液冷电池系统及车辆的制作方法

本发明涉及电池技术领域，具体而言，涉及液冷电池系统及车辆。

背景技术：

电池系统内部温度分布的均匀性影响着电芯的使用寿命，相关技术采用的风冷或者在电芯的径向散热均具有一定的延后性，导致电芯散热困难，难以提高电芯的使用寿命。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种液冷电池系统，其能够给电芯及时换热，以延长电芯的使用寿命。

本发明的另一目的在于提供一种车辆，其能够给液冷电池系统的电芯及时换热，以延长电芯的使用寿命。

本发明的实施例是这样实现的：

一种液冷电池系统，其包括相互连接的电池模组和液冷板，电池模组包括相互连接的电芯和连接排；沿电芯的轴向，连接排位于电芯和液冷板之间，电芯和液冷板之间能通过连接排交换热量。

可选地，液冷电池系统包括两个液冷板，两个液冷板分别连接于电池模组的两端；电池模组包括第一连接排和第二连接排，沿电芯的轴向，第一连接排和第二连接排分别连接于电芯的两端，且第一连接排位于电芯与其中一个液冷板之间，第二连接排位于电芯与另一个液冷板之间；沿电芯的轴向，电芯的两端分别通过第一连接排和第二连接排与液冷板交换热量。

可选地，液冷板的内部具有液冷管道，液冷电池系统还包括连接管，两个液冷板的液冷管道均与连接管连通；其中一个液冷板设置有与液冷管道连通的输入管路，另一个液冷板设置有与液冷管道连通的输出管路。

可选地，输入管路设置有温度检测器，设置于输入管路的温度检测器用于检测输入管路中的液体温度；液冷电池系统还包括压缩机，压缩机与输入管路连接，且温度检测器与压缩机电连接；当设置于输入管路的温度检测器检测输入管路中的液体温度并输出进液温度检测信号时，压缩机能接收进液温度检测信号，以根据进液温度检测信号调节输入输入管路的流体的流速和温度。

可选地，输出管路设置有温度检测器，设置于输出管路的温度检测器用于检测输出管路中的液体温度；液冷电池系统还包括压缩机，压缩机与输入管路连接，且温度检测器与压缩机电连接；当设置于输出管路的温度检测器检测输出管路中的液体温度并输出出液温度检测信号时，压缩机能接收出液温度检测信号，以根据出液温度检测信号调节输入输入管路的流体的流速和温度。

可选地，液冷电池系统还包括外壳，外壳具有安装腔，电池模组设置于安装腔内；沿电芯的轴向，外壳的两端均具有开口，两个液冷板均与外壳连接，且液冷板用于封闭开口。

可选地，液冷电池系统还包括绝缘板，绝缘板位于连接排和液冷板之间。

可选地，液冷板朝向连接排的一侧设置有绝缘层。

可选地，连接排朝向液冷板的一侧设置有绝缘层。

一种车辆，其包括上述的液冷电池系统。

本发明实施例的液冷电池系统的有益效果包括：本发明实施例提供的液冷电池系统中的电芯的轴向的两端均连接有连接排，且连接排远离电芯的一侧设置有液冷板，这样一来，可以通过连接排从电芯的轴向与液冷板进行及时换热，且液冷板中流动的液体能使换热效果更佳，从而有助于保持电池模组的温度稳定，以延长电芯的使用寿命。

本发明实施例的车辆的有益效果包括：本发明实施例提供的车辆包括上述的液冷电池系统，能通过连接排从电芯的轴向进行及时换热，且液冷板中流动的液体能使换热效果更佳，从而有助于保持电池模组的温度稳定，以延长电芯的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中液冷电池系统的局部剖视图；

