CN220604786U - 一种冷却***、电池包箱体和电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种冷却***、电池包箱体和电池包，属于电池技术领域。本实用新型的在冷却***中的横梁的内部设置横梁进液流道和横梁回液流道，使横梁不仅能够对电芯进行固定，而且使横梁本身作为冷却液的流通通道。侧液冷板内的冷却液从总进液口流入后，经过液冷板流道层和横梁导通后进入，避免使用管道连接侧液冷板，实现了箱体内无管道设计，节省了空间，提高了箱体内空间的体积利用率。侧液冷板能够对电芯的两个端面进行冷却，通过箱体底部的液冷板和侧液冷板实现对电芯进行三面冷却，提高电池的冷却效率，使电池冷却能够满足大功率充放电使的要求。

Description

一种冷却***、电池包箱体和电池包

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，更具体地说，涉及一种冷却***、电池包箱体和电池包。

背景技术

随着社会的发展，在快节奏的生活状态下，汽车出行成为越来越多人们的选择，但是在全球性的石油资源紧缺与气候环境不断恶化使现代人类社会的发展面临着严峻挑战，发展节约能源与无废物排放的新能源汽车已受到各个国家的高度重视，针对能源问题，寻找替代出行能源和出行方式的努力，在巨大的市场前景下大范围展开，新能源汽车市场由此发展迅速，动力电池***作为新能源汽车的动力来源，其安全可靠对整个***至关重要。随着人们出行需求以及新能源汽车使用便利性问题，新能源电车用户对续航里程的要求越来越高，提高电池***的能量密度成为电池***的发展趋势。

为了提高电车的续航里程，提高电池的能量密度，采用无模组电池***，例如中国专利CN114665177A公开的一种无模组电池***，与常规有模组电池***相比，极大的提高了***空间利用率从而整个电池***的能量密度得到显著地提升。

另一方面续航里程的提高，在使用便利性上，人们又同时追求电池充电的快捷性。电池供应商和整车商更加倾向于开发超级快充技术，缩短充电时间，但高倍率充电意味着单位时间内电芯的发热量成指数上升，电芯温度在短时间内快速上升会反过来限制充电倍率，当前电池包热管理设计主要以底部液冷板形式对电芯进行冷却，受限于压缩机功率和液冷板与电芯间接触面积，该种冷却形式存在极限冷却效率，而电芯在高倍率快充状态下往往发热量极大，难以达到冷却要求。

中国专利CN114725566A，公开了一种液冷电池包，虽然增加了液冷板可以对电池的两个侧面进行，但是液冷板的增加同时也要布置更多的管路进行连接，从而占用电池包内的空间，影响电池的能量密度。但是该方案中，电芯缺少横梁固定，电池包的强度较弱。

因此，如何提供一种电池包能够满足电池快充下的冷却需求，又能够减少液冷***的占用空间，提高电池包的强度，是亟需解决的问题。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型提供一种冷却***、电池包箱体和电池包，通过横梁固定电芯，提高电池包的强度；在横梁内设置冷却液的流道，通过横梁向侧液冷板输送冷却液，避免电池包内设置管道输送冷却液，从而提高电池包内空间利用率，而且增加了电池的冷却面积。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

一种冷却***，包括液冷板、位于液冷板上的横梁和若干侧液冷板，所述侧液冷板间隔设置；所述横梁内沿其延伸方向设置横梁进液流道和横梁回液流道；所述横梁进液流道的入口与液冷板内液冷流道连通，出口与侧液冷板内流道连通；所述横梁回液流道的入口与侧液冷板内流道连通，出口与液冷板内液冷流道连通。

