CN220138415U - 电池液冷结构及电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电池液冷结构及电池模组，其中，电池液冷结构包括第一液冷管和第二液冷管，第一液冷管的长度沿第一方向延伸，第一液冷管沿第一方向间隔设置有多个第一液冷槽；第二液冷管设置在第一液冷管沿第二方向的一侧，第一方向和第二方向垂直设置，第二液冷管的长度延伸方向与第一液冷管的长度延伸方向一致，第二液冷管沿第一方向间隔设置有多个第二液冷槽；所有的第一液冷槽与所有的第二液冷槽一一对应设置，对应每个电池设置的所述第一液冷槽和所述第二液冷槽的槽口相对设置，第一液冷槽和第二液冷槽共同形成用于设置电池的容纳空间。该电池液冷结构对电池的散热效率高，对电池冷却散热均匀。

Description

电池液冷结构及电池模组

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池液冷结构及电池模组。

背景技术

电池模组在充电或放电过程中会产生热量，因此电池模组中需要设置液冷结构对各个电池进行冷却散热，以使电池模组维持在适宜的温度。目前，用于对电池模组冷却的液冷结构具有两种：一种液冷结构为两条液冷管分别设置在电池模组沿电池沿轴向的两端，通过两条液冷管对电池的两端进行散热，该结构中，电池模组相邻两个电池之间可以贴合设置，以增加电池模组的能量密度，但是液冷管无法对电池的侧面进行散热，因此散热效果不好；另一液冷结构为两个液冷管完全包裹电池模组的两侧，该液冷结构相比于第一种方案的散热均匀性更高，但是为了实现完全包裹电池模组，需要采用较大体积的液冷管，所需的制造材料较大，形成的电池模组的重量较重，制造成本高，且相邻两个电池之间的间隔较大，电池模组的能量密度低。

实用新型内容

本实用新型实施例的一个目的在于：提供一种电池液冷结构，其结构简单，对电池冷却均匀。

本实用新型实施例的另一个目的在于：提供一种电池模组，其结构简单，使用寿命长。

为达此目的，本实用新型实施例采用以下技术方案：

第一方面，提供一种电池液冷结构，包括：

第一液冷管，所述第一液冷管的长度沿第一方向延伸，所述第一液冷管沿所述第一方向间隔设置有多个第一液冷槽；

第二液冷管，所述第二液冷管设置在所述第一液冷管沿第二方向的一侧，所述第一方向和所述第二方向垂直设置，所述第二液冷管的长度延伸方向与所述第一液冷管的长度延伸方向一致，所述第二液冷管沿所述第一方向间隔设置有多个第二液冷槽；

所有的所述第一液冷槽与所有的所述第二液冷槽一一对应设置，所述第一液冷槽的槽口与所述第二液冷槽的槽口相向设置，所述第一液冷槽和所述第二液冷槽共同形成用于设置电池的容纳空间。

作为一种电池液冷结构的优选方案，相邻两个所述第一液冷槽位于所述第一液冷管沿厚度方向的相对两侧面，相邻两个所述第二液冷槽位于所述第二液冷管沿厚度方向的相对两侧面。

作为一种电池液冷结构的优选方案，所述第一液冷槽由所述第一液冷管折弯成型；和/或，

所述第二液冷槽由所述第二液冷管折弯成型。

作为一种电池液冷结构的优选方案，所有的所述第一液冷槽均位于所述第一液冷管的同一侧面，所有的所述第二液冷槽均位于所述第二液冷管的同一侧面。

作为一种电池液冷结构的优选方案，所述第一液冷管与所述第二液冷管沿所述第二方向间隔设置。

作为一种电池液冷结构的优选方案，还包括第一连接管，所述第一连接管设置在所述第一液冷管沿所述第一方向的一端，所述第一连接管分别连通所述第一液冷管和所述第二液冷管，所述第一液冷管和所述第二液冷管两者中的一者与进液头连接，另一者设置与出液头连接。

作为一种电池液冷结构的优选方案，还包括第二连接管，所述第二连接管设置在所述第一液冷管远离所述第一连接管的一端，所述第二连接管内设置有分隔部，以将所述第二连接管分隔成进液部和出液部，所述进液部与所述第一液冷管连接，所述出液部与所述第二液冷管连接，所述进液头设置在所述进液部上，所述出液头设置在所述出液部上。

