CN220604769U - 冷却结构及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种冷却结构及电池包，其中，冷却结构包括至少一个液冷模块、输液管路和第二液冷板，每个液冷模块包括至少一个第一液冷板，第一液冷板用于冷却电池，所有第一液冷板均通过输液管路连通，第二液冷板通过输液管路与第一液冷板连通，第二液冷板用于冷却电气部件。该冷却结构通过第一液冷板对电池进行冷却，通过第二液冷板对电气部件冷却，冷却效果较好，而液冷散热相比于传统的风冷散热的效果更好，提高了对电气部件的散热效率，以使整个电池包能处于适宜的稳定，从而提高电池包的使用寿命。

Description

冷却结构及电池包

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种冷却结构及电池包。

背景技术

电池包通常包括若干电池和电池断路单元(Battery Disconnect Unit)，若干电池为用电设备供电，在供电电流过大的情况下，电池断路单元能够使电池包与用电设备之间的电连接断开，从而中断电池包的供电，以避免出现安全事故。

在电池供电或充电过程中，以及电池断路单元运行过程中均会产生热量。目前，为了给电池包进行降温，通过在电池包的电池箱内设置液冷板对电池进行冷却散热，而电池断路单元单独采用风冷冷却，如在电池断路单元的底部设置散热片等结构。现有技术存在以下技术缺陷：电池断路单元通常包括继电器、熔断器等电气部件，因此电池断路单元运行产生的热量较多，采用风冷对电池断路单元的冷却效率较低，散热效果不佳。

实用新型内容

本实用新型实施例的一个目的在于：提供一种冷却结构，其结构简单，冷却效果好，制造成本低。

本实用新型实施例的另一个目的在于：提供一种电池包，散热效果好，使用寿命高。

为达此目的，本实用新型实施例采用以下技术方案：

第一方面，提供一种冷却结构，包括至少一个液冷模块、输液管路和第二液冷板，每个所述液冷模块包括至少一个第一液冷板，所述第一液冷板用于冷却电池，所有所述第一液冷板均通过所述输液管路连通，所述第二液冷板通过所述输液管路与所述第一液冷板连通，所述第二液冷板用于冷却电气部件。

作为一种冷却结构的优选方案，所有的所述液冷模块通过所述输液管路并联连通。

作为一种冷却结构的优选方案，当所述液冷模块内包括至少两个所述第一液冷板时，同一个所述液冷模块的多个所述第一液冷板之间并联连通。

作为一种冷却结构的优选方案，所述输液管路包括进液管和出液管，所述液冷模块设置有多个，所述进液管和所述出液管均与所有的所述液冷模块并联连通，所述进液管沿其内的冷却液流动方向依次与多个所述液冷模块连通；

沿所述进液管内的冷却液的流动方向，首个所述液冷模块的所述第一液冷板与所述第二液冷板串联，其余所述液冷模块内的所述第一液冷板数量逐渐减少。

作为一种冷却结构的优选方案，所述冷却结构包括三个所述液冷模块，三个所述液冷模块分别为第一液冷模块、第二液冷模块和第三液冷模块，所述进液管沿所述流动方向依次与所述第一液冷模块、所述第二液冷模块和所述第三液冷模块连通，所述第二液冷板与所述第一液冷模块串联，其中，所述第一液冷模块的所述第一液冷板的数量为S1，所述第二液冷模块的所述第一液冷板的数量为S2，所述第三液冷模块的所述第一液冷板的数量为S3，S1＝2，S2＝4，S3＝3。

作为一种冷却结构的优选方案，所述输液管路还包括快插接头和连通管，每个所述第一液冷板设置有至少两个水嘴，所述进液管和所述出液管两者中至少一者通过所述快插接头与所述水嘴连接，同一个所述液冷模块的相邻两个所述第一液冷板的所述水嘴通过所述连通管连接。

