一种新型电池包液冷结构的制作方法

1.本实用新型涉及汽车动力电池技术领域，尤其是涉及一种新型电池包液冷结构。


背景技术：

2.锂离子电池因具有能量密度高，效率高，电荷保持能力强和循环寿命长的特点，被认为是最有前途的电动汽车用储能技术。锂离子电池的最佳工作温度为20～45℃。动力电池作为电动汽车动力源，往往需要串并联形成电池组，但是电池组内的局部温差一般要小于5℃。因此，一个能够提供电池组所需的温度的热管理系统是必不可少的。在车内密闭狭小空间内不断积聚的热量会对电池模块中各单体电池的性能产生不同程度的影响。如果持续放电，热量和温度会在电池模块内分布不均，导致电池模块容量退化、性能退化、甚至爆炸等一系列严重后果，严重影响电动汽车的使用寿命。研究表明，电池的化学反应速率与温度呈几何级数关系曲线，温度每上升10℃，电池内部的电化学反应速率将加倍，电池长期工作在45℃下，其循环寿命将减少60％。根据应用环境的不同，传统的风冷散热会带来多余物及增大系统空间，而导冷式散热面对功率较大系统时则出现散热了瓶颈，而液冷散热技术的出现，由于液体介质比空气及常规散热铝材有更好的换热系数，使得液冷系统散热量级甚至为传统风冷式、导冷式散热的100倍以上。
3.目前一个完整的液冷系统而言，其主要由液冷机箱、液冷冷板及液冷提供系统组成，液冷冷板直接吸收发热模块的功耗，通过液冷机箱循环到液冷系统，将热量传递给液冷提供系统中的液泵，再经过液泵送至换热器，液冷换热器与外部环境热交换，对冷却液制冷并返回液冷机箱完成一个循环。而对于新能源汽车，由于空间有限，因此要求各个系统结构设计具有集成度化，空间利用率高。而单考虑散热系统部分，液冷冷板的设计成为了系统的关键。一般液冷板与电池包模组盒体单独设计装配，占用空间较多，热阻较大。液冷冷板加工成本较高，同时冷板和机箱的分开加工装配，增大了系统热阻及漏夜风险。


