(57)【要約】  本発明は、液冷却配管（２００）及び電源装置（１００）に関し、液冷却配管（２００）は、入液端（５）と、出液端（６）と、水平方向に延びる水平液冷却配管（７）と、鉛直方向に延びる鉛直液冷却配管（８）とを含み、水平液冷却配管（７）及び鉛直液冷却配管（８）は、入液端（５）と出液端（６）との間に接続される。
2021513200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源装置（１００）の冷却に用いられる液冷却配管（２００）であって、
入液端（５）と、出液端（６）と、水平方向に延びる水平液冷却配管（７）と、鉛直方向に延びる鉛直液冷却配管（８）とを含み、
前記水平液冷却配管（７）及び前記鉛直液冷却配管（８）は、前記入液端（５）と前記出液端（６）との間に接続される、
液冷却配管（２００）。
【請求項２】
前記水平液冷却配管（７）及び前記鉛直液冷却配管（８）の少なくとも一方は、扁平管であり、曲がりくねって延びている、
請求項１に記載の液冷却配管（２００）。
【請求項３】
前記水平液冷却配管（７）及び前記鉛直液冷却配管（８）は、前記入液端（５）と前記出液端（６）との間に並列に接続される、
請求項１又は２に記載の液冷却配管（２００）。
【請求項４】
前記水平液冷却配管（７）は、少なくとも２つであり、２つの前記水平液冷却配管（７）が直列に接続されて水平液冷却配管群を形成するか、又は、少なくとも２つの前記水平液冷却配管（７）が並列に接続される、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の液冷却配管（２００）。
【請求項５】
前記鉛直液冷却配管（８）は、間隔をあけて複数配置され、２つの前記鉛直液冷却配管（８）が直列に接続されて鉛直液冷却配管群を形成し、前記鉛直液冷却配管群同士が並列に接続され、又は、少なくとも２つの前記鉛直液冷却配管（８）が並列に接続される、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の液冷却配管（２００）。
【請求項６】
トレイ（１）と、
前記トレイ（１）に設けられた水平配置電池セル（２）と、
前記トレイ（１）に設けられた鉛直配置電池セル（３）と、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の液冷却配管（２００）と、を含み、
前記水平配置電池セル（２）は、水平に設けられた水平放熱面（２０１）を含み、前記鉛直配置電池セル（３）は、鉛直に設けられた鉛直放熱面（４）を含み、前記水平液冷却配管（７）は、前記水平配置電池セル（２）の前記水平放熱面（２０１）に熱的に接続され、前記鉛直液冷却配管（８）は、前記鉛直配置電池セル（３）の鉛直放熱面（４）に熱的に接続される、
電源装置（１００）。
【請求項７】
前記水平配置電池セル（２）は、鉛直に設けられた鉛直放熱面（４）を含み、前記水平配置電池セル（２）の鉛直放熱面（４）が前記鉛直液冷却配管（８）に熱的に接続される、
請求項６に記載の電源装置（１００）。
【請求項８】
前記水平配置電池セル（２）は、互いの間に装着空間（１１）を残すように間隔をあけて複数配置され、前記装着空間（１１）内には、前記鉛直配置電池セル（３）が設けられ、前記装着空間（１１）内に設けられた前記鉛直配置電池セル（３）の鉛直放熱面（４）は、前記装着空間（１１）内に設けられた前記鉛直配置電池セル（３）の鉛直放熱面（４）に熱的に接続された前記鉛直液冷却配管（８）の一部を外に露出させるように、前記水平配置電池セル（２）よりも高い、
請求項７に記載の電源装置（１００）。
【請求項９】
前記水平配置電池セル（２）は、２つであり、それぞれ前記トレイ（１）の内部キャビティ（１０）の一端の２つのコーナーに設けられ、
複数の前記鉛直配置電池セル（３）のうちの１つの鉛直配置電池セルは、２つの前記水平配置電池セル（２）の間に設けられ、残りの鉛直配置電池セル（３）は、前記トレイ（１）の前記内部キャビティ（１０）の他端に設けられる、
請求項８に記載の電源装置（１００）。
【請求項１０】
前記水平配置電池セル（２）と前記鉛直配置電池セル（３）とは、同じ電池セルであり、電池セルが横方向に配置されると、前記水平配置電池セル（２）となり、電池セルが鉛直に配置されると、前記鉛直配置電池セル（３）となる、
請求項６〜９のいずれか一項に記載の電源装置（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
(関連出願の相互参照)
本願は、ビーワイディー  カンパニー  リミテッドが２０１８年２月９日に提出した、実用新案の名称「液冷却配管及び電源装置」の中国特許出願第「ＣＮ２０１８２０２４８７４６．８」号の優先権を主張するものである。
【０００２】
本願は、電源冷却の技術分野に関し、液冷却配管及び電源装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
人々の環境意識の高まりに伴い、新エネルギーのエコ交通機関としての電気自動車が普及してきており、電気自動車が車載電池を用いてモータに電力を供給して動力を出力するため、省エネルギー・環境保護の点で顕著な効果がある。
【０００４】
