CN204156054U - 一种动力电池系统以及相应的乘用车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动力电池系统，其具有液冷和加热功能，包括：电池箱（8）；固定设置于电池箱（8）中的至少一个动力电池模块（9）；在所述电池箱（8）上设置有与每一动力电池模块（9）中相连通的液冷回路；每一动力电池模块（9）进一步包括：多个电芯（1），设置于相邻两个电芯本体（10）之间的导热片（4），抵靠于所述多个导热片（4）两侧的加热板（3）和冷液板（5）。本实用新型进一步公开了一种相应的乘用车。本实用新型可有效对电池系统进行冷却和加热，并维持电芯工作在最佳的温度范围。且其结构简单，体积占用少，成本低，方便自动化装配。

Description

一种动力电池系统以及相应的乘用车

技术领域

本实用新型属于乘用车动力电池领域，特别是涉及一种具有液冷和加热功能的动力电池系统以及相应的乘用车。 

背景技术

随着各国对节能与环保的重视度越来越高，传统燃油车的电动化已成为汽车技术发展的主流方向。动力电池作为电动车的主要核心“三电”之一，占有非常重要的位置。 

动力电池系统的热管理可分为自然冷却、风冷和液冷三种方式。相比自然冷却和风冷，液冷具有非常大的优点，一方面在于冷却或加热效率高，可有效控制电池温度在适宜的较窄范围，另一方面可保证电池系统各电芯的温差小，同时无风冷导致的噪声、振动与声振粗糙度（Noise、Vibration、Harshness，NVH）问题。 

目前国内纯电动乘用车大部分动力电池采用自然冷却和风冷，少数动力电池系统采用液冷方案。在现有的一种液冷方案中，其电池加热是采用电池箱外冷却回路并联一个电加热水的装置，该电加热水的装置供电可由车载充电机或高压电池自身提供。其电池冷却是采用前舱散热器或空调进行热交换的冷却水。现有的这种液冷方案存在有不足之处，即电池冷却板结构比较复杂，不易加工，且电加热水的装置占据较多的整车的布置空间，成本较高。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种动力电池系统以及相应的乘用车，其可有效对电池系统进行冷却和加热，并维持电芯工作在最佳的温度范围，且其结构简单，体积占用少，成本低，方便自动化装配。 

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例的一方面提供一种动力电池系统，其具有液冷和加热功能，包括： 

电池箱；

固定设置于所述电池箱中的至少一个动力电池模块；

在所述电池箱上设置有冷却进水口和冷却出水口，其中，所述冷却进水口连接一进水管，所述冷却出水口连接一出水管；所述进水管、设置于每一动力电池模块中的管道、出水管三者相连通形成液冷回路；

其中，每一动力电池模块进一步包括：

多个电芯，所述多个电芯均两两层叠设置，每一电芯包括电芯本体、设置于所述电芯本体上的正极耳和负极耳，相邻电芯之间通过正极耳与负极耳实现串联或并联；

多个设置于相邻两个电芯本体之间的导热片，所述每一导热片与所述两个电芯本体相贴合，且所述导热片的两侧均伸出电芯本体并具有弯折部；

加热板，抵靠于所述多个导热片一侧的弯折部；

冷液板，抵靠于所述多个导热片另一侧的弯折部，其内部设置有所述管道。

优选地，所述多个导热片的伸出电芯本体的两侧弯折成直角，所述加热板抵靠于所述多个导热片上侧的弯折部；所述冷液板抵靠于所述多个导热片下侧的弯折部。 

优选地，在所述电池箱中进一步设置有BMS（电池管理系统，Battery Management System）主板，在每一动力电池模块中进一步设置有至少一个BMS从板，所述BMS从板设置于最外侧的电芯本体上。 

优选地，所述导热片为金属合金片，其表面具有绝缘层； 

优选地，所述导热片的厚度处于0.1-2mm之间。

优选地，所述加热板内含阻性发热材料。 

优选地，所述加热板上设置有外接电源接口，且所述加热板中设置有温度保护开关。 

优选地，最下侧的动力电池模块与所述电池箱内底面之间设置有至少一个支架，所述支架的高度处于5-20mm之间。 

优选地，所述电池箱内设置有漏液传感器，所述漏液传感器与所述BMS主板电连接，实时监测漏液状态。 

相应地，本实用新型的另一方面，还提供一种乘用车，所述乘用车具有前述的动力电池系统。 

实施本实用新型，具有如下的有益效果： 

本实用新型在紧凑型结构上可以实现对动力电池模块的冷却和加热功能；

本实用新型在相邻的电芯之间紧贴有导热片，导热片的两端伸出电芯的两侧，加热板设置在动力电池模块的上方一侧，紧贴导热片，用于加热；而液冷板设置在动电池模块的靠下一侧，紧贴导热片，用于冷却；本实用新型可有效对电池系统进行冷却和加热，并维持电芯工作在最佳的温度范围。且其结构简单，体积占用少，成本低，方便自动化装配； 

