CN215816038U - 一种风冷电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型中公开了一种风冷电池模组，涉及动力电池散热技术领域，其包括壳体以及设置于壳体内的电池组，电池组包括沿X方向排列设置的多个电芯以及多个隔垫，隔垫间隔设置于电芯两侧，每个隔垫对应于电芯的端面均形成有内凹围框，内凹围框中部设置有用于抵制电芯膨胀的隔片，并形成沿Y方向延伸设置的冷却风道，在隔垫的两端开设有与冷却风道相对应的进出风口A；壳体内设置有主风道，以使每个隔垫内的冷却风道均能够通过与其对应的进出风口A与主风道相连通，壳体在主风道的端部开设有与外部风管相连通的进出风口B，通过实施本技术方案，可有效解决电芯膨胀对风道的影响，且将风道集成在电池模组内，结构简单紧凑，空间需求小。

Description

一种风冷电池模组

技术领域

本实用新型涉及动力电池散热技术领域，特别是涉及一种风冷电池模组。

背景技术

动力电池包为新能源电动车关键零部件，其主要功能是为电动车提供动力来源。动力电池包寿命受电池温度影响较大，在电池系统内，电芯与电芯间的温差增大时，会导致电芯的寿命大大降低。现阶段动力电池包的冷却方式包括有液冷、直冷、风冷以及自然冷却，在电池模组风冷设计中，需要在电芯与电芯间形成风道，使气流均匀的通过电芯，从而使得电芯冷却并保持电芯均温。

现有风冷电池模组至少存在以下缺陷：其一，现有风冷电池模组的电芯之间形成的风道在设计中没有考虑到电芯膨胀的问题，往往存在电池膨胀后堵塞风道的问题，这样会大大降低风冷电池模组冷却效果以及电芯冷却的一致性；其二，现有风冷电池模组为了形成有效的进出风道，在电池模组的外部需连接额外的风道结构，导致冷却系统占用空间大，且结构复杂笨重、成本高，不适应于现有电动车载部件轻量化设计需求。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种风冷电池模组，可有效解决电芯膨胀对风道的影响，且将风道集成在电池模组内，成本低并具有模块化的特点，结构简单紧凑，减少了动力电池包冷却系统占用空间。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种风冷电池模组，包括壳体以及设置于所述壳体内的电池组，其中所述电池组包括：

沿X方向排列设置的多个电芯，以及

沿所述X方向排列设置的多个隔垫，所述隔垫间隔设置于所述电芯两侧，且每个所述隔垫对应于所述电芯的端面均形成有内凹围框，且所述内凹围框设置有隔片，以使所述电芯内置于所述内凹围框内并与所述隔片相贴合，使得在所述隔片的两侧形成冷却风道，在所述隔垫的两端开设有与所述冷却风道相对应的进出风口A；

所述壳体内设置有主风道，以使每个所述隔垫内的冷却风道均能够通过与其对应的所述进出风口A与所述主风道相连通，且所述壳体在主风道上开设有与外部风管相连通的进出风口B。

本技术方案针对电芯膨胀对风道影响过大的技术问题，采用在电芯两侧设置隔垫结构，通过在隔垫对应电芯的端面开设内凹围框并将电芯内置于隔垫中，以使多个电芯与多个隔垫交错堆叠成模块式结构，空间需求小；特别地，通过内凹围框内隔片的结构设计，形成了位于相邻电芯之间抵制电芯膨胀的隔片区域，并使得在隔片的两侧形成冷却风道，将冷却风道集成在电池组内并有效的抵制电芯的膨胀，使电池模组内电芯之间的冷却风道长期有效的保持一致，提高动力电池包的使用寿命；同时本技术方案直接将引入冷却介质的主风道设于壳体内，可避免外部需连接额外的风道结构，减少动力电池冷却系统占用空间，节省成本，同时达到减重轻量化的目的，具有很好应用前景。

