CN217134482U - 一种电池冷却系统、电池包及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及可冷却电池技术领域，特别涉及一种电池冷却系统、电池包及车辆。电池冷却系统包括液冷板、第一水管和第二水管，液冷板设置于并排设置的电芯之间；第一水管与液冷板的一端连通，第二水管与液冷板的另一端连通；第一水管和第二水管之一用于流入冷却液，液冷板用于流入冷却液以对电芯进行降温，第一水管和第二水管另一用于流出冷却液。通过将液冷板设置于并排设置的电芯之间，能够增加电芯的冷却面积，进而提高对电芯的降温效率，满足电芯以及电池包的散热需求。同时，液冷板不影响电芯的设置，能够在保证机械强度并满足各项力学性能的前提下，提高电芯以及电池包的降温效率，达到电池包快速充放电、温控安全性的目的。

Description

一种电池冷却系统、电池包及车辆

技术领域

本实用新型涉及动力电池热管理技术领域，特别涉及一种电池冷却系统、电池包及车辆。

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度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。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、温控安全性的目的。现有技术中，电池包面对更高倍率的充放电时，电芯的产热会成倍增加，传统的底面冷却满足不了其散热需求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种电池冷却系统，以解决或部分解决现有的电池包降温效率低，满足不了其散热需求的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种电池冷却系统，包括，

液冷板，设置于并排设置的电芯之间；

第一水管和第二水管，所述第一水管与所述液冷板的一端连通，所述第二水管与所述液冷板的另一端连通；

所述第一水管和所述第二水管之一用于流入冷却液，所述液冷板用于流入所述冷却液以对所述电芯进行降温，所述第一水管和所述第二水管另一用于流出所述冷却液。

进一步的，所述电池冷却系统还包括换向阀和测温件，所述换向阀分别与进水管、出水管、所述第一水管和所述第二水管连接，所述测温件用于测量两个测量点的温度差；所述换向阀可根据所述温度差选择性地将所述进水管与所述第一水管和所述第二水管之一连接，同时将所述出水管与所述第一水管和所述第二水管的另一个连接。

进一步的，所述换向阀为四通阀。

进一步的，所述液冷板形成有第一接头和第二接头，所述第一接头与所述第一水管连通，所述第二接头与所述第二水管连通；

所述第一接头和所述第二接头均为弯管，所述第一接头的一端和所述第二接头的一端均与所述液冷板的侧壁连接，所述第一接头的另一端和所述第二接头的另一端均斜向上弯向所述液冷板的外侧。

进一步的，所述第一接头和所述第二接头均为斜向上弯折45度。

相对于现有技术，本实用新型所述的电池冷却系统具有以下优势：

本实用新型的电池冷却系统，通过将液冷板设置于并排设置的电芯之间，能够增加电芯的冷却面积，进而提高对电芯的降温效率，满足电芯以及电池包的散热需求。同时，液冷板不影响电芯的设置，能够在保证机械强度并满足各项力学性能的前提下，提高电芯以及电池包的降温效率，达到电池包快速充放电、温控安全性的目的。

本实用新型的另一目的在于提出一种电池包及车辆，以解决或部分解决现有的电池包降温效率低，满足不了其散热需求的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种电池包，包括电芯、上托盘、下托盘和上述的电池冷却系统；

所述上托盘形成有多个第一凹槽，所述下托盘形成有多个第二凹槽，所述第一凹槽和所述第二凹槽对应设置，所述电芯分别插入所述第一凹槽和所述第二凹槽内以固定安装于所述上托盘和所述下托盘；

所述液冷板的两端伸出所述上托盘和所述下托盘，与位于所述上托盘和所述下托盘外侧的所述第一水管和所述第二水管连接。

进一步的，相邻两所述电芯之间具有第一间隙和第二间隙，所述第一间隙和所述第二间隙间隔分布，所述第一间隙处用于设置所述液冷板。

进一步的，相邻两所述电芯之间具有第一间隙，所述第一间隙处用于设置所述液冷板。

进一步的，若干所述电芯并列设置为一组，所述电池包具有多组，多组所述电芯呈阵列排布，所述液冷板贯穿排或列设置。

进一步的，所述电芯的极耳位于所述电芯的顶端。

一种车辆，包括上述的电池包。

所述电池包及车辆与上述的电池冷却系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的电池包立体图的结构示意图；

