CN103427136A - 电池模块冷却装置 - Google Patents

Abstract

根据本发明的电池模块冷却装置，包括：调压箱（10），所述调压箱，其结构包括：低温室（11），将低温冷却流体流向电池模块（1）；高温室（12），使流过电池模块（1）来进行热交换作用而升温的高温冷却流体重新流入；隔膜（13），相互分离所述低温室（11）与所述高温室（12）；低温室引导部（14），使流入到低温室（11）的低温冷却流体的流动阻力沿流动方向逐渐减小；高温室引导部（15），使流入到高温室（12）的高温冷却流体的流动阻力沿流动方向逐渐增加，由此可以从引擎室去除调压箱（10），特别是可以将以往连接至电池模块（1）的冷却液线的长度缩短到几乎不存在，从而可以解除所有因直径狭窄的冷却液线导致的不利影响。

Description

电池模块冷却装置

技术领域

本发明涉及电池模块冷却装置，特别是涉及可以解决所有因在引擎室具有的调压箱与电池模块构成为一体而导致冷却流体通过直径狭小的冷却液通路流动时所发生的所有不利影响的电池模块冷却装置。

背景技术

通常，利用引擎与电机为动力的混合动力车辆与仅以电机驱动的电动车辆需要高的电压与电流，因此会使用邻接多个单元并叠层的电池模块。

通常，电池模块会通过利用空气的空冷式冷却装置或利用冷却液的水冷式冷却装置来维持适当温度。

水冷式冷却装置具备有与闭回路构成循环通路与冷却液泵及制冷剂热交换器，特别是还具备有调压箱，来应对如冷却液膨胀的变动。

调压箱会设置于引擎室内，与此相反，电池模块与与引擎室相隔一定距离地设置于车体下部，因此冷却液循环通路会在车体下部具有排列很长的布局，从而从引擎室的调压箱连接至电池模块。

发明内容

（要解决的技术问题）

如上所述，当调压箱位于引擎室内，电池模块位于车体下部导致与引擎室相距较远时，只能会导致调压箱的性能低下，特别是会导致连接调压箱与电池模块的泠却液循环通路的的布局变长。

特别是，会在电池组的周边空间集中设置有制冷剂热交换器与调压箱，由此虽然可以缩短冷却液通路的管道线长度，但是相反地，在管道线从制冷剂从热交换器出来连接至电池组后，经过调压箱再连接至制冷剂热交换器，因此会导致依旧存在有因流动于管道线的冷却液流量而导致的不利现象。

作为一例，管道线从制冷剂热交换器连接至电池组，由此存在有流动于管道的冷却液很难以相同的量投入到电池模块的问题。

此外，从制冷剂热交换机流出的高压的流体或大量的流体会急剧地流入到直径狭窄的管道线中，由此存在有发生水锤现象与噪音的问题。

本发明是为了解决如上所述的问题而创出，其目的在于提供电池模块冷却装置，可以将调压箱一同安装至电池模块中，由此可以从引擎室中去除调压箱，并通过并行的弯头管接头部件连接调压箱与电池模块，从而将冷却液线的长度缩短到几乎不存在，由此解决所有因冷却液线狭窄的直径导致的不利影响。

（解决问题的手段）

为了解决如上所述目的的本发明的电池模块冷却装置，其特征在于，包括：

电池模块；

调压箱，将流入的低温冷却流体向所述电池模块排出，并且使通过所述电池模块进行热交换作用而升温的高温冷却流体重新流入后排出；

安装板，将所述调压箱结合于电池模块；

入口弯头管接头部件，连接所述调压箱的一头与所述电池模块的一头，从而使所述低温冷却流体流向所述电池模块；及

出口弯头管接头部件，连接所述调压箱的另一头与所述电池模块的另一头，从而使所述高温冷却流体流向所述调压箱。

所述电池模块为多个电池单元的叠层结构，并在电池单元与邻接叠层的另一电池单元之间具备可使所述低温冷却流体流入并流出的流体通路。

所述调压箱，其结构包括：低温室，储存所述低温冷却流体；高温室，所述高温冷却流体重新流入；隔膜，将所述低温室与所述高温室相互隔开；低温室引导部，使流入到所述低温室的所述低温冷却流体的流动阻力沿流动的进行方向逐渐减小；及高温室引导部，使流入到所述高温室的所述高温冷却流体的流动阻力沿流动的进行方向逐渐增加。

