CN218241974U - 一种电池包热管理系统 - Google Patents

Abstract

一种电池包热管理系统，涉及二次电池热管理技术领域，其包括：液冷板的内部设置有冷却流道。电池模组包括电芯，电芯的最大两个相对面形成电池模组的第一表面和第二表面，第一表面和所述第二表面均与液冷板贴合。本申请实施例的电池模组中的电芯的最大两个相对面与液冷板接触，此时，电芯的高度方向的尺寸即为电芯的厚度，该厚度尺寸较小，热阻较小，因此，电芯在其高度方向的热量比较均匀，温差较小。同时，电池模组的厚度即为电芯的厚度，通过液冷板对电池模组进行双面换热，并且电芯与液冷板的接触面积大，提高了换热效率，有利于降低电芯的温度，从而降低电池模组整体温度，提高电池模组的使用寿命。

Description

一种电池包热管理系统

技术领域

本申请涉及二次电池热管理技术领域，特别涉及一种电池包热管理系统。

背景技术

二次电池凭借着比能量大、输出电压高、循环寿命长等优势，已经成为电动车以及储能市场上的主流动力电源。其中，二次电池包括锂离子电池、钠离子电池等，温度会影响二次电池的使用性能，寿命衰减，甚至温度过高会存在安全风险。因此要对电池进行热管理，保证电池能够在适宜温度范围。相关技术中，二次电池为单层排布，电池在其高度方向具有较大的温差，在长期充放电的情况下，二次电池的寿命大大缩短。

发明内容

本申请实施例提供一种电池包热管理系统，以解决相关技术中二次电池在其高度方向上的温差较大，导致电池寿命缩短的问题。

一种电池包热管理系统，其包括：

液冷板，其内部设置有冷却流道；

电池模组，其包括电芯，所述电芯的最大两个相对面形成所述电池模组的第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面均与所述液冷板贴合。

进一步的，所述电池包热管理系统还包括导热垫，所述导热垫铺设于所述液冷板与所述电池模组之间。

进一步的，所述导热垫的面积大于或等于所述第一表面和第二表面的面积。

进一步的，所述电池模组包括具有输出极的两个侧面，所述电芯的数量为两排，两排所述电芯为一一对应，且每排电芯具有输出极的一面位于外侧，形成电池模组的所述侧面。

进一步的，所述电池模组还具有两个端面，每个所述端面均垂直于所述第一表面、所述第二表面以及两个所述侧面，所述电池模组还把包括扎带，所述扎带箍设于所述电池模组的两个所述侧面和两个所述端面。

进一步的，所述扎带与两个所述端面之间还设置有端板，所述端板贴设于两个所述端面。

进一步的，所述端板与所述扎带之间还设置有隔热垫，所述隔热垫贴设于两个所述端面。

进一步的，每块所述液冷板设置有用于连通进水管道的水冷接头和用于连通出水管道的集液腔，所述水冷接头和集液腔均连通于所述冷却流道，所述水冷接头和集液腔位于所述液冷板的同一端。

进一步的，所述液冷板的数量为至少两块，多块所述液冷板的水冷接头和集液腔位于所述电池模组的同一端。

进一步的，所述电池包热管理系统还包括控制装置和温度监测装置，所述控制装置与所述进水管道和出水管道连接，所述控制装置用于控制进水管道和出水管道的通断，所述温度监测装置贴设于所述电芯，所述温度监测装置用于监测电芯的温度，所述控制装置与所述温度监测装置通信连接。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种电池包热管理系统，其包括电池模组和液冷板，由于电池模组中的电芯的最大两个相对面与液冷板接触，此时，电芯的高度方向的尺寸即为电芯的厚度，该厚度尺寸较小，热阻较小，因此，电芯在其高度方向的热量比较均匀，温差较小。同时，电池模组的厚度即为电芯的厚度，通过液冷板对电池模组进行双面换热，并且电芯与液冷板的接触面积大，提高了换热效率，有利于降低电芯的温度，从而降低电池模组整体温度，提高电池模组的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例的整体结构示意图；

图2为图1的结构爆炸图；

图3为图1的侧面示意图；

图4为图1的剖面示意图；

图5为图1中的一个电池模组的结构爆炸图。

附图标记：

1、液冷板；2、电池模组；3、电芯；4、导热垫；5、输出极；6、扎带；7、隔热垫；8、端板；9、水冷接头；10、集液腔。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种电池包热管理系统，其能解决相关技术中二次电池在其高度方向上的温差较大，导致电池寿命缩短的问题。

如图1至图4所示，一种电池包热管理系统，其包括液冷板1和电池模组2。

其中，液冷板1的内部设置有冷却流道。电池模组2包括电芯3，电芯3的最大两个相对面形成电池模组2的第一表面和第二表面，第一表面和第二表面均与液冷板1贴合。

具体的，上述电池模组2包括的电芯3的数量可以根据实际情况来确定，当电芯3的数量大于或者等于两块时，多块电芯3并排布置。上述电池模组2的第一表面和第二表面可以均与液冷板1直接贴合，也可以与液冷板1间接贴合。在本申请实施例中，电池模组2的第一表面和第二表面均为电池模组2的最大的两个面，液冷板1的数量为两块，两块液冷板1分别与电池模组2的第一表面和第二表面直接或者间接贴合，可以增大冷却面积，增加换热效率。同时，在两块液冷板1的夹持作用下，液冷板1对电芯3施加一个预紧力，可以减小电芯3的界面接触阻抗，有利于延长电池模组2的寿命。上述液冷板1内部的冷却流道的布置可以根据实际情况来确定，保证液冷板1对电池模组2的第一表面和第二表面均匀冷却降温。

