一种电池模组热交换组件、电池模组以及电池包的制作方法

1.本实用新型涉及电池液冷散热相关技术领域，具体涉及一种电池模组热交换组件、电池模组以及电池包。


背景技术：

2.目前，新能源电池液冷系统液冷结构形式为一边为进水口一边为出水口，这样的形式使得进水口附近的温度偏低，出水口附近的温度偏高，电池系统整体温升速率低，温差大。而且现有技术对电池模块无法进行有效液冷散热控制，或者仅通过温度单一控制液路流量，散热效率低。
3.公开号为cn113161645a，发明名称为汽车电池热管理系统及提高电池模组均温性的方法的专利文件中，将调节阀设置在主回路上进行液路调控，该种调控方式对所有的冷板统一调控，调控精度低，均温性差。


技术实现要素：

4.本实用新型为了解决现有技术问题中的一种或几种，提供了一种电池模组热交换组件、电池模组以及电池包。
5.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种电池模组热交换组件，包括热交换板组件和换向阀，所述热交换板组件的进液口和出液口处连接有切换热交换板组件内液路流向的换向阀。
6.本实用新型的有益效果是：通过在热交换板的进液口和出液口处设置换向阀，能够对单个热交换板的液路流向进行调控，调控精度高，使热交换板内的温度均匀，减小温差，能够实现热交换板对电芯堆叠体的快速稳定降温或升温。
7.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
8.进一步，所述换向阀直接固定在所述进液口和出液口处；
9.或所述热交换板组件的进液口处连接有进液支管，所述热交换板组件的出液口处连接有出液支管，所述进液支管以及出液支管上连接有切换热交换板内液路流向的换向阀。
10.采用上述进一步方案的有益效果是：针对不同的装配需求或者不同的热交换板，可以将换向阀直接固定在进出液口处，也可以将换向阀固定在进出液支管上。
11.进一步，所述进液支管和/或出液支管上还设有流量调节阀。
12.采用上述进一步方案的有益效果是：通过在进液支管和/或出液支管上设置流量调节阀，可以通过换向阀来对液路流向进行调控，利用流量调节阀来对液路流量进行调控，将热交换板内的液路流向和液路流量结合来对电芯堆叠体的温度进行调控，能够实现热交换板对电芯堆叠体的快速稳定降温或升温。
13.进一步，所述进液口和出液口分别位于热交换板组件的同侧或异侧。
14.采用上述进一步方案的有益效果是：可以根据热交换板内液路结构，将进液口和
出液口设置在热交换板的同侧或异侧，将进液口和出液口设置在热交换板的同侧，方便后续与进出液主管进行连接固定，便于装配。
15.进一步，所述热交换板组件包括一个或多个独立的热交换板，多个所述热交换板并联布置，每个热交换板的进液口和出液口处均连接有换向阀。
16.采用上述进一步方案的有益效果是：采用多个并联布置的热交换板，可以在每个热交换板的进出液口处均设一个换向阀，可以对单个热交换板的液路流向进行控制，控制精度更高。
17.进一步，所述热交换板组件包括一个或多个独立的热交换板，多个所述热交换板串联布置，位于首尾两端的两个热交换板的进液口和出液口处连接有换向阀。
18.进一步，所述热交换板为硬质材料板或柔性板，所述柔性板的进液口或出液口处还安装有压力传感器。
19.采用上述进一步方案的有益效果是：可以根据需要选择不同材料性能的热交换板。通过设置压力传感器，能够实时监控柔性板内的压力，避免在热管理过程中压力过低，而不能有效接触待散热的电芯堆叠体，造成散热效率低或热管理失效。
20.进一步，所述热交换板上设有支耳，所述进液口和出液口分别设置在所述支耳上。
21.采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置支耳，方便设置进液口和出液口，便于后续与主管进行连接，也便于与壳体进行支撑定位。
22.一种电池模组，包括电芯堆叠体以及所述的电池模组热交换组件，所述电芯堆叠体的至少一侧与所述热交换板组件接触。
23.采用上述进一步方案的有益效果是：本实用新型的电池模组，通过在热交换板的进液口和出液口处设置换向阀，能够对单个热交换板的液路流向进行调控，调控精度高，使热交换板内的温度均匀，减小温差，能够实现热交换板对电芯堆叠体的快速稳定降温或升温。
24.进一步，所述电芯堆叠体内设有至少一个温度传感器，所述温度传感器与所在电芯堆叠体所接触的热交换板组件上的换向阀连接。
25.采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置温度传感器，可以根据温度传感器检测的温度，使换向阀切换热交换板内的液路流向。
26.一种电池包，包括上述的电池模组，还包括电池包壳体、进液主管和出液主管，所述电池模组设置在所述电池包壳体内；所述热交换板的进液支管与进液主管连接且连通，所述热交换板的出液支管与出液主管连接且连通。
