CN219350410U - 一种集成液冷的电池箱及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池技术领域，具体公开了一种集成液冷的电池箱，包括箱体、汇流板和导流结构，箱体的底板内设有若干并行的冷却流道，冷却流道用于供冷却介质流通，箱体的框体上设有进水总成和出水总成，汇流板内部被分隔为进水通道和出水通道，冷却介质从进水总成进入进水通道内，然后经导流结构分流后分别进入到并行的冷却流道内，经冷却流道循环后汇流进入到出水通道内，然后一同从出水总成流出。通过汇流板以及导流结构的设置，实现了多条并行的冷却流道之间的均匀分流，进而实现对电池模组的均匀散热，电池模组的温差较小，寿命一致性高。本实用新型还提供一种电池包，包括上述的集成液冷的电池箱。

Description

一种集成液冷的电池箱及电池包

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种集成液冷的电池箱及电池包。

背景技术

为了提高电池包的能量密度，现有的一些电池包出现了将液冷流道集成在箱体中的技术方案，一般来说，该电池包的底板采用标准型材制成，利用型材内部的型腔作为供冷却液流通的流道，为了进一步降低冷却液在流道内的流动阻力，通常采用将多条并行流道的冷却流道结构设计方案。然而，由于冷却液的流速较大，多条并行流道的内的冷却液存在分流不均匀问题，导致电池包内的电池模组接受到液冷流道冷却效果不均匀，最终使得电池包内的电池模组之间在充放电过程中温差较大，电池模组的寿命一致性差，进而从整体上降低了电池包的寿命。

因此，亟需一种集成液冷的电池箱及电池包，来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种集成液冷的电池箱及电池包，其多条并行的冷却流道之间分流均匀，以实现对电池模组的均匀散热。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一方面，本实用新型提供一种集成液冷的电池箱，该集成液冷的电池箱包括：

箱体，所述箱体包括底板和框体，所述底板和框体共同围设形成安装腔，所述底板内设有若干并行的冷却流道，所述冷却流道用于供冷却介质流通，所述框体上设有进水总成和出水总成；

汇流板，所述汇流板安装在所述底板上，所述汇流板内部形成汇流腔，所述汇流腔被分隔为进水通道和出水通道，所述进水通道的一端与所述进水总成连通，所述进水通道的另一端与若干并行的所述冷却流道的进水端连通，所述出水通道的一端与若干并行的所述冷却流道的出水端连通，所述出水通道的另一端与所述出水总成连通；

导流结构，所述导流结构包括公端和母端，所述公端设置在所述汇流板上，所述母端设置在所述底板上，所述公端与所述母端配合连接，所述导流结构使得所述冷却介质均匀进入到若干并行的所述冷却流道内。

可选地，所述进水总成包括进水嘴和第一集流块，所述进水嘴穿设在所述框体上，所述第一集流块与所述进水嘴和所述进水通道连通；

所述出水总成包括出水嘴和第二集流块，所述出水嘴穿设在所述框体上，所述第二集流块与所述出水嘴和所述出水通道连通。

可选地，所述汇流腔的容积为V₁，若干并行的所述冷却流道的总容积为V₂，V₁/V₂的取值范围为0.05～0.6。

可选地，所述汇流板的底壁上设有若干进水口和若干出水口，若干所述进水口均与所述进水通道连通，若干所述出水口均与所述出水通道连通，所述进水口、所述出水口与所述冷却流道一一对应，每个所述进水口与一条所述冷却流道的进水端连通，每个所述出水口与相应的所述冷却流道的出水端连通。

可选地，所述进水口和/或所述出水口的环向设有上限位台阶，所述上限位台阶构成所述导流结构的公端；

所述底板上对应所述上限位台阶的位置凹设有下限位台阶，所述下限位台阶构成所述导流结构的母端，所述上限位台阶和所述下限位台阶相互穿插并形成配合连接面，所述上限位台阶将所述冷却介质引入所述冷却流道内。

可选地，所述上限位台阶包括第一竖直面、第一水平面和第二竖直面，沿所述下限位台阶的宽度方向，所述第一水平面与所述下限位台阶之间形成配合连接面，所述第一竖直面与所述下限位台阶之间具有第一间隙a，所述第二竖直面与所述下限位台阶之间具有第二间隙b。

