CN116387674A - 一种散热电池箱及电池包 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池散热领域，特别涉及一种散热电池箱及电池包，所述电池箱包括腔体结构，所述腔体结构内排列设置若干冷板，所述冷板内设置相变材料，相邻所述冷板之间形成容纳空间，所述腔体结构的至少一个侧壁内设置液冷流道，所述冷板与设置有所述液冷流道的侧壁抵接或连接，通过设置相变材料使电芯与冷却液间接接触进行散热，避免了冷却液泄露对电芯的影响，即提高了散热性能也保证了电芯的安全性；所述电池包包括上述的一种散热电池箱，还包括电芯，所述电芯与所述容纳空间适配，所述电芯与所述冷板贴合设置，通过电芯与冷板贴合设置，使电芯的热量传导到冷板，由冷板端部连接的液冷流道带走热量，保证了电池包整体的安全性。

Description

一种散热电池箱及电池包
技术领域
本发明涉及电池散热领域，特别涉及一种散热电池箱及电池包。
背景技术
随着新能源汽车行业的飞速发展，对新能源汽车的储能机构-电池在散热性能及安全性能上有更高的要求。
现有的电池散热方案是通常是采用风冷和液冷的方式进行降温，风冷散热的方式较为安全，但是存在降温效果差的问题；采用冷却液的液冷散热，通过液冷板对电芯进行热管理，若液冷板开裂，冷却液将全部流入电池箱体，存在较大安全隐患；而且以上两种散热方式需要通过气流或液流的流动实现热量的引导，无法在电芯出现短时高热量时，高效控制温度变化。
因此，目前亟需要一种技术方案，以解决现有的电池散热方案无法兼顾电芯散热和安全，且无法应对电芯短时高温的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有的电池散热方案无法兼顾电芯散热和安全，且无法应对电芯短时高温的技术问题，提供了一种散热电池箱及电池包。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种散热电池箱，包括腔体结构，所述腔体结构内排列设置若干冷板，所述冷板内设置相变材料，相邻所述冷板之间形成容纳空间，所述腔体结构的至少一个侧壁内设置液冷流道，所述冷板与设置有所述液冷流道的侧壁抵接或连接。
本发明的一种散热电池箱，通过在腔体结构内排列设置若干冷板，在冷板内设置相变材料，每一所述冷板互不连通，相变材料对电池包内安全影响极低，设置在冷板内相变材料在遇电芯短时高温时能够吸收热量作为其相变的能量，从而使电芯始终保持在一个安全的温度范围；通过在腔体结构的侧壁设置液冷流道，使冷板与设置有所述液冷流道的侧壁抵接或连接，使冷板上的热量被液冷流道快速带走，达到快速散热的效果。
作为本发明的优选方案，相对设置的两个所述侧壁内分别设置所述液冷流道，所述液冷流道设置流道口，所述流道口用于液冷流道与外部进行冷却液交换。对向设置的液冷流道使冷板的端部与不同的流道连接，增强了冷板与液冷流道的热交换，设置流道口使液冷流道的冷却液与外部进行交换，使液冷流道内始终保持较为恒定的低温环境，保证冷板的热量快速传递到液冷流道。
作为本发明的优选方案，所述侧壁设置有空腔，所述空腔被构造为远离所述容纳空间，和/或，所述空腔设置于所述液冷流道的外壁。通过设置空腔对电池箱进行减重，同时，空腔的腔壁上也能设置连接孔，用于侧壁连接电池箱的箱顶和箱底，也可用于电池箱体固定在其他的结构上。
作为本发明的优选方案，所述冷板的端部伸入所述液冷流道内，所述冷板与所述侧壁焊接连接。冷板与侧壁焊接，使冷板作为横梁提高了电池箱的刚度；冷板的端部深入液冷流道内与冷却液接触，能够更快带走冷板上的热量。
作为本发明的优选方案，所述冷板内设置若干横纵交错的冷板流道，所述相变材料设置于所述冷板流道内，所述冷板设置散热部，所述散热部与所述冷板的端部可拆卸连接。当相变材料变为液态时，相变材料在冷板流道内流动，使冷板的热量分布更均匀，电芯散热更充分，冷板端部设置的散热部能够使冷板热量与冷却液进行快速交换。
作为本发明的优选方案，所述散热部包括翅片座和设置在所述翅片座上的若干翅片。通过设置翅片的结构加强冷板与冷却液的热量交换。
作为本发明的优选方案，所述侧壁包括侧板，所述侧板的端部盖设于所述流道口，所述侧板与所述液冷流道可拆卸连接，所述侧板开设液冷孔，所述液冷孔与所述流道口连通。通过设置在侧板上的与液冷流道连通的液冷孔，使液冷孔与传输冷却液的管道配合连接，保证了密封性，避免连接处的冷却液泄露，实现液冷流道的冷却液与外部冷却液的交换。
