一种液冷电池箱及动力电池包

技术领域

本发明涉及动力电池制造技术领域，特别涉及一种液冷电池箱及动力电池包。

背景技术

电池的能量密度是电池平均单位体积或质量所释放出的电能，随着动力电池的能量密度要求不断提升，动力电池整体朝扁平化、集成化发展，高镍正极和硅碳负极成为主流技术路线，但是与此同时，动力电池的温度敏感性窗口也愈发明显，致使动力电池的性能、安全性和循环寿命受到严重影响，而电池包的安全性已经受到越来越多的关注，现有动力电池的冷却方式主要有液冷和自然对流下风冷两种，自然对流下风冷受环境温度影响较大，散热效果较液冷方式差，冷却系统的正常工作是高效保证电池包安全性的重要举措，因此动力电池包液冷是发展的必要趋势。

但是，目前的动力电池的液冷系统与电池包外壳具有独立的冷却液进出口，液冷系统的冷却液进出口需要通过接头管路连接至电池包外壳冷却液进出口，连接管路占用电池包内部空间，不仅降低了电池能量密度，而且在接头位置易发生冷却液泄漏现象，导致冷却液流失，影响动力电池安全性。

因此，目前亟需要一种技术方案，以解决现有动力电池液冷系统通过接头管路连接至电池包外壳冷却液进出口，占用电池包内部空间，降低电池能量密度，且易发生冷却液泄漏现象，影响动力电池安全性的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有动力电池液冷系统通过接头管路连接至电池包外壳冷却液进出口，占用电池包内部空间，降低电池能量密度，且易发生冷却液泄漏现象，影响动力电池安全性的技术问题，提供了一种液冷电池箱及动力电池包。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种液冷电池箱，包括箱壳，所述箱壳内设置液冷板，所述液冷板内设置液冷流道，所述液冷板设置接头构件，所述接头构件连通所述液冷流道，所述接头构件被构造为穿过所述箱壳。

本发明的一种液冷电池箱，通过将液冷板的接头构件贯穿箱壳设置，使液冷板的冷却液进出口穿过电池包外壳冷却液进出口，实现液冷系统冷却液进出口与电池包外壳冷却液进出口的集成，减少传统结构的接头管路，减少液冷电池箱结构件的使用，降低成本，避免管路连接带来的冷却液泄漏风险，有利于提高整包安全性，同时，减少了接头管路占用空间，能够在实现电池箱液冷功能的情况下减小对整包体积的影响，减小对电池能量密度的影响，同时，接头构件直接贯穿箱壳，缩短了液冷板与外部冷却液供液机构的连接距离，实现了冷却液的充分利用，有利于减少冷却液输送所需能耗，达到节能效果。

作为本发明的优选方案，所述接头构件外壁设置延伸板，所述延伸板与所述箱壳内壁密封连接，以增加所述接头构件与所述箱壳的接触面。以提高接头构件与箱壳接触面的密封性，进而提高箱壳整体密封性。

作为本发明的优选方案，所述延伸板与所述箱壳内壁之间设置密封件。以进一步提高箱壳整体密封性。

作为本发明的优选方案，所述液冷板包括流道板和盖板，所述流道板设置冲压流道，所述流道板和所述盖板扣合连接形成所述液冷流道，所述接头构件垂直连接于所述盖板，以减少所述接头构件占用所述箱壳的内部空间。液冷板结构简单，液冷流道成型容易，降低制备成本，同时，盖板由于未设置冲压流道，较流道板更为平整，接头构件与较为平整的盖板连接，方便接头构件的稳定设置，且接头构件与液冷板垂直，不占用液冷板板面所在的箱壳内部横向空间，有利于实现液冷板的最大化，使液冷板覆盖面与箱壳内腔适应，有利于增加液冷面积，提高散热强度。

作为本发明的优选方案，所述接头构件内壁与所述冲压流道圆滑过渡。实现冷却液的顺畅进入和/或输出，增强冷却效果。

作为本发明的优选方案，所述箱壳包括托盘和箱盖，所述液冷板与所述托盘限定出电池安装腔。使液冷板靠近箱盖设置，在使用时位于电池顶部，减少液冷板对箱壳内部空间的占用体积，并在热量上升路径上进行液冷散热，提高散热能力。

