CN221574039U - 电池冷却装置及具有其的电池包 - Google Patents

Abstract

本申请具体涉及一种电池冷却装置及具有其的电池包，旨在解决现有冷却系统已经不能适应电池快充需求的技术问题。为此目的，本申请提供了一种电池冷却装置，包括分流盒和冷却板；分流盒的内部具有第一导流腔和第二导流腔；分流盒设有与第一导流腔连通的第一接头，以及与第二导流腔连通的第二接头；冷却介质适于自第一接头流入第一导流腔，自第二接头流出第二导流腔。冷却板具有两个，分别盖设于电池框架的两侧面；内部具有介质通道，开设有分别与介质通道连通的流入口和流出口；两个冷却板的流入口分别与第一导流腔连通，两个冷却板的流出口分别与第二导流腔连通。本申请布置合理，占用空间小，增强电芯散热效果，且保证了电池包的结构强度。

Description

电池冷却装置及具有其的电池包

技术领域

本申请涉及动力电池的技术领域，具体涉及一种电池冷却装置及具有其的电池包。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

随着新能源汽车的不断发展，续驶里程的焦虑已经基本解决，而解决剩下的补能焦虑问题就变得更加迫切，因此电池包4C快充也就应运而生。但是4C大倍率充电，使电池包充电发热量指数增加，冷却系统需要带走更多的热量才能满足电池包的高温安全问题，现有冷却系统冷却效果有限，已经不能适应4C快充的需求。

实用新型内容

本申请的目的是至少解决4C大倍率充电，使电池包充电发热量指数增加，现有冷却系统冷却效果有限，已经不能适应4C快充需求的技术问题，该目的是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本申请提供了一种电池冷却装置，用于电芯散热，电芯的外部围设有电池框架。电池冷却装置包括分流盒和冷却板；其中，分流盒设于电池框架的侧壁；分流盒的内部具有相互独立的第一导流腔和第二导流腔；分流盒设有与第一导流腔连通的第一接头，以及与第二导流腔连通的第二接头；冷却介质适于自第一接头流入第一导流腔，自第二接头流出第二导流腔。冷却板具有两个，两个冷却板分别盖设于电池框架的上下两侧；冷却板的内部具有介质通道，冷却板开设有分别与介质通道连通的流入口和流出口；两个冷却板的两个流入口分别与第一导流腔的上下两端连通，两个冷却板的两个流出口分别与第二导流腔的上下两端连通。

本申请提供的电池冷却装置通过在电池框架两侧盖设冷却板，并通过分流盒同时为两块冷却板导入冷却介质，布置合理，占用空间小，增强电芯散热效果，且保证了电池包的结构强度。

在一些实施例中，冷却板在流入口的位置设有第一插头，冷却板在流出口的位置设有第二插头；第一导流腔沿分流盒的高度方向贯通分流盒，并在分流盒的两侧分别形成第一插接孔，两个冷却板的第一插头分别对应插设于两个第一插接孔；第二导流腔沿分流盒的高度方向贯通分流盒，并在分流盒的两侧分别形成第二插接孔，两个冷却板的第二插头分别对应插设于两个第二插接孔。

在一些实施例中，第一插头和第二插头分别至少套设有两个密封环，第一插头和第二插头分别通过密封环过盈配合于第一插接孔和第二插接孔。

在一些实施例中，两个冷却板的流入口直径不相等；和/或，两个冷却板的流出口直径不相等。

在一些实施例中，第一接头与第一导流腔的中部连通，第一导流腔的两端分别与两个冷却板的流入口连通；第一导流腔位于第一接头两侧的部分直径不相等。

在一些实施例中，第二接头与第二导流腔的中部连通，第二导流腔的两端分别与两个冷却板的流出口连通；第二导流腔位于第二接头两侧的部分直径不相等。

在一些实施例中，分流盒两端分别设有插接件，插接件与电池框架的侧壁槽孔插接。

在一些实施例中，分流盒设有沿电池框架的厚度方向贯穿分流盒的安装槽，安装槽与第一导流腔以及第二导流腔相互避让；安装槽穿设有与电芯电连接的充电插件，充电插件用于快充电芯。

在一些实施例中，介质通道以循环迂回的方式铺设于冷却板。

第二方面，本申请提供了一种电池包，电池包包括电芯、电池框架，以及第一方面中的电池冷却装置，电芯设于电池框架的内部，电池冷却装置设于电池框架。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请一个实施例的电池包的爆炸图；

