CN220456493U - 一种电池箱、液冷系统及用电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，提出了一种电池箱、液冷系统及用电设备。该电池箱，包括：箱体、设置在所述箱体外部的分液机构及设置在所述箱体内部的换热机构，所述换热机构与所述箱体为一体式结构，且所述换热机构与所述分液机构连通，所述分液机构用于为所述换热机构提供换热媒介；所述分液机构包括分液板、总进液口和总回液口，所述总进液口与所述总回液口设于所述分液板外部；所述分液板内设有换热流道，且所述换热流道分别连通所述总进液口与所述总回液口。该电池箱可以提升箱体内的空间利用率以及提升电池箱的能量密度。

Description

一种电池箱、液冷系统及用电设备

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池箱、液冷系统及用电设备。

背景技术

常见电池箱通常包括箱体、电池模组、电气件和换热组件，换热组件对电池进行温度调节，避免发生热失控。电池模组由多个电池形成，换热组件由液冷板、管路和进出液口组成。现有换热组件设于箱体内部、且单独设置，整体结构占用空间较大，会降低电池箱内的空间利用率，影响电池箱的能量密度。

因此，如何提升箱体内的空间利用率以及提升电池箱的能量密度是亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种电池箱、液冷系统及用电设备，该电池箱可以提升箱体内的空间利用率以及提升电池箱的能量密度。

为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

根据本实用新型的第一个方面，提供了一种电池箱，包括：箱体、设置在所述箱体外部的分液机构及设置在所述箱体内部的换热机构，所述换热机构与所述箱体为一体式结构，且所述换热机构与所述分液机构连通，所述分液机构用于为所述换热机构提供换热媒介；所述分液机构包括分液板、总进液口和总回液口，所述总进液口与所述总回液口设于所述分液板外部；所述分液板内设有换热流道，且所述换热流道分别连通所述总进液口与所述总回液口。

本申请提供的电池箱中，换热机构集成于箱体，可以提升电池箱内结构件的集成度，降低装配难度、提升装配效率，以及，提升箱体内的空间利用率，便于在同等尺寸的箱体内安装更多的电池，以提升电池箱的能量密度。同时，本申请提供的电池箱中，分液板内含换热流道，只需一个总进液口和一个总出液口即可实现对换热机构的分液和回液控制。该结构设置不仅可以减小分液机构的占用空间，而且可以降低箱体内换热机构与分液机构之间的连接件数量，减少连接点，以在节省成本的同时提高电池箱整体的可靠性。

根据本实用新型的第二个方面，提供了一种液冷系统，包括：进液管、回液管和连接管路，所述连接管路的两端分被连接所述进液管与所述回液管，且所述连接管路串联多个如上述第一个方面中任意技术方案提供的电池箱内的分液机构。

本申请提供的液冷系统中，液冷系统的连接管路串联多个电池箱内的分液机构，具体的，连接管路连接每个分液板处的总进液口和总回液口，可以降低液冷系统的结构复杂度、减少连接点，以在节省成本的同时提高液冷系统的可靠性。

根据本实用新型的第三个方面，提供了一种用电设备，包括：如上述第二个方面中任意技术方案提供的液冷系统。

本申请提供的用电设备中，液冷系统的连接管路串联多个电池箱内的分液机构，具体的，连接管路连接每个分液板处的总进液口和总回液口，可以降低液冷系统的结构复杂度、减少连接点，以在节省成本的同时提高液冷系统、甚至是用电设备的可靠性。

附图说明

为了更好地理解本申请，可参考在下面的附图中示出的实施例。在附图中的组件未必是按比例的，并且相关的元件可能省略，以便强调和清楚地说明本申请的技术特征。另外，相关要素或组件可以有如本领域中已知的不同的设置。此外，在附图中，同样的附图标记在各个附图中表示相同或类似的组件。其中：

图1为本申请实施例提供的电池箱的立体结构示意图；

图2为图1中箱体的透视结构图；

图3为图1中分液机构的结构示意图；

图4为图3中A-A处的剖视图；

图5为图3中B-B处的剖视图；

图6为图3中分液机构的第一种内部流道示意图；

图7为图3中分液机构的第二种内部流道示意图。

附图标记说明如下：

100、箱体；200、分液机构；210、分液板；211、进液管路；212、回液管路；213、第一进液支管路；214、第一连接支管路；215、第一回液支管路；216、第二进液支管路；217、第二回液支管路；220、总进液口；230、总回液口；300、换热机构；310、底部换热组件；320、侧部换热组件；330、辅助换热组件。

