CN210200838U - 横梁、电池包水冷结构、电池包及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及动力电池包技术领域，提供一种横梁、电池包水冷结构、电池包及车辆。本实用新型所述的横梁内部设有能够通入冷却液的冷却通道，所述横梁上设有与所述冷却通道相连通的进水口和出水口，所述冷却通道通过隔板分隔形成上下并排设置且两端部相互连通的第一通道和第二通道。本实用新型的横梁结构在内部设置有冷却通道，模组组装过程中横梁放置在电池模组的侧方，进而能够从电池模组的侧方对电池模组进行冷却，能够增强对电池模组的冷却效果，使得整个电池包达到温度均衡的效果，进而提升电池的放电能力。此外，冷却通道包括上下并排设置且端部相连通的第一通道和第二通道，能够尽可能延长冷却液的流动路径，以达到最佳的冷却效果。

Description

横梁、电池包水冷结构、电池包及车辆

技术领域

本实用新型涉及动力电池包技术领域，特别涉及一种横梁、电池包水冷结构、电池包及车辆。

背景技术

随着国家对新能源领域的大力推广，电动汽车已经成为未来的主流趋势，电动汽车设计的关键是三电技术包括电池、电机及电控，其中动力电池作为整车最为核心的动力供给部件，决定了整车的续驶里程、成本、使用寿命以及安全性等关键指标。而动力电池包的整体设计主要包括模组设计、结构件设计、电子电气设计、热管理设计、BMS设计等。

其中，动力电池热管理技术是提升电池整体性能的一门新技术。热管理技术在动力电池的设计过程中尤为重要。现阶段，动力电池包的常用的热管理技术有四种，分别为液冷、风冷、自然冷却以及相变材料冷却。其中最为常见的冷却方式为液冷方式，即在电池包内添加水冷板结构，水冷板中液体主要是乙二醇和水，与电池包外部构成循环回路来实现热量的传递，带走电芯在充放电过程产生的热量，以对电池包进行冷却来达到电池包内部的温度需求。

现阶段电池包液冷系统的设计，水冷板大多数都是布置在电池模组的下方，通过水冷进出水管路连接各水冷板，水冷管路与每块水冷板的连接都是一进一出，从而形成整个电池包的水冷回路。但是目前电芯只有底部与水冷板接触，通过冷却液的温度来控制电芯底部温度，电芯底部温度变化再传递到电芯顶部，因此，电芯底部和顶部存在温度差，这种温度差将影响电池的放电能力，从而影响车辆的行驶里程。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种能够从电池模组的侧方对电池模组进行冷却，能够增强对电池模组的冷却效果，使得整个电池包达到温度均衡的效果的横梁、电池包水冷结构、电池包及车辆。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种横梁，所述横梁内部设有能够通入冷却液的冷却通道，所述横梁上设有与所述冷却通道相连通的进水口和出水口，所述冷却通道通过隔板分隔形成上下并排设置且两端部相互连通的第一通道和第二通道。

可选地，所述进水口与所述第一通道相连通，所述出水口与所述第二通道相连通。

可选地，所述横梁内部设有沿所述横梁的高度方向排列的多个所述冷却通道。

本实用新型第二方面提供一种电池包水冷结构，包括用于流经冷却液的进水管路和出水管路、位于电池模组侧方的上述任意方案所述的横梁和位于电池模组的下方的水冷板，所述进水口与所述进水管路相连，所述出水口与所述出水管路相连，所述进水管路和所述出水管路均与所述水冷板相连。

可选地，所述进水管路和所述出水管路分别包括多个管段，相邻两个所述管段之间通过连通阀相连，所述连通阀上设有用于连接相邻所述管段的水管入口和水管出口、用于与所述水冷板相连的水冷板支路以及用于与所述横梁的冷却通道相连的横梁支路。

