CN217562764U - 一种带有冷却系统的多层电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有冷却系统的多层电池包，包括电池组和冷却组件；电池组包括若干电池串，每个电池串包括多个串联的电池单元，电池串沿着y方向设置，若干电池串沿着x方向和z方向均有排布；冷却组件包括第一冷却管、第二冷却管、出液管和进液管；第一冷却管和第二冷却管分别固定设置在电池组沿着y方向的两侧，每个电池串的两端分别与第一冷却管、第二冷却管流体连通；进液管与第一冷却管的一端流体连通，出液管与第二冷却管的一端流体连通。本申请的电池包通过对电池单元的冷却管进行冷却，实现散热好、使用寿命长、安全性高的效果。

Description

一种带有冷却系统的多层电池包

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体地，涉及一种带有冷却系统的多层电池包。

背景技术

锂离子电池因具有较高的能量密度、较长的循环寿命等优点，已经成为新能源汽车动力装置的主要选择。锂离子电池在充放电过程中，电池内部会产生热量，然后逐渐扩散传递至电池外部，导致电池整体的温度过高，造成严重的安全隐患。现有技术中，通常采用风冷或水冷的外部冷却方式对锂离子电池壳体进行冷却，将电池壳体的热量带走，达到对电池降温的效果。但是，电池内部的热量由于无法快速扩散，而导致出现持续堆积热量的情况发生，造成电池内部温度过高，影响电池的使用寿命和安全性。

实用新型内容

为解决上述问题的至少一个方面，本实用新型提供一种带有冷却系统的多层电池包，包括电池组和冷却组件；电池组包括若干电池串，每个电池串包括多个串联的电池单元，电池单元包括壳体、冷却管、储能组件和密封组件，冷却管的第一端从第一开口伸出壳体，冷却管的第二端从第二开口伸出壳体；电池串沿着y方向设置，每个电池串中相邻电池单元的冷却管流体连通；若干电池串沿着x方向和z方向均有排布；冷却组件包括第一冷却管、第二冷却管、出液管和进液管；第一冷却管和第二冷却管均设置有一根或多根，第一冷却管和第二冷却管分别固定设置在电池组沿着y方向的两侧；或者第一冷却管和第二冷却管均设置有多根，多根第一冷却管分别设置在电池组沿着y方向的两侧，多根第二冷却管分别设置在电池组沿着y方向的两侧，且同侧的第一冷却管和第二冷却管交替设置，每层电池串的两侧分别设置第一冷却管和第二冷却管；每个电池串的两端分别与第一冷却管、第二冷却管流体连通；进液管与每根第一冷却管的一端均流体连通，出液管与每根第二冷却管的一端均流体连通。

通过上述技术方案，采用电池单元组成电池串，再由电池串组成电池组，在电池组的两端分别设置第一冷却管和第二冷却管，通过进液管和出液管与整车热管理系统的冷却回路相连，使得冷却回路中的冷却液从进液管流进第一冷却管中，然后第一冷却管中的冷却液会流经电池串中每个电池单元的冷却管、第二冷却管至出液管中，再由出液管流回至冷却回路中，冷却液流经电池单元的冷却管时，会将电池内部的热量带走，从而降低电池内部的热量以及向电池外部扩散的热量，使得电池整体的温度降低，本申请的电池包散热效果好，有助于延长电池包的使用寿命，提高电池包的安全性。

优选地，所述第一冷却管和第二冷却管均为一端开口、另一端闭口的结构，第一冷却管和第二冷却管均沿着x方向设置；第一冷却管的数量和第二冷却管的数量与电池单元沿着z方向的层数相等，第一冷却管和第二冷却管均沿着z方向分布；进液管和出液管均沿着z方向设置，进液管和出液管分别固定设置在第一冷却管的开口端、第二冷却管的开口端，进液管与每根第一冷却管均流体连通，出液管与每根第二冷却管均流体连通。通过上述技术方案，公开了一种第一冷却管、第二冷却管、进液管和出液管的排布方式，采用此种方式，可以缩短同一根第一冷却管中冷却液流经的距离，使同一根第一冷却管流经的电池串的冷却管中的冷却液温度趋于一致，减小电池单元间的内部温度差，有利于电池包的安全性。

