CN220086182U - 一种冷却液进液结构、散热系统及电池包 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种冷却液进液结构、散热系统及电池包，包括：进液口；多个喷淋口，分布在电芯模组的上方；进液流道，具有多级分叉流道，首级所述分叉流道的首端与所述进液口连通，上一级所述分叉流道的末端与多个下一级所述分叉流道连通，多个末级所述分叉流道的末端与多个喷淋口一对一连通，以使所述进液口的冷却液分流至所述多个喷淋口。如此设置，通过进液流道将进液口的冷却液分流至多个喷淋口，在散热过程中多个喷淋口在电芯模块的上方喷出冷却液，实现对电芯模组的迅速散热，有利于提升散热的反应及时性。

Description

一种冷却液进液结构、散热系统及电池包

技术领域

本申请涉及电动汽车技术领域，具体涉及一种冷却液进液结构、散热系统及电池包。

背景技术

电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶的车辆。电动汽车的车载电源主要为电池包，在电动汽车的充电过程中，电池包会产生热量，尤其是在快充过程中，电池包会迅速产生大量的热量，容易对电池包以及电动汽车造成损坏。

现有技术中，充电过程中产生的热量通过水冷板并不能够有效的排出，需要对电池包增设浸没式油冷，即将电池包的电芯模组浸没在冷却液中，通过冷却液的循环流动将电池包的热量排出。但是，传统的浸没式油冷散热效率较慢，散热反应及时性较差，不利于满足汽车快充的条件。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供了一种冷却液进液结构、散热系统及电池包，散热迅速，散热反应及时性较好。

为了达到上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种冷却液进液结构，包括：

进液口；

多个喷淋口，分布在电芯模组的上方；

进液流道，具有多级分叉流道，首级所述分叉流道的首端与所述进液口连通，上一级所述分叉流道的末端与多个下一级所述分叉流道连通，多个末级所述分叉流道的末端与多个喷淋口一对一连通，以使所述进液口的冷却液分流至所述多个喷淋口。

可选地，所述多个喷淋口包括第一喷淋口和第二喷淋口，所述第一喷淋口相对于所述第二喷淋口靠近于所述电芯模组的中部，且所述第一喷淋口的流量大于所述第二喷淋口的流量。

可选地，所述第一喷淋口的尺寸大于所述第二喷淋口的尺寸。

可选地，在所述进液流道中，所述进液口与所述第一喷淋口之间连通形成第一流道，所述进液口与所述第二喷淋口之间连通形成第二流道；

其中，所述第一流道的长度小于所述第二流道的长度，和/或所述第一流道的宽度大于所述第二流道的宽度。

可选地，首级所述分叉流道的末端位于所述电芯模组的中部上方，且多个下一级所述分叉流道相对于上一级所述分叉流道的末端对称分布。

可选地，下一级所述分叉流道的数量为上一级所述分叉流道的两倍，且多个下一级所述分叉流道相对于上一级所述分叉流道的延伸方向镜像对称。

可选地，所述进液流道至少具有三级分叉流道。

可选地，所述进液流道形成于上盖内。

一种散热系统，包括有冷却液进液结构，所述冷却液进液结构为如上任意一项所述的冷却液进液结构。

一种电池包，包括有散热系统，所述散热系统为如上所述的散热系统。

本申请提供的冷却液进液结构、散热系统及电池包，在使用过程中，在进液口通入冷却液，通过进液流道的多级分叉流道对冷却液进行分流，以将进液口的冷却液全部导流至各个喷淋口，通过多个喷淋口在电芯模块的上方喷出冷却液，在冷却液喷出下落的过程中可以与电芯模组充分接触，通过冷却液带走电芯模组上产生的热量，以实现对电芯模组的迅速降温散热，进而提升电芯模组的散热效率，同时，形成的散热系统的散热反应及时性较好，有利于满足汽车快充的条件。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为一些实施例示出的电池包的部分结构图；

图2为一些实施例示出的电池包的部分结构分解图；

图3为一些实施例示出的进液流道的结构图。

图中：1、进液流道；2、电芯模组；3、下壳体；11、首级分叉流道；12、二级分叉流道；13、三级分叉流道；14、四级分叉流道；15、五级分叉流道；16、六级分叉流道；17、末级分叉流道。