作为本发明的优选方案，所述腔体结构包括底板，所述底板内设置若干散热通道，所述散热通道沿所述底板贯通。通过在底板上设置贯穿的散热通道加强电池包的散热性能。
作为本发明的优选方案，所述底板远离所述冷板的一侧排列设置若干凹槽，所述凹槽贯通所述底板。通过在底板上远离冷板的一侧设置凹槽，增大底板与空气的接触面积，提高散热效果。
作为本发明的优选方案，所述底板与所述侧壁设置为一体成型结构件。底板和侧壁一体成型，密封性更好，进一步保证内部放置的电芯的安全。
作为本发明的优选方案，所述腔体结构包括顶板，所述顶板与所述侧壁连接。设置顶板对腔体结构进行密封，保证腔体结构内部的电芯和冷板不受外力破坏。
一种电池包，包括上述的一种散热电池箱，还包括电芯，所述电芯与所述容纳空间适配，所述电芯与所述冷板贴合。
本发明的一种电池包，通过采用上述的一种散热电池箱，在电池箱内设置与容纳空间适配的电芯，电芯的侧壁与冷板贴合设置，使电芯产生的热量及时传递给冷板，与冷板端部连接或抵接的液冷流道内的冷却液及时带走冷板上的热量，从而实现电芯的降温散热；冷板内为相变材料，且冷板内设置相变材料的流道并不与液冷流道连通，即使单个冷板破损对电芯的影响也很小，提高了电池包的整体安全性能。
作为本发明的优选方案，若干所述电芯之间通过铝排串联或并联，所述电池箱一侧设置接线端子。通过若干电芯串联或并联的方式来增加电池包的能量密度，在电池箱的一侧设置接线端子，使电芯和外部接线能够通过接线端子连通。
作为本发明的优选方案，所述电池箱底部设置结构胶，所述结构胶设于所述电芯远离所述铝排的一侧。设置于电池箱底部的结构胶用于粘连和固定电池箱，设置于铝排上的结构胶避免了电芯极耳与顶板的直接接触放电，同时使顶板通过结构胶对电芯进行约束。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明的一种散热电池箱，通过在腔体结构内排列设置若干冷板，在冷板内设置相变材料，每一所述冷板互不连通，相变材料对电池包内安全影响极低，设置在冷板内相变材料在遇电芯短时高温时能够吸收热量作为其相变的能量，从而使电芯始终保持在一个安全的温度范围；通过在腔体结构的侧壁设置液冷流道，使冷板与设置有所述液冷流道的侧壁抵接或连接，使冷板上的热量被液冷流道快速带走，达到快速散热的效果；
2、本发明的一种散热电池箱，结构稳固，通过相变材料与冷夜流道配合的方式进行散热，散热性能优秀，通过相变材料作为传递的过渡件，使液冷流道不与电芯直接接触，提高了电池箱的安全性能，具有良好的经济价值；
3、本发明的一种电池包，通过采用上述的一种散热电池箱，在电池箱内设置与容纳空间适配的电芯，电芯的侧壁与冷板贴合设置，使电芯产生的热量及时传递给冷板，与冷板端部连接或抵接的液冷流道内的冷却液及时带走冷板上的热量，从而实现电芯的降温散热；冷板内为相变材料，且冷板内设置相变材料的流道并不与液冷流道连通，即使单个冷板破损对电芯的影响也很小，提高了电池包的整体安全性能。
附图说明
图1是一种散热电池箱的***结构示意图；
图2是一种散热电池箱的冷板的结构示意图；
图3是一种散热电池箱的散热部的结构示意图；
图4是一种散热电池箱的底板的结构示意图；
图5是一种散热电池箱的局部放大结构示意图；
图6是一种电池包的***结构示意图；
图7是一种电池包的结构示意图。
图标：
1-腔体结构，2-冷板，3-液冷流道，4-散热部，5-侧板，6-液冷孔，7-底板，8-顶板，9-冷板流道，10-翅片座，11-翅片，12-散热通道，13-凹槽，14-电芯，15-铝排，16-结构胶，17-接线端子，18-空腔。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1-图5所示的一种散热电池箱，包括腔体结构1，所述腔体结构1内排列设置若干冷板2，所述冷板2内设置相变材料，相邻所述冷板2之间形成容纳空间，所述腔体结构1的至少一个侧壁内设置液冷流道3，所述冷板2与设置有所述液冷流道3的侧壁抵接或连接。
具体的，所述腔体结构1相对的侧壁上设置液冷流道3，相邻的所述液冷流道3相互平行，所述冷板2的两端分别嵌入不同的液冷流道3内，使冷板2的端部浸没在冷却液中，通过冷却液流动快速带走冷板2上的热量。
