CN216872108U - 电池包及其电池冷却结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池包及其电池冷却结构，电池冷却结构包括：电池模组，所述电池模组中的电芯的极柱及防爆阀区域位于所述电池模组的上端面；位于所述电池模组的上端面且与所述电池模组换热接触的上液冷板，所述上液冷板上具有用于避让所述电芯的极柱及防爆阀区域的镂空结构；位于所述电池模组的下端面且与所述电池模组换热接触的下液冷板。上述电池冷却结构，通过在上液冷板上设置用于避让电芯的极柱及防爆阀区域的镂空结构，在电池模组的上端面布置上液冷板的基础上，从空间上避让了电芯极柱所在的位置及防爆阀区域，利于极柱汇流排焊接，保证防爆阀作用。实现电池模组的上下端面均散热的效果，提高电池模组的冷却效果，满足散热需求。

Description

电池包及其电池冷却结构

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，特别涉及一种电池包及其电池冷却结构。

背景技术

因追求满足客户快速充电、延长使用寿命和增加满电行驶里程的需求，对电池包的工况温度范围和电芯间的温差控制提出了更高的要求。此外，在满足基本功能的情况下，安全也至关重要。所以，对电池包的温控设计要求随之提高。在保证机械强度并满足各项力学性能的前提下，提高降温效率，达到电池包快速充放电及温控安全性的目的。

目前，快充电池的充电倍率在2C左右，对电芯的冷却主要是单面冷却，特别是针对方形电芯，因为其极耳朝上，电芯极耳间有铜排，一般都在底面冷却。而面对更高倍率的充电时，电芯的产热会成倍增加，传统的电芯底面冷却已满足不了其散热需求。

因此，如何提高冷却效果，满足散热需求，是本技术领域人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种电池冷却结构，以提高冷却效果，满足散热需求。本实用新型还提供了一种具有上述电池冷却结构的电池包。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种电池冷却结构，包括：

电池模组，所述电池模组中的电芯的极柱及防爆阀区域位于所述电池模组的上端面；

位于所述电池模组的上端面且与所述电池模组换热接触的上液冷板，所述上液冷板上具有用于避让所述电芯的极柱及防爆阀区域的镂空结构；

位于所述电池模组的下端面且与所述电池模组换热接触的下液冷板。

可选地，上述电池冷却结构中，还包括液冷管，所述液冷管包括进液分管及出液分管；

所述进液分管包括进液总管段及多个与所述进液总管段连通的进液分管段，所述进液总管段用于与提供冷却液的进液管连通，多个所述进液分管段中的至少一个与所述上液冷板的进液口连通，剩余的所述进液分管段中的至少一个与所述下液冷板的进液口连通；

所述出液分管包括出液总管段及多个与所述进液总管段连通的出液分管段，所述出液总管段用于与导出冷却液的出液管连通，多个所述出液分管段中的至少一个与所述上液冷板的出液口连通，剩余的所述出液分管段中的至少一个与所述下液冷板的出液口连。

