CN220121937U - 域控电池包及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种域控电池包及车辆，域控电池包包括：箱体，具有容纳空间，电池，设置在容纳空间中并且位于箱体的一侧；域控制器，设置在容纳空间中并且位于箱体的另一侧；其中，域控制器包括：控制模组，包括两个以上功率模块，其中至少两个功率模块的功率等级存在差值；冷却板，具有预定厚度且在自身厚度方向上的一侧与控制模组配合，冷却板包括两个以上的换热区域，在厚度方向上，每个功率模块在冷却板上的正投影位于其中一个换热区域内，且功率模块的功率等级与其相对的换热区域的换热能力呈正相关，保证功率模块上芯片的可靠性，并减少能耗。

Description

域控电池包及车辆

技术领域

本申请属于电动汽车技术领域，尤其涉及域控电池包及车辆。

背景技术

电动汽车具有节能、环保、不依赖于石油等不可再生资源等特点，在国内外政策支持大力发展下，已成为全球汽车工业中重要组成部分，且得到越来越广泛的应用。

目前电动汽车逐渐出现多合一控制器，即域控制器，其内部设置有多个功率模块(例如，IGBT模块)，由于功率模块的散热功率较大，如功率损耗产生的热量不能及时散掉，将严重影响功率模块上芯片的可靠性。

实用新型内容

本申请实施例提供的域控电池包及车辆，可同时实现各功率模块的散热，更加节省空间，提高动力域控电池包的能量密度，并且还能够提高各功率模块的散热效率，并保证功率模块上芯片的可靠性，并减少能耗。

本申请一方面实施例提供了一种域控电池包，包括：箱体，具有容纳空间，电池，设置在容纳空间中并且位于箱体的一侧；域控制器，设置在容纳空间中并且位于箱体的另一侧；其中，域控制器包括：控制模组，包括两个以上功率模块，其中至少两个功率模块的功率等级存在差值；冷却板，具有预定厚度且在自身厚度方向上的一侧与控制模组配合，冷却板包括两个以上的换热区域，在厚度方向上，每个功率模块在冷却板上的正投影位于其中一个换热区域内，且功率模块的功率等级与其相对的换热区域的换热能力呈正相关。

根据本申请前述第一方面任一实施方式，冷却板包括形成有容纳空间的主体以及设置于容纳空间内的流道结构，主体上形成有与容纳空间连通的进口以及出口，换热介质能够由进口进入流道结构与各功率模块热交换后由出口排出，流道结构包括两个以上流道单元，流道单元与换热区域一一对应设置。

根据本申请前述第一方面任一实施方式，相邻两个流道单元相连通，换热介质能够由进口进入并依次流经各流道单元后由出口排出，至少两个换热区域中，相对靠近进口的流道单元的换热能力大于靠近出口的流道单元的换热能力。

根据本申请前述第一方面任一实施方式，主体包括顶板、底板以及围设于顶板和底板周侧的多个侧板，每个流道单元内设置有在厚度方向抵设于顶板和底板且相互平行设置的N个隔板，容纳空间通过隔板分隔形成流道槽，N为自然数。

根据本申请前述第一方面任一实施方式，至少两个流道单元中单位面积内的隔板的数量N不同。

根据本申请前述第一方面任一实施方式，至少一个流道单元的隔板的数量N大于等于2，各隔板平行设置于相对的两个侧板之间；在所述流道单元内，相邻设置的两个隔板中，其中一个隔板与两个侧板中的一者连接并与另一者间隔，另一个隔板与两个侧板中的另一者连接并与一者间隔。

根据本申请前述第一方面任一实施方式，每个流道单元具有预设的长度和宽度，至少一个流道单元的隔板沿流道单元的宽度方向延伸设置。

根据本申请前述第一方面任一实施方式，每个流道单元内还设置有两个以上的导流板，各导流板间隔排布于平行设置的两个隔板和/或侧板之间，且导流板的端部与侧板具有预设距离。

