CN212659592U - 动力电池***的冷却装置和用于车辆的动力电池*** - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种动力电池***的冷却装置以及用于车辆的动力电池***。冷却装置布置于动力电池***的底部并包括：箱体框架，所述箱体框架用于支撑固定动力电池***：液冷板总成，所述液冷板总成被构造为整体式并布置于所述箱体框架上；以及中部梁，所述中部梁可分离地固定于所述箱体框架上以限位所述液冷板总成。本实用新型的冷却装置中，实现了整体式液冷板总成在电池包内部的应用，可实现无管路化设计，避免了冷却液内部泄露风险，极大地提高了电池***的安全性能。而且，可分离的中部梁设计能够简化装配步骤，从而节省了装配工序和时间，提高了生产效率。

Description

动力电池***的冷却装置和用于车辆的动力电池***
技术领域
本实用新型总的涉及车辆领域，尤其是新能源车辆(电动车辆、混合动力车辆)的动力电池***领域。更具体地，涉及一种动力电池***的冷却装置，以及用于车辆的动力电池***。
背景技术
混合动力车辆及纯电动车辆通常需要高效率的动力电池***提供能量。当以高功率运行时，电池的充放电过程会产生大量热量，使得电池内部热量堆积并导致电池性能下降。由于动力电池对温度较为敏感，为了使动力电池工作在最佳温度，目前越来越多的电池***都配备了例如通过空气冷却或液体冷却的冷却***，由于空气冷却换热系数较低，换热速度慢，因此尤以液冷***最为普遍。
目前市场上电池包的冷却结构多以铝挤出或铝冲压的方式制得，固定电池模组的部件和冷却箱体通常焊接为一整体，并且将液冷板或冷板分割成多个，如图1所示，多个冷板1之间用管路接头2安装以实现液冷循环。
然而，此种电池包的冷却结构普遍存在管路漏液风险，失效概率大，可能会导致电池***短路、起火甚至***等，存在较高的安全隐患。此外，管路连接***复杂，装配耗时，成本及加工效率较低。
实用新型内容
本实用新型的目的就在于解决上述现有技术中存在的问题，提供一种内部整体式冷板的箱体设计，实现整体式液冷板在电池包内部的应用，可实现无管路化，避免冷却液内部泄露风险，即使冷却液发生泄漏也不会影响到电池***内部的高压器件和模组等，极大地提高了安全性。
为此，根据本实用新型的一个方面，提供一种动力电池***的冷却装置，所述冷却装置布置于动力电池***的底部并包括：箱体框架，所述箱体框架用于支撑固定动力电池***：液冷板总成，所述液冷板总成被构造为整体式并布置于所述箱体框架上；以及中部梁，所述中部梁可分离地固定于所述箱体框架上以限位所述液冷板总成。
根据上述技术构思，本实用新型可进一步包括任何一个或多个如下的可选形式。
在某些可选形式中，所述液冷板总成包括多个并列布置的液冷板，以及在各个液冷板的两端将多个液冷板连接的一对连接板，以使得相邻的一个或多个液冷板之间流体连通以构成冷却回路。
在某些可选形式中，所述连接板上设有进液管道和出液管道，所述进液管道和出液管道与一个或多个液冷板流体连通。
在某些可选形式中，所述多个液冷板和所述连接板为挤出成型的中空金属板并彼此密封焊接。
在某些可选形式中，所述多个液冷板被布置为限定供容纳所述中部梁的缺口。
在某些可选形式中，所述箱体框架包括托盘及置于所述托盘内的内加强梁和/或位于所述托盘底部的外加强梁；所述内加强梁环绕所述托盘的周边布置并使得所述中部梁可分离地固定于内加强梁上，所述外加强梁设有供连接车辆部件的固定部。
在某些可选形式中，所述中部梁被设置为框架形式，包括横跨所述箱体框架的横向方向或纵向方向的一对横梁，以及可分离地固定于所述箱体框架上的一对连接梁，所述一对横梁与所述一对连接梁固定连接。
在某些可选形式中，所述连接梁和所述横梁为中空钣金，其中，所述横梁和/或连接梁上设有加强肋，并且/或者所述一对横梁之间和/或所述一对连接梁之间设有加强梁。
