CN217114534U - 一种电池模组及电池包 - Google Patents

Abstract

一种电池模组及电池包，电池模组包括多个电芯和液冷板，多个电芯并排设置形成电芯组，液冷板呈蛇型，并由电芯组的一端依次绕过每个电芯至电芯组的另一端；液冷板内设有至少一对液冷通道，一对液冷通道沿液冷板的延伸方向延伸，用于通入流向相反的冷却液。本实用新型涉及的电池模组，通过蛇型的液冷板对电芯进行双面液冷散热，散热效率高，可以有效解决高倍率快速充放电过程中电芯温度过高的问题；液冷板内设置通入对向冷却液的双液冷通道，液冷通道内的冷却液间可以进行换热，从而达到均匀冷却液温度的效果，进而解决由于电芯数量多，冷却流道过长造成的不同位置温差大的问题。

Description

一种电池模组及电池包

技术领域

本实用新型属于动力电池技术领域，更具体地，涉及一种电池模组及电池包。

背景技术

电动汽车具有环保、低噪音、经济性好，易保养等显著优点，但也存在很多技术问题待突破，例如：续航里程短、充电时间长、设施不够完善等。新能源汽车充满电需要几个小时，在充电桩尚未全面普及的前提下，快充技术便成为了影响电动汽车快速普及的重要因素之一，而快充电池也成为动力锂离子电池的又一发展方向。相比需要8～10h给电车充满电的普通充电的方法，快速充电技术只需要1h甚至更短的时间就可以把电池充满，带来便利的同时也伴随着风险，电池快充能力取决于电芯析锂和热管理，快充过程中，若负极没有高速嵌锂能力，则会出现析锂甚至锂枝晶，进而导致电池容量不可逆衰减和缩短使用寿命。此外，电池升温快会产生大量热，容易短路起火，快速充电对电芯本身的散热性能和电池包整体的散热性能都提出了更高的要求。

通常电池模组采用风冷散热或液冷散热，风冷散热效率相对较低，难以满足电池包高倍率充放电散热需求，目前大部分生产厂家采用模组底部单一方向的液冷散热方式，而电池模组的底部单一液冷散热方式带走的热量有限且容易造成电池单体内部上下温差过大的问题，对于电芯数量多，冷却液流经路径过长的情况，不同位置电芯温度的一致性也难以得到保证，温度一致性差对电池的伤害较大。因此，需要一种电池模组，能够解决电芯高倍率快充过程中产热量大散热要求高，及电芯数量多流道过长温度一致性差问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电池模组及电池包，能够解决电芯高倍率快充过程中产热量大散热要求高，及电芯数量多流道过长温度一致性差的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种电池模组，包括多个电芯和液冷板，多个所述电芯并排设置形成电芯组，所述液冷板呈蛇型，并由所述电芯组的一端依次绕过每个所述电芯至所述电芯组的另一端；所述液冷板内设有至少一对液冷通道，所述一对液冷通道沿所述液冷板的延伸方向延伸，用于通入流向相反的冷却液。

优选地，所述液冷板包括多个蛇型的液冷板单元，多个所述液冷板单元沿所述电芯的高度方向由下向上依次叠置，每个所述液冷板单元内设有一对所述液冷通道。

优选地，一对所述液冷通道包括第一流道和第二流道，所述第一流道和所述第二流道沿所述液冷板单元的厚度方向并排设置于所述液冷板单元内，且所述第一流道和所述第二流道在所述电芯的高度方向上的截面均为矩形。

优选地，所述第一流道和所述第二流道之间设有导热隔层，所述导热隔层由金属制成，且与所述液冷板单元的材质相同。

优选地，所述第一流道的两端分别设有第一进口和第一出口，所述第二流道的两端分别设有第二进口和第二出口，所述第一进口和所述第二出口位于所述液冷板单元的一端，所述第一出口和所述第二进口位于所述液冷板单元的另一端；

所述第一进口和所述第二出口所在的平面垂直于所述多个电芯的排列方向，所述第一出口和所述第二进口所在的平面也垂直于多个所述电芯的排列方向。

优选地，每个所述液冷板单元的所述第一进口通过第一进液管道相连通，每个所述液冷板单元的第二进口通过第二进液管道相连通，每个所述液冷板单元的所述第一出口连通于第一出液管道，每个所述液冷板单元的所述第二出口通过第二出液管道相连通；

