括上述的电池包液冷系统。本实用新型的电池包液冷系统及电池包，通过降低系统压降，并降低了能耗和成本，降低了系统温差，提高了冷却效果。

Description

一种电池包液冷系统及电池包

技术领域

本实用新型涉及电池冷却技术领域，尤其涉及一种电池包液冷系统及电池包。

背景技术

随着动力电池的能量密度要求不断提升，高镍正极和硅碳负极成为主流技术路线，同时动力电池的温度敏感性窗口也愈发明显，致使电池的性能、安全性和循环使用寿命受到严重影响，因此冷却系统是发展的必要趋势。

现有设计中，液冷系统的双层液冷板单元的大多通过管路进行串联，上、下层液冷板单元温差较大，进而导致电池模组之间温差过大；因此，现有设计中上、下层液冷板单元多采用并联设置，以使各个管路流量均一，进而保证上、下层液冷板单元温差一致性；然而用于并联连接上、下层液冷板单元的管路未考虑背压问题，导致并联上、下层液冷板单元的管路压降较大，需要能耗较高，整车需要选择扬程更大的水泵才能满足使用需求，提高了成本。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种电池包液冷系统，降低系统压降，并降低能耗和成本，降低系统温差，提高冷却效果。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电池包液冷系统，包括：

至少两层液冷板单元，包括设置在顶层的顶层液冷板单元和设置在底层的底层液冷板单元，顶层液冷板单元与底层液冷板单元并联设置；

主进液管，连通有向下延伸设置的第一支管，主进液管与顶层液冷板单元连通，第一支管与底层液冷板单元连通；

主出液管，连通有向上延伸设置的第二支管，主出液管与底层液冷板单元连通，第二支管与顶层液冷板单元连通。

可选地，液冷板单元包括沿电池包的长度方向设置的多个冷却板，各个冷却板均并联设置。

可选地，顶层液冷板单元包括多个冷却板，底层液冷板单元包括一个冷却板；主进液管的侧壁上还设有多个分出液口，主出液管的侧壁还上设有多个分进液口；

第一支管和多个分进液口中的一个分别与底层液冷板单元的冷却板连通，多个分出液口、第二支管和剩余的分进液口均分别与顶层液冷板单元的冷却板连通。

可选地，顶层液冷板单元包括一个冷却板，底层液冷板单元包括多个冷却板；主进液管的侧壁上还设有多个分出液口，主出液管的侧壁还上设有多个分进液口；

多个分出液口中的一个和第二支管分别与顶层液冷板单元的冷却板连通，第一支管、剩余的分出液口和多个分进液口分别与底层液冷板单元的冷却板连通。

可选地，顶层液冷板单元和底层液冷板单元均包括多个冷却板，主进液管和第一支管的侧壁上均设有多个分出液口，主出液管和第二支管的侧壁上均设有多个分进液口；

第一支管的各个分出液口和主出液管的各个分进液口分别与底层液冷板单元的各个冷却板连通，第二支管的各个分进液口和主进液管的各个分出液口分别与顶层液冷板单元的各个冷却板连通。

可选地，冷却板包括进液接头和出液接头，进液接头与主进液管连通，出液接头与主出液管连通。

可选地，主进液管的一端设有主进液口，主出液管的一端设有主出液口，主进液口和主出液口位于液冷板单元的同一侧。

可选地，主进液管、主出液管、第一支管和第二支管均与液冷板单元通过管接头连通。

可选地，顶层液冷板单元和底层液冷板单元之间设置有多层中间层液冷板单元；

主进液管还连通有多个向下延伸设置的第三支管，每个第三支管对应与一层中间层液冷板单元连通；

主出液管还连通有多个向上延伸设置的第四支管，每个第四支管对应与一层中间层液冷板单元连通。

本实用新型的另一个目的在于提供一种电池包，降低能耗和成本，提高冷却效果。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电池包，包括上述的电池包液冷系统。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的一种电池包液冷系统，两层液冷板单元并联设置，能降低整个电池包液冷系统的压降；主进液管和主出液管分别连通第一支管和第二支管以与顶层液冷板单元和底层液冷板单元连通，且在竖直方向上，主进液管在上，主出液管在下，减小了主进液管和主出液管上的管路压降，从而进一步降低了整个电池包液冷系统的压降，降低了能耗，可避免选择扬程过大的水泵，降低了成本。主进液管连通第一支管和主出液管连通第二支管，第一支管与主进液管内的流量相同，第二支管与主出液管内的流量相同，可以保证各个管路内流量的均一性，再与并联的液冷板单元连通，可以保证液冷板单元之间温差的一致性，进而降低了电池模组之间的温差，提高了冷却效果。

