CN218101438U - 包括换热组件的电池装置及包括该电池装置的电动汽车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电动汽车技术领域，具体提供一种包括换热组件的电池装置及包括该电池装置的电动汽车，旨在解决现有动力电池的换热组件设计不合理，导致换热组件与冷媒管连接后占用空间大的问题。为此目的，本实用新型的换热组件，包括：换热板，换热板内设置有冷媒通道，换热板的侧表面设置有与冷媒通道连通的冷媒口；集流结构，集流结构用于与冷媒管连接，集流结构设置在换热板上，集流结构的安装位置与冷媒口的位置相对应，集流结构与换热板围成集流腔，冷媒口与集流腔连通，冷媒通道与冷媒管之间通过集流腔流通冷媒。本实用新型的换热组件可以减少甚至避免超出换热板的端部，从而缩短了换热组件在换热板长度方向上的尺寸，减少空间占用率。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动汽车技术领域，具体提供一种包括换热组件的电池装置及包括该电池装置的电动汽车。
背景技术
电动汽车动力电池为锂离子电池，其中，圆柱形锂电池由于其自动化程度高、产品一致性好，价格相对较低所以在电动汽车上被大量采用。圆柱形锂电池的性能对温度变化较为敏感，其适宜工作温度范围为20℃～40℃。动力电池因为内阻等因素的存在，在充放电过程中不可避免的会产生大量热量，导致温度上升，而温度的上升会影响电池的诸多特性参数，比如内阻、电压、电量及电池寿命，尤其是内阻上升又会进一步提高电池的发热量，从而形成恶性循环。
为保证电池在任何工况下维持在合适的温度区间内，需要对电池(圆柱形锂电池)进行有效冷却。现有技术中电池(圆柱形锂电池)冷却方式包括风冷、液冷和直冷方案。其中，液冷方案为现阶段电池包热管理的主流方案，通常采用的液冷方式为铝质换热板，铝质换热板为蛇形或波浪形结构，铝质换热板的每个弧形段与一个电池(圆柱形锂电池)侧面接触，铝质换热板内部设置有多条冷媒通道，电池(圆柱形锂电池)的热量通过侧面散热传递至铝质换热板内的冷媒中，通过冷媒将热量带走，从而降低电池温度。
目前设计的铝质换热板与冷媒管连接的部分设计并不合理，原因在于，铝质换热板中冷媒通道的进出口均位于铝质换热板的端面上，因此，集流结构必然要安装在换热板的端面上，实现与冷媒管的连接，这就会导致集流结构和冷媒管会超出换热板的端面很长一部分，使整体占用空间较大，尤其是在组成电池组后，铝质换热板与冷媒管连接部分会延伸至整个电池部分的外部，从而使整体电池组空间占用率增加，提高了空间占用率。
实用新型内容
本实用新型旨在解决上述技术问题，即，解决现有换热组件设计不合理，导致换热组件与冷媒管连接后占用空间大的问题。
在第一方面，本实用新型提供一种包括换热组件的电池装置，所述电池装置包括电池，所述换热组件包括：换热板，所述换热板内设置有冷媒通道，所述换热板的侧表面设置有与所述冷媒通道连通的冷媒口，所述换热板具有集流区域和用于与所述电池换热的换热区域，所述冷媒口位于所述集流区域内；集流结构，所述集流结构用于与冷媒管连接，所述集流结构设置在所述换热板的集流区域，所述集流结构的安装位置与所述冷媒口的位置相对应，所述集流结构与所述换热板围成集流腔，所述冷媒口与所述集流腔连通，所述冷媒通道与所述冷媒管之间通过所述集流腔流通冷媒。
进一步地，所述集流结构包括集流罩，所述集流罩扣设在所述换热板的侧表面上，所述集流罩与所述换热板的侧表面围成所述集流腔。
进一步地，所述集流罩上设置有用于与所述冷媒管连接的接头，所述接头的轴线方向与和所述换热板的侧表面相交。
进一步地，所述集流罩的外周上设置有连接折边，所述集流罩通过所述连接折边与所述换热板连接。
进一步地，所述集流罩与所述换热板之间密封设置。
进一步地，在所述换热区域内，所述换热板的侧表面为波浪状；并且/或者在所述集流区域内，所述换热板的侧表面为平面。
进一步地，所述集流区域位于所述换热板的端部位置处。
进一步地，所述冷媒通道包括进液通道和出液通道，所述冷媒口包括冷媒进口和冷媒出口；所述冷媒进口、所述进液通道、所述出液通道和所述冷媒出口依次连通；所述冷媒进口和所述冷媒出口分别位于所述换热板的不同侧，所述集流结构包括第一集流罩和第二集流罩；所述第一集流罩与所述冷媒进口位于所述换热板的同一侧，所述第一集流罩与所述换热板围成第一集流腔，所述冷媒进口与所述第一集流腔连通；所述第二集流罩与所述冷媒出口位于所述换热板的同一侧，所述第二集流罩与所述换热板围成第二集流腔，所述冷媒出口与所述第二集流腔连通。