进一步地，所述横梁进液流道的入口为位于横梁进液流道一侧的横梁总进液口，出口设置多个，分别为位于横梁进液流道另一侧的横梁分液出液口；所述横梁回液流道的出口为位于横梁回液流道一侧的横梁总出液口，入口设置多个，分别为位于横梁回液流道另一侧的横梁分液汇液口；所述液冷板上开设进液分液口和出液汇液口，所述进液分液口与横梁总进液口连通，所述出液汇液口与横梁总出液口连通；所述侧液冷板的一端开设侧液冷板进液口和侧液冷板出液口，所述侧液冷板进液口与一个横梁分液出液口连通，所述侧液冷板出液口与一个横梁分液汇液口连通。

进一步地，所述横梁包括并排间隔设置的横梁上板、横梁中板和横梁下板，所述横梁进液流道和横梁回液流道位于横梁上板和横梁中板之间，所述横梁进液流道和横梁回液流道之间设置至少一个隔板。

进一步地，所述横梁的两端设置横梁堵头，所述横梁堵头封堵在横梁进液流道和横梁回液流道的两端。

进一步地，所述横梁总进液口和横梁总出液口均设置在横梁中板上，所述横梁分液出液口和横梁分液汇液口均设置在横梁上板上。

进一步地，所述横梁总进液口连接横梁进液嘴，所述横梁进液嘴穿过横梁下板与进液分液口连接；所述横梁总出液口连接横梁出液嘴，所述横梁出液嘴穿过横梁下板与出液汇液口连接。

进一步地，所述液冷板包括液冷板流道层，所述液冷板流道层内设置液冷流道以及与液冷流道连通的总进液口和总出液口，所述进液分液口通过液冷流道与总进液口连通，所述出液汇液口通过液冷流道与总出液口连通。

进一步地，所述侧液冷板内设置一端连通的侧液冷板进液流道和侧液冷板回液流道，所述侧液冷板进液流道与侧液冷板进液口连通，所述侧液冷板回液流道与侧液冷板出液口连通。

进一步地，所述侧液冷板的一端设置贴合在一起的侧液冷板左端板和侧液冷板右端板，所述侧液冷板进液流道和侧液冷板回液流道延伸至侧液冷板左端板和侧液冷板右端板之间；所述侧液冷板进液口和侧液冷板出液口开设在侧液冷板左端板和侧液冷板右端板之间。

进一步地，所述侧液冷板与横梁之间设置法兰盘，所述法兰盘上设置侧液冷板进液嘴和侧液冷板出液嘴；所述侧液冷板进液嘴穿过法兰盘，一端与侧液冷板进液口连接，另一端与横梁分液出液口连接；所述侧液冷板出液嘴穿过法兰盘，一端与侧液冷板出液口连接，另一端与横梁分液汇液口连接。

进一步地，所述法兰盘与横梁之间设置密封垫。

本实用新型还提供一种电池包箱体，包括箱体和所述的冷却***，所述液冷板位于箱体的底部。

本实用新型还提供一种电池包，包括所述的电池包箱体和电芯，所述电芯的大面相互靠近得码放在相邻侧液冷板之间，且所述横梁用于挤压固定电芯。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：在横梁的内部设置横梁进液流道和横梁回液流道，使横梁不仅能够对电芯进行固定，而且使横梁本身作为冷却液的流通通道。侧液冷板内的冷却液从总进液口流入后，经过液冷板流道层和横梁导通后进入，避免使用管道连接侧液冷板，实现了箱体内无管道设计，节省了空间，提高了箱体内空间的体积利用率。侧液冷板能够对电芯的两个端面进行冷却，通过箱体底部的液冷板和侧液冷板实现对电芯进行三面冷却，提高电池的冷却效率，使电池冷却能够满足大功率充放电使的要求。

附图说明

图1为电池包示意图；

图2为电池包箱体内部示意图；

图3为侧液冷板与横梁连接示意图；

图4为侧液冷板与横梁连接以及横梁结构示意图；

图5为横梁进液方向结构示意图；

图6为横梁出液方向结构示意图；

图7为侧液冷板结构示意图；

图8为液冷板流道层示意图。

示意图中的标号说明：

1、箱体；2、电芯；3、气凝胶层；

4、液冷板流道层；40、总进液口；41、总出液口；401、进液分液口；402、出液汇液口；

5、液冷板上板；

6、液冷板总接头；60、总进液接头；61、总出液接头；

7、侧液冷板；70、侧液冷板进液嘴；71、侧液冷板出液嘴；73、侧液冷板进液流道；74、侧液冷板回液流道；75、侧液冷板堵头；76、侧液冷板左端板；77、侧液冷板右端板；

