CN113410542A - 一种双层模组的液冷***及电池包 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种双层模组的液冷***及电池包，包括左模组及右模组，左模组及右模组均包括上层模组及下层模组，上层模组包括两个上层电池模组，下层模组包括两个下层电池模组，两个上层电池模组及两个下层电池模组均沿电池包长度方向排布，左模组及右模组上布置有液冷***，液冷***包括进液管路、出液管路及八个液冷板，四个上层电池模组及四个下层电池模组的外侧面上分别套设一个液冷板，液冷板呈U型状，进液管路分别与八个液冷板的进液口并联，出液管路分别与八个液冷板的出液口并联。本发明液冷***设置在紧凑的双层模组上，省去了液冷***支撑结构，减少电池包重量，在提高电池包整体能量密度的同时，保证双层模组中的每个电池模组冷却散热均衡。

Description

一种双层模组的液冷***及电池包
技术领域
本发明涉及新能源电池技术领域，尤其涉及电池包散热技术领域，特别涉及一种双层模组的液冷***及电池包。
背景技术
动力电池***作为电动车的储能及动力输出装置，是电动车的动力来源，是其续航能力的保障，随着新能源行业的蓬勃发展，面对日益增长的电池模组需求，国家对电池***的能量密度、成组效率等提出了更高需求。受整车的空间结构影响，往往会对电池包的高度有一定的限制，而后部乘客座椅下方会有一个比较高的空间，为保证电动车的续航能力，会在此处进行双层模组的布置。
目前市面上的电池包普遍采用电芯底部液冷，以口琴管及冲压板式的为主流液冷板***，液冷板与电池模组之间采用硅胶垫导热，硅胶垫厚度较大，导热效果并不理想，同时底部液冷方案需要在电池包高度上预留更多的排布空间，导致整个电池包体积庞大，不适用于双层模组的排布。
同时，双层模组底部液冷需要增加支撑结构，整体重量增加较大，成本增高，影响***整体的能量密度。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种双层模组的液冷***及电池包，来解决现有技术中双层模组底部设置液冷***，导致的电池包体积庞大，需要增加支撑结构，重量增大，电池包整体能量密度降低的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一方面，本发明提供了一种双层模组的液冷***，包括左右排布的左模组及右模组，左模组及右模组均包括上层模组及下层模组，所述上层模组包括两个上层电池模组，所述下层模组包括两个下层电池模组，两个上层电池模组及两个下层电池模组均沿电池包长度方向排布，两个上层电池模组与两个下层电池模组上下对应排布，左模组及右模组上布置有液冷***，所述液冷***包括进液管路、出液管路及八个液冷板，四个上层电池模组及四个下层电池模组的外侧面上分别套设一个液冷板，所述液冷板呈U型状，进液管路分别与八个液冷板的进液口并联，出液管路分别与八个液冷板的出液口并联。
在上述技术方案的基础上，优选的，所述液冷板为口琴管结构，所述液冷板的进液口及出液口上分别插接有快插阳接头，液冷板与快插阳接头之间采用焊接方式进行连接，液冷板进液口所在的快插阳接头上固定连接有进液快插接头，液冷板出液口所在的快插阳接头上固定连接有出液快插接头。
在上述技术方案的基础上，优选的，所述进液管路包括进液总接头及两条进液主管，所述进液总接头位于左模组及右模组同一端中间，两条所述进液主管分别位于左模组及右模组外侧面，两条进液主管的一端分别与进液总接头相连接，进液主管的另一端分别与上层模组及下层电池模组上的四个液冷板的进液快插接头进行并联。
进一步，优选的，所述进液管路还包括设置在进液主管上的两条进液支管，两条进液支管分别通过三通接头与进液主管相连接，两条所述进液支管分别与两个下层电池模组、上层电池模组外侧的液冷板上的进液快插接头进行并联。
在上述技术方案的基础上，优选的，所述出液管路位于左模组及右模组之间，包括出液总接头及出液主管及两条出液支管，所述出液总接头位于进液总接头正上方，所述出液主管的一端与出液总接头相连接，出液主管的另一端通过三通接头分别与两条出液支管相连接，两条所述出液支管分别与四个下层电池模组、上层电池模组外侧的液冷板上的出液快插接头进行并联。
在上述技术方案的基础上，优选的，所述液冷板的两内侧面分别焊接有导热板，所述导热板用于贴附在上层电池模组、下层电池模组侧壁上。
进一步，优选的，所述上层电池模组及下层电池模组均包括模组壳体及若干电池单体，若干电池单体沿模组壳体长度方向排布在模组壳体内，所述导热板贴附在模组壳体长度方向外侧壁上，模组壳体***套设有用于固定导热板的钢带。