作为本发明的优选方案，所述流道板设置在靠近所述箱盖的一侧。使较为平整的盖板与电池侧靠近或贴合，增加散热面积，进一步提高散热能力。

作为本发明的优选方案，所述托盘设置与所述接头构件适配的套筒。通过接头构件与套筒的配合实现液冷板相对箱壳的位置固定，提高液冷板结构稳定性，确保液冷电池箱的稳定使用，有利于提高电池包安全性。

作为本发明的优选方案，所述托盘和所述箱盖分别设置朝向所述箱壳外延伸的边框，所述托盘与所述箱盖通过所述边框可拆卸连接。使托盘和箱盖的连接部位不占用箱壳内部空间，在箱壳内形成规则内腔，以利于液冷板及电池箱内电池模组的设置，提高箱壳内部空间利用率。

作为本发明的优选方案，所述托盘在所述边框处内陷或外凸形成第一连接部，所述箱盖在所述边框处设置第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部组合形成接头安装腔，所述液冷板设置延伸部，所述延伸部设置于所述接头安装腔内，所述接头构件连接于所述延伸部。通过托盘与箱盖的内陷或外凸的异形构造为接头构件提供安装位置，进一步扩大液冷板的覆盖面，减少接头构件的设置对箱壳内部空间的占用，提高散热强度，且使接头构件与电池能够分区设置，避免冷却液泄漏对电池的影响。

作为本发明的优选方案，所述接头构件包括进液接头和/或出液接头。可根据实际情况，将进液接头和出液接头设置在一个接头安装腔内，也可分开设置在独立的接头安装腔内，以形成不同结构样式的液冷电池箱。

作为本发明的优选方案，所述延伸部设置进液流道汇聚部和/或出液流道汇聚部，所述进液流道汇聚部用于连接所述进液接头，所述出液流道汇聚部用于连接所述出液接头。

一种动力电池包，具有如上所述的一种液冷电池箱，所述液冷电池箱内排列设置若干电池模组。

本发明的一种动力电池包，通过采用上述液冷系统冷却液进出口与电池包外壳冷却液进出口一体化构造的液冷电池箱，降低液冷结构设置对动力电池包整体体积的影响，液冷板散热能力强，有利于提高动力电池包的整体安全性和能量密度。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的一种液冷电池箱的有益效果是：

1、实现液冷系统冷却液进出口与电池包外壳冷却液进出口的集成，减少传统结构的接头管路；

2、减少液冷电池箱结构件的使用，降低成本；

3、避免管路连接带来的冷却液泄漏风险，有利于提高整包安全性；

4、减少了接头管路占用空间，能够在实现电池箱液冷功能的情况下减小对整包体积的影响，减小对电池能量密度的影响；

5、接头构件直接贯穿箱壳，缩短了液冷板与外部冷却液供液机构的连接距离，实现了冷却液的充分利用，有利于减少冷却液输送所需能耗，达到节能效果；

本发明的一种动力电池包的有益效果是：

通过采用上述液冷系统冷却液进出口与电池包外壳冷却液进出口一体化构造的液冷电池箱，降低液冷结构设置对动力电池包整体体积的影响，液冷板散热能力强，有利于提高动力电池包的整体安全性和能量密度。

