CN218299916U - 液冷组件、动力电池包及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种液冷组件、动力电池包及用电设备，涉及动力电池技术领域。液冷组件用于对电池单体进行换热，液冷组件包括：热管本体及液冷本体，液冷本体设置有至少两个，热管本体配置于两个液冷本体之间，且与液冷本体焊接，以使电池单体设置于热管本体上时，电池单体、液冷本体及热管本体三者进行换热。热管本体连接于两个液冷本体之间，且热管本体上设置有电池单体，使得电池单体在充放电的过程中与热管本体进行换热，热管本体再与液冷本体进行换热，其中液冷本体内的冷却液能够将热量以热传导及热辐射的方式快速散热，有利于提高电池单体的安全性以及降低能耗。

Description

液冷组件、动力电池包及用电设备

技术领域

本申请涉及动力电池技术领域，具体而言，涉及一种液冷组件、动力电池包及用电设备。

背景技术

节能减排是汽车产业可持续发展的关键，电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分，对于电动车辆而言，电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。

在相关的技术中，动力电池主要通过提高与冷板的接触面积和优化冷板流道设计来提升流体自身的换热效果，但是当遇到一些恶劣工况时，会影响到动力电池的性能和安全。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种液冷组件、动力电池包及用电设备，有利于提高产品性能和安全。

为达上述目的，本申请采用以下技术方案：

第一方面，本申请提供一种液冷组件，所述液冷组件用于对电池单体进行换热，所述液冷组件包括：热管本体及液冷本体，所述液冷本体设置有至少两个，所述热管本体配置于两个所述液冷本体之间，且与所述液冷本体焊接，以使所述电池单体设置于所述热管本体上时，所述电池单体、所述液冷本体及所述热管本体三者进行换热。

在上述实现的过程中，热管本体连接于两个液冷本体之间，且热管本体上设置有电池单体，使得电池单体在充放电的过程中与热管本体进行换热，热管本体再与液冷本体进行换热，其中液冷本体内的冷却液能够将热量以热传导及热辐射的方式快速散热，有利于提高电池单体的安全性以及降低能耗。

在一些实施例中，所述热管本体设置有至少两个，两个所述热管本体间隔分布，以使设置于不同的所述热管本体上的所述电池单体之间形成间隙。

在上述实现的过程中，两个热管本体间隔设置，使得设置于不同的热管本体的电池单体之间能够存在间隙，保证不同热管本体上的电池单体之间部接触，能够起到绝缘的作用，提高产品的安全性。

在一些实施例中，所述电池单体配置于所述热管本体的上方，且所述电池单体的底面不大于所述热管本体的上表面，能够保证对电池单体换热的均衡性，提高电池单体的性能系数。

在一些实施例中，所述液冷本体设置有冷却口，所述热管本体设置于所述冷却口，且所述热管本体的至少一部分的结构配置于所述液冷本体的内部，以用于所述热管本体与所述液冷本体之间的换热。

在上述实现的过程中，热管本体的一端通过冷却口设置于液冷本体的内部，使得热管本体与电池单体进行换热后，能够与液冷本体进行换热，可减小电池单体之间的温差，有助于电池单体在合适的温度范围内工作，提高其使用寿命及热管理效率。

在一些实施例中，所述液冷本体被配置为沿前后方向分布，所述热管本体被配置为沿左右方向分布，且所述热管本体沿所述液冷本体的分布方向上设置有至少一个，能够充分利用空间，有利于提高空间利用率，提高产品的整体性能。

第二方面，本申请还提供一种动力电池包，包括：若干电池单体，其上端配置有正极和负极；和如上述任一项所述的液冷组件，所述液冷组件的热管本体配置于所述电池单体的下端，以用于所述热管本体与所述电池单体之间的换热。

在上述实现的过程中，电池单体的正极和负极设置于上端，液冷组件的热管本体设置于电池单体的下端，使得正极和负极进行充放电时，能够通过热管本体进行换热，有利于正极和负极远离热源，提高产品的安全性。

在一些实施例中，所述动力电池包还包括限位件，所述限位件被配置为沿左右方向分布，且所述限位件连接于所述热管本体的一侧，以用于所述电池单体在前后方向上的限位，保证电池单体的稳固性。

在一些实施例中，所述动力电池包还包括导热件，所述导热件配置于所述热管本体与所述电池单体之间，能够对电池单体进行导热的同时，也方便对电池单体进行固定，提高电池单体的稳定性。

在一些实施例中，位于同一所述热管本体上的若干所述电池单体沿左右方向分布，且相邻的两个所述电池单体之间固定件。

第三方面，本申请还提供一种用电设备，包括如上任一项所述的动力电池包。

本申请第三方面实施例提供的用电设备，因包括第二方面技术方案中所述的动力电池包，因而具有上述实施例所具有的一切技术效果，在此不再赘述。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术使用者来讲，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相关的附图。