可选地，所述水冷板支路设置为沿竖直方向延伸，所述横梁支路为弯折状且连通于所述水冷板支路。

本实用新型第三方面提供一种电池包，所述电池包包括下壳体、设置在所述下壳体上的电池模组和上述方案所述的电池包水冷结构。

可选地，所述电池包水冷结构包括平行设置的多个所述横梁，所述进水管路和所述出水管路并排设置在所述横梁的中间位置且沿垂直于所述横梁长度方向延伸，所述电池模组分布在所述进水管路和所述出水管路的两侧。

可选地，所述横梁顶部中间位置开设有能够用于架设所述进水管路和所述出水管路的安装槽。

本实用新型第四方面提供一种车辆，所述车辆包括上述方案所述的电池包。

相对于现有技术，本实用新型所述的横梁具有以下优势：

本实用新型的横梁结构在内部设置有冷却通道，模组组装过程中横梁放置在电池模组的侧方，进而能够从电池模组的侧方对电池模组进行冷却，能够增强对电池模组的冷却效果，使得整个电池包达到温度均衡的效果，进而提升电池的放电能力。此外，冷却通道包括上下并排设置且端部相连通的第一通道和第二通道，能够尽可能延长冷却液的流动路径，以达到最佳的冷却效果。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型一种实施方式所述的横梁的结构示意图；

图2为本实用新型一种实施方式所述的电池包水冷结构的结构示意图；

图3为图2中进水管路和出水管路的结构示意图；

图4为图2中连通阀处的局部示意图；

图5为图2中连通阀的结构示意图；

图6为本实用新型一种实施方式所述的电池包安装状态下的爆炸图；

图7为图6的电池包的结构示意图。

附图标记说明：

1—进水管路、2—出水管路、3—电池模组、4—横梁、5—水冷板、6—进水口、7—出水口、8—隔板、9—第一通道、10—第二通道、11—连通阀、12—水管入口、13—水管出口、14—水冷板支路、15—横梁支路、16—安装槽、17—下壳体、18—侧板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型。

结合图1，根据本实用新型的一个方面，提供了一种横梁，所述横梁4内部设有能够通入冷却液的冷却通道，所述横梁4上设有与所述冷却通道相连通的进水口6和出水口7，所述冷却通道通过隔板8分隔形成上下并排设置且两端部相互连通的第一通道9和第二通道10。

本实用新型的横梁结构在内部设置有能够通入冷却液的冷却通道，模组组装过程中横梁放置在电池模组的侧方，进而能够从电池模组的侧方对电池模组进行冷却，相对于现有技术来说，能够增强对电池模组的冷却效果，使得整个电池包达到温度均衡的效果，进而提升电池的放电能力。

此外，由于冷却通道包括上下并排设置且端部相连通的第一通道和第二通道，当横梁两侧均设置有电池模组时，上下并排设置的冷却通道相对于其他布置方式来说，能够使得冷却液流经过程中，对两侧电池模组实现均匀冷却，进一步避免模组间温差，使得整个电池包达到温度均衡的效果，而且冷却通道采用上述设置方式能够尽可能延长冷却液的流动路径，以增强冷却效果。其中，隔板8的设计能够起到加强筋的作用，对横梁4进行加固，而加强筋两端部设计为局部断开，以使第一通道9和第二通道10之间相连通构成冷却液回路。

在本实施方式中，考虑到液体流动的特性，进水口6设置在出水口7的上方，相应地，所述进水口6与所述第一通道9相连通，所述出水口7与所述第二通道10相连通，由此，当冷却液从进水口6进入冷却通道时，冷却液经过第一通道9后自然迅速向下流动进入第二通道10，提高冷却液的流动速率，进而提升对电池模组的冷却效率。

上述记载的为横梁4内部设置单个冷却通道的情形，进一步地，根据实际冷却需求，所述横梁4内部可设有沿所述横梁4的高度方向排列的多个所述冷却通道，具体来说，每个冷却通道均包括上述第一通道9和第二通道10。当横梁4内部设置多个冷却通道时，第一通道9和第二通道10将沿所述高度方向交替排列，相应地，为满足进出冷却液的要求，每个第一通道9上均设置有进水口6，每个第二通道10上均设置有出水口7。值得注意的是，第一通道9和第二通道10设置为沿所述横梁4的长度方向延伸，以尽可能覆盖电池模组的整个侧面，提高冷却效果。