10、横梁；101、横梁上板；1010、焊接螺母；102、横梁中板；103、横梁下板；104、横梁进液流道；105、横梁回液流道；106、横梁进液嘴；107、横梁堵头；108、横梁出液嘴；111、法兰盘；112、密封垫；113、紧固螺栓。

具体实施方式

接下来将参照附图详细描述本实用新型。这里所描述的仅仅是根据本实用新型的优选实施方式，本领域技术人员可以在优选实施方式的基础上想到能够实现本实用新型的其他方式，其他方式同样落入本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语中“横”、“竖”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以时机械连接，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。对于本领域普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

本实施例提供一种冷却***，如图2所示，包括液冷板、位于液冷板上的横梁10和若干侧液冷板7，侧液冷板7间隔设置，侧液冷板7的间隔一致。横梁10沿液冷板的宽度方向设置，侧液冷板7沿液冷板的长度方向设置，侧液冷板7均位于横梁10的同一侧，且侧液冷板7的延伸方向与横梁10的延伸方向垂直，侧液冷板7所在平面与液冷板垂直，液冷板内设置液冷流道，侧液冷板7内也设置用于流通冷却液的流道。

具体地，横梁10内沿其延伸方向设置横梁进液流道104和横梁回液流道105。横梁进液流道104的入口与液冷板内液冷流道连通，出口与侧液冷板7内流道连通。横梁回液流道105的入口与侧液冷板7内流道连通，出口与液冷板内液冷流道连通。

本实施例中，横梁进液流道104的入口为位于横梁进液流道104一侧的横梁总进液口，出口设置多个，分别为位于横梁进液流道104另一侧的横梁分液出液口。横梁回液流道105的出口为位于横梁回液流道105一侧的横梁总出液口，入口设置多个，分别为位于横梁回液流道105另一侧的横梁分液汇液口。液冷板上开设进液分液口401和出液汇液口402，进液分液口401与横梁总进液口连通，出液汇液口402与横梁总出液口连通。侧液冷板7的一端开设侧液冷板进液口和侧液冷板出液口，侧液冷板进液口与一个横梁分液出液口连通，侧液冷板出液口与一个横梁分液汇液口连通。横梁分液出液口和横梁分液汇液口的设置数量与横梁10上连接的侧液冷板7相关，本实施例中侧液冷板7设置五个，因此横梁分液出液口和横梁分液汇液口分别设置五个。当然横梁分液出液口和横梁分液汇液口也可以根据侧液冷板7的数量，设置为其他数量。

如图4、图5和图6所示，本实施例中，横梁10包括并排间隔设置的横梁上板101、横梁中板102和横梁下板103，横梁中板102位于横梁上板101和横梁下板103之间，横梁上板101、横梁中板102和横梁下板103的两侧再设置侧板并共同形成横梁10。横梁进液流道104和横梁回液流道105位于横梁上板101和横梁中板102之间，横梁进液流道104和横梁回液流道105之间设置隔板。本实施例中，横梁进液流道104和横梁回液流道105设置两个，隔板使横梁进液流道104和横梁回液流道105之间在横梁10内不连通，使横梁进液流道104和横梁回液流道105在横梁10内形成独立的进回液通道，而且两个横梁进液流道104和横梁回液流道105之间隔开，起到隔热的作用。横梁10设置横梁上板101、横梁中板102和横梁下板103三层板件，一方面用于形成内部的横梁进液流道104和横梁回液流道105，另一方面能够加强横梁的强度。

