CN217589109U - 一种液冷系统及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池技术领域，公开了一种液冷系统及电池包，该液冷系统包括连接管、液冷板以及喷头，连接管的一端与液冷板连通，另一端与喷头连通，当电池单元发生热失控甚至起火时，液冷板内的冷却液能够从喷头喷出，以达到降低电池箱内的温度以及扑灭火焰的效果。

Description

一种液冷系统及电池包

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种液冷系统及电池包。

背景技术

锂离子动力电池因寿命长、自放电率低、比功率高、能量密度大和无污染等优点，成为了目前市场上的主流电池产品。但是锂离子电池在充放电时其电芯会产生大量热量，该部分热量需要及时排出，否则将会产生电池起火或电池爆炸等危险。现有的散热方法是在电池包内安装液冷板，将液冷板与冷却液循环管连接，使冷却液在液冷板内流通以吸收电池包内的热量。

但是上述方法只能实现一定程度上的降温，当电池单元发生热失控甚至起火时，则无法达到有效降温或者灭火的目的。因此，亟需提出一种液冷系统及电池包，以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种液冷系统，当电池单元发生热失控甚至起火时，液冷板内的冷却液能够从喷头喷出，以达到降低电池箱内的温度以及扑灭火焰的效果。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种液冷系统，安装在电池箱内，用于为电池箱内的电芯降温，包括连接管、液冷板以及喷头，连接管的一端与液冷板连通，另一端与喷头连通，使液冷板内的冷却液能够从喷头喷出。

可选地，喷头设有环形喷口。

可选地，液冷系统还包括水泵和冷却液循环管，水泵与液冷板通过冷却液循环管连通。

可选地，液冷系统还包括控制器和烟雾传感器，烟雾传感器、喷头以及水泵均与控制器信号连接。

可选地，液冷系统还包括安装板，安装板能够固定于电池箱内，连接管穿设于安装板，以将液冷板固定于电池箱内。

可选地，液冷板包括接头，接头用于与冷却液循环管连接。

可选地，接头包括接头管本体和倒扣组件，倒扣组件包括第一倒扣和第二倒扣，第一倒扣和第二倒扣均设置于接头管本体的外壁上，第一倒扣和第二倒扣均为锥形结构，且第一倒扣的小径端和第二倒扣的小径端均朝向接入冷却液循环管的一侧，沿接头管本体的轴线方向，第一倒扣的长度小于第二倒扣的长度，且第一倒扣相较于第二倒扣靠近接入冷却液循环管的一侧。

可选地，倒扣组件还包括第三倒扣，第三倒扣设置于接头管本体的外壁上，第三倒扣为锥形结构，且第三倒扣的小径端朝向接入冷却液循环管的一侧，第三倒扣相较于第二倒扣远离接入冷却液循环管的一侧。

可选地，第三倒扣的母线与接头管本体的轴线之间的夹角大于第二倒扣的母线与接头管本体的轴线之间的夹角。

可选地，接头还包括支撑环，支撑环设置于接头管本体的外壁上，并位于第一倒扣与第二倒扣之间，支撑环的外径、第一倒扣的大径端的直径以及第二倒扣的大径端的直径相等。

可选地，液冷板还包括液冷板主体和匀流板，匀流板的一端与液冷板主体连通，另一端与接头连通，匀流板和液冷板主体均为对称结构，且匀流板的中线与液冷板主体的中线重合。

可选地，液冷板主体的截面为由若干个曲线单元构成的波浪形结构，电芯为圆柱形电芯，曲线单元的曲率与电芯的外表面曲率一致，使液冷板主体能与电芯贴合设置。

本实用新型的另一个目的在于提供一种电池包，该电池包具有较高的安全性。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电池包，包括电池箱、电芯以及上述的液冷系统，电芯和液冷系统均安装于电池箱内。

有益效果：

本实用新型提供的液冷系统，将连接管的一端与液冷板连通，另一端与喷头连通，当电池单元发生热失控甚至起火时，液冷板内的冷却液能够通过连接管从喷头喷出，以达到降低电池箱内的温度以及扑灭火焰的效果。

