CN218977170U - 一种电池bdu散热系统及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种电池BDU散热系统，包括：电池模组；BDU水冷组件，设置于电池模组且位于电池模组上方；BDU组件，支撑于BDU水冷组件上方；及热防护组件，设置于电池模组与BDU水冷组件之间。本申请实施例电池BDU散热系统充分地利用了电池包的z向空间，既满足了电池包空间要求，又能对BDU组件进行水冷主动降温，满足BDU组件散热需求，进一步通过热防护组件有效抑制热失控蔓延，也满足了电池包安全性要求。

Description

一种电池BDU散热系统及用电设备

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池BDU散热系统及用电设备。

背景技术

目前，新能源汽车中，对动力电池快充要求越来越高，充电电流越来越大，需要对电池进行有效散热。

电池切断单元(Battery Disconnect Unit，BDU)作为新能源汽车动力电池断开与接通高压电的装置，是电池系统高压分配、切断、短路保护的工作单元，对电池包的安全有着至关重要的作用，因此是新能源汽车上一个较为关键的零部件。

然而，受限于电池包整体布置，其内部空间有限，如何合理对BDU布局降低空间占用以及有效对BDU散热是亟待解决的问题。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种电池BDU散热系统及用电设备，用以解决相关技术中BDU及其散热系统占用空间大且无法兼顾有效散热的问题。

本申请实施例提供了一种电池BDU散热系统，包括：电池模组；BDU水冷组件，设置于所述电池模组且位于所述电池模组上方；BDU组件，支撑于所述BDU水冷组件上方；及热防护组件，设置于所述电池模组与所述BDU水冷组件之间。

本申请实施例，电池BDU散热系统在电池模组的顶部向上依次叠放有热防护组件、BDU水冷组件及BDU组件，充分地利用了电池包的z向空间，减少铜排连接长度以及节省了电池包x方向和y方向的空间，既满足了电池包空间要求，又能对BDU组件进行水冷主动降温，满足BDU组件散热需求，进一步通过热防护组件有效抑制热失控蔓延，也满足了电池包安全性要求，最终形成一套可靠稳定的电池BDU散热系统。

在一些实施例中，所述BDU水冷组件包括支架及冷水板，所述支架上表面设置有冷水槽，所述冷水板设置于所述支架且覆盖所述冷水槽，以形成供冷水流通的冷水流道；所述BDU组件支撑在所述冷水板上。

本申请实施例，通过水冷主动对BDU组件进行换热降温，相较于自然被动散热方式相比，散热效率大幅提升，从而满足BDU组件功能要求。

在一些实施例中，所述冷水板与所述支架之间设置有弹性支撑件，所述BDU组件位于所述冷水板上与所述弹性支撑件相对应的位置。

本申请实施例，弹性支撑件一方面为冷水板上的BDU组件提供弹性支撑，另一方面BDU组件通过弹性支撑件更有效地与水冷流道内的冷水进行换热。弹性支撑件例如可以采用发泡硅橡胶。优选，发泡硅橡胶具有30kpa压缩应力，以满足BDU组件导热面贴合和支架30受力要求。

在一些实施例中，所述BDU组件包括BDU主体及导热部件，所述导热部件设置于所述BDU主体与所述冷水板之间，并与所述BDU主体与所述冷水板接触。

本申请实施例，导热部件吸收BDU主体产生的热通过冷水板传递至弹性支撑件，弹性支撑件与水冷流道内的冷水进行换热，通过导热部件53与弹性支撑件配合使得导热效率提升，散热效果明显。

在一些实施例中，所述支架上设置有多个固定柱，所述冷水板上设置有多个与所述固定柱相对应的固定孔，所述BDU主体设置有多个锁紧孔，所述固定柱穿过对应的所述固定孔并与对应的所述锁紧孔通过紧固件将所述BDU主体固定于所述支架。

本申请实施例，支架上的固定柱、冷水板上固定孔以及BDU主体的锁紧孔通过紧固件结合固定在一起，使得支架在z方向支撑BDU主体的同时，还能充分地与BDU主体进行换热，满足电池包空间要求及散热要求。