上述技术方案优选地，所述隔片设置于所述内凹框体的中部，并具有截面为圆形或椭圆形的凸起，所述凸起的顶部与所述电芯的中心位置相紧贴；作为本技术方案的优选，隔片的两侧形成相互对称的冷却风道，隔片的设计一方面起到均匀引流冷却介质的作用，另一方面凸起结构的设计可在考虑冷却风道形成的同时提高隔片对电芯膨胀的抵制力，增强风冷电池模组的散热能力。

上述技术方案优选地，所述凸起的两侧设置有沿Y方向延伸的长条筋，所述长条筋连接至所述内凹围框的两侧边缘，以用于抵制电芯膨胀；如此可有序布置冷却风道，保证冷却系统内冷却介质有序且稳定地流动。

上述技术方案优选地，所述长条筋与所述凸起呈一体连接，且所述长条筋与凸起的连接部为弧形过渡，以使所述冷却风道在所述内凹围框的中部形成弧状的气流通道，保证气流均匀的同时可有效保证隔垫的结构稳定性。

上述技术方案优选地，所述内凹围框对应所述凸起的上下两侧各设置有一弧形凹槽，以使所述气流在所述冷却风道内流通的截面宽度相一致；该结构设计可有效调整冷却风道内压差，使得各冷却风道内流量均匀一致，减少电芯间的温差，进而延长动力电池包的使用寿命。

上述技术方案优选地，所述壳体包括沿所述X方向延伸设置的两个侧板以及沿垂直于所述X方向延伸设置的两个端板，所述侧板与所述端板固定连接，优选采用螺纹可拆卸式固定连接；所述主风道包括位于侧板内的第一风道和位于端板内的第二风道，所述冷却风道与所述第一风道和所述第二风道连通地设置；本技术方案侧板与端板自带风道，且使得冷却风道能够与主风道对应连通，可有效避免在电池模组的外部连接额外的风道结构，减少零件的数量，并能提高模组的刚度，满足车载结构轻量化需求。

上述技术方案优选地，两个所述侧板分别位于所述电池组的两侧并与多个所述隔垫端部相贴合，且所述侧板与所述隔垫相贴合的一侧设置有多个与所述进出风口A一一对应的第一进出风口，所述第一进出风口与所述第一风道连通地设置，以使气流能够通过第一风道经过第一进出风口和进出风口A进入所述冷却风道内，以确保冷却介质能够有序沿引流风道及进出风口有序流动，增强动力电池冷却系统散热能力。

上述技术方案优选地，所述侧板的两端端面设有与所述端板相连接的第一连接孔，以便于端板与侧板连接，同时便于拆卸维修。

上述技术方案优选地，两个所述端板分别位于所述电池组的两端面，且两个所述端板的内侧面分别与所述X方向上首尾部的隔垫相贴合，所述进出风口B开设于所述端板的端面并与所述第二风道相连通，所述端板的内侧面设置有与所述第一风道相连通的第三进出风口，所述第三进出风口与所述第二风道连通地设置，所述侧板的端部设有与第三进出风口对应连通的第二进出风口，以使气流能够通过第二风道经过第三进出风口和第二进出风口进入所述第一风道内；如此有序地将风道集成在端板、侧板及隔垫上，能利用模组本身的结构，减少使用外部风道的零件。

上述技术方案优选地，所述端板的端面设用于连接外部风管的第二连接孔，所述第二连接孔位于所述进出风口B的外围，第二连接孔优选为与第一连接孔相对应，如此能够内置长螺丝将端板、侧板以及外部风管连接在一起，可有效简化风冷电池模组的装配工序，减少风冷电池模组占用空间，结构设计紧凑且巧妙合理。