可选地，上述电池冷却结构中，与所述上液冷板进液口连通的所述进液分管段的截面积小于与所述下液冷板进液口连通的所述进液分管段的截面积。

可选地，上述电池冷却结构中，所述与上液冷板出液口连通的所述出液分管段的截面积小于与所述下液冷板出液口连通的所述出液分管段的截面积。

可选地，上述电池冷却结构中，所述进液分管包括两个所述进液分管段，所述出液分管包括两个出液分管段。

可选地，上述电池冷却结构中，两个所述进液分管段均与所述进液总管段朝向所述电池模组的端部连接；

两个所述出液分管段均与所述出液总管段朝向所述电池模组的端部连接。

可选地，上述电池冷却结构中，两个所述进液分管段的轴线之间的夹角小于或等于60°；

和/或，两个所述进液分管段相对于所述进液总管段对称设置。

可选地，上述电池冷却结构中，两个所述出液分管段的轴线之间的夹角小于或等于60°；

和/或，两个所述出液分管段相对于所述出液总管段对称设置。

可选地，上述电池冷却结构中，所述液冷板内部具有冷却液流道，所述液冷板的进液口及其出液口分别位于所述冷却液流道的两端；

所述液冷管还包括用于切换所述进液管及所述出液管的液体流动方向的换向阀。

可选地，上述电池冷却结构中，所述镂空结构包括用于避让所述极柱的第一镂空结构及用于避让所述防爆阀区域的第二镂空结构；所述第一镂空结构与所述第二镂空结构相互独立。

可选地，上述电池冷却结构中，所述镂空结构与所述电芯一一对应设置；

所述镂空结构用于避让与其对应的所述电芯的极柱及防爆阀区域。

本实用新型还提供了一种电池包，包括箱体，还包括如前文所述的电池冷却结构，所述电池冷却结构位于所述箱体内。

可选地，上述电池包中，所述电池冷却结构的下液冷板与所述箱体的下箱体部固定。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的电池冷却结构，由于电池模组中的电芯的极柱及防爆阀区域位于电池模组的上端面，通过在上液冷板上设置用于避让电芯的极柱及防爆阀区域的镂空结构，以便于在电池模组的上端面布置上液冷板的基础上，从空间上避让了电芯极柱所在的位置及防爆阀区域，利于极柱汇流排的焊接，也保证了电芯的防爆阀的作用。并且，下液冷板位于电池模组的下端面且与电池模组换热接触，实现了电池模组的上端面及其下端面均散热的效果，有效提高了电池模组的冷却效果，满足了散热需求。

本实用新型实施例提供的电池包，由于上述电池冷却结构具有上述技术效果，具有上述电池冷却结构的电池包也应具有同样地技术效果，在此不再详细说明。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型实施例提供的电池冷却结构的第一结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的电池模组的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的电池冷却结构的局部结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的上液冷板的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的电芯的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的电池冷却结构的第二结构示意图；

图7为图6中A部分的局部结构放大示意图；

图8为本实用新型实施例提供的进液分管的结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的换向阀的安装结构示意图。

具体实施方式

本实用新型公开了一种电池冷却结构，电池冷却结构，以提高冷却效果，满足散热需求。本实用新型还提供了一种具有上述电池冷却结构的电池包。

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。

如图1-图9所示，本实用新型实施例提供了一种电池冷却结构，包括电池模组20、位于电池模组20的上端面且与电池模组20换热接触的上液冷板 30及位于电池模组20的下端面且与电池模组20换热接触的下液冷板40。

其中，电池模组20中的电芯21的极柱21-1及防爆阀区域21-2位于电池模组20的上端面。为了保证极柱21-1之间汇流排的焊接空间及防爆阀的效果，上液冷板30上具有用于避让电芯21的极柱21-1及防爆阀区域21-2的镂空结构30-a。

本实用新型实施例提供的电池冷却结构，由于电池模组20中的电芯21 的极柱21-1及防爆阀区域21-2位于电池模组20的上端面，通过在上液冷板 30上设置用于避让电芯21的极柱21-1及防爆阀区域21-2的镂空结构，以便于在电池模组20的上端面布置上液冷板30的基础上，从空间上避让了电芯极柱21-1所在的位置及防爆阀区域，利于极柱21-1汇流排的焊接，也保证了电芯21的防爆阀的作用。并且，下液冷板40位于电池模组20的下端面且与电池模组20换热接触，实现了电池模组20的上端面及其下端面均散热的效果，有效提高了电池模组20的冷却效果，满足了散热需求。

可以理解的是，电池模组20包括多个电芯21及设置于多个电芯21排列方向上的端部的端板22及设置于多个电芯21的侧面的侧板23。即，在端板 22与侧板23围成的框架内，设置有多个电芯21。

本实施例中，由于上液冷板30及下液冷板40为液冷板，因此，需要由提供冷却液的进液管50-1向上液冷板30及下液冷板40内提供冷却液，并且，在经过上液冷板30及下液冷板40的冷却液流道后，通过导出冷却液的出液管50-2输出，实现冷却液在上液冷板30及下液冷板40的冷却液流道中的流动，确保冷却效果。

上液冷板30及下液冷板40均具有与进液管50-1连接的进液口及与出液管50-2连接的出液口。

可以理解的是，液冷板中具有供冷却液流动的冷却液流道，进液口及出液口均与冷却液流道连通管，以便于使得冷却液通过进液口进入冷却液流道后进行热交换(吸热)后由出液口流出，实现液冷板的冷却作用。

