CN216488232U - 电池模组用冷却框架、电池模组及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电池模组用冷却框架，包括内板和外封板，内板包括设置在第一端板上多条第一凹槽和多条第二凹槽、设置在第一侧板上的多条第三凹槽、设置在第二侧板上的多条第四凹槽、以及设置在第二端板上多条第五凹槽和多条第六凹槽；多条第三凹槽的两端分别与多条第一凹槽和多条第五凹槽一一对应，多条第四凹槽的两端分别与多条第二凹槽和多条第六凹槽一一对应；第一端板上还设有第一汇流腔，多条第一凹槽和多条第二凹槽与第一汇流腔贯通；第二端板上还设有第二汇流腔，多条第五凹槽和多条第六凹槽与第二汇流腔贯通。本实用新型实施例的电池模组用冷却框架无需在框架外设置独立的冷却***，降低了整个电池模组的体积与重量。

Description

电池模组用冷却框架、电池模组及电池包

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池模组用冷却框架、电池模组及电池包。

背景技术

随着动力电池技术的不断提高与发展，使新能源汽车的应用规模得到了极大扩展，动力电池在新能源汽车的上应用主要通过组装成电池包的形式，成为电能量储存***。动力电池主要包括电池模组、BMS(电池管理***)、热管理***、电气***及结构***等经过成组工艺装配而成。一个电池包内部是由几个或十几个模组通过串联组成的。

电池模组是由多个电芯单元经过集电极串并联在一起，电池模组作为电源存储的单元，电池模组的温度影响到整个动力电池包的安全，对模组的热管理管控至关重要。

现有的电池模组的热管理方案主要有：在电池模组的底部增加热管理冷却板的方式、或者在模组中间增加热管理冷却板的方式，以上两种方式都存在缺陷：一是热管理冷却板和电池模组的框架不能集合在一起，会产生额外的重量，不利于电池包能量密度的提升；二是冷却板只能对电池模组中的电芯单元的一端进行热管理控制，控温均匀性差。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电池模组用冷却框架，无需在框架外设置独立的冷却***，降低了整个电池模组的体积与重量。

本实用新型提供的电池模组用冷却框架包括内板和包覆在内板的表面上的外封板，内板包括首尾相连的第一端板、第一侧板、第二端板和第二侧板，第一端板与第二端板相对设置，第一侧板与第二侧板相对设置；内板上设有多条凹槽，包括设置在第一端板上多条第一凹槽和多条第二凹槽、设置在第一侧板上的多条第三凹槽、设置在第二侧板上的多条第四凹槽、以及设置在第二端板上多条第五凹槽和多条第六凹槽；多条第三凹槽的两端分别与多条第一凹槽和多条第五凹槽一一对应，多条第四凹槽的两端分别与多条第二凹槽和多条第六凹槽一一对应；第一端板上还设有第一汇流腔，多条第一凹槽和多条第二凹槽分别设置在第一汇流腔的两侧并与第一汇流腔贯通；第二端板上还设有第二汇流腔，多条第五凹槽和多条第六凹槽分别设置在第二汇流腔的两侧并与第二汇流腔贯通。

其中一实施例中，多条第二凹槽与多条第一凹槽以第一汇流腔为中心对称设置，多条第六凹槽与多条第五凹槽以第二汇流腔为中心对称设置。

其中一实施例中，第一凹槽的数量为四条，第二凹槽的数量为四条。

其中一实施例中，外封板包括设置在第一端板的表面的第一外封板、设置在第一侧板的表面的第二外封板、设置在第二端板的表面的第三外封板、以及设置在第二侧板的表面的第四外封板；第一外封板设有与第一汇流腔贯通的冷却液入口，第三外封板设有与第二汇流腔贯通的冷却液出口。

其中一实施例中，还包括多根连接管，连接管用于贯通一一对应的相邻的两条凹槽。

其中一实施例中，连接管包括管本体和设置在管本体两端的第一接口端和第二接口端，第一接口端的轴向和第二接口端的轴向相互垂直；第一外封板、第二外封板、第三外封板、第四外封板的两端对应凹槽的位置设有通孔，连接管的第一接口端和第二接口端分别设置在相邻接的第一外封板与第二外封板、相邻接的第二外封板与第三外封板、相邻接的第三外封板与第四外封板、相邻接的第四外封板与第一外封板的通孔内。