27.本实用新型的有益效果是：本实用新型的电池包，通过在热交换板的进液口和出液口处设置换向阀，能够对单个热交换板的液路流向进行调控，调控精度高，使热交换板内的温度均匀，减小温差，能够实现热交换板对电芯堆叠体的快速稳定降温或升温。
附图说明
28.图1为本实用新型热交换板的结构示意图一；
29.图2为本实用新型热交换板的结构示意图二；
30.图3为本实用新型多个热交换板并联后的液路流向示意图一；
31.图4为本实用新型多个热交换板并联后的液路流向示意图二；
32.图5为本实用新型多个热交换板并联后与电芯堆叠体配合的立体爆炸结构示意图；
33.图6为本实用新型多个热交换板并联后与电芯堆叠体配合组装后的立体结构示意图；
34.图7为本实用新型多个热交换板串联后形成的热交换板组与换向阀连接的结构示意图一；
35.图8为本实用新型多个热交换板串联后形成的热交换板组与换向阀连接的结构示意图二；
36.图9为本实用新型一个热交换板上放置多个电芯堆叠体的结构示意图一；
37.图10为本实用新型一个热交换板上放置多个电芯堆叠体的结构示意图二。
38.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
39.1、电芯堆叠体；2、热交换板；21、进液口；22、出液口；23、进液支管；24、出液支管；3、换向阀；4、进液主管；5、出液主管；6、箱体；61、箱盖。
具体实施方式
40.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
41.实施例1
42.如图1～图5所示，本实施例的一种电池模组热交换组件，包括热交换板组件和换向阀3，所述热交换板组件的进液口21和出液口22处连接有切换热交换板组件内液路流向的换向阀3。
43.本实施例通过在热交换板组件的进液口和出液口处设置换向阀，能够对单组热交换板组件的液路流向进行调控，调控精度高，使各组热交换板内的温度均匀，减小温差，能够实现热交换板对电芯堆叠体的快速稳定降温或升温。
44.本实施例的热交换板组件可以包括一个热交换板2，也可以包括多个热交换板2。
45.当热交换板组件包括一个热交换板2时，对于不同的热交换板2类型或需要，本实施例提供了两种换向阀3的安装布置方式，所述换向阀3直接固定在所述热交换板2的进液口21和出液口22处；或，如图1和图2所示，所述热交换板2的进液口21处连接有进液支管23，所述热交换板2的出液口22处连接有出液支管24，所述进液支管23以及出液支管24上连接有切换热交换板2内液路流向的换向阀3。
46.当热交换板组件包括一个热交换板2时，可以采用一个热交换板2与一个电芯堆叠体1对应布置；也可以采用一个大的热交换板2，将多个电芯堆叠体1布置在这一个大的热交换板2上，如图9和图10所示。
47.当热交换板组件包括多个热交换板2时，多个热交换板2的布置方式有以下两种：
48.布置方式一，多个所述热交换板2并联布置，每个热交换板的进液口21和出液口22处均连接有换向阀3，如图3和图4所示。单个热交换板2的进出液口设置换向阀的方式可以采用上述热交换板组件包括一个热交换板2时的换向阀3安装布置方式。
49.布置方式二，多个所述热交换板2串联布置，位于首尾两端的两个热交换板2的进液口和出液口处连接有换向阀3，如图7和图8所示。换向阀的方式可以采用上述热交换板组
件包括一个热交换板2时的换向阀3安装布置方式。当直接将换向阀安装在进液口21和出液口22处时，可将首尾两端的两个热交换板2的进液口和出液口相对布置，再装配换向阀3。
50.其中，当热交换板组件包括多个热交换板2时，多个热交换板2之间可以直接成型为一体结构，即成型在一个平面上，利用内部的管路进行连通，可参考图9和图10的结构示意图。多个热交换板2之间也可以利用外部管路进行连通，如3、图4、图7以及图8即给出了利用外部管路进行连通的方式。
51.针对不同的装配需求或者不同的热交换板2，可以将换向阀3直接固定在进出液口处，也可以将换向阀3固定在进出液支管上。还可以根据不同的热交换板2的串并联需求，设置不同的换向阀3布置方式。
52.为了进一步精确调控温度，所述进液支管23和/或出液支管24上还设有流量调节阀。通过在进液支管23和/或出液支管24上设置流量调节阀，可以通过换向阀3来对热交换板组件内的液路流向进行调控，利用流量调节阀来对液路流量进行调控，将热交换板2内的液路流向和液路流量结合来对电芯堆叠体1的温度进行调控，能够实现热交换板2对电芯堆叠体1的快速稳定降温或升温。可以在进液支管23和出液支管24中的其中一个支管上设置流量调节阀，也可以在两个支管上均设置流量调节阀。
53.热交换板组件的热交换板2内流道的不同，还可以设置不同的进液口21和出液口22布置方式，分别如下：
54.进出液口布置方式一：如图1所示，所述进液口21和出液口22分别位于所述热交换板2的同侧。
55.进出液口布置方式二：如图2所示，所述进液口21和出液口22分别位于所述热交换板2的异侧。
