CN207542358U - 液冷电池模组以及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种液冷电池模组以及电动汽车，其中的液冷电池模组包括：电池模块、散热翅片和液冷板；电池模块包括：电芯、汇流排；汇流排与电芯的极柱连接；在液冷板上安装有散热翅片，在散热翅片的底部设置有用于与液冷板相接触的接触部；在汇流排与散热翅片之间设置用于导热的第一绝缘导热层，第一绝缘导热层分别与汇流排和散热翅片相接触。本实用新型的液冷电池模组以及电动汽车，能够使电池模组的装配效率更高、水管接口数量更少并提升电池***级气密可靠性、体积能量密度和质量能量密度更高、成本更低廉。

Description

液冷电池模组以及电动汽车

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种液冷电池模组以及电动汽车。

背景技术

电动汽车(BEV)以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶。车载电源通常为电池模组，例如18650电池模组等。目前，对于18650电池模组进行冷却的方式主要是通过液冷板直接接触电芯圆柱面把电芯热量导出，或者通过液冷板直接接触电池模组汇流排把电芯热量导出。但是，现有的电池模组的导热结构具有缺陷。

对于采用液冷板直接与电芯圆柱面接触的导热方式：液冷板弯曲缠绕在电芯之间，液冷板与电芯圆柱面之间采用绝缘导热泡棉和耐高温绝缘胶带隔离，且为了尽可能保证液冷板也电芯圆柱面之间的热传递效率，整个模组液冷结构与电芯圆柱面之间需通过挤压绝缘导热泡棉来实现过盈配合。由于18650模组液冷结构与电芯圆柱面是通过挤压绝缘导热泡棉来实现过盈配合，导致液冷18650电池模组装配困难，液冷板不能与电芯圆柱面良好接触或接触面积有限，导致电芯圆柱表面与液冷结构的表面传热效率降低，不能够达到期望冷却性能。由于液冷板缠绕在18650电池模组内部的电芯之间，受液冷板加工工艺和冷却性能限制，液冷板的厚度通常在4mm左右，加上液冷板与电芯圆柱面之间的绝缘导热泡棉，导致电芯与电芯之间间距不得不增大，使得模组的体积能量密度进一步降低。由于缠绕在电芯之间的液冷板较长，且对弯曲尺寸精度要求很高，故生产工艺复杂，生产工装和单件成本均比较高。

对于采用液冷板直接与18650电池模组汇流排接触的冷却方式：18650电池模组的正负极汇流排直接与液冷板(厚度一般为6-8mm)接触，二者之间通过绝缘导热泡棉隔离。由于每个18650电池模组的正负极汇流排均需布置一块液冷板，导致模组在厚度方向上(即18650电芯轴向方向)需额外增加空间，使得液冷18650电池模组的体积能量密度大为降低。同时，质量能量密度也大为降低(由于液冷板及内部冷却介质的重量增加较多)。并且，由于每个液冷18650电池模组均有一对进、出水口，则模组集到电池***集成以后，电池***内部水管接头太多，导致电池***的热管理结构气密可靠性大为降低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种液冷电池模组以及电动汽车，可以通过散热翅片实现电池模块的汇流排与液冷板之间的热量传导。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供一种液冷电池模组，包括：电池模块、散热翅片和液冷板；所述电池模块包括：电芯、汇流排；所述汇流排与所述电芯的极柱连接；在所述液冷板上安装有所述散热翅片，在所述散热翅片的底部设置有用于与所述液冷板相接触的接触部；在所述汇流排与所述散热翅片之间设置用于导热的第一绝缘导热层，所述第一绝缘导热层分别与所述汇流排和所述散热翅片相接触。

可选地，在所述接触部与所述液冷板之间设置有用于导热的第二绝缘导热层，所述第二绝缘导热层分别与所述接触部和所述液冷板相接触。

可选地，所述接触部包括设置在所述散热翅片底部的折弯边。

可选地，所述汇流排包括：正极汇流排和负极汇流排；所述正极汇流排和所述负极汇流排分别与所述电芯的正极极柱和负极极柱连接，所述连接包括：焊接、螺纹连接。

可选地，多个所述散热翅片安装在所述液冷板上，多个所述散热翅片的接触部分别与所述液冷板相接触。

可选地，多个所述散热翅片互为平行设置，在两个相邻的所述散热翅片之间设置所述电池模块，其中，所述第一绝缘导热层设置在所述正极汇流排和所述散热翅片之间、所述负极汇流排与所述散热翅片之间。