根据本申请前述第一方面任一实施方式，相邻两个导流板在其自身延伸方向上错位设置。

本申请第二方面实施例提供了一种车辆，包括上述实施例中的域控电池包。

本申请实施例提供了一种域控电池包及车辆，域控电池包包括箱体、电池以及域控制器，域控制器包括控制模组和冷却板，冷却板设置于控制模组的一侧并用于实现控制模组的冷却。其中，控制模组包括两个以上具有不同功率等级的功率模块，冷却板包括两个以上的换热区域，通过使每个功率模块在冷却板上的正投影位于其中一个换热区域内。一方面，通过冷却板可同时实现各功率模块的散热，更加节省空间，从而提高域控制器的体积利用率，间接提高域控电池包包能量密度。另一方面，可针对功率模块的功率等级将其配合安装于冷却板的不同换热区域，从而能够针对功率模块的功率等级进行散热，以提高域控制器的散热效率，并保证功率模块上芯片的可靠性，提高域控电池包的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一种实施例提供的域控电池包的俯视图；

图2是本申请一种实施例提供的域控制器的俯视图；

图3是本申请一种实施例提供的域控制器省略控制模组的俯视图；

图4是本申请一种实施例提供的冷却板的结构示意图；

图5是本申请一种实施例提供的冷却板内换热介质的流动示意图。

附图标记说明：

100、域控电池包；10、域控制器；

1、控制模组；11、功率模块；

2、冷却板；21、主体；211、侧板；212、顶板；22、流道结构；22a、第一流道单元；22b、第二流道单元；22c、第三流道单元；221、隔板；222、导流板；23、安装角；

3、进液管路；31、金属法兰盘；32、接头；33、尼龙管；

4、出液管路；

K1、进口；K2、出口。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本申请的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本申请造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的实施例的具体结构进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

申请人经过研究注意到，随着电动汽车动力域技术的发展，现有的域控电池包内的控制器集成度越来越高，并出现多合一控制器，即域控制器，域控制器将多个功率模块集成为一体。然而，各功率模块的功率等级不同，其中功率等级较高的功率模块会产生较大热量，若不能将功率损耗而产生的热量及时散掉，将严重影响功率模块上芯片的可靠性。基于以上考虑，申请人经过深入研究，提出了一种新型的域控电池包及车辆，能够针对不同功率等级的多个功率模块进行冷却，以提高域控制器的散热效果，下面对本申请实施例进行进一步描述。

请参阅图1至图3，本申请实施例提供了一种域控电池包100，包括箱体、电池以及域控制器10，箱体具有容纳空间，电池设置在容纳空间中并位于箱体的一侧，域控制器10设置于容纳空间中并位于箱体的另一侧，其中，域控制器10包括控制模组1以及冷却板2，控制模组1包括两个以上功率模块11，其中至少两个功率模块11的功率等级存在差值，冷却板2具有预定厚度且在自身厚度方向上的一侧与控制模组1配合，冷却板2包括两个以上的换热区域，在厚度方向上，每个功率模块11在冷却板上的正投影位于其中一个换热区域内，且功率模块11的功率等级与其相对的换热区域的换热能力呈正相关。

本申请实施例提供的域控制器10中，包括控制模组1和冷却板2，冷却板2设置于控制模组1的一侧并用于实现控制模组1的冷却。其中，控制模组1包括两个以上具有不同功率等级的功率模块11，冷却板2包括两个以上的换热区域，并将每个功率模块11在冷却板2的正投影位于其中一个换热区域内。一方面，通过冷却板2可同时实现各功率模块11的散热，更加节省空间，从而提高域控制器10的体积利用率，间接提高域控电池包100的能量密度。另一方面，可针对功率模块11的功率等级将其配合安装于热管理装置1的换热区域，从而能够针对功率模块的功率等级进行散热，以提高域控电池包100的散热效率，并保证功率模块11上芯片的可靠性，提高域控电池包100的安全性。