图2为本申请一个实施例的电池冷却装置的部分结构放大图；

图3为本申请一个实施例的电池冷却装置的部分结构剖视图；

图4为本申请一个实施例的分流盒的结构示意图；

图5为本申请一个实施例的分流盒与电池框架的连接示意图；

图6为本申请一个实施例的分流盒与充电插件的连接示意图。

其中，附图标记如下：

100、分流盒；200、冷却板；300、电池框架；400、充电插件；

110、第一导流腔；120、第二导流腔；130、第一接头；140、第二接头；150、插接件；160、安装槽；170、第一插接孔；180、第二插接孔；

210、介质通道；220、第一插头；230、第二插头；240、密封环；

310、槽孔。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、元件、部件、和/或它们的组合。

尽管可以在文中使用术语第一、第二等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或比段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。另外，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“中”、“内”、“顶”、“周向”、“侧”、“底”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中机构的不同方位。例如，如果在图中的机构翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。机构可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

本申请实施例中所述的“电芯”指的是动力电池的最小单位，也是电能存储单元，拥有较高的能量密度，存储有较多电能，使电动汽车拥有更远的续航里程。除此之外，电芯的寿命也是最为关键的因素，任何一颗电芯的因为过热而损坏，都会导致整个电池包的损坏。当多个电芯被同一个外壳框架封装在一起，通过统一的边界与外部进行联系时，这就组成了一个电池模组，而当数个电池模组被BMS和热管理系统共同控制或管理起来后，这个统一的整体就叫做电池包。其中，BMS指的是电池管理系统(Battery Management System)，俗称电池保姆或电池管家，主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。本申请中所述的“4C充电”指的是电池在四分之一个小时(15分钟)内充满。其中，C是用来表示电池充放电能力倍率，2C则是2分之一个小时(30分钟)充满，3C充电就是3分之一个小时(20分钟)内充满，所以4C充电也是如今超级快充的代名词，它能够在更短时间将电量充满，同时具备安全、稳定的特点，从而满足车主在中长途行驶时的快速充电需求。

目前，随着新能源汽车的不断发展，续驶里程的焦虑已经基本解决，而解决剩下的补能焦虑问题就变得更加迫切，因此电池包4C快充也就应运而生。但是4C大倍率充电，使电池包充电发热量指数增加，冷却系统需要带走更多的热量才能满足电池包的高温安全问题，现有冷却系统为单层冷却板，冷却效果有限，已经不能适应4C快充的需求；进一步地，双层冷却板能够很好的解决这个问题，但是由于空间布置问题，进出口位置无法承载双层冷却板的设计。

如图1至图6所示，本申请实施例为了解决现有的4C大倍率充电，使电池包充电发热量指数增加，现有冷却系统冷却效果有限，已经不能适应4C快充需求的技术问题，提出了一种电池冷却装置，达到提高电芯散热，满足空间布置的效果。

下面结合图1至图3详细阐述电池冷却装置的具体实施例。

第一方面，本申请提供了一种电池冷却装置，用于电芯散热，电芯的外部围设有电池框架300。电池冷却装置包括分流盒100和冷却板200；其中，分流盒100设于电池框架300的侧壁；分流盒100的内部具有相互独立的第一导流腔110和第二导流腔120；分流盒100设有与第一导流腔110连通的第一接头130，以及与第二导流腔120连通的第二接头140；冷却介质适于自第一接头130流入第一导流腔110，自第二接头140流出第二导流腔120。冷却板200具有两个，两个冷却板200分别盖设于电池框架300的上下两侧；冷却板200的内部具有介质通道210，冷却板200开设有分别与介质通道210连通的流入口和流出口；两个冷却板200的流入口分别与第一导流腔110的上下两端连通，两个冷却板200的流出口分别与第二导流腔120的上下两端连通。

具体地，本申请提供的电池冷却装置通过在电池框架300两侧盖设冷却板200，并通过分流盒100同时为两块冷却板200导入冷却介质，布置合理，占用空间小，增强电芯散热效果，且保证了电池包的结构强度。

更具体地，电池框架300内部通过分隔板限位有多个均与电池保护板电连接的电芯，分流盒100设于电池框架300的一侧，两块冷却板200盖设于电池框架300厚度方向的两面，从而能够覆盖所有电芯，保证结构强度，两块冷却板200同时对电芯两侧面进行换热，提高电池散热效率。