在一些实施例中，所述BDU主体包括第一BDU主体和第二BDU主体，5所述第一BDU主体和所述第二BDU主体间隔设置在所述冷水板上。

本申请实施例，间隔布置的第一BDU主体和第二BDU主体各自通过冷水组件进行主动降温，散热效果更好，确保BDU主体性能。

在一些实施例中，所述支架的侧部设置有多个支脚，所述支脚固定于所述电池模组的侧板。

0本申请实施例，支架上的固定柱、冷水板上固定孔以及BDU主体的锁

紧孔通过紧固件结合固定在一起，使得支架在z方向支撑BDU主体的同时，还能充分地与BDU主体进行换热，满足电池包空间要求及散热要求。

在一些实施例中，所述热防护组件包括以下任意一种或多种耐高温件：

泡棉、云母板、陶瓷橡胶复合板。

5本申请实施例，通过支架顶部支撑冷水板及BDU组件，支架不仅起到在z方向支撑冷水板及BDU组件的作用，还对BDU组件起到水冷主动降温的作用。

本申请实施例还提供一种用电设备，包括：如上任一实施例所述的电池BDU散热系统。

0本申请实施例的用电设备，通过配置上述实施例的电池BDU散热系统，

能够在大倍率快充及大倍率充放电过程中，满足BDU散热要求，同时有利于整个电池包的小型化，减少对用电设备空间占用。

附图说明

5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电池BDU系统分解示意图；

图2为本申请实施例提供的一种电池BDU系统整体安装结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种电池BDU系统电池模组和热防护组件结构安装示意图；

图4为本申请实施例提供的BDU水冷组件安装结构示意图；

图5为本申请实施例提供的冷水板与BDU组件安装结构示意图；

图6为本申请实施例提供的冷水板结构示意图。

图标：10-电池模组；11-侧板；101-底部；102-顶部；20-热防护组件；21-泡棉；22-云母板；30-支架；31-支脚；32-固定柱；33-冷水槽；40-冷水板；41-定位孔；42-固定孔；43-弹性支撑件；50-BDU组件；51-第一BDU主体；52-第二BDU主体；53-导热部件。

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。

请参照图1和图2，图1为本申请实施例提供的一种电池BDU系统分解示意图；图2为本申请实施例提供的一种电池BDU系统整体安装结构示意图。

本申请实施例提供一种电池BDU散热系统，包括：电池模组10、热防护组件20、BDU水冷组件及BDU组件50。

电池模组10包含多个相连接的电池单元，具有在z方向上的底部101和顶部102以及x方向上的侧部。

BDU水冷组件设置于电池模组10且位于电池模组10上方。例如，BDU水冷组件固定安装在电池模组10的顶部102，与电池模组10之间具有z方向上的间隙，该间隙用于容纳热防护组件20。BDU水冷组件30一方面对BDU组件50提供支撑，另一方面通过水冷的方式主动为BDU组件50降温。

BDU组件50支撑于所述BDU水冷组件上方，与BDU水冷组件相接触，通过与BDU水冷组件换热进行散热降温。BDU组件50包含BDU主体，BDU主体即为电池切断单元(BatteryDisconnect Unit，BDU)其作为新能源汽车动力电池断开与接通高压电的装置，是电池系统高压分配、切断、短路保护的工作单元。BDU主体集成有集成有继电器、预充电阻、电流传感器、熔断器、高压铜排、低压连接器、高压电压采样连接器、线束总成等零部件。

热防护组件20设置于电池模组10与BDU水冷组件之间，位于电池模组10与BDU水冷组件之间的间隙中。热防护组件20用来阻挡电池模组10热失控的喷阀物，有效抑制热失控蔓延至BDU组件50等部件，确保电池安全。

可以理解的，本申请实施例的电池BDU散热系统，在电池模组10的顶部向上(z向方向)依次叠放有热防护组件20、BDU水冷组件及BDU组件50，充分地利用了电池包的z向空间，减少铜排连接长度以及节省了电池包x方向和y方向的空间，既满足了电池包空间要求，又能对BDU组件50进行水冷主动降温，满足BDU组件50散热需求，进一步通过热防护组件20有效抑制热失控蔓延，也满足了电池包安全性要求，最终形成一套可靠稳定的电池BDU散热系统。

在一些实施例中，参照图1、图2及图4，图4为本申请实施例提供的BDU水冷组件安装结构示意图。上述BDU水冷组件包括支架30及冷水板40，支架30上表面设置有冷水槽33，冷水板40设置于支架30且覆盖冷水槽33，以形成供冷水流通的冷水流道。BDU组件50支撑在冷水板40上。

