一种液冷系统及电池包的制作方法

1.本实用新型涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种液冷系统及电池包。


背景技术：

2.目前行业内对于圆柱电芯的冷却，多采用蛇形管侧面冷却的方式。现有技术中，电池包内设置有多组圆柱电芯模组，多组圆柱电芯模组通过多个蛇形管分别进行冷却，多个蛇形管通过管路串联连接，串联路径较长，使多个蛇形管内的冷却液存在温差，导致不同圆柱电芯模组之间的温差较难得到控制。另外，对于每组圆柱电芯，其采用一根呈“s型”的蛇形管进行冷却，蛇形管的一端设置有进水口，另一端设置有出水口，蛇形管串联路径较长，造成蛇形管流阻较大，同一组圆柱电芯模组内的不同圆柱电芯间的温差较难得到控制。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种液冷系统及电池包，以提高不同圆柱电芯模组以及同一组电芯模组内的多个圆柱电芯之间的温度均一性。
4.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.一方面，提供一种液冷系统，包括：
6.多组液冷模组，多组所述液冷模组分别用于对多个圆柱电芯模组进行冷却，每组所述液冷模组均包括多个相并联的液冷组件，所述液冷组件两侧中，一侧设有进液口，另一侧设有回液口；
7.第一管路模组，其设有多个第一分通道，每组所述液冷模组的所有进液口连通于同一个所述第一分通道；
8.第二管路模组，其一端与所述液冷模组的所有回液口连通。
9.可选地，所述第一管路模组设有第一主通道，所述第一主通道与至少两个所述第一分通道连通。
10.可选地，所述进液口和所述回液口设置于所述液冷组件沿第一方向的两端，
11.所述液冷模组沿所述第一方向设置有两排时，两排所述液冷模组的所述进液口朝向彼此设置；和/或
12.所述液冷模组沿第二方向设置有两排时，分别用于两排所述液冷模组的所述第一主通道设置于两排所述液冷模组背离彼此的一侧。
13.可选地，所述第二管路模组设有第二主通道，多个所述液冷模组的回液口均连通于所述第二主通道。
14.可选地，所述第二管路模组设有第二主通道和多个第二分通道，一个所述第二分通道的一端与一组所述液冷模组的所有回液口连通，所述第二主通道与至少两个所述第二分通道连通。
15.可选地，多个所述第一分通道顺着冷却液的流动方向依次设置且其管径依次增大。
16.可选地，所述液冷组件包括液冷板和连接于所述液冷板两端的第一集流体和第二集流体，所述第一集流体设有所述进液口，所述第二集流体设有所述回液口。
17.可选地，多个所述液冷组件的所述第一集流体相互连通形成第一流道，所述第一流道设有总进液端，所述总进液端和所述第一分通道连接；
18.多个所述液冷组件的所述第二集流体相互连通形成第二流道，所述第二流道设有总回液端，所述总回液端和所述第二管路模组连接。
19.可选地，所述第一集流体和所述第二集流体上设置接头，所述液冷模组还包括软管，相邻两个所述第一集流体通过所述软管的两端分别连接于所述接头，相邻两个所述第二集流体通过所述软管的两端分别连接于所述接头。
20.可选地，所述软管为波纹管。
21.可选地，所述接头的外周设置有螺纹或花纹。
22.可选地，所述液冷板的内部开口面积呈渐变状，且靠近所述进液口的内部尺寸小于所述液冷板靠近所述回液口的内部尺寸。
23.可选地，所述液冷板为蛇形管。
24.另一方面，提供一种电池包，包括多个圆柱电芯模组，还包括上述的液冷系统，所述液冷系统用于对多个所述圆柱电芯模组进行冷却。
25.本实用新型的有益效果：
26.本实用新型提供的一种液冷系统及电池包，一组液冷模组内的所有液冷组件的进液口均连通于一个第一分通道，多组液冷模组通过多个第一分通道并联进液，且能够分别通过第一管路模组和第二管路模组与外部装置连通以进行进液和回液，实现冷却液循环；液冷模组包括多个相并联的液冷组件；即液冷模组之间以及组成液冷模组的液冷组件之间均采用并联进液设计，使液冷系统形成并联式结构，相较于串联结构路径过长的问题，并联式结构极大地降低了液冷系统内冷却液的流阻，每个液冷模组对应冷却一组圆柱电芯模组，多组圆柱电芯模块间的温度均匀性更容易控制，每个液冷组件用于冷却邻排的圆柱电芯，冷却圆柱电芯个数较少，多排圆柱电芯间的温度均匀性更容易控制，解决圆柱电芯间温差较大的问题，提升热管理效果。
附图说明
27.图1是本实用新型的具体实施方式提供的液冷系统的结构示意图；
28.图2是本实用新型的具体实施方式提供的液冷系统的主视图；
