CN109216827A - 散热装置、电池模组组件、电池包和车辆 - Google Patents

散热装置、电池模组组件、电池包和车辆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种散热装置、电池模组组件、电池包和车辆，所述散热装置适于为电池模组散热，所述散热装置包括：液冷件；至少一个热管，所述热管的一端与所述液冷件相连，所述热管与电池模组导热连接，所述电池模组与所述液冷件之间的热量通过所述热管传递。根据本发明实施例的散热装置，通过液冷件与至少一个热管的结合，减少液冷件的使用，使得重量轻，漏液短路风险低，冷却效果好。

Description

散热装置、电池模组组件、电池包和车辆
技术领域
本发明涉及电池领域，尤其是涉及一种散热装置、具有该散热装置的电池模组组件、具有该电池模组组件的电池包和具有该电池包的车辆。
背景技术
电池材料可以采用三元材料，该电池材料比能量高，且用于大功率的动力电池时，电池温升大。相关技术中，在电池模组中加入液冷板或液冷管道，使用液冷板或液冷管直接与电池接触，使电池降温。这种直接液冷的方案虽可有效降低电池温度，但液冷***较为复杂，接头、零部件较多，不仅增加电池模组及电池包体的设计与工艺难度，另外由于大量使用液冷管，增加了液冷管在使用过程中漏液从而导致电池短路的风险，存在改进空间。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明需要提供一种重量轻、安全性高的散热装置。
本发明还提供一种具有上述散热装置的电池模组组件。
本发明还提供一种具有上述电池模组组件的电池包。
本发明还提供一种具有上述电池包的车辆。
根据本发明第一方面实施例的散热装置，适于为电池模组散热，且所述散热装置包括：液冷件；至少一个热管，所述热管的一端与所述液冷件相连，所述热管与电池模组导热连接，所述电池模组与所述液冷件之间的热量通过所述热管传递。
根据本发明实施例的散热装置，通过液冷件与热管结合的形式，减少液冷件的使用，由于热管的重量远低于添加有液体工质的液冷件的重量，因此减少液冷件的使用，可以降低散热装置的重量，同时，由于减少使用液冷件，也减少了漏液短路的风险，由于热管的热量传递更为迅速，冷却效果好且可有效保证多个电池的温度均匀性。
根据本发明第二方面实施例的电池模组组件，包括：电池模组；散热装置，所述散热装置为第一方面所述的散热装置。
根据本发明实施例的电池模组组件，通过设置上述散热装置，重量轻且能量密度高、安全性高、冷却效果好。
根据本发明第三方面实施例的电池包，包括至少一个电池模组组件，所述电池模组组件为第二方面所述的电池模组组件，从而具有重量轻且能量密度高、安全性高、冷却效果好等优点。
根据本发明第四方面实施例的车辆，包括第三方面所述的电池包，从而具有重量轻、安全性高、电池包的冷却效果好等优点。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明的电池包的结构示意图；
图2是根据本发明的散热装置的结构示意图。
附图标记说明：
电池包10000、
电池模组组件1000、
电池包液冷件2000、进水口2001、出水口2002、
散热装置100、
液冷件1、主管11、进水管12、出水管13、
热管2、第一板21、第二板22、
电池模组200。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖向”、“横向”、“纵向”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
电池模组200可以作为电动车辆或混合动力车辆的动力来源，电池模组200的性能、安全性的优劣在电动车辆或混合动力车辆的整车性能中起到了举足轻重的作用。电池模组200的散热性能，是保证其安全性的重要手段，其中，散热装置100用于为电池模组200散热。
下面参照图1-图2描述根据本发明实施例的电池模组组件1000，如图1所示，电池模组组件1000包括电池模组200和散热装置100。
首先参照图1-图2描述根据本发明实施例的散热装置100。如图1和图2所示，根据本发明的散热装置100包括液冷件1和至少一个热管2。
液冷件1通过液体工质在液冷件1中的流动与电池模组200进行热量交换，而液体工质可以通过外部的冷却装置(图未示出)降温，还可以通过外部的加热装置(图未示出)升温。
热管2是导热性较高的传热元件，其热量通过饱和蒸汽传递，故热管2一般近乎等温，同时热管2是利用位于热管2的管壳内的工质的相变进行热量传递，因此热管2比金属的传热能力大很多。
如图2所示，热管2的一端与液冷件1相连，即在热管2的延伸方向上，热管2的一端与液冷件1相连，液冷件1设在热管2的一端。
热管2与电池模组200导热连接，即热管2与电池模组200之间可以实现热量传递，电池模组200与液冷件1之间的热量通过热管2传递。
当电池模组200过热时，散热装置100工作，电池模组200的热量通过热管2传递给液冷件1，然后冷却装置冷却液冷件1中的液体工质，最终实现电池模组200的降温。
当电池模组200过冷时，散热装置100工作，加热装置加热液冷件1中的液体工质，液冷件1的热量通过热管2传递给电池模组200，最终实现电池模组200的升温。