进一步，优选的，四个所述下层电池模组及四个上层电池模组两两之间分别通过连接件进行锁紧。
在上述技术方案的基础上，优选的，所述进液主管及出液主管上分别设置有若干与电池包箱体进行绑定的卡扣。
另一方面，本发明还公开了一种具有上述双层模组的液冷***的电池包。
本发明相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)本发明公开的双层模组的液冷***，通过四个上层电池模组及四个下层电池模组构成双层模组，四个上层电池模组及四个下层电池模组的外侧面上分别套设一个U型状液冷板，进液管路分别与八个液冷板的进液口并联，出液管路分别与八个液冷板的出液口并联，可以使整个液冷***设置在紧凑的双层模组上，避免传统模组底部设置液冷***支撑结构，减少电池包重量，且U型结构的液冷板贴附在电池模组外侧面，可以充分利用电池包的空间，提高电池包整体能量密度，同时液冷***与四个上层电池模组及四个下层电池模组外侧的液冷板内进行同时并联，每块液冷板中的流体分配更均匀，可以保证双层模组中的每个电池模组冷却散热均衡，提高电池包的使用寿命。
(2)液冷板采用口琴管结构，同时采用U型结构，可以使冷却液进行循环流动，同时液冷板内的翅片可以进一步增大散热面积，从而提高电池模组的散热效率；液冷板与快插阳接头之间采用焊接方式进行连接，可以避免液冷板的出液口及进液口与快插阳接头连接处渗漏冷却液。
(3)通过两条进液支管分别与两个下层电池模组、上层电池模组外侧的液冷板上的进液快插接头进行并联，两条出液支管分别与四个下层电池模组、上层电池模组外侧的液冷板上的出液快插接头进行并联，可以充分减少液冷***的流阻，使得各个液冷板内的冷却流体流量一致，从而保证所有电池模组散热一致。
(4)通过在液冷板的两内侧面分别焊接有导热板，导热板用于贴附在上层电池模组、下层电池模组侧壁上，可以使电池模组工作释放的热量通过导热板快速传递到液冷板上，从而提高液冷***的散热效率。
(5)四个下层电池模组及四个上层电池模组两两之间分别通过连接件进行锁紧，可以电池包内的八个电池模组两两之间进行位置固定，使得双层模组在电池包有限的空间内进行位置固定，同时使液冷***在有限的空间内设置在电池包内。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明公开的双层模组的液冷***的立体结构示意图；
图2为本发明公开的双层模组的装配结构示意图；
图3为本发明公开的液冷***的立体结构示意图；
图4为本发明公开的液冷板的立体结构示意图；
图5为本发明公开的进液管路及出液管路的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，结合图2-3，本发明实施例公开了一种双层模组的液冷***，包括沿电池包宽带方向排布的左模组S1及右模组S2，左模组S1及右模组S2均包括上层模组及下层模组，上层模组包括两个上层电池模组1，下层模组包括两个下层电池模组2，两个上层电池模组1及两个下层电池模组2均沿电池包长度方向排布，两个上层电池模组1与两个下层电池模组2上下对应排布，左模组S1及右模组S2上布置有液冷***3，液冷***3包括进液管路31、出液管路32及八个液冷板33，四个上层电池模组1及四个下层电池模组2的外侧面上分别套设一个液冷板33，液冷板33呈U型状，进液管路31分别与八个液冷板33的进液口并联，出液管路32分别与八个液冷板33的出液口并联。
采用上述技术方案，通过四个上层电池模组1及四个下层电池模组2构成双层模组，四个上层电池模组1及四个下层电池模组2的外侧面上分别套设一个U型状液冷板33，进液管路31分别与八个液冷板33的进液口并联，出液管路32分别与八个液冷板33的出液口并联，可以使整个液冷***3设置在紧凑的双层模组上，避免传统模组底部设置液冷***3支撑结构，减少电池包重量，且U型结构的液冷板33贴附在电池模组外侧面，可以充分利用电池包的空间，提高电池包整体能量密度，同时液冷***3与四个上层电池模组1及四个下层电池模组2外侧的液冷板33内进行同时并联，每块液冷板33中的流体分配更均匀，可以保证双层模组中的每个电池模组冷却散热均衡，提高电池包的使用寿命。
本发明还通过如下技术方案进行实现。
作为一些实施例而言，参照附图4所示，液冷板33为口琴管结构，同时设置成U型结构，可以使冷却液进行循环流动，同时液冷板33内的翅片可以进一步增大散热面积，从而提高电池模组的散热效率。液冷板33的进液口及出液口上分别插接有快插阳接头34，液冷板33与快插阳接头34之间采用焊接方式进行连接，可以避免液冷板33的出液口及进液口与快插阳接头34连接处渗漏冷却液。液冷板33进液口所在的快插阳接头34上固定连接有进液快插接头35，液冷板33出液口所在的快插阳接头34上固定连接有出液快插接头36。进液快插接头35及出液快插接头36均为快速插头，方便与进液管路31及出液管路32装配或拆卸，可以大大提高液冷***3组装的效率。
