电池包壳体、电池包以及车辆

技术领域

本公开涉及车辆技术领域，具体地，涉及一种电池包壳体、电池包以及车辆。

背景技术

随着新能源汽车的广泛使用，用户对新能源车辆的要求越来越高，对电池包的热管理变得尤为重要。目前，一般通过在电池包内设置冷板的方式来实现对电池包的温度的控制，并通过与冷板相连的管道将冷板内吸收了热量的换热介质带出电池包的外部，最后，再通过车辆的空调系统的换热器实现与外界的换热。然而，在对上管道进行安装布置的过程中，一方面，管道的排布会占用车辆的内部空间，另一方面，传热介质在经过管道传递至车辆空调系统的换热器的过程中，由于传递路径较长，也会存在较大的热量消耗，进而影响对电池包的热管理效率。

发明内容

本公开的目的是提供一种电池包壳体、电池包以及车辆，以解决相关技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，根据本公开的第一个方面，本公开提供一种电池包壳体，包括壳主体，所述壳主体包括：

第一箱体，所述第一箱体的内部具有用于容纳电芯的容纳腔，所述第一箱体包括用于与所述电芯进行热量交换的第一换热结构，所述第一换热结构内部具有供换热介质流过的第一流道；

隔热结构，位于所述第一箱体的外部，且至少部分所述隔热结构位于第一换热结构远离所述容纳腔的一侧；

第二换热结构，位于所述隔热结构远离所述第一箱体的一侧，所述第二换热结构内部具有供换热介质流过的第二流道，所述第二换热结构用于与外界进行热量交换，所述第二换热结构与所述第一换热结构连通，且所述第二换热结构能够与所述第一换热结构串联成电芯热管理回路。

可选地，所述电池包壳体还包括压缩机和膨胀阀，所述压缩机和膨胀阀均安装于所述壳主体，所述压缩机与所述第一换热结构和所述第二换热结构均连通，所述膨胀阀与所述第一换热结构和所述第二换热结构均连通，所述压缩机、所述第二换热结构、所述膨胀阀、所述第一换热结构能够串联成所述电芯热管理回路。

可选地，所述电池包壳体还包括安装于所述壳主体的四通阀，所述压缩机的出口与所述四通阀的A口连通，所述四通阀的B口与所述第二换热结构的第一接口和所述压缩机的进口均连通，所述四通阀的C口与所述第一换热结构的第一接口和所述第二换热结构的第一接口均连通，所述四通阀的D口与所述压缩机的入口和所述第一换热结构的第一接口连通，所述第一换热结构的第二接口经由所述膨胀阀与所述第二换热结构的第二接口连通。

可选地，所述壳主体上形成有凹槽，所述膨胀阀、压缩机、四通阀均设置在凹槽内。

可选地，所述隔热结构为由隔热材料制成的第二箱体，所述第二箱体套设于所述第一箱体的外部；

所述壳主体还包括第三箱体，所述第三箱体套设于所述第二箱体的外部，至少部分所述第三箱体形成为所述第二换热结构。

可选地，所述第一换热结构位于所述第一箱体的底部，所述第二换热结构位于所述第三箱体的底部。

可选地，所述第二箱体的侧部形成有第一过孔，所述第三箱体的侧部形成有第二过孔，第一过孔和所述第二过孔用于供连接管道穿过，以使连通所述第二换热结构与所述第一换热结构，所述第一过孔、所述第二过孔、所述第一换热结构的第一接口、所述第一换热结构的第二接口、所述第二换热结构的第一接口、所述第二换热结构的第二接口均位于所述壳主体的同一侧。

可选地，所述电池包壳体还包括换热翅片，所述换热翅片安装在所述第二换热结构背离所述第二箱体的一侧。

根据本公开的第二个方面，提供一种电池包，包括如上所述的电池包壳体。

根据本公开的第三个方面，提供一种车辆，包括如上所述的电池包。

通过上述技术方案，第一箱体内部的容纳腔用于容纳电芯，且第一箱体包括用于与容纳在容纳腔内的电芯进行热量交换的第一换热结构，这样，在第一换热结构内部的第一流道内流动的换热介质可以与电芯进行热量交换，从而实现对电芯的降温或加热，并且，由于第二换热结构与第一换热结构连通并能串联成电芯热管理回路，且第二换热结构位于隔热结构远离第一箱体的一侧，这样，第一流道内与电芯发生换热后的换热介质可以通过第二流道流动至位于第一箱体外部的第二换热结构内，此时，第二换热结构再与外界进行热量交换，位于第二换热结构内的换热介质在与外界发生换热后，再经第一流道重新回流至第一换热结构内，与电芯进行下一轮热量交换，从而实现对电芯的循环换热。

