CN217468650U - 一种集成液冷与加热功能的动力电池箱结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成液冷与加热功能的动力电池箱结构，在箱体底板(3)上设置冷却通道(8)；每个冷却通道(8)通过进水口(4)和出水口(5)与冷却水回路连通；在箱体底板(3)上还设置PTC空腔(7)，在PTC空腔(7)中设置PTC加热材料。采用上述技术方案，集成了PTC和液冷加热冷却功能，使动力电池处于理想工作温度或更接近理想工作温度；充分发挥了PTC的热稳定性，防止热失控并能达到理想的加热效果；充分利用了液冷装置快速冷却的性能，提高工作效率。

Description

一种集成液冷与加热功能的动力电池箱结构

技术领域

本实用新型属于新能源汽车动力系统冷热管理的技术领域。更具体地，本实用新型涉及一种集成液冷与加热功能的动力电池箱结构。

背景技术

随着新能源汽车产业的不断发展，应用场景越来越复杂与续航要求越来越高，动力电池性能要求也日渐提升。温度对动力电池性能影响极大，特别是在高低温条件下，动力电池能否正常工作，能否保证工作状态尤为重要。为了保证动力电池在最合适的温度范围内工作，能够满足各种极端环境的工作要求，对电池加热冷却有了更高要求。

为满足以上需求，很多动力电池系统增加了热管理系统，一般都是动力电池搭载液冷板结构冷却系统或加热膜系统，但这种情况下，加热冷却系统在电池箱占有空间有限，效果不明显；

动力电池配水冷板系统，水冷板安装在电池包内部，对电池包内部空间的利用，安装固定有一定的难度；同时配备水冷板还需要增加支撑泡棉、导热垫、固定结构等，增加了成本的及加工工艺的复杂性；

动力电池配加热膜系统，虽然结构简单、成本低，但是加热速率相对较低，且热稳定性不好控制，一般加热膜表面温度都较高，不利于维持动力电池保持在最佳的温度范围内工作，保温需持续加热，动能浪费且难以满足动力电池在实际工作条件下的需要。

其他背景技术详见以下专利文献：

1、一种液冷集成电池箱体(202020688568.8)；

2、一种PTC加热器(202021558108.X)；

3、一种集成动力电池(202020225212.0)。

综上所述，为了满足实际应用以及后续提升的需要，使动力电池快速达到理想的工作温度，同时保证电池箱的安全性能，需要一种新的、集成式的加热冷却方案。

实用新型内容

本实用新型提供一种集成液冷与加热功能的动力电池箱结构，其目的是集成动力电池液冷、加热系统的性能，满足动力电池要求工作温度稳定的要求。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

本实用新型的集成液冷与加热功能的动力电池箱结构，包括电池模组、箱体侧板和箱体底板；在所述的箱体底板上设置冷却通道；每个所述的冷却通道通过进水口和出水口与冷却水回路连通；在所述的箱体底板上还设置PTC空腔，在所述的PTC空腔中设置PTC加热材料。

所述的进水口和出水口设置在箱体底板的同一边；所述的冷却通道通过在箱体底板上往复分布，形成两个开口朝向进水口和出水口的“U”形；所述的PTC空腔的数量为两个，分别置于两个所述的“U”形的凹形中。

所述的箱体侧板和箱体底板的材料均为铝合金。

在所述的电池模组的底面与箱体底板的表面之间，设置导热材料。

所述的导热材料为导热硅胶垫。

本实用新型采用上述技术方案，集成了PTC和液冷加热冷却功能，使动力电池处于理想工作温度或更接近理想工作温度；充分发挥了PTC的热稳定性，防止热失控并能达到理想的加热效果；充分利用了液冷装置快速冷却的性能，提高工作效率；由于PTC加热箱体下部，所以，液冷装置在实现加热时，可以同时实现对冷却液的加热，从而在温度稳定时关闭PTC使用加热后的冷却液实现对动力电池的保温效果，提升集成此箱体的工作效率节约动能；液冷管路及接头不在动力电池箱内部，避免由于漏液造成的短路等风险；所述电池箱加热使用PTC而非加热膜，无刺穿风险，热稳定性强，避免动力电池产生热失控现象，提升动力电池的安全性能。

附图说明

附图所示内容及图中的标记简要说明如下：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的动力电池模块安装结构剖视图；

图3为本实用新型箱体底部通道投影在水平面上的剖视图；

图4为本实用新型导热材料在水平面上的剖视图；

图5为本实用新型的电池箱体装配视图。

图中标记为：

1、箱体侧板，2、导热材料，3、箱体底板，4、进水口，5、出水口，6、电池模组，7、PTC空腔，8、冷却通道。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1至图5所表达的本实用新型的结构，为一种集成液冷与加热功能的动力电池箱结构，包括设置在下箱体内的电池模组6；下箱体包括箱体侧板1和箱体底板3；

为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷，实现集成动力电池液冷、加热系统的性能，满足动力电池要求工作温度稳定的要求的发明目的，本实用新型采取的技术方案为：

