CN219998331U - 一种锂离子动力电池用双层液冷及空冷复合冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂离子动力电池用双层液冷及空冷复合冷却系统，包括：双层液冷板、电池包、导热垫以及空冷板；所述双层冷却板由第一冷却板体和第二冷却板体焊接组成，所述双层冷却板分别铺设在所述电池包的上下底面，所述导热垫在电池包的单体电池之间，所述空冷板立体环绕在所述电池包的侧面；所述双层冷却板和空冷板用于对所述电池包进行冷却。本实用新型的冷却系统可以使电池温度控制在合理的区间，从而提高动力电池组的散热效率。

Description

一种锂离子动力电池用双层液冷及空冷复合冷却系统

技术领域

本实用新型属于冷却设备技术领域，特别是涉及一种锂离子动力电池用双层液冷及空冷复合冷却系统。

背景技术

随着人类生态环境的恶化，石油等不可再生资源的枯竭及全球变暖问题，世界各国人民逐渐意识到节能减排及环境保护的重要性。汽车行业是支撑人类社会发展进步的支柱性产业之一，各国人民对汽车的刚性需求持续升高，但传统燃油汽车的发展也带来了更多环境问题。

锂离子动力电池是新能源汽车的核心，其对新能源汽车的重要性不言而喻。在实际的车辆使用过程中，电池会面临的使用工况复杂多变。为了提高续航里程，车辆需要在一定的空间内布置尽可能多的电芯，因此车辆上电池包的空间非常有限。电池在车辆运行过程中产生大量的热量且随着时间的累积在相对狭小的空间内积聚。由于电池包内电芯的密集堆放，也在一定程度上造成中间区域散热相对更困难，加剧了电芯间的温度不一致，其结果会降低电池的充放电效率，影响电池的功率；严重时还会导致热失控，影响系统的安全性和寿命。电池热管理主要是为了让电池组能够始终保持在一个合适的温度范围内进行工作，从而来维持电池组最佳的工作状态。电池的热管理主要包括冷却、加热以及温度均衡等功能。冷却和加热功能，主要是针对外部环境温度对电池可能造成的影响来进行相应的调整。温度均衡则是用来减小电池组内部的温度差异，防止某一部分电池过热造成的快速衰减。这样能实现车辆最佳的功率输出和输入、最大的可用能量，以及最长的循环寿命。

动力电池在使用过程需要进行冷却。目前，电池包内的冷却系统通常都是单一的液冷板方式，流道单一，且流道的冷却液在带走热量的同时，冷却液也会被加热，导致后一段流道中的冷却液无法很好对电池包进行冷却，导致电池的局部温度提高，无法满足目前大倍率充放电的使用需求。

单一风冷系统结构比较简单，技术相对成熟，成本较低。但由于空气带走的热量有限，其的换热效率较低，电池内部均温性不佳，对电池温度也难以实现比较精确的控制。

因此，亟需提出一种锂离子动力电池用双层液冷及空冷复合冷却系统用于新能源汽车上。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种锂离子动力电池用双层液冷及空冷复合冷却系统，该系统的双层液冷板有两层，两层可互相换热，可有效防止冷却液在带走热量时被加热，空冷板环绕在电池组侧面，侧面的导流槽均为出风口，可对电池的的侧面进行冷却，两个系统同时工作，可以使电池温度控制在合理的区间，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种锂离子动力电池用双层液冷及空冷复合冷却系统，包括：双层冷却板，电池包，导热垫以及空冷板；

所述双层冷却板由第一冷却板体和第二冷却板体焊接组成，所述双层冷却板分别铺设在所述电池包的上下底面，所述导热垫在电池包的单体电池之间，所述空冷板立体环绕在所述电池包的侧面；所述导热垫将所述电池包产生的热量传导到所述双层冷却板和空冷板上，分别对所述电池包的上下底面和侧面进行冷却降温。

可选地，所述双层冷却板还包括连接管连接所述第一冷却板体和第二冷却板体；

其中，所述第一冷却板体包括第一上板、第一下板、矩形沟槽板及进水口，所述第二冷却板体包括第二上板、第二下板、分隔条及出水口；所述第一上板和第二下板上分别设有第一上板通孔和第二下板通孔，用所述连接管连接。