本实用新型至少具有以下有益效果：

1.本实用新型风冷电池模组采用将风道集成在电池模组内，通过端板与侧板构成的壳体以及多个隔垫与多个电芯的合理化布置设计，能利用电池模组本身的结构进行冷却，增强风冷电池模组的散热能力，并可避免外部需连接额外的风道结构，减少动力电池冷却系统占用空间，节省成本，同时降低了整个风冷电池模组重量，具有很好的应用前景。

2.本实用新型风冷电池模组采用在电芯两侧设置隔垫结构，通过在隔垫对应电芯的端面开设内凹围框并将电芯内置于隔垫中，可有效缩小需求空间；更为重要地是，在内凹围框内布置的隔片结合圆形或椭圆形的凸起结构设计，在形成电池模组内部冷却风道的同时可有效的抵制电芯的膨胀，使电池模组内电芯之间的冷却风道长期有效的保持一致，提高动力电池包的使用寿命。

3.本实用新型风冷电池模组中隔片的结构设计在内凹围框的中部形成了弧状的气流通道，结合内凹围框对应凸起的上下两侧设置的弧形凹槽，在保证气流均匀的同时可有效保证隔垫的结构稳定性，防止电池模组中电芯产生不稳定性晃动，同时可有效避免造成电芯温度分布不均衡、局部温度过高的问题，使得各冷却风道内流量均匀一致，减少电芯间的温差，进而延长动力电池包的使用寿命。

4.本实用新型多个电芯与多个隔垫交错堆叠成模块式结构，侧板与端板自带风道，且使得冷却风道能够与主风道对应连通，能够有效提高电池模组的刚度，在满足结构机械性能的前提下，可有效减少零件的数量，满足车载结构轻量化需求；同时装配简单，具有外部风管连接孔，方便整车风管的连接，该技术方案提高了风冷电池模组生产效率，同时降低了其原材料以及机械加工成本，具备量产推广的价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例中风冷电池模组的分解示意图；

图2示出了本实用新型实施例中风冷电池模组的装配示意图；

图3示出了本实用新型实施例中利用隔垫装配电芯的结构示意图；

图4示出了本实用新型实施例中侧板的结构示意图；

图5示出了本实用新型实施例图4另一视角的示意图；

图6示出了本实用新型实施例图4又一视角的示意图；

图7示出了本实用新型实施例中端板的结构示意图；

图8示出了本实用新型实施例图7另一视角的示意图；

图9示出了本实用新型实施例图7又一视角的示意图；

图10示出了本实用新型实施例图5中C-C的剖视图。

图中：1-电芯；2-隔垫；21-进出风口A；22-冷却风道；23-隔片；231-凸起；232-长条筋；3-侧板；31-第一进出风口；32-第二进出风口；33-第一风道；34-第一连接孔；4-端板；41-进出风口B；42-第二风道；43-第三进出风口；44-第二连接孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

实施例一

请参考图1至图3所示，本实施例提供了一种风冷电池模组，应用于动力电池包换热处理，该风冷电池模组包括壳体以及设置于壳体内的电池组，其中壳体可以是一个封闭的箱体结构，例如长方形箱体，当然也可以为半封闭的箱体，例如围绕电池组四周构建的一个矩形框架结构，本实施例提供的电池组包括沿X方向排列设置的多个电芯1以及沿X方向排列设置的多个隔垫2，隔垫2间隔设置于所述电芯1两侧；也就是说，当电池模组包括有多个电芯1时，多个电芯1是在X方向上通过隔垫2间隔排列设置，位于电芯1两侧的隔垫2紧贴于电芯1，相邻的电芯1与隔垫2保持对齐，以使多个电芯1与多个隔垫2交错堆叠成模块式结构，空间需求小；关键地，本实施例中每个隔垫2对应于电芯1的端面均形成有内凹围框，且内凹围框的中部设置有用于抵制电芯1膨胀的隔片23，如此使得电芯1内置于内凹围框内并与隔片23相贴合，且使得在隔片23的两侧形成冷却风道22，相应地，在隔垫2的两端开设有与冷却风道22相对应的进出风口A21，以保证冷却风道22中冷却介质的流通，如此本实施例风冷电池模组能够有效利用电芯1之间的隔垫2，形成电芯1之间的风道并可有效的抵制电芯1的膨胀，使模组内电池之间的风道长期有效的保持一致。本实施例中X方向指的是壳体长度方向延伸的方向。