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。基于本申请中的实施例，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例，都属于本申请保护的范围。

如图1-图3所示，本申请实施例提供了一种冷却液进液结构，包括进液口、喷淋口和进液流道1，喷淋口设置有多个，并设置在电池包的电芯模组2上方，而且多个喷淋口通过进液流道1与进液口连通，以使进液口的冷却液通过进液流道1导通至多个喷淋口，通过多个喷淋口在电芯模组2的上方进行喷淋，以对电芯模组2进行冷却散热。

需要说明的是，本文中的“上方”为电池包如图1摆放状态时所指的上方，该摆放状态也是电池包在自然使用时的摆放状态，通过将喷淋口设置在电芯模组的上方，可以使喷淋口的水平高度大于电芯模组的水平高度，以便于喷淋后的冷却液能够沿着电芯模组下落，并进行降温。

其中，进液流道1呈分叉树状结构，具有多级分叉流道，多级分叉流道包括首级分叉流道11、二级分叉流道12、三级分叉流道13、四级分叉流道14……末级分叉流道17，具体地，分叉流道设置的级数可以根据实际需求而定。而且，首级分叉流道11的首端与进液口连通，以使进液口的冷却液能够流通到进液流道1中，上一级分叉流道的末端与多个下一级分叉流道的首端连通，以使上一级分叉流道内的冷却液可以分流到多个下一级分叉流道，多个末级分叉流道17与多个喷淋口一对一连通，即末级分叉流道17的数量与喷淋口的数量相等，以使进液口的冷却液经过进液流道1可以完全分流至多个喷淋口。

这里，上一级分叉流道与下一级分叉流道为相邻的两级分叉流道，比如，首级分叉流道11与多个二级分叉流道12连通，二级分叉流道12与多个三级分叉流道13连通……，以此类推，通过多级分叉流道对冷却液进行多次分流，可以将进液口的冷却液分流至多个喷淋口。由于各个喷淋口与进液口的连通均需要经过进液流道1的各级分叉流道，以使得各个喷淋口通过进液流道1分流到的冷却液较为均匀，有利于对电芯模组2进行整体性均衡地冷却降温。

在使用过程中，在进液口通入冷却液，通过进液流道1的多级分叉流道对冷却液进行分流，以将进液口的冷却液全部导流至各个喷淋口，通过多个喷淋口在电芯模块的上方喷出冷却液，在冷却液喷出下落的过程中可以与电芯模组2充分接触，通过冷却液带走电芯模组2上产生的热量，以实现对电芯模组2的迅速降温散热，进而提升电芯模组2的散热效率，同时，形成的散热系统的散热反应及时性较好，有利于满足汽车快充的条件。

如此设置，通过进液流道1将进液口的冷却液分流至多个喷淋口，在散热过程中多个喷淋口在电芯模块的上方喷出冷却液，实现对电芯模组2的迅速散热，有利于提升散热的反应及时性。

一些实施例中，多个喷淋口包括第一喷淋口和第二喷淋口，第一喷淋口相对于第二喷淋口靠近电芯模组2的中部，且第一喷淋口的流量大于第二喷淋口的流量，由于电芯模组2的中部的热量不易散出，使得整个电芯模组2中越靠近中部的位置温度越高，越需要降温散热，本方案中通过第一喷淋口的流量大于第二喷淋口的流量，可以使第一喷淋口喷出的冷却液多于第二喷淋口喷出的冷却液，进而使第一喷淋口对应区域的散热效率较高，以提升电芯模组2的中部的散热效率。这样，通过根据电芯模组2上的温度分布情况，对多个喷淋口进行设计，以使越靠近电芯模组2的中部的喷淋口散热效果越好，进一步提升对电芯模组2的散热效果。

需要说明的是，第一喷淋口和第二喷淋口为多个喷淋口中的任意两个，区别仅仅在于靠近电芯模组2的中部距离不同，第一喷淋口的流量大于第二喷淋口的流量，可以理解为，靠近电芯模组2的中部的喷淋口的流量大于远离电芯模组2的中部的喷淋口的流量。

