CN219658795U - 一种浸没式液冷电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种浸没式液冷电池包，其包括箱体及设置在所述箱体内的多组电池组，所述箱体内充填有用于冷却所述电池组的冷却液；多组所述电池组间隔固定设置在箱体内，相邻两组所述电池组之间具有供冷却液经过的第一通道；所述电池组包括两排电芯组，每排所述电芯组均包括多个单体电芯，多个所述单体电芯沿其长度方向间隔排布，相邻两个所述单体电芯之间具有供液冷液经过的第二通道，两排所述电芯组之间的单体电芯厚度方向表面相互接触。本实用新型公开的浸没式液冷电池包可以使电池组充分利用箱体内部空间，在保证换热效率的同时，能够最大化的提高电池包的能量密度。

Description

一种浸没式液冷电池包

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种浸没式液冷电池包。

背景技术

随着电池包储能密度提升，散热量大，传统的通过液冷板对单体电池底面和/或周侧进行散热的方式已无法满足需求，电池包内部容易形成局部热点，造成不同电池之间温差过大，导致电池包内部的单体电池自燃的风险增大。为了进一步提高散热效率，现在部分高储能密度的电池包开始采用浸没式液冷的方式对单体电池冷却。

如公开号为CN218472082U的中国专利公开了一种浸没式液冷储能电池模组，其包括电池箱以及收纳于电池箱内的电池组，电池箱内填充有用于冷却电池模组的冷却液，电池组包括若干电池单体，电池箱内设有若干与电池单体相匹配的导热槽，导热槽间隔分布，电池单体均容纳于导热槽内，冷却液填充于导热槽与电池箱之间。上述方案中的单体电池是通过导热槽来间接实现和冷却液进行换热，虽然本质上也是单体电池在冷却液中实现浸没式冷却，但通过导热槽在电池箱体内间隔设置，一方面降低了单体电池在电池箱内的空间利用率，导致电池包能量密度降低，另一方面，单体电池间接通过导热槽和冷却液进行换热，增加了热传导路径，从而降低电池包浸没式液冷效率。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种浸没式液冷电池包，在保证电池包能量密度的前提下，提高单体电池浸没式液冷效率。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型提供了一种浸没式液冷电池包，其包括箱体及设置在所述箱体内的多组电池组，所述箱体内充填有用于冷却所述电池组的冷却液；

多组所述电池组间隔固定设置在箱体内，电池组顶面并与箱体顶面还固定连接有密封板，所述密封板上设置有供单体电芯极柱穿过的避让孔，所述密封板与单体电芯顶面及箱体之间通过密封件进行连接。

相邻两组所述电池组之间具有供冷却液经过的第一通道；所述电池组包括两排电芯组，每排所述电芯组均包括多个单体电芯，多个所述单体电芯沿其长度方向间隔排布，相邻两个所述单体电芯之间具有供液冷液经过的第二通道，两排所述电芯组之间的单体电芯厚度方向表面相互接触。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述箱体与所述电池组长度方向一端相对的两侧壁内部分别开设有第一腔室和第二腔室，所述第一通道的两端分别与第一腔室和第二腔室连通，第一腔室、多个第一通道及第二腔室之间构成相互连通的液冷通道，所述箱体上还设置有与所述液冷通道相连通的第一进液接头和第一出液接头。

作为一些实施方式，所述第一进液接头与第一腔室连通，所述第一出液接头与第二腔室连通，第一腔室、多个第一通道及第二腔室之间构成相互并联的液冷通道。

作为另一些实施方式，所述第一进液接头、第一出液接头均与第一腔室或第二腔室连通，第一腔室、多个第一通道及第二腔室之间构成彼此串联的液冷通道。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述电池组长度方向一端对应的箱体内侧壁上设置有与第一腔室相连通的多个第一引流板，第一引流板插设于第一通道一端，所述电池组长度方向另一端对应的箱体内侧壁上设置有与第二腔室相连通的多个第二引流板，第二引流板插设于第一通道相对的一端。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述第二通道之间设置有隔离件，所述隔离件包括第一挡条及第二挡条，第一挡条平行设置有两条，分别设置在第二通道顶端和底端，且第一挡条的侧面与单体电芯长度方向侧面贴合，第二挡条竖直设置在两条第一挡条之间，并位于两排电芯组中间，第二挡条的两端分别与第一挡条固定连接。

