CN219801006U - 电池液冷结构及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电池液冷结构及电池包，其中，电池液冷结构包括至少一个液冷单元，液冷单元包括连接管、进液接头和出液接头和至少两个用于冷却电池的液冷管，液冷管的长度沿第一方向延伸，所有的液冷管沿第二方向间隔设置，第一方向与第二方向呈夹角设置，相邻两个液冷管至少通过两个间隔设置的连接管并联连通，位于第二方向两侧的液冷管分别与进液接头和出液接头连通，其中，进液接头与其连通的液冷管上的连接管沿设定方向间隔设置，出液接头与其连通的液冷管上的连接管沿设定方向间隔设置，设定方向与第二方向呈夹角设置。该电池液冷结构的制造成本低，便于组装，且对电池的冷却的均温性高。

Description

电池液冷结构及电池包

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池液冷结构及电池包。

背景技术

电池包在充电或放电过程中会产生热量，因此电池包中需要设置液冷结构对各个电池进行冷却散热，以使电池包维持在适宜的温度。当电池包设置有较多数量的电池时，液冷结构通过采用并联多条液冷管对多个电池组进行冷却降温，各个液冷管之间要通过连接管连通，且连接管与进液接头或出液接头为正对设置，使得该液冷结构形成直通型输液。电池包工作时，在液冷管内沿着冷却液的流动方向，邻近进液接头的液冷管内液冷液的流速更快，使得冷却液流入该液冷液的流量更少，从而导致各个液冷管内冷却液的流量不同，使得各个液冷管对电池的散热效果不同，进而导致电池的均温性较差。

目前，为保证电池包中各个电池的均温性，通过改变各个液冷管进出液接头的管径大小来改变各个液冷管之间的流量，从而实现对液冷管内的冷却液流量的分配。现有技术存在以下缺陷：当一个电池包内并联的液冷管较多时，所需要调整的接头管径也随之增多，但能调节的管径大小取决于加工工艺要求以及接头结构要求，使得可调节的接头管径尺寸存在限制，不一定能满足并联数量较多的液冷管流量分配要求；其次，随着液冷管的接头管径的调节，液冷管的种类也增加，进而不仅影响后续试制组装电池包的繁琐程度，还增加组装过程的安装错误的风险。

实用新型内容

本实用新型实施例的一个目的在于：提供一种电池液冷结构，其结构简单，对电池冷却均匀。

本实用新型实施例的另一个目的在于：提供一种电池包，其结构简单，电池的均温性高，使用寿命长。

为达此目的，本实用新型实施例采用以下技术方案：

第一方面，提供一种电池液冷结构，包括至少一个液冷单元，所述液冷单元包括连接管、进液接头和出液接头和至少两个用于冷却电池的液冷管，所述液冷管的长度沿第一方向延伸，所有的所述液冷管沿第二方向间隔设置，所述第一方向与所述第二方向呈夹角设置，相邻两个所述液冷管至少通过两个间隔设置的所述连接管并联连通，位于所述第二方向两侧的所述液冷管分别与所述进液接头和所述出液接头连通，其中，所述进液接头与其连通的所述液冷管上的所述连接管沿设定方向间隔设置，所述出液接头与其连通的所述液冷管上的所述连接管沿所述设定方向间隔设置，所述设定方向与所述第二方向呈夹角设置。

作为一种电池液冷结构的优选方案，每个所述液冷单元设置有多个所述液冷管：

至少一个位于内部的所述液冷管的相对两侧面的所述连接管沿所述设定方向间隔设置。

作为一种电池液冷结构的优选方案，每个所述液冷单元设置的所述液冷管数量为偶数时，连接位于中部的两个所述液冷管的所述连接管与沿所述第二方向相邻的所述连接管沿所述设定方向间隔设置。

作为一种电池液冷结构的优选方案，所述设定方向与所述第一方向呈夹角设置。

作为一种电池液冷结构的优选方案，所述液冷管沿其长度方向的相对两端设置有用于连接所述连接管的连接头，所述连接头和所述连接管两者中的一者设置有外螺纹，另一设置有内螺纹，所述连接头与所述连接管通过所述外螺纹与所述内螺纹连接。

作为一种电池液冷结构的优选方案，还包括进液管和出液管，所述液冷单元至少设置有两个，所有的所述液冷单元的所述进液接头与所述进液管连通，所有的所述液冷单元的所述出液接头与所述出液管连通。

