CN219979644U - 电池包及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电池包及电动汽车，应用于电动汽车，电池包包括电池和冷却板，冷却板与电池抵触；冷却板包括液冷流道和直冷流道，液冷流道与直冷流道互不相通，液冷流道串联于冷却液回路中，直冷流道与蒸发器并联，本申请还包括一种电动汽车，电动汽车包括用于调节电池包的温度的冷却液回路、用于调节电动汽车的乘客舱的温度的空调回路和上述的电池包，冷却液回路包括水泵，空调回路包括串联的蒸发器和冷凝器，电池包的液冷流道串联于冷却液回路中，电池包的直冷流道与蒸发器并联于空调回路中。本申请的电池包的冷却效果好。

Description

电池包及电动汽车

技术领域

本说明书涉及汽车领域，尤其涉及一种电池包及电动汽车。

背景技术

动力电池作为新能源汽车的动力源，对使用环境有较苛刻的要求。为了将电池温度控制在合理范围内，需要对电池进行热管理。当前主流的电池热管理技术有液冷技术和直冷技术。

其中，液冷具有温度变化速率慢，降温时间长和需要额外配备管路等零部件，成本较高的缺点：直冷具有控制困难，冷媒流量匹配难度大、冷媒流量匹配难度大，双蒸工况下较难满足需求以及蒸发器自身压降导致温度滑移，且无温差控制手段的缺点

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种电池包及电动汽车，结合液冷与直冷，冷却效果好。

本申请实施例的一个方面提供一种电池包，应用于电动汽车，所述电动汽车包括用于调节所述电池包的温度的冷却液回路和用于调节所述电动汽车的乘客舱的温度的空调回路，所述空调回路包括串联的蒸发器和冷凝器，所述电池包包括电池和冷却板，所述冷却板与所述电池抵触；

所述冷却板包括液冷流道和直冷流道，所述液冷流道与所述直冷流道互不相通，所述液冷流道串联于所述冷却液回路中，所述直冷流道与所述蒸发器并联。

可选地，所述液冷流道与所述直冷流道间隔排布。

可选地，所述直冷流道包括直冷进口和直冷出口，所述直冷进口包括第一直冷进口和第二直冷进口，所述直冷流道包括与所述第一直冷进口连接的第一直冷流道、与所述第二直冷进口连接的第二直冷流道以及与所述直冷出口连接的第三直冷流道，所述第一直冷流道和所述第二直冷流道并联于各自对应的所述直冷进口与所述第三直冷流道之间。

可选地，所述第三直冷流道包括与所述直冷出口连接的第三主流和并排排布的多个第三支流；

所述第一直冷流道包括与所述第一直冷进口连接的第一主流和并排排布的多个第一支流，所述多个第一支流与部分所述第三支流连接；和/或

所述第二直冷流道包括与所述第二直冷进口连接的第二主流和并排排布的多个第二支流，所述多个第二支流与部分所述第三支流连接。

可选地，所述第三直冷流道呈现m型排布，包括第一口、中间口和第二口，所述中间口与所述直冷出口连通，所述第一口与所述第一直冷流道连接，所述第二口与所述第二直冷流道连接，所述中间口与所述直冷进口连接。

可选地，所述第一直冷流道呈n型排布，两端分别连接于所述第一直冷进口和所述第一口；和/或

所述第二直冷流道呈n型排布，两端分别连接于所述第二直冷进口和所述第二口。

可选地，所述液冷流道包括液冷进口和液冷出口，所述液冷流道包括串联在所述液冷进口和所述液冷出口之间的第一液冷流道和第二液冷流道，所述第一液冷流道环绕所述第一直冷流道排布，所述第二液冷流道环绕所述第二直冷流道排布。

可选地，所述液冷流道包括串联于所述第一液冷流道和所述第二液冷流道之间的第三液冷流道和第四液冷流道，所述第三液冷流道排布于所述第一直冷流道和所述第三直冷流道之间，所述第四液冷流道排布于所述第二直冷流道和所述第三直冷流道之间。

