CN115966808A - 一种集成式侧面液冷电池包及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成式侧面液冷电池包，包括箱体，其内部开设有用于放置电池模组的容置腔；多个液冷板，其沿第一方向间隔平行布置在容置腔内并将容置腔依次分隔成多个安装腔；该液冷板的内部开设有可供冷却液流通的第一流道；多个电池模组，其分别设置在多个安装腔内；该液冷板沿第一方向的两侧面分别与靠近其的相邻两电池模组相对的两侧面相接触导热；其中，多个液冷板与箱体一体成型。由此，通过将液冷板与箱体集成，在满足实现对电池模组侧面冷却的同时，使得***结构更加紧凑，提高了***空间利用率，同时也增加了***结构稳定性，减少了零部件，***复杂度降低，可靠性提升。另外，本发明还提供具有其的电动汽车。

Description

一种集成式侧面液冷电池包及电动汽车

技术领域

本发明涉及动力电池技术领域，具体涉及一种集成式侧面液冷电池包及电动汽车。

背景技术

近年来，随着新能源汽车市场的快速增长，跟电动汽车相关的技术也得到了快速发展。动力电池作为电动汽车的核心部件之一，其性能好坏直接关系到汽车的工作状况。

电池在工作时其内部发生剧烈的化学反应以提供电能，在充放电过程中会产生大量的热量，导致电池温度上升，而电池温度又会直接影响其安全性、充放电容量、循环寿命等性能。为了保证电池能够在最佳工作温度下工作，需要对电池进行冷却降温。目前，对于动力电池主要采用液冷的方式进行冷却，常见的冷却方式是将液冷板设置在动力电池的顶部、底部或侧部并与其相接触，通过液冷板内部冷却液的流动与其进行热交换，从而在高温工况下带走动力电池的热量，保证动力电池工作在最佳工作温度，进而降低动力电池的安全隐患。但是，上述液冷方式仍存在以下问题：

一、顶部液冷和底部液冷只对电芯顶部和底部起到部分液冷效果，难以对电芯中部进行液冷，从而导致电芯中部位置温度过高，进而容易发生热失控；

二、若采用蛇形液冷板对动力电池的侧部进行液冷，由于液冷板与箱体是分开的，液冷板需要单独布置，并通过端板进行限位，相比于顶部和底部液冷而言，其液冷数量较多，成本增加；其次，采用蛇形液冷板需要加大电芯间距来安装，两端的集流体也会占用大量空间，导致电池包模组的设计空间紧张；最后，采用蛇形液冷板使得液冷***的复杂度提高，***稳定性降低。

发明内容

为了克服上述现有技术所述的缺陷，本发明提供了一种集成式侧面液冷电池包及电动汽车，通过将液冷板与箱体集成，在满足实现对电池模组侧面冷却的同时，使得***结构更加紧凑，提高了空间利用率，同时增加了***结构稳定性，减少了零部件，***复杂度降低，可靠性提升。

本发明为解决其问题所采用的技术方案是：

一种集成式侧面液冷电池包，包括：

箱体，其内部开设有用于放置电池模组的容置腔；

多个液冷板，其沿第一方向间隔平行布置在所述容置腔内并将所述容置腔依次分隔成多个安装腔；所述液冷板的内部开设有可供冷却液流通的第一流道；

多个电池模组，其分别设置在多个所述安装腔内；所述液冷板沿第一方向的两侧面分别与靠近其的相邻两所述电池模组相对的两侧面相接触导热；

其中，多个所述液冷板与所述箱体一体成型。

进一步地，所述箱体包括底板以及环设在所述底板边沿的侧板，所述底板与所述侧板相互连接并围合形成所述容置腔；

所述侧板的内部开设有可供冷却液流通的第二流道，且所述第二流道与所述第一流道连通。

进一步地，所述侧板包括沿第一方向前后间隔平行布置的两第一侧板以及沿第二方向左右间隔平行布置的两第二侧板，所述第二方向与所述第一方向位于同一水平面上且相互垂直；

多个所述液冷板均与两所述第一侧板相平行设置；两所述第一侧板相对的两侧面分别与靠近其的所述电池模组的侧面相接触导热；

多个所述液冷板沿第二方向的一端均与一所述第二侧板相连接。

进一步地，所述电池模组包括沿第二方向间隔平行布置的多个电池单体，所述第一流道包括沿第二方向延伸设置的第一主进槽道、沿第二方向延伸设置且与所述第一主进槽道上下间隔布置的第一主出槽道以及分别连通所述第一主进槽道与所述第一主出槽道且沿第三方向延伸设置的连接槽道，所述第三方向分别与所述第一方向以及所述第二方向两两垂直。