具体实施方式

下面将结合本申请示例实施例中的附图，对本申请示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的，而并非用于限制本申请的保护范围，因此应当理解，在不脱离本申请的保护范围的情况下，可以对示例实施例进行各种修改和改变。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地，提到“该/”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。

除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

进一步地，本申请的描述中，需要理解的是，本申请的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请的示例实施例的限定。还需要理解的是，在上下文中，当提到一个元件或特征连接在另外元件(一个或多个)“上”、“下”、或者“内”、“外”时，其不仅能够直接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”，也可以通过中间元件间接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”。

参阅图1，其代表性地示出了本申请实施例提供的电池箱的立体结构示意图，其中具体示出了的电池箱的部分结构，隐去了例如电池箱内的电池等其他结构。

如图1所示，本申请实施例提出的电池箱包括箱体100、设置在箱体100外部的分液机构200。配合参阅图2至图7，图2为图1中箱体100的透视结构图，图2中示出了电池箱内的换热机构300；图3为图1中分液机构200的结构示意图；图4为图3中A-A处的剖视图；图5为图3中B-B处的剖视图；

图6为图3中分液机构200的第一种内部流道示意图；图7为图3中分液机构200的第二种内部流道示意图。以下将结合上述附图，对本申请提出的电池装置的各主要组成部分的结构、连接方式和功能关系进行详细说明。

如图1至图7所示出的结构，本申请实施例提供的电池箱，包括：箱体100、设置在箱体100外部的分液机构200及设置在箱体100内部的换热机构300，换热机构300与箱体100为一体式结构，且换热机构300与分液机构200连通，分液机构200用于为换热机构300提供换热媒介；分液机构200包括分液板210、总进液口220和总回液口230，总进液口220与总回液口230设于分液板210外部；分液板210内设有换热流道，且换热流道分别连通总进液口220与总回液口230。

请继续参考图1和图2所示出的结构，本申请实施例提供的电池箱中，换热机构300与箱体100为一体式结构，即换热机构300集成于箱体100的侧壁内部，换句话说，至少部分箱体100由换热机构300形成；分液机构200设于箱体100外部，该分液机构200与换热机构300连接，分液机构200外部设有总进液口220和总回液口230，且该总进液口220连接分液机构200内部的换热流道的一端，且该总回液口230连接分液机构200内部的换热流道的另一端。

需要说明的是，本申请实施例提供的电池箱中，换热机构300集成于箱体100，可以提升电池箱内结构件的集成度，降低装配难度、提升装配效率，以及，提升箱体100内的空间利用率，便于在同等尺寸的箱体100内安装更多的电池，以提升电池箱的能量密度。

同时，本申请实施例提供的电池箱中，分液板210内含换热流道，只需一个总进液口220和一个总出液口即可实现对换热机构300的分液和回液控制。该结构设置不仅可以减小分液机构200的占用空间，而且可以降低箱体100内换热机构300与分液机构200之间的连接件(例如，进出液嘴和连接管道)的数量，减少连接点，以在节省成本的同时提高电池箱整体的可靠性。

请继续参考图1至图3所示出的结构，总进液口220和总出液口并不限于设于分液板210的顶部，当然，还可以根据需求设于分液板210的背离箱体100的一侧，或，设于分液板210的底部，或者，设于分液板210的侧部，具体不再赘述。

在一个实施例中，请继续参考图1至图7所示出的结构，换热机构300包括至少三个孤立的换热组件；

换热流道包括进液管路211和回液管路212，进液管路211与总进液口220连接，回液管路212与总回液口230连接；换热流道还包括设于分液板210内部的中间管路，进液管路211与回液管路212通过中间管路连接，中间管路包括两个支路，两个支路并联；且两个支路中，一个支路串联连接换热机构300内的至少两个换热组件，另一个支路连接换热机构300内的至少一个换热组件。

具体的，换热机构300包括三个孤立的换热组件，其中，两个换热组件先采用一个分液板210内的支路串联，之后，与另一个支路连接的换热组件并联。总的来说，三个换热组件中的两个换热组件先串联、再与另一个换热组件并联。

