CN220209159U - 动力系统及动力电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种动力电池包，包括壳体，壳体的内腔分隔出容置腔和散热腔，容置腔设置有电池簇，散热腔内设置有换热器，容置腔利用循环元件与散热腔相连通，电池簇工作产生热量，循环元件使容置腔内的热空气利用循环通道流动至散热腔内，在散热腔内与换热器进行热量交换实现散热，换热器可选择相变换热器或循环式换热器，采用相变换热器或循环式换热器，提高了散热腔的换热效率，有利于小型动力电池包的持续降温，在增强小型动力电池包散热性能的同时，可根据实际情况选择合适类型的换热器，提高了动力电池包的适应性。本实用新型还提供一种动力系统，包含上述的动力电池包，通过增强小型动力电池包的散热性能，提高动力系统的适应性。

Description

动力系统及动力电池包

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，特别是涉及一种动力系统及动力电池包。

背景技术

目前，一方面上鉴于市面上部分厂家主打产品小型动力电池包，主要面向小功率电动车、小型便携式储能及动力系统等；另一方面，由于电化学储能消防要求电池包独立封闭，以往的风冷方式不再适用，需采用新的热管理方案。此外，这类场景空间十分有限，目前单独的风冷或液冷都难以应用。

因此，如何解决小型动力电池包的散热难题，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种动力系统及动力电池包，以解决上述现有技术存在的问题，增强小型动力电池包的散热性能。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种动力电池包，包括壳体，所述壳体的内腔分隔出：

容置腔，所述容置腔内设置有电池簇；

散热腔，所述散热腔内设置有换热器；所述换热器为相变换热器或循环式换热器；

所述容置腔利用循环元件与所述散热腔相连通，以形成供空气流动的循环通道，所述换热器位于所述循环通道上，并能够与沿所述循环通道进入所述散热腔的空气进行热量交换。

优选地，所述循环元件包括第一散热风扇和第二散热风扇，所述第一散热风扇为吹风散热风扇，所述第二散热风扇为抽风散热风扇，所述换热器位于所述第一散热风扇与所述第二散热风扇之间。

优选地，所述换热器、所述电池簇以及所述循环元件的数量均为两组，两组所述换热器之间设置有挡板，两组所述电池簇之间的间距形成风道，所述换热器与所述挡板之间具有间隙，且所述间隙与所述风道相连通形成所述循环通道，所述循环元件为吹风散热风扇，所述换热器设置于所述循环元件与所述挡板之间。

优选地，所述换热器为相变换热器，所述换热器包括热管和翅片，所述翅片设置于所述热管外部，所述热管的蒸发段靠近所述容置腔设置，所述热管外还设置有隔板，所述隔板位于所述热管的蒸发段与冷凝段之间。

优选地，所述壳体上还设置有散热孔，所述换热器利用所述散热孔与外部环境相连通。

优选地，所述散热孔的数量为多个，所述散热腔内还设置冷却风扇，所述冷却风扇靠近所述换热器的冷凝段设置。

优选地，所述散热腔利用所述散热孔与空调系统相连通，所述空调系统用于向所述换热器的冷凝段输送冷风。

优选地，所述散热腔内还设置有水冷板，所述水冷板设置于所述换热器的冷凝段处，所述水冷板利用管路与外部冷却介质源相连通并形成冷却循环回路。

优选地，所述换热器为循环式换热器，所述换热器包括冷却循环管和翅片，所述冷却循环管利用管路与外部冷却介质源相连通并形成冷却循环回路，所述翅片设置于所述冷却循环管的外壁上；所述冷却循环管包括多个首尾相连的S形弯折段。

优选地，所述壳体为分体式结构。

本实用新型还提供一种动力系统，包含上述的动力电池包。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型的动力电池包，壳体的内腔分隔出容置腔和散热腔，容置腔设置有电池簇，散热腔内设置有换热器，容置腔利用循环元件与散热腔相连通，电池簇工作产生热量，循环元件使容置腔内的热空气利用循环通道流动至散热腔内，在散热腔内与换热器进行热量交换实现散热，换热器可选择相变换热器或循环式换热器，采用相变换热器或循环式换热器，提高了散热腔的换热效率，有利于小型动力电池包的持续降温，在增强小型动力电池包散热性能的同时，可根据实际情况选择合适类型的换热器，提高了动力电池包的适应性。与此同时，本实用新型还提供一种动力系统，包含上述的动力电池包，通过增强小型动力电池包的散热性能，提高动力系统的灵活适应性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例所公开的动力电池包的散热原理示意图一；

