CN219937155U - 冷却机构及电池 - Google Patents

Abstract

本申请提供冷却机构及电池。其中，冷却机构包括多个液冷组件，多个液冷组件可堆叠设置，液冷组件包括：连接件，包括主体部、第一接头、第二接头，主体部为中空结构，第一接头和第二接头分别连通主体部的内腔；液冷板，包括第一部分和第二部分，分别设于设于主体部的两侧，第一部分和第二部分的内腔均连通主体部的内腔；密封件，设于第一部分和第二部分的端部。通过连接件与液冷板结合的方式，将液冷连接管道转移到了液冷板的中部区域，避免管道挤压破裂等问题。多个液冷组件的进水接头与出水接头在竖直方向上叠加，减少了水管在两侧空间需求，提高了电池的空间利用率。此外，液冷组件的结构简单、生产工序简化，降低成本。

Description

冷却机构及电池

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及冷却机构及具有该冷却机构的电池。

背景技术

动力电池作为纯电动汽车的动力来源，是提高整车性能的关键一环，电池的温度特性直接影响电动车的性能、寿命和耐久性。如何在电池中设置冷却系统以控制电池的温度对电动汽车至关重要。

现有的液冷系统方案中，冷却液外部连接管路通常分布在电池系统的两侧，一侧连接管路负责冷却液的流进，另一侧连接管路负责冷却液的流出，因此分别占据一定的空间，存在着空间浪费。同时电池系统两侧外围分布着外部连接管，整车在进行碰撞或电池系统在进行挤压时，很容易导致水管破裂，冷却液泄漏，从而导致电池系统短路，绝缘故障，甚至起火或爆炸。而且现有的液冷系统中零部件种类多，且组装过程中存在着额外的水管连接，工序复杂，模具费用和加工成本相对较高。

实用新型内容

本申请提供冷却机构及具有该冷却机构的电池，以解决上述技术问题。

本申请的实施例是这样实现的：

一种冷却机构，所述冷却机构包括多个液冷组件，多个所述液冷组件可堆叠设置，所述液冷组件包括连接件、液冷板和密封件。连接件包括主体部、第一接头、第二接头，所述主体部为中空结构，所述第一接头和所述第二接头分别连通所述主体部的内腔。液冷板包括第一部分和第二部分，所述第一部分设于所述主体部的一侧，所述第二部分设于所述主体部背离所述第一部分的一侧，所述第一部分和所述第二部分的内腔均设有流体管路，所述流体管路连通所述主体部的内腔。密封件设于所述第一部分和所述第二部分的端部，用于封堵所述流体管路。

在一种可能的实施方式中：沿垂直所述液冷板表面的方向，所述第一接头和所述第二接头设于所述主体部的同一侧；沿所述液冷板延伸的方向，所述主体部的相对两侧还设有通槽，所述通槽用于连通所述主体部的内腔和所述第一部分、所述第二部分。

在一种可能的实施方式中：所述主体部背离所述第一接头和所述第二接头的一侧还设有第三接头和第四接头；所述第三接头与所述第一接头同轴设置，并连通所述第一接头；所述第四接头与所述第二接头同轴设置，并连通所述第二接头。

在一种可能的实施方式中：所述第一接头包括第一连接部和第一定位部，所述第一定位部连接于所述主体部与所述第一定位部之间，所述第一接头内的进液通道贯穿第一连接部和第一定位部，所述第一定位部的外表面凸出所述第一连接部的外表面。