横梁10的两端设置横梁堵头107，横梁堵头107封堵在横梁进液流道104和横梁回液流道105的两端，避免冷却液溢出、泄漏。

本实施例中的横梁总进液口和横梁总出液口均设置在横梁中板102上，横梁分液出液口和横梁分液汇液口均设置在横梁上板101上。横梁总进液口连接横梁进液嘴106，横梁进液嘴106穿过横梁下板103与进液分液口401连接；横梁总出液口连接横梁出液嘴108，横梁出液嘴108穿过横梁下板103与出液汇液口402连接。某些情况下，为了实现快速连接，在进液分液口401和出液汇液口402处安装金属快插接头，横梁进液嘴106和横梁出液嘴108能够通过金属快插接头分别与进液分液口401和出液汇液口402快速连接。

本实施例中，在横梁10的内部设置横梁进液流道104和横梁回液流道105，使横梁10不仅能够对电芯进行固定，而且使横梁10本身作为冷却液的流通通道，使横梁10代替了管道，减少管道的占用空间，从而节省了空间。

如图8所示，液冷板包括液冷板流道层4、液冷板上板5和液冷板下板，液冷板流道层4位于液冷板上板5和液冷板下板之间，三者可通过胶层进行粘贴固定，也可通过其他方式。液冷板流道层4内设置液冷流道以及与液冷流道连通的总进液口40和总出液口41，而且进液分液口401通过液冷流道与总进液口40连通，出液汇液口402通过液冷流道与总出液口41连通。总进液口40和总出液口41延伸至箱体1的外侧，且设置液冷板总接头6。液冷板总接头6包括总进液接头60和总出液接头61，其中总进液接头60与总进液口40连接，总出液接头61与总出液口41连接，通过液冷板总接头6与冷却液管道连接，便利性较高。而且将液冷板总接头6设置在箱体1的外侧，进一步节省了箱体内空间。

如图3至图7所示，侧液冷板7的一端开设侧液冷板进液口和侧液冷板出液口，每个侧液冷板7的侧液冷板进液口与一个横梁分液出液口连通，侧液冷板出液口与一个横梁分液汇液口连通。

侧液冷板7内流道包括侧液冷板进液流道73和侧液冷板回液流道74，侧液冷板进液流道73和侧液冷板回液流道74的一端连通，侧液冷板进液流道73的另一端与侧液冷板进液口连通，侧液冷板回液流道74的另一端与侧液冷板出液口连通。侧液冷板进液流道73和侧液冷板回液流道74延伸至侧液冷板7的两端，且侧液冷板7远离侧液冷板进液口和侧液冷板出液口的一端设置侧液冷板堵头75，避免冷却液溢出、泄漏。

侧液冷板7的一端设置贴合在一起的侧液冷板左端板76和侧液冷板右端板77，而且侧液冷板进液流道73和侧液冷板回液流道74延伸至侧液冷板左端板76和侧液冷板右端板77之间，侧液冷板进液口和侧液冷板出液口开设在侧液冷板左端板76和侧液冷板右端板77之间。

为了实现侧液冷板7与横梁10之间的连通，侧液冷板7与横梁10之间设置法兰盘111，法兰盘111上安装固定侧液冷板进液嘴70和侧液冷板出液嘴71。具体地，侧液冷板进液嘴70穿过法兰盘111，一端与侧液冷板进液口连接，另一端与横梁分液出液口连接；侧液冷板出液嘴71穿过法兰盘111，一端与侧液冷板出液口连接，另一端与横梁分液汇液口连接。法兰盘111安装固定在横梁10上，具体法兰盘111设置在横梁上板101上。在横梁上板101上靠近每个横梁分液出液口或者横梁分液汇液口处，开设连接孔，连接孔的一侧安装焊接螺母1010，通过紧固螺栓113穿过法兰盘111和横梁上板101与焊接螺母1010配合连接，将法兰盘111安装在横梁上板101上。法兰盘111与横梁10之间还设置密封垫112，密封垫112可对法兰盘111与横梁10之间进行密封，避免冷却液泄漏。

