CN221126055U - 电池能量分配单元和电池模组 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电池能量分配单元和电池模组，电池能量分配单元包括：外壳；功能元件，其设置在外壳内；导热硅脂，其填充在外壳内，且包覆在功能元件上；液冷板，其与外壳相抵接，且内部循环设置有冷却液。本申请通过在外壳内填充以包覆功能元件的导热硅脂，可以通过功能元件对导热硅脂的加热，以使其呈现出半流质的状态而增强与功能元件之间的换热效率，进而使得液冷板对功能元件的冷却效果进一步提高，以使得电池能量分配单元可以满足电池模组的工作需求。

Description

电池能量分配单元和电池模组

技术领域

本申请涉及供电装置技术领域，特别是涉及一种电池能量分配单元和电池模组。

背景技术

电池能量分配单元(Battery energy Distribution Unit，BDU)，指的是，为新能源汽车高压回路上的重要部件电池能量分配单元。其又称电池切断单元(BatteryDisconnect Unit，BDU)，其控制着高压电气回路的上下电过程、预充过程、充电过程。而随着电池模组的快充技术的发展和普及，对于电池能量分配单元的耐高温能力提出了更严苛的要求。电池模组在高温环境下工作时，电池能量分配单元的温度会明显身高。当温度超过安全阈值时，会影响电池包的正常工作。现有技术中电池能量分配单元的冷却方式为包括有液冷或者水冷，但电池能量分配单元与液冷或者水冷装置之间的换热效率较低，电池能量分配单元的冷却效果差，难以满足电池模组的工作需求。

实用新型内容

基于此，本申请提供一种电池能量分配单元和电池模组，以改善现有技术中电池能量分配单元冷却效果较差的问题。

第一方面，本申请提供一种电池能量分配单元，所述电池能量分配单元包括：

外壳；

功能元件，其设置在所述外壳内；

导热硅脂，其填充在所述外壳内，且包覆在所述功能元件上；

液冷板，其与所述外壳相抵接，且内部循环设置有冷却液。

在其中一个实施例中，所述外壳包括上壳体和下壳体，所述上壳体与所述下壳体可拆卸连接，所述上壳体上设置有浇注口，且在所述浇注口处可拆卸设置有密封上盖，所述导热硅脂通过所述浇注口注入所述外壳内。

在其中一个实施例中，所述下壳体与所述液冷板相抵接，且所述下壳体与所述液冷板之间设置有导热结构胶。

在其中一个实施例中，所述下壳体采用铝合金材料，且表面涂覆有绝缘漆层。

在其中一个实施例中，所述液冷板上设置有定位凸台，所述下壳体与所述定位凸台相抵接，以在所述液冷板上进行定位。

在其中一个实施例中，所述密封上盖上还设置有密封圈，所述密封圈设置在所述浇注口处，且被所述密封上盖压紧在所述上壳体上。

在其中一个实施例中，所述上壳体上设置有第一凸台，所述下壳体上设置有第二凸台，所述第一凸台与所述第二凸台相抵接，且通过螺栓连接。

在其中一个实施例中，所述液冷板内设置有流道，且所述液冷板上设置有进液口和出液口，所述进液口和所述出液口均与所述流道连通，所述冷却液从所述进液口进入所述流道，且从所述出液口排出所述流道。

在其中一个实施例中，所述流道设置有若干条，若干条所述流道平行设置，且延伸方向为所述进液口朝向所述出液口的方向。

第二方面，本申请提供一种电池模组，所述电池模组包括本申请提供的任意一种电池能量分配单元。

本申请通过在外壳内填充以包覆功能元件的导热硅脂，可以通过功能元件对导热硅脂的加热，以使其呈现出半流质的状态而增强与功能元件之间的换热效率，进而使得液冷板对功能元件的冷却效果进一步提高，以使得电池能量分配单元可以满足电池模组的工作需求。

附图说明

图1为本申请实施例一提供的电池能量分配单元的结构示意图；

图2为本申请实施例一提供的电池能量分配单元的纵向剖视图；

图3为本申请实施例一提供的电池能量分配单元的爆炸图；

图4为本申请实施例一提供的电池能量分配单元的液冷板的剖面图。

附图标记：100、外壳；110、上壳体；111、浇注口；112、密封上盖；113、密封圈；114、第一凸台；120、下壳体；121、第二凸台；130、密封条；200、功能元件；300、导热硅脂；400、液冷板；410、定位凸台；420、流道；430、进液口；440、出液口；500、导热结构胶。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想。