结合图2，本实用新型第二方面提供一种电池包水冷结构，包括用于流经冷却液的进水管路1和出水管路2、位于电池模组3侧方的上述任意方案所述的横梁4和位于电池模组3的下方的水冷板5，所述进水口6与所述进水管路1相连，所述出水口7与所述出水管路2相连，所述进水管路1和所述出水管路2均与所述水冷板5相连。

冷却液经进水管路1分别进入横梁4和水冷板5，最终从出水管路2流出。该电池包水冷结构通过水冷板和横梁的设计，使冷却液能够同时经过电池模组下方的水冷板和侧方的横梁，进而同时对电池模组的底面和侧面进行冷却，满足电池模组整体迅速降温冷却的需求，从而更好的控制电池模组底部和顶部温度差，使得整个电池包达到温度均衡的效果，进而提升电池的放电能力。

结合图3-图5，为实现上述目的，便于进水管路1和出水管路2分别同时与横梁4和水冷板5相连接，所述进水管路1和所述出水管路2分别包括多个管段，相邻两个所述管段之间通过连通阀11相连，所述连通阀11上设有用于连接相邻所述管段的水管入口12和水管出口13、用于与所述水冷板5相连的水冷板支路14以及用于与所述横梁4的冷却通道相连的横梁支路15。

需要说明的是，对于进水管路1上的连通阀11来说，水冷板支路14和横梁支路15分别用于从进水管路1中向水冷板5和横梁4中通入冷却液，而对于出水管路2上的连通阀11来说，水冷板支路14和横梁支路15分别用于从水冷板5和横梁4向出水管路2中通入冷却液，也就是说，将连通阀11应用到不同的管路中可以相应实现不同的作用。

可以理解地，当横梁4内设置多个冷却通道时，每个冷却通道的进水口6均连接于进水管路1上的连通阀11，进一步来说，可通过不同的支管连接到连通阀11的横梁支路15，出水口7同理。

水冷板支路14和横梁支路15可以设置为任意适宜的结构，为加快冷却液流通，提高冷却效果，所述水冷板支路14设置为沿竖直方向延伸，所述横梁支路15为弯折状且连通于所述水冷板支路14，也就是说，连通阀11采用三通结构，而横梁支路15设置为弯折状能够便于水管的插接。

结合图6-图7，本实用新型第三方面提供一种电池包，所述电池包包括下壳体17、设置在所述下壳体17上的电池模组3和上述方案所述的电池包水冷结构。本实用新型的电池包由于采用上述具有横梁的电池包水冷结构，因此具有上述电池包结构的全部优点，具体而言，通过水冷结构的设置，能够同时对电池模组的底面和侧面进行冷却，满足电池模组整体迅速降温冷却的需求，从而更好的控制电池模组底部和顶部温度差，因此，该电池包使用过程中能够维持温度均衡，避免温差，进而能够提升电池的放电能力。

其中，下壳体17包括位于横梁4两端部的侧板18，安装过程中，侧板18和横梁4之间相抵接，以提升横梁4安装的稳固性。

进一步地，所述电池包水冷结构包括平行设置的多个所述横梁4，所述进水管路1和所述出水管路2并排设置在所述横梁4的中间位置且沿垂直于所述横梁4长度方向延伸，所述电池模组3分布在所述进水管路1和所述出水管路2的两侧。需要注意的是，为保证每个横梁4内部冷却液的流通，进水管路1和出水管路2上连通阀11数量需设置为与横梁4数量相对应，具体而言，进水管路1上的连通阀11的横梁支路15与其相对应的横梁4的进水口6相连通，而出水管路2上的连通阀11的横梁支路15与其相对应的横梁4的出水口7相连通。当然，水冷板5也可平行设置多个，每个水冷板5上均设有进口和出口，同样地，进口均连接于进水管路1，出口均连接于出水管路2。通过连通阀11的设计，冷却液经进水管路1的输送流经一组水冷板5和横梁4后再流经下一组，最终经出水管路2流出。