技术实现要素：

4.针对现有技术不足，本实用新型是提供一种新型电池包液冷结构，以达到结构紧凑，散热高效的目的。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：
6.该新型电池包液冷结构，包括电池包盒体和冷板，所述冷板集成设置在电池包盒体上，所述电池包盒体中设有用于电池包内电池模组冷却的内部骨架主流道，电池包盒体上设有与内部骨架主流道相连通的进液口，所述冷板中设有冷板流道，冷板流道的一侧与内部骨架主流道相连通，冷板上设有与冷板流道的另一侧相连通的出液口。
7.进一步的：
8.所述电池包盒体的外侧设有盖板，所述盖板与集成设置在电池包盒体上的冷板之间通过真空钎焊相连。
9.所述电池包盒体内的内部骨架主流道形成第一层液冷通道，冷板内的冷板流道形
成第二层液冷通道，所述第一层液冷通道和第二层液冷通道相邻叠层设置。
10.所述进液口对应内部骨架主流道的中间位置设置，出液口对应冷板流道的中间位置设置。
11.所述内部骨架主流道和冷板流道均包括并排设置的一组支流道，每个支流道的长度相同。
12.所述第二层液冷通道设在电池包盒体的背面。
13.所述第一层液冷通道的一端两拐角处均设有流出口，第二层液冷通道的一端两拐角处均设有流入口，流出口与对应的流入口通过连接通道相连通。
14.本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：
15.该新型电池包液冷结构设计合理，将冷板集成在电池包盒体上，冷却通道与电池包盒体架集成度高，结构设计更紧凑，节省空间，内部热阻小，流量均匀分配，散热效率高，加工简单，成本低。
附图说明
16.下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
17.图1为本实用新型液冷结构示意图。
18.图2为本实用新型盒体背面冷板流道结构示意图。
19.图3为本实用新型盒体骨架流道示意图。
20.图4为本实用新型盒体背面冷板流道分布图。
21.图5为本实用新型盒体骨架内流道流经图。
22.图中：
23.1.上盖板、2.电池包盒体、3.下盖板、4.电池模组、5.出液口、6.流入口ⅰ、7.流入口ⅱ、8.进液口、9.流出口ⅰ、10.流出口ⅱ、11.连接通道ⅰ、12.冷板、13.盒体背面冷板流道、14.连接通道ⅱ、15.内部骨架主流道。
具体实施方式
24.下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。
25.如图1至图5所示，该新型电池包液冷结构，包括电池包盒体2和冷板12，冷板集成设置在电池包盒体上，电池包盒体中设有用于电池包内电池模组4冷却的内部骨架主流道15，电池包盒体上设有与内部骨架主流道相连通的进液口8，冷板12中设有盒体背面冷板流道13，冷板流道的一侧与内部骨架主流道相连通，冷板上设有与冷板流道的另一侧相连通的出液口5。
26.电池包盒体的外侧设有盖板，盖板包括上盖板1和下盖板3；盖板与集成设置在电池包盒体上的冷板之间通过真空钎焊相连，以防漏夜。
27.本实用新型中，将冷板集成在电池包盒体上，冷却通道与电池包盒体架集成度高，结构设计更紧凑，节省空间，内部热阻小，流量均匀分配，散热效率高，加工简单，成本低。
28.本实用新型中冷却通道采用分层结构，电池包盒体内的内部骨架主流道形成第一层液冷通道，冷板内的冷板流道形成第二层液冷通道，第一层液冷通道和第二层液冷通道
相邻叠层设置。
29.图3中剖视图是冷板结构中第一层冷却通道分布图，在盒体内外部骨架内采用钻孔方式加工而成；第二层液冷通道如图2所示，分布在在电池包盒体背面，为保证流量均匀分布，流道采用对称结构。
30.进液口对应内部骨架主流道的中间位置设置，出液口对应冷板流道的中间位置设置；内部骨架主流道和冷板流道均包括并排设置的一组支流道，每个支流道的长度相同。
31.第一层液冷通道每条支路长度相同，从而使每条支路流阻均相同，来保障流量均匀分布；同理，第二层冷却通道的布置也符合上述特征。从而保障整个液冷回路中每条支路流量均匀，降低电池单元温差，控制整个电池包的温度。
32.第二层液冷通道设在电池包盒体的背面。第一层液冷通道的一端两拐角处均设有流出口，两个流出口分别为流出口ⅰ9和流出口ⅱ10，第二层液冷通道的一端两拐角处均设有流入口，两个流入口分别为流入口ⅰ6和流入口ⅱ7；流出口与对应的流入口通过连接通道相连通，两个连接通道分别为连接通道ⅰ11和连接通道ⅱ14，两个连接通道靠一端两个拐角处设置，集成设置，结构紧凑，占用空间小。
33.本实用新型技术关键技术在于液冷水道与电池包盒体集成在一起，液冷通道分布在机箱内外部骨架内，为强化换热，在不减弱电池包盒体骨架受力强度的同时，液冷通道分为两层，骨架内部第一层，盒体背面第二层。为防止上下两层通道冷却液流量不均匀，两层通道采用串联方式。为保证流量在每个支路分布均匀，冷却液从进口处如图3中进液口流入至第一层，一直到流出连接通道处，保证之前每条支路长度相同，从而使每条支路流阻均相同，来保障流量均匀分布。
34.本实用新型为一种电池包液冷冷板紧凑集成结构，具体液冷回路工作如下：冷却液从图3中进液口8进入电池包盒体，沿着如图3所示通道流入盒体一端，然后沿着如图5中连接通道的孔隙流入背面冷板液冷通道如图2所示，沿着背面冷板液冷通道流入如图2所示出液口5，随即冷却液流出电池包盒体。
35.在每一层流动过程中，为保障流量均匀分配，关键技术在于保障每一层通道每条支路长度相同，从而使每条支路流阻均相同，来确保流量均匀分布；通道内部冷却液从左端空隙处流入盒体背面冷板通道后汇聚在出液口流出，需要保证之前每条支路长度相同，从而使每条支路流阻均相同，来确保流量均匀分布；两层支路通过两个钻孔串联起来，形成一套完整的液冷回路。本专利在一定程度上可以有效控制电池包温度，降低电池包之间的温差，避免发热导致失效甚至起火，能广泛应用在新能源汽车行业。
36.上述仅为对本实用新型较佳的实施例说明，上述技术特征可以任意组合形成多个本实用新型的实施例方案。
37.上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。