可选地，还包括：压板；在所述液冷电池模组最外侧的两端分别设置所述压板，所述压板通过穿过所述散热翅片和所述电池模块的螺栓固定连接。

可选地，所述第一绝缘导热层和所述第二绝缘导热层的材质包括：绝缘导热泡棉。

可选地，所述散热翅片的材质包括：铝合金。

可选地，所述液冷板的材质包括：铝。

可选地，所述液冷板和所述散热翅片的表面具有氧化铝薄膜。

可选地，所述散热翅片为片状结构，厚度为0.8-1.2mm。

可选地，所述液冷板的内部设置有毛细流道。

可选地，所述电芯为18650型电芯。

根据本实用新型的另一方面，提供一种电动汽车，包括动力装置，所述动力装置包括如上所述的液冷电池模组。

本实用新型的液冷电池模组以及电动汽车，在液冷板与电池模块汇流排之间设置散热翅片，通过散热翅片实现电池模块的汇流排与液冷板之间的热量传导，降低电芯的温度，通过取消电池模组内部的液冷板，设置散热翅片，解决了当前的液冷电池模组的体积能量密度和质量能量密度偏低、成组电池***以后由于液冷板加工工艺导致的电池***成本偏高、成组电池***以后模组之间水管接头偏多导致气密可靠性偏低、液冷电池模组不能大批量自动化装配生产等问题。

本实用新型实施例附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图：

图1为根据本实用新型的液冷电池模组的一个实施例的分解结构示意图；

图2为根据本实用新型的液冷电池模组的一个实施例的组装结构示意图；

图3为根据本实用新型的液冷电池模组的一个实施例的热量传导示意图；

图4为根据本实用新型的液冷电池模组的一个实施例中的电池模块的分解结构示意图；

图5为根据本实用新型的液冷电池模组的一个实施例中的散热翅片和液冷板的连接示意图；

图6为根据本实用新型的液冷电池模组的一个实施例中的电池模块的排布示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本实用新型进行更全面的描述，其中说明本实用新型的示例性实施例。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。

下文中的“第一”、“第二”等仅用于描述上相区别，并没有其它特殊的含义。

图1为根据本实用新型的液冷电池模组的一个实施例的分解结构示意图，如图1所示：液冷电池模组包括：电池模块、散热翅片4和液冷板6。电池模块包括电芯1和汇流排2。汇流排2与电芯1的极柱连接，可以采用焊接、螺纹连接等连接方式。电芯1可以为18650型电芯等，液冷电池模组可以为间接式液冷18650电池模组等。

在液冷板6上安装有散热翅片4，在散热翅片4的底部设置有用于与液冷板6相接触的接触部。在汇流排2与散热翅片4之间设置用于导热的第一绝缘导热层3，第一绝缘导热层3分别与汇流排2与散热翅片4相接触。

根据液冷板与电池模块的接触方式可分为直接式液冷电池模组和间接式液冷电池模组。上述实施例中的液冷电池模组，可以通过散热翅片实现电池模块的汇流排与液冷板之间的热量转接，对电池模组进行散热。

在散热翅片4的接触部与液冷板6之间设置有用于导热的第二绝缘导热层5，第二绝缘导热层5分别与散热翅片4的接触部和液冷板6相接触。

第一绝缘导热层3和第二绝缘导热层5的材质可以有多种，例如为绝缘导热泡棉等。散热翅片4底部的接触部可以有多种结构。例如，接触部包括设置在散热翅片4底部的折弯边。

如图2所示，压板7设置于液冷电池模组的最外侧两端，可以通过螺杆对液冷电池模组整体进行支撑和固定，压板7通过穿过散热翅片4和电池模块的螺栓8固定连接，压板7可以为金属压板等。

在一个实施例中，电池模块可以由电芯1与汇流排2焊接并组装而成，形成第一导热结构。例如，汇流排2包括正极汇流排和负极汇流排，正极汇流排和负极汇流排分别与电芯1的正极极柱和负极极柱连接，采用的连接方式包括焊接、螺纹连接等。

汇流排2与散热翅片4通过第一绝缘导热层3隔离，可以通过压紧的方式使汇流排2、散热翅片4与第一绝缘导热层3紧密贴合接触，形成第二导热结构。散热翅片4与液冷板6之间通过第二绝缘导热层5紧密地贴合接触，散热翅片4分别独立地与液冷板6接触，每一片散热翅片4在流路上互为并联，二者之间由第二绝缘导热泡棉5进行第二次绝缘隔离，形成为第三导热结构。液冷板6与液冷板内部的循环冷却液进行强制对流换热，形成第四导热结构。