值得注意的是，本申请实施例提供的电池箱中，三个换热组件为相互孤立的换热组件，可以从三个不同方向与电池进行换热。示例性的，当换热组件内的换热介质为冷却液时，三个换热组件可以从不同方向对电池进行降温，以加快电池的降温速度，提升热交换效率，进而提升电池箱内电池的性能。

需要说明的是，本申请实施例提供的电池箱通过分液板210对三个换热组件中的两个进行串联，之后，再与另一个换热组件进行并联，可以避免三个换热组件全部串联压降过大，单一连接点失效导致整套系统失效的问题，进而可以提升本申请实施例提供的电池箱内换热机构300与分液板210连接关系的稳定性，以保证换热机构300可以稳定地与电池进行热交换，从而提升电池箱的安全性能。

此外，本申请实施例提供的电池箱内三个换热组件先串联再并联的结构设计，相较于三个换热组件全部进行并联的结构设计，可以降低对总进液量的需求，从而可以降低本申请实施例提供的电池箱的制备难度，拓宽本申请实施例提供的电池箱的应用场景。

在一个实施例中，请参考图2所示出的结构，换热机构300包括三个换热组件，三个换热组件包括一个底部换热组件310和两个侧部换热组件320，底部换热组件310设置于箱体100的底壁；侧部换热组件320设置于箱体100的侧壁，且两个侧部换热组件320相对设置。请参考图3至图7所示出的结构，两个支路中，一个支路串联两个侧部换热组件320，另一个支路连接底部换热组件310。

需要说明的是，本实施例中，三个换热组件分别为一个底部换热组件310和两个侧部换热组件320，其中，两个相对设置的侧部换热组件320在串联后、与底部换热组件310并联，两个侧部换热组件320可以从侧部与电池进行热交换，底部换热组件310可以从底部与电池进行热交换，以加快降温速度，提升热交换效率，进而提升电池箱内电池的性能。

值得注意的是，两个侧部换热组件320的设置位置并不限于图2中所示，当然还可以设置两个侧部换热组件320相邻设置，即一个侧部换热组件320位于箱体100的长边侧，另一个侧部换热组件320位于箱体100的短边侧(即与分液板210相对一侧)。

此外，值得注意的是，底部换热组件310还可以为顶部换热组件，具体可以根据需求进行设置，在此不再赘述。

应理解，本申请实施例中提供的电池箱内的换热组件的数量并不限于三个，可以根据箱体100内电池的数量以及结构设定满足相应换热需求的换热组件数量，具体不再赘述。

在一个实施例中，请结合图2参考图3、图4和图6所示出的结构，连接两个侧部换热组件320的支路包括第一进液支管路213、第一连接支管路214和第一回液支管路215，第一进液支管路213连接进液管路211与侧部换热组件320的进液口，第一连接支管路214连接侧部换热组件320的回液口与另一个侧部换热组件320的进液口；第一回液支管路215连接另一个侧部换热组件320的回液口与回液管路212。

本实施例中，两个侧部换热组件320采用第一进液支管路213、第一连接支管路214和第一回液支管路215串联，具体的，当换热介质经总进液口220进入进液管路211后，部分换热介质经第一进液支管路213进入左侧的侧部换热组件320的进液口；之后，换热介质在左侧的侧部换热组件320内沿预设管路流动，待换热介质流动到左侧的侧部换热组件320的回液口后，经第一连接支管路214进入右侧的侧部换热组件320的进液口；之后，换热介质在右侧的侧部换热组件320内沿预设管路流动，待换热介质流动到右侧的侧部换热组件320的回液口后，经第一回液支管路215流动至回液管路212；之后，换热介质经与回液管路212连接的总回液口230流出分液板210，以完成循环。

需要说明的是，本实施例中，将两个侧部换热组件320的串联管路集成于分液板210内部，可以简化分液机构200的结构设计，减少换热机构300与分液板210的连接点以及连接件数量，进一步提升整个电池箱的安全性能。

在一个实施例中，请结合图2参考图3至图7所示出的结构，连接底部换热组件310的支路包括第二进液支管路216和第二回液支管路217，第二进液支管路216连接进液管路211与底部换热组件310的进液口；第二回液支管路217连接底部换热组件310的回液口与回液管路212。