优选的，所述单体电芯与箱体内底面之间通过导热结构胶进行固定连接。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述箱体的底部内壁中设置有液冷流道，箱体上设置有与液冷流道相连通的第二进液接头和第二出液接头。

进一步，优选的，所述箱体长度方向一端还设置有安装槽，所述箱体顶面还设置有与箱体固定连接的箱盖。

本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)本实用新型公开的浸没式液冷电池包，通过设置多排电芯组，每排电芯组由多个单体电芯沿其长度方向排布而成，并使多排电芯组两两排布在一起组成电池组，多组电池组间隔固定设置在充满冷却液的箱体内，通过在密封板上设置有供单体电芯极柱穿过的避让孔，密封板与单体电芯顶面及箱体之间通过密封件进行连接，可以实现密封板将冷却液密封在箱体内，避免冷却液的泄露。电池组之间具有供冷却液经过第一通道，由此设置，冷却液可以直接和单体电芯厚度方向侧壁进行接触，同时在相邻两个单体电芯之间设置供液冷液经过的第二通道，可以使冷却液与单体电芯的长度方向侧壁进行接触，保证了单体电芯三个侧壁均能够实现与冷却液直接接触换热，从而提高换热效率，另外，上述电池组在箱体内的排布可以充分利用箱体内部空间，在保证换热效率的同时，能够最大化的提高电池包的能量密度；

(2)通过在箱体相对的两个内侧壁上分别设置多个第一引流板和第二引流板，可以有效的引导冷却液在第一通道内流动，同时第一引流板和第二引流板插入到第一通道中，还可以对电池组在箱体内进行水平定位；

(3)通过在第二通道内设置隔离件，可以使第一通道内流动的冷却液进入到第二通道中，并使相邻两个第一通道内的冷却液在隔离件的作用相互隔开，保证冷却液在第一流道中能够有序流动，避免串流造成冷却效果不均匀；

(4)通过在箱体底部内壁中设置有液冷流道，可以向液冷流道中循环通入冷却液，从而实现对箱体内的单体电芯底面进行散热，在配合第一通道和第二通道的作用下，实现箱体三个表面和底面均能够实现散热，进一步提高单体电芯的换热效率；

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型公开的电池组与箱体的立体结构示意图；

图2为图1中A处局部放大图；

图3为本实用新型公开的箱体内部结构示意图；

图4为本实用新型公开的电池组与箱体的装配结构平面示意图；

图5为本实用新型公开的隔离件的立体结构示意图；

图6为本实用新型公开的浸没式液冷电池包的立体结构示意图；

附图标记：

1、箱体；2、电池组；20、电芯组；200、单体电芯；S1、第一通道；S2、第二通道；11、第一腔室；12、第二腔室；13、第一进液接头；14、第一出液接头；15、第一引流板；16、第二引流板；3、隔离件；31、第一挡条；32、第二挡条；17、液冷流道；18、第二进液接头；19、第二出液接头；4、密封板；41、避让孔；10、安装槽；5、箱盖。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，结合图2和6，本实用新型实施例公开了一种浸没式液冷电池包，包括箱体1及多组设置在箱体1内的电池组2，箱体1内充填有用于冷却电池组2的冷却液。

在现有技术中，电池组可以理解为电池模组，通常而言，多个电池模组浸没在箱体内，冷却液无法充分对电池模组内部进行换热，其原因是由于电池模组是由多个单体电芯排布在一起而组成，单体电芯之间并没有供冷却液通入的间隙。一些现有技术中，是将多个单体电芯在箱体内间隔排布组成电池组，由于为了使冷却液能够充分浸没单体电芯，现有技术中，将多个单体电芯间隔设置在箱体内，同时还通过导热槽来安装单体电芯，这种方案，通过导热槽在电池箱体内间隔设置，一方面降低了单体电池在电池箱内的空间利用率，导致电池包能量密度降低，另一方面，单体电池间接通过导热槽和冷却液进行换热，增加了热传导路径，从而降低电池包浸没式液冷效率。