具体的，所述液冷流道3设置为两个，所述液冷流道3设置流道口，所述流道口用于液冷流道3与外部进行冷却液交换，使外部的冷却液通过流道口与液冷流道3内的冷却液进行交换，提高散热效率。
具体的，所述冷板2与所述侧壁焊接连接。通过使冷板2与所述侧壁焊接，使冷板2作为电池箱的横梁，提高了电池箱的刚度，可以更好的保护电池箱内部的电芯14和冷板2。
具体的，所述冷板2内设置若干横纵交错的冷板流道9，所述相变材料设置于所述冷板流道9内，所述冷板2的端部可拆卸连接散热部4，散热部4由翅片11和翅片座10构成，若干翅片11排列设置在翅片座10上。通过在冷板2内设置流道和相变材料的方式，使冷板2能够更好的传递电芯14产生的热量，并通过冷板2两端的翅片11结构增大与冷却液的接触面积，实现快速散热，同时冷板2为独立的密封结构，每一所述冷板流道9均不与液冷流道3连通，避免了冷却液从液冷流道3泄露到电芯14上的风险。
具体的，所述冷板2的端部设置凸起结构，所述翅片座10的一侧设置凹槽结构，所述凸起结构能够与所述凹槽结构嵌套配合，实现散热部4与冷板2的端部可拆卸连接。
具体的，相邻所述翅片11形成的通道的设置方向与液冷流道3的冷却液流向相同。使冷却液在流动时在相邻所述翅片11形成的通道内流动，能够更好的带走冷板2上的热量，也减小了冷却液流动时的流阻，使冷却液流速更快。
具体的，所述腔体结构1沿所述液冷流道3的纵向设置可拆卸连接的侧板5，所述侧板5开设液冷孔6，所述液冷孔6与所述液冷流道3连通。通过侧板5对液冷流道3进行密封，通过侧板5上的液冷孔6进行冷却液交换。
具体的，所述腔体结构1包括底板7和顶板8，所述底板7和所述顶板8与腔体结构1适配所述底板7和侧壁设置为一体成型结构件。一体成型结构件可以为电池箱提供更好的密封效果以及更高的结构强度。
具体的，所述底板7内设置若干散热通道12，所述散热通道12沿所述底板7的宽度方向贯通。在底板7内设置散热通道12使底板7保证密封的同时增大与空气的接触面积，所述底板7设置散热通道12也可使腔体结构1的重量减轻。
具体的，所述底板7远离所述冷板2的一侧排列设置若干凹槽13，所述凹槽13沿所述底板7的长度方向贯通。设置凹槽13结构增大散热面积。
具体的，所述冷板2设置的是相变点可调的相变材料，相变点的调整范围为40-55摄氏度。
具体的，所述液冷孔6连接管道与外部的冷却液连通，通过液泵驱动冷却液流动。通过管道连接冷却通道两端的液冷孔6，使冷却液通过液泵驱动在液冷流道3内流动，冷却液从液冷流道3的一端进入，另一端排出，构成冷却循环。
本实施例的一种散热电池箱，通过在腔体结构1内排列设置若干冷板2，在冷板2内设置相变材料，每一所述冷板2互不连通，相变材料对电池包内安全影响极低，设置在冷板2内相变材料在遇电芯14短时高温时能够吸收热量作为其相变的能量，从而使电芯14始终保持在一个安全的温度范围；通过在腔体结构1的侧壁设置液冷流道3，使冷板2与设置有所述液冷流道3的侧壁抵接或连接，使冷板2上的热量被液冷流道3快速带走，达到快速散热的效果。
实施例2
本实施的一种散热电池箱，其结构与实施例1大致相同，与实施例1不同的是，所述散热部4为高导热的金属板，所述金属板的一侧与所述冷板2的端部连接，另一侧与所述液冷流道3抵接。通过高导热的金属板增加散热面积。
本实施例的一种散热电池箱，采用高导热的金属板贴合在液冷流道的侧壁，增大了液冷流道与冷板的热交换面积，进一步保证了液冷流道3的密封性，避免液冷流道3内的冷却液进入腔体结构1内。
实施例3
本实施的一种散热电池箱，其结构与实施例1大致相同，与实施例1不同的是，所述底板7和顶板8均与侧壁可拆卸连接。使电池箱组装更加灵活。
本实施的一种散热电池箱，通过将底板7和顶板8均设置为与侧臂可拆卸连接，使电池箱的组装更具有灵活性，降低了制造难度，便于生产和制作。
实施例4
本实施的一种散热电池箱，其结构与实施例1大致相同，与实施例1不同的是，所述底板7与所述侧板5设置为网状结构件，所述网状结构件能够使电芯14和冷板2暴露在空气中，通过空气流动提高散热效果。
具体的，所述底板7间隔排列若干孔状结构。
具体的，所述侧板5上间隔排列若干孔状结构。
具体的，所述底板7上的结构胶16设置于所述底板7的边缘位置。
本实施例的一种散热电池箱，通过在箱体上增加散热孔的方式，使腔体结构1内的电芯14和冷板2与空气的接触面积增加，通过将结构胶16设置在底板7的边缘位置，避免结构胶16堵塞孔状结构，通过空气流动带走部分热量，提高了散热效果。