可选地，所述液冷流道的进出口与所述直冷流道的进出口设于所述冷却板的相对的两侧。

可选地，所述空调回路包括还包括膨胀阀，所述膨胀阀包括冷却板膨胀阀和蒸发器膨胀阀，所述冷却板膨胀阀连接于所述冷却板的所述直冷流道的进口与所述冷凝器的出口之间，所述蒸发器膨胀阀连接于所述冷凝器的出口与所述蒸发器的进口之间。

可选地，所述电池包还包括底板和框架，所述框架围设固定于所述底板，所述电池固定于所述框架内部，所述冷却板固定于所述电池与所述底板之间。

本申请另一方面还提供一种电动汽车，所述电动汽车包括用于调节所述电池包的温度的冷却液回路、用于调节所述电动汽车的乘客舱的温度的空调回路和上述的电池包，所述冷却液回路包括水泵，所述空调回路包括串联的蒸发器和冷凝器，所述电池包的所述液冷流道串联于所述冷却液回路中，所述电池包的所述直冷流道与所述蒸发器并联于所述空调回路中。

本申请的电池包，同时采用直冷和液冷两种冷却技术，如此冷却板对电池的冷却散热效果好，电池包的放电功率好使用寿命长。同时直冷流道和液冷流道布置于一块冷却板上，本申请的电池包结构紧凑。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本说明书的实施例，并与说明书一起用于解释本说明书的原理。

图1为本申请一实施例的电动汽车的冷却液回路和空调回路的示意图；

图2为本申请一实施例的电池包的立体示意图；

图3为图2所示实施例的电池包的冷却板的示意图；

图4为图3所示实施例的冷却板的直冷流道的示意图；

图5为图3所示实施里的冷却板的液冷流道的示意图。

其中，冷却液回路1，水泵11，空调回路2，蒸发器21，冷凝器22，膨胀阀23，压缩机24，电池包3，电池31，冷却板4，底板32，框架33，直冷流道41，液冷流道42，冷却板膨胀阀231，蒸发器膨胀阀232，直冷进口43，直冷出口44，液冷进口45，液冷出口46，第一直冷进口431，第二直冷进口432，第一直冷流道411，第二直冷流道412，第三直冷流道413，第一主流4111，第一支流4112，第二主流4121，第二支流4122，第三主流4131，第三支流4132，第一液冷流道421，第二液冷流道422，第三液冷流道423，第四液冷流道424。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本说明书相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本说明书的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本说明书使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本说明书。在本说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本说明书可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本说明书范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

接下来对本说明书实施例进行详细说明。

作为新能源汽车的动力源，电池31对使用环境有较苛刻的要求。当电芯温度低于0℃后由于化学活性降低，影响行车放电功率，强制大功率放电会导致析锂现象，引发安全问题；当电芯温度大于45℃后虽然化学活性好，功率释放充分，但会加速电池31的寿命衰减，无法长期使用，且容易由于高温引发热失控。常规认为电芯的最佳工作温度区间在20-35℃，合理工作温度区间在10-45℃。为了将电池31温度控制在合理范围内，需要对电池31进行热管理。本申请提供一种电池包3，降温效果好。图1为本申请一实施例的电动汽车的冷却液回路1和空调回路2的示意图，请参考图1，本申请提供的电池包3应用于电动汽车(未图示)，电动汽车包括用于调节电池包3的温度的冷却液回路1和用于调节电动汽车的乘客舱的温度的空调回路2，空调回路2包括串联的蒸发器21和冷凝器22。在图示实施例中，空调回路2由冷凝器22，膨胀阀23，蒸发器21和压缩机24构成。

图2为本申请一实施例的电池包3的立体示意图，请参考图2，电池包3包括电池31和冷却板4，冷却板4与电池31抵触。在图2所示实施例中，电池包3还包括底板32和框架33，框架33围设固定于底板32，电池31固定于框架33内部，冷却板4固定于电池31与底板32之间，其中，框架33和底板32固定连接用于固定电池31，冷却板4夹设于电池31和底板32之间。底板32和框架33可分离便于维修更换冷却板4。电池31底部抵触冷却板4，电池31在电动汽车行驶过程中的热量传递至冷却板4。在其他实施例中，冷却板4也可置于电池31顶部或夹设于两排电池31之间，本申请对此不做限制，满足冷却板4与电池31抵触即可。