图2为本实用新型实施例所公开的动力电池包的散热原理示意图二；

图3为本实用新型实施例所公开的动力电池包的散热原理示意图三；

图4为本实用新型实施例所公开的动力电池包的相变换热器的结构示意图；

图5为本实用新型实施例所公开的动力电池包的相变换热器与外部环境连通的工作示意图；

图6为本实用新型实施例所公开的动力电池包的散热腔内设置冷却风扇的工作示意图；

图7为本实用新型实施例所公开的动力电池包的散热腔连接空调系统的工作示意图；

图8为本实用新型实施例所公开的动力电池包的散热腔内设置水冷板的结构示意图；

图9为本实用新型实施例所公开的动力电池包的散热腔内设置水冷板的工作示意图；

图10为本实用新型实施例所公开的动力电池包的循环式换热器的工作示意图一；

图11为本实用新型实施例所公开的动力电池包的循环式换热器的工作示意图二；

图12为本实用新型实施例所公开的动力电池包的循环式换热器的结构示意图。

其中，1为壳体，2为容置腔，3为散热腔，4为电池簇，5为换热器，6为循环元件，7为挡板，8为风道，9为热管，10为翅片，11为隔板，12为散热孔，13为冷却风扇，14为空调系统，15为水冷板，16为冷却循环管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种动力系统及动力电池包，以解决上述现有技术存在的问题，增强小型动力电池包的散热性能。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型提供一种动力电池包，包括壳体1，壳体1的内腔分隔出容置腔2和散热腔3，容置腔2内设置有电池簇4，散热腔3内设置有换热器5，换热器5为相变换热器或循环式换热器；容置腔2利用循环元件6与散热腔3相连通，以形成供空气流动的循环通道，换热器5位于循环通道上，并能够与沿循环通道进入散热腔3的空气进行热量交换。

本实用新型的动力电池包，壳体1的内腔分隔出容置腔2和散热腔3，容置腔2设置有电池簇4，散热腔3内设置有换热器5，容置腔2利用循环元件6与散热腔3相连通，电池簇4工作产生热量，循环元件6使容置腔2内的热空气利用循环通道流动至散热腔3内，在散热腔3内与换热器5进行热量交换实现散热，换热器5可选择相变换热器或循环式换热器，采用相变换热器或循环式换热器，提高了散热腔3的换热效率，有利于小型动力电池包的持续降温，在增强小型动力电池包散热性能的同时，可根据实际情况选择合适类型的换热器5，提高了动力电池包的适应性。

本实用新型的动力电池包，循环通道内的空气循环方式，可选择上述循环方式：热空气经由循环元件6进入散热腔3，与换热器5换热后，重新进入散热腔3内，吸收电池簇4的热量，容置腔2与散热腔3形成一循环通道，在换热器5之前的循环元件6具有抽风功能，在换热器5之后的循环元件6具有吹风功能，详见图1，循环通道内空气流动行程长，经过换热器5之前的循环风温度最高，经过换热器5之后的循环风温度最低，适用于动力电池包发热功率较小的情况。需要说明的是，本实用新型的动力电池包，循环通道内的空气循环方式，还可以选择如下方式：换热器5、电池簇4以及循环元件6的数量均为两组，两组换热器5之间设置有挡板7，两组电池簇4之间的间距形成风道8，换热器5与挡板7之间具有间隙，且间隙与风道8相连通形成循环通道，循环元件6为抽风散热风扇，换热器5设置于循环元件6与挡板7之间，请参考图2。电池簇4产生热量，容置腔2内的热风在循环元件6的抽吸作用下，进入容置腔2，与散热腔3内的换热器5进行热量交换后，受到挡板7的阻挡，经由换热器5与挡板7之间的间隙，进入两由电池模组形成的(每一电池模组中电芯的数量以及每一电池簇4中电池模组的数量均可根据动力电池包的规格进行调整)电池簇4之间的风道8重新回到容置腔2内，吸收电池簇4产生的热量。在实际应用中，可设置两组换热器5，形成两循环通道，设置挡板7能够避免两循环通道之间相互影响，加强电池簇4之间空气的流动性，进一步增强散热性能；还可以将挡板7设置于换热器5内，将换热器5“一分为二”，使换热器5的两部分位于两循环通道内；另外，还可以根据动力电池包的规格以及电池簇4的排布，合理设置以调整循环通道的数量，满足动力电池包的散热需求。