本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”、“纵向”、“横向”、“水平”、“内”、“外”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，亦仅为了便于简化叙述，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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一

本申请实施例一提供一种电池能量分配单元，如图1至图4所示，电池能量分配单元包括：

外壳100；

功能元件200，其设置在外壳100内；

导热硅脂300，其填充在外壳100内，且包覆在功能元件200上；

液冷板400，其与外壳100相抵接，且内部循环设置有冷却液。

如图1和图2所示，在本实施例中，示例性地说明，功能元件200为电池能量分配单元(Battery energy Distribution Unit，BDU)实现其相应的功能的电子元器件，功能元件200包括但不限于继电器、熔断器、电流采集元件、铜排等。功能元件200可以为一体式的器件，即前述功能元件200集成设置。功能元件200布置在外壳100内，且可以采用可拆卸的连接方式。外壳100用于对功能元件200进行防护，以保障其相应的功能的稳定实现。当电池能量分配单元工作时，功能元件200产生热量且升温，热量会进一步传递至外壳100上。而由于液冷板400与外壳100相抵接，因此液冷板400内循环流通的冷却液可以与外壳100和功能元件200之间均进行换热，以吸收热量，进而达到对外壳100和功能元件200进行降温冷却的目的。

如图1和图2所示，为保障液冷板400与外壳100和功能元件200之间的换热效率，外壳100内填充有导热硅脂300。导热硅脂300是以硅油为原料，且添加有增稠剂等填充剂的导热介质，其具有良好的导热性以及极佳的电绝缘性。与此同时，在功能元件200散热的过程中，当导热硅脂300经过一定时间的加热后，其呈现出半流质的状态，且可以充分填充功能元件200的各个空隙内，以与功能元件200结合得更为紧密，同时以增加与功能元件200之间的接触面积，进而以进一步提高换热效率，保障液冷板400对功能元件200降温冷却的效果。

综上所述，本申请通过在外壳100内填充以包覆功能元件200的导热硅脂300，可以通过功能元件200对导热硅脂300的加热，以使其呈现出半流质的状态而增强与功能元件200之间的换热效率，进而使得液冷板400对功能元件200的冷却效果进一步提高，以使得电池能量分配单元可以满足电池模组的工作需求。

具体地，外壳100包括上壳体110和下壳体120，上壳体110与下壳体120可拆卸连接，上壳体110上设置有浇注口111，且在浇注口111处可拆卸设置有密封上盖112，导热硅脂300通过浇注口111注入外壳100内。

如图2和图3所示，在本实施例中，示例性地说明，上壳体110可以设置为具有一向下的开口的壳体，而下壳体120可以设置为具有一向上的开口的壳体，上壳体110与下壳体120对合设置，且可拆卸连接，以围合形成用于布置功能元件200的腔室，导热硅脂300即填充在该腔室内。在将上壳体110和下壳体120对合前，功能元件200可以通过螺钉等部件固定在下壳体120上。浇注口111可以设置在上壳体110的顶部一侧，其可以设置圆形的开口，可以通过浇注装置从浇注口111将导热硅脂300自上而下地注入外壳100内。密封上盖112则用于在导热硅脂300浇注完成后对浇注口111进行封堵，以避免灰尘等杂质进入外壳100内。密封上盖112可以设置类似螺栓状的密封帽结构，且其可以与上壳体110螺纹连接，以便于对其进行拆装。

可以理解的是，本实施例通过对外壳100的结构的合理设置，以及在外壳100的上壳体110上开设浇注口111，同时在浇注口111处设置密封上盖112，便于向外壳100内注入导热硅脂300，同时便于将导热硅脂300包覆在功能元件200上，进而以便于通过导热硅脂300增强功能元件200与液冷板400之间的换热效率。

更具体地，下壳体120与液冷板400相抵接，且下壳体120与液冷板400之间设置有导热结构胶500。

如图2和图3所示，在本实施例中，示例性地说明，外壳100可以设置在液冷板400上，即外壳100位置在上，而液冷板400位置在下。此时下壳体120的底部一侧与液冷板400相抵接，以便于导热硅脂300和功能元件200与液冷板400进行换热。下壳体120可以通过导热结构胶500固定在液冷板400上，导热结构胶500可以呈涂层状，其除将下壳体120进行固定外，还可以确保热量可以顺利地传递至液冷板400上。

可以理解的是，本实施例通过将液冷板400与下壳体120相抵接，且通过导热结构胶500将液冷板400与下壳体120连接，可以在保障下壳体120与液冷板400连接稳固的基础上，使得液冷板400可以起到稳定有效的降温冷却效果。

