电池包和车辆的制作方法

1.本公开涉及汽车技术领域，尤其涉及一种电池包和车辆。


背景技术：

2.随着动力电池技术的不断进步，动力电池系统在汽车领域的应用也越来越广泛。与此同时，随着技术的发展，电动车辆对动力电池系统的性能要求也越来越高。电动车辆在高倍率充电和行驶使用过程中，作为电池单体的电芯发热会导致电芯和箱体的温度持续升高，导致动力系统的充电报警/限流，会延长充电时间，降低输出功率，并且电芯发热导热电池和电芯组的温度过高，使动力系统的寿命变短。电芯组的温升问题成为制约动力系统性能和寿命的重要因素，改善电芯组内电芯和箱体内的温度过高问题，可以有效地改善动力系统的系统充放电性能和动力系统的寿命。
3.目前电动汽车中电池一般具有液冷系统，液冷系统通过隔热板作为支架，布置在电芯组底部，因为避让支架凸起块和液冷板工艺原因，液冷板较窄，与电芯底部接触面积较少，冷却效果欠佳；而且，传统液冷板内冷却液从液冷板的一侧流入，另一侧流出，电芯组内电芯接触的冷却液的温度越来越高/越来越低，导致电芯组两端电芯温差大。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种电池包和车辆。
5.本公开提供了一种电池包，包括具有开口端的箱体以及通过所述开口端设置于所述箱体内的电芯组，还包括，第一液冷装置，所述第一液冷装置盖合在所述箱体的开口端，并与所述电芯组的顶部贴合设置。
6.可选的，还包括，第二液冷装置，所述第二液冷装置设置于所述箱体内并与所述电芯组的底部贴合设置，所述第二液冷装置和所述第一液冷装置之间设置所述电芯组。
7.可选的，所述第一液冷装置包括第一液冷板和第一液冷流道，所述第二液冷装置包括第二液冷板和第二液冷流道，所述第一液冷板和所述第二液冷板均为导热板，所述第二液冷流道和所述第一液冷流道均为非金属流道。
8.可选的，所述第一液冷流道设置在所述第一液冷板背离所述电芯组的一侧；和/或，所述第二液冷流道设置在所述第二液冷板背离所述电芯组的一侧。
9.可选的，所述第一液冷流道包括第一进水管、第一出水管和第一分流管，所述第一进水管和所述第一出水管平行设置，所述第一分流管的数量为多根，多根所述第一分流管并联设置在所述第一进水管与所述第一出水管之间，并且所述第一分流管的一端与所述第一进水管连通，另一端与所述第一出水管连通；和/或，
10.所述第二液冷流道包括第二进水管、第二出水管和第二分流管，所述第二进水管和所述第二出水管平行设置，所述第二分流管的数量为多根，多根所述第二分流管并联设置在所述第二进水管与所述第二出水管之间，并且所述第二分流管的一端与所述第二进水
管连通，另一端与所述第二出水管连通。
11.可选的，所述电芯组包括多个电芯，相邻的两个所述电芯面积最大的侧面相对设置，并在相邻两个电芯面积最大的侧面之间设置吸热层。可选的，所述吸热层包括相变材料层。
12.可选的，所述第一液冷板和所述第二液冷板分别与所述电芯组通过导热结构胶连接。
13.可选的，相邻的两个所述电芯面积最大的侧面相对设置，所述吸热层设置在两个电芯面积最大的侧面之间，且所述吸热层包括相变材料层。
14.可选的，所述第一液冷流道与所述第一液冷板粘结固定，所述第二液冷流道与所述第二液冷板粘结固定。
15.本公开还提供了一种车辆，包括如上述任一项所述电池包。
16.本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：本公开实施例提供的一种电池包，该电池包采用无模块化设计，将电芯组设置在具有开口端的箱体内在电芯组的顶部设置第一液冷装置盖合在箱体的开口端，并与电芯组的顶部贴合设置，第一液冷装置与电芯组的顶部与电芯组直接接触，可以提高对电芯组的换热降温效果，同时第一液冷装置盖合在箱体的开口端，还能够充当箱体的盖板，使得电池包的整体更加简单轻便。
附图说明
17.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
18.为了更清楚地说明本公开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，对于本领域普通技术人员而言，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。
19.图1为本公开一些实施例所述电池包的结构示意图；
20.图2为本公开一些实施例所述电池包的爆炸图；
21.图3为本公开一些实施例所述第一液冷装置与电芯组的结构示意图；
