一种多面换热的电池液冷系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种多面换热的电池液冷系统，包括底部液冷板、顶部液冷板、换热工质进液管和换热工质出液管，所述底部液冷板设置在电芯的底部，其内部设有底部流道；所述顶部液冷板设置在所述电芯的顶部，其内部设有顶部流道；所述底部流道和顶部流道均与所述换热工质进液管和换热工质出液管连通。质进液管和换热工质出液管连通。质进液管和换热工质出液管连通。

【技术实现步骤摘要】
一种多面换热的电池液冷系统


[0001]本技术涉及电池领域，尤其涉及一种多面换热的电池液冷系统。

技术介绍

[0002]随着经济和新能源技术的不断发展，电化学储能产品在市场上也日渐成熟。其中，动力电池包是电化学储能产品的研发核心，每一个电池包是由多个电池模组组成，每个电池模组由多个电池串并联组成。
[0003]锂离子电池需要工作在适宜的温度范围(20
‑
40℃)内，在此范围内其性能、寿命及安全性表现最好。实际使用中，锂离子电池温度一方面受环境温度影响，另一方面受自身发热影响，会偏离此适宜的温度范围，所以需要使用热管理系统控制其温度。当前最常用的是液冷系统，但是，现有的液冷系统方案逐渐难以满足巨大的散热需求。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本技术提供了一种多面换热的电池液冷系统，包括底部液冷板、顶部液冷板、换热工质进液管和换热工质出液管，所述底部液冷板设置在电芯的底部，其内部设有底部流道；所述顶部液冷板设置在所述电芯的顶部，其内部设有顶部流道；所述底部流道和顶部流道均与所述换热工质进液管和换热工质出液管连通。
[0005]较佳地，所述电芯的底部与所述底部液冷板之间填充有第一TIM层，所述电芯顶部与所述顶部液冷板之间填充有第二TIM层。
[0006]较佳地，所述底部液冷板为一体板。
[0007]较佳地，所述顶部液冷板位于所述电芯顶部的若干极柱之间的空隙中。
[0008]较佳地，所述顶部液冷板包括若干液冷板条，若干的所述液冷板条分布在若干的所述极柱之间的空隙中。
[0009]较佳地，若干的所述液冷板条通过其两端的若干集流管分成若干串联或/和并联的液冷板条组：所述液冷板组包括若干平行的所述液冷板条，所述液冷板条内设有分通道，所述集流管内设有集流通道，所述液冷板条内的所述分通道与其两端的集流管内的所述集流通道连通。
[0010]较佳地，沿着换热工质在若干所述液冷板条组的流动方向，第一个所述集流管上开设有换热工质进口，所述换热工质进口与所述换热工质进液管连通；最有一个所述集流管上开设有换热工质出口，所述换热工质出口与所述换热工质出液管连通。
[0011]较佳地，所述的第一个所述集流管和所述的最后一个所述集流管位于所述液冷板条的同一侧。
[0012]较佳地，所述电芯的顶部设有防爆阀，所述顶部液冷板包括并联的第一顶部液冷板和第二顶部液冷板，所述第一顶部液冷板和所述第二顶部液冷板分布在所述防爆阀的两侧。
[0013]较佳地，所述底部液冷板通过螺纹紧固件固定在底盘框架上，所述顶部液冷板通
过螺纹紧固件固定在底盘框架上或固定在电池模组上。
[0014]较佳地，所述的一种多面换热的电池液冷系统，还包括绝缘保护盖，所述绝缘保护盖位于所述顶部液冷板的上方，并与所述电芯固定连接。
[0015]与现有技术相比，本技术存在以下技术效果：
[0016]1、在传统的单面冷却方案中，只在电芯的一面(底面)布置有液冷板，此时顶面距离液冷板较远，其换热效率会很低。本技术在电芯顶部增加了另一套液冷板，电芯的中下部分可以通过底部液冷板散热，而中上部分则通过顶部液冷板散热。相比较于仅有一面的液冷板，大大增加了散热面积，同时将散热距离缩短了一半，可以大幅提高传热效率。
[0017]2、本技术充分利用电芯顶部原有的空间，在不占用更多空间的前提下，增加顶部换热板，即顶部液冷板位于电芯顶部的若干极柱之间的空隙中。
[0018]3、电芯顶部的极柱与相应的导电busbar连接，作为过流部件，其在运行时后持续处于高温。而顶部液冷板可以为其散热，降低其温度，进而延长整个系统寿命。