优选地，相邻层所述电池串间固定设置有导热件。通过上述技术方案，在电池串间设置导热件，有利于使电池单元的温度趋于一致，提高电池包的安全性。

优选地，每个所述电池串中固定连接有加强管，加强管贯穿每个电池单元的冷却管，加强管的直径与冷却管的直径相等，加强管的两端分别与第一冷却管、第二冷却管流体连通。由于电池串由多个电池单元串联而成，电池串中电池单元的数量越多，电池串越不稳固，通过上述技术方案，在电池串中设置加强管，有利于增加电池串的机械强度，提高电池串的稳固性，延长电池包的使用寿命。

优选地，所述冷却组件还包括第一液冷板和第二液冷板，第一液冷板和第二液冷板均至少设置一个，第一液冷板和第二液冷板均沿着xz平面设置；多根第一冷却管和进液管均固定连接在第一液冷板上，第一液冷板与每个电池串端部电池单元的壳体的第一端面贴合；多根第二冷却管和出液管均固定连接在第二液冷板上，第二液冷板与每个电池串端部电池单元的壳体的第二端面贴合。通过上述技术方案，通过第一冷却管和第二冷却管使得第一液冷板和第二液冷板的温度降低，再通过第一液冷板和第二液冷板对电池串两端的壳体的第一端面和壳体的第二端面进行冷却，使得冷却组件带走更多的热量，从而提高了电池包的散热效果。

优选地，所述第一冷却管上沿着x方向固定连接有多个第一快插接头，第二冷却管上沿着x方向固定连接有多个第二快插接头，相对应的第一快插接头和第二快插接头分别固定连接在电池串的两端，电池串通过第一快插接头、第二快插接头分别与第一冷却管、第二冷却管固定连接。

优选地，所述第一快插接头上和第二快插接头上均设置有密封圈。通过上述技术方案，设置密封圈有助于第一快插接头与电池串之间、第二快插接头与电池串之间实现密封，防止冷却液发生泄漏。

优选地，一层所述电池串中，相邻电池串间的距离相等；每层电池串中，相邻层的电池串间的距离相等。

优选地，所述电池组上设置有温度传感器，温度传感器上连接有控制阀，控制阀与整车冷却回路的驱动泵连接，进液管与驱动泵连接。通过上述技术方案，采用温度传感器监测电池包的温度，温度传感器通过控制阀控制驱动泵，调节冷却回路中的冷却液流进进液管的流量，实现对电池包温度的控制。

本实用新型的一种带有冷却系统的多层电池包，具有以下有益效果：

(1)通过采用电池单元组成电池串，再由电池串组成电池组，在电池组的两端分别设置第一冷却管和第二冷却管，通过进液管和出液管与整车热管理系统的冷却回路相连，使得冷却液会流经每串电池串中每个电池单元的内部，从而带走电池内部的热量，减少向电池外部扩散的热量，使得电池整体的温度降低，有助于提高电池包的散热效果，延长电池包的使用寿命，提高电池包的安全性。

(2)通过将第一冷却管和第二冷却管设计成与电池单元沿着z方向层数相等的第一冷却管、第二冷却管，再利用进液管同时向多根第一冷却管注入冷却液，有利于缩短同一根第一冷却管中冷却液流经的距离，使同一根第一冷却管流经的电池串的冷却管中的冷却液温度趋于一致，减小电池单元间的内部温度差，有利于电池包的安全性。

附图说明

为了更好地理解本实用新型的上述及其他目的、特征、优点和功能，可以参考附图中所示的实施方式。附图中相同的附图标记指代相同的部件。本领域技术人员应该理解，附图旨在示意性地阐明本实用新型的优选实施方式，对本实用新型的范围没有任何限制作用，图中各个部件并非按比例绘制。

图1示出了根据本实用新型实施例的一种带有冷却系统的多层电池包的爆炸图。

附图标记说明：

1、电池单元；2、第一冷却管；3、第二冷却管；4、进液管；5、出液管；6、第一快插接头；7、第二快插接头。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