其中一实施例中，连接管上还设有传感器。

本实用新型还提供一种电池模组，包括上述的电池模组用冷却框架。

其中一实施例中，电池模组包括设置在电池模组用冷却框架内的多个电芯单元，多个电芯单元沿第一侧板、第二侧板的长度方向堆叠设置，内板的内表面还设的第一导热结构，每个电芯单元的两端设有第二导热结构，电芯单元的两端通过第一导热结构和第二导热结构与内板相抵靠。

本实用新型还提供一种电池包，包括上述的电池模组。

本实用新型实施例的电池模组用冷却框架、电池模组及具有该电池模组的电池包中，电池模组用冷却框架包括内板和包覆在内板的表面上的外封板，内板包括首尾相连的第一端板、第一侧板、第二端板和第二侧板，第一端板与第二端板相对设置，第一侧板与第二侧板相对设置；内板上设有多条凹槽，包括设置在第一端板上多条第一凹槽和多条第二凹槽、设置在第一侧板上的多条第三凹槽、设置在第二侧板上的多条第四凹槽、以及设置在第二端板上多条第五凹槽和多条第六凹槽；多条第三凹槽的两端分别与多条第一凹槽和多条第五凹槽一一对应，多条第四凹槽的两端分别与多条第二凹槽和多条第六凹槽一一对应；第一端板上还设有第一汇流腔，多条第一凹槽和多条第二凹槽分别设置在第一汇流腔的两侧并与第一汇流腔贯通；第二端板上还设有第二汇流腔，多条第五凹槽和多条第六凹槽分别设置在第二汇流腔的两侧并与第二汇流腔贯通。电池模组用冷却框架无需在框架外设置独立的冷却***，降低了整个电池模组的体积与重量，进一步地，设置在电池模组用冷却框架内的电芯单元的两端均能将热量传导至冷却流道内散热，散热面积大，有效地提高了电芯单元的散热效率，整个电池模组控温效果好。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的电池模组的结构示意图。

图2为图1的电池模组去除了连接管的结构示意图。

图3为本实用新型一实施例的电池模组用冷却框架的结构示意图。

图4为图3的电池模组用冷却框架去除了连接管的结构示意图。

图5为本实用新型一实施例电池模组用冷却框架的连接管的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术方式及功效，以下结合附图及实施例，对本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请一并参阅图1至图4，电池模组用冷却框架用于固定电芯单元40并给电芯单元40控温以达到热管理控制，电池模组用冷却框架包括内板1和包覆在内板1的表面上的外封板2。

具体地，内板1包括首尾相连的第一端板11、第一侧板12、第二端板 13和第二侧板14，第一端板11与第二端板13相对设置，第一侧板12与第二侧板14相对设置。第一端板11、第一侧板12、第二端板13和第二侧板 14围成一个容纳空间用于放置多个电芯单元40。

内板1上设有多条凹槽，该多条凹槽包括设置在第一端板11上多条第一凹槽111和多条第二凹槽112、设置在第一侧板12上的多条第三凹槽123、设置在第二侧板14上的多条第四凹槽144、以及设置在第二端板13上多条第五凹槽135和多条第六凹槽136；其中，多条第三凹槽123的两端分别与多条第一凹槽111和多条第五凹槽135一一对应，多条第四凹槽144的两端分别与多条第二凹槽112和多条第六凹槽136一一对应。凹槽直接刻在内板 1上，再在内板1的表面盖外封板2形成密封的冷却流道用于给电芯单元40 的两端进行降温冷却，整个电池模组用冷却框架结构简单。

进一步地，第一端板11上还设有第一汇流腔110，多条第一凹槽111和多条第二凹槽112分别设置在第一汇流腔110的两侧并与第一汇流腔110贯通。第二端板13上还设有第二汇流腔130，多条第五凹槽135和多条第六凹槽136分别设置在第二汇流腔130的两侧并与第二汇流腔130贯通。