如图1至图5所示，本实用新型的集成液冷与加热功能的动力电池箱结构，在所述的箱体底板3上设置冷却通道8；每个所述的冷却通道8通过进水口4和出水口5与冷却水回路连通；在所述的箱体底板3上还设置PTC空腔7，在所述的PTC空腔7中设置PTC加热材料。

所述的箱体底板3的形状为中空，上下通过薄板封闭形成冷却通道8、PTC空腔7的腔体。所述液冷腔(冷却空腔8)用于通入冷却液对所述电池进行冷却。

所述箱体底部腔体分为两部分：

一部分是冷却通道8，为液冷腔体8，作为冷却液流道，流经电池模组6的底部；冷却液流道的进水口4、出水口5设置在电池包的外部，起到干湿分离的目的；通过循环的冷却水与动力电池模组6进行热量交换，起到加热或冷却作用；

另一部分是加热腔体，即PTC腔体7，PTC腔体7中设置PTC或者PTC芯片，使整个下壳体作为一个加热板，用于给动力电池模组6加热。

电池箱内模组底部分别设置有PTC腔体和冷却液流道，可以实现通过PTC进行单独加热；通过液冷系统进行单独冷却；通过加热冷却液进行箱体加热,通过PTC和冷却液进行同步加热等工作模式。

所述的进水口4和出水口5设置在箱体底板3的同一边；所述的冷却通道8通过在箱体底板3上往复分布，形成两个开口朝向进水口4和出水口5的“U”形；所述的PTC空腔7的数量为两个，分别置于两个所述的“U”形的凹形中。

箱体底板一个或多个进水口4；同样地，有一个或多个出水口5，可使得冷却液通过冷却通道8流经整个箱体底板3的路径；可通过整车或其他手段对冷却液进行加热或者冷却，通过箱体铝型材的良好导热性将热量传递给电池包内的电芯(电池模组6)或将热量从电池包内电芯传递出来，从而起到利用液冷腔体及冷却液给动力电池模组降温或者升温的作用。

所述的箱体侧板1和箱体底板3的材料均为铝合金。下箱体的边框(箱体侧板1)和箱体底板3均是由铝合金压铸拼焊而成；

在所述的电池模组6的底面与箱体底板3的表面之间，设置导热材料2。

位于液冷腔体(冷却通道8)、PTC空腔7空腔的上部、电池模组6底部设置有导热材料2，如导热硅胶垫等，将电池模组6电芯的热量传递给液冷腔体中的冷却液；或者将冷却通道8中冷却液的能量传递给动力电池模组6(电芯)，并且可以加大动力电池模组6与箱体底板3的贴合度，提高热传导的效果，并实现一定程度上的减震和避震。

本实用新型主要发明点是铝合金箱体采用中空腔体结构，在此系统下同一模组底部同时设置有PTC板和水冷板，加热冷却集成于同一空间内，使得动力电池处于理想工作温度或更接近理想工作温度的状态。

所述动力电池箱加热有以下几种工作方式：

一种是单独开启PTC进行加热，由于PTC的热稳定性可以保持箱体内温度稳定，同时PTC也会加热周围管路冷却液，达到保温效果；

另一种是通过外部加热PTC，如乘员舱PTC等，通过回路对冷却液进行加热，通过水泵将冷却液在水道内流动，通过导热材料2箱体以及导热硅胶垫将热量传递到电池模组6，从而起到给动力电池模组6加热的目的，此种加热方式速率慢；

第三种加热方式也是本实用新型的动力电池箱优点，就是结合PTC和液冷装置一起加热，液冷装置可以起到均温的作用，与PTC同步协作，在一定温度后可以单独使用液冷系统进行加热，减小能量消耗，减小加热产生的局部温差，增大加热效率。

冷却液通过车辆压缩机将冷却液冷却，通过整车水泵加速冷却液的流动，通过冷却液、箱体导热材料2与动力电池模组6进行热量交换，从而在动力电池工作过程中起到给动力电池均匀降温的目的。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种集成液冷与加热功能的动力电池箱结构，包括电池模组(6)、箱体侧板(1)和箱体底板(3)，其特征在于：在所述的箱体底板(3)上设置冷却通道(8)；每个所述的冷却通道(8)通过进水口(4)和出水口(5)与冷却水回路连通；在所述的箱体底板(3)上还设置PTC空腔(7)，在所述的PTC空腔(7)中设置PTC加热材料。

2.按照权利要求1所述的集成液冷与加热功能的动力电池箱结构，其特征在于：所述的进水口(4)和出水口(5)设置在箱体底板(3)的同一边；所述的冷却通道(8)通过在箱体底板(3)上往复分布，形成两个开口朝向进水口(4)和出水口(5)的“U”形；所述的PTC空腔(7)的数量为两个，分别置于两个所述的“U”形的凹形中。

3.按照权利要求1所述的集成液冷与加热功能的动力电池箱结构，其特征在于：所述的箱体侧板(1)和箱体底板(3)的材料均为铝合金。

4.按照权利要求1所述的集成液冷与加热功能的动力电池箱结构，其特征在于：在所述的电池模组(6)的底面与箱体底板(3)的表面之间，设置导热材料(2)。

5.按照权利要求4所述的集成液冷与加热功能的动力电池箱结构，其特征在于：所述的导热材料(2)为导热硅胶垫。

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