实施例5
如图6-图7所示的一种电池包，包括实施例1/实施例2/实施例3/实施例4的一种散热电池箱，还包括电芯14，所述电芯14与所述容纳空间适配，所述电芯14与所述冷板2贴合设置。
具体的，若干所述电芯14之间通过铝排15串联或并联，所述电池箱一侧设置接线端子17。通过若干电芯14串联或并联的方式来增加电池包的能量密度，在电池箱的一侧设置接线端子17，使电芯14和外部接线能够通过接线端子17连通。
具体的，所述电池箱底部设置结构胶16，所述铝排15远离所述电芯14的一侧设置有结构胶16。电池箱底的结构胶16用于粘连和固定电池箱，设置于铝排15上的结构胶16避免了电芯14极耳与顶板8的直接接触放电，同时使顶板8通过结构胶16对电芯14进行约束。
本发明的一种电池包，通过采用上述的一种散热电池箱，在电池箱内设置与容纳空间适配的电芯14，电芯14的侧壁与冷板2贴合设置，使电芯14产生的热量及时传递给冷板2，与冷板2端部连接或抵接的液冷流道3内的冷却液及时带走冷板2上的热量，从而实现电芯14的降温散热；冷板2内为相变材料，且冷板2内设置相变材料的流道并不与液冷流道3连通，即使单个冷板2破损对电芯14的影响也很小，提高了电池包的整体安全性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种散热电池箱，其特征在于，包括腔体结构（1），所述腔体结构（1）内排列设置若干冷板（2），所述冷板（2）内设置相变材料，相邻所述冷板（2）之间形成容纳空间，所述腔体结构（1）的至少一个侧壁内设置液冷流道（3），所述冷板（2）与设置有所述液冷流道（3）的侧壁抵接或连接。
2.如权利要求1所述的一种散热电池箱，其特征在于，相对设置的两个所述侧壁内分别设置所述液冷流道（3），所述液冷流道（3）设置流道口，所述流道口用于液冷流道（3）与外部进行冷却液交换。
3.如权利要求2所述的一种散热电池箱，其特征在于，所述侧壁设置有空腔（18），所述空腔（18）被构造为远离所述容纳空间，和/或，所述空腔（18）设置于所述液冷流道（3）的外壁。
4.如权利要求1所述的一种散热电池箱，其特征在于，所述冷板（2）的端部伸入所述液冷流道（3）内，所述冷板（2）与所述侧壁焊接连接。
5.如权利要求4所述的一种散热电池箱，其特征在于，所述冷板（2）内设置若干横纵交错的冷板流道（9），所述相变材料设置于所述冷板流道（9）内，所述冷板（2）设置散热部（4），所述散热部（4）与所述冷板（2）的端部可拆卸连接。
6.如权利要求5所述的一种散热电池箱，其特征在于，所述散热部（4）包括翅片座（10）和设置在所述翅片座（10）上的若干翅片（11）。
7.如权利要求2所述的一种散热电池箱，其特征在于，所述侧壁包括侧板（5），所述侧板（5）的端部盖设于所述流道口，所述侧板（5）与所述液冷流道（3）可拆卸连接，所述侧板（5）开设液冷孔（6），所述液冷孔（6）与所述流道口连通。
8.如权利要求1所述的一种散热电池箱，其特征在于，所述腔体结构（1）包括底板（7），所述底板（7）内设置若干散热通道（12），所述散热通道（12）贯通所述底板（7）。
9.如权利要求8所述的一种散热电池箱，其特征在于，所述底板（7）远离所述冷板（2）的一侧排列设置若干凹槽（13）。
10.如权利要求8所述的一种散热电池箱，其特征在于，所述底板（7）与所述侧壁设置为一体成型结构件。
11.如权利要求1-10任意一项所述的一种散热电池箱，其特征在于，所述腔体结构（1）包括顶板（8），所述顶板（8）与所述侧壁连接。
12.一种电池包，其特征在于，包括权利要求1-11任意一项所述的一种散热电池箱，还包括电芯（14），所述电芯（14）与所述容纳空间适配，所述电芯（14）与所述冷板（2）贴合。
13.如权利要求12所述的一种电池包，其特征在于，若干所述电芯（14）之间通过铝排（15）串联或并联，所述电池箱一侧设置接线端子（17）。
14.如权利要求13述的一种电池包，其特征在于，所述电池箱底部设置结构胶（16），所述结构胶（16）设于所述电芯（14）远离所述铝排（15）的一侧。
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