所述低温室引导部与所述高温室引导部为导向销形状，所述导向销通过排列多个来构成集合体。

所述导向销的集合体所具有的排列形状形成为集中排列的区间与断断续续排列的区间。

所述导向销的集合体所具有的排列形状构成三角形状。

当所述低温室中形成所述三角形状时，阻碍所述低温流体的流动的阻力会逐渐减小来使所述低温冷却流体在流入到所述低温室后扩散至内部空间；当所述高温室中形成所述三角形状时，阻碍所述高温流体的流动的阻力会逐渐增加来使所述高温冷却流体在流入到所述高温室后扩散至内部空间。

所述调压箱具备有：入口喷嘴，作为所述低温冷却流体流入到所述调压箱的流入通路；出口喷嘴，作为所述高温冷却流体从所述调压箱排出的排出通路。

所述安装板由第一安装板与第二安装板构成，从而分别固定所述调压箱的两侧部位并紧固于所述电池模块。

所述入口弯头管接头部件与低温模块管道连接，所述低温模块管道联通于流入所述低温冷却流体的所述调压箱的内部空间；所述出口弯头管接头部件与高温模块管道连接，所述高温模块管道联通于流入所述高温冷却流体的所述调压箱的又另一内部空间。

所述入口弯头管接头部件与所述出口弯头管接头部件上分别形成有连接端，来分别与所述低温模块管道与所述高温模块管道连接，所述连接端形成于形成通路的中空管道，所述中空管道上形成有多个向一侧面开孔的开口孔。

所述开口孔的数量与流体流动通路的数量一致，所述流体流动通路形成于构成所述电池模块的叠层的多个电池单元中的一个电池单元与邻接于其的叠层的另一电池单元之间。

所述低温模块管道与所述高温模块管道构成为至少一个以上。

（发明的效果）

根据如上所述的本发明，将以往安置于引擎室的调压箱与电池模块一同进行安置，从而确保了以往调压箱所占据的空间，由此可以提高引擎室布局的自由度，特别是可以并行的弯头管接头部件连接调压箱与电池模块，从而具有可以去除以往用于连接调压箱与电池模块的冷却液线的效果。

此外，本发明通过并行的弯头管接头部件替代了以往用于连接调压箱与电池模块的冷却液线，从而具有完全解决了高压的流体或大量的流体急剧地流入到直径狭窄的冷却液线中时所发生的水锤现象与噪音的效果。

此外，本发明通过并行的弯头管接头部件连接调压箱与电池模块，从而可以提高组装作业的便利性，特别是不同于冷却液线，还会具有提升结构性强度的效果。

此外，本发明通过解决所有以往因通过冷却液线连接调压箱与电池模块而导致的不利影响，从而可以大大地提高调压箱与电池模块的冷却液循环性能，并且因为去除了以往连接调压箱与电池模块的很长的冷却液线，从而可以减轻整体重量的同时特别是还会具有可以均衡供给至各个电池模块的冷却液的供给流量的效果。

附图说明

图1是表示根据本发明的电池模块冷却装置的结构图。

图2是表示根据本发明的电池模块冷却装置的单品的结构图。

图3是表示根据本发明的电池模块冷却装置的运行状态的图。

（附图标记说明）

1：电池模块               1a、…、1n：电池单元

10：调压箱                11：低温室

12：高温室                13：隔膜

14：低温室引导部          15：高温室引导部

16：低温模块管道          17：高温模块管道

20：入口喷嘴              30：出口喷嘴

40、50：第一、第二安装板  60：入口弯头管接头部件

70：出口弯头管接头部件    81：中空管道

82a、…82n：开口孔        83：连接端

具体实施方式

下面，将参照附图对本发明的实施例进行详细地说明，但这些实施例仅仅为例示性，本发明所属技术领域的普通技术人员可以实施为多种相异的形态，因此本发明并不限定于此处说明的实施例。

图1是表示根据本发明的实施例的电池模块冷却装置的结构图。

如图所示，电池模块冷却装置，其结构包括：电池模块1；调压箱10，收容流出到电池模块1的低温冷却流体，并收容从电池模块1流入的高温冷却流体；安装板，将调压箱10结合于电池模块1；入口弯头管接头部件60，将从调压箱10流出的低温冷却流体并移送至电池模块1；以及出口弯头管接头部件70，积攒从电池模块1流出的高温冷却流体并移送至调压箱10。

所述电池模块1构成为多个电池单元1a、…、1n叠层的结构，电池单元1a与电池单元1b之间具备有流体流动通路，从而使流入的冷却流体重新流出。

所述电池单元模块1是以20度至40度作为适当温度的锂电池型，目标（Target）冷却温度范围设定为35度至45度。

所述调压箱10的长度形成为等于或稍大于由多个电池单元1a、…、1n叠层的电池模块1的长度，所述调压箱10的宽度形成为相对小于由多个电池单元1a、…、1n叠层的电池模块1的宽度。