本实用新型实施例提供的电池冷却结构中，还包括液冷管50，液冷管50 包括进液分管50-3及出液分管50-4；进液分管50-3包括进液总管段50-31及多个与进液总管段50-31连通的进液分管段，进液总管段50-31用于与提供冷却液的进液管50-1连通，多个进液分管段中的至少一个与上液冷板30的进液口连通，剩余的进液分管段中的至少一个与下液冷板40的进液口连通；出液分管50-4包括出液总管段及多个与进液总管段连通的出液分管段，出液总管段用于与导出冷却液的出液管50-2连通，多个出液分管段中的至少一个与上液冷板30的出液口连通，剩余的出液分管段中的至少一个与下液冷板40的出液口连。多个进液分管段与进液总管段50-31连接，多个出液分管段与出液总管段连接，使得上液冷板30及下液冷板40并联在进液分管50-3与出液分管50-4之间。

本实施例中，为了便于连接，还可以设置管接头。即，进液分管段通过第一管接头30-3与上液冷板30的进液口连通，进液分管段通过第二管接头 40-1与下液冷板40的进液口连通；出液分管段通过第三管接头30-4与上液冷板30的出液口连通，进液分管段通过第四管接头40-2与下液冷板40的出液口连通。

通过上述设置，方便将电池冷却结构中的液冷板(上液冷板30及下液冷板40)与外界冷却液提供及回收装置连通。在上液冷板30具有一个冷却液流道且下液冷板40具有一个冷却液流道时，与进液总管段50-31连通的进液分管段的数量至少为两个且分别与上液冷板30冷却液流道及下液冷板40的冷却液流道连通。即，与进液总管段50-31连通的进液分管段的数量大于或等于上液冷板30的冷却液流道及下液冷板40的冷却液流道的数量总和。当然，也可以将两个及以上的进液分管段与一个冷却液流道连通，实现多股冷却液进入同一个冷却液流道的结构。同理，在上液冷板30具有一个冷却液流道且下液冷板40具有一个冷却液流道时，与出液总管段连通的出液分管段的数量至少为两个且分别与上液冷板30的冷却液流道及下液冷板40的冷却液流道连通。即，与出液总管段连通的出液分管段的数量大于或等于上液冷板30的冷却液流道及下液冷板40的冷却液流道的数量总和。当然，也可以将两个及以上的出液分管段与一个冷却液流道连通，实现同一个冷却液流道内的冷却液分流并由多个出液分管段流出的结构。

优选地，由于上液冷板30上具有镂空结构30-a，在上液冷板30与下液冷板40对应设置且外部结构相同的基础上，上液冷板30的总换热面积小于下液冷板40的总换热面积，因此，上液冷板30的冷却液流道的布置受镂空结构30-a的限制，上液冷板30的冷却液流道总体积会小于下液冷板40的冷却液流道总体积。在上液冷板30的冷却液流道中冷却液流动总量与下液冷板 40的冷却液流道中冷却液流动总量相同时，必然会使地上液冷板30的冷却液流道中的冷却液流速大于下液冷板40的冷却液流道中的冷却液流速，导致上液冷板30与下液冷板40之间存在温差。为了尽可能缩小上液冷板30与下液冷板40之间的温差，需要使得上液冷板30的冷却液流道中的冷却液流动总量小于下液冷板40的冷却液流道中的冷却液流动总量。在本实施例中，与上液冷板30进液口连通的进液分管段的截面积小于与下液冷板40进液口连通的所述进液分管段的截面积。通过上述设置，使得流入下液冷板40的冷却液总量大于流入上液冷板30的冷却液总量，尽可能缩小上液冷板30与下液冷板40的温度差。

优选地，上液冷板30进液口连通的进液分管段的截面积与下液冷板40 进液口连通的所述进液分管段的截面积之间的比值等于上液冷板30中冷却液流道的总体积与下液冷板40中冷却液流道的总体积的比值。由于上液冷板30 的总换热面积小于下液冷板40的总换热面积，因此，为了确保均匀冷却效果，使得上液冷板30的总换热面积与下液冷板40的总换热面积的比值等于上液冷板30中冷却液流道的总体积与下液冷板40中冷却液流道的总体积的比值。

更进一步地，为了确保流速的均匀性，与上液冷板30出液口连通的出液分管段的截面积小于与下液冷板40出液口连通的出液分管段的截面积。结合上述与上液冷板30进液口连通的进液分管段及下液冷板40进液口连通的进液分管段的结构设置，降低了由上液冷板30出液口及下液冷板40出液口流出冷却液的流速差值，确保了流体的流动稳定性。