作为一种冷却结构的优选方案，所述冷却结构还包括固定件，所述固定件包括相连接的连接部和安装部，所述第一液冷板包括液冷部和承载部，所述液冷部和所述连接部设置在所述承载部的同一侧面，所述安装部凸出于所述承载部的外周。

作为一种冷却结构的优选方案，所述固定件在所述安装部的区域设置有台阶面。

作为一种冷却结构的优选方案，所述冷却结构还包括隔热件，所述台阶面凹设有容纳槽，所述隔热件设置在所述容纳槽内。

第二方面，提供一种电池包，包括至少两个电池、电气部件和上述所述的冷却结构，所有的所述电池设置在所述第一液冷板上，所述电气部件设置在所述第二液冷板上。

本实用新型实施例的有益效果为：该冷却结构通过设置液冷模块和第二液冷板，并将第二液冷板通过输液管路与液冷模块连通，以使输液管路可以同时为液冷模块的第一液冷板和第二液冷板输送冷却液。其中，第一液冷板能对电池进行冷却散热，而第二液冷板可以对电气部件进行冷却散热，因此该冷却结构可以同时为电池包内的电池以及电气部件进行冷却降温，而液冷散热相比于传统的风冷散热的效果更好，提高了对电气部件的散热效率。此外，第一液冷板和第二液冷板通过输液管路连通，因此第二液冷板和第二液冷板可以通过同一个冷却液供液设备循环供液，简化了该冷却结构的结构，使冷却结构更加紧凑，从而提高了电池能量密度。

附图说明

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型实施例的冷却结构的结构示意图之一。

图2为本实用新型实施例的冷却结构的结构示意图之二。

图3为本实用新型实施例的第一液冷板和固定件的配合示意图。

图4为本实用新型实施例的第一液冷板和固定件的局部剖视图。

图5为本实用新型实施例的固定件的结构示意图。

图中：

1、液冷模块；1a、第一液冷模块；1b、第二液冷模块；1c、第三液冷模块；11、第一液冷板；111、液冷部；112、承载部；113、水嘴；2、输液管路；21、进液管；22、出液管；23、快速插头；24、连通管；3、第二液冷板；4、固定件；41、连接部；42、安装部；421、台阶面；422、容纳槽；5、隔热件；6、安装梁。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，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，本领域技术人员在没有作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。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

电池包通常包括若干电池和电池断路单元(Battery Disconnect Unit)，若干电池为用电设备供电，在供电电流过大的情况下，电池断路单元能够使电池包与用电设备之间的电连接断开，从而中断电池包的供电，以避免出现安全事故。

在电池供电或充电过程中，以及电池断路单元运行过程中均会产生热量。目前，为了给电池包进行降温，通过在电池包的电池箱内设置液冷板对电池进行冷却散热，而电池断路单元单独采用风冷冷却，如在电池断路单元的底部设置散热片等结构。现有技术存在以下技术问题：电池断路单元通常包括继电器、熔断器等电气部件，因此电池断路单元运行产生的热量较多，采用风冷对电池断路单元的冷却效率较低，散热效果不佳。

为解决上述技术问题，如图1至图3所示，本实用新型提供一种冷却结构，包括至少一个液冷模块1、输液管路2和第二液冷板3，每个液冷模块1包括至少一个第一液冷板11，第一液冷板11用于冷却电池，所有第一液冷板11均通过输液管路2连通，第二液冷板3通过输液管路2与第一液冷板11连通，第二液冷板3用于冷却电气部件。

该实施例的冷却结构通过设置液冷模块1和第二液冷板3，并将第二液冷板3通过输液管路2与液冷模块1连通，以使输液管路2可以同时为液冷模块1的第一液冷板11和第二液冷板3输送冷却液。其中，第一液冷板11能对电池进行冷却散热，而第二液冷板3可以对电气部件进行冷却散热，因此该冷却结构能同时为电池包内的电池以及电气部件进行冷却降温，而液冷散热相比于传统的风冷散热的效果更好，提高了对电气部件的散热效率。此外，第一液冷板11和第二液冷板3通过输液管路2连通，因此第二液冷板3和第二液冷板3可以通过同一个冷却液供液设备循环供液，简化了该冷却结构的结构，使冷却结构更加紧凑，从而提高了电池能量密度。

