电池包的制作方法

1.本实用新型主要涉及电池，尤其是涉及一种具有加热和冷却功能的电池包。


背景技术：

2.新能源电动汽车作为新能源领域中的一项重要应用，在近年来得到了广泛的发展，逐渐进入人们的生活当中。动力电池作为新能源电动汽车的核心动力源，为新能源电动汽车提供驱动力，而电池模组是动力电池的重要组成单元，为动力电池系统的核心零部件。
3.锂离子动力电池凭借其容量高、循环寿命长、安全性高等特点在新能源车领域应用越来越广泛。但是相比于传统的燃油车，里程焦虑、充电时间长等问题成为阻碍电动汽车发展的主要问题。因此，超级快充能力成为电池厂和整车厂普遍的发展目标。超级快充锂离子电池在充放电过程中会产生大量的热量，如果不能及时散动力发，会导致电池之间一致性变差，使用性能下降，严重时会发生起火、爆炸等热失控现象。
4.因此目前在锂离子动力电池包设计中，会根据加热和散热的需要，设计电池加热系统和冷却系统，使电池维持在适宜的温度范围，保证其性能和使用寿命。
5.但是，目前动力电池的液冷系统多为单面冷却设计，布置在电池模组的底部、顶部或侧面。这样的冷却设计通常只能对一般快充进行冷却。当对电池包进行超快速充电时，由于冷却面积偏小，会造成热量散失不及时，温度急剧升高，最终影响电池性能、寿命和安全。因此，需要一种高效散热的液冷系统实现对超级快充电池包的冷却。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题是提供一种具有更高效散热性能的电池包。
7.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电池包，包括箱体与所述箱体配合的箱盖。电池包还包括下层换热板，设置在所述箱体中且具有下层流体入口和下层流体出口；电池单元，所述电池单元的下表面与所述下层换热板接触；上层换热板，与所述电池单元的上表面接触且具有上层流体入口和上层流体出口；以及流体管路，包括流体管道、第一三通接头和第二三通接头，所述第一三通接头第一端通过流体管道连接总进水口，所述第一三通接头第二端和第三端分别通过流体管道连接所述下层流体入口和上层流体入口，所述第二三通接头第一端通过流体管道连接总出水口，所述第二三通接头第二端和第三端分别通过流体管道连接所述下层流体出口和上层流体出口，其中所述总进水口和总出水口设于所述箱体上。
8.在本实用新型的一实施例中，所述下层换热板固定在所述箱体中。
9.在本实用新型的一实施例中，所述箱体在所述下层换热板一侧具有容纳所述流体管路的容纳空间。
10.在本实用新型的一实施例中，所述电池单元的下表面与所述下层换热板通过导热胶粘接。
11.在本实用新型的一实施例中，所述电池单元的上表面与所述上层换热板通过导热
胶或导热凝胶粘接。
12.在本实用新型的一实施例中，所述上层换热板包括具有流道的底板和与所述底板连接的盖板。
13.在本实用新型的一实施例中，所述流道是在所述底板上冲压而成。
14.在本实用新型的一实施例中，所述箱体和箱盖上分别具有一圈连接面，所述箱体和箱盖通过所述连接面接合。
15.在本实用新型的一实施例中，所述箱体和箱盖的连接面之间设有密封垫。
16.在本实用新型的一实施例中，所述电池包是锂离子动力电池包。
17.与现有技术相比，本实用新型的电池包能够同时采用上下两层换热板，当换热板作为液冷系统时能对电池单元进行双面散热，散热面积是普通液冷系统的两倍以上。在电池包进行超快速大倍率充电时，可有效控制电池最高温度，一方面保证电池充电效率，另一方面提升电池安全性能和循环寿命。
附图说明
18.包括附图是为提供对本技术进一步的理解，它们被收录并构成本技术的一部分，附图示出了本技术的实施例，并与本说明书一起起到解释本技术原理的作用。附图中：
19.图1是本技术一实施例的电池包整体结构分解图。
20.图2是本技术一实施例的电池包上层换热板结构图。
21.图1-图2中的附图标记列表如下：
22.电池包
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100
23.箱体
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10
24.箱盖
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20
25.电池单元
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11
26.总进水口
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12
27.总出水口
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13
28.连接面
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14
29.连接面
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24
30.下层换热板
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30
31.下层流体入口
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31
32.下层流体出口
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32
33.上层换热板
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40
34.上层流体入口
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41
35.上层流体出口
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42
36.底板
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33
37.盖板
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34
38.流体管路
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50
39.流体管道
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51
40.第一三通接头
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52
41.第二三通接头
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53
42.紧固螺栓
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54
43.流道
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45
具体实施方式
44.为了更清楚地说明本技术的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本技术应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
45.如本技术和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
46.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
47.在本技术的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
48.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