其中，第一喷淋口的尺寸大于第二喷淋口的尺寸，通过对喷淋口的尺寸进行区别设计，即加大了靠近电芯模组2的中部的喷淋口的尺寸，在冷却液的压力一定的情况下，喷淋口的尺寸越大流量越大，进而可以使第一喷淋口的流量大于第二喷淋口的流量。这样，只需要对喷淋口的尺寸进行设计，无需对进液流道1进行改动，有利于保证进油流道的分流和导流的稳定性和均衡性。

这里，喷淋口可以设置为喷头的形式，通过对喷头可以在下方形成锥形的喷淋区域，有利于提升喷淋面积。

一些其他方案中，在进液流道1中，进液口与第一喷淋口之间连通形成第一流道，进液口与第二喷淋口之间连通形成第二流道；其中，第一流道和第二流道均由首级分叉流道11、二级分叉流道12、三级分叉流道13……末级分叉流道17构成，区别在于构成第一流道和第二流道的同级流道可以为不同分叉流道，比如，第一流道和第二流道的构成为相同的首级分叉流道11、相同的二级分叉流道12、相同的三级分叉流道13……不同的末级分叉流道17。

其中，第一流道的长度小于第二流道的长度，在冷却液的压力一定的情况下，流道长度越长喷淋口的流量越小，以使得第一喷淋口的流量大于第二喷淋口的流量。具体地，由于第一流道和第二流道具有相同的同级分叉流道和不同的同级分叉流道，在不同的同级分叉流道中，第一流道的长度小于第二流道的长度，比如第一流道的末级分叉流道17的长度小于第二流道的末级分叉流道17的长度。

和/或，第一流道的宽度大于第二流道的宽度，在冷却液的压力一定的情况下，流道宽度越大喷淋口的流量越大，以使得第一喷淋口的流量大于第二喷淋口的流量。具体地，由于第一流道和第二流道具有相同的同级分叉流道和不同的同级分叉流道，在不同的同级分叉流道中，第一流道的宽度大于第二流道的宽度，比如第一流道的末级分叉流道17的宽度大于第二流道的末级分叉流道17的宽度。

当然，在其他实施例中，也可以根据电芯模组2的热量分布，对多个喷淋口的密度进行调整，以使靠近电芯模组2的中部的喷淋口密度大于远离电芯模组2的中部的喷淋口密度。

本方案中，首级分叉流道11的末端位于电芯模组2的中部上方，以使得冷却液通过首级分叉流道11先流到电芯模组2的中部，再通过下级分叉流道将中部的冷却液分流至电芯模组2的中部外围，以此类推，通过逐级分叉的形式，使得冷却液由电芯模组2的中部向外围扩散，在散热过程中，可以通过分叉流道内的冷却液先对电芯模组2的中部进行初步降温，由于低温的冷却液先经过电芯模组2的中部，以使得上述初步降温的效果较好，有利于提升降温散热效率。

而且，多个下一级分叉流道相对于上一级分叉流道的末端对称分布，这样，可以保证分流至各个喷淋口的冷却液的稳定相对一致，保证各个喷淋口的散热均衡性。

需要说明的是，上述“对称分布”可以是镜像对称，也可以是中心对称，即多个下一级分叉流道相对于上一级分叉流道的末端中心对称分布，和/或多个下一级分叉流道相对于上一级分叉流道的末端镜像对称分布。

具体地，下一级分叉流道的数量为上一级分叉流道的两倍，以使上一级分叉流道中的冷却液可以分流至两个下一级分叉流道，即形成一分二，二分四，四分八……的分叉结构。而且多个下一级分叉流道相对于上一级分叉流道的延伸方向镜像对称，以使得两个下一级分叉流道分布在上一级分叉流道的两侧，有利于实现对方形电池包的空间布局，由于电池包和电芯模组2大多设置为方形，通过上述结构可以更加适配于大多数的电池包。

这里，进液流道1至少具有三级分叉流道，这样，可以通过分叉流道的级数增多，使得喷淋口的数量增多，进一步地提升散热降温效率，以及散热的均衡性。具体地，进液流道1具有七级分叉流道，如图3所示，进液流道1包括首级分叉流道11(一级分叉流道)、二级分叉流道12、三级分叉流道13、四级分叉流道14、五级分叉流道15、六级分叉流道16和末级分叉流道17(七级分叉流道)。

