CN215816040U - 一种液冷散热电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池技术领域，具体公开了一种液冷散热电池模组，该液冷散热电池模组包括：电芯组、液冷板和热管，其中，电芯组包括多个依次排列的电芯，液冷板设置于电芯的底部用于对电芯的底部进行散热，热管包括散热部和连接腿，连接腿安装于液冷板上，热管的散热部与电芯侧面的顶部抵接，通过热管能够将电芯顶部产生的热量传递至与液冷板。本实用新型通过设置热管，有效降低了电芯顶部的温度，减小了电芯顶部与底部之间的温度梯度，使温度分布均匀，从而使电芯具有较好的温度一致性，解决了电芯局部温度过高的问题，延长了电芯的使用寿命，保证了电芯正常工作的可靠性。

Description

一种液冷散热电池模组

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种液冷散热电池模组。

背景技术

对于电池模组的散热问题，目前现有技术中通常采用的散热方式为在电池模组中加入液冷板或液冷管道，使用液冷板或液冷管道与电池的电芯直接接触，从而给电池降温，大多数情况下通常将液冷板或液冷管道设置于电芯的底部，以对电芯进行散热。

然而在上述技术方案中，由于液冷装置设置于电池的电芯底部，而电芯具有一定高度，因而在电芯的高度方向上会存在温度梯度，导致电芯底面温度较低，而电芯顶部温度较高，整个电芯的温度分布不均，长期使用会缩短电芯的寿命，同时，电芯的局部温度过高也会影响电芯的使用性能。

因此，亟需一种液冷散热电池模组，以解决液冷散热电池模组的电芯整体温度分布不均，以及局部温度过高的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种液冷散热电池模组，以解决液冷散热电池模组的电芯整体温度分布不均，以及局部温度过高的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种液冷散热电池模组，该液冷散热电池模组包括：

电芯组，所述电芯组包括多个依次堆叠的电芯；

液冷板，所述液冷板设置于所述电芯组的底部，所述液冷板的两侧分别设置有液冷板进液口和液冷板出液口，所述液冷板内部设置有蛇形排布的冷却流道，所述冷却流道分别与所述液冷板进液口和所述液冷板出液口连通，所述冷却流道内流通液冷工质，所述液冷工质用于对所述电芯组的底部进行散热；以及

热管，所述热管包括散热部和连接腿，所述连接腿连接于所述散热部并安装于所述液冷板表面，所述连接腿与所述液冷板不连通，所述散热部抵接于所述电芯组侧面的顶部，所述热管能够分别与所述电芯组及所述液冷板进行热交换。

可选地，所述热管呈倒U型，所述连接腿垂直连接于所述散热部，所述散热部和所述连接腿的连接处圆弧过度。

可选地，所述水平段散热部与所述电芯组侧面的顶部通过导热胶连接。

可选地，所述竖直段连接腿与所述液冷板通过导热胶连接。

可选地，所述连接腿远离所述散热部的一端折弯形成连接脚，所述连接脚与所述液冷板连接。

可选地，所述液冷散热电池模组还包括导热板，所述导热板设置于所述连接腿与所述液冷板之间。

可选地，所述热管为板状管。

可选地，所述热管内部填充有相变工质。

可选地，所述热管包括两个，两个所述热管分别设置于所述电芯组宽度方向的两侧。

可选地，所述热管的材料为金属材料。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供一种液冷散热电池模组，该液冷散热电池模组包括电芯组、液冷板和热管，其中，电芯组包括多个依次堆叠的电芯，液冷板设置于电芯的底部用于对所述电芯进行散热，热管包括散热部和连接腿，连接腿分别连接于散热部的两端并安装于液冷板上，散热部与电芯侧面的顶部抵接，通过热管能够将电芯顶部的热量传递至液冷板。通过设置热管，能有效降低电芯顶部温度，减小了电芯顶部与底部之间的温度梯度，使温度分布均匀，从而使电芯具有较好的温度一致性，解决了电芯局部温度过高的问题，延长了电芯的使用寿命，保证了电芯正常工作的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型实施例中提供的液冷散热电池模组的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中提供的液冷散热电池模组的主视图。

图中：

1、电芯组；2、液冷板；21、液冷板进液口；22、液冷板出液口；3、热管；31、散热部；32、连接腿；33、连接脚。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

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。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

通常电池材料的比能量较高，且用于大功率的电池升温也较快，因而如何对电池进行快速散热成为日前亟需要解决的技术问题之一。而对于电池模组的散热问题，目前现有技术中通常采用的散热方式为在电池模组中加入液冷板或液冷管道，使用液冷板或液冷管道与电池的电芯直接接触，从而给电池降温，大多数情况下通常将液冷板或液冷管道设置于电芯的底部，以对电芯进行散热。然而由于液冷装置设置于电池的电芯底部，而电芯具有一定高度，因而在电芯的高度方向上会存在温度梯度，导致电芯底部温度较低，而电芯顶部温度较高，整个电芯的温度分布不均，长期使用会缩短电芯的寿命，同时，电芯的局部温度过高也会影响电芯的使用性能。

