CN218334231U - 浸没式bdu结构、电池包及用电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及电池技术领域，提供一种用于电池的浸没式BDU结构、电池包及用电装置，其中，用于电池的浸没式BDU结构包括：液冷板，液冷板内流通有热交换介质；隔板，设于液冷板的上表面并围设出容纳空间，容纳空间内容纳有介电流体；BDU，设于容纳空间内，BDU包括发热元器件，发热元器件至少部分浸没于介电流体内。通过本申请的技术方案，能够提高对BDU的冷却效果，并提高继电器及电池的使用寿命，保证车辆的稳定行驶。
Description
技术领域
本申请涉及用于电池技术领域，具体而言，涉及一种浸没式BDU结构、电池包及用电装置。
背景技术
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风冷式的BDU(Battery Disconnect Unit，电池包断路单元)结构方案。但是，受限于BDU结构布局和风冷散热方式，BDU内如铜排、高压继电器等发热元器件在某些苛刻工况下，温度仍然会较高，严重的话会影响到继电器的寿命；且铜排的过流能力也会受到限制，无法满足4C/6C 的大电流运行工况，如再遇到高速爬坡和大功率快充等叠加工况时，将会导致过温报警，从而影响到整车动力性及续航里程，从而降低产品的竞争力。
实用新型内容
本申请实施例的目的在于提供一种用于电池的浸没式BDU结构、电池及用电装置，用以提高BDU的冷却效果，提高继电器及电池的使用寿命，保证车辆的稳定行驶。
第一方面，本申请提供了一种用于电池的浸没式BDU结构，包括：液冷板，所述液冷板内流通有热交换介质；隔板，设于所述液冷板的上表面并围设出容纳空间，所述容纳空间内容纳有介电流体；BDU(Battery Disconnect Unit，电池包断路单元)，设于所述容纳空间内，所述BDU包括发热元器件，所述发热元器件至少部分浸没于所述介电流体内。
在上述实现过程中，浸没式BDU结构包括液冷板、隔板和BDU。其中，液冷板内流通有热交换介质(如水、冷却液等)，隔板设于液冷板的上表面，并围设出用于容纳介电流体的容纳空间，介电流体为绝缘且能够导热的介质，通过将BUD的发热元器件至少部分浸没于介电流体内，从而可实现对BDU的降温冷却作用。具体地，BDU的发热元器件(如铜排、高压继电器等)与介电流体接触时能够与介电流体进行热交换，然后介电流体通过液冷板进行热交换，从而实现对BDU降温冷却的目的，以提高BDU 的使用寿命，并保证车辆的稳定行驶。
在一种可能的实现方式中，所述BDU还包括：壳体，所述壳体内设有柔性电路板，所述柔性电路板位于所述壳体的顶部，所述发热元器件设于所述柔性电路板朝向所述液冷板的一侧；其中，所述壳体的周侧开设有用于供介电流体流通的通孔。
在上述实现过程中，BDU还包括壳体，壳体的顶部设有柔性电路板，发热元器件设于柔性电路板朝向液冷板的一侧，并对应与柔性电路板上的控制线束电连接，以便于与介电流体接触；同时，通过在壳体的周侧开设多个通孔，从而可保证介电流体能够通过通孔与壳体内的发热元器件接触，进而可实现对发热元器件进行冷却降温的效果。
在一种可能的实现方式中，所述隔板的顶部设有盖板，所述盖板与所述壳体的外表面密封连接。
在上述实现过程中，通过在隔板的顶部设置盖板，并将盖板与壳体的外表面密封连接，从而可防止介电流体从隔板的顶部飞溅或溢出等情况发生。
在一种可能的实现方式中，所述隔板的表面涂覆有绝缘层；或者，所述隔板为绝缘件。
在上述实现过程中，通过在隔板的表面涂覆绝缘层，或者将隔板直接设置为绝缘件，从而可防止BDU结构上电连接件与隔板接触造成短路的情况发生，有助于提高产品的使用安全。
在一种可能的实现方式中，所述隔板与所述液冷板密封连接。
在上述实现过程中，通过将隔板与液冷板密封连接，从而可防止隔板围设出的容纳空间内的介电流体从隔板与液冷板之间溢出，进而保证产品的使用安全。
示例性的，隔板与液冷板相焊接。
在一种可能的实现方式中，所述液冷板具有冷却流道，所述冷却流道的两端形成进液口和出液口，所述进液口和所述出液口的开度可调节。
在上述实现过程中，冷却流道的数量为多个，每个冷却流道的两端形成有进液口和出液口，热交换介质通过进液口进入冷却流道后与介电流体进行热交换后从出液口流出。且进液口和出液口的开度可调节，以结合实际行车工况，如高速爬坡，大功率快充等，根据电池的温度程度适应地调整进液口和出液口的开度，实施最佳的热管理控制策略，使电池包的温差控制在合理的范围内，使电池包全天候工作在合理的温度范围内，确保电池使用安全，从而确保行车安全。
示例性的，进液口和出液口分别与进液管和出液管连通，进液管和出液管与进液口和出液口的连接处可设置阀门，阀门用于控制进液口和出液口的开度。
在一种可能的实现方式中，所述介电流体包括烃油、硅油和氟化烃中的至少一种。
在上述实现过程中，烃油、硅油和氟化烃均具有电绝缘性，可防止多个发热元器件之间发生短路的情况，且具有较高的闪点和燃点、以及较低的凝固点，便于容纳于隔板围设的容纳空间内，且凝固后不易流动，有助于提高在对BDU的发热元器件进行冷却时的安全性。