进一步地，所述第二流道包括开设在一所述第二侧板上且分别与所述第一主进槽道以及第一主出槽道相连通的第二主进槽道以及第二主出槽道、开设在所述第一侧板上且分别与所述第二主进槽道以及第二主出槽道相连通的第三主进槽道以及第三主出槽道以及开设在另一所述第二侧板上且分别与所述第三主进槽道以及第三主出槽道相连通的第四主进槽道以及第四主出槽道，其中：

所述第二主进槽道与所述第二主出槽道均沿第一方向延伸设置且两者上下间隔设置；

所述第三主进槽道与所述第三主出槽道均沿第二方向延伸设置且两者上下间隔设置；

所述第四主进槽道与所述第四主出槽道均沿第一方向延伸设置且两者上下间隔设置。

进一步地，开设有所述第四主进槽道以及所述第四主出槽道的所述第二侧板上还设有进液嘴以及出液嘴，所述进液嘴连通所述第四主进槽道，所述出液嘴连通所述第四主出槽道。

进一步地，所述液冷板沿第一方向间隔平行布置有两个，所述第二流道沿第一方向间隔设置有两个，且分别与两所述液冷板内的所述第一流道相连通；两所述第二流道相互连通。

进一步地，所述液冷板沿第一方向的两侧面与分别靠近其的相邻两所述电池模组相对的两侧面之间、所述第一侧板沿第一方向的内侧面与靠近其的所述电池模组的侧面之间均设有导热结构，所述导热结构为导热垫或导热胶。

进一步地，还包括设置在所述容置腔内且沿第二方向间隔平行布置的两端板，两所述端板可对多个所述电池模组沿第二方向的两端面进行限位固定；所述端板与所述箱体可拆卸连接。

进一步地，所述电池单体沿第二方向的两端面均设有泡棉。

另外，本发明还提供一种电动汽车，包括上述集成式侧面液冷电池包。

综上所述，本发明提供的一种集成式侧面液冷电池包及电动汽车，具有以下有益效果：

(1)本发明的集成式侧面液冷电池包，通过将液冷板与箱体集成，不仅节省空间，提高空间利用率，同时减少了液冷板的使用，成本降低；其次，将液冷板与箱体集成，使得***的结构强度更高，同时减少了***零部件，***复杂度降低，可靠性大大提升。最后，将液冷板与箱体集成，还能为电池模组提供限位作用。

(2)本发明的集成式侧面液冷电池包，通过在液冷板内部开设第一流道并在箱体的侧板内部开设连通该第一流道的第二流道，可使冷却液流通箱体侧板以及液冷板，从而能够实现对电池模组的双面冷却，冷却效率高。

(3)本发明的集成式侧面液冷电池包，通过将进液嘴与出液嘴设置在箱体的端面位置而非侧面位置，使其安装更加方便，安全可靠，不易损坏。

(4)本发明的集成式侧面液冷电池包，通过设置导热结构，使得电池模组侧面与液冷板侧面以及箱体侧板之间的导热更加充分，进而提高导热效率。

(5)本发明的集成式侧面液冷电池包，通过在电池单体的端面上设置泡棉，该泡棉可用于吸收膨胀，同时还可以避免两电池单体之间直接接触，进而防止热扩散的发生。

(6)本发明的集成式侧面液冷电池包，设置在箱体内部的两第二流道之间也可以相互连通，从而提高了***鲁棒性，即当某一回路出现故障时，另一回路还能流通以维持冷却散热。

附图说明

图1为本发明集成式侧面液冷电池包的***示意图；

图2为本发明集成式侧面液冷电池包中箱体和液冷板的结构示意图；

图3为本发明集成式侧面液冷电池包中箱体和液冷板的内部结构示意图；

图4为本发明集成式侧面液冷电池包的结构示意图。

其中，附图标记含义如下：

1、箱体；11、底板；12、侧板；121、第一侧板；122、第二侧板；123、第二流道；1231、第二主进槽道；1232、第二主出槽道；1233、第三主进槽道；1234、第三主出槽道；1235、第四主进槽道；1236、第四主出槽道；13、进液嘴；14、出液嘴；2、液冷板；21、第一流道；211、第一主进槽道；212、连接槽道；213、第一主出槽道；3、电池模组；31、电池单体；4、端板；41、安装孔；5、泡棉；6、导热结构。