需要说明的是，功率模块11的功率等级与其相对的换热区域的换热能力呈正相关是指，至少两个功率等级不同的功率模块11中，将功率等级较大的功率模块11设置于换热能力较高的换热区域，并将功率等级较小的功率模块11设置于换热能力较低的换热区域，从而能够针对功率模块11的功率等级进行散热，提高域控制器10的散热效果，保证各功率模块11上芯片的可靠性，并减少能耗。

可选地，换热区域的数量与功率等级的数量相同，从而使得功率等级与换热区域一一对应，通过将相同功率等级的功率模块11设置于同一换热区域内，以提高域控制器10的散热效率。其中，各换热区域的面积可与其所对应的多个功率模块11在厚度方向上的投影面积相同，从而进一步节省空间，提高域控制器10的体积利用率。此外，通过将冷却板2设置为板状结构体，也能够提高域控电池包100外观一致性，更利于电动汽车的空间布置。

可以理解的是，换热能力与换热区域的材质、换热区域的有效换热面积、以及换热器内部换热介质的流速等多方面因素相关，可通过调整至少一者的参数，即可形成具有不同换热能力的换热区域。

请参阅图2和图3，在一些可选地实施例中，冷却板2包括形成有容纳空间的主体21以及设置于容纳空间内的流道结构22，主体21上形成有与容纳空间连通的进口K1以及出口K2，换热介质能够由进口K1进入流道结构22与各功率模块11热交换后由出口K2排出。其中，流道结构22包括两个以上流道单元，流道单元与换热区域一一对应设置，即可通过调整流道结构22内各流道单元的结构，从而对应形成具有不同换热能力的换热区域，以实现各功率模块11的散热。

在一些可选地实施例中，相邻两个流道单元相连通，换热介质能够由进口K1进入并依次流经各流道单元后从出口K2排出，即可形成由进口K1至出口K2的流道，从而更便于冷却板2的设置。

可以理解的是，各流道单元可相互拼接来形成流道结构22，即每个流道单元包括子进口和子出口，相邻的两个流道单元的子进口和子出口相连通，从而使得换热介质依次经由各流道单元后流出。此外，在一些其他地实施例中，各流道单元也可单独设置，即换热介质分别由各流道单元的子出口进入并由该流道单元的子出口流出，从而形成多个单独设置的流道单元。

为便于描述，以下仍以相邻两个流道单元相连通为例进行说明。

请参阅图2和图3，冷却板2的进口K1和出口K2可分别连接有进液管路3和出液管路4，以实现换热介质的接入和导出。进液管路3可包括相连的金属法兰盘31、接头32以及尼龙管33，尼龙管33通过接头32与进口K1相连，其中，接头32可设置为自锁弯接头，以使得尼龙管33避让域控制器10的其他结构设置。出液管路4可与进液管路3的结构相同且对称设置，以提高域控制器10外观的一致性，更便于电动汽车内的空间布置。

可选地，换热介质可设置为冷却气体或冷却液体，冷却气体可设置为空气、惰性气体、绝缘气体等，冷却液体可设置为水、乙二醇等，通过将换热介质流依次经各流道单元，来实现各功率模块11的冷却。冷却板2可采用铝型材挤压制成，以提高导热效果。

可以理解的是，由于换热介质在依次流经各流道单元时会逐步带走其所对应的功率模块11产生的热量，故换热介质的自身温度会逐渐升高，而使得换热介质的冷却效果减弱。在一些可选地实施例中，至少两个流道单元中，相对靠近进口K1的流道单元的换热能力大于靠近出口K2的流道单元的换热能力。

与其相对应的，将功率等级较大的功率模块11设置于相对靠近进口K1一侧，将功率等级较小的功率模块11设置于相对靠近出口K2的一侧。因此，在换热介质从进口K1流出时，即能够通过温度较低的换热介质以及换热能力较大的流道单元对功率等级较大的功率模块11进行散热，以进一步保证功率模块11的散热效果，从而提高功率模块11上芯片的可靠性。