22.图4为本公开一些实施例所述电芯组的结构示意图；
23.图5为本公开一些实施例所述第一液冷装置的仰视图。
24.其中，1、第一液冷装置；2、电芯组；3、第二液冷装置；4、箱体；5、导热结构胶；101、第一液冷板；102、第一液冷流道；102a、第一进水管、102b、第一出水管；102c、第一分流管；201、汇流排；202、电芯；203、相变材料层；301、第二液冷板；302、第二液冷流道；302a、第二进水管；302b、第二出水管；302c、第二分流管。
具体实施方式
25.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
26.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施
例，而不是全部的实施例。
27.如图1至图5所示，本公开实施例提供了一种电池包，该电池包采用无模组化结构，包括箱体4、电芯组2和第一液冷装置1，箱体4的上端敞口下端封闭，其内部形成一个容置空间，电芯组2从箱体4的开口端设置在箱体4内，第一液冷装置1盖合在箱体4的开口端，并与电芯组2的顶部贴合设置。第一液冷装置1直接与电芯组2的顶部贴合，可以直接带走电芯组2的热量，大幅度提高了对电芯组2的换热效果，同时，第一液冷装置1盖合在箱体4的开口端，可以充当箱体4的上盖，简化了电池包的整体结构，使得整体结构更加简洁轻便。
28.进一步的，电芯组2包括多个成排设置的电芯202，相邻的电芯202之间设有吸热层。具体的，每个电池包括内电芯组2的数量可以为多组，每组电芯组2又包括多个电芯202，多个电芯202成排设置，也就是说电芯202面积较大的侧面相对设置成排排列，相邻的电芯202之间存在间隙，现有技术中在该间隙中填充吸热材料，在本公开的一些实施例中，在该间隙中填充的吸热层包括相变材料层203，相变材料层203成片状结构，位于两个相邻的电芯202之间，通过涂胶的方式与电芯202面积较大的侧面紧密贴合，降低接触热阻，加强换热效果，并提供一定的缓震功能。
29.进一步的，还包括第二液冷装置3，第二液冷装置3设置在箱体4内并与电芯组2的底部贴合设置，第二液冷装置3在底部与电芯组2直接接触，对电芯组2的底部进行直接换热降温，进一步提高对电芯组2的冷却降温效果。
30.进一步的，在本公开的一些实施例中，第一液冷装置1包括第一液冷板101和第一液冷流道102，第二液冷装置3包括第二液冷板301和第二液冷流道302，第一液冷板101和第二液冷板301均为导热板，导热板可以采用铝板制成，铝板的保温性能优异，也可以采用其他的金属材质或导热性能较高的非金属制成；第一液冷流道102和第二液冷流道302均为非金属流道。采用非金属流道，不仅导热率比较低，不容易把热量传递给与之接触的其他结构，起到保温的效果，还能够实现减重的效果。
31.本公开通过向第一液冷装置1和第二液冷装置3通入冷却液的方式在电芯组2的上下两侧对电芯202进行降温，同时，在相邻的电芯202之间设置相变材料层203进一步提高换热效果，提升冷却效率，提高电池芯202温度的一致性，可有效满足电池能量密度较高及高倍率快充条件下的冷却需求，保证产品可靠性和安全性。
32.第一液冷板101与电芯组2的顶面贴合设置且通过导热结构胶5固定连接，第二液冷板301与电芯组2的底部贴合设置并通过导热结构胶5固定连接。第一液冷板101和第二液冷板301可以选用铝、钢、铜等导热系数较高的金属材料或非金属材料，电芯组2上产生的热量一部分通过导热结构胶5传递到第一液冷板101上，另一部分通过导热结构胶5传递到第二液冷板301上。
33.进一步的，结合图1、图2和图3所示，在本公开的一些实施例中，第一液冷流道102设置在第一液冷板101背离电芯组2的一侧，也就是设置在第一液冷板101的上方，电芯组2上的热量先传递到第一液冷板101上，然后通过第一液冷流道102内的冷却液吸收，第一液冷流道102内的冷却液在流动的过程中带走热量，不会对与之接触的其他结构造成影响。具体的，第一液冷板101与电芯202上方的汇流排201直接接触并贴合固定，第一液冷流道102设置在第一液冷板101的上表面上。将第一液冷流道102设置在第一液冷板101背离电芯组2的一侧，可以使第一液冷板101与汇流排直接接触并贴合固定，增大了第一液冷装置1与电
芯组2的接触面积，提高冷却效果。