附图说明

图1是本发明的一种液冷电池箱的结构示意图；

图2是本发明的一种液冷电池箱的正视图；

图3是本发明的一种液冷电池箱的右视图；

图4是本发明的一种液冷电池箱的仰视图；

图5是图4中A-A剖面的结构示意图一；

图6是图4中A-A剖面的结构示意图二；

图7是本发明中所述液冷板与所述托盘的组合结构示意图一；

图8是图6的正视图；

图9是本发明中所述液冷板的结构示意图；

图10是本发明中所述液冷板与所述托盘的组合结构示意图二；

图11是图10中B处局部放大的结构示意图；

图12是本发明的一种动力电池包的轴侧视图；

图13是本发明的一种动力电池包的剖面结构示意图。

图标：

1-箱壳，11-托盘，111-第一连接部，12-箱盖，121-第二连接部，13-套筒，14-边框，2-液冷板，21-液冷流道，211-进液流道汇聚部，212-出液流道汇聚部，22-流道板，23-盖板，24-延伸部，3-接头构件，31-延伸板，32-进液接头，33-出液接头，4-密封件，5-电池安装腔，6-接头安装腔，7-电池模组。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1-图11所示，本实施例的一种液冷电池箱，包括箱壳1，所述箱壳1内设置液冷板2，所述液冷板2内设置液冷流道21，所述液冷板2设置接头构件3，所述接头构件3连通所述液冷流道21，所述接头构件3被构造为穿过所述箱壳1。

其中，所述箱壳1用于提供电池安装的容纳腔，液冷板2被构造为板状结构件，平铺设置在箱壳1内，形成带液冷功能的电池箱。

具体的，相较于自然对流下风冷散热方式的电池箱，液冷方式散热效果更好，同时，液冷板2厚度较薄，对箱壳1内部空间的影响较小，相较于自然对流下风冷散热方式的电池箱，电池箱整体体积相当，实现在同等体积大小下的散热效果显著提高，有利于提高动力电池安全性。

优选的，参见图5-图6，所述接头构件3包括用于向液冷板2内输入冷却液的进液接头32以及用于冷却液从液冷板2内输出的出液接头33。

本实施例中，进液接头32和出液接头33被构造为套筒结构件的管接头，通过自身长度的延伸穿过箱壳1，在伸出箱壳1外的端部再与外部冷却液供液机构连接，通过带动力的外部冷却液供液机构实现冷却液在箱壳1内外的循环流动。

优选的，本实施例中，参见图5-图6，进液接头32和出液接头33均为直管接头，接头构件3在自身轴线方向贯穿箱壳1的顶或底，相较于现有带液冷系统的液冷电池箱，接头构件3不占用箱壳1内部空间，液冷板2的板面面积可以扩大至与箱壳1内腔匹配，在不改变电池箱整体体积的条件下，增加箱壳1内的液冷散热面积，进一步提高电池箱散热能力。

此外，由于进液接头32和出液接头33不占用箱壳1内部空间，进液接头32和出液接头33可根据实际情况贯穿箱壳1任意位置，只需满足接头构件3穿过箱壳1后，能够与箱壳1内的液冷板2垂直连通即可，接头构件3的可选安装位置较宽，以利于该结构的液冷电池箱与不同应用环境的适配，提高其通用性，有利于降低制备成本，同时，箱壳1内液冷板2通过最短距离的接头构件3连接外部冷却液供液机构，使外部冷却液供液机构与箱壳1内部液冷板2之间的冷却液输送距离较短，能够通过较小的能量实现冷却液的顺利输送，减少用于输送冷却液的能耗，达到节能效果。

本实施例的一种液冷电池箱，通过将液冷板2的接头构件3贯穿箱壳1设置，实现液冷系统冷却液进出口与电池包外壳冷却液进出口的一体化设置，减少传统液冷系统的接头管路，减少液冷电池箱结构件的使用，降低成本，同时能够避免接头管路连接带来的冷却液泄漏风险，有利于提高整包安全性，同时，减少了接头管路占用空间，能够在实现电池箱液冷功能的情况下减小对整包体积的影响，减小液冷系统设置对电池包能量密度的影响，可适用于常规电池模组、刀片电池等电池的液冷容纳。

实施例2

如图1-图11所示，本实施例的一种液冷电池箱，在实施例1的基础上，所述接头构件3外壁设置延伸板31，所述延伸板31与所述箱壳1内壁密封连接，以增加所述接头构件3与所述箱壳1的接触面。

优选的，本实施例中，接头构件3包括独立设置的进液接头32和出液接头33，延伸板31被构造为设置在接头构件3外壁的圆盘状平板结构件，延伸板31与接头构件3一体机械加工制备成型或通过螺纹、套装、粘接等常规连接方式安装，使用时，接头构件3穿过箱壳1预先设置的通孔，延伸件31与箱壳1内壁密封连接，通过面接触实现接头构件3与箱壳1之间的密封，提高箱壳1整体密封性。

