CN220914358U - 带有消防系统的液冷板、电池系统和电动车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及动力电池技术领域，涉及带有消防系统的液冷板、电池系统和电动车。针对现有技术中低温条件下电芯的化学反应活性降低，冷却液对电池包进行循环加热时温升速率低，导致电池的充放电能力变弱，以及动力电池热失控，安全性差的技术问题，本实用新型提供带有消防系统的液冷板，设有内腔，内腔设有冷却液流道、PTC型腔和热气溶胶型腔；冷却液流道通过设置在液冷板侧壁上的水嘴和外界连通；热气溶胶型腔通过设置在液冷板顶壁上的消防喷嘴和外界连通；PTC型腔中设有PTC；冷却液流道和PTC型腔相邻，在不改变冷却液初始温度和流量的基础上，提升了电池包的温升速率。本实用新型还提供了电池系统和电动车，提升了电池车的安全性能。

Description

带有消防系统的液冷板、电池系统和电动车

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，具体地，涉及带有消防系统的液冷板、电池系统和电动车。

背景技术

在动力电池领域，电池温度与电池安全直接相关联。当电池温度超过一定界限，电池寿命降低，性能降低，易发生燃爆等安全事故。新能源汽车的液冷板是一种温度控制器，用于管理电动汽车的电池系统和电动机的温度，确保其处于适宜的工作温度范围内。液冷板通过将冷却剂流经电池和电动机系统中的散热器来吸收或增加系统中产生的过多热量。这样可以有效地延长电池和电机的寿命，并提高车辆的稳定性和性能，液冷板还可以提高电池充电效率。目前，在-30℃等低温条件下电芯的化学反应活性降低，造成电池的充放电能力变弱，为了解决这一问题，市场上常用冷却液对电池包进行循环加热，但是，在低温条件下电池包的温升速率有待提升。另外，当前对电池包热安全防护要求越来越高，现有技术通过在电芯间安装隔片进行安全防护，但是安全防护能力有待提升。

如中国实用新型授权公告号为CN206432350U，申请日为2017年01月26日，名称为“电池液冷装置和电池系统”，公开的方案包括液冷板，液冷板上开设有至少一个通孔，至少一个通孔与液冷板内的冷却液流道连通，且至少一个通孔由热熔材料密封，热熔材料适于在与所密封的通孔对应的电池热失控后熔化。在电池正常情况下，该方案提供的电池液冷装置起到正常的冷却功能，在电池发生热失控时，该方案提供的电池液冷装置起到灭火装置的功能。但该方案仅采用冷却液升温，效率低。

又如中国发明专利申请公布号为CN113363617A，申请日为2021年06月18日，名称为“一种电池液冷板组件、动力电池总成及电动车辆”，公开的方案电池液冷板组件设置于电池模组下方，且用于冷却电池模组，电池液冷板组件包括液冷下板和液冷上板，液冷下板设置有采用机加工艺制成的两条水路凹槽，水路凹槽在液冷下板上均匀分布，迂回的水路凹槽之间通过分流筋实现分隔，两条水路凹槽的出水口相连通；液冷上板上设置有两个进水快插接头和一个出水快插接头，液冷上板安装于液冷下板的上方时，液冷上板的内壁与两个水路凹槽围成两条水路；两个进水快插接头分别连通于两个水路凹槽的进水口，出水快插接头连通于两个水路凹槽的出水口相连通的部位。该方案的水路设计过于复杂，不利于清洗，且也为冷却液升温，虽然接触面积较大，但升温效率仍低。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有技术中低温条件下电芯的化学反应活性降低，冷却液对电池包进行循环加热时温升速率低，导致电池的充放电能力变弱，以及动力电池热失控，安全性差的技术问题，本实用新型提供带有消防系统的液冷板，在不改变冷却液初始温度和流量的基础上，提升了电池包的温升速率。本实用新型还提供了电池系统，动力电池在更短的时间内达到规定温度。

本实用新型还提供了电动车，提升了电池车的安全性能。

2、技术方案

为解决上述问题，本实用新型提供的技术方案为：

带有消防系统的液冷板，包括液冷板，所述液冷板设有内腔；所述内腔设有冷却液流道、PTC型腔和热气溶胶型腔；所述冷却液流道通过设置在所述液冷板侧壁上的水嘴和外界连通；所述热气溶胶型腔通过设置在所述液冷板顶壁上的消防喷嘴和外界连通；所述PTC型腔中设有PTC；所述冷却液流道和所述PTC型腔相邻。