所述第一进液管道与所述第二出液管道分别位于所述液冷板单元的所述一端的两侧，所述第二进液管道与所述第一出液管道分别位于所述液冷板单元的所述另一端的两侧，且所述第一进液管道、所述第二出液管道、所述第二进液管道、所述第一出液管道彼此平行。

优选地，所述电芯为长方体，包括上表面、下表面、一对相对设置的第一侧面和一对相对设置的第二侧面，其中所述第一侧面的面积大于所述第二侧面；

所述液冷板由所述电芯组的一端依次绕过每个所述电芯的所述第一侧面和所述第二侧面并延伸至所述电芯组的另一端。

优选地，相邻电芯的所述第一侧面相对设置；和/或

所述液冷板至少紧密贴合于所述电芯的所述第一侧面。

优选地，所述冷却液为50％乙二醇-水溶液。

本实用新型还提供一种电池包，包括上述的电池模组。

本实用新型涉及的一种电池模组，其有益效果在于：通过蛇型的液冷板对电芯进行双面液冷散热，散热效率高，可以有效解决高倍率快速充放电过程中电芯温度过高的问题；液冷板内设置通入对向冷却液的双液冷通道，液冷通道内的冷却液间可以进行换热，从而达到均匀冷却液温度的效果，进而解决由于电芯数量多，冷却流道过长造成的不同位置温差大的问题。

本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了本实用新型的一个示例性实施例的电池模组的结构示意图；

图2示出了本实用新型的一个示例性实施例的电池模组中液冷板的结构示意图；

图3示出了本实用新型的一个示例性实施例的电池模组的液冷通道的布置示意图。

附图标记说明：

1、电芯，2、液冷板，3液冷通道，31第一流道，32第二流道，4导热隔层，5、液冷板单元，6第一进口，7第一出口，8第二进口，9第二出口，10第一进液管道，11第二出液管道，12第二进液管道，13第一出液管道。

具体实施方式

下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然以下描述了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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。

为解决现有技术存在的问题，如图1至3所示，本实用新型提供了一种电池模组，包括多个电芯1和液冷板2，多个电芯1并排设置形成电芯组，液冷板2呈蛇型，并由电芯1组的一端依次绕过每个电芯1至电芯组的另一端；液冷板2内设有至少一对液冷通道3，一对液冷通道3沿液冷板2的延伸方向延伸，用于通入流向相反的冷却液。

本实用新型涉及的电池模组，通过蛇型的液冷板2对电芯1进行双面液冷散热，散热效率高，可以有效解决高倍率快速充放电过程中电芯1温度过高的问题；液冷板2内设置通入对向冷却液的双液冷通道3，液冷通道3内的冷却液间可以进行换热，从而达到均匀冷却液温度的效果，进而解决由于电芯1数量多，冷却流道过长造成的不同位置温差大的问题。

本实用新型中，如图2所示，液冷板2呈蛇型，即相当于是连续设置且依次连接的多个S型，电芯1为方壳电芯，放置在液冷板2的弯折间隙处，该弯折间隙与电芯1的厚度相同，相邻的电芯1被液冷板2分隔开，液冷板2与电芯1的面积最大的侧面贴合对电芯1进行双侧液冷散热，从而使液冷板2可以最大面积的贴合于电芯1，提高散热效率。

在本实用新型的一个实施例中，液冷板2包括多个蛇型的液冷板单元5，多个液冷板单元5沿电芯1的高度方向由下向上依次叠置，每个液冷板单元5内设有一对液冷通道3。本实施例中，多个液冷板单元5的数量可以根据电芯1的高度进行调整，以适配增加对电芯1的散热作用面积。其中，液冷板单元5可以通过胶粘紧贴于电芯1或电池模组的箱体。多个液冷板单元5上下对齐，且相邻的液冷板单元5之间可以具有间隙，也可以贴合设置。