另一方面，所述调压箱10储存低温冷却流体的空间体积是根据冷却电池模块1所需的低温冷却流量而确定。

此外，所述电池模块冷却装置具备有入口喷嘴20，连接于从外部设备延伸来流动有冷却流体的冷却线；还具备有出口喷嘴30，连接于用于将与电池模块1进行热交换而升温的高温冷却流体重新移送至所述外部设备而延伸的冷却线。

所述入口喷嘴20联通于储存低温冷却流体的调压箱10的空间，所述出口喷嘴30联通于储存高温冷却流体的调压箱10的又另一空间。

以调压箱10作为基准时，所述入口喷嘴20与所述出口喷嘴30形成于相互相反的位置。

通常，所述入口喷嘴20与所述出口喷嘴30的连接部位会通过压入及密封胶涂布来进行密封处理。

另一方面，图2是表示根据本发明的实施例的电池模块冷却装置的单品的结构图。

图2（a）为调压箱10，所述调压箱10，其结构包括：低温室11，用于储存流向电池模块1的低温冷却流体；高温室12，用于储存与电池模块1进行热交换作用而升温的从电池模块1流出的高温冷却流体；隔膜13，相互分离所述低温室11与所述高温室12；引导部，分别形成于所述低温室11与所述高温室12；模块管道，分别连接于所述低温室11与所述高温室12。

通常，所述低温室11与所述高温室12形成为相同大小。

所述引导部是由凸出形成于低温室11底面的低温室引导部14，与凸出形成于高温室12底面的高温室引导部15构成。

所述低温室引导部14与所述高温室引导部15为导向销形状，并通过排列多个来构成集合体。

通常，通过入口喷嘴20流入到低温室11的空间的低温冷却流体渐渐扩散开来，相比于初期入口压力（Pia），其压力会逐渐变小，与此相反，流入到高温室12的高温冷却流体随着逐渐接近出口喷嘴30的连接部会形成逐渐变高的出口压力（Pia）。

如上所述的低温室11与高温室12的压力不均衡会作用为妨碍冷却流体顺畅流动的最大的原因。

根据本发明的实施例，为了解决如上所述的低温室11与高温室12的压力不均衡，所述低温室引导部14的由多个导向销形成的排列形状与所述高温室引导部15的由多个导向销形成的排列形状会构成三角形状。

为此，导向销的数量会在形成较高压的部分进行集中排列，相反，形成较低压的部分进行间隔排列。

如上所述的低温室引导部14的导向销排列形状构成三角形状时，通过入口喷嘴20流入到低温室11的空间的低温冷却流体相比于初期入口压力（Pia），随着逐渐的扩散其压力虽然会逐渐降低但是终其结果会使低温室11的压力变得均衡。

但是，所述低温室引导部14的由多个导向销形成的排列形状与所述高温室引导部15的由多个导向销形成的排列形状会相互相反地构成。

作为一例，以隔膜13作为基准时，所述低温室引导部14的由多个导向销形成的排列形状为三角形状时，所述高温室引导部15的由多个导向销形成的排列形状为倒三角形状。

本发明的实施例中，所述引导部虽然不形成于隔膜13，但是在可以提升冷却流体流动的情况下可以形成于隔膜13。

此外，所述模块管道由在低温室11的侧面与低温室11的内部联通的低温模块管道16，与在高温室12的侧面与高温室12的内部联通的高温模块管道17构成。

所述低温模块管道16与所述高温模块管道17会至少以5个等间距来进行并行排列，各个管道直径大小设计为可以使冷却流体顺畅地从调压箱10流出或流入的大小。

通常，所述低温模块管道16与所述高温模块管道17的连接部位会通过压入及密封胶涂布来进行密封处理。

图2（b）是表示将调压箱10结合于电池模块1的安装板的结构的图。

所述安装板，其结构包括：第一安装板40，固定调压箱10的一侧部位并紧固于电池模块1的一侧部位；第二安装板50，固定调压箱10的另一侧部位并紧固于电池模块的1另一侧部位。

为此，所述第一安装板40与所述第二安装板50，其结构包括：支架，形成紧贴于电池模块1的平坦面；上面法兰，从支架弯曲来施加于调压箱10的底面。

所述第一安装板40与所述第二安装板50构成为相同形状。

通常，所述第一安装板40与所述第二安装板50会通过螺钉或螺栓来紧固电池模块1与调压箱10，但是根据需求也可以适用焊接的方式。

图2（c）是表示连接电池模块1与调压箱10的弯头管接头部件的图。

所述弯头管接头部件，其结构包括：入口弯头管接头部件60，与调压箱10的低温模块管道16连接来延伸至电池模块1；出口弯头管接头部件70，与调压箱10的高温模块管道17连接来延伸至电池模块1。

