冷却结构、动力电池包和动力装置的制作方法

1.本技术涉及汽车技术领域，尤其涉及一种冷却结构、动力电池包和动力装置。


背景技术：

2.当代汽车产业正在发生革命性的变化，即传统燃油汽车正在逐步被新能源汽车所代替, 其中纯电动汽车作为新能源汽车的一种正在兴起，对纯电动汽车的性能要求也在提高，其如期望充电时间能够降低，因此对超级快充的研究也在加速进行，随之而来的是如何解决高倍率下的充电温升冷却问题。


技术实现要素：

3.本技术实施方式提供了一种冷却结构、动力电池包和动力装置。
4.本技术实施方式提供的冷却结构用于动力电池包，所述冷却结构包括至少三个冷却板，所述至少三个冷却板围成有容置空间，所述容置空间用于容置电芯。
5.如此，通过设置包括至少三个冷却板的冷却结构，并使至少三个冷却板围成有容置空间，使得容置在容置空间内的电芯可以被充分冷却，提高电芯的散热，避免在动力电池包快充的过程中由于充电倍率或放电功率较大出现超温现象。
6.在某些实施方式中，所述冷却板包括第一冷却板、第二冷却板和第三冷却板，所述第一冷却板与所述第二冷却板间隔设置，所述第三冷却板设置在所述第一冷却板和所述第二冷却板之间，并连接所述第一冷却板和所述第二冷却板，所述第一冷却板、所述第二冷却板和所述第三冷却板围成有所述容置空间。
7.在某些实施方式中，所述第三冷却板的数量为多个，多个所述第三冷却板间隔设置，相邻的两个所述第三冷却板、所述第一冷却板和所述第二冷却板之间围成有所述容置空间。
8.在某些实施方式中，所述第三冷却板包括间隔设置的第一板、第二板和第三板，所述第二板位于所述第一板和所述第三板之间，所述第二板包括第一面和第二面，所述第一面和所述第二面沿所述第二板的厚度方向相背设置，所述第一面和/或所述第二面均具有冷却力。
9.在某些实施方式中，所述第一冷却板包括第一支撑板和与所述第一支撑板层叠的第一流道板，所述第一支撑板朝向所述容置空间，所述第一流道板形成有第一水冷流路；所述第二冷却板包括第二支撑板和与所述第二支撑板层叠的第二流道板，所述第二支撑板朝向所述容置空间，所述第二流道板形成有第二水冷流路，所述第二水冷流路与所述第一水冷流路连通。
10.在某些实施方式中，述第三冷却板包括扁管结构，所述扁管结构的一端与所述第一水冷流路连通，另一端与所述第二水冷流路连通。
11.在某些实施方式中，所述第三冷却板包括多个子板，所述多个子板沿垂直于所述第三冷却板的厚度方向间隔设置
12.本技术实施方式提供的动力电池包包括上述任一实施方式所述的冷却结构和电芯，所述电芯设置在所述容置空间中。
13.在某些实施方式中，所述容置空间和所述电芯均包括多个，所述电芯和所述容置空间一一对应，在多个所述电芯的间隙之间填充有导热介质。
14.本技术实施方式提供的动力装置包括上述实施方式所述的动力电池包。
15.本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
16.本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
17.图1是本技术实施方式的动力电池包的结构示意图；
18.图2是本技术实施方式的动力装置的平面示意图；
19.图3是本技术实施方式的冷却结构的结构示意图；
20.图4是本技术实施方式的冷却结构的俯视剖面示意图；
21.图5是本技术实施方式的动力电池包的另一角度的结构示意图；
22.图6是本技术实施方式的冷却结构的仰视剖面示意图；
23.图7是本技术实施方式中的多个电芯的间隙之间填充有导热介质的结构示意图。
24.主要元件符号说明：
25.冷却结构100、第一冷却板11、第一支撑板110、第一流道板111、第一水冷流路 1110、第二冷却板12、第二支撑板120、第二流道板121、第二水冷流路1210、第三冷却板13、子板131、第一板132、第二板133、第三板134、容置空间14、导热介质15、电芯200、动力电池包300、动力装置1000。
具体实施方式
26.下面详细描述本技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
27.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