具体实施方式

为了更好地理解和实施，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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模块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。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。

参阅图1-4，本发明提供了一种集成式侧面液冷电池包，包括箱体1，该箱体1包括底板11以及环设在底板11顶部边沿四周的侧板12，该侧板12与底板11围合形成呈矩形的容置腔。该容置腔内一体集成有多个液冷板2，多个液冷板2沿第一方向前后间隔平行布置并将该容置腔依次分隔成多个安装腔，多个液冷板2形成箱体1的内部侧板。另外，还包括多个电池模组3，多个电池模组3分别设置在多个安装腔内；相邻两电池模组3之间设有该液冷板2且相邻两电池模组3相对的两侧面分别与该液冷板2沿第一方向的前后两侧面相接触导热。该电池模组3包括沿第二方向间隔平行布置的多个电池单体31，该电池单体31为方形电芯；该液冷板2的内部开设有可供冷却液流动的第一流道21，该第一流道21同样沿第二方向左右延伸设置。

具体的，该第一流道21包括沿第二方向左右延伸设置且呈直线型的第一主进槽道211、沿第二方向左右延伸设置且呈直线型的第一主出槽道213以及分别连通该第一主进槽道211与第一主出槽道213且呈直线型的连接槽道212；该第一主出槽道213与第一主进槽道211上下间隔布置，该连接槽道212沿第三方向延伸设置。

其中，上述第一方向为附图中所示的Y方向，即前后方向；第二方向为附图中所示的X方向，即左右方向；第三方向为附图中所示的Z方向，即为上下方向。理所当然的是，X方向、Y方向和Z方向两两相互垂直。

在本实施例中，该液冷板2沿Y方向前后设置有两个，从而将容置腔沿前后方向分隔成三个安装腔；该电池模组3有三组，且分别设置在三个安装腔内。

由此，通过将液冷板2与箱体1集成，不仅节省了空间，提高空间利用率，同时减少了液冷板2的使用，成本降低；其次，将液冷板2与箱体1集成，使得***的结构强度更高，同时减少了***零部件，***复杂度降低，可靠性大大提升。最后，将液冷板2与箱体1集成，还能对电池模组3的前后方向提供限位作用。

参阅图2-3，该箱体1的侧板12包括沿第一方向前后间隔平行布置的两第一侧板121以及沿第二方向左右间隔平行布置的两第二侧板122，两液冷板2均与两第一侧板121相平行设置，且两液冷板2沿第二方向的右端均与一第二侧板122相连接。另外，该箱体1的侧板12内部开设有可供冷却液流通的第二流道123，该第二流道123与第一流道21相连通；两第一侧板121相对的两侧面分别与靠近其的电池模组3的侧面相接触导热。

具体的，该第二流道123沿前后方向设置有两个，且分别与两液冷板2内的第一流道21相连通。该第二流道123包括开设在与液冷板2相连接的第二侧板122上且分别与第一主进槽道211以及第一主出槽道213相连通的第二主进槽道1231以及第二主出槽道1232、开设在第一侧板121上且分别与第二主进槽道1231以及第二主出槽道1232相连通的第三主进槽道1233以及第三主出槽道1234以及开设在另一第二侧板上且分别与第三主进槽道1233以及第三主出槽道1234相连通的第四主进槽道1235以及第四主出槽道1236，该第二主进槽道1231与第二主出槽道1232均呈直线型且沿第一方向前后延伸设置，该第二主进槽道1231与第二主出槽道1232上下间隔设置；该第三主进槽道1233与第三主出槽道1234均呈直线型且沿第二方向左右延伸设置，该第三主进槽道1233与第三主出槽道1234上下间隔设置；该第四主进槽道1235与第四主出槽道1236均呈直线型且沿第一方向前后延伸设置，该第四主进槽道1235与第四主出槽道1236上下间隔设置。

另外，设有该第四主进槽道1235以及第四主出槽道1236的第二侧板上还设有进液嘴13以及出液嘴14，该进液嘴13连通第四主进槽道1235，该出液嘴14连通第四主出槽道1236。

由此，冷却液可通过进液嘴13进入到第四主进槽道1235内，并依次流经第三主进槽道1233、第二主进槽道1231、第一主进槽道211、连接槽道212、第一主出槽道213、第二主出槽道1232、第三主出槽道1234以及第四主出槽道1236并最终从出液嘴14流出。