优选的，所述延伸板31与所述箱壳1内壁之间设置密封件4，以提高箱壳整体密封性，所述密封件4包括橡胶片、压缩泡棉等通过自身柔性变化提供密封效果的结构件。

实施例3

如图1-图11所示，本实施例的一种液冷电池箱，在实施例1和实施例2的基础上，所述液冷板2包括流道板22和盖板23，所述流道板22设置冲压流道，所述流道板22和所述盖板23扣合连接形成所述液冷流道21，所述接头构件3垂直连接于所述盖板23。

具体的，所述流道板22被构造为包括冲压流道的板体结构件，所述盖板23被构造为平面板结构件，盖板23与流道板22扣合焊接，成型液冷流道21，液冷板2可采用热导率高的金属材质，包括但不限于铝、铜及其合金，可以通过内部流动的冷却液与金属外壁实现热交换散热。

优选的，所述箱壳1和所述液冷板2均可采用导热率高的金属材质结构件，以最大程度的提高液冷电池箱的散热效果，在将电池模组设置到液冷电池箱内后，液冷板2可根据实际情况贴合电池模组设置，有利于增加电池模组与液冷板2之间的有效散热面积。

本实施例的一种液冷电池箱，液冷板2结构简单，液冷流道21成型容易，降低制备成本，接头构件3与较为平整的盖板23垂直连接，方便接头构件3的稳定设置，以实现在最短长度接头构件3的条件下使接头构件3贯穿箱壳1设置，且接头构件3可根据实际情况，设置在液冷板2板面的任意位置，有利于提高液冷电池箱的通用性，同时，在有限的箱壳1内腔下，接头构件3不占用箱壳1任何横向方向的空间，能够实现液冷板2的覆盖面积最大化，增加液冷面积，提高散热强度。

另外，相对于现有技术的接头管路结构，本实施例的接头构件3长度较短，有效缩短了液冷板2与外部冷却液供应机构的距离，降低了冷却液的热交换损耗，使冷却液得到有效的利用，有利于提高冷却液的利用效率，在同等降温效果条件下，降低输送冷却液的动力损耗，达到节能效果。

优选的，所述接头构件3内壁与所述冲压流道圆滑过渡。

具体的，所述冲压流道被构造为在制备时具有圆滑的边缘，接头构件3与液冷板2连接后，接头构件3与冲压流道边缘圆滑过渡，使冷却液的流动不受阻碍，能够顺畅的进入和输出，在经过接头构件3前后的流速保持一致，减少温度损耗，增强冷却效果。

实施例4

如图1-图11所示，本实施例的一种液冷电池箱，在实施例1-实施例3的基础上，所述箱壳1包括托盘11和箱盖12，所述液冷板2与所述托盘11限定出电池安装腔5，所述流道板22设置在靠近所述箱盖12的一侧。

具体的，参见图8，组成液冷板2的流道板22由于成型有冲压流道，在流道板22远离盖板23的一侧会具有若干棱条结构，使用时，具有棱条结构的液冷板2贴合/靠近箱盖12设置，在液冷板2和箱盖12之间形成热交换空间，在热量上升路径上同时实现液冷板2的液冷散热以及液冷板2与箱盖12的热交换散热，提高液冷电池箱整体散热能力。

此外，液冷板2远离托盘11设置，位于电池上方，能够有效避免碎石及路缘石等的冲击造成液冷板变形泄漏，确保液冷系统的长时间有效性，提高电池包安全性。

同时，组成液冷板2的盖板23由于表面较为平整，在使用时能够与电池贴合/靠近，能够在热量上升路径上扩大有效散热面积，进一步提高液冷电池箱的整体散热能力。

实施例5

如图1-图11所示，本实施例的一种液冷电池箱，在实施例4的基础上，所述托盘11设置与所述接头构件3适配的套筒13。

具体的，参见图6，套筒13被构造为设置有与接头构件3外形适配的通道，套筒13焊接于托盘11外壁，使用时，液冷板2通过接头构件3与套筒13的配合实现定位，通过延伸板31与托盘11的配合实现液冷板2在箱壳1内高度的定位，使液冷板2的设置结构稳定，相对箱壳1的位置固定，提高液冷板2的结构稳定性，进而确保液冷电池箱的稳定使用，有利于提高电池包安全性。