为了解决上述问题，本实施例提供一种液冷散热电池模组，如图1所示，该液冷散热电池模组包括箱体(图中未示出)、电芯组1和散热装置，其中，箱体包括底板(图中未示出)以及设置在底板四周的端板和侧板(图中未示出)，电芯组1和散热装置设置于箱体内，电芯组1包括多个依次堆叠的电芯，端板设置于电芯组1的两端用于固定电芯组1，散热装置包括液冷板2和热管3，液冷板2设置于电芯组1和端板的底部，热管3安装于液冷板2上并与电芯组1抵接。

可选地，如图2所示，液冷板2与多个电芯组1的底面相贴合，用于对电芯的底部进行散热。液冷板2的两侧分别设置有液冷板进液口21和液冷板出液口22，液冷板2内部设置有蛇形排布的冷却流道，冷却流道分别与液冷板进液口21和液冷板出液口22连通，液冷工质从液冷板进液口21流入并在冷却流道内流动，最后从液冷板出液口22流出。通过将液冷板2设置于电芯组1底部并与电芯组1的底部紧密贴合，电芯组1的底部产生的热量能够传递至液冷板2，然后通过液冷板2流道内的液冷工质将电芯组1的热量带走，以对电芯组1的底部进行散热。

可选地，热管3包括散热部31和两个连接腿32，两个连接腿32分别连接于散热部31的两端并与液冷板2连接，热管3的散热部31与电芯组1侧面的顶部相贴合。在该结构下，电芯组1顶部的热量传递给热管3的散热部31，散热部31通过连接腿32将热量传递给液冷板2，从而对电芯组1的顶部进行散热，有效地提高电芯组1顶部的散热效率，对电芯组1的顶部具有很好的定向降温效果，使得电芯组1的电芯具有较好的温度一致性，减小了电芯顶部与底部之间的温度梯度，使电芯组1纵向方向上的温度分布均匀，解决了电芯局部温度过高的问题，延长了电芯的使用寿命，保证了电芯正常工作的可靠性。另外，由于热管3直接与液冷板2连接，由液冷板2作为热管3的冷源，因此对电芯组1顶部的散热不需要增加额外的冷源，能源利用效率高。

可选地，热管3包括两个，两个热管3分别设置于电芯组1宽度方向的两侧。通过此种设置，保证了电芯组1宽度方向上温度分布的均匀性，进一步提高了热管3对电芯组1的顶部具有很好的定向降温效果，使得电芯组1的电芯具有较好的温度一致性，解决了电芯局部温度过高的问题，延长了电芯的使用寿命，保证了电芯正常工作的可靠性。同时，由于热管3的设置位置位于电芯组1宽度方向的两侧，距离电芯的极耳很近，因而两侧的热管3所处的降温区域能够将极耳产生的热量快速带走，散热效率高，保证了电芯的可靠性。

优选地，设置于液冷板2上的热管3呈倒U型，两个连接腿32分别垂直连接于散热部31的两端，散热部31和连接腿32的连接处圆弧过度。如上所述的热管3的结构简单，加工容易，且成本较低。进一步地，连接腿32远离散热部31的一端折弯形成连接脚33，连接脚33与液冷板2的表面贴合并连接。通过设置连接脚33，能够进一步增加热管3与液冷板2之间的接触面积，有利于热管3与液冷板2之间的热量传递。

在另一可选实施例中，连接腿32和液冷板2之间也可以不通过连接脚33连接，而是在连接腿32和液冷板2之间设置导热板。一方面，导热板可以增加热管3与液冷板2之间的接触面积，有利于热管3与液冷板2之间的热量传递，另一方面，通过设置导热板还能够减小热管3与液冷板2之间的热阻，提高了传热效率。

进一步地，热管3的散热部31和电芯组1的顶部可以通过导热胶连接。通过导热胶的设置，一方面可以很好地固定热管3，使其具有一定的抗震效果，在电池模组的使用过程中，热管3与电芯组1始终能够保持接触，不会脱离，另一方面，导热胶可以减小热阻，进一步提高了热管3的传热效率，使热管3与电芯组1顶部的能够进行良好的热量交换，使得电芯组1顶部的温度定向降低，以达到良好的散热效果。

进一步地，连接脚33与液冷板2之间也可以通过导热胶连接。通过导热胶的设置，一方面可以将热管3固定于液冷板2上，保证热管3固定的牢固性，另一方面，导热胶可以减小热阻，提高了热管3与液冷板2之间的传热效率，以使液冷板2能够快速带走热管3从电芯组1传递来的热量，提高了电芯组1的均温性。