值得说明的是，本实施例电芯1面积较大的一侧(也就是贴于隔垫2的一侧)指的是电芯1的端面，电芯1面积较小的一侧(也就是贴于壳体的一侧)指的是电芯1的侧面；本实施例所指的Y方向优选与隔垫2排列的X方向相互垂直，即所述Y方向为壳体宽度方向延伸的方向；相邻隔垫2中的冷却风道22为用于冷却对应电芯1的支路风道，以达到较好的风冷效果。

本实施例中围绕电池组外侧的壳体为一矩形框架结构，且壳体内设置有主风道，主风道包括与多个隔垫2两端进出风口A21连通的进出风道，以使每个隔垫2内的冷却风道22均能够通过与其对应的进出风口A21与主风道相连通，且壳体在主风道的端部开设有与外部风管相连通的进出风口B41，以便于向主风道以及各个冷却风道22中通入冷却介质，保证动力电池包长期有效的冷却效果。

在一些优选的实施例中，在隔垫2的隔片23的中部具有截面为圆形或椭圆形的凸起231，凸起231的顶部与电芯1的中心位置相紧贴，以便于从电芯1容易膨胀鼓包的中心位置抵制电芯1膨胀；作为本实施例的优选，隔片23的两侧形成相互对称的冷却风道22，以便于通入冷却介质均匀冷却电芯1，从而隔片23的设计一方面起到均匀引流冷却介质的作用，另一方面凸起231结构的设计可在考虑冷却风道22形成的同时提高隔片23对电芯1膨胀的抵制力，增强风冷电池模组的散热能力。

进一步地，本实施例隔片23中部凸起231的两侧设置有沿Y方向延伸的长条筋232，长条筋232连接至内凹围框的两侧边缘，以用于抵制电芯1膨胀，如此可有序布置冷却风道22，保证冷却系统内冷却介质有序且稳定地流动；作为本实施例的优选，长条筋232与凸起231呈一体连接，且长条筋232与凸起231的连接部为弧形过渡，以使冷却风道22在内凹围框的中部形成弧状的气流通道，并保证气流均匀的同时可有效保证隔垫2的结构稳定性；相应地，本实施例隔垫2在内凹围框对应凸起231的上下两侧各设置有一弧形凹槽，以使气流在冷却风道22内流通的截面宽度相一致；该结构设计可有效调整冷却风道22内压差，使得各冷却风道22内流量均匀一致，减少电芯1间的温差，进而延长动力电池包的使用寿命。

由上所述，本实施例风冷电池模组将用于冷却电芯1的风道通过隔垫2集成在电池模组内，结构简单紧凑，空间需求小，且隔垫2在对应于电芯1的侧面形成的内凹围框，使得多个电芯1与多个隔垫2交错堆叠成模块式结构，可进一步缩小电池模组空间需求；特别地，本实施例隔垫2在内凹围框中部设置隔片23，在隔片23中部对应于电芯1的中心位置布置具有截面为圆形或椭圆形的凸起231，可有效形成位于电芯1之间的抵制电芯1膨胀的隔片区域，同时隔片23的两侧形成相互对称的冷却风道22，冷却风道22中部形成与圆形或椭圆形凸起231相适配的弧形风道，该结构设计可有效抵制电芯1膨胀的同时，维持风道大小。