图2为图1所示电池包俯视图的结构示意图；

图3为图2所示电池包A-A剖视图的结构示意图；

图4为本实用新型实施例所述的液冷板的结构示意图；

图5为本实用新型实施例所述的液冷板、电芯、第一水管和第二水管布置的结构示意图；

图6为图5主视图的结构示意图；

图7为本实用新型实施例所述的电池冷却系统的连接示意图；

图8为本实用新型实施例所述的下托盘的结构示意图；

图9为图8所示下托盘俯视图的结构示意图；

图10为图9中B部分放大结构示意图；

图11为下托盘和上托盘连接后的结构示意图；

图12为本实用新型实施例所述的电池包中冷却液流向示意图。

附图标记说明：

1-电芯；2-液冷板；21-第一接头；22-第二接头；23-第一连接端；24-第二连接端；31-第一水管；32-第二水管；41-上托盘；411-第一限位槽；42-下托盘；421-第二限位槽；422-第二凹槽；423-第一槽壁；424-第二槽壁；51-下箱体；7-换向阀。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

另外，在本实用新型的实施例中所提到的前、后，是指相对车辆的前进方向的前方和后方。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

其中，本申请实施例中，参照图5所示，高度方向是指Z方向，X方向为列的方向，Y方向为排的方向。

参照图1至图6和图12所示，本申请实施例提供了一种电池冷却系统，包括液冷板2、第一水管31和第二水管32，液冷板2设置于并排设置的电芯1之间；第一水管31与液冷板2的一端连通，第二水管32与液冷板2的另一端连通；第一水管31和第二水管32之一用于流入冷却液，液冷板2用于流入冷却液以对电芯1进行降温，第一水管31和第二水管32另一用于流出冷却液。

参照图4，液冷板2为板状结构，液冷板2的左右两端分别用于与第一水管31和第二水管32连接，若干液冷板2通过第一水管31和第二水管32并联连接。电池冷却系统在使用时，冷却液流过整个液冷板2，液冷板2对电芯1的降温效果较好。

具体而言，电池包面对更高倍率的充放电时，电芯1的产热会成倍增加，电池冷却系统通过将液冷板2设置于并排设置的电芯1之间，能够增加电芯1的冷却面积，进而提高对电芯1的降温效率，满足电芯1以及电池包的散热需求。同时，液冷板2不影响电芯1的设置，能够在保证机械强度并满足各项力学性能的前提下，提高电芯1以及电池包的降温效率，达到电池包快速充放电、温控安全性的目的。

参照图7所示，电池冷却系统还包括换向阀7和测温件(图中未示出)，换向阀7分别与进水管、出水管、第一水管31和第二水管32连接，测温件用于测量两个测量点的温度差；换向阀7可根据温度差选择性地将进水管与第一水管31和第二水管32之一连接，同时将出水管与第一水管31和第二水管32的另一个连接。

在实际应用中，两个测量点可以根据使用需求进行选择，例如，两个测量点为任一液冷板2的两端，两个测量点为两个电芯1等。

具体而言，参照图7所示，换向阀7包括第一接口a、第二接口b、第三接口c和第四接口d，第一接口a与进水管连接，第二接口b与出水管连接，第三接口c与第一水管31连接，第四接口d与第二水管32连接。换向阀7选择性地将进水管与第一水管31连接，同时将出水管与第二水管32连接时，冷却液经第一接口a和第三接口c进入到第一水管31内，并依次流经第一水管31、液冷板2、第二水管32、第四接口d和第二接口b，从出水管流出。冷却液流过液冷板2时，会与电芯1进行热交换，从而带走电芯1的热量，降低电芯1的温度，而液冷板2先于冷却液接触的一端相对于后于冷却液接触的另一端具有温度差，使得多个电芯1之间，以及一个电芯1的两端之间同样具有温度差。当测温件测量两个测量点的温度差达到一定值时，通过换向阀7内的开断，使得冷却液经第一接口a和第四接口d进入到第二水管32内，并依次流经第二水管32、液冷板2、第一水管31、第三接口c和第二接口b，从出水管流出。通过第一水管31和第二水管32与进水管和出水管连通关系的互换，以使在整个工作过程中，电池包的电芯1温度差保持在一定范围内，实现对电池包的工况温度范围和电芯1温度差的较好控制。

在一实施例中，换向阀7为四通阀。

参照图4和图6所示，在一实施例中，液冷板2形成有第一接头21和第二接头22，第一接头21与第一水管31连通，第二接头22与第二水管32连通；第一接头21和第二接头22均为弯管，第一接头21的一端和第二接头22的一端均与液冷板2的侧壁连接，第一接头21的另一端和第二接头22的另一端均斜向上弯向液冷板2的外侧。