支架30具有面对热防护组件20的底面(下表面)以及与底面相反的顶面(上表面)，可以在支架30的顶面形成有多个内凹的冷水槽33，冷水板40叠放置在支架30的顶面并覆盖冷水槽33，冷水板40与冷水槽33共同构成了冷水流通的通道，BDU组件50叠放在冷水板40上，与冷水板40上表面接触，从而与冷水流通内的流通的冷水实现换热，以降低BDU组件50工作产生的热。本申请实施例，通过水冷主动对BDU组件50进行换热降温，相较于自然被动散热方式相比，散热效率大幅提升，从而满足BDU组件50功能要求。

在一些实施例中，参照图1、图2、图5及图6，图5为本申请实施例提供的冷水板与BDU组件安装结构示意图；图6为本申请实施例提供的冷水板结构示意图。冷水板40与支架30之间设置有弹性支撑件43，BDU组件50支撑位于冷水板40上与弹性支撑件43相对应的位置。

弹性支撑件43一方面为冷水板40上的BDU组件50提供弹性支撑，另一方面BDU组件50通过弹性支撑件43更有效地与水冷流道内的冷水进行换热。弹性支撑件43例如可以采用发泡硅橡胶。优选，发泡硅橡胶具有30kpa压缩应力，以满足BDU组件50导热面贴合和支架30受力要求。

在一些实施例中，BDU组件50包括BDU主体及导热部件53，导热部件53设置于BDU主体与冷水板40之间，与BDU主体与冷水板40接触。其中导热部件53的位置与弹性支撑件43的位置相对应。导热部件53吸收BDU主体产生的热通过冷水板40传递至弹性支撑件43，弹性支撑件43与水冷流道内的冷水进行换热，通过导热部件53与弹性支撑件43配合使得导热效率提升，散热效果明显。一示例中，导热部件为导热垫或者导热胶。优选，导热胶为丙烯酸导热结构胶，环氧导热结构胶，导热凝胶等导热填缝剂，导热系数优选在1.2w/m.k-2w/m.k。

一示例中，BDU主体包括第一BDU主体51和第二BDU主体52，第一BDU主体51和第二BDU主体52间隔设置在冷水板40上。第一BDU主体51可以为BDU主正，第二BDU主体52可以为BDU主负，可以分别在第一BDU主体51与冷水板40之间、第二BDU主体52与冷水板40之间设置上述导热部件53。间隔布置的第一BDU主体51和第二BDU主体52各自通过冷水组件进行主动降温，散热效果更好，确保BDU主体性能。

在一些实施例中，参照图1-图5，支架30上设置有多个固定柱32，冷水板40上设置有多个与固定柱32相对应的固定孔42。BDU主体设置有多个锁紧孔54(图2所示)，固定柱32穿过对应的固定孔42并与对应的锁紧孔54通过紧固件将BDU主体固定于支架30。

在将冷水板40放置于支架30上时，将冷水板40上固定孔42与支架30上的固定柱32相对应，例如可以通过冷水板40上的主定位孔41进行定位，然后将冷水板40放置在支架30的顶面上，此时支架30上的固定柱32分别穿过对应的固定孔42。在将BDU主体安装在支架30上时，将BDU主体的锁紧孔54对准对应的固定柱32，然后通过紧固件例如螺栓将将BDU主体与支架30锁固，并且BDU主体放置在冷水板40上与冷水板40上表面充分接触。本申请实施例，支架30上的固定柱32、冷水板40上固定孔42以及BDU主体的锁紧孔54通过紧固件结合固定在一起，使得支架30在z方向支撑BDU主体的同时，还能充分地与BDU主体进行换热，满足电池包空间要求及散热要求。

进一步可选的，BDU主体的锁紧孔54处优选设置有缓冲垫用来吸收振动冲击。

在一些实施例中，参照图2和图4，图4为本申请实施例提供的BDU水冷组件安装结构示意图。支架30的侧部设置有多个支脚31，支脚31固定于电池模组10的侧板11上。可以在支架30的x方向两侧分别设置多个支脚31，支架30整体呈拱形，支撑在电池模组10的顶部上方。通过支架30顶部支撑冷水板40及BDU组件50，支架30不仅起到在z方向支撑冷水板40及BDU组件50的作用，还对BDU组件50起到水冷主动降温的作用。

在一些实施例中，上述支架30及冷水板40可以采用钢B340/590DP，优选材料屈服强度≥340Mpa、抗拉强度≥590Mpa，断裂延伸率≥20％，以满足轻量化和强度需求。