在一些实施例中，热管3可以设置为横截面为矩形的板状管。一方面，相较于圆柱形管，板状管与电芯组1侧面的顶部的接触面为一平面，因此板状管能够紧密地与电芯组1侧面的顶部贴合，增加了板状管与电芯组1侧面顶部的接触面积，有利于电芯组将其顶部产生的热量传递给板状管，同时板状管与液冷板2的接触面也为一平面，因此板状管也能够与液冷板2的表面紧密贴合，增加了板状管与液冷板2的接触面积，有利于板状管与液冷板2之间的热量交换，使液冷板2能够迅速将电芯组顶部产生的热量带走，提高散热效率；另一方面，板状管的厚度较薄，空间利用率高，有利于减小整个电池模组的体积，电池模组的能量密度高。

可选地，板状管的宽度为10mm～20mm，厚度为3mm-5mm。示例性地，热管3的宽度可设置为10mm，15mm，20mm，厚度可设置为3mm，4mm，5mm，在其他实施例中，也可以根据实际情况选择设置为其他尺寸，本实施例对此不做限制。

进一步地，热管3是一种导热性良好的传热元件，其内部具有空腔且与液冷板2并不连通，空腔内填充有相变工质。通过相变工质的相变来进行热量的传递(一般通过饱和蒸汽传递)，因而热管3的各个部分几乎可以达到等温的效果，具有很好的传热能力，能够与电芯组1侧面的顶部进行良好的热量交换，使得电芯组1顶部的温度定向降低，使电芯组1达到良好的散热效果，减小了电芯组1顶部与底部的温差，有利于电芯组1的各部分的均温性，保证了电池模组的可靠性。

可选地，热管3的材料为金属材料。由于金属材料具有较高的导热系数，选用金属材料来制作热管3，可以进一步提高热管3的导热性能，传递热量的能力更好，有利于达到更好的散热效果。示例性地，金属材料为钢、铝合金或铜中的一种，当然在其他实施例中，也可以选用其他具有良好导热性能的材料来制作热管3，本实施例对此不做限定。

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，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。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)

1.一种液冷散热电池模组，其特征在于，包括：

电芯组(1)，所述电芯组(1)包括多个依次堆叠的电芯；

液冷板(2)，所述液冷板(2)设置于所述电芯组(1)的底部，所述液冷板(2)的两侧分别设置有液冷板进液口(21)和液冷板出液口(22)，所述液冷板(2)内部设置有蛇形排布的冷却流道，所述冷却流道分别与所述液冷板进液口(21)和所述液冷板出液口(22)连通，所述冷却流道内流通液冷工质，所述液冷工质用于对所述电芯组(1)的底部进行散热；以及

热管(3)，所述热管(3)包括散热部(31)和连接腿(32)，所述连接腿(32)连接于所述散热部(31)并安装于所述液冷板(2)表面，所述连接腿(32)与所述液冷板(2)不连通，所述散热部(31)抵接于所述电芯组(1)侧面的顶部，所述热管(3)能够分别与所述电芯组(1)及所述液冷板(2)进行热交换。

2.根据权利要求1所述的液冷散热电池模组，其特征在于，所述热管(3)呈倒U型，所述连接腿(32)垂直连接于所述散热部(31)，所述散热部(31)和所述连接腿(32)的连接处圆弧过度。

3.根据权利要求1所述的液冷散热电池模组，其特征在于，所述散热部(31)与所述电芯组(1)侧面的顶部通过导热胶连接。

4.根据权利要求1所述的液冷散热电池模组，其特征在于，所述连接腿(32)与所述液冷板(2)通过导热胶连接。

5.根据权利要求4所述的液冷散热电池模组，其特征在于，所述连接腿(32)远离所述散热部(31)的一端折弯形成连接脚(33)，所述连接脚(33)与所述液冷板(2)连接。

6.根据权利要求4所述的液冷散热电池模组，其特征在于，所述液冷散热电池模组还包括导热板，所述导热板设置于所述连接腿(32)与所述液冷板(2)之间。

7.根据权利要求1所述的液冷散热电池模组，其特征在于，所述热管(3)为横截面为矩形的板状管。

8.根据权利要求1所述的液冷散热电池模组，其特征在于，所述热管(3)内部填充有相变工质。

9.根据权利要求1所述的液冷散热电池模组，其特征在于，所述热管(3)包括两个，两个所述热管(3)分别设置于所述电芯组(1)宽度方向的两侧。

10.根据权利要求1所述的液冷散热电池模组，其特征在于，所述热管(3)由金属材料制成。

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