本实用新型还提供一种电池包，该电池包包括电池箱、电芯以及上述的液冷系统，电芯和液冷系统均安装在电池箱内，当电池包内发生热失控或者起火时，液冷板内的冷却液能够从喷头喷出，以达到降温和扑灭火焰的效果，因此，该电池包具有较高的安全性。

附图说明

图1是本实施例提供的液冷系统的结构示意图；

图2是本实施例提供的液冷板与喷头的局部组装结构示意图；

图3是本实施例提供的液冷板的主视图；

图4是本实施例提供的液冷板的俯视图；

图5是本实施例提供的液冷板与圆柱形电芯的组装结构示意图；

图6是本实施例提供的接头结构示意图。

图中：

100、安装板；200、连接管；300、液冷板；310、接头；311、接头管本体；312、倒扣组件；3121、第一倒扣；3122、第二倒扣；3123、第三倒扣；313、支撑环；320、液冷板主体；330、匀流板；400、喷头；500、水泵；600、冷却液循环管；700、电芯。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例提供一种液冷系统，具有提高电池包安全性的效果。

具体地，如图1和图2所示，该液冷系统安装在电池箱内，用于为电池箱内的电芯700降温，该液冷系统包括连接管200、液冷板300以及喷头400，连接管200的一端与液冷板300连通，另一端与喷头400连通，当电池单元发生热失控甚至起火时，液冷板300内的冷却液能够通过连接管200从喷头400喷出，有效提高了电池包的安全性。

进一步地，如图1和图2所示，该液冷系统还包括水泵500以及冷却液循环管600，水泵500与液冷板300通过冷却液循环管600连通，在水泵500的加压作用下，实现液冷板300内冷却液的循环流通，当电池箱内发生热失控或起火时，水泵500的流量增大，此时冷却液循环管600和液冷板300内流通的冷却液流量和压力同时增大，冷却液从与液冷板300连通的喷头400喷出，降低电池箱内的温度，并扑灭火焰。

优选地，上述喷头400设有环形喷口，使喷头400能够360°地喷出冷却液，进而达到快速降温、快速灭火的效果。

优选地，上述冷却液中添加有阻燃剂，能够达到快速降温、快速灭火的效果。需要说明的是，阻燃剂为现有技术中较为常用的材料，例如氟碳化合物等。

可选地，该液冷系统还包括控制器和烟雾传感器，烟雾传感器、喷头400以及水泵500均与控制器信号连接。当电池箱内发生热失控或起火时，烟雾传感器能够快速监测到电池箱内的烟雾，并将信号传递给控制器，控制器控制喷头400打开，并控制水泵500提高流量，使冷却液从喷头400出。烟雾传感器相较于温度传感器等其他形式的传感器而言，响应时间较短，当电池箱内发生热失控情况时，能够快速监测到烟雾并将信号传递给控制器，在控制器的控制下，冷却液快速从喷头400喷出，使得液冷系统能够在短时间内将火焰扑灭。需要说明的是，上述控制器及控制器的控制方法均为现有技术，在本实施例中，控制器采用力夫牌LF16供水系统水泵压力控制器，当然，在其他实施方案中，可以选择其他生产厂家和型号的控制器，根据实际需求而定即可。

可选地，如图1和图2所示，该液冷系统还包括安装板100，安装板100能够通过焊接的方式或者螺栓等连接件固定于电池箱内，连接管200穿设于安装板100，以将液冷板300固定于电池箱内。连接管200穿设于安装板100的结构设置，既能将液冷板300安装在电池箱内，又实现了液冷板300与喷头400的连通，有效提高了液冷系统的集成度，将该液冷系统安装到电池箱内能够大大节约电池箱内液冷系统的占用空间，具有提高电池空间能量密度的效果；并且，该结构形式简化了液冷板300与电池箱的组装工艺以及液冷板300与喷头400的组装工艺，具有简化电池生产工艺以及缩短电池生产周期的效果。

进一步地，连接管200的一端与液冷板300焊接固定，以实现连接管200与液冷板300的连通。连接管200的另一端设有外螺纹，喷头400上设有螺纹孔，连接管200上的外螺纹与喷头400上的螺纹孔螺纹配合，以实现连接管200与喷头400的连通，焊接固定和螺纹连接的方式较为简单可靠，具有进一步简化液冷板300与喷头400的组装工艺，以及液冷板300与电池箱的组装工艺的效果。当然，在其他实施方案中，连接管200与喷头400的连接以及连接管200与液冷板300的连接也可以通过其他方式实现，例如法兰连接等，此处不再一一列举。