28.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；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。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技术中的具体含义。
29.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
30.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
31.请参阅图1，本技术实施方式提供的冷却结构100用于动力电池包300，冷却结构100 包括至少三个冷却板，至少三个冷却板围成有容置空间14，容置空间用于容置电芯200。
32.请参阅图1和图2，本技术实施方式提供的动力电池包300括本技术中提供的冷却结构100和电芯200，电芯200设置在容置空间14中。
33.请参阅图2，本技术实施方式提供的动力装置1000包括本技术中提供的动力电池包 300。具体地，动力装置1000可以为电动汽车、混合动力汽车、电瓶车、机器人和无人机等。动力电池包100可为动力装置1000提供能源。
34.如此，通过设置包括至少三个冷却板的冷却结构100，并使至少三个冷却板围成有容置空间14，使得容置在容置空间14内的电芯200可以被充分冷却，提高电芯200的散热，避免在动力电池包300快充的过程中由于充电倍率或放电功率较大出现超温现象。
35.需要说明的是，发展新能源汽车已是大势所趋，各国都积极地发展新能源汽车。新能源汽车的动力源于动力电池包，因此整车性能依赖于动力电池包。随着新能源汽车的发展，对车辆的性能要求也在提高，其中对充电时间的降低最为迫切，对超级快充的研究也在加速进行，又以对高倍率下的充电温升冷却最为关键。
36.目前动力电池系统冷却主要有液热冷却、冷媒冷却，风冷冷却三种，其中液冷应用最为广泛，也是效率较高方案之一，目前液冷冷却方案主要为单面冷却，少数有双面冷却，冷却功率无法满足高倍率充电的需求，当充电倍率或放电功率较大时，电池会出现过温的问题；进一步地，目前电池包内抑制热蔓延的方案只能做到延缓热蔓延，并没有做到在电池系统中的某一颗电芯发生热失控后，不蔓延到其它电芯。
37.本技术提供的应用在动力电池包300中的冷却结构100可以实现多面液冷的方案，冷却效率更高，可满足高倍率充电的需求，并且可以抑制热失控的蔓延。具体地，电芯200 可以有多颗，电芯200可以是铅酸蓄电池、镍氢蓄电池或锂电池等。锂电池具有重量较轻、充放电循环次数多、高温适用性强且绿色环保等优点，优选地，电芯200可采用锂电池。其中，电芯200可以为长方体状，也可以为圆柱状等，在此不对电芯200的形状做限制。
38.当电芯200工作一段时间后会出现发热发烫的现象，热量长时间堆积在电芯200处会导致电芯200的充电效率降低、电池容量减小以及使用寿命缩短等，因此需要设置冷却结构100对电芯200进行散热。冷却结构100可以包括至少三个冷却板，冷却板可以为金属材质，例如为铝质能够减轻冷却板的重量，以实现动力电池包300的轻量化，也可以为导热性较好的非金属材质等，在此不做限制。冷却结构100可以为冲压成型的板状，本技术中为了实现对电芯200的良好散热，将电芯200容置在至少三个冷却板由于分别设置在不同的方位而围成的容置空间14中。
39.请参阅图3，在某些实施方式中，冷却板包括第一冷却板11、第二冷却板12和第三冷却板13，第一冷却板11与第二冷却板12间隔设置，第三冷却板13设置在第一冷却板11 和第二冷却板12之间，并连接第一冷却板11和第二冷却板12，第一冷却板11、第二冷却板12和第三冷却板13围成有容置空间14。
40.如此，三块冷却板实现了分别设置在不同的方位以围成容置空间14用于容置电芯200，从而对电芯200多面散热，提升电芯200散热效率。
41.具体地，如图3所示，第一冷却板11和第二冷却板12可以采用冲压钎焊工艺制得。第一冷却板11可以设置在上侧、第二冷却板12与第一冷却板11间隔设置因而可以设置在下侧，第三冷却板13设置在第一冷却板11和第二冷却板12之间，并连接第一冷却板11 和第二冷却板12，第三冷却板13可以为长板，第三冷却板13可以与冷却结构100的前板平行设置，第三冷却板13的数量可以为多个。