进一步地，所述进液通道和所述出液通道均为多个，所述进液通道与所述出液通道交替设置；所述冷媒进口和冷媒出口均为多个，所述冷媒进口与所述进液通道一一对应设置并连通，所述冷媒出口与所述出液通道一一对应设置并连通；所有所述冷媒进口均与所述第一集流腔连通，所有所述冷媒出口均与所述第二集流腔连通。
根据本实用新型的第二方面，还提供了一种电动汽车，包括汽车本体和电池装置，所述电池装置上述的电池装置。
在采用上述技术方案的情况下，本实用新型的换热组件将冷媒口设置在换热板的侧表面上，而集流结构的安装位置与冷媒口的位置相对应，因此，集流结构也是安装在换热板的侧表面上的，与现有技术中将冷媒口设置在换热板的端面上的方式相比，集流结构由于不必安装在换热板的端面上，可以减少甚至避免超出换热板的端部，从而缩短了换热组件在换热板长度方向上的尺寸，减少空间占用率。
附图说明
下面结合附图来描述本实用新型的优选实施方式，附图中：
图1是本实用新型的实施例的电池装置的换热组件的结构示意图；
图2是图1中A部分的局部放大图；
图3是本实用新型的实施例的电池装置的换热组件的剖视图；
图4是图3中B部分的局部放大图；
附图标记列表：
10、换热板；11、侧表面；12、换热区域；13、集流区域；14、端面；20、冷媒通道；21、进液通道；22、出液通道；30、冷媒口；31、冷媒进口；32、冷媒出口；40、集流结构；40a、第一集流罩；40b、第二集流罩；41a、第一接头；41b、第二接头；42、连接折边；50、集流腔；51、第一集流腔；52、第二集流腔。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的保护范围不局限于说明书的内容。
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。例如，在下面的实施例中提及的电池装置，其电池可以是圆柱形锂电池，也可以是矩形、片状、软包等其他形状的电池。
需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。
此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1至图4所示的本实用新型的实施例，公开了一种包括换热组件的电池装置，该电池装置包括电池，换热组件包括换热板10和集流结构40，换热板10内设置有冷媒通道20(参见图3)，换热板10的侧表面11设置有与冷媒通道20连通的冷媒口30，换热板10具有集流区域13和用于与电池换热的换热区域12(参见图2)，冷媒口30位于集流区域13内；其中，冷媒通道20包括进液通道21和出液通道22(参见图3和图4)，冷媒口30包括冷媒进口31和冷媒出口32(参见图3和图4)，冷媒进口31和冷媒出口32分别位于换热板10的不同侧；冷媒进口31、进液通道21、出液通道22和冷媒出口32依次连通，冷媒通过冷媒进口31进入进液通道21与电池交换热量后，再流经出液通道22后从冷媒出口32流出。需要说明的是，换热组件的作用是保证电池在工作过程中的温度处在适宜的工作温度范围内，当环境温度过高或电池工作温度过高时，换热组件主要起到冷却作用，使电池降温。而在环境温度过低而影响性能时，换热组件也可以起到加热作用，使电池可以正常工作。
集流结构40用于与冷媒管连接，如图2所示，集流结构40设置在换热板10的集流区域13，集流结构40包括分别扣设在换热板10上的第一集流罩40a和第二集流罩40b，第一集流罩40a与冷媒进口31位于换热板10的同一侧，第一集流罩40a的安装位置与冷媒进口31的位置相对应，如图3和图4所示，第一集流罩40a与换热板10围成第一集流腔51，冷媒进口31与第一集流腔51连通；第二集流罩40b与冷媒出口32位于换热板10的同一侧，第二集流罩40b的安装位置与冷媒出口32的位置相对应，第二集流罩40b与换热板10围成第二集流腔52，冷媒出口32与第二集流腔52连通。
使用时，外部冷媒管路中的冷媒进入第一集流腔51后，通过冷媒进口31进入进液通道21中，并与电池交换热量，换热后的冷媒再依次通过出液通道22、冷媒出口32进入第二集流腔52中，最后回到外部的冷媒管路中。本实用新型的换热组件将冷媒口30设置在换热板10的侧表面11上，而集流结构40的安装位置与冷媒口30的位置相对应，因此，集流结构40也是安装在换热板10的侧表面11上的，与现有技术中将冷媒口30设置在换热板10的端面14上的方式相比，集流结构40由于不必安装在换热板10的端面14上，可以减少甚至避免超出换热板10的端部，从而缩短了换热组件在换热板10长度方向上的尺寸，减少空间占用率。