可选地，所述第一冷却板体和第二冷却板体的内腔均填充冷却液；

可选地，所述第二冷却板体包括若干个分隔条，所述分隔条将所述第二冷却板体的内腔分隔为曲折流道。

可选地，所述空冷板包括依次连接的空冷入口、空冷导流槽和空冷板体。

可选地，所述空冷板体上设有若干个矩形通孔，所述空冷导流槽基于预设间距阵列在所述空冷板体上。

可选地，所述空冷导流槽包括空冷导流槽底座和空冷导流槽扇叶；

所述空冷导流槽通过空冷导流槽底座焊接在空冷板体上。

可选地，所述电池包包括若干个侧立布置的单体电池，所述单体电池之间设有导热垫。

本实用新型的技术效果为：

与现有技术相比，本实用新型的冷却系统中的双层液冷板有两层，两层可互相换热，可有效防止冷却液在带走热量时被加热，空冷板环绕在电池组侧面，侧面的导流槽均为出风口，可对电池的侧面进行冷却，两个系统同时工作，可以使电池温度控制在合理的区间，从而提高动力电池组的散热效率。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例中的锂离子动力电池用双层液冷及空冷复合冷却系统结构示意图；

图2为本实用新型实施例中的空冷板结构示意图；

图3为本实用新型实施例中的双层液冷板A向局部剖面示意图；

图4为本实用新型实施例中的空冷板B向剖面图；

图5为本实用新型实施例中的第一冷却板体分解示意图；

图6为本实用新型实施例中的第二冷却板体分解示意图；

其中：1、双层冷却板；11、第一冷却板体；111、第一上板；1111、第一上板通孔；112、矩形沟槽板；1121、进水口；1122、矩形沟槽；113、第一下板；12、第二冷却板体；121、第二上板；122、分隔条；1221、出水口；123、第二下板；1231、第二下板通孔；13、连接管；2、电池包；3、导热垫；4、空冷板；41、空冷入口；42、空冷导流槽；421、空冷导流槽底座；422、空冷导流槽扇叶；43、空冷板体。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

实施例一

如图1-6所示，本实施例中提供一种锂离子动力电池用双层液冷及空冷复合冷却系统，包括：双层冷却板1，电池包2，导热垫3以及空冷板4；所述双层冷却板1由第一冷却板体11和第二冷却板体12焊接组成，所述双层冷却板1分别铺设在所述电池包2的上下底面，所述导热垫3在电池包2的单体电池之间，空冷板4立体环绕在电池包2的侧面；导热垫3将所述电池包2产生的热量传导到双层冷却板1和空冷板4上，分别对电池包2的上下底面和侧面进行冷却降温。

作为具体的实施例，双层液冷板1由第一冷却板体11和第二冷却板体12及连接管13组成，第一冷却板体包括第一上板111、第一下板113、矩形沟槽板112及进水口1121，第二冷却板体包括第二上板121、第二下板123、分隔条122及出水口1221，冷却板内部形成冷却腔，冷却腔内还设有多个分隔条122，分隔条将冷却腔分隔为曲折流道，冷却腔内填充有冷却液。第二冷却板体12可对第一冷却体11内腔的冷却液冷却，可提高冷却板对电池包的降温效果。空冷板4由空冷板体43、空冷入口41、空冷导流槽42组成，空气由空冷入口41进入，由空冷导流槽42流出。

所述的第一冷却板体11和第二冷却板体12焊接在一块，相互间可进行热交换。使得在相同体积的区域达到迅速致冷的目的，使得电池包的温度控制在安全范围。

所述双层冷却板包括第一冷却板体11、第二冷却板体12、连接管13，第一冷却板体11的第一下板113和第二冷却板体12的第二上板121均设有第一上板通孔1111和第二下板通孔1231，用连接管13连接。

所述空冷导流槽42以一定间距阵列在空冷板体43上。

所述的空冷板体环绕于电池包2侧面，空冷板体为有一定厚度的壳体，空冷板体43上设有矩形通孔若干，空冷导流槽42通过空冷导流槽底座421焊接在空冷板体43上，空冷导流槽42的空冷导流槽扇叶422角度可变，角度通过控制空冷导流槽扇叶与空冷导流槽底座的焊接方向，从而控制出风方向，对单个电池进行冷却，防止单体电池局部温度过高。