并且，在上述方案中，由于无需将第一换热结构内的换热介质通过管道与车辆空调系统的换热器连接，因此，无需在车辆内部设置管道，能减小对车辆内部空间的占用，另一方面，第二换热结构与第一换热结构之间距离较近(即两者之间只通过隔热结构进行隔开)，因此还能大大缩短用于连接在第一换热结构和第二换热结构之间的连接管道的长度，从而减小换热介质在传递过程中的热量损失，以达到提升对电池包热管理效率的目的。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一种示例性实施方式提供的电池包壳体的分解示意图；

图2是本公开一种示例性实施方式提供的电池包壳体的立体示意图；

图3是本公开一种示例性实施方式提供的电池包壳体的剖面示意图；

图4是图3的A部分的放大示意图；

图5是本公开一种示例性实施方式提供的电池包壳体的电芯热管理回路的结构示意图，其中，该电芯热管理回路处于制冷模式；

图6是本公开另一种示例性实施方式提供的电池包壳体的电芯热管理回路的结构示意图，其中，该电芯热管理回路处于制热模式。

附图标记说明

1-电池包壳体；10-壳主体；11-第一箱体；110-容纳腔；111-第一换热结构；1110-第一流道；12-第二箱体；13-第三箱体；131-第二换热结构；1310-第二流道；20-压缩机；30-膨胀阀；40-四通阀；50-凹槽；60-换热翅片；70-盖板。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，“内、外”是指相应结构轮廓的内外，“远、近”是指距离相应结构的远近。上述方位词仅是为了便于描述本公开，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公开的限制。此外，需要说明的是，所使用的术语如“第一”“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。

参考图1至图6所示，根据本公开的第一个方面，本公开提供一种电池包壳体1，包括壳主体10，壳主体10包括第一箱体11、隔热结构以及第二换热结构131，第一箱体11的内部具有用于容纳电芯的容纳腔110，第一箱体11包括用于与电芯进行热量交换的第一换热结构111，第一换热结构111内部具有供换热介质流过的第一流道1110；隔热结构位于第一箱体11的外部，且至少部分隔热结构位于第一换热结构111远离容纳腔110的一侧；第二换热结构131位于隔热结构远离第一箱体11的一侧，第二换热结构131内部具有供换热介质流过的第二流道1310，第二换热结构131用于与外界进行热量交换，第二换热结构131与第一换热结构111连通，且第二换热结构131能够与第一换热结构111串联成电芯热管理回路。

通过上述技术方案，第一箱体11内部的容纳腔110用于容纳电芯，且第一箱体11包括用于与容纳在容纳腔110内的电芯进行热量交换的第一换热结构111，这样，在第一换热结构111内部的第一流道1110内流动的换热介质可以与电芯进行热量交换，从而实现对电芯的降温或加热，并且，由于第二换热结构131与第一换热结构111连通并能串联成电芯热管理回路，且第二换热结构131位于隔热结构远离第一箱体11的一侧，这样，第一流道1110内与电芯发生换热后的换热介质可以通过第二流道1310流动至位于第一箱体11外部的第二换热结构131内，此时，第二换热结构131再与外界进行热量交换，位于第二换热结构131内的换热介质在与外界发生换热后，再经第一流道1110重新回流至第一换热结构111内，与电芯进行下一轮热量交换，从而实现对电芯的循环换热。

在上述方案中，由于无需将第一换热结构111内的换热介质通过连接管道与车辆空调系统的换热器连接，因此，无需在车辆内部设置连接管道，能减小对车辆内部空间的占用，另一方面，由于第二换热结构131与第一换热结构111之间距离较近(即两者之间只通过隔热结构进行隔开)，因此还能大大缩短连接在第一换热结构111和第二换热结构131之间的连接管道的长度，从而减小换热介质在传递过程中的热量损失，以达到提升对电池包热管理效率的目的。

