CN216563302U - 一种动力电池液冷装置及动力电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动力电池液冷装置及动力电池系统，动力电池液冷装置包括冷却管路机构、冷却调节机构、温度传感器和处理器；冷却管路机构包括液冷板、进水管道、出水管道、总进水口和总出水口；每一液冷板内均设有液冷流道；每一液冷流道的一端与进水管道连通，每一液冷流道的另一端与出水管道连通；冷却调节机构包括阀门组件，每一阀门组件的控制端与处理器连接；温度传感器与处理器连接，用于获取电芯模组中的各电芯的温度数据，以使处理器根据温度数据调整阀门组件的开度。本实用新型实施例提供的动力电池液冷装置及动力电池系统，通过构建特定的结构，结合对应的阀门组件，实现了针对性的调节，使得动力电池的电芯模组的均温性得到改善。

Description

一种动力电池液冷装置及动力电池系统

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其是涉及一种动力电池液冷装置及动力电池系统。

背景技术

随着新能源技术的不断发展，电动汽车以其起步快、零排放、噪声小、能耗低等诸多优点，逐渐受到市场的认可与消费者的青睐。

动力电池为新能源汽车的行驶提供了能量补给，是新能源汽车的核心部件，其包括由多个电芯构成的电芯模组，现如今的动力电池无法对电芯模组中的各电芯的实时状态进行针对性地调节，导致动力电池容易出现不同电芯温差过大的现象，影响动力电池的工作稳定性。

实用新型内容

本实用新型提供一种动力电池液冷装置及动力电池系统，以解决现有的动力电池难以对不同电芯进行针对性调节，导致温差过大的技术问题，通过构建特定结构的冷却管路结构，结合对应的阀门组件，实现了对不同电芯的针对性调节，使得动力电池的电芯模组的均温性得到改善。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种动力电池液冷装置，包括：冷却管路机构、冷却调节机构、温度传感器和处理器；

所述冷却管路机构包括多个液冷板、进水管道、出水管道、总进水口和总出水口；

多个所述液冷板并排设置，每一所述液冷板内均设有贯穿所述液冷板的液冷流道，用于冷却与所述液冷板进行热交换的电芯；每一所述液冷流道的一端均与所述进水管道连通，每一所述液冷流道的另一端均与所述出水管道连通；

所述进水管道，其一端设有所述总进水口，另一端封闭；所述出水管道，其一端设有所述总出水口，另一端封闭；

所述冷却调节机构包括数量与所述液冷流道相同的阀门组件，每一所述阀门组件设于对应的所述液冷流道的一端，且每一所述阀门组件的控制端与所述处理器连接；

所述温度传感器与所述处理器连接，用于获取电芯模组中的各电芯的温度数据，以使所述处理器根据所述温度数据调整对应所述阀门组件的开度。

作为其中一种优选方案，每一所述阀门组件的开度范围为0％～100％。

作为其中一种优选方案，所述液冷板、所述液冷流道、所述阀门组件的数量均为7个。

作为其中一种优选方案，所述处理器为EVBCM-8133型主控模块。

作为其中一种优选方案，所述进水管道和所述出水管道平行设置。

作为其中一种优选方案，所述进水管道为塑料软管或橡胶软管，和/或，所述出水管道为塑料软管或橡胶软管。

本发明另一实施例提供了一种动力电池系统，包括：电芯模组和如上所述的动力电池液冷装置；

所述电芯模组包括若干数量的电芯，每一所述电芯与对应的所述液冷板进行热交换以实现冷却。

作为其中一种优选方案，所述动力电池系统还包括若干数量的导热硅胶垫片，每一所述导热硅胶垫片设于每一所述电芯与对应的所述液冷板之间。

作为其中一种优选方案，所述动力电池系统还包括电池壳体；所述电芯模组和所述动力电池液冷装置设于所述电池壳体上。

作为其中一种优选方案，所述电池壳体为新能源汽车电池保护盒BDU。

相比于现有技术，本实用新型实施例的有益效果在于，针对动力电池的电芯模组的结构对应设计相匹配的液冷装置的结构，其中的冷却管路机构通过将冷却液分流，分配至不同的液冷板中的液冷流道中，从而为与每个液冷板进行热交换的电芯提供了温度调节的介质；冷却调节机构包括数量与所述液冷流道相同的阀门组件，阀门组件能够对应调整每一液冷流道内的介质的流量，从而实现了动力电池电芯模组的各支路局部调节；温度传感器和处理器相互配合，通过获取准确的各电芯的温度数据，为后续阀门组件的调节提供了良好地数据支撑。整个动力电池液冷装置集检测、处理、控制为一体，能够调节各支路(液冷流道)的冷却流量，从而使得动力电池电芯模组的温度得到有效控制，整包电芯温度均温性可得到改善，保障了动力电池的工作稳定性与可靠性。