图2为本发明实施例中液冷电池系统的分解图；

图3为本发明实施例中液冷板的结构示意图；

图4为本发明实施例中液冷板的局部剖视图。

图标：010-液冷电池系统；100-电池模组；200-液冷板；201-底板；202-盖板；203-挡板；110-电芯；120-连接排；121-第一连接排；123-第二连接排；122-第三连接排；210-液冷管道；211-连接管；212-输入管路；213-输出管路；214-温度检测器；215-压缩机；216-泵；300-外壳；310-安装腔；320-开口；330-侧板；130-绝缘板；131-绝缘层。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“平行”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。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发明中的具体含义。

请参照图1，本实施例提供一种液冷电池系统010，其包括相互连接的电池模组100和液冷板200；电池模组100包括相互连接的电芯110和连接排120；沿电芯110的轴向，连接排120位于电芯110和液冷板200之间，电芯110和液冷板200之间能通过连接排120交换热量；本实施例的液冷电池系统010在电芯110的轴向设置有液冷板200，且连接排120位于液冷板200和电芯110之间，以便于利用连接排120从电芯110的轴向与液冷板200进行换热，避免从电芯110的径向进行热交换的时间滞后，有助于提高热交换效率；且液冷板200中的液体流动时，能够进一步与连接排120发生及时的热交换，以进一步提高液冷板200与电芯110的热交换效率；本实施例提供的液冷电池系统010能够利用液冷板200从电芯110的轴向进行换热，保持电芯110的温度稳定，延长电芯110的使用寿命。

需要说明的是，本实施例利用液冷板200中流动的流体与电芯110换热的原理主要是通过流体与电芯110连接的连接排120之间的温度差形成的热交换；本实施例中的术语“换热”包括：散热和加热两种，详细地，当连接电芯110的连接排120的温度高于液冷板200中的流体的温度时，液冷板200能给连接排120和电芯110散热，以使电芯110降温；当连接电芯110的连接排120的温度低于液冷板200中的流体的温度时，液冷板200能给连接排120和电芯110加热，以使电芯110工作在合理的温度区间；当本实施例的液冷电池系统010中的液冷板200对电芯110散热时，可以有效地提高电芯110的散热效率，以延长电芯110的使用寿命。

需要说明的是，液冷板200中流动的液体可以选用各种现有的高热容量的流体。例如：水。

需要说明的是，从电芯110的轴向进行导热相比于从电芯110的径向进行导热，导热的效率可以提高150倍左右；液冷板200与电芯110连接的连接排120进行换热，可以将换热的效率提高50％左右；本实施例提供的液冷电池系统010的使用寿命可以被提高30％左右。

进一步地，本实施例的液冷电池系统010包括两个液冷板200，两个液冷板200分别用于连接电池模组100的两端；电池模组100包括第一连接排121和第二连接排123，沿电芯110的轴向，第一连接排121和第二连接排123分别连接于电芯110的两端，且第一连接排121位于电芯110与其中一个液冷板200之间，第二连接排123位于电芯110与另一个液冷板200；沿电芯110的轴向，电芯110的两端分别通过第一连接排121和第二连接排123与液冷板200交换热量；详细地，沿电芯110的轴向，电芯110的第一端连接第一连接排121，电芯110的第二端连接第二连接排123，使得电芯110的第一端能通过第一连接排121与其中一个液冷板200换热，电芯110的第二端能通过第二连接排123与另一个液冷板200换热，这样一来，可以使电芯110的轴向的两端均能利用连接排120快速、高效地换热。

再进一步地，请参照图2，本实施例的电池模组100还包括第三连接排122，且本实施例的电池模组100包括多个电芯110；沿电芯110的轴向，第一连接排121和第三连接排122分布于电芯110的同一侧，且第一连接排121和第三连接排122沿垂直于电芯110的轴线的方向间隔分布，第二连接排123分布与电芯110的另一侧，多个电芯110中的至少一个电芯110的第一端与第一连接排121连接，至少另一个电芯110的第一端与第三连接排122连接，每个电芯110的第二端均与第二连接排123连接；其中一个液冷板200设置于第二连接排123远离电芯110的一侧，第一连接排121远离电芯110的一侧与第三连接排122远离电芯110的一侧均设置有同一个液冷板200，即其中一个液冷板200通过第二连接排123从电芯110的第二端进行换热，另一个液冷板200通过第一连接排121和第三连接排122从电芯110的第一端进行换热，这样一来，沿电芯110的轴向，通过多个液冷板200同时从电芯110的两端进行换热，能够实现即时换热，并提高换热效率。