为了至少部分地解决上述问题以及其他潜在问题中的一个或者多个，本公开的一个实施例提出了一种带有冷却系统的多层电池包，包括电池组和冷却组件；电池组包括若干电池串，每个电池串包括多个串联的电池单元1，电池单元1包括壳体、冷却管、储能组件和密封组件，冷却管的第一端从第一开口伸出壳体，冷却管的第二端从第二开口伸出壳体；电池串沿着y方向设置，每个电池串中相邻电池单元1的冷却管流体连通；若干电池串沿着x方向和z方向均有排布；冷却组件包括第一冷却管2、第二冷却管3、出液管5和进液管4；第一冷却管2和第二冷却管3均设置有一根或多根，第一冷却管2和第二冷却管3分别固定设置在电池组沿着y方向的两侧；或者第一冷却管2和第二冷却管3均设置有多根，多根第一冷却管2分别设置在电池组沿着y方向的两侧，多根第二冷却管3分别设置在电池组沿着y方向的两侧，且同侧的第一冷却管2和第二冷却管3交替设置，每层电池串的两侧分别设置第一冷却管2和第二冷却管3；每个电池串的两端分别与第一冷却管2、第二冷却管3流体连通；进液管4与每根第一冷却管2的一端均流体连通，出液管5与每根第二冷却管3的一端均流体连通。

具体地，如图1所示，电池单元1呈圆柱形；一层电池串中，相邻电池串间的距离相等；每层电池串中，相邻层的电池串间的距离相等。

冷却组件包括第一冷却管2、第二冷却管3、第一液冷板、第二液冷板、进液管4和出液管5；第一液冷板和第二液冷板均至少设置一个，第一液冷板和第二液冷板均沿着xz平面设置；一根或多根第一冷却管2和进液管4均固定连接在第一液冷板上，第一液冷板与每个电池串端部电池单元1的壳体的第一端面贴合；一根或多根第二冷却管3和出液管5均固定连接在第二液冷板上，第二液冷板与每个电池串端部电池单元1的壳体的第二端面贴合。

在一些实施例中，第一冷却管2和第二冷却管3均设置有一根，分别设置在电池组沿着y方向的两侧；第一冷却管2和第二冷却管3均为一端开口、另一端闭口的弯管结构，第一冷却管2和第二冷却管3均呈蛇形排布，均依次连接每一个电池串。

在一些实施例中，第一冷却管2和第二冷却管3均为一端开口、另一端闭口的直管结构，第一冷却管2和第二冷却管3均沿着x方向设置；第一冷却管2的数量和第二冷却管3的数量与电池单元1沿着z方向的层数相等，第一冷却管2和第二冷却管3均沿着z方向分布，第一冷却管2和第二冷却管3分别固定设置在电池组沿着y方向的两侧，第一液冷板和第二液冷板均设置有一个；进液管4和出液管5均沿着z方向设置，进液管4和出液管5分别固定设置在第一冷却管2的开口端、第二冷却管3的开口端，进液管4与每根第一冷却管2均流体连通，出液管5与每根第二冷却管3均流体连通。

在一些实施例中，第一冷却管2和第二冷却管3均为一端开口、另一端闭口的直管结构，第一冷却管2和第二冷却管3均沿着x方向设置；第一冷却管2的数量和第二冷却管3的数量与电池单元1沿着z方向的层数相等，第一冷却管2和第二冷却管3均沿着z方向分布，多根第一冷却管2分别设置在电池组沿着y方向的两侧，多根第二冷却管3分别设置在电池组沿着y方向的两侧，且同侧的第一冷却管2和第二冷却管3交替设置，每层电池串的两侧分别设置第一冷却管2和第二冷却管3，第一液冷板和第二液冷板均设置有多个；进液管4和出液管5均沿着z方向设置，进液管4和出液管5分别固定设置在第一冷却管2的开口端、第二冷却管3的开口端，进液管4与每根第一冷却管2均流体连通，出液管5与每根第二冷却管3均流体连通。

每个电池串中固定连接有加强管，加强管贯穿每个电池单元1的冷却管，加强管的直径与冷却管的直径相等，加强管的两端分别与第一冷却管2、第二冷却管3流体连通；相邻层电池串间固定设置有导热件，导热件可选择导热垫或者导热灌封胶。

第一冷却管2上沿着x方向固定连接有多个第一快插接头6，第二冷却管3上沿着x方向固定连接有多个第二快插接头7，第一快插接头6上和第二快插接头7上均设置有密封圈；第一快插接头6、第二快插接头7均与电池串一一对应，相对应的第一快插接头6和第二快插接头7分别固定连接在电池串的两端，电池串通过第一快插接头6、第二快插接头7分别与第一冷却管2、第二冷却管3固定连接。

电池组上设置有用于监控电池包内温度的温度传感器，温度传感器上电连接有控制阀，控制阀与整车冷却回路的驱动泵电连接，进液管4通过驱动泵与整车冷却回路流体连通，出液管5与整车冷却回路流体连通。