本实施例中，多条第一凹槽111以第一汇流腔110为中心呈放射状排列在第一汇流腔110的一侧，多条第二凹槽112与多条第一凹槽111以第一汇流腔110为中心对称设置；多条第五凹槽135以第二汇流腔130为中心呈放射状排列在第二汇流腔130的一侧，多条第六凹槽136与多条第五凹槽135 以第二汇流腔130为中心对称设置。第一凹槽111、第二凹槽112与第一汇流腔110的结构，第五凹槽135、第六凹槽136与第二汇流腔130的结构可减小冷却流道内涡流的形成。

进一步地，第一凹槽111的数量为四条，第二凹槽112的数量为四条。

外封板2包括设置在第一端板11的表面的第一外封板21、设置在第一侧板12的表面的第二外封板22、设置在第二端板13的表面的第三外封板23、以及设置在第二侧板14的表面的第四外封板24。其中，第一外封板21设有与第一汇流腔110贯通的冷却液入口31，第三外封板23设有与第二汇流腔 130贯通的冷却液出口32。

本实施例中，电池模组用冷却框架还包括多根连接管15，连接管15用于贯通一一对应的相邻的两条凹槽。

具体地，如图5所示，连接管15包括管本体150和设置在管本体150两端的第一接口端151和第二接口端152，第一接口端151的轴向和第二接口端152的轴向相互垂直。

如图2和图4所示，第一外封板21、第二外封板22、第三外封板23、第四外封板24的两端对应凹槽的位置设有通孔2a，连接管15的第一接口端 151和第二接口端152分别设置在相邻接的第一外封板21与第二外封板22、相邻接的第二外封板22与第三外封板23、相邻接的第三外封板23与第四外封板24、相邻接的第四外封板24与第一外封板21的通孔2a内。通过外置的连接管15导通相邻的两条凹槽，连接管15具有弯道，呈垂直设置的相邻的两条凹槽内的冷却液流通更快速。

进一步地，连接管15上还增设有传感器(图未绘示)，如速度传感器和温度传感器等，通过设置传感器实时监控冷却液流速和温度进行相应的调节。

本实施例中，第一端板11与第一侧板12、第二侧板14之间，第二端板 13与第一侧板12、第二侧板14之间均通过焊接方式固定连接。

本实用新型还涉及一种包括上述的电池模组用冷却框架的电池模组。请再参图1，该电池模组还包括设置在电池模组用冷却框架内的多个电芯单元 40，以及汇流排50。该多个电芯单元40沿第一侧板12、第二侧板14的长度方向堆叠设置，每个电芯单元40的两端分别与第一侧板12、第二侧板14相抵靠。进一步地，内板1的内表面(即靠近电芯单元40的表面)还设的第一导热结构(图未绘示)，每个电芯单元40的两端设有第二导热结构(图未绘示)，多个电芯单元40的两端通过第一导热结构和第二导热结构与内板1相抵靠。本实用新型将冷却流道集成在框架上，无需在框架外设置独立的冷却***，降低了整个电池模组的体积与重量；进一步地，设置在电池模组用冷却框架内的电芯单元40的两端均能将热量传导至冷却流道内散热，散热面积大，有效地提高了电芯单元40的散热效率，整个电池模组控温效果好。

电池模组在组将时先对设置了第一导热结构的端板和侧板进行进行激光焊接，焊接完后，在进行汇流排50焊接，然后再使用连接管15连接端板和侧板之间的凹槽使冷却通道连通起来。

本实用新型还涉及一种电池包，包括上述的电池模组。多个电池模组组合后在电池模组两端形成总进液管和总出液管，每个电池模组的冷却液入口 31与总进液管连通、冷却液出口32与总出液管连通。电池包的其它结构为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。