通过将进水管路1和出水管路2设置在横梁4的中间位置，能够配合电池模组3的布置，同时对位于两侧的电池模组3进行冷却，进一步实现均匀冷却的目的，降低模组间的温差，保证整个电池包的温度均衡。

可以理解地，当进水管路1和出水管路2设置在横梁4的中间位置时，相应地，进水口6和出水口7也将对应开设在所述横梁4侧面的中间区域，以便于冷却液的进出。冷却液经进水口6进入第一通道9，随后沿横梁4长度方向向两侧流动，经端部连通区进入第二通道10，最终从第二通道10的两侧汇集到出水口7进入出水管路2，从而方便快捷的从电池模组的侧方对电池模组进行冷却。

为了节省水冷结构在电池包内部的布置空间，所述横梁4顶部中间位置开设有能够用于架设所述进水管路1和所述出水管路2的安装槽16，安装过程中，进水管路1和出水管路2能够卡设在上述安装槽16中，方便冷却液的输送。

本实用新型第四方面提供一种车辆，所述车辆包括上述方案所述的电池包。该车辆包括上述电池包的全部优点，此处不作过多赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种横梁，其特征在于，所述横梁(4)内部设有能够通入冷却液的冷却通道，所述横梁(4)上设有与所述冷却通道相连通的进水口(6)和出水口(7)，所述冷却通道通过隔板(8)分隔形成上下并排设置且两端部相互连通的第一通道(9)和第二通道(10)。

2.根据权利要求1所述的横梁，其特征在于，所述进水口(6)与所述第一通道(9)相连通，所述出水口(7)与所述第二通道(10)相连通。

3.根据权利要求1所述的横梁，其特征在于，所述横梁(4)内部设有沿所述横梁(4)的高度方向排列的多个所述冷却通道。

4.一种电池包水冷结构，其特征在于，包括用于流经冷却液的进水管路(1)和出水管路(2)、位于电池模组(3)侧方的权利要求1-3中任意一项所述的横梁(4)和位于电池模组(3)的下方的水冷板(5)，所述进水口(6)与所述进水管路(1)相连，所述出水口(7)与所述出水管路(2)相连，所述进水管路(1)和所述出水管路(2)均与所述水冷板(5)相连。

5.根据权利要求4所述的电池包水冷结构，其特征在于，所述进水管路(1)和所述出水管路(2)分别包括多个管段，相邻两个所述管段之间通过连通阀(11)相连，所述连通阀(11)上设有用于连接相邻所述管段的水管入口(12)和水管出口(13)、用于与所述水冷板(5)相连的水冷板支路(14)以及用于与所述横梁(4)的冷却通道相连的横梁支路(15)。

6.根据权利要求5所述的电池包水冷结构，其特征在于，所述水冷板支路(14)设置为沿竖直方向延伸，所述横梁支路(15)为弯折状且连通于所述水冷板支路(14)。

7.一种电池包，其特征在于，所述电池包包括下壳体(17)、设置在所述下壳体(17)上的电池模组(3)和权利要求4-6中任意一项所述的电池包水冷结构。

8.根据权利要求7所述的电池包，其特征在于，所述电池包水冷结构包括平行设置的多个所述横梁(4)，所述进水管路(1)和所述出水管路(2)并排设置在所述横梁(4)的中间位置且沿垂直于所述横梁(4)长度方向延伸，所述电池模组(3)分布在所述进水管路(1)和所述出水管路(2)的两侧。

9.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于，所述横梁(4)顶部中间位置开设有能够用于架设所述进水管路(1)和所述出水管路(2)的安装槽(16)。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求7-9中任意一项所述的电池包。

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