电池包壳体1还可以包括水泵，水泵可以连接在上述电芯热管理回路中，并能够驱动换热介质在第一流道1110和第二流道1310内循环流动。

在本公开提供的一种示例性实施方式中，上述所提到的换热介质可以为液体水，液体水在电池包热管理回路中循环流动，流动在第一流道1110内的液体水可在与容纳腔110内部具有温差时实现与电芯的换热、以及流动在第二流道1310内的液体水可在与外界之间具有温差时实现与外界大气的换热。

为了进一步提升对电芯的换热效率，在本公开中，如图1、图2所示，可选地，电池包壳体1还可以包括压缩机20和膨胀阀30，压缩机20和膨胀阀30均安装于壳主体10，压缩机20与第一换热结构111和第二换热结构131均连通，膨胀阀30与第一换热结构111和第二换热结构131均连通，压缩机20、第二换热结构131、膨胀阀30、第一换热结构111能够串联成电芯热管理回路。通过设置压缩机20膨胀阀30，且压缩机20、第二换热结构131、膨胀阀30、第一换热结构111能够串联成电芯热管理回路，这样，该电芯热管理回路具有制冷模式和制热模式，如图5所示，在制冷模式中，低温、低压的换热介质蒸汽进入到压缩机20后变成高温高压的蒸汽通过第二流道1310流入至第二换热结构131内，第二换热结构131与外界空气进行换热，将热量散发至大气中并呈中温中压的换热介质从第二换热结构131中流出，并进入至膨胀阀30，膨胀阀30作为节流元件在此起到节流降压的作用，其出口流出低温低压的液态换热介质，该低温低压的液态换热介质经由第一流道1110进入到第一换热结构111内进行吸热蒸发变成气态换热介质，从而降低容纳腔110内的温度，达到对电芯进行降温的目的，从第一换热结构111流出的气态换热介质进入压缩机20进行增压，最终变为高温高压的气态换热介质。在上述制冷模式中，换热介质通过第二换热结构131进行散热，从而在第一换热结构111处实现吸热。

在制热模式下，如图6所示，从压缩机20的出口排出的高温高压的气态换热介质进入第一换热结构111，在第一换热结构111中与容纳腔110内的空气换热，把热量散发到容纳腔110中，以满足电芯的制热需求，放热后的高温高压的液态换热介质变为中温中压的液态换热介质从第一换热结构111的出口流出，并进入膨胀阀30，膨胀阀30作为节流元件在此起到节流降压的作用，其出口流出低温低压的液态换热介质，该低温低压的液态换热介质进入第二换热结构131吸收外界大气中的热量蒸发，从第二换热结构131的出口流出的气态换热介质进入压缩机20进行增压，最终变为高温高压的气态换热介质。在上述制热模式中，换热介质通过第二换热结构131进行吸热，从而在第一换热结构111处实现散热。

在本公开中，为了便于对上述制冷模式和制热模式的切换，如图5、图6所示，可选地，电池包壳体1还可以包括安装于壳主体10的四通阀40，压缩机20的出口与四通阀40的A口连通，四通阀40的B口与第二换热结构131的第一接口和压缩机20的进口均连通，四通阀40的C口与第一换热结构111的第一接口和第二换热结构131的第一接口均连通，四通阀40的D口与压缩机20的入口和第一换热结构111的第一接口连通，第一换热结构111的第二接口经由膨胀阀30与第二换热结构131的第二接口连通。

通过设置四通阀40，可以改变换热介质在上述电芯热管理回路中的流动方向，从而使得电芯热管理回路具有上述制冷模式和制热模式，例如，在制冷模式中，如图5所示，四通阀40的A口与B口连通，C口与D口连通，这样，换热介质经压缩机20的出口流出后，进入到四通阀40的A口，并从四通阀40的B口流出，随后经第二换热结构131的第一接口进入到第二换热结构131内，此时，高温高压的换热介质在第二换热结构131中与外界空气进行换热，将热量散发至大气中并呈中温中压的换热介质从第二换热结构131的第二接口流出，并进入至膨胀阀30，膨胀阀30作为节流元件在此起到节流降压的作用，其出口流出低温低压的液态换热介质，该低温低压的液态换热介质经由第一换热结构111的第二接口进入到第一换热结构111内进行吸热蒸发变成气态换热介质，从而降低容纳腔110内的温度，换热介质在从第一换热结构111的第一接口流出口，再依次经由四通阀40的C口、D口通过压缩机20的进口进入到压缩机20中。