进一步地，第一接头130和第二接头140分别与冷却介质存储设备连接，冷却介质通过液体泵驱动，先自第一接头130流入第一导流腔110，然后自两个流入口分别流入两块冷却板200，再沿介质通道210流至流出口，接着分别自两块冷却板200的流出口汇集至第二导流腔120，最后自第二接头140回流至冷却介质存储设备。

需要说明的是，冷却介质为液体，包括但不限于水；介质通道210需尽量铺满冷却板200，冷却介质流至介质通道210时，吸收电芯散发的热量，冷却介质返回冷却介质存储设备时，释放热量，从而完成系统换热。

在一些实施例中，参照图2和图3，冷却板200在流入口的位置设有第一插头220，冷却板200在流出口的位置设有第二插头230；第一导流腔110沿分流盒100的高度方向贯通分流盒100，并在分流盒100的上下两侧形成两个第一插接孔170，两个冷却板200的第一插头220分别对应插设于两个第一插接孔170；第二导流腔120沿分流盒100的高度方向贯通分流盒100，并在分流盒100的上下两侧形成两个第二插接孔180，两个冷却板200的第二插头230分别对应插设于两个第二插接孔180。

具体地，本方案为流入口和流出口与两个导流腔的具体连通方式，冷却板200通过在流入口和流出口分别设置插头，两个导流腔分别贯穿分流盒100形成两个插接孔，插头与插接孔一一对应插接，结构紧凑，连接稳固。

进一步地，本方案既能够满足冷却板200与分流盒100连通的要求，而且实现了二者连接的目的，无需占用额外空间，结构合理巧妙。

需要说明的是，本申请也可通过连接管连通导流腔与流入口及流出口，也能实现冷却板200与分流盒100连通的目的，以上内容也属于本发明的保护范围之内；但是，额外增设连接管与本方案的插头相比，需要占用额外空间，不够紧凑，而且连接不够稳固。

在一些实施例中，参照图2和图3，第一插头220和第二插头230分别至少套设有两个密封环240，第一插头220和第二插头230分别通过密封环240过盈配合于第一插接孔170和第二插接孔180。

具体地，本方案中两个插头分别至少套设两个密封环240，密封环240与插接孔过盈配合，增加密封性，避免冷却介质泄漏，而且使得插头与插接孔连接更加牢固。

需要说明的是，插头不套设密封环240，而是直接与插接孔过盈配合；或者，插头只套设一个密封环240，同样属于本申请的保护范围之内。

另外，在一些实施例中，两个冷却板200介质通道210内的冷却介质流量不同。

具体地，本方案中两个冷却板200介质通道210内的冷却介质流量不同，通过对两块冷却板200内冷却介质的流量分配，实现两块冷却板200不同的散热效率，节省散热能耗。

特别地，电芯与电池框架300组成的电池模组在实际应用时，两侧面接触或者面向的具体机构不同，可能需要不同的散热效率，本方案使得两块冷却板200的换热组合更加具有调控性。

需要说明的是，本申请也可以将两块冷却板200中设置相同流量的冷却介质，同样能够实现提高散热的目的，也属于本申请的保护范围之内。

在一些实施例中，两个冷却板200的流入口直径不相等；和/或，两个冷却板200的流出口直径不相等。

具体地，本方案为实现两个冷却板200介质通道210内的冷却介质流量不同的一种具体结构设计，结构简单，实用性强。

需要说明的是，在流出口直径相等的情况下，流入口直径越大，介质通道210的流量越大；同理，在流入口直径相等的情况下，流出口直径越大，介质通道210的流量越大。

进一步地，在流入口直径减小到一定尺寸后，由于工艺限制，不适于继续减小，可以通过减小流出口直径，来进一步降低冷却介质在介质通道210内的流量；同理，在流入口增大到一定尺寸后，由于工艺限制，不适于继续增大，可以通过增大流出口直径，来进一步增加冷却介质在介质通道210内的流量。

特别地，本方案无需更改介质通道210的直径，仅需更改流入口及流出口的直径即可实现分配冷却介质流量的目的，改变较小，制造方便，利于冷却板200批量生产。

在一些实施例中，参照图3，第一接头130与第一导流腔110的中部连通，第一导流腔110的两端分别与两个冷却板200的流入口连通；第一导流腔110位于第一接头130两侧的部分直径不相等。