可选地，所述第一间隙a和所述第二间隙b的取值范围均为0.05mm～6mm，所述配合连接面的宽度的取值范围为0.5mm～12mm。

可选地，所述底板内设有隔条，所述隔条将所述冷却流道分隔为若干子流道。

可选地，沿所述底板的高度方向，所述隔条与所述上限位台阶的末端之间具有第三间隙c，所述第三间隙c的取值范围为0.05mm～10mm。

另一方面，本实用新型提供一种电池包，包括上述任一方案中的集成液冷的电池箱。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供一种集成液冷的电池箱，包括箱体、汇流板和导流结构，箱体的底板内设有若干并行的冷却流道，冷却流道用于供冷却介质流通，箱体的框体上设有进水总成和出水总成，汇流板内部被分隔为进水通道和出水通道，导流结构的公端设置在汇流板上，母端设置在底板上，公端与所述母端配合连接，冷却介质能够从进水总成进入进水通道内，然后经导流结构分流后分别进入到并行的冷却流道内，经冷却流道循环后汇流进入到出水通道内，然后一同从出水总成流出。通过汇流板以及导流结构的设置，实现了多条并行的冷却流道之间的均匀分流，进而多条冷却流道内的冷却介质能够分别对电池模组的各部分均匀散热，使得同一个电池模组内部，以及多个电池模组之间的温差较小，其寿命一致性高，从整体上降低了电池包的寿命。

本实用新型还提供一种电池包，包括多个电池模组和上述的集成液冷的电池箱。多个电池模组设置在箱体的安装腔内，箱体的底板内设有若干并行的冷却流道，冷却流道用于供冷却介质流通，冷却介质能够对多个电池模组进行降温。汇流板和导流结构将冷却介质向并行的冷却流道内均匀分流，以此使得电池包内的电池模组受到均匀冷却，最终使得电池包内的多个电池模组温差较小，寿命一致性高，从整体上提升了电池包的寿命。另外，该集成液冷的电池箱的结构简单，加工容易，生产制造难度低，有利于提高生产效率，成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例中提供的集成液冷的电池箱的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中提供的集成液冷的电池箱的爆炸图；

图3是本实用新型实施例中提供的集成液冷的电池箱(去掉侧边框和后边框后)在第一视角下的结构示意图；

图4是图3中A处的局部放大图；

图5是本实用新型实施例中提供的下集成液冷的电池箱(去掉侧边框和后边框后)在第二视角下的结构示意图；

图6是图5中B处的局部放大图；

图7是本实用新型实施例中提供的出水总成的结构示意图；

图8是本实用新型实施例中提供的集成液冷的电池箱(去掉侧边框和后边框后)在第三视角下的结构示意图；

图9是图8中C-C截面的剖面图；

图10是图9中D处的局部放大图；

图11是图9中E处的局部放大图。

图中：

100、箱体；110、底板；111、进水端；112、出水端；113、隔条；1131、子流道；120、前边框；121、第一通孔；130、后边框；140、侧边框；

200、进水总成；210、进水嘴；220、第一集流块；

300、出水总成；310、出水嘴；320、第二集流块；321、第二集流腔；

400、汇流板；401、第二通孔；410、进水通道；411、进水口；420、出水通道；421、出水口；

510、上限位台阶；520、下限位台阶；5101、配合连接面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1-图4所示，本实施例提供一种集成液冷的电池箱，该集成液冷的电池箱包括箱体100、汇流板400和导流结构，其中，箱体100包括底板110和框体，底板110和框体共同围设形成安装腔，安装腔用于安装电池模组或者安装电芯组，电池模组可设置为多个，底板110内设有若干并行的冷却流道，冷却流道用于供冷却介质流通，冷却介质能够对电池模组进行降温。

可选地，框体上设有进水总成200和出水总成300，汇流板400安装在底板110上，汇流板400内部形成汇流腔，汇流腔被分隔为进水通道410和出水通道420，进水通道410的一端与进水总成200连通，进水通道410的另一端与若干并行的所述冷却流道的进水端111连通，出水通道420的一端与若干并行的冷却流道的出水端112连通，出水通道420的另一端与出水总成300连通，从而冷却介质能够从进水总成200进入进水通道410内，然后进水通道410内的冷却介质分流后分别进入到并行的冷却流道内，经冷却流道循环后汇流进入到出水通道420内，然后一同从出水总成300流出。