作为一种电池液冷结构的优选方案，所述液冷管沿其长度方向间隔设置有多个用于冷却所述电池的液冷槽。

作为一种电池液冷结构的优选方案，相邻两个所述液冷槽位于所述液冷管沿所述第二方向的相对两侧面。

第二方面，提供一种电池包，包括若干电池和上述所述的电池液冷结构，所有的所述电池均设置在所述电池液冷结构的液冷管的一侧。

作为一种电池包的优选方案，所述液冷管与所述电池之间设置有导热结构。

本实用新型实施例的有益效果为：该电池液冷结构的液冷单元中的相邻两个液冷管通过至少两个间隔设置连接管连通，以实现液冷单元内的各个液冷管之间的并联连通，进液接头和出液接头分别与位于两侧的两个的液冷管连接，冷却液在各个液冷管内流动过程中能与电池进行换热，从而实现对电池的散热功能。而该所述进液接头与其连通的所述液冷管上的所述连接管沿所述设定方向间隔设置，所述出液接头与其连通的所述液冷管上的所述连接管沿所述设定方向间隔设置，也就是说，进液接头与位于一侧的液冷管的连接管错位设置，出液接头与位于另一侧面的液冷管的连接管错位设置，使得液接头将冷却液进入液冷管时，液冷管的内腔的腔壁对冷却液的流动进行阻挡，从而使得冷却液在液冷管内局部压损增大，以使更多的冷却液沿液冷管的长度方向流动，从而增加了该液冷管内冷却液的流量，由于进液接头的进液流量一定，使得其他液冷管的流量降低，从而实现对液冷单元内各个液冷管的流量的调整，以优化各个液冷管内的冷却液的流量的均匀性，从而提高了该电池液冷结构对电池包冷却的均温性，且无需设置多种管径接头的液冷管，制造成本低且组装方便。

附图说明

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型实施例的电池液冷结构的结构示意图。

图2为本实用新型实施例的液冷单元的结构示意图。

图3为图2的A处的局部放大图。

图4为本实用新型实施例的液冷单元的正视图。

图中：

1、液冷单元；11、液冷管；111、液冷槽；2、连接管；3、进液接头；4、出液接头；5、进液管；6、出液管。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

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。

目前，为保证电池包中各个电池的均温性，需要对液冷管内的冷却液流量进行分配，通过改变各个液冷管进出液接头的管径大小来改变各个液冷管之间的流量分布。现有技术存在以下缺陷：当一个电池包内并联的液冷管较多时，所需要调整的接头管径也随之增多，但能调节的管径大小取决于加工工艺要求以及接头结构要求，使得可调节的接头管径尺寸存在限制，不一定能满足并联数量较多的液冷管流量分配要求；其次，随着液冷管的接头管径的调节，液冷管的种类也增加，进而不仅影响后续试制组装电池包的繁琐程度，还增加试制过程的安装错误的风险。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种电池液冷结构，如图1、图2和图4所示，该电池液冷结构包括至少一个液冷单元1，液冷单元1包括进液接头3、出液接头4、连接管2和至少两个用于冷却电池的液冷管11，液冷管11的长度沿第一方向延伸，所有的液冷管11沿第二方向间隔设置，第一方向与第二方向呈夹角设置，相邻两个液冷管11至少通过两个间隔设置的连接管2并联连通，位于第二方向两侧的液冷管11分别与进液接头3和出液接头4连通，其中，进液接头3与其连通的液冷管11上的连接管2沿设定方向间隔设置，出液接头4与其连通的液冷管11上的连接管2沿设定方向间隔设置，设定方向与第二方向呈夹角设置。

该电池液冷结构的液冷单元1中的相邻两个液冷管11通过至少两个间隔设置连接管2连通，以实现液冷单元1内的各个液冷管11之间的并联连通，进液接头3和出液接头4分别与位于两侧的液冷管11连接，其中，进液接头3为液冷管11输入冷却液，然后冷却液通过连接管2输送至其它液冷管11内，最后冷却液从出液接头4排出，冷却液在各个液冷管11内流动过程中能与电池进行换热，从而实现对电池的散热功能。而该进液接头3与其连通的液冷管11上的连接管2沿设定方向间隔设置，出液接头4与其连通的液冷管11上的连接管2沿设定方向间隔设置，也就是说，进液接头3与位于一侧的液冷管11的连接管2错位设置，出液接头4与位于另一侧面的液冷管11的连接管2错位设置，使得液接头将冷却液进入液冷管11时，液冷管11的内腔的腔壁对冷却液的流动进行阻挡，从而使得冷却液在液冷管11内局部压损增大，以使更多的冷却液沿液冷管11的长度方向流动，从而增加了该液冷管11内冷却液的流量，由于进液接头3的进液流量一定，使得其他液冷管11的流量降低，从而实现对液冷单元1内各个液冷管11的流量的调整，以优化各个液冷管11内的冷却液的流量的均匀性，从而提高了该电池液冷结构对电池包冷却的均温性，且无需设置多种管径接头的液冷管11，制造成本低且组装方便。