作为一种电池液冷结构的优选方案，述第一液冷管和所述第二液冷管沿所述第一方向的相对两端分别设置有进液头和出液头，其中，所述第一液冷管上的所述进液头与第二液冷管上的所述出液头位于同一端。

作为一种电池液冷结构的优选方案，所述第一液冷槽和所述第二液冷槽两者中至少一者的槽壁设置有导热硅胶。

第二方面，提供一种电池模组，其包括若干个电池和上述所述的电池液冷结构，所有的所述电池沿所述第一方向间隔排布，每个所述电池液冷结构的容纳空间均设置有一个所述电池，所述电池的轴线方向与所述第二方向一致。

作为一种电池液冷结构的优选方案，所述第一液冷管的沿所述第二方向的宽度为L1，所述第二液冷管沿所述第二方向的宽度为L2，所述电池的高度为H，1/2H≤L1+l2≤H。

作为一种电池液冷结构的优选方案，所述电池液冷结构的第一液冷槽和所述电池液冷结构的第二液冷槽的槽壁抵接均与所述电池的侧壁抵接。

本实用新型实施例的有益效果为：该电池液冷结构通过在第一液冷管沿长度方向间隔设置有多个第一液冷槽，第二液冷管沿长度方向间隔设置有多个第二液冷槽，且所述第一液冷槽和所述第二液冷槽共同形成用于设置电池的容纳空间，以使第一液冷槽和第二液冷槽能分别包裹在电池的两侧面，增大了该电池液冷结构对电池的换热面积，以提高冷却效果，还可以同时对电池上下两部分，以及电池的两侧面进行换热，以使电池的各个位置温度分布更加均匀，而且第一液冷管和第二液冷管对电池的上下两端进行半包裹覆盖，因此该电池液冷结构的体积较小，重量轻，且制造成本较低。此外，容纳空间可以对电池沿径向方向进行限位，可以防止电池模组在使用过程中电池从径向方向意外掉落，该电池液冷结构相当于可以对电池模组中的各个电池进行辅助固定，减少其他固定件的使用，从而降低电池模组的制造成本。

附图说明

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型实施例的电池液冷结构的第一视角示意图。

图2为本实用新型实施例的电池液冷结构的第二视角示意图。

图3为本实用新型另一实施例的电池液冷结构的结构示意图。

图4为本实用新型实施例的电池模组的结构示意图。

图5为本实用新型实施例的电池模组的剖视图。

图中：

1、第一液冷管；11、第一液冷槽；2、第二液冷管；21、第二液冷槽；3、第一连接管；4、第二连接管；41、进液部；42、出液部；5、进液头；6、出液头；7、容纳空间；8、电池。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

电池模组在充电或放电过程中会产生热量，因此电池模组中需要设置液冷结构对各个电池进行冷却散热，以使电池模组维持在适宜的温度。目前，用于对电池模组冷却的液冷结构具有两种：一种液冷结构为两条液冷管分别设置在电池模组沿电池沿轴向的两端，通过两条液冷管对电池的两端进行散热，该结构中，电池模组相邻两个电池之间可以贴合设置，以增加电池模组的能量密度，但是液冷管无法对电池的侧面进行散热，因此散热效果不好；另一液冷结构为两个液冷管完全包裹电池模组的两侧，该液冷结构相比于第一种方案的散热均匀性更高，但是为了实现完全包裹电池模组，需要采用较大体积的液冷管，所需的制造材料较大，形成的电池模组的重量较重，制造成本高，且相邻两个电池之间的间隔较大，电池模组的能量密度低。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种电池液冷结构，如图1和图2所示，该电池液冷结构包括第一液冷管1和第二液冷管2，第一液冷管1的长度沿第一方向延伸，第一液冷管1沿第一方向间隔设置有多个第一液冷槽11；第二液冷管2设置在第一液冷管1沿第二方向的一侧，第一方向和第二方向垂直设置，第二液冷管2的的长度延伸方向与第一液冷管1的长度延伸方向一致，第二液冷管2沿第一方向间隔设置有多个第二液冷槽21；所有的第一液冷槽11与所有的第二液冷槽21一一对应设置，对应每个电池8设置的第一液冷槽11和第二液冷槽21的槽口相对设置，第一液冷槽11和第二液冷槽21共同形成用于设置电池8的容纳空间7。该电池液冷结构通过在第一液冷管1沿长度方向间隔设置有多个第一液冷槽11，第二液冷管2沿长度方向间隔设置有多个第二液冷槽21，且第一液冷槽11和第二液冷槽21共同形成用于设置电池8的容纳空间7，以使第一液冷槽11和第二液冷槽21能分别包裹在电池8的两侧面，增大了该电池液冷结构对电池8的换热面积，以提高冷却效果，还可以同时对电池8上下两部分，以及电池8的两侧面进行换热，以使电池8的各个位置温度分布更加均匀，而且第一液冷管1和第二液冷管2对电池8的上下两端进行半包裹覆盖，因此该电池液冷结构的体积较小，重量轻，且制造成本较低。此外，容纳空间7可以对电池8沿径向方向进行限位，可以防止电池模组在使用过程中电池8从径向意外掉落，该电池液冷结构相当于可以对电池模组中的各个电池8进行辅助固定，减少其他固定件的使用，从而降低电池模组的制造成本。