可选地，沿进口K1至出口K2的方向，各流道单元的换热能力逐渐降低，由于各流道单元内的换热能力的变化趋势与换热介质的变化趋势相同，故能够在保证各功率模块11的散热效果的同时，更便于功率模块11的设计排布。

请参阅图3至图5，可以理解的是，流道单元的换热能力可与其内换热介质的流速和流量有关，故为了形成具有不同换热能力的多个流道单元，在一些可选地实施例中，主体21包括顶板212、底板以及围设于顶板212和底板周侧的多个侧板211，每个流道单元内设置有在厚度方向抵设于顶板212和底板且相互平行设置的N个隔板221，容纳空间通过隔板221分隔形成流道槽，N为自然数。因此，可通过控制隔板221，来调整各流道单元的流道槽的结构，以控制换热介质在该流道单元内的流速以及流通路线，从而调整该流道单元的换热能力。

可选地，各流道单元可单独制备形成，在制备形成冷却板2时，可在流道单元可拼接成一体后，在其周侧焊接顶板212、底板以及围设于顶板212和底板周侧的多个侧板211，侧板211可设置为堵片结构来形成容纳空间。侧板211上可设置安装角23，以将冷却板2固定于域控制器10内的预定位置。并且，在与进料管道3相连的侧板211上设置进口K1，在与出料管道4相连的侧板211上设置出口K2，从而保证换热介质能够通过进口K1经各流道单元后由出口K2排出。

请参阅图3至图5，至少两个流道单元中单位面积内的隔板221的数量N不同。即在相同面积内的流道单元中布置更多的隔板221，相邻两个隔板221之间的距离越小，从而所能够分隔形成的流道槽的横截面积越小，进而使得换热介质在该流道槽内的流速越快，以形成具有不同换热能力的流道单元。

可选地，在一些其他地实施例中，也可通过调整隔板221的延伸距离，即通过调整隔板221与侧板211之间的间隔，从而进一步控制换热介质在流道槽内的流速，并且，也可在隔板221上设置凸起，来调整该流道单元的换热能力。

在一些可选地实施例中，至少一个流道单元的隔板221的数量N大于等于2，各隔板221平行设置于相对的两个侧板211之间。相邻设置的两个隔板221中，其中一个隔板221与两个侧板211中的一者连接并与另一者间隔，另一个隔板221与两个侧板211中的另一者连接并与一者间隔。通过将相邻设置的两个隔板221分别连接于两个侧板211上，即将容纳空间分隔形成蛇形流道槽，从而更便于增加换热介质的流动路径，提高域控制器10的散热效率。

例如，可将流道结构22设置为换热能力不同的第一流道单元22a、第二流道单元22b以及第三流道单元22c，其中，第一流道单元22a内设置有两个隔板221，第二流道单元22b内设置有一个隔板221，第三流道单元22c不设置隔板221，从而使得各流道单元内的换热能力逐渐递减。其中，第三流道单元22c与出口K2相接设置，通过使第三流道单元22c不设置隔板221，一方面能够保证水压以保证换热介质由出口K2流出，另一方面能够减少换热介质在第三流道单元22c内的停留时间，进一步提高域控制器10的散热效果。

为进一步提高流道单元的换热能力，在一些可选地实施例中，每个流道单元具有预设的长度和宽度，至少一个流道单元的隔板221沿流道单元的宽度方向延伸设置。由于宽度方向的尺寸小于其长度方向的尺寸，故通过将流道单元内的隔板221沿宽度方向延伸设置，即可形成尺寸较小的流道，以加快该流道单元内换热介质的流速，同时通过隔板221控制换热介质的流向，以防止出现紊流。

请参阅图3至图5，在一些可选地实施例中，每个流道单元内还设置有两个以上的导流板222，各导流板222间隔排布于平行设置的两个隔板221和/或侧板211之间，且导流板222的端部与侧板211具有预设距离。其中，位于同一流道单元内的各导流板222沿同一方向延伸设置且相互间隔分布。通过在各流道单元内设置多个导流板222，即可通过导流板222控制换热介质的流向，以便于换热介质在流道单元内的流动，提高域控制器10的散热效果。