根据本发明实施例的散热装置100，通过液冷件1与热管2结合的形式，减少液冷件1的使用，由于热管2的重量远低于添加有液体工质的液冷件1的重量，因此减少液冷件1的使用，可以降低散热装置100的重量，提升电池模组组件1000的能量密度，同时，由于减少使用液冷件1，也减少了漏液短路的风险，由于热管2的热量传递更为迅速，冷却效果好，且可有效保证多个电池的温度均匀性。
简言之，根据本发明实施例的散热装置100，重量轻、安全性高且冷却效果好。
根据本发明实施例的电池模组组件1000，通过设置上述散热装置100，重量轻且能量密度高、安全性高、冷却效果好。
下面参照图1-图2详细描述散热装置100的一些具体的实施例。如图1和图2所示，散热装置100包括液冷件1和至少一个热管2。
在本发明的一些实施例中，每个热管2均为板状，通过液冷件1与热管2结合的形式，具有重量轻、漏液短路风险小的优点的同时，板状的热管2结构保证了热管2与电池模组200中的电池的接触面积，更有效地保证多个电池的温度均匀性。
在本发明的一些实施例中，热管2设在电池模组200的底部，即热管2适于平铺设置在整个电池模组200的底部，而非电池模组200中的多个电池的相邻电池之间，这样的布置方式，热管2布置方便，无需层叠设置，可以有效减少热管2的使用量，且可以减少其他零部件(例如连接部件)的使用数量。
进一步地，热管2设在电池模组200的底部，且热管2为板状时，热管2布置方便、热管2使用量少，且热管2与电池之间的接触面增大，从而电池模组组件1000的结构简单，且
可以理解的是，电池模组200的底部，即电池模组200的下部，其中上下方向图1和图2中的上下方向所示。
在本发明的一些实施例中，如图1所示，每个电池模组200对应一个热管2，即电池模组200的底部设有一个热管2，其中热管2可以设置在电池模组200的底部的中部；当然电池模组200与热管2的布置方式不限于此，在另一些实施例中，每个电池模组200也可对应多个热管2，多个热管2可以均匀设置在电池模组200的底部。
在本发明的一些实施例中，热管2的延伸方向与液冷件1的延伸方向不平行，可选地，如图2所示，热管2的延伸方向与液冷件1的延伸方向垂直，由此热管2与液冷件1的布置方式简单，布置难度低。
如图2所示，每个热管2均括第一板21和第二板22。第一板21与电池模组200导热连接，在图1所示的具体的实施例中，第一板21设在电池模组200的底面。第二板22与第一板21相连，第二板22与液冷件1相连，即热管2的一端通过第二板22与液冷件1相连。由此热管2的结构简单、制造容易。
可选地，第二板22与液冷件1焊接相连，由此连接牢固。
可选地，第二板22与液冷件1粘接相连，由此连接工艺简单，操作方便。
可选地，第二板22与液冷件1相连的部分面面接触，由此热管2与液冷件1的接触面积大，从而热管2与液冷件1之间的热传递效率更高。
进一步地，如图2所示，第二板22与液冷件1的接触部分的长度为L1，第一板21与电池模组200的底面的接触部分的长度为L2，其中，L1＜L2。由此，增大了热管2与电池模组200的底面的接触面积，电池模组200与液冷件1之间的热量传递效率更高，及时保证电池模组200中的多个电池的温度的一致性。
可选地，如图1和图2所示，第一板21与第二板22垂直，由此热管2呈“L”型。由此热管2的结构简单、制造容易。
如图1所示，第一板21设在电池模组200的底面上且与第一板21设在电池模组200的底面接触，第二板22设在电池模组200的侧面。可选地，第二板22与电池模组200的侧面可以间隔开。
可选地，热管2的管壳为铝壳，采用铝壳替代铜壳，便于板状的热管2的成型。
可选地，如图1和图2所示，液冷件1为管状件。可选地，管状件为方管、圆管或扁管。液冷件1采用管状件，结构简单、成型容易、轻便且利于排布。
如图1和图2所示，液冷件1为方管件，方管的一个面与第二板22相连，连接牢固，且贴合紧密。
可选地，液冷件1的两端分别设有进水口2001和出水口2002，可以理解的是，进水口2001为液体工质进入液冷件1的端口，出水口2002为液冷工质流出液冷件1的端口。
进一步地，如图1和图2所示，进水口2001和出水口2002均设在液冷件1的背离热管2的一侧，这样方便液冷件1与外部管路的连接，降低电池模组组件1000的结构复杂程度。
更进一步地，如图1和图2所示，液冷件1包括主管11、进水管12和出水管13，其中进水管12和出水管13分别垂直连接在主管11的两端，主管11与热管2的一端相连，进水管12的一端形成进水口2001，出水管13的一端形成出水口2002。
在一些实施例中，散热装置100包括液冷件1和多个热管2，即一个电池模组200可以对应多个热管2。其中，多个热管2沿液冷件1的延伸方向间隔设置。这样的散热装置100，散热效果好，且液冷件1和多个热管2，排布方式简单，进一步简化散热装置100的结构，便于散热装置100在电池模组组件1000中的排布。
在本发明一些实施例中，电池模组组件1000通过将散热装置100的热管2设在电池模组200的底部，可以简化电池模组组件1000的结构，使电池模组组件1000的零部件减少，节约成本，且热管2的布置更加方便。
在一些实施例中，电池模组200的底部设有热管容纳空间，热管2的至少部分容纳在热管容纳空间内，由此热管2与电池模组200的接触更紧密，且热管容纳空间对热管2进行定位，使得热管2不易晃动，使得电池模组组件1000和电池包10000的结构更稳定，可靠性高。