本实施例中，液冷板流道层4内设置的液冷流道，液冷流道从总进液口40开始延伸，经过进液分液口401，液冷流道继续延伸并分流成多个冷却区域，每个冷却区域位于相邻两侧液冷板7之间，冷却区域内的液冷流道沿侧液冷板7继续延伸后汇合并延伸至出液汇液口402，最后延伸至总出液口41。进液分液口401和出液汇液口402位于液冷板流道层4的两侧，从而使横梁总进液口和横梁总出液口位于横梁10的两端。

冷却液从总进液口40进入，经液冷流道导通流至进液分液口401，一部分冷却液分流进入液冷流道的冷却区域后回流至出液汇液口402，另一部分冷却液分流经横梁进液嘴106流入横梁进液流道104，在横梁进液流道104内经每个横梁分液出液口分流，通过侧液冷板进液嘴70进入侧液冷板进液流道73并流至侧液冷板回液流道74，后从侧液冷板出液嘴71流出侧液冷板7并从横梁分液汇液口流入横梁回液流道105，经横梁回液流道105汇流后通过横梁出液嘴108流至出液汇液口402，与冷却区域的冷却液汇合从液冷流道至总出液口41流出。

本实施例中，侧液冷板7内的冷却液从总进液口40流入后，经过液冷板流道层4和横梁10导通后进入，避免使用管道连接侧液冷板7，实现了箱体1内无管道设计，节省了空间，提高了箱体内空间的体积利用率。

实施例2

本实施例提供一种电池包箱体，图1和图2所示，括箱体1和实施例1中的冷却***，其中液冷板位于箱体1的底部。箱体1包括底板和位于底板四周的箱体侧板，总进液口40和总出液口41延伸至箱体侧板的外侧，实现将液冷板总接头6设置在箱体1的外侧，进一步节省了箱体内空间。

实施例3

本实施例提供一种电池包，如图1所示，包括实施例2中的电池包箱体和电芯2，电芯2为长方体形状，面积最大的面为电芯2的大面。电芯2的大面相互靠近得码放在相邻侧液冷板7之间，且横梁10用于挤压固定电芯2，通过横梁10的固定，能够提高电池包的整体强度。

本实施例中电芯2排列时，每个电芯的大面相互靠近，面积最小的端面抵靠在侧液冷板7上。相邻两电芯2大面之间设置气凝胶层3，用于电芯之间的隔热。为了电芯2的底面和端面更好的冷却，在液冷板靠近电池的一侧以及侧液冷板7与电芯接触的侧面均设置导热胶层，能够使冷液冷量更好的传递。

本实施例中，电芯2位于液冷板上，液冷板能够对其底面进行冷却，电芯2与箱体1底部靠近的一侧为其底面。侧液冷板7能够对电芯2的两个端面进行冷却，通过箱体底部的液冷板和侧液冷板7实现对电芯2进行三面冷却，提高电池的冷却效率，使电池冷却能够满足大功率充放电使的要求。同时通过横梁10和液冷板内的液冷流道对侧液冷板7输送冷却液，实现电池包内无管道设计，提高了箱体内空间的体积利用率。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (13)

1.一种冷却***，其特征在于，包括液冷板、位于液冷板上的横梁(10)和若干侧液冷板(7)，所述侧液冷板(7)间隔设置；所述横梁(10)内沿其延伸方向设置横梁进液流道(104)和横梁回液流道(105)；所述横梁进液流道(104)的入口与液冷板内液冷流道连通，出口与侧液冷板(7)内流道连通；所述横梁回液流道(105)的入口与侧液冷板(7)内流道连通，出口与液冷板内液冷流道连通。

2.根据权利要求1所述的冷却***，其特征在于：所述横梁进液流道(104)的入口为位于横梁进液流道(104)一侧的横梁总进液口，出口设置多个，分别为位于横梁进液流道(104)另一侧的横梁分液出液口；所述横梁回液流道(105)的出口为位于横梁回液流道(105)一侧的横梁总出液口，入口设置多个，分别为位于横梁回液流道(105)另一侧的横梁分液汇液口；