在本实用新型的其他实施例中，液冷板2包括一个蛇型的液冷板单元5，该液冷板单元5的高度与电芯1的高度接近，以增加对电芯1的散热面积。

如图2和图3所示，在本实用新型的一个实施例中，一对液冷通道3包括第一流道31和第二流道32，第一流道31和第二流道32沿液冷板单元5的厚度方向并排设置于液冷板单元5内，且第一流道31和第二流道32在电芯1的高度方向上的截面均为矩形，矩形的长度方向沿电芯1的高度设置。

作为优选，第一流道31和第二流道32的尺寸相同，且均为扁方管形状，横截面均为矩形，包括长边和短边，其长边所在的侧面分别与电芯1贴合，即第一流道31和第二流道32内的冷却液通过较大面积的侧面进行换热，均温效果更佳。

本实施例中，第一流道31和第二流道32并行设置，且均与液冷板单元5随形设置，即同样为连续设置依次连接的多个S型，第一流道31内的冷却液和第二流道32内的冷却液流向相反，以便于两个流道内的冷却液换热，从而达到均匀冷却液温度的效果，进而解决由于电芯1数量多，冷却流道过长造成的不同位置温差大的问题，流道截面为矩形，便于第一流道31与第二流道32排列布局。

本实施例中，第一流道31和第二流道32之间设有导热隔层4，导热隔层4由金属制成，且与液冷板单元5的材质相同。进一步地，导热隔层4的材质可以为铝、铜或其他导热性能较好金属材料。

在本实用新型的其他实施例中，导热隔层4也可以与液冷板单元5的材质不同。

容纳冷却液的流道的流经路径过长时，冷却液温度逐渐上升，会造成不同位置电芯温差过大，第一流道31和第二流道32并列设置，第一流道31内的冷却液和第二流道32内的冷却液通过导热隔层4进行换热，从而达到均匀冷却液温度的效果。

如图3所示，第一流道31的两端分别设有第一进口6和第一出口7，第二流道32的两端分别设有第二进口8和第二出口9，第一进口6和第二出口9位于液冷板单元5的一端，第一出口7和第二进口8位于冷板单元5的另一端；

第一进口6和第二出口9所在的平面垂直于多个电芯1的排列方向；第一出口7和第二进口8所在的平面也垂直于多个电芯1的排列方向。

每个液冷板单元5的第一进口6通过第一进液管道10相连通，每个液冷板单元5的第二进口8通过第二进液管道12相连通，每个液冷板单元5的第一出口7连通于第一出液管道13，每个液冷板单元5的第二出口9通过第二出液管道11相连通；

第一进液管道10与第二出液管道11分别位于液冷板单元5的一端的两侧，第二进液管道12与第一出液管道13分别位于液冷板单元5的另一端的两侧，第一进液管道10与第二出液管道11、第二进液管道12与第一出液管道13连接于液冷板单元5的最大换热面，由于电芯1为方形壳体电芯，包括较大面积的侧面和较小面积的侧面，液冷板单元5的最大换热面即为液冷板单元5与电芯1的较大面积的侧面贴合的侧面，即液冷板单元5垂直于多个电芯1的排列方向的侧面。第一进液管道10、第二出液管道11、第二进液管道12与第一出液管道13彼此平行。

本实施例中，第一进液管道10与第二出液管道11、第二进液管道12与第一出液管道13的横截面均为圆形。

本实施例中，液冷板单元5的两端凸出于电芯1，以便于与第一进液管道10与第二出液管道11、第二进液管道12、第一出液管道13连通。

同一液冷板单元5内，第一流道31和第二流道32的第一进口6与第二进口8、第一出口7与第二出口9分别位于相反端；

各液冷板单元5的第一流道31位于液冷板单元5的一相同侧，第二流道32位于液冷板单元5的另一相同侧，各液冷板单元5的第一流道31的第一进口6并联，且通过接头汇入同一进液流道，即第一进液管道10，各液冷板单元5的第一流道31的第一出口7并联，且通过接头汇入同一出液流道，即第一出液管道13；

各液冷板单元5的第二流道32的第二出口9并联，且通过接头汇入同一出液流道，即第二出液管道11，各液冷板单元5的第二流道32的第二进口8并联，且通过接头汇入同一进液流道，即第二进液管道12。第一进液管道10与第二出液管道11位于液冷板单元5的一端的两侧，第二进液管道12与第一出液管道13位于液冷板单元5的另一端的两侧。