进一步地，电池模组200的多个电池中，电池垂直放置热管2上，即热管2的延伸方向与电池的高度方向垂直，电池的底部与热管2导热连接，即电池与热管2之间可以实现热量传递，由此每个电池都与热管2导热连接，整个电池模组200与热管2的传热效率更高，更均匀。
下面简单描述一下根据本发明实施例的电池包10000。如图1所示，电池包10000包括至少一个电池模组组件1000。
根据本发明实施例的电池包10000，通过设置上述实施例中的电池模组组件1000，从而具有重量轻且能量密度高、安全性高、冷却效果好等优点。
在一些实施例中，电池包10000包括多个电池模组组件1000，其中电池模组组件1000的散热装置100包括液冷件1和沿液冷件1的延伸方向间隔设置的多个热管2，每个热管2上配合设置有至少一个电池模组200。也就是说，至少一个电池模组200与液冷件1之间的热量，可以通过与该至少一个电池模组200对应的一个热管2传递。
如图1所示的一个具体的实施例中，电池包10000包括液冷件1和沿液冷件1的延伸方向间隔设置的多个热管2，每个热管2上配合设置有一个电池模组200。
这样的设置方式，使得电池包10000的结构紧凑，热管2的利用率高。
在一些实施例中，电池包10000包括多个电池模组组件1000，由于每个电池模组组件1000中均包括电池模组200，因此电池包10000包括多个电池模组200，多个电池模组200中的一部分并排设置，一部分并排设置的电池模组200对应的多个散热装置100中的液冷件1一体形成为电池包液冷件2000。由此，电池包10000的多个散热装置100可以集成设置，结构简单、布置容易，且电池包液冷件2000结构简单、制造容易。
在该实施例中，电池包液冷件2000的两端分别设有进水口2001和出水口2002，也就是说，不用每个散热装置100的液冷件1均设置进水口2001和出水口2002，进一步简化了电池包10000的结构。
下面简单描述一下根据本发明的车辆，根据本发明的车辆包括上述实施例的电池包10000，从而具有重量轻、安全性高、电池包10000的冷却效果好等优点。
可选地，车辆为电动车辆或者混合动力车辆。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (20)

1.一种散热装置，其特征在于，所述散热装置适于为电池模组散热，所述散热装置包括：
液冷件；
至少一个热管，所述热管的一端与所述液冷件相连，所述热管与电池模组导热连接，所述电池模组与所述液冷件之间的热量通过所述热管传递。
2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述热管设在所述电池模组的底部。
3.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，每个所述热管均为板状。
4.根据权利要求3所述的散热装置，其特征在于，每个所述热管均包括第一板和第二板，所述第二板与所述第一板相连，所述第一板与电池模组导热连接，所述第二板与所述液冷件相连。
5.根据权利要求4所述的散热装置，其特征在于，所述第一板设在所述电池模组的底面。
6.根据权利要求4所述的散热装置，其特征在于，所述第二板与所述第一板垂直。
7.根据权利要求4所述的散热装置，其特征在于，所述第二板与所述液冷件焊接或粘接相连。
8.根据权利要求4所述的散热装置，其特征在于，所述第二板与所述液冷件相连的部分面面接触。
9.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述热管的延伸方向与所述液冷件的延伸方向不平行。
10.根据权利要求9所述的散热装置，其特征在于，所述热管的延伸方向与所述液冷件的延伸方向垂直。
11.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述热管为多个，多个所述热管沿所述液冷件的延伸方向间隔设置。
12.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述液冷件为管状件。
13.根据权利要求12所述的散热装置，其特征在于，所述管状件为方管、圆管或扁管。
14.根据权利要求12所述的散热装置，其特征在于，所述液冷件的两端分别设有进水口和出水口。
15.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述热管的管壳为铝壳。
16.一种电池模组组件，其特征在于，包括：
电池模组；
散热装置，所述散热装置用于为所述电池模组散热，所述散热装置为根据权利要求1-15中任一项所述的散热装置。
17.根据权利要求16所述的电池模组组件，其特征在于，所述散热装置的所述热管设在所述电池模组的底部。
18.一种电池包，其特征在于，包括至少一个电池模组组件，所述电池模组组件为根据权利要求16或17所述的电池模组组件。
19.根据权利要求18所述的电池包，其特征在于，所述电池模组组件为多个，所述散热装置包括液冷件和沿所述液冷件延伸方向间隔设置的多个热管，每个所述热管上配合设置有至少一个所述电池模组。
20.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求18或19所述的电池包。
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