42.请参阅图3，在某些实施方式中，第三冷却板13的数量为多个，多个第三冷却板13 间隔设置，相邻的两个第三冷却板13、第一冷却板11和第二冷却板12之间围成有容置空间14。如此，使得多个电芯200之间可以分隔开来，容置在不同的容置空间14中，冷却结构100的冷却效率及功率更高，可满足高倍率充电需求，并且在实现对电芯200的四面冷却、高效散热的同时，还可以在快充过程中电芯200发生热失控时，阻止热蔓延至其它电芯200。
43.请参阅图3，在某些实施方式中，第三冷却板13包括间隔设置的第一板132、第二板 133和第三板134，第二板133位于第一板132和第三板134之间，第二板133包括第二面和第二面，第一面和第二面沿第二板的厚度方向相背设置，第一面和/或第二面均具有冷却力。
44.具体地，第一面和/或第二面均具有冷却力可以是，第一面具有冷却力，第二面不具有冷却力，或者第二面具有冷却力而第一面不具有冷却力，或者是第一面和第二面均具有冷却力。通过配置第二板133的第一面和第二面的冷却力，可以根据实际需求调配对容置在相邻的两个第三冷却板13(如第一板132与第二板133、第二板133与第三板134)、第一冷却板11和第二冷却板12之间围成的容置空间14的电芯200的散热。
45.请参阅图3-图6，在某些实施方式中，第一冷却板11包括第一支撑板110和与第一支撑板110层叠的第一流道板111，第一支撑板110朝向容置空间14，第一流道板111形成有第一水冷流路1110；第二冷却板12包括第二支撑板120和与第二支撑板120层叠的第二流道板121，第二支撑板120朝向容置空间14，第二流道板121形成有第二水冷流路 1210，第二水冷流路1210与第一水冷流路1110连通。
46.如此，可以增强第一冷却板11和第二冷却板12对电芯200的散热效率，将第二水冷流路1210与第一水冷流路1110连通结构设计简单便于管理，还可以提高散热效率。
47.具体地，第一支撑板110和第二支撑板120的厚度可以在0.8mm至1.5mm之间，第一
流道板111和第二流道板121的厚度可以在0.6mm至1.2mm之间。设置流道板便于在冷却结构100中提供设置水冷流路的空间，设置水冷流路可以增强冷却结构100的散热效率。在位于相对的上下两侧的第一冷却板11和第二冷却板12上均设置有水冷流路，可以将第二水冷流路1210与第一水冷流路1110连通，增加与电芯200之间的散热面积，提高对电芯200的散热效率，同时也便于管理水路。
48.在某些实施方式中，第三冷却板13包括扁管结构，扁管结构的一端与第一水冷流路 1110连通，另一端与第二水冷流路1210连通。如此，水冷流路的结构简单，也便于控制水冷流路。
49.具体地，扁管结构可以包括多根扁管，第一冷却板11、第二冷却板12可以与扁管结构焊接在一起，扁管结构中的扁管的厚度可以在0.2mm至0.5mm之间，设置扁管结构以将扁管结构的一端与第一水冷流路1110连通，另一端与第二水冷流路1210连通，便于连通第一水冷流路1110和第二水冷流路1210，提高容置在容置空间14中的电芯200的散热效率，并且这样的水路结构简单便于控制。
50.请参阅图7，在某些实施方式中，第三冷却板13包括多个子板131，多个子板131沿垂直于第三冷却板13的厚度方向间隔设置。具体地，如图1所示，垂直于第三冷却板13 的厚度方向即为图中的“上下”方向，通过设置沿垂直于第三冷却板13的厚度方向间隔的多个子板131，可以便于在多个子板131的空隙间填充导热胶，从而帮助电芯200充电时产生的热量更好的排出。
51.请参阅图7，在某些实施方式中，容置空间14和电芯200均包括多个，电芯200和容置空间14一一对应，在多个电芯200的间隙之间填充有导热介质15。具体地，第三冷却板13包括多个子板131，多个子板131沿垂直于第三冷却板13的厚度方向间隔设置，因此在多个电芯200容置在对应的容置空间14时，多个电芯200之间会存在空隙，为了避免电芯200发生热失控后热蔓延至相邻的电芯200，多个电芯200的间隙之间可以填充有导热介质15，例如可以填充有导热胶，填充导热介质15可以帮助将电芯200充电时产生的热量更好的排出。
52.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
53.尽管已经示出和描述了本技术的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由权利要求及其等同物限定。