为此，所述入口弯头管接头部件60与所述出口弯头管接头部件70，其结构包括：中空管道81，形成冷却流体流动的通路；多个开口孔82a、…82n，向中空管道81的一侧部位开孔；连接端83，与中空管道81的内部空间联通来构成冷却流体流入或流出中空管道81的通路。

所述中空管道81的长度对应于电池模块1的长度，所述开口孔82a、…82n的数量对应于构成电池模块1的多个电池单元1a、…、1n所具有的叠层间隔数量，所述连接端83对应于具备在调压箱10的模块管道的数量。

通常，所述入口弯头管接头部件60与所述出口弯头管接头部件70会构成为一个，但是根据需求，根据具备于调压箱10的模块管道的数量可以构成为多个。

根据本发明的实施例，入口弯头管接头部件60与出口弯头管接头部件70连接于调压箱10与电池模块1的部位会进行夹钳处理，连接部位为了应对入口弯头管接头部件60与出口弯头管接头部件70被分离的情况，而适用可阻断冷却流体的结构。

另一方面，图3是表示根据本发明的实施例的电池模块冷却装置的运行状态的图。

图3（a）为表示电池模块1与调压箱10之间的冷却流体循环流动的图，当从调压箱10的低温模块管道16流出的低温冷却流体流入到入口弯头管接头部件60时，在所述入口弯头管接头部件60中，会通过开口孔82a、…82n来将低温冷却流体流入到电池模块1。

此时，低温冷却流体会通过由多个构成的各个开口孔82a、…82n流出，通过各个开口孔82a、…82n流出的低温冷却流体会流入到构成电池模块1的2个电池单元1a、1b所具有的冷却流体通路。

因此，低温冷却流体可以流入到构成电池模块1的多个电池单元1a、…、1n分别形成的冷却流体通路。

流入到电池模块1的低温冷却流体会在通过电池模块1的同时与电池模块1进行热交换作用，从而来冷却电池模块1并由低温冷却流体转换为高温冷却流体。

所述高温冷却流体从电池模块流出后，流入到出口弯头管接头部件70，之后会流入到连接于出口弯头管接头部件70的高温模块管道17，流入到高温模块管道17的高温冷却流体会流入到连接有高温模块管道17的调压箱10，从而流入到高温室12。

所述流入到高温室12的高温冷却流体，会聚积在具备于高温室12一侧的出口喷嘴30后，从出口喷嘴30排出。

如上所述，低温冷却流体流入到调压箱10并通过电池模块1转换为高温冷却流体，之后重新流入到调压箱10后从调压箱10排出，从而使冷却流体的循环流动以调压室10为中心进行循环。

图3（b）是表示调压箱10的运行状态，当低温冷却流体通过入口喷嘴20流入到调压箱10的低温室11的内部空间时，低温冷却流体的流动会与低温室引导部14碰撞而扩散至低温室11的内部空间。

如上所述的低温冷却流体的流动，会在流入到低温室11的内部空间的瞬间因集中排列的导向销而受到很大的阻力，但随着逐渐扩散至低温室11的内部空间会因断断续续排列的导向销而几乎不受到阻力。

由此，扩散至低温室11的内部空间的低温冷却流体的压力会均衡地形成在低温室11的整体区间。

因此，本发明的实施例中，虽然低温模块管道16是以沿低温室11的长度方向连接的5个构成，但是从各个低温模块管道16会流出相同流量的低温冷却流体流量。

另一方面，当与电池模块1进行热交换作用而升温的高温冷却流体流入到调压箱10的高温室12的内部空间时，高温冷却流体的流动会与高温室引导部15碰撞而扩散至低温室12的内部空间。

如上所述的高温冷却流体的流动，会在流入到高温室12的内部空间的瞬间因断断续续排列的导向销而而几乎不受到阻力，从而可以快速地扩散至出口喷嘴30侧。

但是，因出口喷嘴30的周围的集中排列有高温室引导部15的导向销，因此随着高温冷却流体集中到出口喷嘴30，会因导向销而受到很大的阻力。

因此，扩散至高温室12的内部空间的高温冷却流体的压力会均衡地形成在高温室12的整体区间。

因此，本发明的实施例中，虽然高温模块管道17是以沿高温室12的长度方向连接的5个构成，但是即使高温冷却流体流量通过各个高温模块管道17同时流入到高温室12的内部空间，也可以通过出口喷嘴30快速顺畅地排出。