附图说明

图1是本实用新型其中一种实施例中的动力电池液冷装置的结构示意图；

图2是本实用新型其中一种实施例中的动力电池液冷装置的部分结构示意图；

图3是本实用新型其中一种实施例中的阀门组件的开度为0％的示意图；

图4是本实用新型其中一种实施例中的阀门组件的开度为30％的示意图；

图5是本实用新型其中一种实施例中的阀门组件的开度为60％的示意图；

图6是本实用新型其中一种实施例中的阀门组件的开度为100％的示意图；

附图标记：

其中，1、液冷板；11、液冷流道；2、进水管道；21、第一阀门组件；22、第二阀门组件；23、第三阀门组件；24、第四阀门组件；25、第五阀门组件；26、第六阀门组件；27、第七阀门组件；3、出水管道；4、总进水口；5、总出水口； 61、电芯；62、电芯。

具体实施方式

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，本领域普通技术人员在没有作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。

在本申请描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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申请中的具体含义。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有定义，本实用新型所使用的所有的技术和科学术语与属于本的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本实用新型中说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型，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申请中的具体含义。

本实用新型一实施例提供了一种动力电池液冷装置，具体的，请参见图1～图 2，其中图1示出为本实用新型其中一种实施例中的动力电池液冷装置的结构示意图，图2示出为本实用新型其中一种实施例中的动力电池液冷装置的部分结构示意图，应当说明的是，为了更好地理解本实用新型中的产品结构，图2中的动力电池液冷装置只显示了冷却管路机构和冷却调节机构。

本实用新型提供了一种动力电池液冷装置，包括：冷却管路机构、冷却调节机构、温度传感器(图未示)和处理器(如图中的BMS)；

所述冷却管路机构包括多个液冷板1、进水管道2、出水管道3、总进水口4 和总出水口5；

多个所述液冷板1并排设置，在本实施例中，各液冷板1为纵向间隔一定距离设置，需要说明的是，液冷板1的作用是为了与对应的电芯进行热交换，因此，其需要对对应的电芯良好接触(或通过导热介质接触)，当电芯温度升高时，与之接触的液冷板1内的液冷流道11内的冷却液就成为了热交换的媒介，从而为电芯的温度调节提供了保障。优选地，本实施例中的电芯设置于对应液冷板1的上方，并与之良好接触。

在每一所述液冷板1内均设有贯穿所述液冷板1的液冷流道11，液冷流道11的开设宽度需要综合考量实际的动力电池型号以及产品设计要求，在此不再赘述。每一所述液冷流道11的一端均与所述进水管道2连通，在本实施例中，进水管道2位于下侧，液冷流道11的一端即指下端；每一所述液冷流道11的另一端均与所述出水管道3连通，在本实施例中，出水管道3位于上侧，液冷流道11 的另一端即指上端。

进水管道2和出水管道3作为引导冷却液的引流管道，其对应分布于电芯模组的两侧，在进水管道2的管身上开设有与各液冷流道11下端连通的开口，在出水管道3的管身上开设有与各液冷流道11上端连通的开口；进水管道2的一端(图中为左端)设有总进水口4，与外界的冷却液存储装置连通，另一端(图中为右端)密封；出水管道3的一端(图中为左端)设有总出水口5，与外界的冷却液回收装置连通，另一端(图中为右端)密封。

由此可见，由总进水口4引入的冷却液，在经过进水管道2后，流向各个液冷板1内的液冷流道11中，再由液冷流道11另一端排出，通过出水管道3，流出总出水口5，从而实现了将冷却液分流的技术效果。