需要说明的是，为了对液冷板300起到比较可靠的固定作用，安装板100上开设的穿孔孔径需要与连接管200的外径相配合，使得连接管200穿过安装板100后能够卡在穿孔内，利用穿孔对连接管200起到支撑限位的作用。可选地，为了进一步提高安装板100与连接管200连接的可靠性，可以使用密封胶对安装板100和连接管200进行粘接处理。

可选地，如图3和图4所示，上述液冷板300包括接头310，将液冷板300与冷却液循环管600进行连接时，将冷却液循环管600连接在接头310上即可。

进一步地，如图3和图4所示，上述液冷板300还包括液冷板主体320和匀流板330，匀流板330的一端与液冷板主体320连通，另一端与接头310连通，匀流板330和液冷板主体320均为对称结构，且匀流板330的中线与液冷板主体320的中线重合。在本实施例提供的技术方案中，在液冷板主体320的两侧分别设置一个均流板，每个匀流板330上均设置有接头310，液冷板主体320的一侧为冷却液进口，另一侧为冷却液出口，该结构设置能够有效提高流入和流出液冷板主体320的冷却液的均匀性，进而提高液冷板主体320内冷却液流动的均匀性，最终提高液冷板300冷却能力的均匀性。

在本实施例提供的技术方案中，如图3和图4所示，上述匀流板330大致呈等边梯形结构，接头310位于匀流板330的小径端，且接头310位于匀流板330的中线位置，液冷板主体320位于匀流板330的大径端，可以理解的是，在其他实施方案中，匀流板330也可以是其他结构，例如等腰三角形等。

可选地，如图4和图5所示，在本实施例提供的技术方案中，上述电芯700为圆柱形电芯，上述液冷板主体320的截面为由若干个曲线单元构成的波浪形结构，曲线单元的曲率与圆柱形电芯的外表面曲率一致，使液冷板主体320能与圆柱形电芯贴合设置。尽可能提高液冷板主体320与圆柱形电芯的接触面积，进而提高散热效果。

可选地，如图6所示，上述接头310包括接头管本体311和倒扣组件312，倒扣组件312包括第一倒扣3121和第二倒扣3122，第一倒扣3121和第二倒扣3122均设置于接头管本体311的外壁上，第一倒扣3121和第二倒扣3122均为锥形结构，且第一倒扣3121的小径端和第二倒扣3122的小径端均朝向接入冷却液循环管600的一侧，沿接头管本体311的轴线方向，第一倒扣3121的长度小于第二倒扣3122的长度，且第一倒扣3121相较于第二倒扣3122靠近接入冷却液循环管600的一侧。

将冷却液循环管600接入第一倒扣3121和第二倒扣3122时，都是先接入小径端再接入大径端，使得冷却液循环管600能够较为容易地接入第一倒扣3121和第二倒扣3122；并且，将冷却液循环管600组装到接头310上时，冷却液循环管600先接入较短的第一倒扣3121，再接入较长的第二倒扣3122，较短的第一倒扣3121与冷却液循环管600之间的接触面积较小，因此其二者之间的摩擦力较小，较长的第二倒扣3122与冷却液循环管600之间的接触面积较大，因此其二者之间的摩擦力较大，因此冷却液循环管600在接入接头310初期能够较为容易地接入第一倒扣3121，并且接入第二倒扣3122后与第二倒扣3122连接的可靠性较高，进而冷却液循环管600能够较为容易地接入接头310的同时，与接头310的连接也具有较高的可靠性。

可选地，如图6所示，倒扣组件312还包括第三倒扣3123，第三倒扣3123设置于接头管本体311的外壁上，第三倒扣3123为锥形结构，且第三倒扣3123的小径端朝向接入冷却液循环管600的一侧，第三倒扣3123相较于第二倒扣3122远离接入冷却液循环管600的一侧。将冷却液循环管600组装到接头310上时，冷却液循环管600接入第二倒扣3122后，还需要再接入第三倒扣3123，第三倒扣3123的设置进一步增大了冷却液循环管600与接头310之间的接触面积和摩擦力，具有进一步提高冷却液循环管600与接头310连接可靠性和稳定性的效果。并且，第三倒扣3123的小径端朝向接入冷却液循环管600的一侧，使得冷却液循环管600能够较为容易地接入第三倒扣3123。