进一步地，进液分管50-3包括两个进液分管段，出液分管50-4包括两个出液分管段。本实施例中，上液冷板30具有一个冷却液流道且下液冷板40 具有一个冷却液流道。并且，两个进液分管段与上液冷板30的冷却液流道及下液冷板40的冷却液流道一一对应连通，两个出液分管段与上液冷板30的冷却液流道及下液冷板40的冷却液流道一一对应连通。优选地，两个进液分管段分别与上液冷板30的冷却液流道的一端及下液冷板40的冷却液流道的一端连通，两个出液分管段分别与上液冷板30的冷却液流道的另一端及下液冷板40的冷却液流道的另一端连通，充分利用冷却液流道，增长冷却液的流道总长。

本实施例中，进液分管50-3及出液分管50-4均为Y型管路。即，两个进液分管段均与进液总管段50-31朝向电池模组20的端部连接；两个出液分管段均与出液总管段朝向电池模组20的端部连接。

如图7所示，进液分管50-3的两个进液分管段分别为第一进液分管段 50-32及第二进液分管段50-33，第一进液分管段50-32的一端及第二进液分管段50-33的一端均与进液总管段50-31朝向电池模组20的端部连接。

同理，出液分管50-4的两个出液分管段的一端均与出液总管段朝向电池模组20的端部连接。

为了减少冷却液的流动阻力，两个进液分管段的轴线之间的夹角小于或等于60°。进一步地，两个进液分管段(第一进液分管段50-32及第二进液分管段50-33)相对于进液总管段50-31对称设置，这使得进液总管段50-31 向任意一个进液分管段(第一进液分管段50-32及第二进液分管段50-33中的一个)流动过程中，流体流动转角不大于30°。

同样地，为了减少冷却液的流动阻力，两个出液分管段的轴线之间的夹角小于或等于60°。进一步地，两个出液分管段相对于出液总管段对称设置，这使得任意一个出液分管段向出液总管段流动过程中，流体流动转角不大于 30°。

为了尽可能增加冷却液的流程，液冷板内部具有冷却液流道，液冷板的进液口及其出液口分别位于冷却液流道的两端。

以常规的冷却液流道为蛇形流道为例，使得冷却液会先接触液冷板的一侧，冷却液吸收热量升温后，再由液冷板的另一侧流出，不可避免的会使地液冷板的两侧存在温差，影响冷却效果。冷却液流道为圆盘流道同样存在这种情况，冷却液流入液冷板的区域及冷却液流出液冷板的区域会存在温差，影响冷却向。为了提高冷却效果，减少温差，液冷管50还包括用于切换进液管50-1及出液管50-2的液体流动方向的换向阀50-5。

如图4所示，上液冷板30上具有镂空结构30-a。并且，上液冷板30的一侧设置进入流道30-1及流出流道30-2，进入流道30-1及流出流道30-2相连接且形成冷却液流道。通过增加换向阀50-5的切换，将流出流道30-2作为进入流道使用，将进入流道30-1作为流出流道使用，能够使得不同位置上电芯21的冷却效果趋于均匀。

当然，也可以将上液冷板30及下液冷板40均设置为风液冷板，在此不做具体限制且均在保护范围之内。

在一种实施例中，镂空结构30-a包括用于避让极柱21-1的第一镂空结构及用于避让防爆阀区域21-2的第二镂空结构；第一镂空结构与第二镂空结构相互独立。通过上述设置，使得第一镂空结构与电芯21的极柱21-1对应，第二镂空结构与电芯21的防爆阀区域21-2对应，有效减少了镂空结构30-a的总面积，保证了上液冷板30的实体面积，进而提高了冷却效果。

在另一种实施例中，镂空结构30-a与电芯21一一对应设置；镂空结构 30-a用于避让与其对应的电芯21的极柱21-1及防爆阀区域21-2。通过上述设置，减少了上液冷板30的开孔数量(镂空结构30-a的数量)，便于上液冷板30的加工。