在制热模式中，如图6所示，四通阀40的A口与D口连通，B口与C口连通，这样，换热介质经压缩机20的出口流出后，进入到四通阀40的A口，并从四通阀40的D口流出，随后经第一换热结构111的第一接口进入到第一换热结构111内，此时，高温高压的换热介质在第一换热结构111中与容纳腔110内的空气进行换热，将热量散发至电池包中从而实现对电芯的加热，换热介质在放热降温后变成中温中压的换热介质从第一换热结构111的第二接口流出，并进入至膨胀阀30，膨胀阀30作为节流元件在此起到节流降压的作用，其出口流出低温低压的液态换热介质，该低温低压的液态换热介质经由第二换热结构131的第二接口进入到第二换热结构131内进行吸热蒸发外界的热量重新变成气态换热介质，气态换热介质再从第二换热结构131的第一接口流出口，再依次经由四通阀40的B口、C口通过压缩机20的进口进入到压缩机20中。

由此可见，在整个制冷过程中，第一换热结构111起到蒸发器的作用，第二换热结构131起到冷凝器的作用，在制热过程中，第一换热结构111起到冷凝器的作用，第二换热结构131起到蒸发器的作用，无需设置两套冷凝器和蒸发器就能实现对电池包的制冷和制热，简化了车用热管理系统的结构，节约了成本，也更加便于第一换热结构111、第二换热结构131与壳主体10之间的装配。

可选地，如图1、图2所示，壳主体10上可以形成有凹槽50，膨胀阀30、压缩机20、四通阀40均设置在凹槽50内。形成在壳主体10上的凹槽50可以为膨胀阀30、压缩机20以及四通阀40提供收纳空间，一方面，能够减小膨胀阀30、压缩机20以及四通阀40与第一换热结构111、第二换热结构131之间的距离，从而更加便于膨胀阀30、压缩机20以及四通阀40与第一换热结构111、第二换热结构131之间的连接，并能有效缩短连接管路，从而降低换热介质在流动过程中的热量损失；另一方面，无需在车内专门设置用于布置膨胀阀30、压缩机20以及四通阀40的安装空间，在减小了对车辆内部结构的改进的同时，还能够进一步减小对车辆内部空间的占用。

在本公开提供的一种示例性实施方式中，如图1、图2所示，上述凹槽50可以形成在壳主体10的侧壁上，也就是说，壳主体10的顶壁是遮盖在凹槽50的上方的，从而能够对设置在凹槽50内的膨胀阀30、压缩机20以及四通阀40起到保护作用，避免其受到外力的挤压。

在本公开提供的另一种实施方式中，如图1、图2所示，凹槽50也可以形成在壳主体10的底部，即，壳主体10的底壁部分地向上收缩以形成上述凹槽50。总之，本公开对上述凹槽50所形成在壳主体10上的具体位置不作限制。

可选地，如图1所示，隔热结构为由隔热材料制成的第二箱体12，第二箱体12套设于第一箱体11的外部；壳主体10还包括第三箱体13，第三箱体13套设于第二箱体12的外部，至少部分第三箱体13形成为第二换热结构131。隔热结构为第二箱体12，且第二箱体12套设于第一箱体11的外部，也就是说，第二箱体12可以起到绝热的作用，即将第一换热结构111和第二换热结构131隔开，从而避免由于第一换热结构111与第二换热结构131相接触而对彼此的换热过程产生干扰或干涉。第三箱体13套设于第二箱体12的外部，从而能够对第二箱体12以及第一箱体11起到保护的作用，并能提高电池包壳体1的强度。

在壳主体10包括第一箱体11、第二箱体12以及第三箱体13的实施方式中，如图1所示，在第一箱体11、第二箱体12以及第三箱体13上均可以形成有上述凹槽50，并且，第一箱体11、第二箱体12以及第三箱体13上形成的凹槽50的位置及形状相对应，从而便于第一箱体11、第二箱体12以及第三箱体13之间的相互套设。

可选地，如图3、图4所示，第一换热结构111可以位于第一箱体11的底部，第二换热结构131位于第三箱体13的底部。将第一换热结构111设置与第一箱体11的底部、第二换热结构131设置在第二箱体12的底部，这样，能够保证安装在安装腔内的电芯与第一换热结构111的接触，也便于换热介质在第一流道1110、第二流道1310内的循环流动，并且，将第一换热设置与第一箱体11的底部、第二换热结构131设置在第二箱体12的底部还能够有效降低该电池包壳体1的重心，提升电池包的稳定性。