[0019]4、当电芯顶部设置防爆阀，在电芯热失控时，其防爆阀会喷出大量高温气体及杂质，高温物质可能伤害极柱附近的绝缘防护。此时顶部液冷板可以迅速冷却这些喷出物质，降低高温物质对顶部绝缘防护的破坏，进而降低热失控的危害，提高系统的安全性。
[0020]5、热失控时，失控电芯产生大量热量，达到非常高的温度，会将热量传导到周边相邻电芯触发其失控。本技术通过顶部液冷板和底部液冷板同时散热，迅速将失控电芯温度控制下来，避免其触发周边电芯，遏制热失控的传递。
[0021]当然，实施本技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1是本技术一实施例所述的一种多面换热的电池液冷系统的结构示意图；
[0024]图2是本技术一实施例所述的一种多面换热的电池液冷系统的爆炸图；
[0025]图3是本技术一实施例所述的顶部液冷板的结构示意图；
[0026]图4是本技术另一实施例所述的一种多面换热的电池液冷系统的结构示意图；
[0027]图5是本技术另一实施例所述的一种多面换热的电池液冷系统的爆炸图。
具体实施方式
[0028]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0029]下面以具体地实施例对本技术的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
[0030]请参考图1至图5，一种多面换热的电池液冷系统，包括底部液冷板4、顶部液冷板1、换热工质进液管3和换热工质出液管2，所述底部液冷板4设置在电芯5的底部，其内部设有底部流道；所述顶部液冷板1设置在所述电芯5(电芯5是电动汽车的储能单元，也是液冷板的冷却/加热对象)的顶部，其内部设有顶部流道；所述底部流道和顶部流道均与所述换热工质进液管3和换热工质出液管2连通，底部流道和顶部流道是并联的关系，即换热工质进液管3的出口分别与底部流道和顶部流道的进口连通，换热工质出液管2的进口分别与底部流道和顶部流道的出口连通，换热时，换热工质从换热工质进液管3分别进入底部液冷板4、顶部液冷板1中，跟电芯5换热后，再流入换热工质出液管2。换热工质进液管3和换热工质出液管2与电池外部管道连接。
[0031]本实施例对换热工质的成分不做限制，可以是水
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乙二醇混合液、R134a、CO2等，工作时，换热工质在顶部流道中流动，与电芯5的中上部分进行换热；换热工质在底部流道中流动，与电芯5的中下部分进行换热。换热工质在外部可以利用压缩机制冷、热泵、PTC加热器、余热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多面换热的电池液冷系统，其特征在于，包括底部液冷板、顶部液冷板、换热工质进液管和换热工质出液管，所述底部液冷板设置在电芯的底部，其内部设有底部流道；所述顶部液冷板设置在所述电芯的顶部，其内部设有顶部流道；所述底部流道和顶部流道均与所述换热工质进液管和换热工质出液管连通。2.根据权利要求1所述的一种多面换热的电池液冷系统，其特征在于，所述电芯的底部与所述底部液冷板之间填充有第一TIM层，所述电芯顶部与所述顶部液冷板之间填充有第二TIM层。3.根据权利要求1所述的一种多面换热的电池液冷系统，其特征在于，所述底部液冷板为一体板。4.根据权利要求1所述的一种多面换热的电池液冷系统，其特征在于，所述顶部液冷板位于所述电芯顶部的若干极柱之间的空隙中。5.根据权利要求4所述的一种多面换热的电池液冷系统，其特征在于，所述顶部液冷板包括若干液冷板条，若干的所述液冷板条分布在若干的所述极柱之间的空隙中。6.根据权利要求5所述的一种多面换热的电池液冷系统，其特征在于，若干的所述液冷板条通过其两端的若干集流管分成若干串联或/和并联的液冷板条组：所述液冷板组包括若干平行的所述液冷板条，所述液冷板条内设有分通道，所述集流管内设有...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅圣尧，吴斌，周何聪，李享，刘午，
申请(专利权)人：优跑汽车技术上海有限公司，
类型：新型
国别省市：