本实施例为了解决上述问题，采用的方案是对电池组2进行了结构设置，具体的，本实施例的多组电池组2间隔固定设置在箱体1内，为了实现冷却液在箱体1内的密封，来实现电池组在冷却液中浸没，本实施例还设置了密封板4，参照附图6所示，密封板4水平设置在电池组2顶面并与箱体1顶面固定连接，密封板4上设置有供单体电芯200顶面的极柱穿过的避让孔41，密封板4设置为绝缘材质，避免和单体电芯200发生短路，密封板4与单体电芯200顶面及箱体1之间通过密封件进行连接。密封板4和单体电芯200顶面之间可以通过密封胶进行密封连接，具体的，密封胶设置在避让孔41外周圈，这是为了避免冷却液通过避让孔41泄露，密封板4和箱体1顶面之间可以通过密封圈进行密封，当然，也可以通过密封胶进行密封。

相邻两组电池组2之间具有供冷却液经过的第一通道S1，第一通道S1的间隙为2mm-10mm，所有的第一通道S1之间的间距均相等，这是为了保证冷却液在各个第一通道S1内的流量是一致的，保证换热一致性。

本实施例的电池组2包括两排电芯组20，每排电芯组20均包括多个单体电芯200，多个单体电芯200沿其长度方向间隔排布，相邻两个单体电芯200之间具有供液冷液经过的第二通道S2，第二通道S2的间距为2mm-5mm，各个第二通道S2的间距均相等，两排电芯组20之间的单体电芯200厚度方向表面相互接触，

采用上述技术方案，通过设置多排电芯组20，每排电芯组20由多个单体电芯200沿其长度方向排布而成，并使多排电芯组20两两排布在一起组成电池组2，多组电池组2间隔固定设置在充满冷却液的箱体1内，电池组2之间具有供冷却液经过第一通道S1，由此设置，冷却液可以直接和单体电芯200厚度方向侧壁进行接触，同时在相邻两个单体电芯200之间具有供液冷液经过的第二通道S2，可以使冷却液与单体电芯200的长度方向侧壁进行接触，保证了单体电芯200三个侧壁均能够实现与冷却液直接接触换热，从而提高换热效率，另外，上述电池组2在箱体1内的排布可以充分利用箱体1内部空间，虽然并不能实现单体电芯200四个侧壁均被换热，但这种结构设置是在保证换热效率的同时，能够最大化的提高电池包的能量密度。

为了实现箱体1内的冷却液能进行流动，本实施例在箱体1与电池组2长度方向一端相对的两侧壁内部分别开设有第一腔室11和第二腔室12，第一通道S1的两端分别与第一腔室11和第二腔室12连通，第一腔室11、多个第一通道S1及第二腔室12之间构成相互连通的液冷通道，箱体1上还设置有与所述液冷通道相连通的第一进液接头13和第一出液接头14，通过第一进液接头13可以向上述液冷通道内通入冷却液，在完成对单体电芯200冷却散热后，从第一出液接头14排出。通过第一进液接头13和第一出液接头14连接冷却液循环设备，可以将冷却液在上述液冷通道中进行循环流动。

作为一种实施方式，本实施例的第一进液接头13与第一腔室11连通，第一出液接头14与第二腔室12连通，第一腔室11、多个第一通道S1及第二腔室12之间构成相互并联的液冷通道。由此设置，通过第一进液接头13向第一腔室11内通入冷却液，冷却液分别流入到各个第一通道S1中，冷却液在第一通道S1流动的过程中可以对单体电芯200厚度方向侧面进行散热，同时冷却液可以进入到第二通道S2对单体电池的长度方向侧面进行散热，换热后的冷却液进入到第二腔室12，并经第一出液接头14排出，