具体的，在本申请实施例中，上述电池模组2中的电芯3均平躺放置，电芯3的最大两个相对面与液冷板1接触，此时，电芯3的高度方向的尺寸即为电芯的厚度，此处，电芯3的高度方向指的是三维坐标轴的z轴的方向，z轴的方向为竖直向上。

进一步的，本申请实施例电池包热管理系统还包括导热垫4，导热垫4铺设于液冷板1与电池模组2之间。

具体的，当电池模组2的数量为一个时，导热垫4的数量为两块，两块导热垫4分别铺设于电池模组2的相对两侧，也就是说，一个导热垫4铺设于电池模组2的第一表面，另一个导热垫4铺设于电池模组2的第二表面。一方面，导热垫4可以将电池模组2的热量传递至液冷板1，以免电池模组2内的电芯3的温度过高，造成电芯3的损坏。另一方面，导热垫4可以为软质可压缩材质，与电池模组2的第一表面和第二表面贴合，也就是与电芯3的表面紧紧贴合，避免出现缝隙，保证对电芯3进行均匀导热。当电池模组2的数量为多个时，每个电池模组2的第一表面和第二表面均设置有液冷板1和导热垫4。

进一步的，导热垫4的面积大于或等于第一表面和第二表面的面积。

具体的，导热垫4的面积大于或等于第一表面和第二表面的面积，能够保证每一块电芯3的表面与导热垫4充分接触，增加了冷却面积，并且能够使电芯3充分且均匀降温冷却。

进一步的，电池模组2包括具有输出极5的两个侧面，电芯3的数量为两排，两排电芯3为一一对应，且每排电芯3具有输出极5的一面位于外侧，形成电池模组2的侧面。

具体的，在本申请实施例中，电池模组2中的两排电芯3为一一对应，整齐排放，使电池模组2形成规则的六面体结构。不仅可以保证电池模组2的稳定性，节省电池模组2的占用空间，还可以保证每块电芯3的冷却降温的均匀性。此外，每排电芯3具有输出极5的一面位于外侧，以便于与其他连接件连接，提高连接效率。

具体的，每相邻两块电芯3之间可以通过胶水粘连，保证电芯3的连接牢固性，避免出现随意移动的情况，影响电池模组2的稳定性。每个电池模组2包括两排电芯3，在实际情况中，可以有多个电池模组2并排布置，每相邻两个电池模组2之间具有间隙，以便于输出极5可以与其他连接件连接。

进一步的，如图5所示，电池模组2还具有两个端面，每个端面均垂直于第一表面、第二表面以及两个侧面，电池模组2还把包括扎带6，扎带6箍设于电池模组2的两个侧面和两个端面。

具体的，利用扎带6将两排电芯3箍设起来，对电芯3起到稳固的作用，以免电芯3随意移动，影响电池模组2的稳定性。扎带6箍设于电池模组2的两个侧面和两个端面，以免扎带6对液冷板1和导热垫4的设置产生影响，该侧面为垂直于液冷板1的板面的面。

具体的，在本申请实施例中，扎带6的数量为两根，对称设置，保证电池模组2的受力均匀性。在其他实施例中，扎带6的数量可以根据实际情况来设定。可知道的是，扎带6的位置应该避开电芯3的输出极5。

进一步的，扎带6与两个端面之间还设置有端板8，端板8贴设于两个端面。

具体的，在本申请实施例中，两排电芯3整齐排列，使电池模组2形成规则的六面体结构。优选的，上述两个端面为电池模组2不具有输出极5的面，可以保证端板8与电池模组2的两个端面紧密贴合。上述端板8的数量为两块，两块端板8分别贴设于电池模组2的两个端面。通过扎带6将端板8与电芯3连接为一个牢固的整体，上述端板8对电池模组2内部的电芯3起到保护的作用，并且对电芯3也起到限位和固定作用，避免电芯3随意移动。上述端板8的材质为硬质材质。

进一步的，端板8与扎带6之间还设置有隔热垫7，隔热垫7贴设于两个端面。

具体的，由于端板8具有导热性，在本申请实施例中，在端板8与电池模组2的端面之间设置隔热垫7，可以有效防止电芯3的热量通过端板8过度流失。隔热垫7可以有为软质材料，可以减小端板8与电芯3之间的摩擦。

进一步的，每块液冷板1设置有用于连通进水管道的水冷接头9和用于连通出水管道的集液腔10，水冷接头9和集液腔10均连通于冷却流道，水冷接头9和集液腔10位于液冷板1的同一端。