在本实施例中，进液管路及出液管路均使用尼龙软管，并与液冷板之间采用快速插头连接方便装配，同时可以充分吸收振中的变形保证接头处的密封性能。
作为本发明较佳实施方式，参照附图5所示，进液管路31包括进液总接头311及两条进液主管312，进液总接头311位于左模组S1及右模组S2同一端中间，两条进液主管312分别位于左模组S1及右模组S2外侧面，两条进液主管312的一端分别与进液总接头311相连接，进液主管312的另一端分别与上层模组及下层电池模组2上的四个液冷板33的进液快插接头35进行并联。采用这样的结构设置，可以使通过进液总接头311进入到进液主管312内的冷却液流阻值尽量保证一致，从而使八个液冷板33流入的流体流量尽量保持一致。
为了使上层模组及下层电池模组2上的八个液冷板33流阻值尽量保持一致，本发明还做了如下改进，进液管路31还包括设置在进液主管312上的两条进液支管313，两条进液支管313分别通过三通接头与进液主管312相连接，两条进液支管313分别与两个下层电池模组2、上层电池模组1外侧的液冷板33上的进液快插接头35进行并联。由此设置，可以使进液主管312分配到进液支管313的流量保持一致，从而使进入到各个液冷板33内的流阻值保证一致。
作为一些实施例而言，出液管路32位于左模组S1及右模组S2之间，包括出液总接头321、出液主管322及两条出液支管323，出液总接头321位于进液总接头311正上方，出液主管322的一端与出液总接头321相连接，出液主管322的另一端通过三通接头分别与两条出液支管323相连接，两条所述出液支管323分别与四个下层电池模组2、上层电池模组1外侧的液冷板33上的出液快插接头36进行并联。采用这样的结构设置，使得四个上层液冷板33及四个下层液冷板33分别通过两条出液支管323进行回水，然后再通过出液主管322进行回流，最终通过出液总接头321流出。
需要说明的是进液总接头311与出液总接头321之间通过循环水泵连接冷却液，从而实现冷却液的循环流动。
作为一些实施例而言，液冷板33的两内侧面分别焊接有导热板37，导热板37用于贴附在上层电池模组1、下层电池模组2侧壁上。采用这样的结构设置，可以使电池模组工作释放的热量通过导热板37快速传递到液冷板33上，从而提高液冷***3的散热效率。
作为一些优选实施方式，上层电池模组1及下层电池模组2均包括模组壳体11及若干电池单体12，若干电池单体12沿模组壳体11长度方向排布在模组壳体11内，采用这样的结构设置，可以使双层模组排布后，空间利用率更高。导热板37贴附在模组壳体11长度方向外侧壁上，模组壳体11***套设有用于固定导热板37的钢带13。通过钢带13可以将液冷板33及导热板37固定在模组壳体11上，从而实现液冷板33对电池模组的散热工作。
作为一些实施例而言，四个下层电池模组2及四个上层电池模组1两两之间分别通过连接件14进行锁紧。由此，可以电池包内的八个电池模组两两之间进行位置固定，使得双层模组在电池包有限的空间内进行位置固定，同时使液冷***3在有限的空间内设置在电池包内。
在本实施例中，连接件可以是连接片、连接块等等，两两电池模组之间通过连接件进行连接，并通过长螺杆与电池包箱体锁紧。
作为一些可选实施方式，进液主管312及出液主管322上分别设置有若干与电池包箱体进行绑定的卡扣38。采用这样的结构设置，可以减少管路在整车振动时较大晃动。
本发明还公开了一种电池包，该电池包保护上述双层模组的液冷***3。
综上所述，本发明公开的双层模组的液冷***3，通过四个上层电池模组1及四个下层电池模组2构成双层模组，四个上层电池模组1及四个下层电池模组2的外侧面上分别套设一个U型状液冷板33，进液管路31分别与八个液冷板33的进液口并联，出液管路32分别与八个液冷板33的出液口并联，可以使整个液冷***3设置在紧凑的双层模组上，避免传统模组底部设置液冷***3支撑结构，减少电池包重量，且U型结构的液冷板33贴附在电池模组外侧面，可以充分利用电池包的空间，提高电池包整体能量密度，同时液冷***3与四个上层电池模组1及四个下层电池模组2外侧的液冷板33内进行同时并联，每块液冷板33中的流体分配更均匀，可以保证双层模组中的每个电池模组冷却散热均衡，提高电池包的使用寿命。