进一步地，第三倒扣3123的母线与接头管本体311的轴线之间的夹角大于第二倒扣3122的母线与接头管本体311的轴线之间的夹角。倒扣的母线与接头管本体311轴线之间的夹角越大，则冷却液循环管600与该倒扣之间的摩擦力将越大，因此，冷却液循环管600与第三倒扣3123之间的摩擦力大于冷却液循环管600与第二倒扣3122之间的摩擦力，与接入第三倒扣3123相比较而言，冷却液循环管600能够较为容易地接入第二倒扣3122，并且接入第三倒扣3123后与第三倒扣3123连接的可靠性较高，进一步提高了冷却液循环管600与接头310连接的可靠性，并且一定程度上使冷却液循环管600组装到接头310上时较为容易。

可选地，如图6所示，接头310还包括支撑环313，支撑环313设置于接头管本体311的外壁上，并位于第一倒扣3121与第二倒扣3122之间，支撑环313的外径、第一倒扣3121的大径端的直径以及第二倒扣3122的大径端的直径相等。当冷却液循环管600接入第一倒扣3121还未接入第二倒扣3122时，支撑环313能够为冷却液循环管600提供过渡支撑作用，方便冷却液循环管600的接入。

进一步地，支撑环313的外径与第三倒扣3123的大径端的直径相等，使得冷却液循环管600与接头310组装的整个过程较为通顺。

本实施例提供的液冷系统，通过设置安装板100和连接管200，既能够将液冷板300安装在电池箱内，又实现了液冷板300与喷头400的连通，有效提高了液冷系统的集成度，并简化了液冷板300与电池箱的组装工艺以及液冷板300与喷头400的组装工艺。另一方面，该液冷系统的液冷板300设有结构独特的接头310，在接头管本体311的外壁上设置第一倒扣3121、第二倒扣3122、第三倒扣3123以及支撑环313，第一倒扣3121相较于第二倒扣3122靠近接入冷却液循环管600的一侧，第三倒扣3123相较于第二倒扣3122远离接入冷却液循环管600的一侧，支撑环313位于第一倒扣3121与第二倒扣3122之间，沿接头管本体311的轴线方向，第一倒扣3121的长度小于第二倒扣3122的长度，且第三倒扣3123的母线与接头管本体311的轴线之间的夹角大于第二倒扣3122的母线与接头管本体311的轴线之间的夹角，由此构成了在靠近接入侧，冷却液循环管600能够较为容易地接入倒扣，在远离接入侧，冷却液循环管600与倒扣连接的可靠性较大，将冷却液循环管600与接头310进行组装时，冷却液循环管600依次接入第一倒扣3121、支撑环313、第二倒扣3122以及第三倒扣3123，冷却液循环管600的接入难度由简到难，并且冷却液循环管600与倒扣连接的可靠性逐渐增大，将冷却液循环管600与接头310组装完毕后，冷却液循环管600难以从接头310上脱出，使得冷却液循环管600既能较为省时省力地接入接头310，又能与接头310具有较高的连接可靠性和稳定性。

本实施例还提供了一种电池包，该电池包包括电池箱、电芯700以及上述的液冷系统，电芯700和液冷系统均安装于电池箱内。该电池包采用上述的液冷系统，因此该电池包具有较高的空间能量密度，并且其生产工艺较为简单，能够有效简化生产工艺并缩短生产周期。另一方面，该电池包的液冷板300与冷却液循环管600通过上述接头310连接，因此，液冷板300与冷却液循环管600的连接效率较高，并且，将冷却液循环管600与接头310连接完毕后，其二者连接的可靠性和稳定性较高，因此该电池包的冷却液泄漏率较低，具有较高的安全性。再一方面，当电池包发生热失控时，液冷系统的喷头400能够喷出冷却液，扑灭火势并降低温度，进一步提高了电池包的安全性。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种液冷系统，安装在电池箱内，用于为所述电池箱内的电芯(700)降温，其特征在于，包括连接管(200)、液冷板(300)以及喷头(400)，所述连接管(200)的一端与所述液冷板(300)连通，另一端与所述喷头(400)连通，使所述液冷板(300)内的冷却液能够从所述喷头(400)喷出。