需要说明的是，上述第一连接排121可以是正极连接排，第三连接排122可以是负极连接排。

需要进一步说明的是，电池模组100可以包括偶数个的电芯110，且将电芯110均分后分别与第一连接排121和第三连接排122连接；在其他实施例中，偶数个电芯110可以不均分，一部分电芯110的第一端与第一连接排121连接，另一部分电芯110的第一端与第三连接排122连接；在其他实施例中，电池模组100中包括奇数个的电芯110，部分电芯110的第一端与第一连接排121连接，另一部分电芯110的第一端与第三连接排122连接。

本实施例包括8个电芯110，8个电芯110的第二端均与第二连接排123连接，其中4个电芯110的第一端与第一连接排121连接，另外4个电芯110的第一端与第三连接排122连接，以使该液冷电池系统010的多个电芯110通过第一连接排121、第三连接排122和第二连接排123串/联成回路。在其他实施例中，电芯110的数量还可以是2个、4个、6个、10个、20个等，在此不作具体限定。

进一步地，请参照图3，本实施例的液冷板200的内部具有液冷管道210，液冷电池系统010还包括连接管211，两个液冷板200的液冷管道210均与连接管211连通；其中一个液冷板200设置有与液冷管道210连通的输入管路212，另一个液冷板200设置有与液冷管路连通的输出管路213；这样一来，流体可以从其中一个液冷板200的输入管路212进入该液冷板200，并流经该液冷板200内部的液冷管道210后流入连接管211，并流经连接管211进入另一个液冷板200内部的液冷管道210，最后从后一个液冷板200的输出管路213流出，流体不断的在两个液冷板200之间流动，以使液冷板200中的流体保持较为稳定的温度，从而能够稳定地与电芯110换热，且流体在两个液冷板200中不断的流动可以高速的与连接排120进行换热，从而高速的从电芯110的轴向换热，使得电芯110保持稳定的温度，以延长电芯110的使用寿命。

需要说明的是，本实施例的液冷板200中的液冷管道210可以是一种加工于液冷板200内部的管道，即其能够直接在液冷板200制备时直接加工形成，而不需要另外在液冷板200上安装其他管道零部件；需要进一步说明的是，液冷板200的具体制备方法与相关技术类似，在此不再赘述。

需要说明的是，本实施例的液冷管道210呈波浪形分布于液冷板200的内部，以使液冷管道210在液冷板200的内部占据较大的面积，以进一步提高换热效果。可选地，液冷板200中的液冷管道210还可以是相关技术中提供的各种形态分布于液冷板200内部。

请参照图3，本实施例的输入管路212设置有温度检测器214，设置于输入管路212的温度检测器214用于检测输入管路212中的液体温度；进一步地，输出管路213设置有温度检测器214，设置于输出管路213的温度检测器214用于检测输出管路213中的液体温度。温度检测器214的设置可以根据检测到的进入输入管路212的温度和从输出管路213流出的温度即使调整用于液冷板200进行换热的液体的温度，以使电芯110能稳定的进行换热，保持稳定的温度。

进一步地，请参照图3，本实施例的液冷电池系统010还包括压缩机215，压缩机215与输入管路212连接，且温度检测器214与压缩机215电连接；当设置于输入管路212的温度检测器214检测到输入管路212中的液体温度并输出进液温度检测信号时，压缩机215能接收进液温度检测信号，以根据进液温度检测信号调节输入输入管路212的流体的流速和温度；再进一步地，当设置于输出管路213的温度检测器214检测输出管路213中的液体温度并输出出液温度检测信号时，压缩机215能接收出液温度检测，以根据出液温度检测信号调节输入输入管路212的流体的流速和温度。需要说明的是，压缩机215用于将流体输送至进液管道。