值得注意的是，底部换热组件310具有单独的进出液口，通过分液板210完成单独回路的循环。具体的，在换热介质进入回液管路212后，部分换热介质经第二进液管路211进入底部换热组件310的进液口；当换热介质在底部换热组件310内完成循环后，经底部换热组件310的回液口流出至第二回液支管路217，之后经回液管路212导出总回液口230。

值得注意的是，本实施例中，换热介质由总进液口220流入分液板210后，且经过总进液管路211后，分别输送至第一进液支管路213和第二进液支管路216，且循环后的换热介质经第二回液管路212和第一回液管路212汇总至回液管路212，之后，经总回液口230输出分液板210。

总的来说，分液板210内，换热介质分为两路，一路分到左侧的侧部换热组件320的进液口，完成循环后由左侧的侧部换热组件320的回液口流出，之后，经分液板210的第一连接支管路214流入右侧的侧部换热组件320的进液口，在右侧的侧部换热组件320内完成循环后，换热介质由右侧的侧部换热组件320的回液口、经第一回液支管路215以及回液管路212流出总回液口230，完成左右侧串联结构中两个侧部换热组件320内换热介质的循环；一路分到底部换热组件310的进液口、之后流入底部换热组件310内，完成循环后、换热介质由底部换热组件310的回液口经第二回液支管路217以及回液管路212流出总回液口230，完成底部换热组件310内换热介质的循环。

此外，值得注意的是，每个支路中进出液方向不局限于图6和图7中所示出的方向，单根支管路的进出液口方向也可侧出和底出，具体不再赘述。

在一个实施例中，换热机构300还包括辅助换热组件330，辅助换热组件330位于箱体100中部；辅助换热组件330连接分液板210，且辅助换热组件330与底部换热组件310通过分液板210串联。

应理解，根据箱体100内部电池的数量可在中间增加若干数量的辅助换热组件330，示例性的，可以在箱体100的内部安装一块换热板，该换热板内部设有流道，且该换热板内部的流道连接分液板210，由分液板210完成分液和回液。

需要说明的是，辅助换热组件330可以提升换热机构300与箱体100内电池的热交换效果，以配合上述三个换热组件、从不同方向对电池进行热交换，提升热交换效率，进而提升电池箱内电池的性能。

值得注意的是，本实施例中，采用连接底部换热组件310的支路串联辅助换热组件330，换句话说，辅助换热组件330与底部换热组件310串联。

总的来说，本实施例中，分液板210内两个并联的支路中，一个支路串联两个侧部换热组件320，另一个支路串联底部换热组件310与辅助换热组件330，可以进一步避免各个换热组件全部串联压降过大，单一连接点失效导致整套系统失效的问题，进而可以提升本申请提供的电池箱内换热机构300与分液板210连接关系的稳定性，以保证换热机构300可以稳定地与电池进行热交换，从而提升电池箱的安全性能。

值得注意的是，连接底部换热组件310的支路也串联辅助换热组件330时，该支路内的具体支管路的结构设计会相对图7中所示出的结构出现变化，具体不再赘述。

在具体设置换热机构300时，换热机构300的设置形式存在多种可能。在一个具体的实施例中，箱体100的内壁内设有流道，箱体100的侧壁形成侧部换热组件320，箱体100的底壁形成底部换热组件310。

值得注意的是，底部换热组件310以及侧部换热组件320可以为换热板，该换热板充当箱体100，以提升电池箱内结构件的集成度。

本实施例中，换热机构300与电池进行热交换，示例性的，电池散失热量，换热机构300吸收热量，此时，换热机构300形成液冷机构；或者，换热机构300发出热量，电池吸收热量，此时，换热机构300形成加热机构。

值得注意的是，当换热机构300为液冷机构时，电池在使用过程中产生的热量可以被液冷机构及时冷却，以保证电池性能，避免电池发生热失控；当换热机构300为加热机构时，加热机构可以为电池提供热量，以保证电池正常启动或者维持较好的使用状态。

第二方面，本申请实施例还提供一种液冷系统。该液冷系统包括进液管、回液管和连接管路，连接管路的两端分被连接进液管与回液管，且连接管路串联多个如第一方面中任意技术方案中的电池箱内的分液机构200。