需要说明的是，在本实施例中，冷媒进口31虽然和冷媒出口32分别位于换热板10的不同侧，但是，这并不是限制性的，在图中未示出的一些其他实施例中，冷媒进口31和冷媒出口32也可以位于换热板10的同一侧，相应的，第一集流罩40a和第二集流罩40b也可以位于换热板10的同一侧，只要是冷媒口30设置在换热板10的侧表面11，集流结构40的安装位置与冷媒口30的位置相对应，均位于本实用新型的保护范围之内。
可以理解的是，在本实施例中，集流结构40在形式上为集流罩，采用集流罩的方式，集流罩的成型工艺相对简单，而且方便安装。在数量上是两个，即第一集流罩40a和第二集流罩40b。但是，这些都不是限制性的。在形式上，集流结构40也可以是具有集流腔50的管状结构。也就是说，只要集流结构40与换热板10的侧表面11围成集流腔50，并使集流腔50与冷媒口30连通，均在本实用新型的保护范围之内。而在数量上，集流结构40可以是多个独立的结构，例如：第一集流罩40a、第二集流罩40b。也可以是一个整体结构，例如：在图中未示出的另一实施例中，当冷媒进口31与冷媒出口32分位于换热板10的两侧时，集流结构40是一种环形套结构，而环形套分别与换热板10的两侧形成独立的第一集流腔51和第二集流腔52，并分别与冷媒进口31和冷媒出口32连通。在图中未示出的一些其他实施例中，当冷媒进口31与冷媒出口32位于换热板10的同一侧时，集流结构40可以是一个更大的集流罩，通过隔板将内部分隔为两个独立的第一集流腔51和第二集流腔52，并分别与冷媒进口31和冷媒出口32连通，也是可行的。
在本实施例中，集流罩上设置有用于与冷媒管连接的接头，接头41的轴线方向与和换热板10的侧表面11相交。如图2至图4所示，第一集流罩40a上设置有第一接头41a，第二集流罩40b上设置有第二接头41b，第一接头41a用于与冷媒进管连接，第二接头41b用于与冷媒出管连接，由于第一集流罩40a和第二集流罩40b是设置在换热板10的侧表面11上的，而第一接头41a和第二接头41b各自的轴线与侧表面11相交的，也就是说，第一接头41a的朝向与换热板10端部的朝向是不同的，同理，第二接头41b的朝向与换热板10端部的朝向也是不同的，因此，可以使与接头41连接的冷媒管的朝向也与换热板10的端部朝向不同，从而减少空间的占用率。优选地，第一接头41a的轴线与换热板10的端部朝向垂直，第二接头41b的轴线也与换热板10的端部朝向垂直，从而使空间占用率最小。
进一步地，如图2至图4所示，集流罩的外周上设置有连接折边42，集流罩通过连接折边42与换热板10连接。为了方便与换热板10的连接，第一集流罩40a和第二集流罩40b的外周上设置有连接折边42，通过连接折边42实现与换热板10的连接，其中连接的方式可以使粘接、焊接。另外，为了防止冷媒泄漏，第一集流罩40a和第二集流罩40b与换热板10之间密封设置。
如图1和图2所示，在换热区域12内，换热板10的侧表面11为波浪状；在集流区域13内，换热板10的侧表面11为平面。通过设置换热区域12和集流区域13，可以针对不同形状的电池对换热板10的换热区域12进行进一步优化，从而提高换热效率。以圆柱形锂电池为例，为了更加贴合圆柱形锂电池的侧面，将换热区域12内的换热板10的侧表面11设置为波浪形，可以提高换热板10与圆柱形锂电池的接触面积，从而提高换热效率。而由于集流区域13需要安装集流罩，因此，要保证集流区域13的平整性，从而使集流罩的接连更加方便和可靠。
需要说明的是，在本实施例中，在换热区域12内，换热板10的侧表面11为波浪状；在集流区域13内，换热板10的侧表面11为平面，但是这并不是限制性的。在图未示出的一些其他实施例中，也可以是，在换热区域12内，换热板10的侧表面11为波浪状，或者在集流区域13内，换热板10的侧表面11为平面，也属于本实用新型的保护范围之内。
优选地，如图1和图2所示，集流区域13位于换热板10的端部位置处。也就是说，冷媒口30的开设位置是位于换热板10的端部位置处，需要说明的是，这里的端部位置处，并不是指换热板10的端面14，冷媒口30依然开设在换热板10的侧表面11上，同时，靠近换热板10的一端，这样的好处是在方便冷媒口30的开设。因为换热板10时通过金属挤压成型的，在成型后，由于工艺原因，换热板10的两端的端面14上会先形成冷媒通道20的开口，然后在换热板10的侧表面11再开设冷媒口30，而开设冷媒口30过程中，产生的碎屑会掉到冷媒通道20中，不好取出，而通过将冷媒口30开设在靠近端部位置处设，在加工冷媒口30时，碎屑可以通过冷媒通道20的开口掉出，从而保证冷媒通道20内的畅通。在将冷媒口30开设后，可以将靠近冷媒口30一端的换热板10端面14封死，而换热板10的另一端可以汇流结构，使冷媒通道20中的进液通道21和出液通道22的另一端在汇流结构中连通，从而完成冷媒口30和冷媒通道20的连通。