换热器5的类型可根据实际工况进行选择，换热器5选择相变换热器时，换热器5包括热管9和翅片10，请参考图4，翅片10设置于热管9外部，翅片10能够提高热管9的换热效率，热管9的蒸发段靠近容置腔2设置，热管9外还设置有隔板11，隔板11位于热管9的蒸发段与冷凝段之间，进一步增强热管9的工作效率，同时方便热管9的冷凝段散热。

还需要说明的是，热管9包括管体和设置于管体内的换热工质、吸液芯，换热工质吸收和散发热量后能够发生相变现象，吸液芯能够使换热工质在管体内往复运动，保证热管9的正常工作，具体地，蒸发段内的换热工质吸收容置腔2导出的热量后汽化，管体内压力分布发生变化，汽化后的换热工质在压力作用下沿管体流动至冷凝段后，释放热量并液化，在吸液芯的作用下重新回流至蒸发段，源源不断地吸收由容置腔2内输出的热量，实现散热目的。实际应用中，管体可采用铜、铝等金属材料制成；吸液芯可选择烧结粉末、金属丝网、泡沫金属、纳米涂层、微沟槽、微柱体等一种或多种的组合；换热工质可采用去离子水，也可采用甲醇、丙酮、乙醇等。

当换热器5采用相变换热器时，热管9的冷凝段的散热方式可根据实际工况进行选择或调整，以进一步提高动力电池包的灵活适应性。在本具体实施方式中，可在壳体1上设置散热孔12，换热器5利用散热孔12与外部环境相连通，详见图5，外部空气通过散热孔12进入散热腔3内、隔板11与壳体1内壁围成的区域内，热管9的冷凝段与外部进入的空气进行热量交换后，管体内的换热工质冷凝，并在吸液芯的作用下回流至蒸发段吸收热量。

为了进一步增强热管9的散热效率，散热孔12的数量可设置为多个，散热腔3内还设置冷却风扇13，详见图6，冷却风扇13靠近换热器5的冷凝段设置，当换热工质流动至热管9的冷凝段时，冷却风扇13能够增强冷凝段附近的空气流通性，提高冷凝段的换热工质与外部空气的换热效率，进而提升热管9的工作效率。

在本实用新型的其他具体实施方式中，当电池簇4的发热量较大时，散热腔3可利用散热孔12与空调系统14相连通，详见图7，利用空调系统14向换热器5的冷凝段输送冷风，以使热管9内的换热工质快速冷凝，提高热管9的换热工作效率，空调系统14位于壳体1外部，不影响动力电池包的散热和内部空间局部。

在本实用新型的其他具体实施方式中，还可以在散热腔3内设置水冷板15，请参考图8和图9，水冷板15设置于换热器5的冷凝段处，水冷板15利用管路与外部冷却介质源相连通并形成冷却循环回路，利用水冷板15与热管9的冷凝段进行热量交换，冷却介质在水冷板15与冷却介质源形成的冷却循环回路中循环流动，不断地带走热管9的冷凝段的热量，并将热量散发到外部环境中。

当换热器5采用循环式换热器时，换热器5包括冷却循环管16和翅片10，冷却循环管16利用管路与外部冷却介质源相连通并形成冷却循环回路，冷却介质沿冷却循环管16流动，并与进入散热腔3内的热风(容置腔2内导出的温度较高的空气)发生热量交换，降温后的冷风重新回到容置腔2内，实现为电池簇4降温的目的，详见图10和图11；翅片10设置于冷却循环管16的外壁上，设置翅片10，增大冷却循环管16与容置腔2内导出的热风的接触面积，以进一步增强冷却循环管16的散热性能。在本具体实施方式中，冷却循环管16包括多个首尾相连的S形弯折段，请参考图12，以进一步延长冷却介质在冷却循环管16内的流动路径，增强冷却介质通过冷却循环管16的管壁以及翅片10与热风的热量交换效率。