需要说明的是，本申请实施例提供的液冷系统中，液冷系统的连接管路串联多个电池箱内的分液机构200，具体的，连接管路连接每个分液板210处的总进液口220和总回液口230，可以降低液冷系统的结构复杂度、减少连接点，以在节省成本的同时提高液冷系统的可靠性。

在一个具体的实施例中，连接管路串联连接多个沿水平方向布置的电池箱内的分液机构200。

第三方面，本申请实施例还提供了一种用电设备。该用电设备包括：如上述第二方面中任意技术方案提供的液冷系统。

需要说明的是，本申请实施例提供的用电设备中，液冷系统的连接管路串联多个电池箱内的分液机构200，具体的，连接管路连接每个分液板210处的总进液口220和总回液口230，可以降低液冷系统的结构复杂度、减少连接点，以在节省成本的同时提高液冷系统、甚至是用电设备的可靠性。

示例性的，该用电设备可以为特种储能/动力设备。当然，用电设备还可以为其他设备，具体不再赘述。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型创造后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由所附的权利要求指出。应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的保护范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (12)

1.一种电池箱，其特征在于，包括：箱体、设置在所述箱体外部的分液机构及设置在所述箱体内部的换热机构，所述换热机构与所述箱体为一体式结构，且所述换热机构与所述分液机构连通，所述分液机构用于为所述换热机构提供换热媒介；所述分液机构包括分液板、总进液口和总回液口，所述总进液口与所述总回液口设于所述分液板外部；所述分液板内设有换热流道，且所述换热流道分别连通所述总进液口与所述总回液口。

2.如权利要求1所述的电池箱，其特征在于，所述换热机构包括至少三个孤立的换热组件；

所述换热流道包括进液管路和回液管路，所述进液管路与所述总进液口连接，所述回液管路与所述总回液口连接；所述换热流道还包括中间管路，所述进液管路与所述回液管路通过所述中间管路连接，所述中间管路包括两个支路，两个所述支路并联；且两个所述支路中，一个支路串联连接所述换热机构内的至少两个换热组件，另一个支路连接所述换热机构内的至少一个换热组件。

3.如权利要求2所述的电池箱，其特征在于，所述换热机构包括三个换热组件，三个所述换热组件包括一个底部换热组件和两个侧部换热组件，所述底部换热组件设置于所述箱体的底壁；所述侧部换热组件设置于所述箱体的侧壁，且两个所述侧部换热组件相对设置；

两个所述支路中，一个支路串联两个所述侧部换热组件，另一个支路连接所述底部换热组件。

4.如权利要求3所述的电池箱，其特征在于，所述连接两个所述侧部换热组件的支路包括第一进液支管路、第一连接支管路和第一回液支管路，所述第一进液支管路连接所述进液管路与所述侧部换热组件的进液口，所述第一连接支管路连接所述侧部换热组件的回液口与另一个所述侧部换热组件的进液口；所述第一回液支管路连接另一个所述侧部换热组件的回液口与所述回液管路。

5.如权利要求4所述的电池箱，其特征在于，所述连接所述底部换热组件的支路包括第二进液支管路和第二回液支管路，所述第二进液支管路连接所述进液管路与所述底部换热组件的进液口；所述第二回液支管路连接所述底部换热组件的回液口与所述回液管路。

6.如权利要求3所述的电池箱，其特征在于，所述换热机构还包括辅助换热组件，所述辅助换热组件位于所述箱体中部；所述辅助换热组件连接所述分液板，且所述辅助换热组件与所述底部换热组件通过所述分液板串联。

7.如权利要求6所述的电池箱，其特征在于，所述连接所述底部换热组件的支路串联所述辅助换热组件与所述底部换热组件。

8.如权利要求6所述的电池箱，其特征在于，所述辅助换热组件包括换热板。

9.如权利要求3所述的电池箱，其特征在于，所述箱体的内壁内设有流道，所述箱体的侧壁形成所述侧部换热组件，所述箱体的底壁形成所述底部换热组件。

10.如权利要求1-9任一项所述的电池箱，其特征在于，所述换热机构为液冷机构。

11.一种液冷系统，其特征在于，包括进液管、回液管和连接管，所述连接管的两端分被连接所述进液管与所述回液管，且所述连接管串联多个如权利要求1-10任一项所述的电池箱内的分液机构。

12.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求11所述的液冷系统。