为了实现对各电芯的温度调控，本实施例采用对应的阀门组件来调节对应的冷却液的流量。本实施例中的阀门组件数量为7个，分别为第一阀门组件21，第二阀门组件22，第三阀门组件23，第四阀门组件24，第五阀门组件25，第六阀门组件26，第七阀门组件27。在每个液冷流道11的下端、与进水管道2的管身连通的部位都设有阀门组件，阀门组件能够调节进入此条液冷流道11的冷却液的流量，当然，其调节的依据是由实际检测到的电芯的温度值决定。

在本实施例中，为了获取电芯模组各电芯的温度设置了温度传感器。当然，随着科技的发展与进步，温度传感器的结构也在不断优化，现有技术中已经存在集成式地、能够检测不同部位的温度传感器组件，本实施例中可以选用此类温度传感器，也可选用具有多个温度探头的温度传感器，用于检测不同电芯的实时温度值。在获取到温度数据后，本实施例还设有处理器接收相关的温度数据，处理器会对接收到的不同电芯的温度值进行比较，当检测到某一电芯的温度值过高时，控制此电芯对应的液冷板的液冷流道下端的阀门组件的开度(每一所述阀门组件的控制端与所述处理器连接)，从而控制此条液冷流道的冷却液流量，通过提高流量实现对应的降温效果。

进一步地，在本实施例中，每一所述阀门组件的开度范围为0％～100％。具体的，请参见图3～图6，图3示出为本实用新型其中一种实施例中的阀门组件的开度为0％的示意图(以第一阀门组件21作为示例)，图4示出为本实用新型其中一种实施例中的阀门组件的开度为30％的示意图，图5示出为本实用新型其中一种实施例中的阀门组件的开度为60％的示意图，图6示出为本实用新型其中一种实施例中的阀门组件的开度为100％的示意图，当然，本实施例中的阀门组件优选为带流量控制的电动控制阀，在此不再赘述。阀门组件的不同开度对应液冷板中的不同的冷却液流量，从而为不同电芯模组区域提供了不同的冷却效果。

进一步地，在本实施例中，所述液冷板1、所述液冷流道11、所述阀门组件的数量均为7个。当然，所述液冷板1、所述液冷流道11、所述阀门组件的数量需要综合考量电芯模组的规格以及实际的产品设计要求，在此不再赘述。

进一步地，在本实施例中，所述处理器为EVBCM-8133型主控模块。 EVBCM-8133型主控模块是一款适用于动力锂电池管理的主控模块。该模块具备对动力电池系统的实时监控、故障诊断、SOC/SOH估算、绝缘检测、显示报警、远程监控等功能，可通过CAN总线与车辆集成控制单元VCU、充电设备、从控等设备进行信息交互，保障动力电池系统高效、可靠、安全运行。

进一步地，在本实施例中，所述进水管道2和所述出水管道3平行设置(图中为上下平行设置)。

进一步地，在本实施例中，所述进水管道2为塑料软管或橡胶软管，和/或，所述出水管道3为塑料软管或橡胶软管。当然，进水管道2和出水管道3的规格需要结合产品的成本设计要求进行选定，在此不再赘述。

在本实施例中，电动调节阀(阀门组件)用于实现各液冷板1内的液冷流道 11的流量控制，其阀的开度可在0％～100％之间进行随意调节。由温度传感器采集电芯温度信号，此信号发送至处理器，优选为BMS，BMS可以根据各个支路电芯温度的差异，分别发送不同的控制指令至各电芯支路所在的阀门组件，各支路的阀门组件的控制端根据接收到的指令，分别调节至指定的开度以控制所在支路的冷却液流量，以消除电芯之间温度的差异。

例如，当BMS检测到某一支路液冷板的电芯温度高于其它液冷板支路的电芯温度时，此时调大用于控制这一支路液冷板流量的阀门组件的开度，使得这一支路的液冷板内的冷却液流量变大，电芯的温度得到控制，整包电芯模组的温度均温性能得到了较大的改善。

本发明另一实施例提供了一种动力电池系统，包括：电芯模组和如上所述的动力电池液冷装置；

所述电芯模组包括若干数量的电芯，每一所述电芯与对应的所述液冷板进行热交换以实现冷却。在本实施例中，每一液冷板上沿竖直方向设置有两块电芯，如图1中的液冷板1上设有电芯61和电芯62，这两块电芯与此液冷1充分接触以实现热交换。