具体的，在本申请实施例中，冷却水从水冷接头9进入液冷板1内部的冷却流道，从集液腔10流出。由于水冷接头9和集液腔10均通过管道连通于水泵，因此，将水冷接头9和集液腔10设置于液冷板1的同一端，可以减少管道的布置，提高工作效率。上述水冷接头9和集液腔10均设置于液冷板1的端部，避免占用液冷板1的冷却面积。

进一步的，液冷板1的数量为至少两块，多块液冷板1的水冷接头9和集液腔10位于电池模组2的同一端。

具体的，在本申请实施例中，电池模组2的数量为3个，3个电池模组2叠设，每个电池模组2的第一表面和第二表面均设置有液冷板1和导热垫4。此时，每块液冷板1上均设置有水冷接头9和集液腔10，多块液冷板1的水冷接头9和集液腔10位于电池模组2的同一端，不仅可以减少管道的布置，方便对液冷板1的冷却管理，还可以节省本申请实施例电池包热管理系统的占用空间。优选的，考虑到每相邻两个电池模组2共用一块液冷板，因此，每相邻两个电池模组2之间的液冷板1内部的冷却流道的数量多于其他位置的液冷板1内部的冷却流道的数量，或者每相邻两个电池模组2之间的液冷板1内部的冷却水的流量大于其他位置的液冷板1内部的冷却水的流量，可以减小每相邻连个电池模组2之间的温差。

在其他实施例中，电池模组2的数量还可以为其他数量，例如2个、4个、5个等。

进一步的，本申请实施例电池包热管理系统还包括控制装置和温度监测装置，控制装置与进水管道和出水管道连接，控制装置用于控制进水管道和出水管道的通断，温度监测装置贴设于电芯3，温度监测装置用于监测电芯3的温度，控制装置与温度监测装置通信连接。

具体的，在本申请实施例中，可以在进水管道和出水管道上均安装电磁阀等开关，这些开关与控制装置均通信连接。温度监测装置检测到电芯3的温度值，并将数据传输至控制装置，控制装置可以设置有第一温差预设值，控制装置判断各电芯3的温差是否大于第一温差预设值，若是，则会报警，甚至可以控制电磁阀关闭，中断进水管道和出水管道。

具体的，电芯3的数量为多块，可以根据需要在每相邻两块电芯3之间、每块电芯3的表面等位置设置温度监测装置。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语″上″、″下″等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语″安装″、″相连″、″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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如″第一″和″第二″等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语″包括″、″包含″或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句″包括一个........″限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电池包热管理系统，其特征在于，包括：

液冷板(1)，其内部设置有冷却流道；

电池模组(2)，其包括电芯(3)，所述电芯(3)的最大两个相对面形成所述电池模组(2)的第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面均与所述液冷板(1)贴合。

2.如权利要求1所述的电池包热管理系统，其特征在于：所述电池包热管理系统还包括导热垫(4)，所述导热垫(4)铺设于所述液冷板(1)与所述电池模组(2)之间。

3.如权利要求2所述的电池包热管理系统，其特征在于：所述导热垫(4)的面积大于或等于所述第一表面和第二表面的面积。

4.如权利要求1所述的电池包热管理系统，其特征在于：所述电池模组(2)包括具有输出极(5)的两个侧面，所述电芯(3)的数量为两排，两排所述电芯(3)为一一对应，且每排电芯(3)具有输出极(5)的一面位于外侧，形成电池模组(2)的所述侧面。

5.如权利要求4所述的电池包热管理系统，其特征在于：所述电池模组(2)还具有两个端面，每个所述端面均垂直于所述第一表面、所述第二表面以及两个所述侧面，所述电池模组(2)还把包括扎带(6)，所述扎带(6)箍设于所述电池模组(2)的两个所述侧面和两个所述端面。

6.如权利要求5所述的电池包热管理系统，其特征在于：所述扎带(6)与两个所述端面之间还设置有端板(8)，所述端板(8)贴设于两个所述端面。

7.如权利要求6所述的电池包热管理系统，其特征在于：所述端板(8)与所述扎带(6)之间还设置有隔热垫(7)，所述隔热垫(7)贴设于两个所述端面。

8.如权利要求1所述的电池包热管理系统，其特征在于：每块所述液冷板(1)设置有用于连通进水管道的水冷接头(9)和用于连通出水管道的集液腔(10)，所述水冷接头(9)和集液腔(10)均连通于所述冷却流道，所述水冷接头(9)和集液腔(10)位于所述液冷板(1)的同一端。

9.如权利要求8所述的电池包热管理系统，其特征在于：所述液冷板(1)的数量为至少两块，多块所述液冷板(1)的水冷接头(9)和集液腔(10)位于所述电池模组(2)的同一端。

10.如权利要求8所述的电池包热管理系统，其特征在于：所述电池包热管理系统还包括控制装置和温度监测装置，所述控制装置与所述进水管道和出水管道连接，所述控制装置用于控制进水管道和出水管道的通断，所述温度监测装置贴设于所述电芯(3)，所述温度监测装置用于监测电芯(3)的温度，所述控制装置与所述温度监测装置通信连接。

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