本方案中，进液流道1形成于电池包的上盖，具体地，在上盖的内部设置有空腔，进液流道1形成于空腔内，相对应地，进液口和喷淋口均设置于上盖。这样，通过将进液流道1集成在上盖，可以减少电池包的零部件数量，且在冷却液进液过程中不会占用电池包的内部空间。

当然，进液流道1也可以设置在管路内，管路安装在上盖的下方，且位于电芯模组2的上方。

本申请实施例提供了一种散热系统，包括有上述实施例中的冷却液进液结构，如此设置，通过进液流道1将进液口的冷却液分流至多个喷淋口，在散热过程中多个喷淋口在电芯模块的上方喷出冷却液，实现对电芯模组2的迅速散热，有利于提升散热的反应及时性。

其中，散热系统还包括冷却液出液结构和冷却液储存室，冷却液出液结构、冷却液进液结构和冷却液储存室形成冷却液循环路径。冷却液出液结构具体可以设置在电池包的下壳体3上，并位于电芯模组2的中部下方，这样可以及时将电芯模组2中部的冷却液排出。

本申请实施例提供了一种电池包，包括有上述实施例中的散热系统，如此设置，通过进液流道1将进液口的冷却液分流至多个喷淋口，在散热过程中多个喷淋口在电芯模块的上方喷出冷却液，实现对电芯模组2的迅速散热，有利于提升散热的反应及时性。

其中，电池包还包括电芯模组2、下壳体3和上盖，电池模组设置在下壳体3内，并通过上盖将电芯模组2封闭在下壳体3内，通过冷却液进液结构向下壳体3内输入冷却液，通过喷淋式降温散热和浸没式降温散热，实现对电芯模组2的降温散热。

此外，该电池包和散热系统带来的其他有益效果，请参见上述有关冷却液进液结构的描述内容，在此不再赘述。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

应当理解，本申请实施例描述中所用到的限定词“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”和“第六”仅用于更清楚的阐述技术方案，并不能用于限制本申请的保护范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (10)

1.一种冷却液进液结构，其特征在于，包括：

进液口；

多个喷淋口，分布在电芯模组的上方；

进液流道，具有多级分叉流道，首级所述分叉流道的首端与所述进液口连通，上一级所述分叉流道的末端与多个下一级所述分叉流道连通，多个末级所述分叉流道的末端与多个喷淋口一对一连通，以使所述进液口的冷却液分流至所述多个喷淋口。

2.根据权利要求1所述的冷却液进液结构，其特征在于，所述多个喷淋口包括第一喷淋口和第二喷淋口，所述第一喷淋口相对于所述第二喷淋口靠近于所述电芯模组的中部，且所述第一喷淋口的流量大于所述第二喷淋口的流量。

3.根据权利要求2所述的冷却液进液结构，其特征在于，所述第一喷淋口的尺寸大于所述第二喷淋口的尺寸。

4.根据权利要求2所述的冷却液进液结构，其特征在于，在所述进液流道中，所述进液口与所述第一喷淋口之间连通形成第一流道，所述进液口与所述第二喷淋口之间连通形成第二流道；

其中，所述第一流道的长度小于所述第二流道的长度，和/或所述第一流道的宽度大于所述第二流道的宽度。

5.根据权利要求1所述的冷却液进液结构，其特征在于，首级所述分叉流道的末端位于所述电芯模组的中部上方，且多个下一级所述分叉流道相对于上一级所述分叉流道的末端对称分布。

6.根据权利要求5所述的冷却液进液结构，其特征在于，下一级所述分叉流道的数量为上一级所述分叉流道的两倍，且多个下一级所述分叉流道相对于上一级所述分叉流道的延伸方向镜像对称。

7.根据权利要求1所述的冷却液进液结构，其特征在于，所述进液流道至少具有三级分叉流道。

8.根据权利要求1所述的冷却液进液结构，其特征在于，所述进液流道形成于上盖内。

9.一种散热系统，包括有冷却液进液结构，其特征在于，所述冷却液进液结构为权利要求1-8任意一项所述的冷却液进液结构。

10.一种电池包，包括有散热系统，其特征在于，所述散热系统为权利要求9所述的散热系统。