34.同样的，在本公开的一些实施例中，第二液冷流道302设置在第二液冷板301背离电芯组2的一侧，也就是设置在第二液冷板301的下方，电芯组2底部的热量先传递到第二液冷板301上，然后通过第二液冷流道302内的冷却液吸收，第二液冷流道302内的冷却液在流动过程中带走热量，不对与之接触的其他结构造成影响。
35.第一液冷流道102和第二液冷流道302均采用非金属流道，其中，二者可以采用相同的材料，也可以采用不相同的材料，一般选用聚酰胺材料(pa)、聚碳酸酯材料(pc)或聚丙烯材料(pp)等非金属材料。非金属材料的导热系统远低于金属，且密度小，使得整个电池包冷一千二性能优异，并且轻量化。
36.进一步的，结合图1所示，第一液冷流道102包括第一进水管102a、第一出水管102b和第一分流管102c，在本公开的一些实施例中，第一进水管102a和第一出水管102b平行设置，且第一进水管102a上设有一个第一进水口和多个沿长度方向间隔设置的第一出水口，第一出水管102b上设有一个第二出水口和多个沿长度方向间隔设置的第二进水口，第二进水口与第一出水口一一对应设置。第一分流管102c的数量为多根，多根第一分流管102c在第一进水管102a和第一出水管102b之间并联设置，且第一分流管102c的一端与第一出水口连接，另一端与第二进水口连接，从第一进水管102a进来的冷却液，经过多根第一分流管102c进入到第一出水管102b内，并从第二出水口流出，在流动的过程中，带走电芯202的热量。
37.第二液冷流道302可以与第一液冷流道102的结构相同，也可以不同，结合图5所示，在本公开的一些实施例中，第二液冷流道302包括第二进水管302a、第二出水管302b和第二分流管302c，第二进水管302a和第二出水管302b平行设置，且第二进水管302a上设有一个第三进水口和多个沿长度方向间隔设置的第三出水口，第二出水管302b上设有一个第四出水口和多个沿长度方向间隔设置的第四进水口，第四进水口与第三出水口一一对应设置。第二分流管302c的数量为多根，多根第二分流管302c在第二进水管302a和第二出水管302b之间并联设置，且第二分流管302c的一端与第三出水口连接，另一端与第四进水口连接，从第二进水管302a进来的冷却液，经过多根第二分流管302a进入到第二出水管302b内，并从第四出水口流出，在流动的过程中，带走电芯202的热量。
38.第一液冷装置1可以采用扣合的方式与箱体4的上端敞口连接，也可以采用焊接或铆接的方式与箱体4的上端敞口连接。在对电池包进行安装时，首先将第二液冷装置3放置在箱体4内，然后在第二液冷装置3的上表面涂导热结构胶5，将电芯组2方式在导热结构胶5上，实现电芯组2底部与第二液冷装置3的固定，然后在第一液冷装置1的下表面涂导热结构胶5，将第一液冷装置1放置在电芯组2的上方，并与箱体4的上端敞口盖合。同时导热结构胶5在第一液冷装置1与电芯组2之间实现固定。
39.箱体4的侧面设有通孔，供水装置的供水管通过通孔伸入到箱体4体内，与第一液冷流道102和第二液冷流道302连通，第一液冷流道102和第二液冷流道302可以并联，也可以串联。
40.进一步的，在本公开的一些实施例中，第一液冷流道102和第二液冷流道302都采用非金属流道，第一液冷板101和第二液冷板301采用导热性能较好的金属材料，第一液冷流道102与第一液冷板101通过涂胶的方式粘结固定，第二液冷流道302和第二液冷板301也
通过涂胶的方式粘结固定。
41.每组电芯组中，相邻的两个电芯202中面积最大的侧面相对设置，相变材料层203设置在两个电芯202面积最大的侧面之间，尽可能的增强对电芯202的吸热能力，相变材料层203的尺寸可以根据冷却需求进行调整，当然也可以将相变材料层203置于电芯202的其他侧面之间，在电芯组2顶部和底部液冷冷却功率足够的情况下，也可以采用不具有吸热功能的缓冲材料替换相变材料层203。
42.进一步的，在本公开的一些实施例中，还提供了一种车辆，应用上述实施例中的电池包。
43.综上所述，本公开实施例提供的电池包在电芯组2的上下两侧分别设置第一液冷装置1和第二液冷装置3，且第一液冷装置1和第二液冷装置3的液冷流道均为非金属流道，非金属的导热率比较低，不容易把热传递给与之接触的其他结构上，此外，采用非金属流道既能够减重还能够起到保温的效果。相邻的电芯202之间设置相变材料层203，相变材料层203不仅具有一定的压缩性还能够吸热，不仅能够在电芯202受热或电池充放电循环后微观结构发生变化导致电芯202膨胀时起到缓冲作用，还能够进一步的吸收电芯202的热量，降低接触热阻，加强换热效果。
44.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