图1是本申请实施例公开的一种液冷组件的结构示意图。

图2是本申请实施例公开的一种动力电池包的结构示意图。

附图标记

10、液冷组件；100、热管本体；101、液冷本体；20、电池单体；30、限位件；40、电池箱体。

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一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术使用者在没有作出创造性劳动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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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使用者而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例

现阶段基于技术、工艺成熟度及加工成本考虑，国内外主流新能源汽车均选用基于动力电池包CTP(Cell To Pack)结构的冲压式液冷板方案，这种冲压式液冷板方案具备结构强度高，热管理效率高等优势，具体为：(1)结构强度方面，采用冲压式铝板，平面度能较好控制，与模组表面接触面积大，其热阻小，提升了热管理效率；(2)热管理效率方面上，流道接触面积大，能有效地降低电池单体内部上下的温度差，在快速充放电以及低温预热时，对电池起到较好的保护。另外，冲压式液冷板作为一个单独的零件集成至在动力电池包外部，节省占用空间，降低成本，而且还可以做到干湿分离，其冷却液如泄露，不会和模组、汇流排等高压零部件接触形成短路，不会导致电池包短路起火等安全事故，从长远来看，非常有利于新能源汽车的发展要求。

发明人在设计的过程中发现，常用液冷板的材料是铝合金，主要通过提高电芯和冷板的接触面积和优化冷板流道设计来提升流体自身的换热效果，当水冷结构及流道造型设计冻结后，液冷板的热管理性能基本上也定型，当遇到高速爬坡+快充等恶劣工况时，液冷板的温差越来越大，最终热平衡在较大的温差工况，如设计余量较小时，当突破边界后，会直接影响到电芯的性能和安全，加剧新能源车能耗的增加。

鉴于此，如图1所示，第一方面，本申请提供一种液冷组件10，所述液冷组件10用于对电池单体20进行换热，所述液冷组件10包括：热管本体100及液冷本体101，所述液冷本体101设置有至少两个，所述热管本体100配置于两个所述液冷本体101之间，且与所述液冷本体101焊接，以使所述电池单体20设置于所述热管本体100上时，所述电池单体20、所述液冷本体101及所述热管本体100三者进行换热。

示例性的，所述热管本体100的内部具有独立循环的冷却介质，能够通过该冷却介质的循环，与所述电池单体20进行换热，且为了提高热管本体100的导热系数，所述热管本体100可以采用紫铜、黄铜或铜合金等材料，其导热系数远大于铝合金，其中所述热管本体100的形状不做特殊的限定，可以设置成扁平状等；所述液冷本体101的材质可采用铝合金，且所述液冷本体101的形状可结合实际布局情况进行适应性改变，其中所述液冷本体101与所述热管本体100进行焊接，例如采用WE-ALCU-Q303自钎焊接技术等。

需要说明的是，采用所述热管本体100与所述液冷本体101焊接后，整车试验最恶劣工况(驱动耐久+大功率快充工况)下，其热平衡温差基本控制在6℃以内，比常规的液冷板效果(温差15℃以内)有所提升，有助于电池单体20在合适的温度范围内工作，其寿命提升5％，热管理效率提升10％，新能源车能耗降低10％。

在上述实现的过程中，热管本体100连接于两个液冷本体101之间，且热管本体100上设置有电池单体20，使得电池单体20在充放电的过程中与热管本体100进行换热，热管本体100再与液冷本体101进行换热，其中液冷本体101内的冷却液能够将热量以热传导及热辐射的方式快速散热，有利于提高电池单体20的安全性以及降低能耗。

如图1-图2所示，所述热管本体100设置有至少两个，两个所述热管本体100间隔分布，以使设置于不同的所述热管本体100上的所述电池单体20之间形成间隙。两个热管本体100间隔设置，使得设置于不同的热管本体100的电池单体20之间能够存在间隙，保证不同热管本体100上的电池单体20之间部接触，能够起到绝缘的作用，提高产品的安全性。

在一些实施例中，所述电池单体20配置于所述热管本体100的上方，且所述电池单体20的底面不大于所述热管本体100的上表面，能够保证对电池单体20换热的均衡性，提高电池单体20的性能系数。

在一些实施例中，所述液冷本体101设置有冷却口，所述热管本体100设置于所述冷却口，且所述热管本体100的至少一部分的结构配置于所述液冷本体101的内部，以用于所述热管本体100与所述液冷本体101之间的换热。具体而言，所述热管本体100焊接于所述冷却口，且所述热管本体100的一端延伸至所述液冷本体101的内部，以用于所述液冷本体101内的冷却液与所述热管本体100进行换热。

在上述实现的过程中，热管本体100的一端通过冷却口设置于液冷本体101的内部，使得热管本体100与电池单体20进行换热后，能够与液冷本体101进行换热，可减小电池单体20之间的温差，有助于电池单体20在合适的温度范围内工作，提高其使用寿命及热管理效率。