图3为图2所示实施例的电池包3的冷却板4的示意图，请参考图3，冷却板4包括液冷流道42和直冷流道41，液冷流道42与直冷流道41互不相通，液冷流道42串联于冷却液回路1中，直冷流道41与蒸发器21并联。直冷流道41包括直冷进口43和直冷出口44，液冷流道42包括液冷进口45和液冷出口46。在一些实施例，直冷进口43和直冷出口44也可反向使用，液冷进口45和液冷出口46也可反向使用。请参考图1，在一些实施例中，空调回路2由冷凝器22，膨胀阀23，蒸发器21和压缩机24构成，其中膨胀阀23包括冷却板膨胀阀231和蒸发器膨胀阀232，本申请的冷却板4的直流冷道与冷却板膨胀阀231串联，蒸发器21与蒸发器膨胀阀232串联，二者再一起并联于压缩机24和冷凝器22之间，冷却板膨胀阀231连接于冷却板4的直冷流道41的进口与冷凝器22的出口之间，蒸发器膨胀阀232连接于冷凝器22的出口与蒸发器21的进口之间。在图示实施例中，空调回路2中的冷媒经过冷凝器22后，部分进入蒸发器膨胀阀232，经由蒸发器21吸热后回到压缩机24，部分进入冷却板膨胀阀231，经由冷却板4吸收电池31热量后回到压缩机24，如此实现直冷流道41对电池31的冷却降温。请继续参考图1，在一些实施例中，本申请的冷却包还包括液冷流道42，其中液冷流道42直接串联于冷却液回路1中，冷却液回路1还包括水泵11。在一些实施例中，冷却液回路1还包括储液罐，冷却液回路1中的冷却液从储液罐中流出，进入液冷流道42，再由液冷流道42回到储液罐，其中由水泵11提供循环动力，如此实现冷却液回路1的循环过程。循环中经由液冷流道42的冷却液可以带走电池31在电动汽车行驶过程中产生的热量。如此本申请的液冷流道42可以实现对电池31的冷却降温。

请参考图2，冷却板4直冷流道41和液冷流道42均与电池31表面抵触，实现更好的降温效果。本申请的电池包3由于冷却板4同时采用了液冷方案和直冷方案，其冷却效果优于采用单一冷却方案的电池包3，同时也起到了节约能源的效果，与此同时，本申请的电池包3将直冷流道41和液冷流道42集成于一块冷却板4中，如此本申请的电池包3结构紧凑，节约了汽车内部空间。

图4为图3所示实施例的冷却板4的直冷流道41的示意图，图5为图3所示实施里的冷却板4的液冷流道42的示意图。请参考图4-图5，液冷流道42与直冷流道41间隔排布。如此本申请的冷却板4的直冷流道41和液冷流道42设置合理，冷却板4对电池31的降温效果好。

在一些实施例中，液冷进口45和液冷出口46以及直冷进口43和直冷出口44设于冷却板4的相对的两侧。如此本申请的冷却板4的结构设计合理，便于直冷流道41与空调回路2连接且液冷流道42与冷却液回路1连接。

首先对本申请的电池包3的冷却板4的直冷流道41的设计进行阐释。

在一些实施例中，提高直冷流道41的冷却效果，直冷流道41包括多个进口，多个出口及多条支路。请参考图4，在图4所示实施例中，直冷进口43包括第一直冷进口431和第二直冷进口432，直冷流道41包括与第一直冷进口431连接的第一直冷流道411、与第二直冷进口432连接的第二直冷流道412以及与直冷出口44连接的第三直冷流道413，第一直冷流道411和第二直冷流道412并联于各自对应的直冷进口43与第三直冷流道413之间。在图3所示实施例中，第一直冷进口431和第二直冷进口432分列直冷出口44两侧。第一直冷进口431与直冷出口44通过第一直冷流道411和第三直冷流道413连通；第二直冷进口432与直冷出口44通过第二直冷流道412和第三直冷流道413连通。如此直冷流道41分为左右并联的两部分，直冷流道41的长度设置合理，避免因直冷流道41过长而影响降温效果。