本实用新型通过间隔性地设置多个导热片，可以控制冷却和加热时电池模块温度一致性；通过对导热片的材料的选择，以及在加热板中设置有温度保护开关等，可以避免加热时的热失控。同时加热板可选用多种外接电源，提升了电池模块在各种条件下的加热功能适应性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。 

图1是本实用新型提供的一种动力电池系统的一个实施例的结构示意图； 

图2是图1中动力电池模块的一个实施例的结构示意图；

图3是图2中电芯的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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，本领域普通技术人员在没有作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。 

参见图1至图3所示，示出了本实用新型提供的一种动力电池系统的一个实施例的结构示意图。在该实施例中，该动力电池系统可实现液冷和加热功能，其至少包括电池箱8、动力电池模块9、进水管7、出水管6、 BMS主板2以及漏液传感器100等。具体地，其中： 

在电池箱8上设置有冷却进水口70和冷却出水口60，其中，冷却进水口70连接进水管7，冷却出水口60连接出水管6；进水管7、设置于每一动力电池模块9中的冷液板5中的管道和出水管6三者相连通形成液冷回路。可以理解的是，当动力电池系统中的动力电池模块9为两块或以上时，则不同的动力电池模块中的液冷板5之间的冷却管路连接为并联方式，通过进水管70和出水管60连接到与整车对接的冷却进水口7和冷却出水口6；同时，两块或两块以上液冷板5中的冷却管路连接为并联方式，可以保持各液冷板5的进水温度的一致性。

在电池箱8中固定设置有至少一个动力电池模块9，例如，可以在电池箱8中分两层垒叠固定有两个动力电池模块9，两个动力电池模块9为串联关系。其中，每一动力电池模块9进一步包括： 

多个电芯1，该多个电芯1均两两层叠设置，每一电芯1包括电芯本体10、设置于电芯本体10上的正极耳11和负极耳12，相邻电芯1之间通过正极耳11与负极耳12实现串联或并联，具体地，相邻的两个电芯1的正极耳11和负极耳12之间可以通过上下压板螺栓13压接或激光焊接等方式相互连接。

导热片4设置于相邻两个电芯本体10之间，且每一导热片4与该两个电芯本体10相贴合，可以理解的是，前述多个电芯1均两两层叠设置可以理解为所有的多个电芯均相互层叠设置，即所有的电芯均相互贴合，且相邻的两个电芯1之间设置有导热片，在这种情形下，则N个电芯1之间设置有N-1个导热片4。在其他一些实施例中，该多个电芯1均两两层叠设置可以理解为每两个电芯1作为一组相互贴合，中间设置有一个导热片4，而每两个电芯组之间可以不设置导热片4，故在这种情形下， 2N个电芯1之间设置有N个导热片4。 

导热片4的两侧均伸出电芯本体10并具有弯折部40，具体地，该多个导热片4的伸出电芯本体10的两侧弯折成直角弯折部。 

加热板3，抵靠于多个导热片4一侧的弯折部40，具体地，加热板3抵靠于多个导热片4上侧的弯折部40。该直角弯折部40可以增加导热片4与加热板3的接触面积，方便将加热板3的热量通过导热片4传导给电芯1，同时可以节省空间。 

冷液板5，抵靠于多个导热片4另一侧的弯折部40，其内部设置有管道。具体地，该冷液板5抵靠于多个导热片4下侧的弯折部40。该弯折部40可以增加导热片4与冷液板5的接触面积，方便将电芯1的热量通过导热片4传导给冷液板5。其中，将液冷板5设置在电池模块的靠下的一侧并紧贴导热片，其可以降低动力电池系统对冷却液的水压的需求，便于更容易地加注冷却液。 

其中，在一个实施例中，该导热片4可以为金属片，其表面具有绝缘层，例如，该导热片可以采用导热系数高、易弯折且成本低的铝合金金属片； 

在该实施例中，该导热片4的厚度处于0.1-2mm之间。

其中，加热板5为内含阻性发热材料，通过给其通电来实现加热功能。具体地，加热板5可以是阻性发热材料制成。该阻性发热材料例如可以是正温度系数热敏电阻（PTC），PTC的阻值随温度升高而变大，最终温度达到平衡。通过对PTC选型来设计加热板5的最高温度，可以在该最高温度上实现发热和散热之间平衡，从而避免加热失控的情形发生。 

其中，在电池箱8中进一步设置有BMS主板2，在每一动力电池模块9中进一步设置有至少一个BMS从板21， BMS从板21设置于最外侧的电芯本体10上，且在BMS从板21与最外侧的电芯本体10之间可设置有一个导热片4。可以理解的是，在图1和图2中示出了两个BMS从板21，在一些实施例中可以仅采用一个BMS从板21。 

其中，在最下侧的动力电池模块9与电池箱8内底面之间设置有至少一个支架15，该支架15的高度处于5-20mm之间。设置该支架15，可以在发生诸如进水管7或出水管6漏液时，提供一个储存空间，避免该动力电池系统中的导电部分轻易地接触到漏液，降低漏电发生的概率，以提高安全性。 

进一步的，该电池箱8内设置有漏液传感器100，该漏液传感器100与BMS主板2电连接。通过该漏液传感器，可以及时检测到电池箱8内的液体，并把相应住处传送到BMS主板2，以及时触发相应的漏液故障保护程序。 