需要说明的是，至少一个液冷模块1指的是液冷模块1可以设置一个、两个、三个或者更多。每个液冷模块1至少一个第一液冷板11指的是第一液冷板11可以设置一个、两个、三个或者更多。

本实施例中，电气部件为电池断路单元。当然，在其他实施例中，电池断路器还可以为其他类型的电气部件，例如，电池管理***、电池保护板、电池连接器等。

本实施例中，所有的液冷模块1通过输液管路2并联连通，该设计可以降低整个冷却结构的压降(压降指的是冷却液流动时由于能量损失而引起的压力降低)，以使电池包设计过程中，可以选择更小参数的输液泵，从而降低电池包的制造成本。可以理解的是，如果冷却液在输液管路2内的流动能量损失较大，输液泵就需提供更大泵液压力，相反地，本实施例的冷却结构通过并联方式降低了能量损失，因此可以选择提供泵液压力更小的输液泵。

具体地，当液冷模块1内包括至少两个第一液冷板11时，同一个液冷模块1的多个第一液冷板11之间并联连通，可以进一步降低整个冷却结构的压降，从而进一步降低电池包的制造成本。

示例性地，液冷模块1包括两个第一液冷板11，两个第一液冷板11通过两个连通管24并联。

一些实施例中，各个液冷模快之间串联连通，和/或，同一个液冷模块1内的相邻两个第一液冷板11串联。

具体地，如图2所示，输液管路2包括进液管21和出液管22，液冷模块1设置有多个，进液管21和出液管22均与所有的液冷模块1并联连通，进液管21沿其内的冷却液流动方向(附图的X轴指向)依次与多个液冷模块1连通；沿流动方向，首个液冷模块1的第一液冷板11与第二液冷板3串联，其余液冷模块1的第一液冷板11的数量逐渐减少。通过该设计可提高各个第一液冷板11内冷却液的流量的均匀性，从而保证所有电池的均温性。可以理解的是，沿进液管21的输液方向，冷却液受到的流阻越大(离进液管21的进液口越远，冷却液在输液管路2内的流动里程越远，因此冷却液受到的流阻越大)进入越往后的液冷模块1的冷却液越少。而本实施例通过第二液冷板3与最靠近进液管21的进液口的液冷模块1串联，相当于延长了冷却液流经首个液冷模块1的里程，从而增加了首个液冷模块1的流阻，以调整了流入首个液冷模块1的冷却液的流量。而其余液冷模块1中，沿进液管21的冷却液的流动方向流阻逐渐增加，也就是说，越靠近进液口的液冷模块1的冷却液流量越大，而通过增加在该液冷模块1内的第一液冷板11的数量，以对流入该液冷模块1的总流量进行分流，以调整进入每个第一液冷板11的流量，从而提高各个液冷模块1内的第一液冷板11的流量，从而提高各个第一液冷板11对电池冷却的均匀性。