在一些实施例中，第二接头140与第二导流腔120的中部连通，第二导流腔120的两端分别与两个冷却板200的流出口连通；第二导流腔120位于第二接头140两侧的部分直径不相等。

具体地，本方案为实现两个冷却板200介质通道210内的冷却介质流量不同的另一种具体结构设计，结构简单，实用性强。

另外，参照上一方案，导流腔与冷却板200连通部分的直径越大，介质通道210内冷却介质的流量越大。

特别地，以上的“和/或”表示“和/或”前的结构与“和/或”后的结构择一或者同时设置。

在一些实施例中，参照图4和图5，分流盒100两端分别设有插接件150，插接件150与电池框架300的侧壁槽孔310插接。

具体地，本方案为分流盒100与电池框架300的具体连接结构，结构合理，连接牢固。

更具体地，电池框架300在一侧开设缺口，分流盒100设于缺口处，分流盒100两端通过插接件150与电池框架300的断面插接。

需要说明的是，电池框架300本身即为具有侧壁槽孔310，分流盒100两端设置与电池框架300的侧壁槽孔310相适配的插接件150即可，利用现有结构，降低制造成本。

进一步地，分流盒100通过机械加工或者压铸工艺制成，插接件150包括多个焊接于分流盒100端部的金属杆，金属杆与电池框架300的侧壁槽孔310插接后，分流盒100也可与电池框架300进行焊接，进一步增加连接的牢固性。

在一些实施例中，参照图6，分流盒100设有沿电池框架300的厚度方向贯穿分流盒100的安装槽160，安装槽160与第一导流腔110以及第二导流腔120相互避让；安装槽160穿设有与电芯电连接的充电插件400，充电插件400用于快充电芯。

具体地，本方案中分流盒100设有贯穿其的安装槽160，安装槽160穿设有与电芯电连接的充电插件400，解决了电气高压走线的问题。

更具体地，本方案既保证了双层冷却板200提高散热效果的目的，而且为高压电气走线提供了安装槽160，结构紧凑，占用空间小，并且不必破坏电池包两侧面的结构强度；另外，本方案避免了电气走线与冷却走水互相干扰，漏水漏电的风险。

在一些实施例中，参照图1，介质通道210以循环迂回的方式铺设于冷却板200。

具体地，本方案为介质通道210的具体设置方式，介质通道210以折返循环延伸的方式铺设于冷却板200，结构简单，铺设范围大，换热效果好。

更具体地，介质通道210尽量铺满冷却板200的中心板面，流入口和流出口位于冷却板200的同侧，两块冷却板200的边沿通过紧固件锁紧于电池框架300。

如图1所示，本申请的实施例具体通过以下技术方案实现：

本申请提供了一种电池冷却装置，用于电芯散热，电芯的外部围设有电池框架300。电池冷却装置包括分流盒100和冷却板200；其中，分流盒100固设于电池框架300；分流盒100的内部具有相互独立的第一导流腔110和第二导流腔120；分流盒100设有与第一导流腔110连通的第一接头130，以及与第二导流腔120连通的第二接头140；冷却介质适于自第一接头130流入第一导流腔110，自第二接头140流出第二导流腔120。冷却板200具有两个，两个冷却板200分别盖设于电池框架300的两侧面；冷却板200的内部具有介质通道210，冷却板200开设有分别与介质通道210连通的流入口和流出口；两个冷却板200的流入口分别与第一导流腔110连通，两个冷却板200的流出口分别与第二导流腔120连通。

具体地，本申请提供的电池冷却装置通过在电池框架300两侧盖设冷却板200，并通过分流盒100同时为两块冷却板200导入冷却介质，布置合理，占用空间小，增强电芯散热效果，且保证了电池包的结构强度。

