專利名稱:一種水冷電池包的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種水冷電池包，包括具有蓋體和下箱體的殼體和放置在所述殼體中的電池模塊；其還包括固定在所述殼體中與所述電池模塊絕緣導熱接觸對其進行冷卻的冷卻結構，所述冷卻結構具有進水口和出水口。以使電池包的結構簡單、可靠、冷卻效果更好，同時延長電池包的使用壽命。
【專利說明】一種水冷電池包

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電動汽車動力源【技術領域】，尤其涉及一種水冷電池包。

【背景技術】
[0002]鋰離子電池因為其較高的能量密度、良好的循環(huán)特性等廣泛應用于混合動力汽車上，而其中圓柱型電池有著很高的應用比例。因為混合動力汽車在行駛中鋰離子電池可能不斷的出現(xiàn)大倍率的充放電，而鋰離子電池都具有一定的內阻，所以在這個過程中鋰離子電池會出現(xiàn)較嚴重的發(fā)熱情況，其溫度也會隨著熱量增加而升高。但鋰離子電池具有一定的使用溫度，過高或是過低的溫度都會影響其工作性能和使用壽命。
[0003]因此，需要對鋰離子電池進行較好的冷卻處理，現(xiàn)有技術多采用風冷的方法，風冷系統(tǒng)主要是利用風機提供動力迫使空氣通過電池單體之間縫隙或是設立的風道，在空氣流動過程中與發(fā)熱元件(電池單體)進行熱交換，帶走熱量，實現(xiàn)降溫目的。
[0004]少部分采用水冷的方法，通過在電池模塊中設置冷卻水板進行冷卻。但是現(xiàn)有的水冷方式存在以下兩方面的問題:第一，電池模塊內部管路復雜，裝配關系復雜，對相關零部件的加工、裝配精度要求很高，在振動的工作環(huán)境中可靠性較差；第二，由于采用整體的水冷板與電池模塊接觸散熱通常會導致散熱不均勻而造成電池模塊的局部過熱，而影響其性能。
實用新型內容
[0005]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種水冷電池包，以使其結構簡單、穩(wěn)定性尚°
[0006]為解決上述問題，本實用新型提供一種水冷電池包，包括具有蓋體和下箱體的殼體和放置在所述殼體中的電池模塊；其還包括固定在所述殼體中與所述電池模塊絕緣導熱接觸對其進行冷卻的冷卻結構，所述冷卻結構具有進水口和出水口。
[0007]作為上述技術方案的一種改進，其中，所述冷卻結構與所述下箱體的底板通過連接結構固定。
[0008]作為上述技術方案的一種改進，其中，所述冷卻結構與所述底板為一體式結構。
[0009]作為上述技術方案的一種改進，其中，所述冷卻結構通過在所述底板中直接設置水冷管形成。
[0010]作為上述技術方案的一種改進，其中，所述水冷管通過壓力鑄造設置在所述底板內。
[0011]作為上述技術方案的一種改進，其中，所述冷卻結構與所述電池模塊之間填涂有導熱膠。
[0012]作為上述技術方案的一種改進，其中，所述出水口與所述進水口貫穿所述殼體與外部的水冷系統(tǒng)附件連接。
[0013]作為上述技術方案的一種改進，其中，其內部散發(fā)熱量較多部位的水冷管的設置密度大于其內部散發(fā)熱較少部位的設置密度。
[0014]作為上述技術方案的一種改進，其中，所述出水口處的冷水管為高密度排布。
[0015]作為上述技術方案的一種改進，其中，所述電池模塊中還設置有散熱片，所述散熱片與所述冷卻結構絕緣導熱接觸。
[0016]通過將本實用新型與現(xiàn)有技術進行對比，可知本實用新型的水冷電池包通過將冷卻結構與下箱體的底板固定連接，解決了電池包內的結構復雜對冷卻結構的布置困難，而造成的電池包內的結構穩(wěn)定性和可靠性差的問題，使電池包的結構簡單、穩(wěn)定性高，從而增加電池包的使用壽命。

【附圖說明】

[0017]附圖是用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本實用新型，但并不構成對本實用新型的限制。在附圖中:
[0018]圖1所示為本實用新型實施例提供的水冷電池包的立體結構示意圖；
[0019]圖2所示為圖1的水冷電池包的下箱體的立體結構示意圖；
[0020]圖3所示為本實用新型實施例提供的一種冷卻結構的立體結構示意圖；
[0021]圖4所示為本實用新型實施例提供的另一種冷卻結構的立體結構示意圖；
[0022]圖5所示為本實用新型實施例提供的再另一種冷卻結構的立體結構示意圖。
[0023]附圖標記說明
[0024]I蓋體2下箱體21底板3電池模塊
[0025]31電池單體4冷卻結構41水冷管42進水口
[0026]43 出水口 45，46，47，48 部分結構