进一步地，所述液冷板一端设有可拆卸的水路密封装置，用于封闭冷却液流道。

进一步地，所述液冷板另一端设有可拆卸的气路密封装置，用于封闭热气溶胶型腔。

进一步地，所述气路密封装置设有内腔，可用于放置热气溶胶。

进一步地，所述液冷板为多个；多个所述液冷板分别设置在多个电芯中间。

进一步地，所述水嘴通过转接头和出水管或进水管连接。

进一步地，所述消防喷嘴为多个。

电池系统，包括所述的液冷板。

进一步地，还包括箱体，所述液冷板设置在所述箱体中；所述箱体上设有进口总成和出口总成；所述进水管连接所述进口总成；所述出水管连接所述出口总成。

电动车，使用所述的电池系统。

3、有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的带有消防系统的液冷板，设有内腔；内腔设有冷却液流道、PTC型腔和热气溶胶型腔；冷却液流道通过设置在液冷板侧壁上的水嘴和外界连通；热气溶胶型腔通过设置在液冷板顶壁上的消防喷嘴和外界连通；PTC型腔中设有PTC；冷却液流道和PTC型腔相邻。与传统液冷板方案对比，在低温环境下，通过PTC、冷却液同时对电芯进行加热，在不改变冷却液初始温度、流量的基础上，提升电池包的温升速率，更短的时间内达到规定温度。与此同时，在液冷板热气溶胶型腔中填充热气凝胶，当电池包达到热失控的触发条件后，液冷板中的气凝胶喷出，提升电池包的安全性能。

(2)本实用新型的电池系统，包括所述的液冷板，动力电池在更短的时间内达到规定温度。

(3)本实用新型的电动车，使用所述的电池系统，提升了电池车的安全性能。

附图说明

图1为本实用新型电池系统结构示意图。

图2为本实用新型液冷板分解结构示意图。

图3为本实用新型液冷板中水嘴安装位置示意图。

图4为本实用新型液冷板中气路密封装置安装位置示意图。

图5为本实用新型液冷板中消防喷嘴安装位置示意图。

图6为本实用新型液冷板中水路密封装置安装位置示意图。

图7为本实用新型液冷板中PTC安装位置示意图。

图8为本实用新型液冷板中水管安装位置示意图。

图9为本实用新型液冷板中进口总成和出口总成安装位置示意图。

图10为本实用新型液冷板侧视结构示意图。

图11为图10中A-A处的剖面结构示意图。

图12为本实用新型液冷板中冷却液流向示意图。

图13为本实用新型液冷板中热气溶胶喷放示意图。

图中：

1：电芯；2：液冷板；3：出水管；4：进水管；5：箱体；6：进口总成；7：出口总成；8：消防喷嘴；9：水嘴；10：PTC；11：水路密封装置；12：转接头；13：气路密封装置；14：热气溶胶型腔；15：冷却液流道；16：PTC型腔。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进一步进行描述。

下面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。

实施例

本实施例的带有消防系统的液冷板2、电池系统和电动车，如图1所示，整个电池模组主要为冷却装置与电芯1构成。液冷板2通过导热结构胶固定安装电芯1中间，通过冷却液、PTC10对电芯1进行同步加热，提升电池包的温升速率。液冷板2一端经过加工处理，连接有进水管4、出水管3，同时进水管4、出水管3与进口总成6、出口总成7分别连接。冷却液依次从进口总成6流入，流经进水管4、液冷板2、出水管3最后从出口总成7流出，形成一个完整的循环过程。

如图2所示单块液冷板2的组成，本实施例中，液冷板2使用挤压工艺加工出六个型腔备用。在液冷板2上部开孔处理，用于放置消防喷嘴8。液冷板2两端分别通过水路密封装置11与气路密封装置13进行密封，防止冷却液、热气溶胶泄露。如图11所示，液冷板2的中间为PTC型腔16用于放置PTC10。在液冷板2的侧面对应液冷板2流道的位置开孔处理，对水嘴9进行定位安装。

如图3所示，其为图2的局部放大图，水嘴9与液冷板2装配，水嘴9在液冷板2与转接头12之间起到连接、固定的作用。

如图4所示，其为图2的局部放大图，气路密封装置13上留有凸台，气路密封装置13的凸台可以与液冷板2进行定位，通过焊接的方式将气路密封装置13与液冷板2连接成一个整体，保证液冷板2的密封性，气路密封装置13材质与液冷板2的材质保持一致。