可以理解的是，本实用新型的实施例还提供一种乘用车，其采用前述对图1及图3所描述的动力电池系统，更多的细节可以参照前述的描述。 

综上，通过本实用新型的动力电池系统，可以实现对电池模块进行冷却或加热功能。 

具体地，当需要冷却时，例如，当BMS从板21检测到电芯1温度高于设定的阀值后，整车控制器使能冷却水泵开始工作，使冷却液通过冷却进水口7和进水管7进入各动力电池模块9的液冷板5，并经由导热片4与电芯本体10之间进行热量交换，使电芯本体10的温度降低，而冷却液温度随之升高。当出水管60流出的冷却液通过诸如温控系统的散热器或与空调冷媒进行热交换达到冷却目的，冷却后的冷却液经过水泵重新回流至进水管70。如此循环，最终达到冷却动力电池模块9的目的。 

当需要加热时，例如，当BMS从板21检测到电芯1温度低于设定的阀值后，BMS主板可开启高压或低压电源，通过外接电源接口14给加热板3提供电源使其发热，同时经由导热片4的热量交换，从而达到加热动力电池模块9的目的。 

实施本实用新型，具有如下的有益效果： 

本实用新型在紧凑型结构上可以实现对动力电池模块的冷却和加热功能；

本实用新型在相邻的电芯之间紧贴有导热片，导热片的两端伸出电芯的两侧，加热板设置在动力电池模块的上方一侧，紧贴导热片，用于加热；而液冷板设置在动电池模块的靠下一侧，紧贴导热片，用于冷却；本实用新型可有效对电池系统进行冷却和加热，并维持电芯工作在最佳的温度范围。且其结构简单，体积占用少，成本低，方便自动化装配；

本实用新型通过间隔性地设置多个导热片，可以控制冷却和加热时电池模块温度一致性；通过对导热片的材料的选择，以及在加热板中设置有温度保护开关等，可以避免加热时的热失控。同时加热板可选用多种外接电源，提升了电池模块在各种条件下的加热功能适应性。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。 

Claims (10)

1.一种动力电池系统，其具有液冷和加热功能，其特征在于，包括：

电池箱（8）；

固定设置于所述电池箱（8）中的至少一个动力电池模块（9）；

在所述电池箱（8）上设置有冷却进水口（70）和冷却出水口（60），其中，所述冷却进水口（70）连接一进水管（7），所述冷却出水口（60）连接一出水管（6）；所述进水管（7）、设置于每一动力电池模块（9）中的管道、出水管（6）三者相连通形成液冷回路；

其中，每一动力电池模块（9）进一步包括：

多个电芯（1），所述多个电芯（1）均两两层叠设置，每一电芯（1）包括电芯本体（10）、设置于所述电芯本体（10）上的正极耳（11）和负极耳（12），相邻电芯（1）之间通过正极耳（11）与负极耳（12）实现串联或并联；

多个设置于相邻两个电芯本体（10）之间的导热片（4），所述每一导热片（4）与所述两个电芯本体（10）相贴合，且所述导热片（4）的两侧均伸出电芯本体（10）并具有弯折部（40）；

加热板（3），抵靠于所述多个导热片（4）一侧的弯折部（40）；

冷液板（5），抵靠于所述多个导热片（4）另一侧的弯折部（40），其内部设置有所述管道。

2.如权利要求1所述的一种动力电池系统，其特征在于，所述多个导热片（4）的伸出电芯本体（10）的两侧弯折成直角，所述加热板（3）抵靠于所述多个导热片（4）上侧的弯折部（40）；所述冷液板（5）抵靠于所述多个导热片（4）下侧的弯折部（40）。

3.如权利要求1所述的一种动力电池系统，其特征在于，在所述电池箱（8）中进一步设置有BMS主板（2），在每一动力电池模块（9）中进一步设置有至少一个BMS从板（21），所述BMS从板（21）设置于最外侧的电芯本体（10）上。

4.如权利要求2所述的一种动力电池系统，其特征在于，所述导热片（4）为金属合金片，其表面具有绝缘层。 

5.如权利要求2所述的一种动力电池系统，其特征在于，所述导热片（4）的厚度处于0.1-2mm之间。

6.如权利要求1至5任一项所述的一种动力电池系统，其特征在于，所述加热板（3）内含阻性发热材料。

7.如权利要求6所述的一种动力电池系统，其特征在于，所述加热板（3）上设置有外接电源接口（14），且所述加热板（3）中设置有温度保护开关。

8.如权利要求7所述的一种动力电池系统，其特征在于，最下侧的动力电池模块（9）与所述电池箱（8）内底面之间设置有至少一个支架（15），所述支架（15）的高度处于5-20mm之间。

9.如权利要求3所述的一种动力电池系统，其特征在于，所述电池箱（8）内设置有漏液传感器（100），所述漏液传感器（100）与所述BMS主板（2）电连接。

10.一种乘用车，其特征在于，所述乘用车具有如权利要求1-9任一项所述的动力电池系统。