实施例二

实施例二与实施例一基本相同，其不同之处在于：请参考图1至图10所示，本实施例提供了一种风冷电池模组，在实施例一的基础上，本实施例对壳体结构以及设于壳体结构内的主风道进行了优化改进；为便于向各个隔垫2内的冷却风道22通入冷却介质，本实施例提供的壳体包括沿电芯1排列的X方向延伸的两个侧板3以及沿垂直于X方向延伸设置的两个端板4，侧板3与端板4固定连接，优选采用螺纹可拆卸式固定连接方式，当然也可以是卡接或其它固定方式，均在本实用新型的保护范围之内。

在图示的实施例中，主风道包括位于侧板3内的第一风道33和位于端板4内的第二风道42，冷却风道22与第一风道33和第二风道42连通地设置；具体的实施例中，两个侧板3分别位于电池组的两侧并与多个隔垫2端部相贴合，且侧板3与隔垫2相贴合的一侧设置有多个与进出风口A21一一对应的第一进出风口31，第一进出风口31与第一风道33连通地设置，以使气流能够通过第一风道33经过第一进出风口31和进出风口A21进入冷却风道22内，以确保冷却介质能够有序沿引流风道及进出风口有序流动，增强动力电池冷却系统散热能力，第一进出风口31根据电芯1的位置合理的调整风口的大小，以便达到流场均匀和电芯1温度的均匀性；此外，本实施例侧板3的两端端面设有用于与端板4相连接的第一连接孔34，第一连接孔34可以内置螺纹，从而能够通过螺纹连接件与端板4连接，便于端板4与侧板3安装，同时便于拆卸维修。

由此本实施例侧板3与端板4自带风道，且使得各个隔垫2中的冷却风道22能够与侧板3的第一风道33对应连通，可有效避免在电池模组的外部连接额外的风道结构，减少零件的数量，并能提高模组的刚度，满足车载结构轻量化需求。

本实施例两个端板4分别位于电池组的两端面，两个端板4的内侧面分别与X方向上首尾部的隔垫2相贴合，且端板4与侧板3相连的两侧置于侧板3内侧，以便于设置风道，壳体的进出风口B41开设于端板4的端面并与第二风道42相连通，在端板4的内侧面设置有与第一风道33相连通的第三进出风口43，第三进出风口43与第二风道42连通地设置，且侧板3的端部设有与第三进出风口43对应连通的第二进出风口32，以使气流能够通过第二风道42经过第三进出风口43和第二进出风口32进入第一风道33内。

此外，在图示的实施例中，端板4的端面设用于连接外部风管的第二连接孔44，第二连接孔44位于进出风口B41的外围，第二连接孔44优选为与第一连接孔34相对应，如此能够内置长螺丝将端板4、侧板3以及外部风管连接在一起，方便电池模组与整车风管连接，且具有模块化的特点，可有效简化风冷电池模组的装配工序，减少风冷电池模组占用空间，结构设计紧凑且巧妙合理。

参考图10所示，在需要对电池模组进行冷却时，外接风管内的气流可由进出风口B41进入端板4内的第二风道42，并经过第三进出风口43和第二进出风口32进入侧板3的第一风道33内，第一风道33沿X方向延伸设置并对应多个隔垫2上的进出风口A21设置有多个第一进出风口31，以使进入第一风道33内的气流能够经过第一进出风口31和进出风口A21分别进入各个冷却风道22内，形成完整的风道，能够从电芯1的两侧对其进行全面地风冷冷却，本实施例风冷电池模组有序地将风道集成在端板4、侧板3及隔垫2上，能利用模组本身的结构，减少使用外部风道的零件，空间需求小，结构简单、成本低；且与实施例一相同的是，通过隔片23的结构设计，在形成电池模组内部冷却风道22的同时可有效的抵制电芯1的膨胀，使电池模组内电芯1之间的冷却风道22长期有效的保持一致，提高动力电池包的使用寿命，使得动力电池冷却系统散热效果处于较佳水平，尤其适用于现有电动车辆上动力电池换热需求偏高的情况，具备很好的应用前景以及量产推广的应用价值，适合推广应用。