在一种可能的实施方式中：所述第三接头的内径大于所述第一连接部的外径，所述第三接头内还设置密封圈。

在一种可能的实施方式中：所述主体部背离所述第一接头和所述第二接头的一侧设密封部，所述密封部用于封堵所述连接件的尾端。

在一种可能的实施方式中：沿所述液冷板的延伸方向，所述第一部分与所述第二部分的长度不相同。

本申请的实施例还提供一种电池，包括电芯成组和上述实施例所述的冷却机构，所述电芯成组包括多个电芯体，每一所述电芯体与所述冷却机构中液冷组件的液冷板接触。

在一种可能的实施方式中：多个所述电芯体阵列分布，多个所述液冷组件堆叠设置，相邻两片所述液冷板之间设有至少一列所述电芯体。

在一种可能的实施方式中：所述电池还包括壳体，所述电芯成组和所述冷却机构设于所述壳体内，所述壳体包括底板，所述液冷组件中的连接件与所述底板连接。

在本申请的冷却机构和电池中，通过连接件与液冷板结合的方式，将传统的液冷连接管道由液冷板两端转移到了中部区域，避免整车在进行碰撞或电池系统在进行挤压时，导致液冷管破裂，冷却液泄漏等问题。多个液冷组件的进水接头与出水接头在竖直方向上叠加，减少了水管在两侧空间需求，增大了电芯体的布置空间，提高了电池的空间利用率。此外，液冷组件的结构简单、零件数量少，生产工序简化，开模费用减少，生产与管理成本降低。液冷组件中连接件与液冷板集成在一起，使单个液冷组件本身的刚度增加，并与电芯体堆叠设置，可参与电池的机械作用时，能为电池提供更多刚性支撑。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中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为本申请一实施例的冷却机构的结构示意图。

图2为图1所示结构中连接件的结构示意图。

图3为图1所示结构中液冷板的结构示意图。

图4为图1所示结构中密封件的结构示意图。

图5为冷却机构在一实施例的结构示意图。

图6为图5所示冷却机构中部分连接件的剖面图。

图7为图5所示冷却机构在另一方向的结构示意图。

图8为电池在一实施例中的结构示意图。

图9为电池在一实施例中的结构示意图。

图10为图9所示电池的壳体的结构示意图。

主要元件符号说明：

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。

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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设置于”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

参见图1至图5，本实施例提供一种冷却机构100，所述冷却机构100包括多个液冷组件10，多个所述液冷组件10可堆叠设置。所述液冷组件10包括连接件1、液冷板2和密封件3。所述连接件1包括主体部11、第一接头12、第二接头13，所述主体部11为中空结构，所述第一接头12和所述第二接头13分别连通所述主体部11的内腔。所述第一接头12用于导入冷却液，所述第二接头13用于导出冷却液。所述液冷板2包括第一部分21和第二部分22，所述第一部分21设于所述主体部11的一侧，所述第二部分22设于所述主体部11背离所述第一部分21的一侧，所述第一部分21和所述第二部分22的内腔均设有流体管路，所述流体管路连通所述主体部11的内腔。所述第一接头12远离所述主体部11的一端和所述第二接头13远离所述主体部11的一端均设置有所述密封件3，所述密封件3用于封堵所述第一部分21和所述第二部分22中的流体管路。冷却液可通过第一接头12流入主体部11的内腔，再从主体部11的内腔分流至液冷板2的第一部分21和第二部分22，流经第一部分21和第二部分22的冷却液再汇流至第二接头13以导出冷却液。

图1中箭头指示方向为冷却液在液冷组件10中的流动方向。需要说明的是，图1中的冷却液流动方向仅为示例，在其他实施例中，冷却液在液冷组件10中中还可以有其他流动路径和方向，满足设计需求即可，本申请不对此进行限定。

请参阅图2、图3和图6，在本申请的实施例中，沿垂直所述液冷板2表面的方向，所述第一接头12和所述第二接头13设于所述主体部11的同一侧，方便与外部进出液管道连接或与其他连接件1的接头连接。沿所述液冷板2延伸的方向，所述主体部11的相对两侧还设有通槽111，所述通槽111用于连通所述主体部11的内腔和所述第一部分21、所述第二部分22。