更具体地，下壳体120采用铝合金材料，且表面涂覆有绝缘漆层。

如图2所示，在本实施例中，示例性地说明，铝合金材料在保障下壳体120具有足够的硬度和结构强度的基础上，还可以使其具有较好的导热能力。而通过在下壳体120的表面涂覆以绝缘漆层，可以避免功能元件200与下壳体120之间产生短路现象的风险。而由于上壳体110不与液冷板400直接抵接，因此对于上壳体110而言，其无需具有较好的导热能力，因此上壳体110的材质可以是塑料。

可以理解的是，本实施例通过对下壳体120的材质的合理设置，可以保障导热硅脂300与液冷板400之间的换热效率，进而可以保障液冷板400对功能元件200的降温冷却效果。

更具体地，液冷板400上设置有定位凸台410，下壳体120与定位凸台410相抵接，以在液冷板400上进行定位。

如图1和图3所示，在本实施例中，示例性地说明，定位凸台410可以设置在液冷板400的顶部一侧上，其凸出于液冷板400的顶部一侧，且可以设置有若干个。本实施例以四个定位凸台410为例进行说明，其分布在下壳体120的外沿，且其中两个与下壳体120的长度方向的两侧相抵接，另外两个与下壳体120的宽度方向的两侧相抵接。换言之，下壳体120通过四个定位凸台410而实现在液冷板400上的定位。

可以理解的是，本实施例通过设置定位凸台410，以对下壳体120在液冷板400上的位置进行定位，可以保障下壳体120安装位置的准确性，进而便于液冷板400对其进行有效的降温冷却。

具体地，密封上盖112上还设置有密封圈113，密封圈113设置在浇注口111处，且被密封上盖112压紧在上壳体110上。

如图3所示，在本实施例中，示例性地说明，密封圈113的材质可以是橡胶、硅胶等，其受压时产生形变，以起到密封作用。密封圈113可以设置为“O”字形，且密封圈113可以套设在密封上盖112的较小一端上。密封圈113的最小内径可以大于浇注口111的直径，当密封上盖112的较小一端拧入浇注口111处时，密封圈113可以被限位在上壳体110的顶部一侧上，且被密封上盖112的较大一端压紧固定。

可以理解的是，本实施例通过在密封上盖112与上壳体110的连接处设置密封圈113，可以进一步保障密封上盖112与上壳体110连接处的密封效果。

具体地，上壳体110上设置有第一凸台114，下壳体120上设置有第二凸台121，第一凸台114与第二凸台121相抵接，且通过螺栓连接。

在本实施例中，示例性地说明，第一凸台114可以设置为矩形块状，且可以与上壳体110一体成型。第一凸台114可以设置在上壳体110的宽度方向的两侧，且在上壳体110的宽度方向的任意一侧，第一凸台114还沿上壳体110的长度方向均间隔设置有两个。对于第二凸台121在下壳体120上的布置而言同理，即第二凸台121与第一凸台114的位置、数量均相对应。当将上壳体110与下壳体120对合时，第一凸台114与第二凸台121相抵接。上壳体110与下壳体120通过螺栓以实现可拆卸连接，螺栓穿过第一凸台114和第二凸台121中的一个，且拧入第一凸台114和第二凸台121中的另一个内。为保障上壳体110与下壳体120对合处的密封效果，上壳体110和下壳体120之间还可以设置有密封条130，密封条130可以呈矩形框状。

可以理解的是，本实施例通过在上壳体110和下壳体120分别设置第一凸台114和第二凸台121，便于布置螺栓，以实现上壳体110与下壳体120的可拆卸连接。

具体地，液冷板400内设置有流道420，且液冷板400上设置有进液口430和出液口440，进液口430和出液口440均与流道420连通，冷却液从进液口430进入流道420，且从出液口440排出流道420。

如图4所示，在本实施例中，示例性地说明，液冷板400可以采用对合设置的两个单元体构成，两个单元体可以是可拆卸连接的方式。而流道420可以仅开设在其中一个单元体上，且由另一个单元体进行密封；当然，流道420也可以同时分部二在两个单元体上。进液口430和出液口440可以分别设置在液冷板400的长度方向的两端，其可以由水嘴构成，以便于液冷板400与管件连接，进而以通入或者排出冷却液。进液口430和出液口440还可以设置在液冷板400的宽度方向的中线上，进液口430朝向出液口440的方向即液冷板400的长度方向。