29.图3是本实用新型的具体实施方式提供的液冷模组安装于圆柱电芯模组的结构示意图；
30.图4是本实用新型的具体实施方式提供的液冷模组的结构示意图。
31.图中：
32.100、圆柱电芯模组；
33.1、液冷模组；11、液冷组件；111、液冷板；112、第一集流体；113、第二集流体；114、接头；12、波纹管；
34.2、第一管路模组；21、第一主通道；22、第一分通道；23、第一管接头； 3、第二管路模组；31、第二主通道；32、第二管接头。
具体实施方式
35.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
37.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。
38.本实施例提供了一种电池包，如图1-图4所示，包括多个圆柱电芯模组100，还包括液冷系统，液冷系统用于对多个圆柱电芯模组100进行冷却。
39.本实施例还提供了一种液冷系统，如图1-图4所示，包括多组液冷模组1、第一管路模组2和第二管路模组3；具体地，多组液冷模组1分别用于对多个圆柱电芯模组100进行冷却，每组液冷模组1均包括多个相并联的液冷组件11，液冷组件11两侧中，一侧设有进液口，另一侧设有回液口；第一管路模组2设有多个第一分通道22，每组液冷模组1的所有进液口连通于同一个第一分通道 22；第二管路模组3的一端与液冷模组1的所有回液口连通。
40.具体地，第一分通道22的进液端均与外部装置(图中未示出)相连，第二管路模组3的另一端与外部装置连通以使液冷模组1回液。具体地，外部装置为现有技术，能够向液冷模组1提供冷却液，也能够回收液冷模组1中流出的冷却液。
41.一组液冷模组1内的所有液冷组件11的进液口均连通于一个第一分通道 22，多组液冷模组1通过多个第一分通道22并联进液，使得外部装置流入的冷却液通过第一管路模组2中的第一分通道22分流进入到各组冷却模组中，使得个冷却模组流入的冷却液的初始温度相同，能够很好的起到均温冷却的效果，且能够分别通过第一管路模组2和第二管路模组3与外部装置连通以进行进液和回液，实现冷却液循环；液冷模组1包括多个相并联的液冷组件11；即液冷模组1之间以及组成液冷模组1的液冷组件11之间均采用并联进液设计，使液冷系统形成并联式结构，相较于串联结构路径过长的问题，并联式结构极大地降低了液冷系统内冷却液进液的流阻，每个液冷模组1对应冷却一组圆柱电芯模组100，多组圆柱电芯模块间的温度均匀性更容易控制，每个液冷组件11用于冷却邻排的圆柱电芯，冷却圆柱电芯个数较少，多排圆柱电芯间的温度均匀性更容易控制，解决圆柱电芯间温差较大的问题，提升热管理效果。
42.本实施例中，如图2和图4所示，第一方向为x向，第二方向为y向，第三方向为z向，
第一方向、第二方向和第三方向两两相互垂直。
43.本实施例中，如图1和图2所示，第一管路模组2设有第一主通道21，第一主通道21与至少两个第一分通道22分别连通，第一主通道21与外部装置连通；多个第一分通道22通过第一主通道21与外部装置连通，减少外部装置与第一管路模组2之间的连接，简化了结构。具体地，第一主通道21可以设置有一个或两个以上，具体可以根据模组的数量进行适配性的调整，在此不进行限定。本实施例中，如图2所示，设有两个第一主通道21，每个第一主通道21上连接两个第一分通道22。
44.经过经验积累以及仿真计算等得知，只要保证多组液冷模组1的进液口分别与外部装置并联，即可减小多组液冷模组1间的温差；而回液口串联或并联于外部装置，对液冷模组1间的温差影响较小，可忽略不计。
45.本实施例中，如图1和图2所示，第二管路模组3设有第二主通道31，第二主通道31的回液端与外部装置连通，多个液冷模组1的回液口均连通于第二主通道31，使多个液冷模组1内的所有液冷组件11的回液口均通过第二主通道 31相串联，简化管路结构，节省空间。
46.可选地，第二管路模组3设有第二主通道31和多个第二分通道，一个第二分通道的一端与一组液冷模组1的所有回液口连通，第二主通道31与至少两个第二分通道连通，第二主通道31与外部装置连通，使回液口并联于外部装置，进一步减小不同液冷组件11之间的回液流阻，提高了均温效果，且减少外部装置与多个回液口之间的连接，简化结构。
47.可选地，如图1和图2所示，第一管路模组2和第二管路模组3分别包括用于与外部装置连通的第一管接头23和第二管接头32。通过设置第一管接头 23和第二管接头32，方便与外部装置连接；本实施例中，第一管接头23连接于第一主通道21上，第二管接头32连接于第二主通道31。