在一些实施例中，直冷流道41为一根，在图示实施例中，直冷流道41为多根，由于直冷流道41包括第一直冷流道411，第二直冷流道412和第三制冷流道，故在图示实施例中，第三直冷流道413包括与直冷出口44连接的第三主流4131和并排排布的多个第三支流4132；第一直冷流道411包括与第一直冷进口431连接的第一主流4111和并排排布的多个第一支流4112，多个第一支流4112与部分第三支流4132连接；第二直冷流道412包括与第二直冷进口432连接的第二主流4121和并排排布的多个第二支流4122，多个第二支流4122与部分第三支流4132连接。如此增加直冷流道41在电池31抵触面方向的面积，提高电池31热量交换效率，在图示实施例中，每段直冷流道41包括四条支线流道；在另一些实施例中，也可将直冷流道41设计为高度较低，宽度较大的扁平流道，增加直冷流道41在电池31抵触面方向的面积。另一方面，可通过设计支流的面积和数量，确保直冷流道41的冷媒流动的速率等于与之并联的蒸发器21支流的流动速率，如此冷却降温效果好。

请继续参考图4，第三直冷流道413呈现m型排布，包括第一口、中间口和第二口，中间口与直冷出口44连通，第一口与第一直冷流道411连接，第二口与第二直冷流道412连接，中间口与直冷进口43连接。第一直冷流道411呈n型排布，两端分别连接于第一直冷进口431和第一口；第二直冷流道412呈n型排布，两端分别连接于第二直冷进口432和第二口。在图示实施例中，弯曲的最左侧部分的直冷流道41为第一直冷流道411，中间两处弯曲的直冷流道41为第三直冷流道413，最右侧部分的直冷流道41为第二直冷流道412，本申请的直冷流道41设计为并联对称的左右两部分，每部分包括两个弯曲的n形，制冷剂经由弯曲的直冷流道41，由直冷进口43流至直冷出口44。如此直冷流道41设置合理，增大与电池31抵靠的面积，直流冷道的冷却效果好。

接下来对本申请的电池包3的冷却板4的液冷流道42的设计进行阐释。

请参考图5，在一些实施例中，液冷流道42包括串联的第一液冷流道421和第二液冷流道422，第一液冷流道421环绕第一直冷流道411排布，第二液冷流道422环绕第二直冷流道412排布。如此本申请的液冷流道42环绕直冷流道41设计，且二者互不连通，本申请的液冷流道42设计和直冷流道41设计合理，液冷流道42与直冷流道41配合，对电池包3的电池31的冷却效果好。

请继续参考图5，在图5所示实施例中，液冷流道42包括串联于第一液冷流道421和第二液冷流道422之间的第三液冷流道423和第四液冷流道424，第三液冷流道423排布于第一直冷流道411和第三直冷流道413之间，第四液冷流道424排布于第二直冷流道412和第三直冷流道413之间。液冷流道42形成四个弯折，间隔排布于直冷流道41之间，本申请的液冷流道42设计合理，冷却效果好；且液冷流道42和直冷流道41的排布合理，液冷流道42与直冷流道41配合，对电池包3的电池31的冷却效果好。

本申请的电池包3，同时采用直冷和液冷两种冷却技术，如此冷却板4对电池31的冷却散热效果好，电池包3的放电功率好使用寿命长。同时直冷流道41和液冷流道42布置于一块冷却板4上，本申请的电池包3结构紧凑。

使用本申请的电池包3，当电池包3有冷却需求时，可以先启动空调回路2，冷媒流过直冷流道41对电池31进行冷却；当电池31温差较大时，启动水泵11，液冷流道42内部流通冷却液，利用液体对电池31进行均温。

当整车双蒸时，可以同时启动空调回路2和水泵11，确保冷却板4在冷媒不足的情况下也能利用液体循环实现温度均匀；

当电池包3发生热失控时，启动水泵11，利用流体流动实现热失控电芯的温度转移，从而抑制热失控。

请参考图1，本申请另一方面还提供一种电动汽车，包括用于调节电池包3的温度的冷却液回路1、用于调节电动汽车的乘客舱的温度的空调回路2和上述电池包3，冷却液回路1包括水泵11，空调回路2包括串联的蒸发器21和冷凝器22，电池包3的液冷流道42串联于冷却液回路1中，电池包3的直冷流道41与蒸发器21并联于空调回路2中。