本实施例中，如图2所示，冷却结构包括三个液冷模块1，三个液冷模块1分别为第一液冷模块1a、第二液冷模块1b和第三液冷模块1c，进液管21沿流动方向依次与第一液冷模块1a、第二液冷模块1b和第三液冷模块1c连通，第二液冷板3与第一液冷模块1a串联，其中，第一液冷模块1a的第一液冷板11的数量为S1，第二液冷模块1b的第一液冷板11的数量为S2，第三液冷模块1c的第一液冷板11的数量为S3，S1＝2，S2＝4，S3＝3。第一液冷模块1a与第二液冷板3串联，以使第一液冷模块1a与第二液冷板3组成的支路的流阻较大，使得第一液冷模块1a的流量小于第二液冷模块1b和第三液冷模块1c的流量。而冷却液进入第三液冷模块1c的相比于进入第二液冷模块1b的里程更远，因此第三液冷模块1c的流阻大于第二液冷模块1b的流阻，换言之，进入第二液冷模组的冷却液流量大于第三液冷模块1c的冷却液流量。可知，第一液冷模块1a的冷却液流量为Q1,第二液冷模块1b的冷却液流量为Q2，第三液冷模块1c的冷却液流量为Q3，Q2＞Q3＞Q1，而本实施例的液冷模块1的第一液冷板11的数量关系为，S2＞S3＞S1，具体地，S1＝2，S2＝4，S3＝3。通过三个液冷模块1分别采用2-4-3的第一液冷板11排布方案，使得各个第一液冷板11能对冷却液进行合理分流，使得各个第一液冷板11内冷却液的流量更加均匀，对电池的冷却均匀性更高。

其他实施例中，S1＝1，S2＝3，S3＝2，或S1＝3，S2＝4，S3＝3，或其他液冷板排布方式。

本实施例中，如图3所示，冷却结构还包括快插接头，每个第一液冷板11设置有至少两个水嘴113，进液管21和出液管22两者中至少一者通过快插接头与水嘴113连接。具体地，进液管21和出液管22均通过快速插头23与第一液冷板11快速插接，提高了冷却结构的拆装效率，而同一个液冷模块1内的相邻两个第一液冷板11通过连通管24连通，该设计可以减少插接接头的数量，从而降低制造成本。

一实施例中，如图3和图4所示，冷却结构还包括固定件4，固定件4包括相连接的连接部41和安装部42，第一液冷板11包括液冷部111和承载部112，液冷部111和连接部41设置在承载部112的同一侧面，安装部42凸出于承载部112的外周。具体地，液冷部111内设置有冷却流道，冷却液在冷却流道内流动。承载部112用于承载电池的重量，液冷部111垂直设置在液冷部111上，以使承载部112与液冷部111之间形成用于放置电池的安装位，电池放置在安装位上。当第一液冷板11在电池箱内安装时，为了放置电池箱发生损坏，第一液冷板11需要通过安装梁6固定在电池箱内，如果第一液冷板11直接叠设在安装梁6上，会增加冷却结构在电池箱内的高度，降低电池包的能量密度。而本实施例的通过在承载部112设置固定件4，且固定件4的安装部42凸出于承载部112的周部，安装部42与承载部112的端面可以形成台阶位，使安装部42抵接安装梁6上，也就是说，安装梁6至少部分位于台阶位内，台阶台吸收了部分安装梁6的高度，使得安装梁6的高度与承载部112的厚度不会累加，减少了冷却结构在电池箱内的安装空间，从而增加了电池在电池箱内的安装空间，进而增加了电池包的能量密度。

具体地，如图4和图5所示，固定件4在安装部42的区域设置有台阶面421，换言之，安装部42朝向安装梁6的一侧设置有台阶面421，台阶面421与承载部112的上端面的间距为L1,连接部41朝向承载部112的一侧面与承载部112的上端面的间距为L2,L1＞L2，因此安装部42的厚度相比连接部41的厚度更薄，台阶面421与承载部112的端面之间所形成的台阶位的深度更大，当台阶面421抵接在安装梁6上时，增大了安装梁6与承载部112沿电池高度方向的重合度，进一步降低了冷却结构的安装空间。其中每个第一液冷板11的相对两端均设置固定件4，以使第一液冷板11的相对两端通过固定件4进行固定。

需要说明的是，当承载部112与连接部41贴合时，L2值为零。

可选地，连接部41与承载部112焊接，也就是说，固定件4焊接固定在承载部112上，连接部41与安装部42一体成型，安装稳定性较高。当然，在其他实施例中，连接部41与承载部112可拆卸连接。例如，卡接、螺纹连接、扣接等。