在一种可能的实现方式中，所述发热元器件包括高压继电器、高压连接器、保险丝和铜排中的至少一种。
在上述实现过程中，高压继电器、高压连接器、保险丝和铜排等发热元器件与柔性电路板上的控制线束电连接，因此当有电流流通时会发热，通过将其至少部分浸没于介电流体内，以与介电介质进行热交换，从而可提高整体的冷却效率。
第二方面，本申请实施例提供一种电池包，包括如第一方面实施例中任一项所述的浸没式BDU结构，所述浸没式BDU结构的液冷板被配置为所述电池包的下箱体。
本申请第二方面实施例提供的电池包，因包括第一方面实施例中任一项所述的浸没式BDU结构，因此具有上述实施例中任一项所述的技术效果，在此不再赘述。
第三方面，本申请实施例提供一种用电装置，包括第二方面实施例中所述的电池，所述电池用于为所述用电装置供电。
本申请第三方面实施例提供的用电装置(如汽车、轮船或飞行器等)，因包括第二方面实施例中所述的电池，因此具有上述实施例中任一项所述的技术效果，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请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相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种用于电池的浸没式BDU结构的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的另一种用于电池的浸没式BDU结构的结构示意图。
图标：100-浸没式BDU结构；10-液冷板；101-进液口；20-隔板；201- 容纳空间；301-发热元器件；3011-高压继电器；3012-铜排；3013-保险丝； 302-壳体；3021-通孔；303-柔性电路板。
具体实施方式
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描述。
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。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
请参考图1，第一方面，本申请提供了一种用于电池的浸没式BDU结构100，包括：液冷板10，液冷板10内流通有热交换介质；隔板20，设于液冷板10的上表面并围设出容纳空间201，容纳空间201内容纳有介电流体；BDU，设于空间内，BDU包括发热元器件301，发热元器件301至少部分浸没于介电流体内。
在上述实现过程中，浸没式BDU结构100包括液冷板10、隔板20和 BDU。其中，液冷板10内流通有热交换介质(如水、冷却液等)，隔板20 设于液冷板10的上表面，并围设出用于容纳介电流体的容纳空间201，介电流体为绝缘且能够导热的介质，通过将BUD的发热元器件301至少部分浸没于介电流体内，从而可实现对BDU的降温冷却作用。具体地，BDU 的发热元器件301(如铜排3012、高压继电器3011等)与介电流体接触时能够与介电流体进行热交换，然后介电流体通过液冷板10进行热交换，从而实现对BDU降温冷却的目的，以提高BDU的使用寿命，并保证车辆的稳定行驶。
具体地，介电流体具有导热性和绝缘性，且具有较低的凝固点，且介电流体也是阻燃剂，可作为灭火剂抑制热失控的发生，从而有助于提高电池包的安全性。
请参考1和图2，在一种可能的实现方式中，BDU还包括：壳体302，壳体302内设有柔性电路板303，柔性电路板303位于壳体302的顶部，发热元器件301设于柔性电路板303朝向液冷板10的一侧；其中，壳体302 的周侧开设有用于供介电流体流通的通孔3021。
在上述实现过程中，BDU还包括壳体302，壳体302的顶部设有柔性电路板303，发热元器件301设于柔性电路板303朝向液冷板10的一侧，并对应与柔性电路板303上的控制线束电连接，以便于与介电流体接触；同时，通过在壳体302的周侧开设多个通孔3021，从而可保证介电流体能够通过通孔3021与壳体302内的发热元器件301接触，进而可实现对发热元器件301进行冷却降温的效果。
在一种可能的实现方式中，隔板20的顶部设有盖板(图中未示出)，盖板与壳体302的外表面密封连接。
在上述实现过程中，通过在隔板20的顶部设置盖板，并将盖板与壳体 302的外表面密封连接，从而可防止介电流体从隔板20的顶部飞溅或溢出等情况发生。
在一种可能的实现方式中，隔板20的表面涂覆有绝缘层。
在一种可能的实现方式中，隔板20为绝缘件。
在上述实现过程中，通过在隔板20的表面涂覆绝缘层，或者将隔板20 直接设置为绝缘件，从而可防止BDU结构上电连接件与隔板20接触造成短路的情况发生，有助于提高产品的使用安全。
在一种可能的实现方式中，隔板20与液冷板10密封连接。
在上述实现过程中，通过将隔板20与液冷板10密封连接，从而可防止隔板20围设出的容纳空间201内的介电流体从隔板20与液冷板10之间溢出，进而保证产品的使用安全。
示例性的，隔板20与液冷板10相焊接。
请参考图1和图2，在一种可能的实现方式中，液冷板10具有冷却流道，冷却流道的两端形成进液口101和出液口，进液口101和出液口的开度可调节。