在某些可选形式中，所述连接梁被设置为包括与所述横梁连接的第一连接梁，以及连接于所述第一连接梁上的第二连接梁，所述中部梁通过所述第二连接梁连接于所述箱体框架。
根据本实用新型的另一个方面，提供一种用于车辆的动力电池***，所述动力电池***包括至少一个上述的冷却装置。
本实用新型的冷却装置中，实现了整体式液冷板总成在电池包内部的应用，可实现无管路化设计，避免了冷却液内部泄露风险，极大地提高了电池***的安全性能。而且，可分离的中部梁设计能够简化装配步骤，从而节省了装配工序和时间，提高了生产效率。
附图说明
本实用新型的其它特征以及优点将通过以下结合附图详细描述的可选实施方式更好地理解，附图中相同的标记标识相同或相似的部件，其中：
图1是现有电池包的冷却结构的示意图；
图2a是根据本实用新型一种实施方式的动力电池***的冷却装置的示意图，图2b是图2a中冷却装置的顶部示意图；
图3是图2a中冷却装置的分解示意图；
图4a是液冷板总成的示意图，图4b是图4a中液冷板总成的顶部示意图；
图5a是箱体框架的分解示意图，图5b是箱体框架上供装设元器件、进液管道和出液管道的安装表面的示意图；
图6a是图2a所示中部梁的示意图，图6b是图6a中沿A-A线的截面示意图，图6c是图6a中沿B-B线的截面示意图；
图7a是冷却装置的中部梁装设于箱体框架上的示意图，其中去除了液冷板总成，图7b是图7a中的冷却装置的顶部示意图。
具体实施方式
下面详细讨论实施例的实施和使用。然而，应当理解，所讨论的具体实施例仅仅示范性地说明实施和使用本实用新型的特定方式，而非限制本实用新型的范围。在描述时各个部件的结构位置例如上、下、顶部、底部等方向的表述不是绝对的，而是相对的。当各个部件如图中所示布置时，这些方向表述是恰当的，但图中各个部件的位置改变时，这些方向表述也相应改变。
本文中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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。对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本文中的具体含义。
本文中，“横向”和“纵向”是相对而言的，“横向”指尺寸上相对较小的方向，“纵向”指尺寸上相对较大的方向。
通常，用于车辆的动力电池***包括多个单体电池组成的电池包，将冷却装置布置于动力电池***的底部，有助于对电池包进行快速均匀地散热。根据本实用新型的构思，有利地将液冷板总成构造为整体式，以避免冷却液的泄露风险。整体式的液冷板总成能够实现整体组装和拆卸，简化了装配流程。此外，提供一中部梁，用以可分离地连接于支撑液冷板总成的箱体框架上，从而对液冷板总成提供稳固的限位作用。
具体地，参见图2a至图3，根据本实用新型的冷却装置可包括用于支撑固定动力电池***的箱体框架20，布置于箱体框架20上的液冷板总成10，以及可分离地固定于箱体框架20上以限位液冷板总成10的中部梁30。优选地，虽未图示，在液冷板总成10和电池模组之间还可提供有导热衬垫以增强散热效果。
在某些实施方式中，参见图4a和图4b，液冷板总成10可包括多个并列布置的液冷板12，以及在各个液冷板12的两端将多个液冷板12连接的一对连接板11，以使得相邻的一个或多个液冷板12之间流体连通以构成冷却回路。连接板11上设有进液管道13和出液管道14，例如图4b中示例性地设置在一对连接板中的连接板11a上。其中，进液管道13和出液管道14可用作为进液接头和出液接头连接至供液管路和排液管路，并且可使得进液管道13和出液管道14与一个或多个液冷板12流体连通，从而根据实际需要形成不同的冷却回路。举例来说，如图4b所示，经由进液管道13进入连接板11a的冷却液可进入左侧的数个液冷板12a中分流，在连接板11b汇聚后进入右侧的数个液冷板12b分流，然后汇聚在连接板11a并经由出液管道14排出，由此实现循环冷却的目的，保证动力电池在温度基本不变的环境下工作。