本申请实施例提供的电池冷却装置的工作过程为：

电池框架300内部通过分隔板限位有多个均与电池保护板电连接的电芯，分流盒100设于电池框架300的一侧，两块冷却板200盖设于电池框架300厚度方向的两面，从而能够覆盖所有电芯，保证结构强度，两块冷却板200同时对电芯两侧面进行换热，提高电池散热效率。首先，第一接头130和第二接头140分别与冷却介质存储设备连接，冷却介质通过液体泵驱动，先自第一接头130流入第一导流腔110，然后自两个流入口分别流入两块冷却板200，再沿介质通道210流至流出口，接着分别自两块冷却板200的流出口汇集至第二导流腔120，最后自第二接头140回流至冷却介质存储设备。冷却介质为液体，包括但不限于水；介质通道210需尽量铺满冷却板200，冷却介质流至介质通道210时，吸收电芯散发的热量，冷却介质返回冷却介质存储设备时，释放热量，从而完成系统换热。

第二方面，本申请提供了一种电池包，电池包包括电芯、电池框架300，以及第一方面中的电池冷却装置，电芯设于电池框架300的内部，电池冷却装置设于电池框架300的外部。

在本实施例中，第二方面的电池包具有与本申请第一方面的电池冷却装置一致的技术效果，在此不进行赘述。

本申请的实施例只是阐述了电池包中与本申请的改进点有关的结构，并不代表本申请的电池包不具备其他的结构，例如，电池包还具有电池管理系统、电池保护板等等，其他结构在此不再一一阐述。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电池冷却装置，用于电芯散热，所述电芯的外部围设有电池框架，其特征在于，所述电池冷却装置包括：

分流盒，所述分流盒设于所述电池框架的侧壁，所述分流盒的内部具有相互独立的第一导流腔和第二导流腔；所述分流盒设有与所述第一导流腔连通的第一接头，以及与所述第二导流腔连通的第二接头；冷却介质适于自所述第一接头流入所述第一导流腔，自所述第二接头流出所述第二导流腔；

冷却板，所述冷却板具有两个，两个所述冷却板分别盖设于所述电池框架的上下两侧；所述冷却板的内部具有介质通道，所述冷却板开设有分别与介质通道连通的流入口和流出口；两个所述冷却板的两个流入口分别与所述第一导流腔的上下两端连通，两个所述冷却板的两个流出口分别与所述第二导流腔的上下两端连通。

2.根据权利要求1所述的电池冷却装置，其特征在于，所述冷却板在所述流入口的位置设有第一插头，所述冷却板在所述流出口的位置设有第二插头；

所述第一导流腔沿所述分流盒的高度方向贯通所述分流盒，并在所述分流盒的上下两侧形成两个第一插接孔，两个所述冷却板的两个第一插头分别对应插设于两个所述第一插接孔；

所述第二导流腔沿所述分流盒的高度方向贯通所述分流盒，并在所述分流盒的上下两侧形成两个第二插接孔，两个所述冷却板的两个第二插头分别对应插设于两个所述第二插接孔。

3.根据权利要求2所述的电池冷却装置，其特征在于，所述第一插头和所述第二插头均至少套设有两个密封环，所述第一插头和所述第二插头分别通过所述密封环过盈配合于所述第一插接孔和所述第二插接孔。

4.根据权利要求1所述的电池冷却装置，其特征在于，两个所述冷却板的流入口直径不相等；

和/或，两个所述冷却板的流出口直径不相等。

5.根据权利要求1所述的电池冷却装置，其特征在于，所述第一接头与所述第一导流腔的中部连通，所述第一导流腔的两端分别与两个所述冷却板的流入口连通；

所述第一导流腔位于所述第一接头两侧的部分直径不相等。

6.根据权利要求1所述的电池冷却装置，其特征在于，所述第二接头与所述第二导流腔的中部连通，所述第二导流腔的两端分别与两个所述冷却板的流出口连通；

所述第二导流腔位于所述第二接头两侧的部分直径不相等。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电池冷却装置，其特征在于，所述分流盒与所述电池框架对接的两端均设有插接件，所述插接件与所述电池框架的侧壁槽孔插接。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的电池冷却装置，其特征在于，所述分流盒设有沿所述电池框架的厚度方向贯穿所述分流盒的安装槽，所述安装槽与所述第一导流腔以及所述第二导流腔相互避让；

所述安装槽穿设有与所述电芯电连接的充电插件，所述充电插件用于快充所述电芯。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的电池冷却装置，其特征在于，所述介质通道以循环迂回的方式铺设于所述冷却板。

10.一种电池包，其特征在于，所述电池包包括电芯、电池框架，以及权利要求1至9中任一项所述的电池冷却装置，所述电芯设于所述电池框架的内部，所述电池冷却装置设于所述电池框架。