为了提高换热效率，使换热更加均匀，进液通道21和出液通道22均为多个，进液通道21与出液通道22交替设置；冷媒进口31和冷媒出口32均为多个，冷媒进口31与进液通道21一一对应设置并连通，冷媒出口32与出液通道22一一对应设置并连通；所有冷媒进口31均与第一集流腔51连通，所有冷媒出口32均与第二集流腔52连通。
根据本实用新型的第二方面，还提供了一种电池组，包括上述的换热组件。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种包括换热组件的电池装置，所述电池装置包括电池，其特征在于，所述换热组件包括：
换热板(10)，所述换热板(10)内设置有冷媒通道(20)，所述换热板(10)的侧表面(11)设置有与所述冷媒通道(20)连通的冷媒口(30)，所述换热板(10)具有集流区域(13)和用于与所述电池换热的换热区域(12)，所述冷媒口(30)位于所述集流区域(13)内；
集流结构(40)，所述集流结构(40)用于与冷媒管连接，所述集流结构(40)设置在所述换热板(10)的集流区域(13)，所述集流结构(40)的安装位置与所述冷媒口(30)的位置相对应，所述集流结构(40)与所述换热板(10)围成集流腔(50)，所述冷媒口(30)与所述集流腔(50)连通，所述冷媒通道(20)与所述冷媒管之间通过所述集流腔(50)流通冷媒。
2.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，
所述集流结构(40)包括集流罩，所述集流罩扣设在所述换热板(10)的侧表面(11)上，所述集流罩与所述换热板(10)的侧表面(11)围成所述集流腔(50)。
3.根据权利要求2所述的电池装置，其特征在于，
所述集流罩上设置有用于与所述冷媒管连接的接头，所述接头的轴线方向与和所述换热板(10)的侧表面(11)相交。
4.根据权利要求2所述的电池装置，其特征在于，
所述集流罩的外周上设置有连接折边(42)，所述集流罩通过所述连接折边(42)与所述换热板(10)连接。
5.根据权利要求2所述的电池装置，其特征在于，
所述集流罩与所述换热板(10)之间密封设置。
6.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，
在所述换热区域(12)内，所述换热板(10)的侧表面(11)为波浪状；并且/或者
在所述集流区域(13)内，所述换热板(10)的侧表面(11)为平面。
7.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，
所述集流区域(13)位于所述换热板(10)的端部位置处。
8.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，
所述冷媒通道(20)包括进液通道(21)和出液通道(22)，所述冷媒口(30)包括冷媒进口(31)和冷媒出口(32)；所述冷媒进口(31)、所述进液通道(21)、所述出液通道(22)和所述冷媒出口(32)依次连通；
所述冷媒进口(31)和所述冷媒出口(32)分别位于所述换热板(10)的不同侧，所述集流结构(40)包括第一集流罩(40a)和第二集流罩(40b)；
所述第一集流罩(40a)与所述冷媒进口(31)位于所述换热板(10)的同一侧，所述第一集流罩(40a)与所述换热板(10)围成第一集流腔(51)，所述冷媒进口(31)与所述第一集流腔(51)连通；
所述第二集流罩(40b)与所述冷媒出口(32)位于所述换热板(10)的同一侧，所述第二集流罩(40b)与所述换热板(10)围成第二集流腔(52)，所述冷媒出口(32)与所述第二集流腔(52)连通。
9.根据权利要求8所述的电池装置，其特征在于，
所述进液通道(21)和所述出液通道(22)均为多个，所述进液通道(21)与所述出液通道(22)交替设置；
所述冷媒进口(31)和冷媒出口(32)均为多个，所述冷媒进口(31)与所述进液通道(21)一一对应设置并连通，所述冷媒出口(32)与所述出液通道(22)一一对应设置并连通；
所有所述冷媒进口(31)均与所述第一集流腔(51)连通，所有所述冷媒出口(32)均与所述第二集流腔(52)连通。
10.一种电动汽车，包括汽车本体和电池装置，其特征在于，所述电池装置是权利要求1至9中任一项所述的电池装置。
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| GR01 | Patent grant |