在某些实施方式中，多个液冷板12和连接板11可为挤出成型的中空金属板并彼此密封焊接，从而组合在一起形成整体。可选地，整个液冷板总成可由铝或铝合金挤出型材焊接成型。这样，液冷板总成采用无管路设计，避免了泄露风险以及管路连接的额外装配时间。此外，采用铝材可获得减轻重量的轻量化设计，成本较低且高效传热。在对液冷板和连接板的布局考虑中，通过合理的流道设计，能够减少冷却液流阻，提高传热效率。
在某些实施方式中，多个液冷板12被布置为限定供容纳中部梁30的缺口15，如图4b所示。该缺口15可被设置为与中部梁30的尺寸相适应，这样，当液冷板总成10装入箱体框架20，并将中部梁30置入缺口15中后，如图2a所示，使得冷却装置的整体尺寸更为紧凑。在图4b所示实施方式中，可相应地在左侧和右侧分别布置五个液冷板，并在中部留出缺口15，保证液冷板的温度场分布一致，并有效降低***压降，提高散热效果。应理解的是，实际应用中，可根据需要布置更多或更少的液冷板。此外，这里的中部并不意味着必然位于中间的位置，中部梁的数量也并非限制为一个。
图5a示出了箱体框架20的一种实施方式。在该实施方式中，箱体框架20可包括托盘21及置于托盘21内的内加强梁22和/或位于托盘21底部的外加强梁23。有利地，箱体框架20被构造为提供电池模组的安装固定点、内部电气元器件的安装固定点、整车连接固定点等结构特征。例如，在某些实施方式中，内加强梁22可环绕托盘21的周边布置，如图2a和图5a所示，并提供电池模组的安装固定点(例如图7a所示螺纹孔221)，以及中部梁的安装固定点，以使得中部梁30可分离地固定于内加强梁22上。对于外加强梁23，可选地设有供连接车辆部件的固定部24。而且，托盘21被设置为提供容纳液冷板总成10和中部梁30的空间，也就是，在托盘21的周边可设有立壁，并且在立壁上可提供具有元器件接口以及进液管道和出液管道的安装接口的安装表面25。具体可参见图5b，该安装表面25上例如可供连接高低压接插件的元器件接口251、进液管道13的安装接口252和出液管道14的安装接口253。在某些实施方式中，进液管道13和出液管道14可借由安装块16来进一步确保连接稳定性。结合图3、图4b和图5b，安装块16可例如通过螺栓等紧固件42装设于安装表面25上的对应孔洞处。
图6a至图6c示出了中部梁30的一种实施方式。在该实施方式中，中部梁30可被设置为框架形式，从而可在框架中容置电控元件。在某些实施方式中，中部梁30例如包括横跨箱体框架20的横向方向或纵向方向的一对横梁31，以及可分离地固定于箱体框架20上的一对连接梁32，并且一对横梁31与一对连接梁32固定连接，例如通过焊接连接。
中部梁30不仅被提供用来将液冷板总成10限位及固定至箱体框架20之上，中部梁30还可起到对于电池模组承重的作用。例如，在一对横梁31上可设有螺纹孔312，如图6a所示。由此可通过箱体框架20的内加强梁22上的螺纹孔221和中部梁30上的螺纹孔312将电池模组安装就位并提供稳固支撑，如图7a所示。优选地，连接梁32和横梁31可为中空钣金，如图6b和图6c所示，利用型材截面增加刚度和强度。在某些实施方式中，横梁31和/或连接梁32上可设有加强肋，例如图6b所示在横梁31上延伸出一条或多条加强肋311，由此增加强度。在某些实施方式中，亦可在一对横梁31之间和/或一对连接梁32之间设有加强梁。
如上所述的，液冷板总成10留有缺口供容置中部梁30。此种情况下，中部梁30的连接梁32可作为与横梁31连接的第一连接梁，还可包括连接于第一连接梁上的第二连接梁33，如图6a所示，其中，中部梁30通过第二连接梁33连接于箱体框架20，如图7a和图7b所示。