可以理解的是，第一液冷管1和第二液冷管2内可以供冷却液循环流动，冷却液用于与电池8进行换热，以实现对电池8的散热功能。

需要说明的是，图1和图4所示中，坐标系Y轴指向为第一方向，Z轴指向为第二方向，X轴指向为厚度方向。

优选地，冷却液可以为乙二醇、水或甘油中的任意一种，乙二醇、水和甘油三种均是常用的冷却液，均具有较好的冷却效果。

本实施例中，如图2所示，第一液冷管1和第二液冷管2呈蛇形结构，具体地，相邻两个第一液冷槽11位于第一液冷管1沿厚度方向的相对两侧面，也就是说，相邻两个第一液冷槽11的槽口朝向相反，相邻两个第二液冷槽21位于第二液冷管2沿厚度方向的相对两侧面，也就是说，第二液冷槽21的槽口朝向相反，当容纳空间7内设置有电池8时，第一液冷管1和第二液冷管2缠绕在各个电池8之间，以使电池8与第一液冷管1和第二液冷管2之间的接触面积更大，散热效果更好。此外，第一液冷管1和第二液冷管2对电池模组相互缠绕，电池8的稳定性更好。

具体地，第一液冷管1折弯形成第一液冷槽11，第二液冷管2折弯形成第二液冷槽21，折弯工艺的加工成本较低，该第一液冷管1和第二液冷管2均为一体结构，其强度较高，不易损坏。同时，第一液冷管1和第二液冷管2均采用折弯工艺形成液冷槽，以使第一液冷管1和第二液冷管2的各个位置的厚度均相同，不会形成局部加厚，以使各个电池8之间的间距可以等于液冷管的厚度，这样设计可以控制电池模组的体积，提高电池模组的能量密度。在其他实施例中，第一液冷槽11和第二液冷槽21不限于使用折弯工艺制造。

另一实施例中，如图3所示，所有的第一液冷槽11均位于第一液冷管1的同一侧面，也就是说，所有的第一液冷槽11的槽口朝向一致。所有的第二液冷槽21均位于第二液冷管2的同一侧面，也就是说，所有的第二液冷槽21的槽口朝向一致，且与第一液冷槽11的槽口朝向相反。在结构中，第一液冷管1和第二液冷管2分别设置在电池模组的两侧，以夹紧各个电池8。

本实施例中，第一液冷管1与第二液冷管2沿第二方向间隔设置，以使第一液冷管1和第二液冷管2两者互不接触，通过采用该技术方案，能避免第一液冷管1和第二液冷管2热量相互传递，造成第一液冷管1和第二液冷管2的温度在相同位置无法互补，从而造成多个电池8综合冷却温度不一致。

一实施例中，第一液冷管1和第二液冷管2贴合设置，也就是第一液冷管1的下端面和第二液冷管2的上端面相抵，该设计可以提高第一液冷管1和第二液冷管2对电池8的包裹面积。

具体地，如图1所示，电池液冷结构还包括第一连接管3，第一连接管3设置在第一液冷管1的一端，第一连接管3分别连通第一液冷管1和第二液冷管2，第一液冷管1和第二液冷管2两者中的一者与进液头5连接，另一者设置有出液头6连接。本实施例中，进液头5与第一液冷管1连接，出液头6与第二液冷管2连接，冷却液从进液头5输入第一液冷管1，然后依次流经第一连接管3、第二液冷管2和出液头6，以形成U型流道，延长了冷却液在电池模组上的流动路径，以提高电池8的散热效果。