可选地，安装部42上贯穿设置有腰形孔，螺纹件穿过腰形孔与安装梁6固定，腰型孔具有一定的调节空间，提高装配效率。

具体地，如图5所示，冷却结构还包括隔热件5，台阶面421凹设有容纳槽422，隔热件5设置在容纳槽422内，也就是说，安装梁6与安装部42之间设置有隔热件5，以防止液冷部111通过固定件4与安装梁6进行换热。且通过设置在台阶面421上设置用于容纳隔热件5的容纳槽422，避免因为设置隔热件5而增加电池包高度，有效控制了电池包的高度。

本实用新型还提供一种电池包，如图1所示，其包括至少两个电池、用电部件和上述任意实施例的冷却结构，所有的电池设置在第一液冷板11上，电气部件设置在第二液冷板3上。该冷却结构通过第一液冷板11对电池进行冷却，通过第二液冷板3对电气部件冷却，冷却效果较好，而液冷散热相比于传统的风冷散热的效果更好，提高了对电气部件的散热效率，以使整个电池包能处于适宜的稳定，从而提高电池包的使用寿命。

可选地，电池与液冷部111之间设置导热胶，以及电池与承载部112之间设置导热胶，通过设置导热胶增加了电池的传热效率，从而提高了散热效率。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”等的描述意指结合该实施例的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种冷却结构，包括至少一个液冷模块和输液管路，每个所述液冷模块包括至少一个第一液冷板，所述第一液冷板用于冷却电池，所有所述第一液冷板均通过所述输液管路连通，其特征在于，还包括第二液冷板，所述第二液冷板通过所述输液管路与所述第一液冷板连通，所述第二液冷板用于冷却电气部件；

所有的所述液冷模块通过所述输液管路并联连通；

当所述液冷模块包括至少两个所述第一液冷板时，同一个所述液冷模块的多个所述第一液冷板之间并联连通；

所述输液管路包括进液管和出液管，所述液冷模块设置有多个，所述进液管和所述出液管均与所有的所述液冷模块并联连通，所述进液管沿其内的冷却液流动方向依次与多个所述液冷模块连通；

沿所述进液管内的冷却液的流动方向，首个所述液冷模块的所述第一液冷板与所述第二液冷板串联，其余所述液冷模块内的所述第一液冷板数量逐渐减少。

2.根据权利要求1所述的冷却结构，其特征在于，所述冷却结构包括三个所述液冷模块，三个所述液冷模块分别为第一液冷模块、第二液冷模块和第三液冷模块，所述进液管沿所述流动方向依次与所述第一液冷模块、所述第二液冷模块和所述第三液冷模块连通，所述第二液冷板与所述第一液冷模块串联，其中，所述第一液冷模块的所述第一液冷板的数量为S1，所述第二液冷模块的所述第一液冷板的数量为S2，所述第三液冷模块的所述第一液冷板的数量为S3，S1＝2，S2＝4，S3＝3。

3.根据权利要求1所述的冷却结构，其特征在于，所述输液管路还包括快插接头和连通管，每个所述第一液冷板设置有至少两个水嘴，所述进液管和所述出液管两者中至少一者通过所述快插接头与所述水嘴连接，同一个所述液冷模块的相邻两个所述第一液冷板的所述水嘴通过所述连通管连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的冷却结构，其特征在于，所述冷却结构还包括固定件，所述固定件包括相连接的连接部和安装部，所述第一液冷板包括液冷部和承载部，所述液冷部和所述连接部设置在所述承载部的同一侧面，所述安装部凸出于所述承载部的外周。

5.根据权利要求4所述的冷却结构，其特征在于，所述固定件在所述安装部的区域设置有台阶面。

6.根据权利要求5所述的冷却结构，其特征在于，所述冷却结构还包括隔热件，所述台阶面凹设有容纳槽，所述隔热件设置在所述容纳槽内。

7.一种电池包，包括至少两个电池和电气部件，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述冷却结构，所有的所述电池设置在所述第一液冷板上，所述电气部件设置在所述第二液冷板上。