进一步地，所述主体部11背离所述第一接头12和所述第二接头13的一侧还设有第三接头14和第四接头15。所述第三接头14与所述第一接头12同轴设置，并通过所述主体部11的内腔连通所述第一接头12。所述第四接头15与所述第二接头13同轴设置，并通过所述主体部11的内腔连通所述第二接头13。如此，多个液冷组件10堆叠设置时，前一连接件1的第一接头12和第二接头13与后一连接件1的第三接头14和第四接头15对应插接并连通，实现多个连接件1的串联连通，冷却液流入最前端的连接件1时，可通过相互插接的第一接头12和第三接头14将冷却液依次导入后续的连接件1，并从各个连接件1流入对应的液冷板2，随后又通过相互插接的第二接头13和第四接头15汇流至最前端连接件1的第二接头13，将冷却液导出。

所述第一接头12包括第一连接部121和第一定位部122，所述第一定位部122连接于所述主体部11与所述第一定位部122之间，第一接头12内的进液通道贯穿第一连接部121和第一定位部122。所述第一定位部122的外表面凸出所述第一连接部121的外表面。第一定位部122与外部管道或其他连接件1插接时，第一定位部122可抵持外部管道或其他连接件1，以实现第一接口的定位。在本申请的实施例中，第一连接部121大致呈圆柱形结构，方便接头之间的插接；第一定位部122大致呈矩形柱结构，方便进行连接件1的定位和安装。第二接头13也包括第二连接部131和第二定位部132，第二连接部131和第二定位部132的结构与第一连接部121和第一定位部122相似，此处不再赘述。

所述第三接头14和第四接头15的外表面大致呈矩形柱结构，其内部的液体通道大致呈圆柱形结构，以便与其他接头插接。在本申请的实施例中，第三接头14的内径大于第一连接部121的外径，第四接头15的内径大于第二连接部131外径，以使多个连接件1之间可以顺利插接串联。第三接头14和第四接头15内还可以设置密封圈，用于密封第三接头14、第四接头15与第一接头12、第二接头13的连接处，减少冷却液泄露的问题。

在本申请的其中一实施方式中，连接件1的各部分可以为一体成型结构，连接件1的加工形式包括但不限于机加工、铸造、锻造、复合加工等。

如图3所示，液冷板2的第一部分21和第二部分22可连接为一体，液冷板2上开设与主体部11侧边的通槽111连通的第一通孔23和第二通孔24，第一通孔23和第二通孔24并列设置且分别与连接件1的第一接头12和第二接头13对应设置。第一通孔23和第二通孔24的中轴线将液冷板2分为第一部分21和第二部分22。第一部分21位于第一通孔23和第二通孔24的一侧，第二部分22位于第一通孔23和第二通孔24的另一侧。连接件1安装于液冷板2上第一通孔23和第二通孔24的位置处。连接件1的第一接头12通过第一通孔23输入冷却液至液冷板2，液冷板2通过第二通孔24汇流冷却液至连接件1的第二接头13。液冷板2的加工方式包括但不限于挤出、辊压、冲压等工艺。所述液冷板2的材料包括但不限于铝合金、钢等导热性能良好、易于加工的材料。密封件3设置在液冷板2的相对两端，可通过但不限于激光焊接、钎焊、热压焊接等方式与液冷板2密封连接，实现对液冷板2端部通道的密封。

在本申请的实施例中，沿液冷板2的延伸方向，第一部分21和第二部分22的长度相同，连接件1设置在液冷板2的中间位置。在其他实施例中，第一部分21和第二部分22的长度也可以不相同，连接件1可以设置除液冷板2端部外的其他位置，具体需根据冷却机构100在电池200系统中的布置位置确定。连接件1与液冷板2之间的连接方式包括但不限于激光焊，钎焊等连接方式进行连接或密封。