详细地，本实施例中设置于输入管路212的温度检测器214和设置于输出管路213的温度检测器214均与压缩机215电连接，且设置于输入管路212的温度检测器214和设置于输出管路213的温度检测器214分别能够将进液温度检测信号以及出液温度检测信号传递给压缩机215，压缩机215在接收到进液温度检测信号以及出液温度检测信号后，压缩机215能够控制流体从输入管路212进入液冷板200的流速和温度，以确保电芯110能够与液冷板200进行有效的换热。

在其他实施例中，可以仅为设置于输入管路212的温度检测器214与压缩机215电连接，以利用压缩机215接收进液温度检测信号，从而根据进液温度调节流体的流速和温度；或者，仅为设置于输出管路213的温度检测器214与压缩机215电连接。以利用压缩机215接收出液温度检测信号，从而根据出液的温度调节流体的流速和温度。

需要说明的是，上述温度检测器214包括相关技术提供的各种型号的水温传感器，例如：wrm-101传感器、wre2-101传感器、温度传感器pt100等，且上述温度检测器214的结构、工作原理以及检测信号的传递等与相关技术提供的类似，在此不再赘述。

进一步地，请参照图3，本实施例的液冷电池系统010还包括泵216，泵216与输出管路213连接，泵216能从输出管路213将流体从液冷板200内的液冷管道210抽出；需要说明的是，本实施例的液冷电池系统010能够利用与进液管道连接的压缩机215以及与输出管路213连接的泵216在两个液冷板200之间形成一个流体流动的回路，使得沿电芯110轴向设置的两个液冷板200均能够从电芯110的轴向与电芯110快速、有效地换热，以使电芯110保持较为稳定的温度。需要说明的是，上泵216可以是相关技术提供的容积式泵、动力式泵和其他类型的泵，其结构、工作原理和相关技术提供的各种泵类似，在此不再赘述。

请参照图1和图2，本实施例的液冷电池系统010还包括绝缘板130，上述绝缘板130位于液冷板200与连接排120之间；详细地，本实施例的液冷电池系统010包括两个绝缘板130，其中一个绝缘板130与第二连接排123远离电芯110的一侧连接，即其中一个绝缘板130的两侧分别与第二连接排123以及其中一个液冷板200连接，第一连接排121远离电芯110的一侧以及第三连接排122远离电芯110的一侧均与另一个绝缘板130连接，即另一个绝缘板130的一侧连接第一连接排121、第三连接排122，另一侧连接液冷板200。在连接排120和液冷板200之间设置绝缘板130，可以使液冷板200与连接排120之间充分绝缘，以避免液冷板200导电而发生短路危险。

需要说明的是，上述绝缘板130的制备材料可以选用导热绝缘材料，除了具备绝缘性能之外，还要具有较佳导热性的材料，例如：氧化铝陶瓷、云母等，这样才能够有助于液冷板200与连接排120之间进行换热。

需要说明的是，请参照图4，本实施例的液冷板200包括相对设置的底板201和盖板202，上述液冷管道210设置于底板201和盖板202之间，液冷板200还可以包括四个依次连接的挡板203，且每个挡板203的两端分别与底板201和盖板202连接，液冷管道210位于四个挡板203围设的空腔中；上述底板201靠近连接排120设置，即底板201与绝缘板130连接，且底板201为导热性高的金属材料，例如：铝材，以将连接排120通过绝缘板130传递至液冷板200的热量及时的传递到液冷板200内的液冷管道210中流动的液体，从而实现从电芯110的轴向及时的换热；上述盖板202远离绝缘板130，盖板202为绝热的非金属材料，以保证液冷板200在与电芯110换热时不受到外界温度变化的影响，从而确保有效的换热。上述底板201和四个挡板203可以是一体成型等，也可以挡板203与底板201焊接。