所述的单体电池侧立布置，单体电池之间设有导热垫3，及时将电池的热量传导到双层液冷板1上，在电池包2的两个侧面布置有双层液冷板1，冷却液从双层液冷板1的进水口1121进入，冷却液从第一冷却板体11的矩形沟槽1122通过连接管13压入第二冷却板体12，冷却液通过第二冷却板体12体内的曲折冷却腔体，从双层液冷板的出水口1221流出，冷却液循环往复，可以及时带走电池包的热量。空冷板4环绕在电池包2的三个侧面，空气从空冷入口41进入，由布置在空冷板体43上空冷导流槽42流出，可对单体电池降温。

作为另一具体的实施方式，所述的电池包2的单体之间设有导热垫3，可以将电池包产生的热量及时传送到双层液冷板上，又可以有效的防止电池的热膨胀和车辆运动过程中的冲击。

作为另一具体的实施方式，冷却系统在开始运行时，因为电池刚开始工作，产生热量不多，此时只开启空冷却便可满足对所有的电池进行有效降温的要求，接着随着电池的工作时间的增加，电池产生的热量越来越多，空冷的冷却效果会逐渐变差，从而导致电池包2的单体电池会产生较大的温度，即无法满足系统的散热要求，部分单体电池无法得到有效降温，此时开启液冷系统，随着冷却液在双层液冷板循环，大量的热量被带走，从而可以满足系统的散热要求，所有的单体电池都可以得到有效降温。

作为另一具体的实施方式，双层液冷板有两层，两层可互相换热，可有效防止冷却液在带走热量时被加热，空冷板环绕在电池组侧面，侧面的导流槽均为出风口，可对电池的侧面进行冷却，两个系统同时工作，可以使电池温度控制在合理的区间，从而提高动力电池组的散热效率。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本申请的较佳实施例，但并不限制本申请的专利范围。本申请可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本申请专利保护范围之内。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种锂离子动力电池用双层液冷及空冷复合冷却系统，其特征在于，包括：双层冷却板(1)，电池包(2)，导热垫(3)以及空冷板(4)；

所述双层冷却板(1)由第一冷却板体(11)和第二冷却板体(12)焊接组成，所述双层冷却板(1)分别铺设在所述电池包(2)的上下底面，所述导热垫(3)在电池包(2)的单体电池之间，所述空冷板(4)立体环绕在所述电池包(2)的侧面；所述双层冷却板(1)和空冷板(4)用于对所述电池包(2)进行冷却。

2.根据权利要求1所述的锂离子动力电池用双层液冷及空冷复合冷却系统，其特征在于，

所述第一冷却板体(11)包括第一上板(111)、第一下板(113)、矩形沟槽板(112)及进水口(1121)；所述第二冷却板体(12)包括第二上板(121)、第二下板(123)、分隔条(122)及出水口(1221)；

所述第一上板(111)设有第一上板通孔(1111)，所述第二下板(123)上设有第二下板通孔(1231)，所述第一上板通孔(1111)和第二下板通孔(1231)基于连接管(13)进行连接。

3.根据权利要求2所述的锂离子动力电池用双层液冷及空冷复合冷却系统，其特征在于，

所述第二冷却板体(12)包括若干个分隔条(122)，所述分隔条(122)将所述第二冷却板体(12)的内腔分隔为曲折流道。

4.根据权利要求1所述的锂离子动力电池用双层液冷及空冷复合冷却系统，其特征在于，

所述空冷板(4)包括依次连接的空冷入口(41)、空冷导流槽(42)和空冷板体(43)。

5.根据权利要求4所述的锂离子动力电池用双层液冷及空冷复合冷却系统，其特征在于，

所述空冷板体(43)上设有若干个矩形通孔，所述空冷导流槽(42)基于预设间距阵列在所述空冷板体(43)上。

6.根据权利要求5所述的锂离子动力电池用双层液冷及空冷复合冷却系统，其特征在于，

所述空冷导流槽(42)包括空冷导流槽底座(421)和空冷导流槽扇叶(422)；所述空冷导流槽(42)通过所述空冷导流槽底座(421)焊接在空冷板体(43)上。

7.根据权利要求1所述的锂离子动力电池用双层液冷及空冷复合冷却系统，其特征在于，

所述电池包(2)包括若干个侧立布置的单体电池，所述单体电池之间设有导热垫(3)。