56.可以根据热交换板2内液路结构，将进液口21和出液口22设置在热交换板2的同侧或异侧，将进液口21和出液口22设置在热交换板2的同侧，方便后续与进出液主管进行连接固定，便于装配。
57.本实施例的所述热交换板2为硬质材料板或柔性板，可以根据需要选择不同材料性能的热交换板2。
58.本实施例的所述柔性板的进液口21或出液口22处还安装有压力传感器。通过设置压力传感器，能够实时监控柔性板内的压力，避免在热管理过程中压力过低，而不能有效接触待散热的电芯堆叠体，造成散热效率低或热管理失效。
59.为了方便连接，所述热交换板2上设有支耳，所述进液口21和出液口22分别设置在所述支耳上。通过设置支耳，方便设置进液口和出液口，便于后续与主管进行连接，也便于与壳体进行支撑定位。
60.图3给出了一种液路流向的结构示意图，图3中的箭头方向即为液路流动方向；图4给出了另一种液路流向的结构示意图，图4中的箭头方向即为液路流动方向。图3和图4中不同的液路流向可以根据换向阀3来进行控制实现。
61.本实施例的电池模组热交换组件，通过设置换向阀，可以根据电芯堆叠体内的温度使换向阀改变热交换板内的液路流向，进而起到均匀电芯堆叠体内温度的作用。而且还可以设置流量控制阀，进一步调节热交换板内的液路流量，进一步起到温度调控的作用。本实施例还可以进一步设置压力传感器，来判断热交换板内的液路压力，进一步可以调控柔
性板对电芯堆叠体的贴合程度。
62.实施例2
63.如图5所示，本实施例的一种电池模组，包括电芯堆叠体1以及所述的电池模组热交换组件，所述电芯堆叠体1的至少一侧与所述热交换板组件接触。
64.本实施例的所述电芯堆叠体1内设有至少一个温度传感器，所述温度传感器与所在电芯堆叠体1所接触的热交换板组件上的换向阀连接。通过设置温度传感器，可以根据温度传感器检测的温度，使换向阀切换热交换板内的液路流向。
65.本实施例可以在电芯堆叠体1邻近热交换板2的出液口22的位置设置一个温度传感器，而同一电芯堆叠体1邻近热交换板2的进液口的温度一般是预设值(进入到热交换板2的流体温度预先设定好)；多个电芯堆叠体时，下一个电芯堆叠体1邻近热交换板2的进液口21温度与上一个电芯堆叠体1邻近热交换板2的出液口22温度基本一致，因此，可以在各个电芯堆叠体1邻近热交换板2的出液口22设置一个温度传感器即可。本实施例利用电芯堆叠体1邻近热交换板2的出液口22处的温度传感器采集的电芯堆叠体1的温度，与同一电芯堆叠体1邻近热交换板2的进液口21处的温度值进行对比，换向阀3可以根据对比结果是否切换热交换板2内液路流向。
66.本实施例还可以在同一个电芯堆叠体1邻近同一个热交换板2的进液口21和出液口22各设置一个温度传感器，利用电芯堆叠体1邻近热交换板2的出液口22处的温度传感器采集的出液口温度，电芯堆叠体1邻近热交换板2的进液口21处的温度传感器采集的进液口温度进行对比，换向阀3可以根据对比结果是否切换热交换板2内液路流向。
67.本实施例还可以在同一个电芯堆叠体1内设置多个温度传感器，根据多个温度传感器采集的温度进行对比，换向阀3可以根据对比结果是否切换热交换板2内液路流向。
68.本实施例的电池模组中温度传感器的排布以及控制方式还可以参考公开号为cn113161645a的专利文件中的控制方式。
69.本实施例的电池模组，通过在热交换板的进液口和出液口处设置换向阀，能够对单个热交换板的液路流向进行调控，调控精度高，使热交换板内的温度均匀，减小温差，能够实现热交换板对电芯堆叠体的快速稳定降温或升温。
70.实施例3
71.如图5和图6所示，本实施例的一种电池包，包括上述的电池模组，还包括电池包壳体、进液主管4和出液主管5，所述电池模组设置在所述电池包壳体内；所述热交换板2的进液支管23与进液主管4连接且连通，所述热交换板2的出液支管24与出液主管5连接且连通。所述热交换板组件设置在电池包壳体底部或夹设在相邻两个电芯堆叠体1之间。每个电池包壳体内设有一组热交换板组件或多组热交换板组件。
72.如图5和图6所示，本实施例的电池包壳体包括箱体6和箱盖61，可以将电芯堆叠体1以及热交换板2等均设置在箱体6内，并盖上箱盖61。
73.本实施例的电池包，通过在热交换板的进液口和出液口处设置换向阀，能够对单个热交换板的液路流向进行调控，调控精度高，使热交换板内的温度均匀，减小温差，能够实现热交换板对电芯堆叠体的快速稳定降温或升温。
74.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是
机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
75.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
76.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
77.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。