如上所述，根据本发明的实施例的电池模块冷却装置包括调压箱10，所述调压箱，其结构包括：低温室11，使低温冷却流体流向电池模块1；高温室12，使流过电池模块1来进行热交换作用而升温的高温冷却流体重新流入；隔膜13，相互分离所述低温室11与所述高温室12；低温室引导部14，使流入到低温室11的低温冷却流体的流动阻力沿流动方向逐渐减小；高温室引导部15，使流入到高温室12的高温冷却流体的流动阻力沿流动方向逐渐增加，由此可以从引擎室去除调压箱10，特别是可以将以往连接至电池模块1的冷却液线的长度缩短到几乎不存在，从而可以解除所有因直径狭窄的冷却液线导致的不利影响。

Claims (13)

1.一种电池模块冷却装置，其特征在于，包括：

电池模块；

调压箱，将流入的低温冷却流体向所述电池模块排出，并且使通过所述电池模块进行热交换作用而升温的高温冷却流体重新流入后排出；

安装板，将所述调压箱结合于电池模块；

入口弯头管接头部件，连接所述调压箱的一头与所述电池模块的一头，从而使所述低温冷却流体流向所述电池模块；及

出口弯头管接头部件，连接所述调压箱的另一头与所述电池模块的另一头，从而使所述高温冷却流体流向所述调压箱。

2.根据权利要求1所述的电池模块冷却装置，其特征在于，

所述电池模块为多个电池单元的叠层结构，并在电池单元与邻接叠层的另一电池单元之间具备可使所述低温冷却流体流入并流出的流体通路。

3.根据权利要求1所述的电池模块冷却装置，其特征在于，所述调压箱，其结构包括：

低温室，储存所述低温冷却流体；高温室，使所述高温冷却流体重新流入；隔膜，将所述低温室与所述高温室相互隔开；低温室引导部，使流入到所述低温室的所述低温冷却流体的流动阻力沿流动的进行方向逐渐减小；及高温室引导部，使流入到所述高温室的所述高温冷却流体的流动阻力沿流动的进行方向逐渐增加。

4.根据权利要求3所述的电池模块冷却装置，其特征在于，

所述低温室引导部与所述高温室引导部为导向销形状，所述导向销通过排列多个来构成集合体。

5.根据权利要求4所述的电池模块冷却装置，其特征在于，

所述导向销的集合体所具有的排列形状形成为集中排列的区间与断断续续排列的区间。

6.根据权利要求4或5所述的电池模块冷却装置，其特征在于，

所述导向销的集合体所具有的排列形状构成三角形状。

7.根据权利要求6所述的电池模块冷却装置，其特征在于，

当所述低温室中形成所述三角形状时，阻碍所述低温流体的流动的阻力会逐渐减小来使所述低温冷却流体在流入到所述低温室后扩散至内部空间；

当所述高温室中形成所述三角形状时，阻碍所述高温流体的流动的阻力会逐渐增加来使所述高温冷却流体在流入到所述高温室后扩散至内部空间。

8.根据权利要求3所述的电池模块冷却装置，其特征在于，

所述调压箱具备有：入口喷嘴，作为所述低温冷却流体流入到所述调压箱的流入通路；出口喷嘴，作为所述高温冷却流体从所述调压箱排出的排出通路。

9.根据权利要求1所述的电池模块冷却装置，其特征在于，

所述安装板由第一安装板与第二安装板构成，从而分别固定所述调压箱的两侧部位并紧固于所述电池模块。

10.根据权利要求1所述的电池模块冷却装置，其特征在于，

所述入口弯头管接头部件与低温模块管道连接，所述低温模块管道联通于流入所述低温冷却流体的所述调压箱的内部空间；所述出口弯头管接头部件与高温模块管道连接，所述高温模块管道联通于流入所述高温冷却流体的所述调压箱的又另一内部空间。

11.根据权利要求10所述的电池模块冷却装置，其特征在于，

所述入口弯头管接头部件与所述出口弯头管接头部件上分别形成有连接端，来分别与所述低温模块管道与所述高温模块管道连接，所述连接端形成于形成通路的中空管道，所述中空管道上形成有多个向一侧面开孔的开口孔。

12.根据权利要求11所述的电池模块冷却装置，其特征在于，

所述开口孔的数量与流体流动通路的数量一致，所述流体流动通路形成于构成所述电池模块的叠层的多个电池单元中的一个电池单元与邻接于其的叠层的另一电池单元之间。

13.根据权利要求10或11所述的电池模块冷却装置，其特征在于，

所述低温模块管道与所述高温模块管道构成为至少一个以上。

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