通过并联式的液冷，可以第一通道S1能够同时进行冷却液的通入，保证各个第一通道S1内的冷却液流动时间和流量同步，从而实现单体电芯200高效率、均匀的进行换热。

作为另一些实施方式，参照附图3和4所示，第一进液接头13、第一出液接头14均与第一腔室11或第二腔室12连通，第一腔室11、多个第一通道S1及第二腔室12之间构成彼此串联的液冷通道。采用上述技术方案，通过第一进液接头13向第一腔室11内通入冷却液，冷却液从第一腔室11流入到电池组2和箱体1之间的第一通道S1，冷却液经第一通道S1流入到第二腔室12，再经第二腔室12流向其相邻的第一通道S1，从而使冷却液在各个第一通道S1之间走蛇形路线，并经第一腔室11和第二腔室12进行冷却液方向转换，最后经过第一出液接头14排出。

采用上述技术方案，可以将第一进液接头13和第一出液接头14设置在箱体1内部同一侧，方便冷却管路的设置，避免设置在箱体1两侧而占用较大空间，造成空间浪费。

作为一些较佳实施方式，电池组2长度方向一端对应的箱体1内侧壁上设置有与第一腔室11相连通的多个第一引流板15，第一引流板15插设于第一通道S1一端，电池组2长度方向另一端对应的箱体1内侧壁上设置有与第二腔室12相连通的多个第二引流板16，第二引流板16插设于第一通道S1相对的一端。第一引流板15、第二引流板16的高度和第一通道S1的高度相适配，第一引流板15、第二引流板16的厚度和第一通道S1的宽度相适配，第一引流板15和第二引流板16的长度为5mm-10mm，保证第一引流板15及第二引流板16能够插入到第一通道S1内即可，一方面，可以有效的引导冷却液在第一通道S1内流动，同时第一引流板15和第二引流板16插入到第一通道S1中，还可以对电池组2在箱体1内进行水平定位。

冷却液在第一通道S1内流动过程中，虽然能够进入到第二通道S2中对单体电池长度方向侧面进行散热，但由于相邻两条第一通道S1和第二通道S2之间处于连通状态，这会造成冷却液在正常流动路径上会产生分流或串流现象，从而造成液冷通道内的冷却液温度发生较大变化，同时还会造成冷却液流场不稳定，使的电池包内的单体电芯200换热不均匀。

为此，本实施例在第二通道S2之间设置有隔离件3，参照附图5所示，隔离件3包括第一挡条31及第二挡条32，第一挡条平行设置有两条，分别设置在第二通道S2顶端和底端，且第一挡条的侧面与单体电芯200长度方向侧面贴合，由此设置，可以通过两条第一挡条将相邻两个单体电池进行隔开，形成具有一定间隙的第二通道S2。另外，第一挡条分别设置在第二通道S2顶端和底端，可以确保第一通道S1内的冷却液无法从第二通道S2顶面和底面流过。

第二挡条32竖直设置在两条第一挡条之间，并位于两排电芯组20中间，第二挡条32的两端分别与第一挡条固定连接。由此设置，使相邻两个第一通道S1内的冷却液在第二挡条32的作用相互隔开，保证冷却液在第一流道中能够有序流动，避免串流造成冷却效果不均匀。

作为优选的，单体电芯200与箱体1内底面之间通过导热结构胶进行固定连接。本实施例的冷却液可以选择绝缘冷却油，例如硅油。

为了实现单体电芯200底面进行散热，参照附图3所示，本实施例在箱体1的底部内壁中设置有液冷流道17，箱体1上设置有与液冷流道17相连通的第二进液接头18和第二出液接头19。液冷流道17为蛇形流道，通过第二进液接头18可以向液冷流道17内通入冷却液，冷却液可以对单体电芯200底面进行散热，换热后的冷却液经第二出液接头19排出。

作为一些实施例，第一进液接头13和第二进液接头18设置在同一侧，第一出液接头14和第二出液接头19设置在同一侧。当然，作为优选的，第一进液接头13、第二进液接头18、第一出液接头14和第二出液接头19设置在箱体1的同一侧，这是为了方便液冷管道在箱体1内进行集中装配，避免管路两端安装造成安装复杂及占用空间，从而提高箱体1内部的空间利用率。