如图3、4所示，由电芯1产生的热量会首先经过电芯1的正、负极柱，通过热传导的方式转移到汇流排2。第一绝缘导热层3贴合于汇流排2上，散热翅片4贴合于第一绝缘导热层3上，汇流排2上的热量经过第一绝缘导热层3通过热传导的方式转移到散热翅片4上。

散热翅片4的折弯边紧密贴合第二绝缘导热层5，液冷板6贴合第二绝缘导热层5，散热翅片4上的热量经过第二绝缘导热层5，通过热传导的方式转移到液冷板6上。液冷板6上的热量可经过内部循环的冷却介质，通过强制对流换热转移到电池模组的外部。

如图5所示，在液冷板6上安装有多个平行设置的散热翅片4，多个散热翅片4的折弯边分别与液冷板单独接触，保证了每个散热翅片4互相之间均为并联方式，每一片散热翅片均单独与液冷板6接触，散热翅片4之间互为并联结构。

可以在两个相邻的散热翅片4之间设置电池模块，第一绝缘导热层3设置在正极汇流排和散热翅片4之间、负极汇流排与散热翅片4之间。汇流排2没有与液冷板6通过绝缘导热泡棉直接接触，而是通过在液冷板6与汇流排2之间设置的散热翅片4，把汇流排2的热量通过散热翅片4间接转移到位于模组底部的液冷板6。

散热翅片4的材质可以为铝合金等。液冷板6的材质可以为铝等。可以对液冷板6和散热翅片4进行表面阳极氧化处理，液冷板6和散热翅片4的表面具有氧化铝薄膜。散热翅片4可以为薄片结构，例如为热传导系数很高的薄壁铝合金板材，厚度为0.8-1.2mm。液冷板6的内部设置有毛细流道。

如图6所示，本实用新型的液冷电池模组为间接式液冷电池模组，液冷板6的尺寸可根据带散热翅片5的电池模块的排列数量进行调整，即最终液冷电池***的进出水口管接头数量不受电池模块数量的限制，均为一个进水口一个出水口。每一个电池模块的正、负极汇流排都会和相同的散热翅片进行热交换，即每个电池模块被2片散热翅片冷却。通过调整间接式液冷电池模组的排布方式，可以不改变液冷电池模组本身结构、不增加进出水管接头，只需要改变液冷板6的尺寸即可实现电池***的液冷设计方案。

根据本实用新型的一个实施例，提供一种电动汽车，包括动力装置，所述动力装置包括如上任一实施例中的液冷电池模组。

与传统液冷电池模组相比，通过散热翅片转接液冷板与汇流排进行导热，散热翅片可充分、良好接触电池模组的正、负极汇流排，可以提升热传导效率；由于电池模组仅集成散热翅片，没有液冷板，也没有水管接头，减少了电池***的管接头数量，可以提升电池***的气密可行性；散热翅片厚度相比于液冷板厚度和重量极大降低，使得电池模组的体积能量密度和质量能量密度均得到大幅提升；散热翅片本身为一片薄壁铝合金板材，生产工艺简单，单件成本低廉。

上述实施例中的液冷电池模组以及电动汽车，在液冷板与电池模块汇流排之间设置散热翅片，通过散热翅片实现电池模块的汇流排与液冷板之间的热量转接，降低电芯的温度，解决了当前的液冷电池模组的体积能量密度和质量能量密度偏低、成组电池***以后由于液冷板加工工艺导致的电池***成本偏高、成组电池***以后模组之间水管接头偏多导致气密可靠性偏低、液冷电池模组不能大批量自动化装配生产等诸多问题。

上述本实用新型所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本实用新型才公开部分数值以举例说明本实用新型的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本实用新型创造保护范围的限制。

同时，上述本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

本实用新型的实施例提供了A1、一种液冷电池模组，包括：

电池模块、散热翅片和液冷板；所述电池模块包括：电芯、汇流排；所述汇流排与所述电芯的极柱连接；在所述液冷板上安装有所述散热翅片，在所述散热翅片的底部设置有用于与所述液冷板相接触的接触部；在所述汇流排与所述散热翅片之间设置用于导热的第一绝缘导热层，所述第一绝缘导热层分别与所述汇流排和所述散热翅片相接触。

A2、如A1所述的液冷电池模组，其中，在所述接触部与所述液冷板之间设置有用于导热的第二绝缘导热层，所述第二绝缘导热层分别与所述接触部和所述液冷板相接触。

A3、如A1或A2所述的液冷电池模组，其中，所述接触部包括设置在所述散热翅片底部的折弯边。

A4、如A1或A2所述的液冷电池模组，其中，所述汇流排包括：正极汇流排和负极汇流排；所述正极汇流排和所述负极汇流排分别与所述电芯的正极极柱和负极极柱连接，所述连接包括：焊接、螺纹连接。