2.根据权利要求1所述的液冷系统，其特征在于，所述喷头(400)设有环形喷口。

3.根据权利要求1所述的液冷系统，其特征在于，所述液冷系统还包括水泵(500)和冷却液循环管(600)，所述水泵(500)与所述液冷板(300)通过所述冷却液循环管(600)连通。

4.根据权利要求3所述的液冷系统，其特征在于，所述液冷系统还包括控制器和烟雾传感器，所述烟雾传感器、所述喷头(400)以及所述水泵(500)均与所述控制器信号连接。

5.根据权利要求1所述的液冷系统，其特征在于，所述液冷系统还包括安装板(100)，所述安装板(100)能够固定于所述电池箱内，所述连接管(200)穿设于所述安装板(100)，以将所述液冷板(300)固定于所述电池箱内。

6.根据权利要求1所述的液冷系统，其特征在于，所述液冷板(300)包括接头(310)，所述接头(310)用于与冷却液循环管(600)连接。

7.根据权利要求6所述的液冷系统，其特征在于，所述接头(310)包括接头管本体(311)和倒扣组件(312)，所述倒扣组件(312)包括第一倒扣(3121)和第二倒扣(3122)，所述第一倒扣(3121)和所述第二倒扣(3122)均设置于所述接头管本体(311)的外壁上，所述第一倒扣(3121)和所述第二倒扣(3122)均为锥形结构，且所述第一倒扣(3121)的小径端和所述第二倒扣(3122)的小径端均朝向接入所述冷却液循环管(600)的一侧，沿所述接头管本体(311)的轴线方向，所述第一倒扣(3121)的长度小于所述第二倒扣(3122)的长度，且所述第一倒扣(3121)相较于所述第二倒扣(3122)靠近接入所述冷却液循环管(600)的一侧。

8.根据权利要求7所述的液冷系统，其特征在于，所述倒扣组件(312)还包括第三倒扣(3123)，所述第三倒扣(3123)设置于所述接头管本体(311)的外壁上，所述第三倒扣(3123)为锥形结构，且所述第三倒扣(3123)的小径端朝向接入所述冷却液循环管(600)的一侧，所述第三倒扣(3123)相较于所述第二倒扣(3122)远离接入所述冷却液循环管(600)的一侧。

9.根据权利要求8所述的液冷系统，其特征在于，所述第三倒扣(3123)的母线与所述接头管本体(311)的轴线之间的夹角大于所述第二倒扣(3122)的母线与所述接头管本体(311)的轴线之间的夹角。

10.根据权利要求7所述的液冷系统，其特征在于，所述接头(310)还包括支撑环(313)，所述支撑环(313)设置于所述接头管本体(311)的外壁上，并位于所述第一倒扣(3121)与所述第二倒扣(3122)之间，所述支撑环(313)的外径、所述第一倒扣(3121)的大径端的直径以及所述第二倒扣(3122)的大径端的直径相等。

11.根据权利要求6所述的液冷系统，其特征在于，所述液冷板(300)还包括液冷板主体(320)和匀流板(330)，所述匀流板(330)的一端与所述液冷板主体(320)连通，另一端与所述接头(310)连通，所述匀流板(330)和所述液冷板主体(320)均为对称结构，且所述匀流板(330)的中线与所述液冷板主体(320)的中线重合。

12.根据权利要求11所述的液冷系统，其特征在于，所述液冷板主体(320)的截面为由若干个曲线单元构成的波浪形结构，所述电芯(700)为圆柱形电芯，所述曲线单元的曲率与所述电芯(700)的外表面曲率一致，使所述液冷板主体(320)能与所述电芯(700)贴合设置。

13.一种电池包，其特征在于，包括电池箱、电芯(700)以及如权利要求1-12任一项所述的液冷系统，所述电芯(700)和所述液冷系统均安装于所述电池箱内。

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