进一步地，导流结构包括公端和母端，公端设置在汇流板400上，母端设置在底板110上，公端与母端配合连接，经过导流结构能够使得汇流板400内的冷却介质均匀进入到若干并行的冷却流道内。由此，通过汇流板400以及导流结构的设置，实现了多条并行的冷却流道之间的均匀分流，进而多条冷却流道内的冷却介质能够分别对电池模组的各部分均匀散热，使得同一个电池模组内部，以及多个电池模组之间的温差较小，其寿命一致性高，从整体上降低了电池包的寿命。

作为一种可选地方案，本实施例中框体包括前边框120、后边框130和两个侧边框140，前边框120和后边框130相对设置，且分别设置在底板110长度方向的两端，两个侧边框140相对设置，且分别设置在底板110沿其宽度方向的两端。在一些实施例中，前边框120、后边框130和两个侧边框140可以一体成型。当然，在其他实施例中，前边框120、后边框130和两个侧边框140也可以通过焊接连接。

进一步地，底板110和汇流板400均可以采用型材制成。示例性地，本实施例中底板110采用两块型材拼接制成，每块型材的内部形成两个型腔，型腔的两端封堵，从而每个型腔构成一条封闭的冷却流道，即底板110内部共设有四条冷却流道，每条冷却流道均包括去流通道和回流通道，去流通道和回流通道均沿底板110的长度方向设置，去流通道的一端为进水端111，该进水端111与进水通道410连通，回流通道一端为出水端112，该出水端112与出水通道420连通，去流通道另一端和回流通道的另一端在远离汇流板400的一端互相连通，以使去流通道和回流通道形成一个完整的冷却回路。同样地，用型材制作的汇流板400内部的型腔也设有两个，分别构成进水通道410和出水通道420，为了使进水通道410和出水通道420封闭，型腔的两端封堵。示例性地，可以通过橡胶块等封堵件封堵型腔的两端。当然，也可以选择其他密封的方式，本实施例对此不做限定。

作为一种可选地方案，底板110的冷却流道内设有隔条113，隔条113将冷却流道分隔为若干子流道1131，即去流通道包括若干子流道1131，回流通道包括与之相同数量的子流道1131，从而冷却介质在经进水口411进入冷却流道后可以继续分流，进一步提高了分流的均匀性，有利于使电池模组散热均匀。

继续参见图5和图6，汇流板400靠近前边框120的位置设置，前边框120上设有两个第一通孔121，进水总成200和出水总成300分别穿过两个第一通孔121设置，从而进水总成200能够与汇流板400的进水通道410连通，出水总成300能够与汇流板400的出水通道420连通。可选地，参见图4，汇流板400的上壁面设有两个第二通孔401，其中一个第二通孔401连通进水总成200和进水通道410，另一个第二通孔401连通出水总成300和出水通道420。

示例性地，汇流板400的底壁上设有四个进水口411和四个出水口421，四个进水口411和四个出水口421交替布置，四个进水口411均与进水通道410连通，四个出水口421均与出水通道420连通，进水口411、出水口421与冷却流道一一对应，且进水口411和出水口421交错布置，每个进水口411与一条冷却流道的进水端111连通，每个出水口421与相应的冷却流道的出水端112连通。

参见图5和图7，本实施例中的进水总成200包括进水嘴210和第一集流块220，进水嘴210穿设在前边框120的第一通孔121内，第一集流块220连接在汇流板400上，第一集流块220的一端与进水嘴210连通，第一集流块220的另一端通过其中一个第二通孔401与进水通道410连通，第一集流块220的内部形成第一集流腔，当冷却介质通过进水总成200进入汇流板400的进水通道410时，第一集流腔能够对冷却介质的湍流部分起到缓冲的作用，降低其流动速度，从而在汇流板400进行分流时能够更加均匀，有利于于均匀散热。同样地，出水总成300包括出水嘴310和第二集流块320，出水嘴310穿设在前边框120的另一个第一通孔121内，第二集流块320连接在汇流板400上，第二集流块320的一端出水嘴310连通，第二集流块320的另一端通过另一个第二通孔401与出水通道420连通，第二集流块320的内部形成第二集流腔321，当换热后的冷却介质通过出水通道420进入汇流板400的出水总成300时，第二集流腔321同样能够对冷却介质的湍流部分起到缓冲的作用，降低其流动速度，从而延长了换热时间，提高了冷却效果。