在上述实现过程中，冷却流道的数量为多个，每个冷却流道的两端形成有进液口101和出液口，热交换介质通过进液口101进入冷却流道后与介电流体进行热交换后从出液口流出。且进液口101和出液口的开度可调节，以结合实际行车工况，如高速爬坡，大功率快充等，根据电池的温度程度适应地调整进液口101和出液口的开度，实施最佳的热管理控制策略，使电池包的温差控制在合理的范围内，使电池包全天候工作在合理的温度范围内，确保电池使用安全，从而确保行车安全。
示例性的，进液口101和出液口分别与进液管和出液管连通，进液管和出液管与进液口101和出液口的连接处可设置阀门，阀门用于控制进液口101和出液口的开度。
在一种可能的实现方式中，介电流体包括烃油、硅油和氟化烃中的至少一种。
在上述实现过程中，烃油、硅油和氟化烃均具有电绝缘性，可防止多个发热元器件301之间发生短路的情况，且具有较高的闪点和燃点、以及较低的凝固点，便于容纳于隔板20围设的容纳空间201内，且凝固后不易流动，有助于提高在对BDU的发热元器件301进行冷却时的安全性。
请参考图1，在一种可能的实现方式中，发热元器件301包括高压继电器3011、高压连接器、保险丝3013和铜排3012中的至少一种。
在上述实现过程中，高压继电器3011、高压连接器、保险丝3013和铜排3012等发热元器件301与柔性电路板303上的控制线束电连接，因此当有电流流通时会发热，通过将其至少部分浸没于介电流体内，以与介电介质进行热交换，从而可提高整体的冷却效率。
第二方面，本申请实施例提供一种电池包，包括如第一方面实施例中任一项的浸没式BDU结构100，浸没式BDU结构100的液冷板10被配置为电池包的下箱体。
本申请第二方面实施例提供的电池包，因包括第一方面实施例中任一项所述的浸没式BDU结构100，因此具有上述实施例中任一项所述的技术效果，在此不再赘述。
第三方面，本申请实施例提供一种用电装置，包括第二方面实施例中的电池，电池用于为用电装置供电。
本申请第三方面实施例提供的用电装置(如汽车、轮船或飞行器等)，因包括第二方面实施例中所述的电池，因此具有上述实施例中任一项所述的技术效果，在此不再赘述。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，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。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。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
需要说明的是，在本文中，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。
Claims (9)
1.一种用于电池的浸没式BDU结构，其特征在于，包括：
液冷板，所述液冷板内流通有热交换介质；
隔板，设于所述液冷板的上表面并围设出容纳空间，所述容纳空间内容纳有介电流体；
BDU，设于所述容纳空间内，所述BDU包括发热元器件，所述发热元器件至少部分浸没于所述介电流体内。
2.根据权利要求1所述的浸没式BDU结构，其特征在于，所述BDU还包括：壳体，所述壳体内设有柔性电路板，所述柔性电路板位于所述壳体的顶部，所述发热元器件设于所述柔性电路板朝向所述液冷板的一侧；
其中，所述壳体的周侧开设有用于供介电流体流通的通孔。
3.根据权利要求2所述的浸没式BDU结构，其特征在于，所述隔板的顶部设有盖板，所述盖板与所述壳体的外表面密封连接。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的浸没式BDU结构，其特征在于，所述隔板的表面涂覆有绝缘层；或者，
所述隔板为绝缘件。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的浸没式BDU结构，其特征在于，所述隔板与所述液冷板密封连接。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的浸没式BDU结构，其特征在于，所述液冷板具有冷却流道，所述冷却流道的两端形成进液口和出液口，所述进液口和所述出液口的开度可调节。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的浸没式BDU结构，其特征在于，所述发热元器件包括高压继电器、高压连接器、保险丝和铜排中的至少一种。
8.一种电池包，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的浸没式BDU结构，所述浸没式BDU结构的液冷板被配置为所述电池包的下箱体。
9.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求8所述的电池包，所述电池包用于为所述用电装置供电。
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