进一步地，在上述实施例中，所述动力电池系统还包括若干数量的导热硅胶垫片，每一所述导热硅胶垫片设于每一所述电芯与对应的所述液冷板之间。导热硅胶垫片能够优化热交换的效果，提高电芯和液冷板之间的热交换效率。

进一步地，在上述实施例中，所述动力电池系统还包括电池壳体；所述电芯模组和所述动力电池液冷装置设于所述电池壳体上。

优选地，所述电池壳体为新能源汽车电池保护盒BDU。BDU作为电动汽车 PDU中的一个模块，主要为新能源汽车设计，为电动汽车的动力电池提供物理防护、断电保护和防漏电等安全防护功能。

本实用新型实施例提供的动力电池液冷装置及动力电池系统，有益效果在于：

针对动力电池的电芯模组的结构对应设计相匹配的液冷装置的结构，其中的冷却管路机构通过将冷却液分流，分配至不同的液冷板中的液冷流道中，从而为与每个液冷板进行热交换的电芯提供了温度调节的介质；冷却调节机构包括数量与所述液冷流道相同的阀门组件，阀门组件能够对应调整每一液冷流道内的介质的流量，从而实现了动力电池电芯模组的各支路局部调节；温度传感器和处理器相互配合，通过获取准确的各电芯的温度数据，为后续阀门组件的调节提供了良好地数据支撑。整个动力电池液冷装置集检测、处理、控制为一体，能够调节各支路(液冷流道)的冷却流量，从而使得动力电池电芯模组的温度得到有效控制，整包电芯温度均温性可得到改善，保障了动力电池的工作稳定性与可靠性。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种动力电池液冷装置，其特征在于，包括：冷却管路机构、冷却调节机构、温度传感器和处理器；

所述冷却管路机构包括多个液冷板、进水管道、出水管道、总进水口和总出水口；

多个所述液冷板并排设置，每一所述液冷板内均设有贯穿所述液冷板的液冷流道，用于冷却与所述液冷板进行热交换的电芯；每一所述液冷流道的一端均与所述进水管道连通，每一所述液冷流道的另一端均与所述出水管道连通；

所述进水管道，其一端设有所述总进水口，另一端封闭；所述出水管道，其一端设有所述总出水口，另一端封闭；

所述冷却调节机构包括数量与所述液冷流道相同的阀门组件，每一所述阀门组件设于对应的所述液冷流道的一端，且每一所述阀门组件的控制端与所述处理器连接；

所述温度传感器与所述处理器连接，用于获取电芯模组中的各电芯的温度数据，以使所述处理器根据所述温度数据调整对应所述阀门组件的开度。

2.如权利要求1所述的动力电池液冷装置，其特征在于，每一所述阀门组件的开度范围为0％～100％。

3.如权利要求1所述的动力电池液冷装置，其特征在于，所述液冷板、所述液冷流道、所述阀门组件的数量均为7个。

4.如权利要求1所述的动力电池液冷装置，其特征在于，所述处理器为EVBCM-8133型主控模块。

5.如权利要求1所述的动力电池液冷装置，其特征在于，所述进水管道和所述出水管道平行设置。

6.如权利要求1所述的动力电池液冷装置，其特征在于，所述进水管道为塑料软管或橡胶软管，和/或，所述出水管道为塑料软管或橡胶软管。

7.一种动力电池系统，其特征在于，包括：电芯模组和如权利要求1～6中任一项所述的动力电池液冷装置；

所述电芯模组包括若干数量的电芯，每一所述电芯与对应的所述液冷板进行热交换以实现冷却。

8.如权利要求7所述的动力电池系统，其特征在于，所述动力电池系统还包括若干数量的导热硅胶垫片，每一所述导热硅胶垫片设于每一所述电芯与对应的所述液冷板之间。

9.如权利要求7所述的动力电池系统，其特征在于，所述动力电池系统还包括电池壳体；所述电芯模组和所述动力电池液冷装置设于所述电池壳体上。

10.如权利要求9所述的动力电池系统，其特征在于，所述电池壳体为新能源汽车电池保护盒BDU。

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