进一步地，如图1所示，电池液冷结构还包括第二连接管4，第二连接管4设置在第一液冷管1远离第一液冷管1的一端，第二连接管4内设置有分隔部，以将第二连接管4分隔成进液部41和出液部42，进液部41与第一液冷管1连接，出液部42与第二液冷管2连接，进液头5设置在进液部41上，出液头6设置在出液部42上。该设计中，第一连接管3和第二连接管4可以对第一液冷管1和第二液冷管2进行固定，避免电池模组在使用过程中第一液冷管1和第二液冷管2发生松动而影响散热效果。

一些实施例中，第一液冷管1和第二液冷管2相互独立，第一液冷管1和第二液冷管2沿第一方向的相对两端分别设置有进液头5和出液头6，其中，第一液冷管1上的进液头5与第二液冷管2上的出液头6位于同一端，而第一液冷管1上的出液头6与第二液冷管2上的进液头5位于同一端。在该结构中，第一液冷管1和第二液冷管2上的进液头5设置位置相反，以使冷却液可以从第一液冷管1和第二液冷管2相对的两端流入，能提高对电池散热的均匀性。可以理解的是，从冷却液的流动方向，刚进入液冷管内的冷却液未与电池进行换热，此时冷却液的温度最低，故冷却液的散热能力最强，随着冷却液在液冷管内流动并与电池换热，冷却液的散热能力也会逐渐变弱，因此，液冷管位于设置进液头5的一端的冷却能力最强，而该实施例中，从将进液头5分别设置第一液冷管1和第二液冷管2相对的两端，能对电池模组位于两端的电池8均匀散热。如果将第一液冷管1和第二液冷管2的进液头5设置在同一端，则会出现对电池模组的第一个电池8散热能力最好，然后逐渐递减的情况，散热均匀性低。

为了进一步提高该电池液冷结构对电池模组的散热效果，第一液冷槽11和第二液冷槽21两者中至少一者的槽壁设置有导热硅胶(未在图中示出)。导热硅胶具有一定粘性，因此导热硅胶可以利用自身特性直接粘接在槽壁上，当然也可以使用其他结构进行辅助固定。且导热硅胶为弹性体，在装配时，可以将电池8的外壳与导热硅胶进行挤压，让电池8与导热硅胶充分接触，以提高电池8与导热硅胶的接触面积，同时，导热硅胶具有较好的导热性能，因此通过设置导热硅胶能大大提高对电池8的散热效率。本实施例中，第一液冷槽11和第二液冷槽21的槽壁均设置有导热硅胶。

可选地，第一液冷管1和第二液冷管2均为扁平管，扁平管的的宽度沿第二方向延伸，将第一液冷管1和第二液冷管2设计成扁平管可以增大与电池8接触面积，从而提高对电池8的散热效率。

可选地，第一液冷管1和第二液冷管2采用铝合金材料制成，一方面，铝合金材质较轻，可以降低电池液冷结构的重量，另一方面，铝合金具有良好的导热性能，便于与电池8进行换热。当然，在其他实施例中，第一液冷管1和第二液冷管2还可以采用其他材料制成，例如合金钢、铜等金属材料。

本实用新型还公开一种电池模组，如图4所示，包括若干个电池8和上述任意实施例的电池液冷结构，所有的电池8沿第一方向间隔排布，每个电池液冷结构的容纳空间7均设置有一个电池8，电池8的轴线方向与第二方向一致。该电池液冷结构的第一液冷管1和第二液冷管2可以同时对电池8的上下两部分进行散热，以及同时对电池8相对两侧面进行散热，换热面积较大，且对电池8各个位置散热均匀，有利于提高电池8之间的温差的一致性，以提高电池模组的使用寿命。同时，第一液冷管1和第二液冷管2之间形成的容纳空间7可以对电池8沿径向方向进行限位，可以防止电池模组在使用过程中电池8从径向方向意外掉落，该电池液冷结构相当于可以对电池模组中的各个电池8进行辅助固定，减少其他固定件的使用，从而降低电池模组的制造成本。

具体地，如图5所示，第一液冷管1的沿第二方向的宽度为L1，第二液冷管2沿第二方向的宽度为L2，电池8的高度为H，1/2H≤L1+l2≤H。该设计中，第一液冷管1和第二液冷管2对电池8的包裹面积较大，也就是第一液冷管1与第二液冷管2与电池8的接触面积较大，能提高对电池8的散热效率。可以理解的是，电池液冷结构的第一液冷槽11和电池液冷结构的第二液冷槽21的槽壁抵接均与电池的侧壁抵接，电池8的散热需要通过第一液冷管1和第二液冷管2与电池8接触，电池8与液冷管之间形成温度差后进行热交换，因此第一液冷管1和第二液冷管2与电池8接触面会影响电池8的散热效率。