请参阅图5和图7，多个液冷组件10堆叠设置时，多个连接件1依次插接串联，多个液冷板2间隔设置。位于尾端的液冷组件10中，连接件1的主体部11背离第一接头12和第二接头13的一侧设密封部16，以取代第三接头14和第四接头15。密封部16用于封堵连接件1的尾端，使得从尾端的液冷组件10中的液冷板2流出的冷却液通过连接件1的第二接头13向前汇流，直至流出最前端的连接件1。在本申请的实施方式中部，密封部16可以与主体部11一体成型，在其他实施方式中，密封部16与主体部11还可以是分体式结构，二者之间密封连接。进一步地，同一连接件1中，第一接头12和第二接头13的长度相同，不同连接件1之间，第一接头12的长度可以相同或不相同，以调整相邻液冷板2之间的间距。可以根据实际安装需求选用接头长度合适的连接件1。

请参阅图8，本申请还提供一种电池200，包括电芯成组4和上述实施例的冷却机构100，所述冷却机构100用于对所述电芯成组4进行散热。所述电芯成组4包括多个电芯体41，每一电芯体41与所述冷却机构100中液冷组件10的液冷板2接触。接触形式包括直接接触、间接接触等。在本申请的实施例中，多个电芯体41阵列分布，多个液冷组件10堆叠设置，相邻两片液冷板2之间设有至少一列电芯体41。整体安装完成后，多个连接件1和外部连接管道可位于电芯成组4的中部区域，有利于减少电池200外部冲击对冷却机构100的损坏。液冷板2与电芯体41连接，连接方式包括但不限于胶水粘接、压缩导热硅胶垫等，还可以是灌封胶、焊接等连接方式，实现液冷组件10与电芯体41的一体化。电芯体41产生的热量传导至液冷板2，由液冷板2内流动的冷却液吸收并带走热量，实现电芯体41的降温。

请继续参阅图9和图10，所述电池200还包括壳体5，堆叠设置的电芯体41和冷却机构100通过夹持工装安装至壳体5内的指定位置。所述壳体5包括底板51和侧壁52，多个液冷组件10中的连接件1与所述底板51连接，从而固定冷却机构100与底板51的相对位置，减少冷却机构100在壳体5中的晃动。多个连接件1还可以与壳体5的上盖连接，本申请不限定于此。液冷组件10可与壳体5的上盖或底板51通过但不限于灌封胶，焊接，锁接等形式连接。

在本申请的其中一实施方式中，壳体5还包括支撑件6，所述支撑件6可以是中间梁，架设在相对两所述侧壁52之间，用于提升壳体5的整体强度。

电芯成组4与冷却机构100的具体安装过程如下：

请参阅图8和图9，最左侧的液冷组件10为第一个液冷组件10，外部管道与该液冷组件10连接。以第一个液冷组件10为安装基准，按照预设的位置摆放电芯体41，电芯体41的左侧大面与液冷组件10中液冷板2的右侧大面贴合，避开进出水接头的位置。电芯体41的左侧大面或液冷组件10中液冷板2的右侧大面需要进行预先增加表面连接强度的工序，包括但不限于胶水，压缩导热硅胶垫等连接方式。连接强度的生效时间根据工艺节拍来控制。

随后，在第一列电芯的右侧大面预先增加表面连接强度工序，安装另一液冷组件10，同样，该液冷组件10的左侧面表面需增加预强化连接处理。相邻的两个液冷组件10通过第一接头12、第二接头13与第三接头14、第四接头15之间的插接形式进行快速连接，实现水路流通。

重复上述步骤，依次将多个液冷组件10和多列电芯体41进行堆叠。

根据电池200设计的结构不同，电池200的壳体5内存在中间梁(支撑件6)时，在电芯体41和液冷组件10堆叠至中间梁的位置时，在中间梁右侧使用具有较长第一接头12和第二接头13的连接件1，空出中间梁的区域。随后使用尺寸正常的液冷组件10，继续按照预设的位置摆放电芯，并重复前述步骤，依次将液冷组件10和多列电芯进行堆叠所需电芯的列数。最后一个液冷组件10的连接件1尾端为封闭形式的密封部16，以封堵水路尾端。最后再安装电池200的其他零部件至壳体5，如电路板、汇流排等。