以上仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种电池模组用冷却框架，其特征在于，包括内板(1)和包覆在所述内板(1)的表面上的外封板(2)，所述内板(1)包括首尾相连的第一端板(11)、第一侧板(12)、第二端板(13)和第二侧板(14)，所述第一端板(11)与所述第二端板(13)相对设置，所述第一侧板(12)与所述第二侧板(14)相对设置；所述内板(1)上设有多条凹槽，包括设置在所述第一端板(11)上多条第一凹槽(111)和多条第二凹槽(112)、设置在所述第一侧板(12)上的多条第三凹槽(123)、设置在所述第二侧板(14)上的多条第四凹槽(144)、以及设置在所述第二端板(13)上多条第五凹槽(135)和多条第六凹槽(136)；所述多条第三凹槽(123)的两端分别与所述多条第一凹槽(111)和所述多条第五凹槽(135)一一对应，所述多条第四凹槽(144)的两端分别与所述多条第二凹槽(112)和所述多条第六凹槽(136)一一对应；所述第一端板(11)上还设有第一汇流腔(110)，所述多条第一凹槽(111)和所述多条第二凹槽(112)分别设置在所述第一汇流腔(110)的两侧并与所述第一汇流腔(110)贯通；所述第二端板(13)上还设有第二汇流腔(130)，所述多条第五凹槽(135)和所述多条第六凹槽(136)分别设置在所述第二汇流腔(130)的两侧并与所述第二汇流腔(130)贯通。

2.如权利要求1所述的电池模组用冷却框架，其特征在于，所述多条第二凹槽(112)与所述多条第一凹槽(111)以所述第一汇流腔(110)为中心对称设置，所述多条第六凹槽(136)与所述多条第五凹槽(135)以所述第二汇流腔(130)为中心对称设置。

3.如权利要求2所述的电池模组用冷却框架，其特征在于，所述第一凹槽(111)的数量为四条，所述第二凹槽(112)的数量为四条。

4.如权利要求1所述的电池模组用冷却框架，其特征在于，所述外封板(2)包括设置在第一端板(11)的表面的第一外封板(21)、设置在第一侧板(12)的表面的第二外封板(22)、设置在第二端板(13)的表面的第三外封板(23)、以及设置在第二侧板(14)的表面的第四外封板(24)；所述第一外封板(21)设有与所述第一汇流腔(110)贯通的冷却液入口(31)，所述第三外封板(23)设有与所述第二汇流腔(130)贯通的冷却液出口(32)。

5.如权利要求4所述的电池模组用冷却框架，其特征在于，还包括多根连接管(15)，所述连接管(15)用于贯通一一对应的相邻的两条所述凹槽。

6.如权利要求5所述的电池模组用冷却框架，其特征在于，所述连接管(15)包括管本体(150)和设置在所述管本体(150)两端的第一接口端(151)和第二接口端(152)，所述第一接口端(151)的轴向和所述第二接口端(152)的轴向相互垂直；所述第一外封板(21)、所述第二外封板(22)、所述第三外封板(23)、所述第四外封板(24)的两端对应所述凹槽的位置设有通孔(2a)，所述连接管(15)的第一接口端(151)和第二接口端(152)分别设置在相邻接的所述第一外封板(21)与所述第二外封板(22)、相邻接的所述第二外封板(22)与所述第三外封板(23)、相邻接的所述第三外封板(23)与所述第四外封板(24)、相邻接的所述第四外封板(24)与所述第一外封板(21)的通孔(2a)内。

7.如权利要求5所述的电池模组用冷却框架，其特征在于，所述连接管(15)上还设有传感器。

8.一种电池模组，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的电池模组用冷却框架。

9.如权利要求8所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组包括设置在所述电池模组用冷却框架内的多个电芯单元(40)，所述多个电芯单元(40)沿所述第一侧板(12)、所述第二侧板(14)的长度方向堆叠设置，所述内板(1)的内表面还设的第一导热结构，每个电芯单元(40)的两端设有第二导热结构，所述电芯单元(40)的两端通过所述第一导热结构和所述第二导热结构与所述内板(1)相抵靠。

10.一种电池包，其特征在于，包括如权利要求8所述的电池模组。

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