当然，第一液冷槽11和第二液冷槽21的槽壁设置有导热硅胶时，电池与导热硅胶抵接。

本实施例中，电池8为圆柱形电池，第一液冷槽11和第二液冷槽21的截面均呈半圆形，且第一液冷槽11和第二液冷槽21共同组成一个圆形空间，圆形空间与圆柱电池适配，该设计有利于对电池模组的固定及散热。当然，在其他实施例中，第一液冷槽11和第二液冷槽21的截面还可以呈矩形、三角形或其他形状，具体结构根据电池的形状设计。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”等的描述意指结合该实施例的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种电池液冷结构，其特征在于，包括：

第一液冷管，所述第一液冷管的长度沿第一方向延伸，所述第一液冷管沿所述第一方向间隔设置有多个第一液冷槽；

第二液冷管，所述第二液冷管设置在所述第一液冷管沿第二方向的一侧，所述第一方向和所述第二方向垂直设置，所述第二液冷管的长度延伸方向与所述第一液冷管的长度延伸方向一致，所述第二液冷管沿所述第一方向间隔设置有多个第二液冷槽；

所有的所述第一液冷槽与所有的所述第二液冷槽一一对应设置，对应每个电池设置的所述第一液冷槽和所述第二液冷槽的槽口相对设置，所述第一液冷槽和所述第二液冷槽共同形成用于设置电池的容纳空间。

2.根据权利要求1所述的电池液冷结构，其特征在于，相邻两个所述第一液冷槽位于所述第一液冷管沿厚度方向的相对两侧面，相邻两个所述第二液冷槽位于所述第二液冷管沿厚度方向的相对两侧面。

3.根据权利要求2所述的电池液冷结构，其特征在于，所述第一液冷槽由所述第一液冷管折弯成型；和/或，

所述第二液冷槽由所述第二液冷管折弯成型。

4.根据权利要求1所述的电池液冷结构，其特征在于，所有的所述第一液冷槽均位于所述第一液冷管的同一侧面，所有的所述第二液冷槽均位于所述第二液冷管的同一侧面。

5.根据权利要求1-4任一项所述的电池液冷结构，其特征在于，所述第一液冷管与所述第二液冷管沿所述第二方向间隔设置。

6.根据权利要求1-4任一项所述的电池液冷结构，其特征在于，还包括第一连接管，所述第一连接管设置在所述第一液冷管沿所述第一方向的一端，所述第一连接管连通所述第一液冷管和所述第二液冷管，所述第一液冷管和所述第二液冷管两者中的一者与进液头连接，另一者与出液头连接。

7.根据权利要求6所述的电池液冷结构，其特征在于，还包括第二连接管，所述第二连接管设置在所述第一液冷管远离所述第一连接管的一端，所述第二连接管内设置有分隔部，以将所述第二连接管分隔成进液部和出液部，所述进液部与所述第一液冷管连接，所述出液部与所述第二液冷管连接，所述进液头设置在所述进液部上，所述出液头设置在所述出液部上。

8.根据权利要求1-4任一项所述的电池液冷结构，其特征在于，所述第一液冷管和所述第二液冷管沿所述第一方向的相对两端分别设置有进液头和出液头，其中，所述第一液冷管上的所述进液头与第二液冷管上的所述出液头位于同一端。

9.根据权利要求1-4任一项所述的电池液冷结构，其特征在于，所述第一液冷槽和所述第二液冷槽两者中至少一者的槽壁设置有导热硅胶。

10.一种电池模组，包括若干个电池，所有的所述电池沿第一方向间隔排布，其特征在于，还包括如权利要求1-9任一项所述的电池液冷结构，每个所述电池液冷结构的容纳空间内均设置有一个所述电池，所述电池的轴线方向与第二方向一致。

11.根据权利要求10所述的电池模组，其特征在于，所述第一液冷管沿所述第二方向的宽度为L1，所述第二液冷管沿所述第二方向的宽度为L2，所述电池的高度为H，1/2H≤L1+l2≤H。

12.根据权利要求10所述的电池模组，其特征在于，所述电池液冷结构的第一液冷槽和所述电池液冷结构的第二液冷槽的槽壁抵接均与所述电池的侧壁抵接。