以上仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双层模组的液冷***，包括左右排布的左模组(S1)及右模组(S2)，左模组(S1)及右模组(S2)均包括上层模组及下层模组，所述上层模组包括两个上层电池模组(1)，所述下层模组包括两个下层电池模组(2)，两个上层电池模组(1)及两个下层电池模组(2)均沿电池包长度方向排布，两个上层电池模组(1)与两个下层电池模组(2)上下对应排布，左模组(S1)及右模组(S2)上布置有液冷***(3)，其特征在于：所述液冷***(3)包括进液管路(31)、出液管路(32)及八个液冷板(33)，四个上层电池模组(1)及四个下层电池模组(2)的外侧面上分别套设一个液冷板(33)，所述液冷板(33)呈U型状，进液管路(31)分别与八个液冷板(33)的进液口并联，出液管路(32)分别与八个液冷板(33)的出液口并联。
2.如权利要求1所述的一种双层模组的液冷***(3)，其特征在于：所述液冷板(33)为口琴管结构，所述液冷板(33)的进液口及出液口上分别插接有快插阳接头(34)，液冷板(33)与快插阳接头(34)之间采用焊接方式进行连接，液冷板(33)进液口所在的快插阳接头(34)上固定连接有进液快插接头(35)，液冷板(33)出液口所在的快插阳接头(34)上固定连接有出液快插接头(36)。
3.如权利要求2所述的一种双层模组的液冷***(3)，其特征在于：所述进液管路(31)包括进液总接头(311)及两条进液主管(312)，所述进液总接头(311)位于左模组(S1)及右模组(S2)同一端中间，两条所述进液主管(312)分别位于左模组(S1)及右模组(S2)外侧面，两条进液主管(312)的一端分别与进液总接头(311)相连接，进液主管(312)的另一端分别与上层模组及下层电池模组(2)上的四个液冷板(33)的进液快插接头(35)进行并联。
4.如权利要求3所述的一种双层模组的液冷***(3)，其特征在于：所述进液管路(31)还包括设置在进液主管(312)上的两条进液支管(313)，两条进液支管(313)分别通过三通接头与进液主管(312)相连接，两条所述进液支管(313)分别与两个下层电池模组(2)、上层电池模组(1)外侧的液冷板(33)上的进液快插接头(35)进行并联。
5.如权利要求4所述的一种双层模组的液冷***(3)，其特征在于：所述出液管路(32)位于左模组(S1)及右模组(S2)之间，包括出液总接头(321)及出液主管(322)及两条出液支管(323)，所述出液总接头(321)位于进液总接头(311)正上方，所述出液主管(322)的一端与出液总接头(321)相连接，出液主管(322)的另一端通过三通接头分别与两条出液支管(323)相连接，两条所述出液支管(323)分别与四个下层电池模组(2)、上层电池模组(1)外侧的液冷板(33)上的出液快插接头(36)进行并联。
6.如权利要求1所述的一种双层模组的液冷***(3)，其特征在于：所述液冷板(33)的两内侧面分别焊接有导热板(37)，所述导热板(37)用于通过导热胶贴附在上层电池模组(1)、下层电池模组(2)侧壁上。
7.如权利要求6所述的一种双层模组的液冷***(3)，其特征在于：所述上层电池模组(1)及下层电池模组(2)均包括模组壳体(11)及若干电池单体(12)，若干电池单体(12)沿模组壳体(11)长度方向排布在模组壳体(11)内，所述导热板(37)贴附在模组壳体(11)长度方向外侧壁上，模组壳体(11)***套设有用于固定导热板(37)的钢带(13)。
8.如权利要求7所述的一种双层模组的液冷***(3)，其特征在于：四个所述下层电池模组(2)及四个上层电池模组(1)两两之间分别通过连接件(14)进行锁紧。
9.如权利要求5所述的一种双层模组的液冷***(3)，其特征在于：所述进液主管(312)及出液主管(322)上分别设置有若干与电池包箱体进行绑定的卡扣(38)。
10.一种电池包，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的双层模组的液冷***(3)。
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CN114284596A (zh) * 2021-11-08 2022-04-05 中国第一汽车股份有限公司 一种集成化电池总成、电动车辆及设计方法
CN114335795A (zh) * 2021-11-30 2022-04-12 中国第一汽车股份有限公司 一种双层模组的集成化电池总成、电动车辆及设计方法

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