在一些实施例中，参照图1和图3，图3为本申请实施例提供的一种电池BDU系统电池模组和热防护组件结构安装示意图。上述热防护组件20包括以下任意一种或多种耐高温件：泡棉、云母板、陶瓷橡胶复合板。示例的，热防护组件20包括泡棉21及云母板22，泡棉21位于云母板22的x方向的两侧。泡棉优选采用双面背胶，利于装配预定位及粘附固定作用。云母板或者云母板和陶瓷硅橡胶复合材质优选抗拉强度≥140Mpa，火烧1300℃在30min，从而能保证热失控时抑制热蔓延。

综上所述，本申请实施例的优选实施例中，在电池模组上方的集成了热防护组件20、电流及继电器熔断器分配组件(BDU主正和BDU主负)、BDU冷水换热组件。当需要电池包内X-Y方向空间受限时，将上述热防护组件20、电流及继电器熔断器分配组件(BDU主正和BDU主负)、BDU冷水换热组件置于电池模组10上方，充分利用池模组10上方的Z向空间，满足空间要求的同时具备电池热失控热蔓延的防护措施。BDU通过支架30的固定柱约束安装在支架30上，并且通过冷板底部的弹性支撑件弹性支撑BDU，冷板与BDU通过导热垫贴合，达到了换热效率高的效果。安装时，可以按照一层层结构堆叠装配，如螺栓安装，方便拆卸维修，整个系统牢固可靠，并且通过实测验证满足了各种振动测试、路试测试、电性能测试及热管理性能测试。

本申请实施例还提供一种用电设备，包括：如上任一实施例所述的电池BDU散热系统。用电设备可以是电动汽车，例如纯电电动汽车或者插电混动电动汽车。用电设备还可以是轮船、移动电源等。

本申请实施例的用电设备，通过配置上述实施例的电池BDU散热系统，能够在大倍率快充及大倍率充放电过程中，满足BDU散热要求，同时有利于整个电池包的小型化，减少对用电设备空间占用。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

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 (10)

1.一种电池BDU散热系统，其特征在于，包括：

电池模组；

BDU水冷组件，设置于所述电池模组且位于所述电池模组上方；

BDU组件，支撑于所述BDU水冷组件上方；及

热防护组件，设置于所述电池模组与所述BDU水冷组件之间。

2.根据权利要求1所述的电池BDU散热系统，其特征在于，

所述BDU水冷组件包括支架及冷水板，所述支架上表面设置有冷水槽，所述冷水板设置于所述支架且覆盖所述冷水槽，以形成供冷水流通的冷水流道；所述BDU组件支撑在所述冷水板上。

3.根据权利要求2所述的电池BDU散热系统，其特征在于，

所述冷水板与所述支架之间设置有弹性支撑件，

所述BDU组件位于所述冷水板上与所述弹性支撑件相对应的位置。

4.根据权利要求3所述的电池BDU散热系统，其特征在于，

所述BDU组件包括BDU主体及导热部件，所述导热部件设置于所述BDU主体与所述冷水板之间，并与所述BDU主体与所述冷水板接触。

5.根据权利要求4所述的电池BDU散热系统，其特征在于，

所述导热部件为导热垫或者导热胶。

6.根据权利要求4所述的电池BDU散热系统，其特征在于，

所述支架上设置有多个固定柱，所述冷水板上设置有多个与所述固定柱相对应的固定孔，

所述BDU主体设置有多个锁紧孔，所述固定柱穿过对应的所述固定孔并与对应的所述锁紧孔通过紧固件将所述BDU主体固定于所述支架。

7.根据权利要求4所述的电池BDU散热系统，其特征在于，

所述BDU主体包括第一BDU主体和第二BDU主体，所述第一BDU主体和所述第二BDU主体间隔设置在所述冷水板上。

8.根据权利要求2所述的电池BDU散热系统，其特征在于，

所述支架的侧部设置有多个支脚，所述支脚固定于所述电池模组的侧板，所述支架与所述电池模组顶部之间形成有间隙，所述热防护组件位于5所述间隙中。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的电池BDU散热系统，其特征在于，所述热防护组件包括以下任意一种或多种耐高温件：泡棉、云母板、陶瓷橡胶复合板。

10.一种用电设备，其特征在于，包括：

如权利要求1-9中任一项所述的电池BDU散热系统。

Images