45.以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种电池包，包括具有开口端的箱体(4)以及通过所述开口端设置于所述箱体(4)内的电芯组(2)，其特征在于，还包括，第一液冷装置(1)，所述第一液冷装置(1)盖合在所述箱体(4)的开口端，并与所述电芯组(2)的顶部贴合设置。2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，还包括，第二液冷装置(3)，所述第二液冷装置(3)设置于所述箱体(4)内并与所述电芯组(2)的底部贴合设置，所述第二液冷装置(3)和所述第一液冷装置(1)之间设置所述电芯组(2)。3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述第一液冷装置(1)包括第一液冷板(101)和第一液冷流道(102)，所述第二液冷装置(3)包括第二液冷板(301)和第二液冷流道(302)，所述第一液冷板(101)和所述第二液冷板(301)均为导热板，所述第二液冷流道(302)和所述第一液冷流道(102)均为非金属流道。4.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述第一液冷流道(102)设置在所述第一液冷板(101)背离所述电芯组(2)的一侧；和/或，所述第二液冷流道(302)设置在所述第二液冷板(301)背离所述电芯组(2)的一侧。5.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述第一液冷流道(102)包括第一进水管(102a)、第一出水管(102b)和第一分流管(102c)，所述第一进水管(102a)和所述第一出水管(102b)平行设置，所述第一分流管(102c)的数量为多根，多根所述第一分流管(102c)并联设置在所述第一进水管(102a)与所述第一出水管(102b)之间，并且所述第一分流管的一端与所述第一进水管(102a)连通，另一端与所述第一出水管(102b)连通；和/或，所述第二液冷流道(302)包括第二进水管(302a)、第二出水管(302b)和第二分流管(302c)，所述第二进水管(302a)和所述第二出水管(302b)平行设置，所述第二分流管(302c)的数量为多根，多根所述第二分流管(302c)并联设置在所述第二进水管(302a)与所述第二出水管(302b)之间，并且所述第二分流管(302c)的一端与所述第二进水管(302a)连通，另一端与所述第二出水管(302b)连通。6.根据权利要求1-5中任一项所述的电池包，其特征在于，所述电芯组(2)包括多个电芯(202)，相邻的两个所述电芯(202)面积最大的侧面相对设置，并在相邻两个电芯(202)面积最大的侧面之间设置吸热层。7.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述吸热层包括相变材料层(203)。8.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述第一液冷板(101)和所述第二液冷板(301)分别与所述电芯组(2)通过导热结构胶(5)连接。9.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述第一液冷流道(102)与所述第一液冷板(101)粘结固定，所述第二液冷流道(302)与所述第二液冷板(301)粘结固定。10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述电池包。

技术总结
本公开涉及一种电池包和车辆，其中电池包包括具有开口端的箱体以及通过开口端设置于箱体内的电芯组，还包括第一液冷装置，第一液冷装置盖合在箱体的开口端，并与电芯组的顶部贴合设置。该电池包采用无模块化设计，将电芯组设置在具有开口端的箱体内在电芯组的顶部设置第一液冷装置盖合在箱体的开口端，并与电芯组的顶部贴合设置，第一液冷装置与电芯组的顶部与电芯组直接接触，可以提高对电芯组的换热降温效果，同时第一液冷装置盖合在箱体的开口端，还能够充当箱体的盖板，使得电池包的整体更加简单轻便。体更加简单轻便。体更加简单轻便。


技术研发人员：杜晓冬
受保护的技术使用者：北京车和家汽车科技有限公司
技术研发日：2021.09.28
技术公布日：2022/5/25