本实用新型提供的一种电池包，通过采用上述的电池包液冷系统，降低能耗和成本，提高冷却效果。

附图说明

图1是本实用新型的具体实施方式提供的电池包液冷系统的结构示意图；

图2是本实用新型的具体实施方式提供的冷却板的结构示意图。

图中：

1-液冷板单元；11-顶层液冷板单元；12-底层液冷板单元；13-冷却板；131-进液接头；132-出液接头；133-口琴管；134-集流管；135-隔片；

2-主进液管；21-第一支管；22-主进液口；

3-主出液管；31-第二支管；32-主出液口；

4-管接头；

5-固定件。

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。

本实施例提供了一种电池包液冷系统，如图1所示，其包括至少两层液冷板单元1、主进液管2和主出液管3，其中，两层液冷板单元1包括设置在顶层的顶层液冷板单元11和设置在底层的底层液冷板单元12，顶层液冷板单元11与底层液冷板单元12并联；主进液管2连通有向下延伸设置的第一支管21，主进液管2与顶层液冷板单元11连通，第一支管21与底层液冷板单元12连通；主出液管3连通有向上延伸设置的第二支管31，主出液管3与底层液冷板单元12连通，第二支管31与顶层液冷板单元11连通。

两层液冷板单元1并联，能降低整个电池包液冷系统的压降；主进液管2和主出液管3分别连通第一支管21和第二支管31以与顶层液冷板单元11和底层液冷板单元12连通，且在竖直方向上，主进液管2在第一支管21之上，主进液管2内的液体具有重力势能，第一支管21连通主进液管2向下延伸设置时，借助液体的重力势能，便于液体通过第一支管21进入底层液冷板单元12；第二支管31在主出液管3之上，顶层液冷板单元11内的液体具有重力势能，第二支管31连通主出液管3向上延伸设置时，借助液体的重力势能，便于液体通过第二支管31进入主出液管3；通过液体的重力势能，减小了主进液管2和主出液管3上的管路压降，从而进一步降低了整个电池包液冷系统的压降，降低了能耗，可避免选择扬程过大的水泵，降低了成本。主进液管2连通第一支管21，和主出液管3连通第二支管31，第一支管21与主进液管2内的流量相同，第二支管31与主出液管3内的流量相同，可以保证各个管路内流量的均一性，再与并联的液冷板单元1连通，可以保证各个液冷板单元1内流量均一性，并保证各个液冷板单元1之间温差的一致性，进而降低了电池模组之间的温差，提高了冷却效果。

根据电池模组的布置情况进行液冷系统布局，可选地，液冷板单元1包括沿电池包的长度方向设置的多个冷却板13，以满足电池模组冷却需求；具体地，各个冷却板13均并联设置，在各管路内的流量具有均一性时，可以保证多个冷却板13之间温差的一致性，进而保证了电池模组之间温差的一致性。

根据液冷板单元1包括的冷却板13数量不同，可选地，顶层液冷板单元11和底层液冷板单元12中的一个包括多个冷却板13，另一个包括一个冷却板13；或者顶层液冷板单元11和底层液冷板单元12均包括多个冷却板13。管路的布局根据冷却板13的布局也进行相应调整，具体情况如下。

参照图1，本实施例中，顶层液冷板单元11包括一个冷却板13，底层液冷板单元12包括多个冷却板13；主进液管2的侧壁上还设有多个分出液口，主出液管3的侧壁还上设有多个分进液口；多个分出液口中的一个和第二支管31分别与顶层液冷板单元11的冷却板13连通，第一支管21、剩余的分出液口和多个分进液口分别与底层液冷板单元12的冷却板13连通。多个分出液口和第一支管21内的流量相同，多个分进液口和第二支管31内的流量相同，以保证顶层液冷板单元11和底层液冷板单元12中各个冷却板13的流量均匀，进而保证了多个冷却板13之间温差的一致性；且减少了支管的使用数量，简化了结构，减小了安装空间，便于拆装与维修，同时也降低了成本。

同理，其他实施例中，顶层液冷板单元11包括多个冷却板13，底层液冷板单元12包括一个冷却板13；主进液管2的侧壁上还设有多个分出液口，主出液管3的侧壁还上设有多个分进液口；第一支管21和多个分进液口中的一个分别与底层液冷板单元12的冷却板13连通，多个分出液口、第二支管31和剩余的分进液口均分别与顶层液冷板单元11的冷却板13连通。