49.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。此外，尽管本技术中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本技术说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过
每个术语所蕴含的意义来理解本技术。
50.应当理解，当一个部件被称为“在另一个部件上”、“连接到另一个部件”、“耦合于另一个部件”或“接触另一个部件”时，它可以直接在该另一个部件之上、连接于或耦合于、或接触该另一个部件，或者可以存在插入部件。相比之下，当一个部件被称为“直接在另一个部件上”、“直接连接于”、“直接耦合于”或“直接接触”另一个部件时，不存在插入部件。同样的，当第一个部件被称为“电接触”或“电耦合于”第二个部件，在该第一部件和该第二部件之间存在允许电流流动的电路径。该电路径可以包括电容器、耦合的电感器和/或允许电流流动的其它部件，甚至在导电部件之间没有直接接触。
51.如图1所示是本实用新型一实施例的电池包整体结构图，如图2所示是本实用新型的一种上层换热板结构图。结合图1以及图2，该电池包200包括箱体10、与箱体配合的箱盖20、下层换热板30、电池单元11、上层换热板40以及流体管路50。下层换热板30设置在箱体10中。电池单元11的下表面与下层换热板30接触。上层换热板40与电池单元11的上表面接触。下层换热板30上具有下层流体入口31和下层流体出口32。相对应的，上层换热板40具有上层流体入口41和上层流体出口42。在本实施例中，下层流体入口31和下层流体出口32位于下层换热板30的同一侧边，上层流体入口41和上层流体出口42位于上层换热板的同一侧边。而在附图未示出的其他实施例中，下层流体入口31和下层流体出口32可以设置在下层换热板30的不同侧边，例如相对侧边或者相邻侧边。上层流体入口41和上层流体出口42可以设置在上层换热板40的不同侧边，例如相对侧边或者相邻侧边。
52.在一些实施例中，箱体换热板为铝型材，通过搅拌摩擦焊与框梁焊接加工而成，换热板本身也可通过冲压钎焊或吹胀等方式制作，与框梁之间可通过拉铆或fds等连接方式，其他材质如镁合金，铜合金等也可达到相同冷却目标。换热板形式可以为冲压换热板，也可为口琴管式换热板、盘管式、吹胀式等多种形式。
53.进一步的，流体管路50包括流体管道51、第一三通接头52以及第二三通接头53。第一三通接头52的第一端、第二端、第三端分别通过流体管道51连接总进水口12、下层流体入口31、上层流体入口41，第二三通接头53的第一端、第二端和第三端分别通过流体管道51连接总出水口13、下层流体出口32和上层流体出口42。即冷却液在电池包中的流动方向为：从总进水口12进入，经过第一三通接头52后分为两路分别通过下层流体入口31和上层流体入口41进入下层换热板30和上层换热板40，对电池包进行冷却后，再分别通过下层流体出口32、上层流体出口42汇总到第二三通接头53，最终由总出水口13流出。在本实施例中，总进水口12以及总出水口13设置在箱体10上。
54.在本实用新型的一实施例中，流体管道51为尼龙材质。
55.在本实用新型的一实施例中，箱体10在下层换热板30一侧具有容纳空间30s，用于容纳流体管路50，使得流体管路50的管道和三通接头可以布置在箱体10内。
56.在本实用新型的一实施例中，电池单元11的下表面与下层换热板30通过导热胶粘接，这一方面增加导热性，另一方面能将电池单元11固定在电池包内部。
57.在本实用新型的一实施例中，电池单元11的上表面与上层换热板30通过导热胶或导热凝胶粘接。这两种材料导热性相近，区别在于粘性，导热凝胶可以有效弥补电池单元11底部与箱体10的装配公差，增加导热性，在此基础上导热胶的粘性更强，因此还能起到进一步固定的作用。
58.在本实用新型的一实施例中，上层换热板30包括具有流道45的底板33和与底板33连接的盖板34。在本实用新型的一实施例中，底板33与盖板34通过钎焊连接为一个整体。此处的流道45是成型在底板33上，用于冷却液在上层换热板40中的流动。在本实用新型的一实施例中，流道45是在底板33上冲压而成。在本实用新型的一实施例中，流道45采用多回路并联设计，对电池系统的散热效率更高。在一些其他的实施例中，箱体不仅可以通过型材拼焊制作，也可通过铸造等工作制作；箱体可以为铝合金，同时也可以采用其他材料制作，例如镁合金等。
59.在本实用新型的一实施例中，总进水口12和总出水口13由机械加工制作，并通过钎焊方式与盖板34连接。
60.在本实用新型的一实施例中，箱盖20采用钣金冲压制作而成，一方面增加箱盖强度，另一方面可有效阻止热失控向电池包100外部蔓延。在一些其他的实施例中，电池包箱盖也可采用复合材料或铝合金及其他合金制作而成。
61.在本实用新型的一实施例中，箱体10和箱盖20上分别具有一圈连接面14和24，箱体10和箱盖20通过各自的连接面14和24接合。在本实施例中，两连接面通过紧固螺栓54相连接。在本实用新型的一实施例中，箱体10和箱盖20的连接面之间设有密封垫，进一步提高了电池包的密封防护等级。
62.在本实用新型的一实施例中，电池包100是锂离子动力电池包。因而电池包100可以作为汽车动力电池。
63.本实用新型中采用长条形方壳电池排布，对于其他形式的电池排布也可适用。
64.需要强调的是，本实用新型提出的一种电池包并不以图1-2所示为限制，其它结构形式，如水冷板尺寸、厚度、扁管流道回路数量、进出水口位置等，虽然外观结构与前述实施例有区别，但也能达到相同的效果。
65.上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述实用新型披露仅仅作为示例，而并不构成对本技术的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本技术进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本技术中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本技术示范实施例的精神和范围。
66.同时，本技术使用了特定词语来描述本技术的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本技术至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本技术的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
67.同理，应当注意的是，为了简化本技术披露的表述，从而帮助对一个或多个实用新型实施例的理解，前文对本技术实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本技术对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
68.一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有
±
20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点
可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本技术一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
69.虽然本技术已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本技术，在没有脱离本技术精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本技术的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本技术的权利要求书的范围内。