可以理解的是，本实施例通过对液冷板400的结构的合理设置，易于冷却液在液冷板400内循环流通，进而以便于液冷板400对功能元件200具有持续的降温冷却作用。

更具体地，流道420设置有若干条，若干条流道420平行设置，且延伸方向为进液口430朝向出液口440的方向。

如图4所示，在本实施例中，示例性地说明，流道420的延伸方向即为液冷板400的长度方向，而流道420沿液冷板400的宽度方向等间距设置有若干条。若干条流道420之间相互连通，以共用同一进液口430和同一出液口440。

可以理解的是，本实施例通过将流道420平行设置有若干条，易于将冷却液均匀地分布在液冷板400内，以使得更多的冷却液可以同时参与换热，进而以提高液冷板400对功能元件200降温冷却的效果。

本申请实施例一提供的一种电池能量分配单元的实施原理为：

当功能元件200工作，其产生热量，且功能元件200将热量散热至导热硅脂300。在功能元件200散热的过程中，当导热硅脂300经过一定时间的加热后，其呈现出半流质的状态，且可以充分填充功能元件200的各个空隙内，以与功能元件200结合得更为紧密，同时以增加与功能元件200之间的接触面积，进而以进一步提高换热效率。随后经由导热硅脂300吸收的热量可以进一步经由下壳体120、导热结构胶500传递至液冷板400上。而此时冷却液可以通过进液口430进入液冷板400的流道420中，且可以通过出液口440从流道420中排出，因此冷却液可以将前述传递至液冷板400上的热量进一步带走，以达到对功能元件200进行降温冷却的目的。

本申请通过在外壳100内填充以包覆功能元件200的导热硅脂300，可以通过功能元件200对导热硅脂300的加热，以使其呈现出半流质的状态而增强与功能元件200之间的换热效率，进而使得液冷板400对功能元件200的冷却效果进一步提高，以使得电池能量分配单元可以满足电池模组的工作需求。

实施例二

本申请实施例二提供一种电池模组，电池模组包括本申请提供的任意一种电池能量分配单元。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电池能量分配单元，其特征在于，所述电池能量分配单元包括：

外壳(100)；

功能元件(200)，其设置在所述外壳(100)内；

导热硅脂(300)，其填充在所述外壳(100)内，且包覆在所述功能元件(200)上；

液冷板(400)，其与所述外壳(100)相抵接，且内部循环设置有冷却液。

2.根据权利要求1所述的电池能量分配单元，其特征在于，所述外壳(100)包括上壳体(110)和下壳体(120)，所述上壳体(110)与所述下壳体(120)可拆卸连接，所述上壳体(110)上设置有浇注口(111)，且在所述浇注口(111)处可拆卸设置有密封上盖(112)，所述导热硅脂(300)通过所述浇注口(111)注入所述外壳(100)内。

3.根据权利要求2所述的电池能量分配单元，其特征在于，所述下壳体(120)与所述液冷板(400)相抵接，且所述下壳体(120)与所述液冷板(400)之间设置有导热结构胶(500)。

4.根据权利要求3所述的电池能量分配单元，其特征在于，所述下壳体(120)采用铝合金材料，且表面涂覆有绝缘漆层。

5.根据权利要求3所述的电池能量分配单元，其特征在于，所述液冷板(400)上设置有定位凸台(410)，所述下壳体(120)与所述定位凸台(410)相抵接，以在所述液冷板(400)上进行定位。

6.根据权利要求2所述的电池能量分配单元，其特征在于，所述密封上盖(112)上还设置有密封圈(113)，所述密封圈(113)设置在所述浇注口(111)处，且被所述密封上盖(112)压紧在所述上壳体(110)上。

7.根据权利要求2所述的电池能量分配单元，其特征在于，所述上壳体(110)上设置有第一凸台(114)，所述下壳体(120)上设置有第二凸台(121)，所述第一凸台(114)与所述第二凸台(121)相抵接，且通过螺栓连接。

8.根据权利要求1所述的电池能量分配单元，其特征在于，所述液冷板(400)内设置有流道(420)，且所述液冷板(400)上设置有进液口(430)和出液口(440)，所述进液口(430)和所述出液口(440)均与所述流道(420)连通，所述冷却液从所述进液口(430)进入所述流道(420)，且从所述出液口(440)排出所述流道(420)。

9.根据权利要求8所述的电池能量分配单元，其特征在于，所述流道(420)设置有若干条，若干条所述流道(420)平行设置，且延伸方向为所述进液口(430)朝向所述出液口(440)的方向。

10.一种电池模组，其特征在于，所述电池模组包括如权利要求1至9任一项所述的电池能量分配单元。