当然，本公开对第一换热结构111形成在第一箱体11的具体位置以及第二换热结构131形成在第三箱体13的具体位置不作限制，例如，第一换热结构111可以形成在第一箱体11的侧部或顶部，第二换热结构131也可以形成在第三箱体13的侧部或顶部，总之，只要能够实现第一换热结构111与电芯之间的热量交换、以及第二换热结构131与外界的热量交换即可。

另外，对于凹槽50形成在壳主体10的底部的实施方式中，将第一换热结构111设置在第一箱体11的底部、第二换热结构131设置在第三箱体13的底部，能够使得膨胀阀30、压缩机20以及四通阀40更加靠近第一换热结构111和第二换热结构131设置，这样，一方面缩短了用于连接膨胀阀30、压缩机20、四通阀40、第一换热结构111、第二换热结构131的连接管道，另一方面，用于连接膨胀阀30、压缩机20、四通阀40、第一换热结构111、第二换热结构131连接管道是完全被收纳在凹槽50内的，因此能够进一步减小对车辆内部空间的占用，并且，在使用过程中不易受到车辆的其他结构的干扰或干涉，具有更好的稳定性。

这里，需要说明的是，上述第一换热结构111可以是第一箱体11的底板，即，第一箱体11的底板内形成有第一流道1110，第一箱体11的底板构造为第一换热结构111；或者，第一换热结构111也可以为第一冷板，第一冷板内形成有第一流道1110，第一冷板设置在所述第一箱体11的底板上。同样的，第二换热结构131也可以是第三箱体13的底板，即，第三箱体13的底板内形成有第二流道1310，第三箱体13的底板构造为第二换热结构131；或者，第二换热结构131也可以为第二冷板，第二冷板内形成有第二流道1310，第二冷板设置在第三箱体13的底板上。

此外，本公开对第一流道1110和第二流道1310的具体排布方式不作限制，例如，在本公开提供的一种示例性实施方式中，第一流道1110和第二流道1310均可以均形成为沿壳主体10的长度方向或宽度方向多次弯折并形成为几字形结构。

可选地，第二箱体12的侧部形成有第一过孔，第三箱体13的侧部形成有第二过孔，第一过孔和第二过孔用于供连接管道穿过，以使连通第二换热结构131与第一换热结构111，第一过孔、第二过孔、第一换热结构111的第一接口、第一换热结构111的第二接口、第二换热结构131的第一接口、第二换热结构131的第二接口均位于壳主体10的同一侧。在装配过程中，用于与第一换热结构111连接的连接管道的一端可以通过第一过孔与第一换热结构111的第一接口、第一换热结构111的第二接口连通，连接管道的另一端与膨胀阀30、压缩机20、四通阀40连通，同样的，用于与第二换热结构131连接的连接管道的一端可以通过第二过孔与第二换热结构131的第一接口、第二换热结构131的第二接口连通，另一端与膨胀阀30、压缩机20、四通阀40连通。

在凹槽50形成在壳主体10的底部、且第一换热结构111设置在第一箱体11的底部、第二换热结构131设置在第三箱体13的底部的实施方式中，第一过孔和第二过孔均可形成在凹槽50内，这样，由于膨胀阀30、压缩机20以及四通阀40均是设置在凹槽50内的，因此更加便于膨胀阀30、压缩机20、四通阀40与第一换热结构111、第二换热结构131之间的连接、装配。

可选地，如图4所示，电池包壳体1还可以包括换热翅片60，换热翅片60安装在第二换热结构131背离第二箱体12的一侧。通过在第二箱体12上设置换热翅片60，且换热翅片60安装在第二换热结构131背离第二箱体12的一侧，这样，第二换热结构131在与外界进行换热时，第二换热结构131内的热量先传递至第二箱体12上，再通过设置在第二箱体12上的换热翅片60散发到外界大气中。

电池包壳体1还包括盖板70，如图1至图3所示，盖板70盖设于壳主体10上并封盖容纳腔110的上方敞口。

根据本公开的第二个方面，提供一种电池包，包括如上的电池包壳体1。

根据本公开的第三个方面，提供一种车辆，包括如上的电池包。该车辆具有上述电池包的全部有益效果，本公开在此不作赘述。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。