其中，参照图4和图5所示，液冷板2的侧壁为液冷板2X方向两侧的外壁，电芯1X方向的左右两侧的外壁为电芯1的侧壁，液冷板2的侧壁和电芯1的侧壁相对设置。第一接头21的一端和第二接头22的一端均与液冷板2的侧壁连接，减少对电池包高度和Y方向宽度的影响，使得电池包的结构更加的紧凑。

参照图4和图6所示，在一实施例中，第一接头21远离液冷板2的端部为第一连接端23，第二接头22远离液冷板2的端部为第二连接端24，第一连接端23和第二连接端24朝向液冷板2的投影均位于液冷板2的外侧，方便第一接头21与第一水管31连通、第二接头22与第二水管32连通，以及避免第一水管31和第二水管32与液冷板2发生干涉。

在一实施例中，液冷板2为挤压成型的口琴管，具有多个供冷却液流动的通道。第一接头21和第二接头22均为管接头结构，第一接头21和第二接头22均可以通过焊接的方式与液冷板2固定连接。

参照图4和图6所示，在一实施例中，第一接头21和第二接头22均为斜向上弯折45度。

也即，第一接头21和第二接头22均为斜向上弯折的部分与Z方向的夹角为45度；或是，第一接头21和第二接头22均为斜向上弯折的部分与X方向的夹角为45度。

参阅图1至图3、图5、图6和图12所示，本实用新型实施例还提供了一种电池包，包括电芯1、上托盘41、下托盘42和上述的电池冷却系统；上托盘41形成有多个第一凹槽，下托盘42形成有多个第二凹槽422，第一凹槽和第二凹槽422对应设置，电芯1分别插入第一凹槽和第二凹槽422内以固定安装于上托盘41和下托盘42；液冷板2的两端伸出上托盘41和下托盘42，与位于上托盘41和下托盘42外侧的第一水管31和第二水管32连接。

参照图8至图11所示，在一实施例中，上托盘41的外周端部形成有第一限位槽411，下托盘42的外周端部形成有第二限位槽421，第一限位槽411和第二限位槽421对应设置，上托盘41和下托盘42连接形成安装腔，电芯1和液冷板2均设于安装腔内，液冷板2的端部穿过第一限位槽411和第二限位槽421伸出安装腔，也即液冷板2伸出上托盘41和下托盘42，与位于上托盘41和下托盘42外侧的第一水管31和第二水管32连接。

参照图1至图3所示，电池包还包括下箱体51，电芯1、液冷板2、第一水管31、第二水管32、上托盘41和下托盘42均设置在下箱体51内。

在一实施例中，相邻两电芯1之间具有第一间隙和第二间隙，第一间隙和第二间隙间隔分布，第一间隙处用于设置液冷板2。

当相邻两电芯1之间具有第二间隙时，则该相邻两电芯1之间不设置液冷板2，当相邻两个电芯1之间具有第一间隙时，则该相邻两电芯1之间设置液冷板2。电芯1的一个侧壁设有液冷板2，若干电芯1和液冷板2的并列设置顺序例如为两个电芯1和一个液冷板2、两个电芯1和一个液冷板2的重复设置。通过对电芯1单个侧壁大面冷却，可以解决大功率充放电时电芯1的散热需求。

此时，参照图8至图11为下托盘42的结构示意图，下托盘42呈板状结构，下托盘42中形成有多个并列设置的第二凹槽422，电芯1一一对应的设置在第二凹槽422内，相邻两个电芯1之间通过第二凹槽422的槽壁间隔开。槽壁包括第一槽壁423和第二槽壁424，第一槽壁423和第二槽壁424间隔分布，第一槽壁423对应第一间隙，第二槽壁424对应第二间隙。

第一槽壁423的上表面与第二限位槽421的槽底在同一平面内，液冷板2的下端与第一槽壁423的上表面和第二限位槽421接触，第一槽壁423的上表面和第二槽壁424的上表面可以在同一平面内，也可以不在同一平面内。本申请实施例中，第一槽壁423的上表面和第二槽壁424的上表面不在同一平面内，第二槽壁424的上表面与下托盘42的上表面平齐。上托盘41中的第一凹槽和第一限位槽411与下托盘42中的第二凹槽422和第二限位槽421一一对应设置。

当然可以理解的是，在实际应用中，位于若干并列设置的电芯1和液冷板2端部的可以是电芯1，也可以是液冷板2，具体根据使用需求设置。

在另一实施例中，相邻两电芯1之间具有第一间隙，第一间隙处用于设置液冷板2。

也即，相邻两个电芯1之间设置一个液冷板2，电芯1的两个侧壁均对应设有液冷板2，若干电芯1和液冷板2的并列设置顺序例如为一个电芯1、一个液冷板2、一个电芯1和一个液冷板2的重复设置。通过对电芯1两个侧壁大面冷却，可以解决大功率充放电时电芯1的散热需求。