本实用新型实施例还提供了一种电池包，包括箱体，还包括如上述任一种电池冷却结构，电池冷却结构位于箱体内。

本实用新型实施例提供的电池包，由于上述电池冷却结构具有上述技术效果，具有上述电池冷却结构的电池包也应具有同样地技术效果，在此不再详细说明。

优选地，电池冷却结构的下液冷板40与箱体的下箱体部10固定。本实施例中，下箱体部10的侧壁(钣金)具有用于安装固定进液管50-1及出液管 50-2的安装孔，实现了液冷管50相对于下箱体部10的安装。结合电池冷却结构的下液冷板40与箱体的下箱体部10固定连接，有效确保了液冷管50相对于电池冷却结构的下液冷板40及上液冷板30的相对定位效果，确保了电池冷却结构的结构稳定性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (13)

1.一种电池冷却结构，其特征在于，包括：

电池模组(20)，所述电池模组(20)中的电芯(21)的极柱(21-1)及防爆阀区域(21-2)位于所述电池模组(20)的上端面；

位于所述电池模组(20)的上端面且与所述电池模组(20)换热接触的上液冷板(30)，所述上液冷板(30)上具有用于避让所述电芯(21)的极柱(21-1)及防爆阀区域(21-2)的镂空结构(30-a)；

位于所述电池模组(20)的下端面且与所述电池模组(20)换热接触的下液冷板(40)。

2.如权利要求1所述的电池冷却结构，其特征在于，还包括液冷管(50)，所述液冷管(50)包括进液分管(50-3)及出液分管(50-4)；

所述进液分管(50-3)包括进液总管段(50-31)及多个与所述进液总管段(50-31)连通的进液分管段，所述进液总管段(50-31)用于与提供冷却液的进液管(50-1)连通，多个所述进液分管段中的至少一个与所述上液冷板(30)的进液口连通，剩余的所述进液分管段中的至少一个与所述下液冷板(40)的进液口连通；

所述出液分管(50-4)包括出液总管段及多个与所述进液总管段连通的出液分管段，所述出液总管段用于与导出冷却液的出液管(50-2)连通，多个所述出液分管段中的至少一个与所述上液冷板(30)的出液口连通，剩余的所述出液分管段中的至少一个与所述下液冷板(40)的出液口连。

3.如权利要求2所述的电池冷却结构，其特征在于，与所述上液冷板(30)进液口连通的所述进液分管段的截面积小于与所述下液冷板(40)进液口连通的所述进液分管段的截面积。

4.如权利要求2所述的电池冷却结构，其特征在于，与所述上液冷板(30)出液口连通的所述出液分管段的截面积小于与所述下液冷板(40)出液口连通的所述出液分管段的截面积。

5.如权利要求4所述的电池冷却结构，其特征在于，所述进液分管(50-3)包括两个所述进液分管段，所述出液分管(50-4)包括两个出液分管段。

6.如权利要求5所述的电池冷却结构，其特征在于，两个所述进液分管段均与所述进液总管段(50-31)朝向所述电池模组(20)的端部连接；

两个所述出液分管段均与所述出液总管段朝向所述电池模组(20)的端部连接。

7.如权利要求6所述的电池冷却结构，其特征在于，两个所述进液分管段的轴线之间的夹角小于或等于60°；

和/或，两个所述进液分管段相对于所述进液总管段(50-31)对称设置。

8.如权利要求6所述的电池冷却结构，其特征在于，两个所述出液分管段的轴线之间的夹角小于或等于60°；

和/或，两个所述出液分管段相对于所述出液总管段对称设置。

9.如权利要求2所述的电池冷却结构，其特征在于，所述液冷板内部具有冷却液流道，所述液冷板的进液口及其出液口分别位于所述冷却液流道的两端；

所述液冷管(50)还包括用于切换所述进液管(50-1)及所述出液管(50-2)的液体流动方向的换向阀(50-5)。

10.如权利要求1所述的电池冷却结构，其特征在于，所述镂空结构(30-a)包括用于避让所述极柱(21-1)的第一镂空结构及用于避让所述防爆阀区域(21-2)的第二镂空结构；所述第一镂空结构与所述第二镂空结构相互独立。

11.如权利要求1-10任一项所述的电池冷却结构，其特征在于，所述镂空结构(30-a)与所述电芯(21)一一对应设置；

所述镂空结构(30-a)用于避让与其对应的所述电芯(21)的极柱(21-1)及防爆阀区域(21-2)。

12.一种电池包，包括箱体，其特征在于，还包括如权利要求1-11任一项所述的电池冷却结构，所述电池冷却结构位于所述箱体内。

13.如权利要求12所述的电池包，其特征在于，所述电池冷却结构的下液冷板(40)与所述箱体的下箱体部(10)固定。

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