如图5所示，其为图2的局部放大图，消防喷嘴8与液冷板2接触的部分留有凸台，凸台起到定位安装的作用，通过结构胶将消防喷嘴8与液冷板2进行固定与密封。

如图6所示，其为图2的局部放大图，水路密封装置11上留有凸台，水路密封装置11的凸台可以与液冷板22进行定位，通过焊接的方式将水路密封装置11与液冷板2连接成一个整体，保证液冷板2的密封性，水路密封装置11材质与液冷板2保持一致。

如图7所示，封装好的PTC10安装在液冷板2中间的PTC型腔16中，在低温条件下通过PTC10自身发热，与冷却液一起对电池包进行加热，提升电池包的加热速率。PTC10热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻，超过一定的温度(居里温度)时，它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高。

如图8所示，局部放大可以看出，出水管3与转接头12连接处设计有固定凸台，通过固定凸台将出水管3和转接头12连接，通过结构胶固定，水管材料可以为abs。

如图6所示，局部放大可以看出，进口总成6、出口总成7与出水管3、进水管4连接处设计有固定凸台，通过固定凸台将进口总成6、出口总成7与出水管3、进水管4连接，通过卡扣进行固定与密封。

如图10和11所示，整个液冷板2通过挤压工艺加工出六个型腔，热气溶胶型腔14，冷却液流道15，PTC型腔16。其中，热气溶胶型腔14分为液冷板2部分与密封装置部分。

如图12所示，从进水管4流出的冷却液从水嘴9流入，流经冷却液流道15后，从另一水嘴9流出，最后通过进水管4、出口总成7流出。

如图13所示，热气溶胶型腔14由热气溶胶填充，当达到触发条件后，热气溶胶从消防喷嘴8中喷出。热气溶胶是一种由氧化剂、还原剂、燃烧速度控制剂和粘合剂组成的固体混合物。工作原理：当达到触发条件时，激活液冷板2中的气溶胶发生剂，气溶胶发生剂通过氧化还原反应释放的热量使化学冷却剂分解，实现气溶胶发生剂和冷却剂共同参与灭火。

本实施例还提供了电池系统，包括所述的液冷板，动力电池在更短的时间内达到规定温度。本还提供了电动车，使用所述的电池系统，提升了电池车的安全性能。

Claims (10)

1.带有消防系统的液冷板，包括液冷板(2)，其特征在于：所述液冷板(2)设有内腔；所述内腔设有冷却液流道(15)、PTC型腔(16)和热气溶胶型腔(14)；所述冷却液流道(15)通过设置在所述液冷板(2)侧壁上的水嘴(9)和外界连通；所述热气溶胶型腔(14)通过设置在所述液冷板(2)顶壁上的消防喷嘴(8)和外界连通；所述PTC型腔(16)中设有PTC(10)；所述冷却液流道(15)和所述PTC型腔(16)相邻。

2.根据权利要求1所述的带有消防系统的液冷板，其特征在于：所述液冷板(2)一端设有可拆卸的水路密封装置(11)，用于封闭冷却液流道(15)。

3.根据权利要求2所述的带有消防系统的液冷板，其特征在于：所述液冷板(2)另一端设有可拆卸的气路密封装置(13)，用于封闭热气溶胶型腔(14)。

4.根据权利要求3所述的带有消防系统的液冷板，其特征在于：所述气路密封装置(13)设有内腔，可用于放置热气溶胶。

5.根据权利要求3所述的带有消防系统的液冷板，其特征在于：所述液冷板(2)为多个；多个所述液冷板(2)分别设置在多个电芯(1)中间。

6.根据权利要求3所述的带有消防系统的液冷板，其特征在于：所述水嘴(9)通过转接头(12)和出水管(3)或进水管(4)连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的带有消防系统的液冷板，其特征在于：所述消防喷嘴(8)为多个。

8.电池系统，其特征在于：包括权利要求1-7任一项所述的液冷板。

9.根据权利要求8所述的电池系统，其特征在于：还包括箱体(5)，所述液冷板(2)设置在所述箱体(5)中；所述箱体(5)上设有进口总成(6)和出口总成(7)；所述进水管(4)连接所述进口总成(6)；所述出水管(3)连接所述出口总成(7)。

10.电动车，其特征在于：使用权利要求8或9任一项所述的电池系统。