进一步地，请参照图2，本实施例的液冷板200朝向连接排120的一侧设置有绝缘层131；详细地，设置于液冷板200的绝缘层131可以是涂覆与液冷板200表面的绝缘材料涂层，且采用附着力较强的绝缘材料涂覆于液冷板200的表面为佳；绝缘层131的设置可以进一步地提升液冷板200与连接排120之间的绝缘性，能够在液冷板200与连接排120之间的绝缘板130损伤时，仍然使连接排120与液冷板200之间无法形成导电回路，从而提高该液冷电池系统010的安全性。

进一步地，请参照图2，本实施例的连接排120朝向液冷板200的一侧设置有绝缘层131；详细地，设置于连接排120的绝缘层131可以是涂覆与连接排120表面的绝缘材料涂层，且采用附着力较强的绝缘材料涂覆于连接排120的表面为佳；绝缘层131的设置可以进一步地提升液冷板200与连接排120之间的绝缘性，能够在液冷板200与连接排120之间的绝缘板130损伤时，仍然使连接排120与液冷板200之间无法形成导电回路，从而提高该液冷电池系统010的安全性。

需要说明的是，在连接排120和液冷板200同时设置绝缘层131有助于充分的提高该液冷电池系统010的安全性。在其他实施例中，可以仅在连接排120和液冷板200中的其中一个设置绝缘层131。

需要说明的是，上述绝缘层131的材料可以选用导热绝缘涂料，不仅具有良好的绝缘效果，还要具有较佳的导热性，从而能够在连接排120和液冷板200之间进行充分的换热。

需要说明的是，本实施例中的绝缘层131可以是硅橡胶涂料、纳米陶瓷散热涂料等，在此不在列举。

请参照图1和图2，本实施例的液冷电池系统010还包括外壳300，该外壳300具有安装腔310，电池模组100设置于安装腔310内；沿电芯110的轴向，外壳300的两端均具有开口320，两个液冷板200均与外壳300连接，且液冷板200用于封闭外壳300的开口320；利用两个液冷板200封闭外壳300的开口320，可以将液冷电池系统010的电池模组100封装于外壳300中，且由液冷板200封闭外壳300两端的开口320可以节省外壳300的制造成本，直接利用液冷板200替代沿电芯110的轴线方向上的外壳300两端的侧壁，节省制备外壳300的材料，还能使该液冷电池系统010轻量化，还能降低该液冷电池系统010的装配难度。

详细地，请参照图1和图2，本实施例的外壳300包括四个侧板330，四个侧板330依次连接，以围设成用于设置电池模组100的安装腔310，即本实施例的外壳300和安装腔310的截面均可以是矩形。

可选地，在其他实施例中，外壳300还可以是圆柱形壳体。

需要说明的是，本实施例的连接管211分布于外壳300的外部；可选地，连接管211可以紧贴着外壳300的外侧壁设置。

本实施例的液冷电池系统010利用液冷板200从电芯110的轴向给电芯110换热，特别是能够利用液冷板200从电芯110的轴向给电芯110散热，利用液冷板200中的流动的流体能够高效地给电芯110散热，且能够及时散热，从而使得电芯110工作时保持在较为合理的温度区间，以延长电芯110的使用寿命；且本实施例的液冷电池系统010的连接排120与液冷板200之间设置了绝缘板130和绝缘层131，以避免液冷板200和连接排120之间形成连通的导电通路。

本实施例还提供一种车辆，其包括本实施例提供的液冷电池系统010；即本实施例提供的液冷电池系统010能够应用车辆，特别是电动车。

综上所述，本发明实施例提供的液冷电池系统中的电芯的轴向的两端均连接有连接排，且连接排远离电芯的一侧设置有液冷板，这样一来，可以通过连接排从电芯的轴向与液冷板进行及时换热，且液冷板中流动的液体能使换热效果更佳，从而有助于保持电池模组的温度稳定，以延长电芯的使用寿命。

本发明实施例提供的车辆包括上述的液冷电池系统，能通过连接排从电芯的轴向进行及时换热，且液冷板中流动的液体能使换热效果更佳，从而有助于保持电池模组的温度稳定，以延长电芯的使用寿命。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。