【具體實施方式】
[0027]以下結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限制本實用新型。
[0028]在本實用新型中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“上、下、左、右”通常是指說明書附圖中所示的方向。
[0029]鋰離子電池包工作時發(fā)生的電化學反應對工作溫度有一定要求，經(jīng)過試驗驗證，鋰離子電池包在25°C至55°C溫度范圍內工作時具有良好的工作性能；而當工作溫度超過該溫度范圍，尤其是高于65°C時電池能夠釋放的能量大幅降低，而且電池的使用壽命也明顯下降。因此本實用新型的下述實施例提供一種水冷電池包，其可應用于對電池模塊進行冷卻，但本實用新型并不以此為限。具體地，如圖1所示，本實用新型的水冷電池包包括:殼體、電池模塊3、冷卻結構4。
[0030]殼體包括蓋體I和下箱體2，蓋體I蓋合在下箱體2上中間形成容置空間5，電池模塊3放置該容置空間5中，冷卻結構4與該殼體固定連接，設置在電池模塊3之上或者之下與其絕緣導熱接觸，并具有進水口 42和出水口 43，以便通過向冷卻結構4中注入或導出液體對電池模塊3進行冷卻。
[0031]冷卻結構4可以是金屬制成的一個殼體中間灌充冷卻液體，也可以是其他可以對電池模塊3進行冷卻的結構，其與殼體固定連接，可以與蓋體I或者與下箱體2固定連接，或者也可以設置兩個冷卻結構4，分別與蓋體I和下箱體2固定連接，其通過貫穿殼體設置的進水口 42和出水口 43與外部的水冷系統(tǒng)附件連接，用于對冷卻結構中的冷卻液體進行及時的補給或導出。將水冷系統(tǒng)附件設置在電池包外部避免出現(xiàn)現(xiàn)有電池包的進水管處由于冷卻液的溫度較低，外臂易產(chǎn)生冷凝水，從而給電池包內的電氣連接帶來安全隱患的問題。本實用新型以下實施例僅以冷卻結構4與下箱體2的底板21固定連接為例進行說明。
[0032]固定連接方式可以是通過膠黏結的方式，即通過膠將冷卻結構4固定在下箱體2的底板21上，從而將冷卻結構4與下箱體2固定為一體，增強其可靠性，避免現(xiàn)有技術中的電池模塊的內部的結構復雜，裝配關系也復雜，給冷卻結構的布置帶來困難，在使用過程中可靠性較低的問題，這種固定為一體的方式保證在使用過程中冷卻結構4不會因為振動松動而影響內部結構或者使電池包失效。當然本實用新型并不限于此，在其他實施例中，冷卻結構4還可以通過其他的連接結構與殼體進行固定。
[0033]請參見圖2、圖3，進一步地，冷卻結構4為將水冷管41通過壓鑄的方式設置在底板21內部形成，水冷管41采用導熱性能良好的金屬或者非金屬材料制成，使水冷管41和整個下箱體2的底板21成為一體式結構，這樣下箱體2的底板21即整體作為冷卻結構4對放置在容置空間5中的電池模塊3進行冷卻。從而解決了現(xiàn)有的電池包內部裝配關系復雜，因而對冷卻結構的布置困難的問題，并且節(jié)省了電池包內部的占用空間；一體式的結構不用考慮冷卻結構4和下箱體2之間的裝配精度問題，同時提高電池包整體的可靠性和穩(wěn)定性，即使在震動的情況下也不容易被影響，從而增加電池包的使用壽命；而且通過底板21的整體面積將電池模塊3散發(fā)的熱量傳導給內部的水冷管41較之只有局部的導熱面積的方式冷卻效果更佳。
[0034]當然，本實用新型并不限于此，在其他實施例中，還可以將底板21設置為空腔形結構，空腔中間放置水冷管41，并使用其他導熱物質將水冷管41與底板21之間的空隙進行填充，從而達到和上述實施例同樣的一體式冷卻效果。而且也可以用一個水冷板或者其他的導熱結構代替水冷管41。
[0035]電池模塊3包括多個電池單體31，多個電池單體31并列排布設置在容置空間5中，并且多個電池單體31與冷卻結構4緊密接觸，可以及時將電池模塊3工作產(chǎn)生的熱量傳遞到冷卻結構4上，從而對電池模塊3進行冷卻，保證其正常的工作溫度。進一步地，還可以在冷卻結構4與所述電池模塊3之間填涂導熱膠，例如填涂導熱絕緣硅膠將其粘結，進一步保證電池模塊3與冷卻結構4之間無縫接觸，增加其接觸面積，從而加快散熱效率。
[0036]當然本實用新型并不限此，在其他實施例中，還可以在多個電池單體31之間設置散熱片或者其他散熱結構，并將散熱片或者其他散熱結構與冷卻結構4緊密接觸，進一步加快電池模塊3與冷卻結構4之間的熱傳導效率。
[0037]散熱片可以由相變導熱絕緣材料制成。相變導熱絕緣材料，具有良好散熱能力。相變導熱絕緣材料在大約45?50°C時會發(fā)生相變，并在壓力作用下流進并填充發(fā)熱體的不規(guī)則間隙中，擠走空氣，以形成良好的導熱界面，因此在電池模塊3工作產(chǎn)生熱量后，散熱片就可以將電池單體31之間的空隙完好填充，從而進一步提高散熱效率。當然散熱片也可以采用導熱絕緣橡膠或者其他材料制成。