由此，通过在液冷板2内部开设第一流道21并在箱体1的侧板12内部开设连通该第一流道21的第二流道123，可使冷却液流通箱体1内的侧板12以及液冷板2，从而能够实现对电池模组3的双面冷却，冷却效率高。另外，通过将进液嘴13与出液嘴14设置在箱体1的第二侧板122上(即箱体1的端面位置)而非第一侧板121上(即箱体1的侧面位置)，使其安装更加方便，安全可靠，不易损坏。若将进液嘴13和出液嘴14设置在第一侧板121上，则需要预留安装间隙，且箱体1的侧部伸出部分较大，容易损坏，可靠性较差。

在本实施例中，该箱体1内的两第二流道123相互独立，且分别与两液冷板2内的第一流道21相连通。当然，在其他实施例中，为了提高***鲁棒性，也可以将两第二流道123相互连通。只需将一第二流道123上的第二主进槽道1231与另一第二流道123上的第二主进槽道1231相连通，将一第二流道123上的第二主出槽道1232与另一第二流道123上的第二主出槽道1232相连通，即可实现将两第二流道123相互连通。当某一回路出现故障时，另一回路还能流通以维持冷却散热。

再参阅图1，该液冷板2沿第一方向的两侧面与分别靠近其的相邻两电池模组3相对的两侧面之间、该第一侧板121沿第一方向的内侧面与靠近其的电池模组3的侧面之间均设有导热结构6，该导热结构6为导热硅胶垫或导热胶。由此，通过在电池模组3与液冷板2和箱体1侧板12之间设置导热结构6，得电池模组3与液冷板2和箱体1之间的导热更加充分，提高导热效率。

另外，还包括设置在容置腔内且沿第二方向左右间隔平行布置的两端板4，两端板4可对多个电池模组3沿第二方向的左右两端面进行限位固定。具体的，该端板4上沿其长度方向还开设有若干安装孔41，采用螺杆穿过安装孔41并与箱体1连接即可实现将端板4固定在箱体1的容置腔内。

再参阅图1，该电池模组3中的若干电池单体31沿第二方向的左右两端面上均设有泡棉5，该泡棉5可用于吸收膨胀，同时可避免两电池单体31之间的直接接触，进而防止热扩散发生。

另外，本发明还提供一种电动汽车，包括上述集成式侧面液冷电池包。

综上所述，本发明提供的一种集成式侧面液冷电池包及电动汽车，具有以下有益效果：

(一)本发明的集成式侧面液冷电池包，通过将液冷板2与箱体1集成，不仅节省空间，提高空间利用率，同时减少了液冷板2的使用，成本降低；其次，将液冷板2与箱体1集成，使得***的结构强度更高，同时减少了***零部件，***复杂度降低，可靠性大大提升。最后，将液冷板2与箱体1集成，还能为电池模组3提供限位作用。

(二)本发明的集成式侧面液冷电池包，通过在液冷板2内部开设第一流道21并在箱体1的侧板12内部开设连通该第一流道21的第二流道123，可使冷却液流通箱体1的侧板12以及液冷板2，从而能够实现对电池模组3的双面冷却，冷却效率高。

(三)本发明的集成式侧面液冷电池包，通过将进液嘴13与出液嘴14设置在箱体1的端面位置而非侧面位置，使其安装更加方便，安全可靠，不易损坏。

(四)本发明的集成式侧面液冷电池包，通过设置导热结构，使得电池模组3侧面与液冷板2侧面以及箱体1侧板12之间的导热更加充分，进而提高导热效率。

(五)本发明的集成式侧面液冷电池包，通过在电池单体31的端面上设置泡棉5，该泡棉5可用于吸收膨胀，同时还可以避免两电池单体31之间直接接触，进而防止热扩散的发生。

(六)本发明的集成式侧面液冷电池包，设置在箱体1内部的两第二流道123之间也可以相互连通，从而提高了***鲁棒性，即当某一回路出现故障时，另一回路还能流通以维持冷却散热。

需要说明的是，当一个元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是与另一个元件“相连接”，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”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模块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，在本发明的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种集成式侧面液冷电池包，其特征在于，包括：