值得说明的是，上述实施例中电池模组的冷却结构是以风冷用于动力电池换热系统中电池模组换热为例，但具体并不局限于此，也可以利用其它冷却介质通入换热通道内进行冷却，或用于对其它需要散热的结构进行换热，均在本实用新型的保护范围之内。

本实用新型的说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的，在本实用新型基础上，本领域技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中一些技术特征做出一些替换和变形，均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种风冷电池模组，其特征在于，包括壳体以及设置于所述壳体内的电池组，其中所述电池组包括：

沿X方向排列设置的多个电芯，以及

沿所述X方向排列设置的多个隔垫，所述隔垫间隔设置于所述电芯两侧，且每个所述隔垫对应于所述电芯的端面均形成有内凹围框，且所述内凹围框设置有隔片，以使所述电芯内置于所述内凹围框内并与所述隔片相贴合，使得在所述隔片的两侧形成冷却风道，在所述隔垫的两端开设有与所述冷却风道相对应的进出风口A；

所述壳体内设置有主风道，以使每个所述隔垫内的冷却风道均能够通过与其对应的所述进出风口A与所述主风道相连通，且所述壳体在主风道开设有与外部风管相连通的进出风口B。

2.根据权利要求1所述的风冷电池模组，其特征在于：所述隔片设置于所述内凹围框的中部，并具有截面为圆形或椭圆形的凸起，所述凸起的顶部与所述电芯的中心位置相紧贴。

3.根据权利要求2所述的风冷电池模组，其特征在于：所述凸起的两侧设置有沿Y方向延伸的长条筋，所述长条筋连接至所述内凹围框的两侧边缘，以用于抵制电芯膨胀。

4.根据权利要求3所述的风冷电池模组，其特征在于：所述长条筋与所述凸起呈一体连接，且所述长条筋与凸起的连接部为弧形过渡，以使所述冷却风道在所述内凹围框的中部形成弧状的气流通道。

5.根据权利要求4所述的风冷电池模组，其特征在于：所述内凹围框对应所述凸起的上下两侧各设置有一弧形凹槽，以使所述气流在所述冷却风道内流通的截面宽度相一致。

6.根据权利要求1-5任一项所述的风冷电池模组，其特征在于：所述壳体包括沿所述X方向延伸设置的两个侧板以及沿垂直于所述X方向延伸设置的两个端板，所述侧板与所述端板固定连接；所述主风道包括位于侧板内的第一风道和位于端板内的第二风道，所述冷却风道与所述第一风道和所述第二风道连通地设置。

7.根据权利要求6所述的风冷电池模组，其特征在于：两个所述侧板分别位于所述电池组的两侧并与多个所述隔垫端部相贴合，且所述侧板与所述隔垫相贴合的一侧设置有多个与所述进出风口A一一对应的第一进出风口，所述第一进出风口与所述第一风道连通地设置，以使气流能够通过第一风道经过第一进出风口和进出风口A进入所述冷却风道内。

8.根据权利要求7所述的风冷电池模组，其特征在于：所述侧板的两端端面设有与所述端板相连接的第一连接孔。

9.根据权利要求7所述的风冷电池模组，其特征在于：两个所述端板分别位于所述电池组的两端面，且两个所述端板的内侧面分别与所述X方向上首尾部的隔垫相贴合，所述进出风口B开设于所述端板的端面并与所述第二风道相连通，所述端板的内侧面设置有与所述第一风道相连通的第三进出风口，所述第三进出风口与所述第二风道连通地设置，所述侧板的端部设有与第三进出风口对应连通的第二进出风口，以使气流能够通过第二风道经过第三进出风口和第二进出风口进入所述第一风道内。

10.根据权利要求9所述的风冷电池模组，其特征在于：所述端板的端面设用于连接外部风管的第二连接孔，所述第二连接孔位于所述进出风口B的外围。

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