A5、如A1或A2所述的液冷电池模组，其中，多个所述散热翅片安装在所述液冷板上，多个所述散热翅片的接触部分别与所述液冷板相接触。

A6、如A5所述的液冷电池模组，其中，多个所述散热翅片互为平行设置，在两个相邻的所述散热翅片之间设置所述电池模块，其中，所述第一绝缘导热层设置在所述正极汇流排和所述散热翅片之间、所述负极汇流排与所述散热翅片之间。

A7、如A1或A2所述的液冷电池模组，其中，还包括：压板；在所述液冷电池模组最外侧的两端分别设置所述压板，所述压板通过穿过所述散热翅片和所述电池模块的螺栓固定连接。

A8、如A2所述的液冷电池模组，其中，所述第一绝缘导热层和所述第二绝缘导热层的材质包括：绝缘导热泡棉。

A9、如A1所述的液冷电池模组，其中，所述散热翅片的材质包括：铝合金；

A10、如A1所属的液冷电池模组，其中，所述液冷板的材质包括：铝。

A11、如A9所述的液冷电池模组，其中，所述液冷板和所述散热翅片的表面具有氧化铝薄膜。

A12、如A1所述的液冷电池模组，其中，所述散热翅片为片状结构，厚度为0.8-1.2mm。

A13、如A1所述的液冷电池模组，其中，所述液冷板的内部设置有毛细流道。

A14、如A1所述的液冷电池模组，其中，所述电芯为18650型电芯。

A15、一种电动汽车，包括动力装置，其中，所述动力装置包括如A1至A14任一项所述的液冷电池模组。

Claims (15)

1.一种液冷电池模组，其特征在于，包括：

电池模块、散热翅片和液冷板；所述电池模块包括：电芯、汇流排；所述汇流排与所述电芯的极柱连接；在所述液冷板上安装有所述散热翅片，在所述散热翅片的底部设置有用于与所述液冷板相接触的接触部；在所述汇流排与所述散热翅片之间设置用于导热的第一绝缘导热层，所述第一绝缘导热层分别与所述汇流排和所述散热翅片相接触。

2.如权利要求1所述的液冷电池模组，其特征在于，

在所述接触部与所述液冷板之间设置有用于导热的第二绝缘导热层，所述第二绝缘导热层分别与所述接触部和所述液冷板相接触。

3.如权利要求1或2所述的液冷电池模组，其特征在于，

所述接触部包括设置在所述散热翅片底部的折弯边。

4.如权利要求1或2所述的液冷电池模组，其特征在于，

所述汇流排包括：正极汇流排和负极汇流排；所述正极汇流排和所述负极汇流排分别与所述电芯的正极极柱和负极极柱连接，所述连接包括：焊接、螺纹连接。

5.如权利要求1或2所述的液冷电池模组，其特征在于，

多个所述散热翅片安装在所述液冷板上，多个所述散热翅片的接触部分别与所述液冷板相接触。

6.如权利要求4所述的液冷电池模组，其特征在于，

多个所述散热翅片互为平行设置，在两个相邻的所述散热翅片之间设置所述电池模块，其中，所述第一绝缘导热层设置在所述正极汇流排和所述散热翅片之间、所述负极汇流排与所述散热翅片之间。

7.如权利要求1或2所述的液冷电池模组，其特征在于，还包括：

压板；在所述液冷电池模组最外侧的两端分别设置所述压板，所述压板通过穿过所述散热翅片和所述电池模块的螺栓固定连接。

8.如权利要求2所述的液冷电池模组，其特征在于，

所述第一绝缘导热层和所述第二绝缘导热层的材质包括：绝缘导热泡棉。

9.如权利要求1所述的液冷电池模组，其特征在于，

所述散热翅片的材质包括：铝合金。

10.如权利要求1所述的液冷电池模组，其特征在于，

所述液冷板的材质包括：铝。

11.如权利要求1所述的液冷电池模组，其特征在于，

所述液冷板和所述散热翅片的表面具有氧化铝薄膜。

12.如权利要求1所述的液冷电池模组，其特征在于，

所述散热翅片为片状结构，厚度为0.8-1.2mm。

13.如权利要求1所述的液冷电池模组，其特征在于，

所述液冷板的内部设置有毛细流道。

14.如权利要求1所述的液冷电池模组，其特征在于，

所述电芯为18650型电芯。

15.一种电动汽车，包括动力装置，其特征在于，

所述动力装置包括如权利要求1至14任一项所述的液冷电池模组。