箱体(1)，其内部开设有用于放置电池模组(3)的容置腔；

多个液冷板(2)，其沿第一方向间隔平行布置在所述容置腔内并将所述容置腔依次分隔成多个安装腔；所述液冷板(2)的内部开设有可供冷却液流通的第一流道(21)；

多个电池模组(3)，其分别设置在多个所述安装腔内；所述液冷板(2)沿第一方向的两侧面分别与靠近其的相邻两所述电池模组(3)相对的两侧面相接触导热；

其中，多个所述液冷板(2)与所述箱体(1)一体成型。

2.根据权利要求1所述的集成式侧面液冷电池包，其特征在于，所述箱体(1)包括底板(11)以及环设在所述底板(11)边沿的侧板(12)，所述底板(11)与所述侧板(12)相互连接并围合形成所述容置腔；

所述侧板(12)的内部开设有可供冷却液流通的第二流道(123)，且所述第二流道(123)与所述第一流道(21)连通。

3.根据权利要求2所述集成式侧面液冷电池包，其特征在于，所述侧板(12)包括沿第一方向间隔平行布置的两第一侧板(121)以及沿第二方向间隔平行布置的两第二侧板(122)，所述第二方向与所述第一方向位于同一水平面上且相互垂直；

多个所述液冷板(2)均与两所述第一侧板(121)相平行设置；两所述第一侧板(121)相对的两侧面分别与靠近其的所述电池模组(3)的侧面相接触导热；

多个所述液冷板(2)沿第二方向的一端均与一所述第二侧板(122)相连接。

4.根据权利要求3所述的集成式侧面液冷电池包，其特征在于，所述电池模组(3)包括沿第二方向间隔平行布置的多个电池单体(31)，所述第一流道(21)包括沿第二方向延伸设置的第一主进槽道(211)、沿第二方向延伸设置且与所述第一主进槽道(211)上下间隔布置的第一主出槽道(212)以及分别连通所述第一主进槽道(211)与所述第一主出槽道(212)且沿第三方向延伸设置的连接槽道(213)，所述第三方向分别与所述第一方向以及所述第二方向两两垂直。

5.根据权利要求4所述的集成式侧面液冷电池包，其特征在于，所述第二流道(123)包括开设在一所述第二侧板(122)上且分别与所述第一主进槽道(211)以及第一主出槽道(212)相连通的第二主进槽道(1231)以及第二主出槽道(1232)、开设在所述第一侧板(121)上且分别与所述第二主进槽道(1231)以及第二主出槽道(1232)相连通的第三主进槽道(1233)以及第三主出槽道(1234)以及开设在另一所述第二侧板(122)上且分别与所述第三主进槽道(1233)以及第三主出槽道(1234)相连通的第四主进槽道(1235)以及第四主出槽道(1236)，其中：

所述第二主进槽道(1231)与所述第二主出槽道(1232)均沿第一方向延伸设置且两者上下间隔设置；

所述第三主进槽道(1233)与所述第三主出槽道(1234)均沿第二方向延伸设置且两者上下间隔设置；

所述第四主进槽道(1235)与所述第四主出槽道(1236)均沿第一方向延伸设置且两者上下间隔设置。

6.根据权利要求5所述的集成式侧面液冷电池包，其特征在于，开设有所述第四主进槽道(1235)以及所述第四主出槽道(1236)的所述第二侧板(122)上还设有进液嘴(124)以及出液嘴(125)，所述进液嘴(124)连通所述第四主进槽道(1235)，所述出液嘴(125)连通所述第四主出槽道(1236)。

7.根据权利要求5所述的集成式侧面液冷电池包，其特征在于，所述液冷板(2)沿第一方向间隔平行布置有两个，所述第二流道(123)沿第一方向间隔设置有两个，且分别与两所述液冷板(2)内的所述第一流道(21)相连通；两所述第二流道(123)相互连通。

8.根据权利要求3所述的集成式侧面液冷电池包，其特征在于，所述液冷板(2)沿第一方向的两侧面与分别靠近其的相邻两所述电池模组(3)相对的两侧面之间、所述第一侧板(121)沿第一方向的内侧面与靠近其的所述电池模组(3)的侧面之间均设有导热结构(6)，所述导热结构(6)为导热垫或导热胶。

9.根据权利要求2所述的集成式侧面液冷电池包，其特征在于，还包括设置在所述容置腔内且沿第二方向间隔平行布置的两端板(4)，两所述端板(4)可对多个所述电池模组(3)沿第二方向的两端面进行限位固定；所述端板(4)与所述箱体(1)可拆卸连接。

10.根据权利要求4所述的集成式侧面液冷电池包，其特征在于，所述电池单体(31)沿第二方向的两端面均设有泡棉(5)。

11.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1-10中任一项所述的集成式侧面液冷电池包。

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