进一步地，汇流板400内汇流腔的容积为V1，即进水通道410和出水通道420内总共能够容纳的冷却介质的体积为V1，四条并行的冷却流道的总容积为V2，即四条冷却流道内总共能够容纳的冷却介质的体积为V2，V1/V2的取值范围为0.05～0.6，例如，V1/V2的值可以为0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、或0.6等。由此可以保证汇流板400的汇流腔内具有足够的冷却介质以供分流进入四条冷却流道内。

作为一种可选地方案，参见图8-图11，本实施例中导流结构的公端设置为上限位台阶510，导流结构的母端设置为下限位台阶520，上限位台阶510整体呈椭圆形，环向设置在进水口411和出水口421的边缘，下限位台阶520整体呈椭圆形，环向凹设在底板110上冷却流道的进水端111和出水端112，上限位台阶510和下限位台阶520互相匹配，且能够互相穿插连接，上限位台阶510和下限位台阶520相互穿插后形成配合连接面5101，上限位台阶510能够将冷却介质引入冷却流道内，由于上限位台阶510延长了进水口411或出水口421的长度，从而为冷却介质起到导流的作用，有利于使分流均匀。当然，除了导流的作用外，上限位台阶510和下限位台阶520的设置，还有利于对汇流板400进行定位，方便装配时对准汇流板400的进水口411与冷却流道的进水端111的位置，以及汇流板400的出水口421与冷却流道的出水端112的位置，从而避免互相遮挡导致的冷却介质流通的横截面积减小，进而造成分流不均。另外，导流结构的结构简单，加工容易，生产制造的难度低，生产效率高，一定程度上有降低成本的作用。

可选地，上限位台阶510包括第一竖直面、第一水平面和第二竖直面，沿下限位台阶520的宽度方向，第一水平面与下限位台阶520之间形成配合连接面5101，第一竖直面与下限位台阶520之间具有第一间隙a，第二竖直面与所述下限位台阶520之间具有第二间隙b，其中第一间隙a位于配合连接面5101的一侧，第二间隙b位于配合连接面5101的另一侧，通过第一间隙a和第二间隙b的设置，能够弥补上限位台阶510和下限位台阶520的制作公差，从而方便上限位台阶510与下限位台阶520配合安装。示例性地，第一间隙a和第二间隙b的取值范围均为0.05mm～6mm，配合连接面5101的宽度的取值范围为0.5mm～12mm。例如，第一间隙a和第二间隙b可以设置为0.05mm、0.1mm、0.5mm、0.8mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm或6mm等等。配合连接面5101的宽度可以设置为0.5mm、0.8mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm或12mm等等，此处不再一一列举。

进一步地，沿底板110的高度方向，隔条113与上限位台阶510的末端之间具有第三间隙c，第三间隙c的设置能够保证上限位台阶510的第一水平面和下限位台阶520互相抵接形成配合连接面5101，上限位台阶510与下限位台阶520之间紧密贴合无缝隙，起到了阻隔冷却介质的作用，避免了冷却介质从二者之间大量溢出，密封性良好。示例性地，第三间隙c的取值范围为0.05mm～10mm。例如，第三间隙c可以设置为0.05mm、0.1mm、0.5mm、0.8mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm等等，此处不再一一列举。

本实施例还提供一种电池包，包括多个电池模组和上述的集成液冷的电池箱。集成液冷的电池箱包括箱体100、汇流板400和导流结构，箱体100的底板110和框体围设形成安装腔，多个电池模组设置在安装腔内，底板110内设有若干并行的冷却流道，冷却流道用于供冷却介质流通，冷却介质能够对多个电池模组进行降温。汇流板400将冷却介质向并行的冷却流道内均匀分流，以此使得电池包内的电池模组受到均匀冷却，最终使得电池包内的多个电池模组温差较小，寿命一致性高，从整体上提升了电池包的寿命。