箱体框架20和中部梁30可选取高强钢钣金制成，并分别通过焊接将各个部件彼此焊接。作为选择，上述所提及的焊接方式可选择为冷金属过渡焊(CMT)、搅拌摩擦焊或熔化极惰性气体保护焊(MIG)。中部梁30与箱体框架20的连接可采用例如螺栓等紧固件41的方式，例如图3中示出的。以这种方式，可以实现整体式的液冷板总成10先安装至箱体框架20中，然后再将中部梁30安装及固定在箱体框架20之上，进而将液冷板总成10固定于箱体框架20。这种设计的优点还在于，能够根据实际需要便利地将液冷板总成10进行更换或维修。总的来说，本实用新型的冷却装置满足功能和强度要求的同时，避免了内部露液风险，提高了动力电池***的安全性及可靠性，且装配简单，大大提高了生产效率。
这里应当理解的是，图中所示实施方式仅显示了根据本实用新型的冷却装置的可选形状、尺寸和布置方式，然而其仅为示意而非限制，在不背离本实用新型的思想和范围的情况下，亦可采取其他形状、尺寸和布置方式。
以上已揭示本实用新型的技术内容及技术特点，然而可以理解，在本实用新型的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述公开的构思作各种变化和改进，但都属于本实用新型的保护范围。上述实施方式的描述是例示性的而不是限制性的，本实用新型的保护范围由权利要求所确定。

Claims (10)

1.一种动力电池***的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置布置于动力电池***的底部并包括：
箱体框架，所述箱体框架用于支撑固定动力电池***：
液冷板总成，所述液冷板总成被构造为整体式并布置于所述箱体框架上；以及
中部梁，所述中部梁可分离地固定于所述箱体框架上以限位所述液冷板总成。
2.根据权利要求1所述的动力电池***的冷却装置，其特征在于，所述液冷板总成包括多个并列布置的液冷板，以及在各个液冷板的两端将多个液冷板连接的一对连接板，以使得相邻的一个或多个液冷板之间流体连通以构成冷却回路。
3.根据权利要求2所述的动力电池***的冷却装置，其特征在于，所述连接板上设有进液管道和出液管道，所述进液管道和出液管道与一个或多个液冷板流体连通。
4.根据权利要求2或3所述的动力电池***的冷却装置，其特征在于，所述多个液冷板和所述连接板为挤出成型的中空金属板并彼此密封焊接。
5.根据权利要求2或3所述的动力电池***的冷却装置，其特征在于，所述多个液冷板被布置为限定供容纳所述中部梁的缺口。
6.根据权利要求1所述的动力电池***的冷却装置，其特征在于，所述箱体框架包括托盘及置于所述托盘内的内加强梁和/或位于所述托盘底部的外加强梁；所述内加强梁环绕所述托盘的周边布置并使得所述中部梁可分离地固定于内加强梁上，所述外加强梁设有供连接车辆部件的固定部。
7.根据权利要求1所述的动力电池***的冷却装置，其特征在于，所述中部梁被设置为框架形式，包括横跨所述箱体框架的横向方向或纵向方向的一对横梁，以及可分离地固定于所述箱体框架上的一对连接梁，所述一对横梁与所述一对连接梁固定连接。
8.根据权利要求7所述的动力电池***的冷却装置，其特征在于，所述连接梁和所述横梁为中空钣金，其中，所述横梁和/或连接梁上设有加强肋，并且/或者所述一对横梁之间和/或所述一对连接梁之间设有加强梁。
9.根据权利要求7或8所述的动力电池***的冷却装置，其特征在于，所述连接梁被设置为包括与所述横梁连接的第一连接梁，以及连接于所述第一连接梁上的第二连接梁，所述中部梁通过所述第二连接梁连接于所述箱体框架。
10.一种用于车辆的动力电池***，其特征在于，所述动力电池***包括至少一个根据权利要求1至9任一项所述的动力电池***的冷却装置。
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