可选地，导流板222的延伸方向可与流道的延伸方向相同，即隔板221的延伸方向相同，从而更便于实现其内换热介质的导向，以减少换热介质在各换热区域内停留的时间，保证域控制器10的散热效果。

在一些可选地实施例中，相邻两个导流板222在其自身延伸方向上错位设置，以便换热介质均匀的流入下一个换热区域。

本申请实施例还提供了一种车辆，包括上述实施例中的域控电池包100。

因此，本申请实施例提供的车辆具有上述任一实施例中域控电池包100的技术方案所具有的技术效果，与上述实施例相同或相应的结构以及术语的解释在此不再赘述。本申请中的车辆可以包括各公交车辆、家用车辆、越野车辆、军用车辆及新能源车辆等，本申请对此不作特殊限定。

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。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应理解，在本申请实施例中，“与A相应的B”表示B与A相关联，根据A可以确定B。但还应理解，根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其它信息确定B。

以上，仅为本申请的具体实施方式，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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改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以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种域控电池包，其特征在于，包括：

箱体，具有容纳空间，

电池，设置在所述容纳空间中并且位于所述箱体的一侧；

域控制器，设置在所述容纳空间中并且位于所述箱体的另一侧；

其中，所述域控制器包括：

控制模组，包括两个以上功率模块，其中至少两个所述功率模块的功率等级存在差值；

冷却板，具有预定厚度且在自身厚度方向上的一侧与所述控制模组配合，所述冷却板包括两个以上的换热区域，在所述厚度方向上，每个所述功率模块在所述冷却板上的正投影位于其中一个所述换热区域内，且所述功率模块的功率等级与其相对的所述换热区域的换热能力呈正相关。

2.根据权利要求1所述的域控电池包，其特征在于，所述冷却板包括形成有容纳空间的主体以及设置于所述容纳空间内的流道结构，所述主体上形成有与所述容纳空间连通的进口以及出口，换热介质能够由所述进口进入所述流道结构与各所述功率模块热交换后由所述出口排出；

所述流道结构包括两个以上流道单元，所述流道单元与所述换热区域一一对应设置。

3.根据权利要求2所述的域控电池包，其特征在于，相邻两个所述流道单元相连通，所述换热介质能够由所述进口进入并依次流经各所述流道单元后由所述出口排出，至少两个所述流道单元中，相对靠近所述进口的所述流道单元的换热能力大于靠近所述出口的所述流道单元的换热能力。

4.根据权利要求2所述的域控电池包，其特征在于，所述主体包括顶板、底板以及围设于所述顶板和所述底板周侧的多个侧板，每个所述流道单元内设置有在所述厚度方向抵设于所述顶板和所述底板且相互平行设置的N个隔板，所述容纳空间通过所述隔板分隔形成流道槽，N为自然数。

5.根据权利要求4所述的域控电池包，其特征在于，至少两个所述流道单元中单位面积内的所述隔板的数量N不同。

6.根据权利要求4所述的域控电池包，其特征在于，至少一个所述流道单元的所述隔板的数量N大于等于2，各所述隔板平行设置于相对的两个所述侧板之间；

在该所述流道单元内，相邻设置的两个所述隔板中，其中一个所述隔板与两个所述侧板中的一者连接并与另一者间隔，另一个所述隔板与两个所述侧板中的另一者连接并与一者间隔。

7.根据权利要求4所述的域控电池包，其特征在于，每个所述流道单元具有预设的长度和宽度，至少一个所述流道单元的所述隔板沿所述流道单元的宽度方向延伸设置。

8.根据权利要求4所述的域控电池包，其特征在于，每个所述流道单元内还设置有两个以上的导流板，各所述导流板间隔排布于平行设置的两个所述隔板和/或所述侧板之间，且所述导流板的端部与所述侧板具有预设距离。

9.根据权利要求8所述的域控电池包，其特征在于，相邻两个所述导流板在其自身延伸方向上错位设置。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的域控电池包。