在本申请的冷却机构100和电池200中，由于液冷板2与其外部的液冷连接管道未布置在电池200端部，避免整车在进行碰撞或电池200在进行挤压时，导致液冷管破裂，冷却液泄漏，从而导致电池200短路，绝缘故障，甚至起火或爆炸等问题。多个液冷组件10的进水接头与出水接头在竖直方向上叠加，减少了水管在两侧空间需求，增大了电芯体41的布置空间，提高了电池200的空间利用率。此外，液冷组件10的结构简单、零件数量少，生产工序简化，开模费用减少，生产与管理成本降低。液冷组件10中连接件1与液冷板2集成在一起，使单个液冷组件10本身的刚度增加，并与电芯体41堆叠设置，可参与电池200的机械作用时，能为电池200提供更多刚性支撑。通过灌封胶，焊接，锁接或其他连接方式，使冷却机构100与电池200的壳体5连接成一整体，增加电池200包的整体刚度，提高模态。多个连接件1的快速接插可以节省中间连接管路，简化工艺，降低成本。

以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种冷却机构，其特征在于，所述冷却机构包括多个液冷组件，多个所述液冷组件可堆叠设置，所述液冷组件包括：

连接件，包括主体部、第一接头、第二接头，所述主体部为中空结构，所述第一接头和所述第二接头分别连通所述主体部的内腔；

液冷板，包括第一部分和第二部分，所述第一部分设于所述主体部的一侧，所述第二部分设于所述主体部背离所述第一部分的一侧，所述第一部分和所述第二部分的内腔均设有流体管路，所述流体管路连通所述主体部的内腔；

密封件，设于所述第一部分和所述第二部分的端部，用于封堵所述流体管路。

2.根据权利要求1所述的冷却机构，其特征在于：

沿垂直所述液冷板表面的方向，所述第一接头和所述第二接头设于所述主体部的同一侧；

沿所述液冷板延伸的方向，所述主体部的相对两侧还设有通槽，所述通槽用于连通所述主体部的内腔和所述第一部分、所述第二部分。

3.根据权利要求2所述的冷却机构，其特征在于：

所述主体部背离所述第一接头和所述第二接头的一侧还设有第三接头和第四接头；所述第三接头与所述第一接头同轴设置，并连通所述第一接头；所述第四接头与所述第二接头同轴设置，并连通所述第二接头。

4.根据权利要求3所述的冷却机构，其特征在于：

所述第一接头包括第一连接部和第一定位部，所述第一定位部连接于所述主体部与所述第一定位部之间，所述第一接头内的进液通道贯穿第一连接部和第一定位部，所述第一定位部的外表面凸出所述第一连接部的外表面。

5.根据权利要求4所述的冷却机构，其特征在于：

所述第三接头的内径大于所述第一连接部的外径，所述第三接头内还设置密封圈。

6.根据权利要求2所述的冷却机构，其特征在于：

所述主体部背离所述第一接头和所述第二接头的一侧设密封部，所述密封部用于封堵所述连接件的尾端。

7.根据权利要求1所述的冷却机构，其特征在于：

沿所述液冷板的延伸方向，所述第一部分与所述第二部分的长度不相同。

8.一种电池，其特征在于，包括电芯成组和权利要求1-7任一项所述的冷却机构，所述电芯成组包括多个电芯体，每一所述电芯体与所述冷却机构中液冷组件的液冷板接触。

9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于：

多个所述电芯体阵列分布，多个所述液冷组件堆叠设置，相邻两片所述液冷板之间设有至少一列所述电芯体。

10.根据权利要求8所述的电池，其特征在于：

所述电池还包括壳体，所述电芯成组和所述冷却机构设于所述壳体内，所述壳体包括底板，所述液冷组件中的连接件与所述底板连接。