参照图5所示，在一实施例中，若干电芯1并列设置为一组，电池包具有多组，多组电芯1呈阵列排布，液冷板2贯穿排或列设置。

参照图5所示，X方向为列的方向，Y方向为排的方向，每排具有4组，每列具有3组，电池包共具有12组。电芯1为沿着Y方向布置，液冷板2贯穿排设置，任一电芯1位于若干第一接头21和若干第二接头22围成的范围内。

在实际应用中还可以是，电芯1沿着X方向布置，此时液冷板2贯穿列设置，具体根据使用需求设置。

在一实施例中，电芯1的极耳位于电芯1的顶端。此时，第一接头21、第二接头22、第一水管31和第二水管32均不与极耳等发生干涉，电池包的结构更加的合理。

在一实施例中，电池包适用于刀片电芯，软包电芯等极耳从电芯1顶部出极的电池。

冷却液可以选择冷却水，或是冷却油等，具体根据使用需求选择即可。

本实用新型实施例还提供了一种车辆，具体可以包括上述电池包。

由于车辆包括上述实施例中的电池包，因此也具有电池包散热效果好的优点，且能够进行快速且更高倍率充放电，满足用户对于快速充电、延长使用寿命和增加满电行驶里程的要求。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种电池冷却系统，其特征在于，包括，

液冷板(2)，设置于并排设置的电芯(1)之间；

第一水管(31)和第二水管(32)，所述第一水管(31)与所述液冷板(2)的一端连通，所述第二水管(32)与所述液冷板(2)的另一端连通；

所述第一水管(31)和所述第二水管(32)之一用于流入冷却液，所述液冷板(2)用于流入所述冷却液以对所述电芯(1)进行降温，所述第一水管(31)和所述第二水管(32)另一用于流出所述冷却液。

2.根据权利要求1所述的电池冷却系统，其特征在于，所述电池冷却系统还包括换向阀(7)和测温件，所述换向阀(7)分别与进水管、出水管、所述第一水管(31)和所述第二水管(32)连接，所述测温件用于测量两个测量点的温度差；

所述换向阀(7)可根据所述温度差选择性地将所述进水管与所述第一水管(31)和所述第二水管(32)之一连接，同时将所述出水管与所述第一水管(31)和所述第二水管(32)的另一个连接。

3.根据权利要求2所述的电池冷却系统，其特征在于，所述换向阀(7)为四通阀。

4.根据权利要求1所述的电池冷却系统，其特征在于，所述液冷板(2)形成有第一接头(21)和第二接头(22)，所述第一接头(21)与所述第一水管(31)连通，所述第二接头(22)与所述第二水管(32)连通；

所述第一接头(21)和所述第二接头(22)均为弯管，所述第一接头(21)的一端和所述第二接头(22)的一端均与所述液冷板(2)的侧壁连接，所述第一接头(21)的另一端和所述第二接头(22)的另一端均斜向上弯向所述液冷板(2)的外侧。

5.根据权利要求4所述的电池冷却系统，其特征在于，所述第一接头(21)和所述第二接头(22)均为斜向上弯折45度。

6.一种电池包，其特征在于，包括电芯(1)、上托盘(41)、下托盘(42)和权利要求1至5中任一项所述的电池冷却系统；

所述上托盘(41)形成有多个第一凹槽，所述下托盘(42)形成有多个第二凹槽(422)，所述第一凹槽和所述第二凹槽(422)对应设置，所述电芯(1)分别插入所述第一凹槽和所述第二凹槽(422)内以固定安装于所述上托盘(41)和所述下托盘(42)；

所述液冷板(2)的两端伸出所述上托盘(41)和所述下托盘(42)，与位于所述上托盘(41)和所述下托盘(42)外侧的所述第一水管(31)和所述第二水管(32)连接。

7.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，相邻两所述电芯(1)之间具有第一间隙和第二间隙，所述第一间隙和所述第二间隙间隔分布，所述第一间隙处用于设置所述液冷板(2)。

8.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，相邻两所述电芯(1)之间具有第一间隙，所述第一间隙处用于设置所述液冷板(2)。

9.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，若干所述电芯(1)并列设置为一组，所述电池包具有多组，多组所述电芯(1)呈阵列排布，所述液冷板(2)贯穿排或列设置。

10.根据权利要求9所述的电池包，其特征在于，所述电芯(1)的极耳位于所述电芯(1)的顶端。

11.一种车辆，其特征在于，包括权利要求6至10中任一项所述的电池包。

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