48.可选地，进液口和回液口设置于液冷组件11沿第一方向的两端，方便分别与第一管路模组2和第二管路模组3连接，简化了结构。进一步地，如图1和图2所示，液冷模组1沿第一方向设置有两排时，两排液冷模组1的进液口朝向彼此设置，尽量缩小两排液冷模组1之间的第一分通道22的距离，使两排液冷模组1的进液口同时进液，进而保证两排圆柱电芯模组100之间的均温性。
49.进一步地，如图1和图2所示，液冷模组1沿第二方向设置有两排时，分别用于两排液冷模组1的第一主通道21设置于两排液冷模组1背离彼此的一侧，避免两排圆柱电芯模组100之间通入管路，这是因为冷却过程中管路外壁会有冷凝水产生，设置在圆柱电芯模组100之间会有由于冷凝水而导致短路的风险。
50.顺着冷却液的流动方向，冷却液在流动过程中可能会存在热量损失，因而导致进入不同液冷模组1上的冷却液存在温度差，影响冷却效果。可选地，多个第一分通道22顺着冷却液的流动方向依次设置且管径依次增大，通过第一分通道22依次增大冷却液进液流量，增加带走的热量，进而相应提高冷却效果，保证均温性。
51.可选地，如图4所示，液冷组件11包括液冷板111和连接于液冷板111两端的第一集流体112和第二集流体113，第一集流体112设有进液口，第二集流体113设有回液口，第一集流体112上的进液口和第二集流体113上的回液口分别用于液冷板111的进液和回液，以形成冷却液循环；将液冷组件11拆分为液冷板111、第一集流体112和第二集流体113，多个零件分别加工，简化零件结构，便于批量化生产，节约时间成本。
52.具体地，液冷板111为铝材挤出成型为蛇形管，加工工艺简单，可靠性好，且蛇形管能够增加与圆柱电芯外周之间的接触面积，提高冷却效果；具体地，第一集流体112和第二集流体113采用机加工方式制作，可选地，其结构相同，增加通用性；具体地，蛇形管分别与第一集流体112和第二集流体113进行高频焊接形成，连接强度高，密封性好。
53.可选地，多个液冷组件11的第一集流体112相互连通形成第一流道，第一流道设有总进液端，总进液端和第一分通道22连接，使多个液冷组件11的进液口分别通过总进液端与外部连通，简化了结构；同理，可选地，多个液冷组件11的第二集流体113相互连通形成第二流道，第二流道设有总回液端，总回液端和第二管路模组3连接，使多个液冷组件11的回液口分别通过总回液端与外部连通，简化了结构，具体地，总回液端与第二分通道相连通。
54.可选地，第一流道和第二流道设置于圆柱电芯模组100的两侧，方便第一流道和第二流道分别与第一管路模组2和第二管路模组3连通，防止出现结构干涉。
55.可选地，如图4所示，第一集流体112和第二集流体113上分别设置接头 114，通过接头114伸出于集流体的表面，方便相互之间的连接；具体地，接头 114分别与第一集流体112和第二集流体113焊接。可选地，液冷模组1还包括软管，相邻两个第一集流体112通过软管的两端分别连接于接头114，相邻两个第二集流体113通过软管的两端分别连接于接头114，软管具有一定的柔性，能够降低相并联的液冷组件11之间的刚度，更容易实现圆柱电芯与液冷板111之间的贴合。
56.具体地，软管可以套设于接头114上，外周通过卡箍卡接，提高软管与接头114之间的连接可靠性。本实施例中，如图4所示，软管为波纹管12，波纹管12胀接于接头114，提高连接可靠性，减少漏液的风险。采用波纹管12胀接形式，提高了冷却组件装配的效率，节约时间成本，简化结构，节约材料成本。
57.具体地，波纹管12的内径大于接头114的外径，波纹管12套设于接头114 时，通过外部设备作用于波纹管12上使其受热，通过热胀冷缩而内径缩小套紧在接头114上，外部设备作用于波纹管12，避免了作用于集流体而导致集流体受力过大，造成圆柱电芯和液冷板111匹配不良的风险；可选地，波纹管12的内径也可以小于接头114的外径，实现过盈连接。
58.可选地，接头114的外周设置有螺纹或花纹，以增加与波纹管12之间的摩擦力，提高了接头114与波纹管12的连接可靠性。
59.液冷板111内靠近进液口的冷却液温度小于靠近回液口的冷却液温度，因此，靠近进液口的圆柱电芯的冷却效果强于靠近回液口的圆柱电芯的冷却效果，导致存在温差。可选地，液冷板111的内部开口面积呈渐变状，且靠近进液口的内部尺寸小于液冷板111靠近回液口的内部尺寸，通过增大液冷板111内部开口尺寸，以增加内部冷却液流量，增加带走的热量，提高均温性。
60.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。