[0038]進一步地，對于上述的水冷管41和底板21的一體式結構，水冷管41在底板21中的設置密度，可以根據(jù)電池包內部電池模塊以及其它發(fā)熱源的分布及發(fā)熱情況進行不同排布。請參見圖4，水冷管41的部分結構45為針對發(fā)熱量大、對工作溫度要求較高的零部件的位置將水冷管41進行較密的排布，部分結構46為針對發(fā)熱量不大、對工作溫度要求較低的零部件的位置將水冷管41進行較疏稀的排布。圖5所示，由于進水口 42處冷卻液體的溫度較低，所以部分結構47為針對進水口 42處將水冷管41進行較疏稀的布置；由于水冷管41經(jīng)過與電池模塊3的換熱后需要將受熱液體從出水口 43處排出，出水口 43處的溫度較高，因此部分結構48為針對出水口 43處將水冷管41進行較密的布置。根據(jù)發(fā)熱程度對電池包內的水冷管41做不同疏密的排布，可以平衡電池包內的散熱程度，使電池包內的散熱均勻，避免出現(xiàn)某個部位過熱而對整個電池包的性能造成影響，增長電池包的使用壽命。
[0039]在使用時，水冷系統(tǒng)附件的制冷液體從進水口 42流入冷卻結構4中，并從出水口43處流出，從而與內部的電池模塊3進行熱交換，帶走由電池單體31通過導熱片或者自身直接傳遞給冷卻結構4的熱量，使電池單體31的溫度降低，防止電池單體31的溫度過高，保證電池模塊3散熱的均衡性，使電池單體31處于最佳的工作溫度之下。
[0040]綜上所述，本實用新型的水冷電池包通過將冷卻結構與下箱體的底板固定連接，解決了電池包內的結構復雜對冷卻結構的布置困難，而造成的電池包內的結構穩(wěn)定性和可靠性差的問題；并通過將水冷管設置在底板中使整個底板形成冷卻結構，從而更進一步的節(jié)省了冷卻結構在電池包內的占用空間，同時增大了熱傳導面積，提高散熱效率；同時將冷水管針對電池包內部的發(fā)熱源情況做不同的疏密布置，從而提高電池包內部各處散熱的均衡性；而將水冷系統(tǒng)附件設置在電池包的外部，解決了因為進水管處的溫度較低，容易形成冷凝水而給電池包內部的電氣連接帶來安全隱患的問題。
[0041]以上結合附圖詳細描述了本實用新型的優(yōu)選實施方式，但是，本實用新型并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本實用新型的技術構思范圍內，可以對本實用新型的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本實用新型的保護范圍。
[0042]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本實用新型對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0043]此外，本實用新型的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本實用新型的思想，其同樣應當視為本實用新型所公開的內容。
【權利要求】
1.一種水冷電池包，包括具有蓋體(I)和下箱體(2)的殼體和放置在所述殼體中的電池模塊(3);其特征在于，其還包括固定在所述殼體中與所述電池模塊(3)絕緣導熱接觸對其進行冷卻的冷卻結構(4)，所述冷卻結構(4)具有進水口(42)和出水口(43)。2.根據(jù)權利要求1所述的一種水冷電池包，其特征在于:所述冷卻結構(4)與所述下箱體(2)的底板(21)通過連接結構固定。3.根據(jù)權利要求2所述的一種水冷電池包，其特征在于:所述冷卻結構(4)與所述底板(21)為一體式結構。4.根據(jù)權利要求3所述的一種水冷電池包，其特征在于:所述冷卻結構(4)通過在所述底板(21)中直接設置水冷管(41)形成。5.根據(jù)權利要求4所述的一種水冷電池包，其特征在于:所述水冷管(41)通過壓力鑄造設置在所述底板(21)內。6.根據(jù)權利要求1所述的一種水冷電池包，其特征在于:所述冷卻結構(4)與所述電池模塊(3)之間填涂有導熱膠。7.根據(jù)權利要求1所述的一種水冷電池包，其特征在于:所述出水口(43)與所述進水口(42)貫穿所述殼體與外部的水冷系統(tǒng)附件連接。8.根據(jù)權利要求1所述的一種水冷電池包，其特征在于:其內部散發(fā)熱量較多部位的水冷管(41)的設置密度大于其內部散發(fā)熱較少部位的設置密度。9.根據(jù)權利要求1所述的一種水冷電池包，其特征在于:所述出水口(43)處的冷水管(41)為高密度排布。10.根據(jù)權利要求1所述的一種水冷電池包，其特征在于:所述電池模塊(3)中還設置有散熱片，所述散熱片與所述冷卻結構(4)絕緣導熱接觸。
【文檔編號】H01M10-6556GK204289553SQ201420622925
【發(fā)明者】李瀟, 谷業(yè)明 [申請人]北汽福田汽車股份有限公司