优选的，箱体1长度方向一端还设置有安装槽10，安装槽10可以安装电气部件，例如BMS，也可以安装液冷管等其他部分。箱体1顶面还设置有与箱体1固定连接的箱盖5。通过箱体1和箱盖5的连接，实现电池组2在箱体1内得到固定。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种浸没式液冷电池包，其包括箱体(1)及设置在箱体(1)内的多组电池组(2)，箱体(1)内充填有用于冷却电池组(2)的冷却液；

其特征在于：多组电池组(2)间隔固定设置在箱体(1)内，电池组(2)顶面并与箱体(1)顶面还固定连接有密封板(4)，密封板(4)上设置有供单体电芯(200)极柱穿过的避让孔(41)，密封板(4)与单体电芯(200)顶面及箱体(1)之间通过密封件进行连接；

相邻两组电池组(2)之间具有供冷却液经过的第一通道(S1)，电池组(2)包括两排电芯组(20)，每排电芯组(20)均包括多个单体电芯(200)，多个单体电芯(200)沿其长度方向间隔排布，相邻两个单体电芯(200)之间具有供液冷液经过的第二通道(S2)，两排电芯组(20)之间的单体电芯(200)厚度方向表面相互接触。

2.如权利要求1所述的浸没式液冷电池包，其特征在于：箱体(1)与电池组(2)长度方向一端相对的两侧壁内部分别开设有第一腔室(11)和第二腔室(12)，第一通道(S1)的两端分别与第一腔室(11)和第二腔室(12)连通，第一腔室(11)、多个第一通道(S1)及第二腔室(12)之间构成相互连通的液冷通道，箱体(1)上还设置有与液冷通道相连通的第一进液接头(13)和第一出液接头(14)。

3.如权利要求2所述的浸没式液冷电池包，其特征在于：第一进液接头(13)与第一腔室(11)连通，第一出液接头(14)与第二腔室(12)连通，第一腔室(11)、多个第一通道(S1)及第二腔室(12)之间构成相互并联的液冷通道。

4.如权利要求2所述的浸没式液冷电池包，其特征在于：第一进液接头(13)、第一出液接头(14)均与第一腔室(11)或第二腔室(12)连通，第一腔室(11)、多个第一通道(S1)及第二腔室(12)之间构成彼此串联的液冷通道。

5.如权利要求2所述的浸没式液冷电池包，其特征在于：电池组(2)长度方向一端对应的箱体(1)内侧壁上设置有与第一腔室(11)相连通的多个第一引流板(15)，第一引流板(15)插设于第一通道(S1)一端，电池组(2)长度方向另一端对应的箱体(1)内侧壁上设置有与第二腔室(12)相连通的多个第二引流板(16)，第二引流板(16)插设于第一通道(S1)相对的一端。

6.如权利要求1或2所述的浸没式液冷电池包，其特征在于：第二通道(S2)之间设置有隔离件(3)，隔离件(3)包括第一挡条(31)及第二挡条(32)，第一挡条(31)平行设置有两条，分别设置在第二通道(S2)顶端和底端，且第一挡条(31)的侧面与单体电芯(200)长度方向侧面贴合，第二挡条(32)竖直设置在两条第一挡条(31)之间，并位于两排电芯组(20)中间，第二挡条(32)的两端分别与第一挡条(31)固定连接。

7.如权利要求1所述的浸没式液冷电池包，其特征在于：单体电芯(200)与箱体(1)内底面之间通过导热结构胶进行固定连接。

8.如权利要求4或5所述的浸没式液冷电池包，其特征在于：箱体(1)的底部内壁中设置有液冷流道(17)，箱体(1)上设置有与液冷流道(17)相连通的第二进液接头(18)和第二出液接头(19)。

9.如权利要求1所述的浸没式液冷电池包，其特征在于：箱体(1)长度方向一端还设置有安装槽(10)，箱体(1)顶面还设置有与箱体(1)固定连接的箱盖(5)。