还需要说明的是，冷却介质可选择冷却水或其他类型的冷却流体，在保证动力电池包散热的前提下，提高动力电池包的灵活适应性。

为了提高动力电池包的拆装便捷性，在实际应用中，壳体1可设置为分体式结构，方便动力电池包的拆装维护，同时方便动力电池包根据适应各种散热情况对壳体1内的零部件进行灵活组装。另外，在实际应用中，还可以在循环通路上设置多组换热器5，例如在容置腔2的两侧分别设置散热腔3，散热腔3内设置换热器5，详见图3，在壳体1内空间允许的情况下，进一步提升动力电池包的散热性能。

本实用新型的动力电池包，将壳体1的内腔分隔出容置腔2和散热腔3，并利用循环元件6使容置腔2内吸收热量后的空气导出至散热腔3内，温度较高的空气在散热腔3内与换热器5进行热量交换后，重新回到容置腔2内，从而为电池簇4散热，从而形成空气换热的循环通道，实现持续为电池簇4降温的目的，增强小型动力电池包的散热性能。换热器5采用相变换热器或循环式换热器，使动力电池包适应多种应用场景，换热器5自身冷却形式多变，可根据实际情况选择相应冷却方式，进一步提高动力电池包的灵活适应性。

与此同时，本实用新型还提供一种动力系统，包含上述的动力电池包，通过增强小型动力电池包的散热性能，提高动力系统的灵活适应性。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种动力电池包，其特征在于，包括壳体，所述壳体的内腔分隔出：

容置腔，所述容置腔内设置有电池簇；

散热腔，所述散热腔内设置有换热器；所述换热器为相变换热器或循环式换热器；

所述容置腔利用循环元件与所述散热腔相连通，以形成供空气流动的循环通道，所述换热器位于所述循环通道上，并能够与沿所述循环通道进入所述散热腔的空气进行热量交换。

2.根据权利要求1所述的动力电池包，其特征在于：所述循环元件包括第一散热风扇和第二散热风扇，所述第一散热风扇为吹风散热风扇，所述第二散热风扇为抽风散热风扇，所述换热器位于所述第一散热风扇与所述第二散热风扇之间。

3.根据权利要求1所述的动力电池包，其特征在于：所述换热器、所述电池簇以及所述循环元件的数量均为两组，两组所述换热器之间设置有挡板，两组所述电池簇之间的间距形成风道，所述换热器与所述挡板之间具有间隙，且所述间隙与所述风道相连通形成所述循环通道，所述循环元件为吹风散热风扇，所述换热器设置于所述循环元件与所述挡板之间。

4.根据权利要求1-3任一项所述的动力电池包，其特征在于：所述换热器为相变换热器，所述换热器包括热管和翅片，所述翅片设置于所述热管外部，所述热管的蒸发段靠近所述容置腔设置，所述热管外还设置有隔板，所述隔板位于所述热管的蒸发段与冷凝段之间。

5.根据权利要求4所述的动力电池包，其特征在于：所述壳体上还设置有散热孔，所述换热器利用所述散热孔与外部环境相连通。

6.根据权利要求5所述的动力电池包，其特征在于：所述散热孔的数量为多个，所述散热腔内还设置冷却风扇，所述冷却风扇靠近所述换热器的冷凝段设置。

7.根据权利要求5所述的动力电池包，其特征在于：所述散热腔利用所述散热孔与空调系统相连通，所述空调系统用于向所述换热器的冷凝段输送冷风。

8.根据权利要求4所述的动力电池包，其特征在于：所述散热腔内还设置有水冷板，所述水冷板设置于所述换热器的冷凝段处，所述水冷板利用管路与外部冷却介质源相连通并形成冷却循环回路。

9.根据权利要求1-3任一项所述的动力电池包，其特征在于：所述换热器为循环式换热器，所述换热器包括冷却循环管和翅片，所述冷却循环管利用管路与外部冷却介质源相连通并形成冷却循环回路，所述翅片设置于所述冷却循环管的外壁上；所述冷却循环管包括多个首尾相连的S形弯折段。

10.一种动力系统，其特征在于：包含权利要求1-9任一项所述的动力电池包。