导流结构的公端和母端以阶梯式状的形式相互穿插配合于一体，从而起到良好的导流作用，促使冷却介质在从汇流板400的进水通道410进入多个并行的冷却流道的进水端111时，能够更加均匀的分流。另外，导流结构的公端和母端，也使得汇流板400和底板110之间定位精准，避免冷却介质大量溢出，同时生产制造难度低，有利于提高生产效率，成本较低。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种集成液冷的电池箱，其特征在于，包括：

箱体(100)，所述箱体(100)包括底板(110)和框体，所述底板(110)和框体共同围设形成安装腔，所述底板(110)内设有若干并行的冷却流道，所述冷却流道用于供冷却介质流通，所述框体上设有进水总成(200)和出水总成(300)；

汇流板(400)，所述汇流板(400)安装在所述底板(110)上，所述汇流板(400)内部形成汇流腔，所述汇流腔被分隔为进水通道(410)和出水通道(420)，所述进水通道(410)的一端与所述进水总成(200)连通，所述进水通道(410)的另一端与若干并行的所述冷却流道的进水端(111)连通，所述出水通道(420)的一端与若干并行的所述冷却流道的出水端(112)连通，所述出水通道(420)的另一端与所述出水总成(300)连通；

导流结构，所述导流结构包括公端和母端，所述公端设置在所述汇流板(400)上，所述母端设置在所述底板(110)上，所述公端与所述母端配合连接，所述导流结构使得所述冷却介质均匀进入到若干并行的所述冷却流道内。

2.根据权利要求1所述的集成液冷的电池箱，其特征在于，所述进水总成(200)包括进水嘴(210)和第一集流块(220)，所述进水嘴(210)穿设在所述框体上，所述第一集流块(220)与所述进水嘴(210)和所述进水通道(410)连通；

所述出水总成(300)包括出水嘴(310)和第二集流块(320)，所述出水嘴(310)穿设在所述框体上，所述第二集流块(320)与所述出水嘴(310)和所述出水通道(420)连通。

3.根据权利要求2所述的集成液冷的电池箱，其特征在于，所述汇流腔的容积为V1，若干并行的所述冷却流道的总容积为V2，V1/V2的取值范围为0.05～0.6。

4.根据权利要求2所述的集成液冷的电池箱，其特征在于，所述汇流板(400)的底壁上设有若干进水口(411)和若干出水口(421)，若干所述进水口(411)均与所述进水通道(410)连通，若干所述出水口(421)均与所述出水通道(420)连通，所述进水口(411)、所述出水口(421)与所述冷却流道一一对应，每个所述进水口(411)与一条所述冷却流道的进水端(111)连通，每个所述出水口(421)与相应的所述冷却流道的出水端(112)连通。

5.根据权利要求4所述的集成液冷的电池箱，其特征在于，所述进水口(411)和/或所述出水口(421)的环向设有上限位台阶(510)，所述上限位台阶(510)构成所述导流结构的公端；

所述底板(110)上对应所述上限位台阶(510)的位置凹设有下限位台阶(520)，所述下限位台阶(520)构成所述导流结构的母端，所述上限位台阶(510)和所述下限位台阶(520)相互穿插并形成配合连接面(5101)，所述上限位台阶(510)将所述冷却介质引入所述冷却流道内。

6.根据权利要求5所述的集成液冷的电池箱，其特征在于，所述上限位台阶(510)包括第一竖直面、第一水平面和第二竖直面，沿所述下限位台阶(520)的宽度方向，所述第一水平面与所述下限位台阶(520)之间形成配合连接面(5101)，所述第一竖直面与所述下限位台阶(520)之间具有第一间隙a，所述第二竖直面与所述下限位台阶(520)之间具有第二间隙b。

7.根据权利要求6所述的集成液冷的电池箱，其特征在于，所述第一间隙a和所述第二间隙b的取值范围均为0.05mm～6mm，所述配合连接面(5101)的宽度的取值范围为0.5mm～12mm。

8.根据权利要求5所述的集成液冷的电池箱，其特征在于，所述底板(110)内设有隔条(113)，所述隔条(113)将所述冷却流道分隔为若干子流道(1131)。

9.根据权利要求8所述的集成液冷的电池箱，其特征在于，沿所述底板(110)的高度方向，所述隔条(113)与所述上限位台阶(510)的末端之间具有第三间隙c，所述第三间隙c的取值范围为0.05mm～10mm。

10.一种电池包，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的集成液冷的电池箱。

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