技术特征：
1.一种电池包，包括箱体与所述箱体配合的箱盖，其特征在于，所述电池包还包括：下层换热板，设置在所述箱体中且具有下层流体入口和下层流体出口；电池单元，所述电池单元的下表面与所述下层换热板接触；上层换热板，与所述电池单元的上表面接触且具有上层流体入口和上层流体出口；以及流体管路，包括流体管道、第一三通接头和第二三通接头，所述第一三通接头第一端通过流体管道连接总进水口，所述第一三通接头第二端和第三端分别通过流体管道连接所述下层流体入口和上层流体入口，所述第二三通接头第一端通过流体管道连接总出水口，所述第二三通接头第二端和第三端分别通过流体管道连接所述下层流体出口和上层流体出口，其中所述总进水口和总出水口设于所述箱体上。2.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述下层换热板固定在所述箱体中。3.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述箱体在所述下层换热板一侧具有容纳所述流体管路的容纳空间。4.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池单元的下表面与所述下层换热板通过导热胶粘接。5.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池单元的上表面与所述上层换热板通过导热胶或导热凝胶粘接。6.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述上层换热板包括具有流道的底板和与所述底板连接的盖板。7.如权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述流道是在所述底板上冲压而成。8.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述箱体和箱盖上分别具有一圈连接面，所述箱体和箱盖通过所述连接面接合。9.如权利要求8所述的电池包，其特征在于，所述箱体和箱盖的连接面之间设有密封垫。10.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池包是锂离子动力电池包。

技术总结
本实用新型提供了一种电池包，包括箱体与所述箱体配合的箱盖。电池包还包括下层换热板，设置在所述箱体中且具有下层流体入口和下层流体出口；电池单元，所述电池单元的下表面与所述下层换热板接触；上层换热板，与所述电池单元的上表面接触且具有上层流体入口和上层流体出口；以及流体管路，包括流体管道、第一三通接头和第二三通接头，所述第一三通接头第一端通过流体管道连接总进水口，所述第一三通接头第二端和第三端分别通过流体管道连接所述下层流体入口和上层流体入口，所述第二三通接头第一端通过流体管道连接总出水口，所述第二三通接头第二端和第三端分别通过流体管道连接所述下层流体出口和上层流体出口，其中所述总进水口和总出水口设于所述箱体上。述总进水口和总出水口设于所述箱体上。述总进水口和总出水口设于所述箱体上。


技术研发人员：王明强 薛国正 张虎 蒋正禹 马建生
受保护的技术使用者：合众新能源汽车有限公司
技术研发日：2021.10.22
技术公布日：2022/5/25