此外，液冷板2靠近箱盖12侧设置，套筒13位于托盘11外壁，使冷却液从低位向高位输入，从高位向低位输出，冷却液输入输出箱壳1的位置更靠近液冷电池箱底部，使冷却液能够在较低的位置即可进入箱壳1内发挥作用，在同等散热效果条件下，降低外部冷却液供液机构的动力需求。

实施例6

如图1-图11所示，本实施例的一种液冷电池箱，在实施例1的基础上，所述托盘11和所述箱盖12分别设置朝向所述箱壳1外延伸的边框14，所述托盘11与所述箱盖12通过所述边框14可拆卸连接。

具体的，边框14朝向箱壳1外延伸，使托盘11和箱盖12连接后，连接部位不占用箱壳1内部空间，以在箱壳1内形成较为规则的内腔，能够与长方体、片状等结构规则的电池模组适配，提高箱壳1内部空间利用率。

优选的，所述托盘11在所述边框14处内陷或外凸形成第一连接部111，所述箱盖12在所述边框14处设置第二连接部121，所述第一连接部111和所述第二连接部121组合形成接头安装腔6，所述液冷板2设置延伸部24，所述延伸部24设置于所述接头安装腔6内，所述接头构件3连接于所述延伸部24。

本实施例中，所述托盘11在所述边框14处向箱壳1内凹陷形成所述第一连接部111，所述箱盖12在所述边框14处向箱壳1外凸起形成所述第二连接部121，第一连接部111和第二连接部121扣合后，形成接头安装腔6，形成独立于电池安装腔5的接头构件3安装位置，使接头构件3与电池模组7分区设置，避免冷却液泄漏对电池模组7的影响，同时，在箱壳1的厚度方向，接头安装腔6更靠近箱盖12侧设置，能够通过较短长度的接头构件3贯穿箱壳1，缩短接头构件3延伸长度，减少冷却液在箱壳1内外交换过程中的流动距离，提高冷却液的利用效率，进而减少用于输送冷却液的能耗。

进一步的，所述延伸部24为液冷板2边缘沿板面延伸形成的凸出部分，所述延伸部24设置于所述接头安装腔6内，所述接头构件3连接于所述延伸部24。使接头构件3的设置不占用电池安装腔5空间。

具体的，接头构件3包括进液接头32和出液接头33，参见图5-图6，进液接头32和出液接头33位于同一个接头安装腔6内，可以理解，进液接头32和出液接头33也可根据实际情况分别设置在不同的接头安装腔6内，液冷板2可根据实际情况设置一个或多个延伸部24，以形成不同结构样式的液冷电池箱，以实现液冷电池箱与不同包络环境的适应。

优选的，所述延伸部24设置连通液冷流道21的进液流道汇聚部211和/或出液流道汇聚部212，进液流道汇聚部211用于连接进液接头32，出液流道汇聚部212用于连接出液接头33，使输入的冷却液从延伸部24开始进行分散，输出的冷却液在延伸部24进行汇流后输出，实现对箱壳1内各处的有效散热，此外，延伸部24的设置不占用电池安装腔5空间，使液冷板2的覆盖面能够进一步扩大，以进一步提高液冷电池箱的整体散热能力。

实施例7

如图12-图13所示，一种动力电池包，具有如上所述的一种液冷电池箱，所述液冷电池箱内排列设置若干电池模组7。

本实施例的一种动力电池包，通过采用上述液冷系统冷却液进出口与电池包外壳冷却液进出口一体化构造的液冷电池箱，降低液冷结构设置对动力电池包整体体积的影响，液冷板2散热能力强，有利于提高动力电池包的整体安全性和能量密度，能够适用于电池模组7、刀片电池等电池的安装。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。