所述液冷板上开设进液分液口(401)和出液汇液口(402)，所述进液分液口(401)与横梁总进液口连通，所述出液汇液口(402)与横梁总出液口连通；所述侧液冷板(7)的一端开设侧液冷板进液口和侧液冷板出液口，所述侧液冷板进液口与一个横梁分液出液口连通，所述侧液冷板出液口与一个横梁分液汇液口连通。

3.根据权利要求2所述的冷却***，其特征在于：所述横梁(10)包括并排间隔设置的横梁上板(101)、横梁中板(102)和横梁下板(103)，所述横梁进液流道(104)和横梁回液流道(105)位于横梁上板(101)和横梁中板(102)之间，所述横梁进液流道(104)和横梁回液流道(105)之间设置至少一个隔板。

4.根据权利要求2所述的冷却***，其特征在于：所述横梁(10)的两端设置横梁堵头(107)，所述横梁堵头(107)封堵在横梁进液流道(104)和横梁回液流道(105)的两端。

5.根据权利要求3所述的冷却***，其特征在于：所述横梁总进液口和横梁总出液口均设置在横梁中板(102)上，所述横梁分液出液口和横梁分液汇液口均设置在横梁上板(101)上。

6.根据权利要求5所述的冷却***，其特征在于：所述横梁总进液口连接横梁进液嘴(106)，所述横梁进液嘴(106)穿过横梁下板(103)与进液分液口(401)连接；所述横梁总出液口连接横梁出液嘴(108)，所述横梁出液嘴(108)穿过横梁下板(103)与出液汇液口(402)连接。

7.根据权利要求2-6任一项所述的冷却***，其特征在于：所述液冷板包括液冷板流道层(4)，所述液冷板流道层(4)内设置液冷流道以及与液冷流道连通的总进液口(40)和总出液口(41)，所述进液分液口(401)通过液冷流道与总进液口(40)连通，所述出液汇液口(402)通过液冷流道与总出液口(41)连通。

8.根据权利要求7所述的冷却***，其特征在于：所述侧液冷板(7)内设置一端连通的侧液冷板进液流道(73)和侧液冷板回液流道(74)，所述侧液冷板进液流道(73)与侧液冷板进液口连通，所述侧液冷板回液流道(74)与侧液冷板出液口连通。

9.根据权利要求8所述的冷却***，其特征在于：所述侧液冷板(7)的一端设置贴合在一起的侧液冷板左端板(76)和侧液冷板右端板(77)，所述侧液冷板进液流道(73)和侧液冷板回液流道(74)延伸至侧液冷板左端板(76)和侧液冷板右端板(77)之间；所述侧液冷板进液口和侧液冷板出液口开设在侧液冷板左端板(76)和侧液冷板右端板(77)之间。

10.根据权利要求9所述的冷却***，其特征在于：所述侧液冷板(7)与横梁(10)之间设置法兰盘(111)，所述法兰盘(111)上设置侧液冷板进液嘴(70)和侧液冷板出液嘴(71)；所述侧液冷板进液嘴(70)穿过法兰盘(111)，一端与侧液冷板进液口连接，另一端与横梁分液出液口连接；所述侧液冷板出液嘴(71)穿过法兰盘(111)，一端与侧液冷板出液口连接，另一端与横梁分液汇液口连接。

11.根据权利要求10所述的冷却***，其特征在于：所述法兰盘(111)与横梁(10)之间设置密封垫(112)。

12.一种电池包箱体，其特征在于：包括箱体(1)和根据权利要求1-11任一项所述的冷却***，所述液冷板位于箱体(1)的底部。

13.一种电池包，其特征在于：包括权利要求12所述的电池包箱体和电芯(2)，所述电芯(2)的大面相互靠近得码放在相邻侧液冷板(7)之间，且所述横梁(10)用于挤压固定电芯(2)。