可以理解的是，该电池液冷结构的液冷单元1的各个液冷管11之间并联连通，类似并联电路，当液冷管11上连接进液接头3与出液接头4错位设置时，在该局部位置会形成压损(压力损失)增大，相当于在某一并联电路上减低了电阻，而导致该电路的电流增大，而在并联液冷管11路中，在液冷管11上的局部压损增大会导致该液冷管11的冷却液的流量增加，因此该设计中，通过进液接头3和出液接头4错位设置，改变了液冷单元1的冷却液流量的分配。

需要说明的是，邻近进液接头3的一侧冷却液的流速较快，使得能流入该液冷管11内的冷却液的流量较少，因此与进液接头3连接的液冷管11的流量较低，通过将进液接头3与其连接的液冷管11的连接管2错位设置，改变了各个液冷管11内的流量的分布。其中，如图2所示，附图的Y轴方向为第一方向，X轴方向为第二方向，Z轴方向为设定方向。

本实施例中，如图2所示，设定方向为与第一方向呈夹角设置，该设计能让液冷管11的内腔腔壁对冷却液的阻挡效果更好，所造成的压损更大。其他实施例中，设定方向也可以为第第一方向。

具体地，每条液冷管11在相对两侧面均设置有进液口和出液口，进液口用于连接进液接头3或连接管2，出液口用于连接出液接头4或连接管2，该结构中，相邻两个液冷管11之间的可以采用直线型的连接管2连通，结构简单，且便于液冷单元1的装配。

本实施例中，如图4所示，每个液冷单元1设置有多个液冷管11，至少一个位于内部的液冷管11的相对两侧面的连接管2沿设定方向间隔设置，换言之，至少一个位于内部的液冷管11的相对两侧面的连接管2错位设置，以调节位于内部的液冷管11的局部压损，从而进一步改变各个液冷管11内冷却液的流量。

可选地，每个液冷单元1设置的液冷管11数量为偶数时，连接位于中部的两个液冷管11的连接管2与沿第二方向相邻的连接管2沿设定方向间隔设置。该结构中，有四条液冷管11的进液口和出液口形成了错位，分别是与进液接头3连接的液冷管11、与出液接头4连接的液冷管11以及位于中部的两个液冷管11，通过该设计对多个液冷管11处冷却液的局部压损进行改变，进一步优化液冷单元1内的各个液冷管11的流量分配，从而保证电池液冷结构对电池的散热的均匀性。可见，在液冷单元1内，进液接头3、出液接头4以及与各个连接管2内的错位程度会影响各个液冷管11之间的流量分布。出液口与进液口之间实际的错位间距的大小可以根据液冷单元1并联的液冷管11数量进行调节，不做具体的限定。

一实施例中，液冷单元1设置有六条液冷管11，六条液冷管11沿第二方向间隔排布，其中，将与进液接头3连接的液冷管11定义为第一液冷管11，因此，本实施例中，第一液冷管、第三液冷管、第四液冷管和第六液冷管(第六条液冷管为与出液接头4连接的液冷管)的液冷管11的出液口和出液口均为错位设置。其他实施例中，还可以将其他液冷管11的进液口和出液口错位设置，例如，第二液冷管11、第五液冷管11等，不以本实施例为限。

另一实施例中，当每个液冷单元1设置的液冷管11数量为大于2的奇数时，位于内部的任一液冷管11相对两侧面连接的连接管2沿设定方向间隔设置。示例性地，液冷单元1设置有五条液冷管11，将与进液接头3连接的液冷管11定义为第一液冷管，其中，第三液冷管的进液口和出液口为错位设置，其余内部的液冷管11的出液口和进液口正对设置。

本实施例中，如图2和图3所示，为提高液冷管11对电池的散热效果，液冷管11的侧壁上设置有液冷槽111，电池设置在液冷槽111内，并将电池与液冷槽111的槽壁贴合，增加电池与液冷管11之间的接触面积，从而提高电池液冷结构对电池的换热效率。

优选地，液冷管11呈蛇形结构，相邻两个液冷槽111位于液冷管11的相对两侧面，因此电池可以设置液冷管11的相对两侧面上，使得同一条液冷管11能对两组电池进行散热，能提高应用该电池液冷结构的电池包的能量密度。一些实施例中，液冷槽111设置在液冷管11的同一侧面。

可选地，液冷管11一体折弯成型，折弯工艺的加工成本较低，且折弯成型的液冷管11的强度较高，各个位置的厚度均相同，不会形成局部加厚，以使各个电池之间的间距可以等于液冷管11的厚度，这样设计可以控制电池包的体积，提高电池包的能量密度。