应当理解的是，本说明书并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本说明书的范围仅由所附的权利要求来限制。

以上所述仅为本说明书的较佳实施例而已，并不用以限制本说明书，凡在本说明书的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种电池包，应用于电动汽车，所述电动汽车包括用于调节所述电池包的温度的冷却液回路和用于调节所述电动汽车的乘客舱的温度的空调回路，所述空调回路包括串联的蒸发器和冷凝器，其特征在于，所述电池包包括电池和冷却板，所述冷却板与所述电池抵触；

所述冷却板包括液冷流道和直冷流道，所述液冷流道与所述直冷流道互不相通，所述液冷流道串联于所述冷却液回路中，所述直冷流道与所述蒸发器并联。

2.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述液冷流道与所述直冷流道间隔排布。

3.如权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述直冷流道包括直冷进口和直冷出口，所述直冷进口包括第一直冷进口和第二直冷进口，所述直冷流道包括与所述第一直冷进口连接的第一直冷流道、与所述第二直冷进口连接的第二直冷流道以及与所述直冷出口连接的第三直冷流道，所述第一直冷流道和所述第二直冷流道并联于各自对应的所述直冷进口与所述第三直冷流道之间。

4.如权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述第三直冷流道包括与所述直冷出口连接的第三主流和并排排布的多个第三支流；

所述第一直冷流道包括与所述第一直冷进口连接的第一主流和并排排布的多个第一支流，所述多个第一支流与部分所述第三支流连接；和/或

所述第二直冷流道包括与所述第二直冷进口连接的第二主流和并排排布的多个第二支流，所述多个第二支流与部分所述第三支流连接。

5.如权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述第三直冷流道呈现m型排布，包括第一口、中间口和第二口，所述中间口与所述直冷出口连通，所述第一口与所述第一直冷流道连接，所述第二口与所述第二直冷流道连接，所述中间口与所述直冷进口连接。

6.如权利要求5所述的电池包，其特征在于，所述第一直冷流道呈n型排布，两端分别连接于所述第一直冷进口和所述第一口；和/或

所述第二直冷流道呈n型排布，两端分别连接于所述第二直冷进口和所述第二口。

7.如权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述液冷流道包括液冷进口和液冷出口，所述液冷流道包括串联在所述液冷进口和所述液冷出口之间的第一液冷流道和第二液冷流道，所述第一液冷流道环绕所述第一直冷流道排布，所述第二液冷流道环绕所述第二直冷流道排布。

8.如权利要求7所述的电池包，其特征在于，所述液冷流道包括串联于所述第一液冷流道和所述第二液冷流道之间的第三液冷流道和第四液冷流道，所述第三液冷流道排布于所述第一直冷流道和所述第三直冷流道之间，所述第四液冷流道排布于所述第二直冷流道和所述第三直冷流道之间。

9.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述液冷流道的进出口与所述直冷流道的进出口设于所述冷却板的相对的两侧。

10.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述空调回路包括还包括膨胀阀，所述膨胀阀包括冷却板膨胀阀和蒸发器膨胀阀，所述冷却板膨胀阀连接于所述冷却板的所述直冷流道的进口与所述冷凝器的出口之间，所述蒸发器膨胀阀连接于所述冷凝器的出口与所述蒸发器的进口之间。

11.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括底板和框架，所述框架围设固定于所述底板，所述电池固定于所述框架内部，所述冷却板固定于所述电池与所述底板之间。

12.一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括用于调节所述电池包的温度的冷却液回路、用于调节所述电动汽车的乘客舱的温度的空调回路和如权利要求1-11任一项所述的电池包，所述冷却液回路包括水泵，所述空调回路包括串联的蒸发器和冷凝器，所述电池包的所述液冷流道串联于所述冷却液回路中，所述电池包的所述直冷流道与所述蒸发器并联于所述空调回路中。