如图1所示，所述液冷本体101被配置为沿前后方向分布，所述热管本体100被配置为沿左右方向分布，且所述热管本体100沿所述液冷本体101的分布方向上设置有至少一个，能够充分利用空间，有利于提高空间利用率，提高产品的整体性能。可以理解的是，所述液冷本体101的长度可根据实际的情况进行设定，且所述热管本体100的长度及数量也可根据实际的情况进行设定，在此不一一赘述。

请参照图2，第二方面，本申请还提供一种动力电池包，包括：若干电池单体20，其上端配置有正极和负极；和如上述任一项所述的液冷组件10，所述液冷组件10的热管本体100配置于所述电池单体20的下端，以用于所述热管本体100与所述电池单体20之间的换热。示例性的，所述动力电池包还包括电池箱体40，所述液冷组件10设置于所述电池箱体40内，且所述电池箱体40能够对所述液冷组件10起到支撑及固定的作用，保证所述液冷组件10在使用或者搬运过程中的稳定性。

在上述实现的过程中，电池单体20的正极和负极设置于上端，液冷组件10的热管本体100设置于电池单体20的下端，使得正极和负极进行充放电时，能够通过热管本体100进行换热，有利于正极和负极远离热源，提高产品的安全性。

如图2所示，所述动力电池包还包括限位件30，所述限位件30被配置为沿左右方向分布，且所述限位件30连接于所述热管本体100的一侧，以用于所述电池单体20在前后方向上的限位，保证电池单体20的稳固性。

示例性的，所述限位件30包括但不局限于限位板，所述限位件30与所述热管本体100进行焊接，以使所述限位件30的上端高于所述热管本体100的上端；需要说明的是，相连的两个所述热管本体100之间可设置至少一个，能够保证设置于不同的所述热管本体100上的电池单体20之间被间隔开，且对电池单体20形成前后方向上的限位即可

在一些实施例中，所述动力电池包还包括导热件，所述导热件包括但不局限于导热垫，所述导热件配置于所述热管本体100与所述电池单体20之间，能够对电池单体20进行导热的同时，也方便对电池单体20进行固定，提高电池单体20的稳定性。

在一些实施例中，位于同一所述热管本体100上的若干所述电池单体20沿左右方向分布，且相邻的两个所述电池单体20之间固定件，所述固定件包括但不局限于固定胶等。

第三方面，本申请还提供一种用电设备，包括如上任一项所述的动力电池包。示例性的，所述用电设备可以为但不局限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。

本申请第三方面实施例提供的用电设备，因包括第二方面技术方案中所述的动力电池包，因而具有上述实施例所具有的一切技术效果，在此不再赘述。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术使用者来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液冷组件，其特征在于，所述液冷组件用于对电池单体进行换热，所述液冷组件包括：热管本体及液冷本体，所述液冷本体设置有至少两个，所述热管本体配置于两个所述液冷本体之间，且与所述液冷本体焊接，以使所述电池单体设置于所述热管本体上时，所述电池单体、所述液冷本体及所述热管本体三者进行换热。

2.根据权利要求1所述的液冷组件，其特征在于，所述热管本体设置有至少两个，两个所述热管本体间隔分布，以使设置于不同的所述热管本体上的所述电池单体之间形成间隙。

3.根据权利要求2所述的液冷组件，其特征在于，所述电池单体配置于所述热管本体的上方，且所述电池单体的底面不大于所述热管本体的上表面。

4.根据权利要求1所述的液冷组件，其特征在于，所述液冷本体设置有冷却口，所述热管本体设置于所述冷却口，且所述热管本体的至少一部分的结构配置于所述液冷本体的内部，以用于所述热管本体与所述液冷本体之间的换热。

5.根据权利要求1所述的液冷组件，其特征在于，所述液冷本体被配置为沿前后方向分布，所述热管本体被配置为沿左右方向分布，且所述热管本体沿所述液冷本体的分布方向上设置有至少一个。

6.一种动力电池包，其特征在于，包括：

若干电池单体，其上端配置有正极和负极；和

如权利要求1-5任一项所述的液冷组件，所述液冷组件的热管本体配置于所述电池单体的下端，以用于所述热管本体与所述电池单体之间的换热。

7.根据权利要求6所述的动力电池包，其特征在于，所述动力电池包还包括限位件，所述限位件被配置为沿左右方向分布，且所述限位件连接于所述热管本体的一侧，以用于所述电池单体在前后方向上的限位。

8.根据权利要求6所述的动力电池包，其特征在于，所述动力电池包还包括导热件，所述导热件配置于所述热管本体与所述电池单体之间。

9.根据权利要求6所述的动力电池包，其特征在于，位于同一所述热管本体上的若干所述电池单体沿左右方向分布，且相邻的两个所述电池单体之间固定件。

10.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求6-9任一项所述的动力电池包。

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