另一实施例中，液冷管11与连接管2螺纹连接，以便于电池液冷结构的拆装。具体地，液冷管11沿其长度方向的相对两端设置有用于连接连接管2的连接头(附图未示出)，连接头和连接管2两者中的一者设置有外螺纹，另一设置有内螺纹，连接头与连接管2通过外螺纹与内螺纹连接。本实施例中，在连接头的外侧壁上设置有外螺纹，在连接管2的内腔上设置有内螺纹，在装配时，可以通过旋拧连接管2，以使内螺纹与外螺纹分离，以实现连接管2与液冷管11的分离。在其他实施例中，可以在连接头的内孔的孔壁上设置内螺纹，在连接管2的外侧壁上设置有外螺纹，安装时，将连接管2插入连接头的内孔内，并通旋拧连接管2使得内螺纹和外螺纹螺纹连接。

一些实施例中，如图1所示，该电池液冷结构还包括进液管5和出液管，液冷单元1至少设置有两个，所有的液冷单元1的进液接头3与进液管5连通，所有的液冷单元1的出液接头4与出液管连通，以实现各个液冷单元1的串联连通，输液管和进液管5串联多个液冷单元1可以同时对多组电池组进行冷却降温。其中，每个液冷单元1被的液冷管11数量可以相同，也可以不同。可以理解的是，电池液冷结构包括制冷机构，进液管5和出液管均与制冷机构连接，且该制冷机构具有压力泵的功能，以将降温后的冷却液通过进液管5和出液管循环输送到各个液冷单元1的液冷管11内。本实施例中，液冷单元1设置有四个，其他实施例中，液冷单元1可以设置一个、两个、三个或其他数量。

本实用新型还提供一种电池包，如图1所示，该电池包包括若干个电池(附图未示出)和上述任意实施例的电池液冷结构，所有的电池均贴靠于液冷管11。该电池液冷结构对各个电池的散热比较均匀，以使该电池包的均温性较高，以提高了该电池包的使用寿命。

具体地，液冷管11与电池之间设置有导热结构(附图未示出)，且导热结构分别与液冷管11及电池的侧壁抵接，以提高液冷管11与电池之间的换热效率，从而提高该电池包的散热效率。可选地，导热结构为导热硅胶。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”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。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”等的描述意指结合该实施例的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池液冷结构，其特征在于，包括至少一个液冷单元，所述液冷单元包括连接管、进液接头和出液接头和至少两个用于冷却电池的液冷管，所述液冷管的长度沿第一方向延伸，所有的所述液冷管沿第二方向间隔设置，所述第一方向与所述第二方向呈夹角设置，相邻两个所述液冷管至少通过两个间隔设置的所述连接管并联连通，位于所述第二方向两侧的所述液冷管分别与所述进液接头和所述出液接头连通，其中，所述进液接头与其连通的所述液冷管上的所述连接管沿设定方向间隔设置，所述出液接头与其连通的所述液冷管上的所述连接管沿所述设定方向间隔设置，所述设定方向与所述第二方向呈夹角设置。

2.根据权利要求1所述的电池液冷结构，其特征在于，每个所述液冷单元设置有多个所述液冷管：

至少一个位于内部的所述液冷管的相对两侧面的所述连接管沿所述设定方向间隔设置。

3.根据权利要求1所述的电池液冷结构，其特征在于，每个所述液冷单元设置的所述液冷管数量为偶数时，连接位于中部的两个所述液冷管的所述连接管与沿所述第二方向相邻的所述连接管沿所述设定方向间隔设置。

4.根据权利要求1所述的电池液冷结构，其特征在于，所述设定方向与所述第一方向呈夹角设置。

5.根据权利要求1所述的电池液冷结构，其特征在于，所述液冷管沿其长度方向的相对两端设置有用于连接所述连接管的连接头，所述连接头和所述连接管两者中的一者设置有外螺纹，另一设置有内螺纹，所述连接头与所述连接管通过所述外螺纹与所述内螺纹连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的电池液冷结构，其特征在于，还包括进液管和出液管，所述液冷单元至少设置有两个，所有的所述液冷单元的所述进液接头与所述进液管连通，所有的所述液冷单元的所述出液接头与所述出液管连通。

7.根据权利要求1-5任一项所述的电池液冷结构，其特征在于，所述液冷管沿其长度方向间隔设置有多个用于冷却所述电池的液冷槽。

8.根据权利要求7所述的电池液冷结构，其特征在于，相邻两个所述液冷槽位于所述液冷管沿所述第二方向的相对两侧面。

9.一种电池包，包括若干个电池，其特征在于，还包括如权利要求1-8任一项所述的电池液冷结构，所有的所述电池均贴靠于所述液冷管。

10.根据权利要求9所述的电池包，其特征在于，所述液冷管与所述电池之间设置有导热结构。