本实施例中，电芯1为长方体，包括上表面、下表面、一对相对设置的第一侧面和一对相对设置的第二侧面，其中第一侧面的面积大于第二侧面；

液冷板2由电芯1组的一端依次绕过每个电芯1的第一侧面和第二侧面并延伸至电芯1组的另一端。

作为优选，相邻电芯1的所述第一侧面相对设置；和/或

液冷板2通过胶粘至少紧密贴合于电芯1的第一侧面。液冷板2可以与电芯1的第二侧面存在间隙。

在本实用新型的一个实施例中，冷却液为50％乙二醇-水溶液。其中，50％表示乙二醇和水的体积百分比。

在本实用新型的其他实施例中，如电池模组采用直冷方式散热时冷却液也可以选用R314a、R12等冷媒进行代替。

本实用新型还提供一种电池包，包括上述的电池模组。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种电池模组，其特征在于，包括多个电芯(1)和液冷板(2)，多个所述电芯(1)并排设置形成电芯组，所述液冷板(2)呈蛇型，并由所述电芯组的一端依次绕过每个所述电芯(1)至所述电芯组的另一端；所述液冷板(2)内设有至少一对液冷通道(3)，所述一对液冷通道(3)沿所述液冷板(2)的延伸方向延伸，用于通入流向相反的冷却液。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述液冷板(2)包括多个蛇型的液冷板单元(5)，多个所述液冷板单元(5)沿所述电芯(1)的高度方向由下向上依次叠置，每个所述液冷板单元(5)内设有一对所述液冷通道(3)。

3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，一对所述液冷通道(3)包括第一流道(31)和第二流道(32)，所述第一流道(31)和所述第二流道(32)沿所述液冷板单元(5)的厚度方向并排设置于所述液冷板单元(5)内，且所述第一流道(31)和所述第二流道(32)在所述电芯(1)的高度方向上的截面均为矩形。

4.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述第一流道(31)和所述第二流道(32)之间设有导热隔层(4)，所述导热隔层(4)由金属制成，且与所述液冷板单元(5)的材质相同。

5.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述第一流道(31)的两端分别设有第一进口(6)和第一出口(7)，所述第二流道(32)的两端分别设有第二进口(8)和第二出口(9)，所述第一进口(6)和所述第二出口(9)位于所述液冷板单元(5)的一端，所述第一出口(7)和所述第二进口(8)位于所述液冷板单元(5)的另一端；

所述第一进口(6)和所述第二出口(9)所在的平面垂直于所述多个电芯(1)的排列方向，所述第一出口(7)和所述第二进口(8)所在的平面也垂直于多个所述电芯(1)的排列方向。

6.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，每个所述液冷板单元(5)的所述第一进口(6)通过第一进液管道(10)相连通，每个所述液冷板单元(5)的第二进口(8)通过第二进液管道(12)相连通，每个所述液冷板单元(5)的所述第一出口(7)通过第一出液管道(13)相连通，每个所述液冷板单元(5)的所述第二出口(9)通过第二出液管道(11)相连通；

所述第一进液管道(10)与所述第二出液管道(11)分别位于所述液冷板单元(5)所述一端的两侧，所述第二进液管道(12)与所述第一出液管道(13)分别位于所述液冷板单元(5)的所述另一端的两侧，且所述第一进液管道(10)、所述第二出液管道(11)、所述第二进液管道(12)、所述第一出液管道(13)彼此平行。

7.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电芯(1)为长方体，包括上表面、下表面、一对相对设置的第一侧面和一对相对设置的第二侧面，其中所述第一侧面的面积大于所述第二侧面；

所述液冷板(2)由所述电芯组的一端依次绕过每个所述电芯(1)的所述第一侧面和所述第二侧面并延伸至所述电芯组的另一端。

8.根据权利要求7所述的电池模组，其特征在于，相邻电芯(1)的所述第一侧面相对设置；和/或

所述液冷板(2)至少紧密贴合于所述电芯(1)的所述第一侧面。

9.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述冷却液为50％乙二醇-水溶液。

10.一种电池包，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的电池模组。

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