以上已经描述了本公开的各实施例，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。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文。

Claims (9)

1.一种带有冷却系统的多层电池包，其特征在于：包括电池组和冷却组件；

电池组包括若干电池串，每个电池串包括多个串联的电池单元(1)，电池单元(1)包括壳体、冷却管、储能组件和密封组件，冷却管的第一端从第一开口伸出壳体，冷却管的第二端从第二开口伸出壳体；电池串沿着y方向设置，每个电池串中相邻电池单元(1)的冷却管流体连通；若干电池串沿着x方向和z方向均有排布；

冷却组件包括第一冷却管(2)、第二冷却管(3)、出液管(5)和进液管(4)；第一冷却管(2)和第二冷却管(3)均设置有一根或多根，第一冷却管(2)和第二冷却管(3)分别固定设置在电池组沿着y方向的两侧；或者第一冷却管(2)和第二冷却管(3)均设置有多根，多根第一冷却管(2)分别设置在电池组沿着y方向的两侧，多根第二冷却管(3)分别设置在电池组沿着y方向的两侧，且同侧的第一冷却管(2)和第二冷却管(3)交替设置，每层电池串的两侧分别设置第一冷却管(2)和第二冷却管(3)；每个电池串的两端分别与第一冷却管(2)、第二冷却管(3)流体连通；进液管(4)与每根第一冷却管(2)的一端均流体连通，出液管(5)与每根第二冷却管(3)的一端均流体连通。

2.根据权利要求1所述的一种带有冷却系统的多层电池包，其特征在于：所述第一冷却管(2)和第二冷却管(3)均为一端开口、另一端闭口的结构，第一冷却管(2)和第二冷却管(3)均沿着x方向设置；第一冷却管(2)的数量和第二冷却管(3)的数量与电池单元(1)沿着z方向的层数相等，第一冷却管(2)和第二冷却管(3)均沿着z方向分布；进液管(4)和出液管(5)均沿着z方向设置，进液管(4)和出液管(5)分别固定设置在第一冷却管(2)的开口端、第二冷却管(3)的开口端，进液管(4)与每根第一冷却管(2)均流体连通，出液管(5)与每根第二冷却管(3)均流体连通。

3.根据权利要求1所述的一种带有冷却系统的多层电池包，其特征在于：相邻层所述电池串间固定设置有导热件。

4.根据权利要求1所述的一种带有冷却系统的多层电池包，其特征在于：每个所述电池串中固定连接有加强管，加强管贯穿每个电池单元(1)的冷却管，加强管的直径与冷却管的直径相等，加强管的两端分别与第一冷却管(2)、第二冷却管(3)流体连通。

5.根据权利要求1所述的一种带有冷却系统的多层电池包，其特征在于：所述冷却组件还包括第一液冷板和第二液冷板，第一液冷板和第二液冷板均至少设置一个，第一液冷板和第二液冷板均沿着xz平面设置；多根第一冷却管(2)和进液管(4)均固定连接在第一液冷板上，第一液冷板与每个电池串端部电池单元(1)的壳体的第一端面贴合；多根第二冷却管(3)和出液管(5)均固定连接在第二液冷板上，第二液冷板与每个电池串端部电池单元(1)的壳体的第二端面贴合。

6.根据权利要求1所述的一种带有冷却系统的多层电池包，其特征在于：所述第一冷却管(2)上沿着x方向固定连接有多个第一快插接头(6)，第二冷却管(3)上沿着x方向固定连接有多个第二快插接头(7)，相对应的第一快插接头(6)和第二快插接头(7)分别固定连接在电池串的两端，电池串通过第一快插接头(6)、第二快插接头(7)分别与第一冷却管(2)、第二冷却管(3)固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种带有冷却系统的多层电池包，其特征在于：所述第一快插接头(6)上和第二快插接头(7)上均设置有密封圈。

8.根据权利要求1所述的一种带有冷却系统的多层电池包，其特征在于：一层所述电池串中，相邻电池串间的距离相等；每层电池串中，相邻层的电池串间的距离相等。

9.根据权利要求1所述的一种带有冷却系统的多层电池包，其特征在于：所述电池组上设置有温度传感器，温度传感器上连接有控制阀，控制阀与整车冷却回路的驱动泵连接，进液管(4)与驱动泵连接。

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