同理，其他实施例中，顶层液冷板单元11和底层液冷板单元12均包括多个冷却板13；主进液管2和第一支管21的侧壁上均设有多个分出液口，主出液管3和第二支管31的侧壁上均设有多个分进液口，第一支管21的各个分出液口和主出液管3的各个分进液口分别与底层液冷板单元12的各个冷却板13连通，第二支管31的各个分进液口和主进液管2的各个分出液口分别与顶层液冷板单元11的各个冷却板13连通。主进液管2和第一支管21内的流量相同，所以多个分出液口的流量相同，主出液管3和第二支管31内的流量相同，所以多个分进液口的流量相同，保证了顶层液冷板单元11和底层液冷板单元12中各个冷却板13的流量均匀，进而保证了多个冷却板13之间温差的一致性。

其他实施例中，顶层液冷板单元11和底层液冷板单元12之间设置有多层中间层液冷板单元1；主进液管2还连通有多个向下延伸设置的第三支管，每个第三支管对应与一层中间层液冷板单元1连通；主出液管3还连通有多个向上延伸设置的第四支管，每个第四支管对应与一层中间层液冷板单元1连通，多个第三支管与第一支管21内的流量相同，多个第四支管与第二支管31内的流量相同，可以保证各个管路内流量的均一性，再与并联的液冷板单元1连通，使各层液冷板单元1内的温差一致，保证多个冷却板13之间温差的一致性，进而使电池模组之间温差的一致性。

如图2所示，本实施例中，冷却板13包括进液接头131和出液接头132，进液接头131与主进液管2连通，出液接头132与主出液管3连通，以实现各个冷却板13分别与主进液管2和主出液管3连通，以实现各个冷却板13的并联，提高了不同冷却板13之间的流量均一性。

参照图1和图2，沿电池包的长度延伸方向，各个冷却板13的进液接头131的内径依次增大，各个冷却板13的出液接头132的内径依次增大，以使各个冷却板13的流量依次增大，从而补偿了由于导流管内冷却液沿导流管延伸方向的压力降低而导致的流量不均的问题，提高了各支路的冷却板13的流量均一性，提高了前后各个冷却板13的流量均一性，减小了整个冷却系统的温差，从而提高了各个电池模组之间温差的一致性，进一步提高了电池包的冷却效果。

单个冷却板13流道设计采用直接一侧进另一出的方式，这样对于较长的电池模组来说，将导致进口处电芯温度较低，出口处电芯温度较高，同一个电池模组左右温差过大。为针对单个电池模组的冷却板13进行均温设计，以保证同一个电池模组左右电芯温度的一致性，可选地，冷却板13的流道呈S形，以保证冷却板13左右两侧温度均一，进而使电池模组内的电芯具有温度均一性。

如图2所示，本实施例中，冷却板13包括多个口琴管133、设置在多个口琴管133两端的集流管134，以及设置在集流管134内的隔片135，集流管134连通相邻两个口琴管133，使冷却板13呈S形,冷却液从进液接头131进入在冷却板13，在冷却板13内的流动方向为O-P-Q-R-S，之后在出液接头132流出，结构简单可靠。其他实施例中，冷却板13也可以为冲压板、翅片板、吹胀板或蛇形扁管中的一个。

可选地，主进液管2的一端设有主进液口22，主出液管3的一端设有主出液口32，主进液口22和主出液口32位于液冷板单元1的同一侧，以便于冷却系统与外部连接。

参照图1，主进液管2、主出液管3、第一支管21和第二支管31均与液冷板单元1通过管接头4连通，管接头4的连接可靠性好，且便于主进液管2、主出液管3、第一支管21和第二支管31与冷却板13拆装。

本实施例还提供了一种电池包，包括上述的电池包液冷系统，通过液冷板单元1通过主进液管2、第一支管21、主出液管3和第二支管31进行并联，降低了整个液冷系统的压降，同时液冷板单元1内的冷却板13并联，提高了各个冷却板13内冷却液流量的均一性，进而降低了电池模组之间的温差。通过改变各个冷却板13的进液接头131和出液接头132的内径，进一步提高了冷却板13内流量的均一性，进而提高了电池包的冷却效果。

本实施例中，主进液管2和主出液管3上还设置有固定件5，以实现主进液管2和主出液管3的固定；可选地，主进液管2和主出液管3可以通过固定件5与冷却板13连接，或者主进液管2和主出液管3可以通过固定件5与电池包的壳体连接，提高了冷却系统的安装稳定性，进而提高了电池包的安装稳定性。

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)

1.一种电池包液冷系统，其特征在于，包括：

至少两层液冷板单元(1)，包括设置在顶层的顶层液冷板单元(11)和设置在底层的底层液冷板单元(12)，所述顶层液冷板单元(11)与所述底层液冷板单元(12)并联；

主进液管(2)，连通有向下延伸设置的第一支管(21)，所述主进液管(2)与所述顶层液冷板单元(11)连通，所述第一支管(21)与所述底层液冷板单元(12)连通；

主出液管(3)，连通有向上延伸设置的第二支管(31)，所述主出液管(3)与所述底层液冷板单元(12)连通，所述第二支管(31)与所述顶层液冷板单元(11)连通。

2.根据权利要求1所述的电池包液冷系统，其特征在于，所述液冷板单元(1)包括沿所述电池包的长度方向设置的多个冷却板(13)，各个所述冷却板(13)均并联设置。

3.根据权利要求2所述的电池包液冷系统，其特征在于，所述顶层液冷板单元(11)包括多个所述冷却板(13)，所述底层液冷板单元(12)包括一个所述冷却板(13)；所述主进液管(2)的侧壁上还设有多个分出液口，所述主出液管(3)的侧壁还上设有多个分进液口；

所述第一支管(21)和多个所述分进液口中的一个分别与所述底层液冷板单元(12)的冷却板(13)连通，多个所述分出液口、第二支管(31)和剩余的所述分进液口均分别与所述顶层液冷板单元(11)的冷却板(13)连通。

4.根据权利要求2所述的电池包液冷系统，其特征在于，所述顶层液冷板单元(11)包括一个所述冷却板(13)，所述底层液冷板单元(12)包括多个所述冷却板(13)；所述主进液管(2)的侧壁上还设有多个分出液口，所述主出液管(3)的侧壁还上设有多个分进液口；

多个所述分出液口中的一个和所述第二支管(31)分别与所述顶层液冷板单元(11)的所述冷却板(13)连通，所述第一支管(21)、剩余的所述分出液口和多个所述分进液口分别与所述底层液冷板单元(12)的所述冷却板(13)连通。

5.根据权利要求2所述的电池包液冷系统，其特征在于，所述顶层液冷板单元(11)和所述底层液冷板单元(12)均包括多个所述冷却板(13)，所述主进液管(2)和所述第一支管(21)的侧壁上均设有多个分出液口，所述主出液管(3)和所述第二支管(31)的侧壁上均设有多个分进液口；

所述第一支管(21)的各个所述分出液口和所述主出液管(3)的各个所述分进液口分别与所述底层液冷板单元(12)的各个所述冷却板(13)连通，所述第二支管(31)的各个所述分进液口和所述主进液管(2)的各个所述分出液口分别与所述顶层液冷板单元(11)的各个所述冷却板(13)连通。

6.根据权利要求2-5任一项所述的电池包液冷系统，其特征在于，所述冷却板(13)包括进液接头(131)和出液接头(132)，所述进液接头(131)与所述主进液管(2)连通，所述出液接头(132)与所述主出液管(3)连通。

7.根据权利要求1-5任一项所述的电池包液冷系统，其特征在于，所述主进液管(2)的一端设有主进液口(22)，所述主出液管(3)的一端设有主出液口(32)，所述主进液口(22)和所述主出液口(32)位于所述液冷板单元(1)的同一侧。

8.根据权利要求1-5任一项所述的电池包液冷系统，其特征在于，所述主进液管(2)、所述主出液管(3)、所述第一支管(21)和所述第二支管(31)均与所述液冷板单元(1)通过管接头(4)连通。

9.根据权利要求1-5任一项所述的电池包液冷系统，其特征在于，所述顶层液冷板单元(11)和所述底层液冷板单元(12)之间设置有多层中间层液冷板单元(1)；

所述主进液管(2)还连通有多个向下延伸设置的第三支管，每个所述第三支管对应与一层所述中间层液冷板单元(1)连通；

所述主出液管(3)还连通有多个向上延伸设置的第四支管，每个所述第四支管对应与一层所述中间层液冷板单元(1)连通。

10.一种电池包，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的电池包液冷系统。

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