電気自動車が直面する最も主要な問題は、電池の航続距離であり、より長い航続距離などの性能を実現するために、電気自動車に複数の電池パックを設けることが、現在の主な仕様である。しかしながら、空間の制限により、このような複数の電池パックの航続距離も限られている。したがって、日増しに増える高エネルギーと高出力のニーズを満たすために、高エネルギーの電池材料の開発が急務となっている。例えば、三元材料は、エネルギーが高いが、リン酸鉄リチウムよりも安全性が低く、特に高出力の動力電池に用いられる場合に電池の昇温が大きい。また、現在の電気自動車の軽量化やコンパクト化のニーズに伴い、電池のために残された空間がますます小さくなり、パック内部での電池の配置がますます制限されるが、従来の液冷構造は比較的複雑であり、限られた電池パックの空間内に自由に配置して三元材料の電池の効果的な放熱を満たすことができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、関連技術における技術的問題の１つを少なくともある程度解決しようとする。
【０００６】
本願は、構造が簡単であり、実際の使用において、必要に応じて電源装置の限られた空間内に配置して、電源装置における電源ユニットを効率的に放熱することにより、電源装置の熱管理と温度の均一性を向上させることができる液冷却配管を提供する。
【０００７】
本願は、放熱効果が高いという利点を有する電源装置をさらに提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本願は、電源装置の冷却に用いられ、入液端と、出液端と、水平方向に延びる水平液冷却配管と、鉛直方向に延びる鉛直液冷却配管とを含み、前記水平液冷却配管及び前記鉛直液冷却配管が前記入液端と前記出液端との間に接続される液冷却配管を提供する。
【０００９】
このように、該液冷却配管を電源装置に装着する際に、横配列電池電源の水平放熱面、例えば、電源装置のトレイの内部キャビティの底面と水平配置電池セルの水平放熱面との間に水平液冷却配管を熱的に接続し、鉛直配置電池セルの鉛直放熱面に鉛直液冷却配管を熱的に接続して、それぞれの電池セルを良好に放熱することができる。また、いくつかの実施形態では、水平配置電池セルと鉛直配置電池セルとの間に高低差がある場合、鉛直液冷却配管の一部を内部キャビティ内に露出させ、鉛直液冷却配管の露出部が電源装置の他の部材、例えば、電力引き出し及びメンテナンス用スイッチ部に隣接しているため、該領域の温度上昇を低減し、隣接する信号取得、引き出し等の部材の降温を補助することにより、電源ユニットを効率的に放熱すると共に、電源装置の熱管理と温度の均一性を向上させることができる。
【００１０】
また、本願に係る電源装置は、トレイと、前記トレイに設けられた水平配置電池セルと、前記トレイに設けられた鉛直配置電池セルと、上記いずれかに記載の液冷却配管と、を含み、前記水平配置電池セルは、水平に設けられた水平放熱面を含み、前記鉛直配置電池セルは、鉛直に設けられた鉛直放熱面を含み、前記水平液冷却配管が前記水平配置電池セルの水平放熱面に熱的に接続され、前記鉛直液冷却配管が前記鉛直配置電池セルの鉛直放熱面に熱的に接続される。
【００１１】
上述したように、横配列電池電源の水平放熱面、例えば、電源装置のトレイの内部キャビティの底面と水平配置電池セルの水平放熱面との間に水平液冷却配管が熱的に接続され、鉛直配置電池セルの鉛直放熱面に鉛直液冷却配管が熱的に接続されるため、それぞれの電池セルを良好に放熱することができる。また、いくつかの実施形態では、水平配置電池セルと鉛直配置電池セルとの間に高低差がある場合、鉛直液冷却配管の一部を内部キャビティ内に露出させ、鉛直液冷却配管の露出部が電源装置の他の部材、例えば、電力引き出し及びメンテナンス用スイッチ部に隣接しているため、該領域の温度上昇を低減し、隣接する信号取得、引き出し等の部材の降温を補助することにより、電源ユニットを効率的に放熱すると共に、電源装置の熱管理と温度の均一性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本願の具体的な実施形態に係る電源装置の概略構成図であり、電源装置のトレイに係合するカバーが示されていない。
【図２】本願の具体的な実施形態に係る液冷却配管の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本願の具体的な実施形態を詳細に説明する。ここで記述した具体的な実施形態は、本願を説明して解釈するためのものに過ぎず、本願を限定するものではないことを理解されたい。
【００１４】
図２に示す構成を参照すると、本願に係る液冷却配管２００は、電源装置１００の冷却に用いられるものであり、液冷却配管２００は、入液端５と、出液端６と、水平方向に延びる水平液冷却配管７と、鉛直方向に延びる鉛直液冷却配管８とを含み、例えば、水平に設けられた水平配置電池セル２の水平放熱面２０１を冷却する水平液冷却配管７と、鉛直に設けられた鉛直配置電池セル３の鉛直放熱面４を冷却する鉛直液冷却配管８とを含み、例えば、水平液冷却配管７は、電源装置１００のトレイ１の内部キャビティ１０内に水平に設けられた水平配置電池セル２の水平放熱面２０１と内部キャビティ１０の底面との間に設けられてよく、鉛直液冷却配管８は、電源装置１００のトレイ１の内部キャビティ１０内に鉛直に設けられた鉛直配置電池セル３の鉛直放熱面４に設けられてよく、水平液冷却配管７と鉛直液冷却配管８とは、流体管路２０２により入液端５と出液端６との間に接続される。
【００１５】
このように、該液冷却配管２００を電源装置１００に装着する際に、横配列電池電源の水平放熱面２０１、例えば、電源装置１００のトレイ１の内部キャビティ１０の底面と水平配置電池セル２の水平放熱面２０１との間に水平液冷却配管７を熱的に接続し、鉛直配置電池セル３の鉛直放熱面４に鉛直液冷却配管８を熱的に接続して、それぞれの電池セルを良好に放熱することができる。また、いくつかの実施形態では、水平配置電池セル２と鉛直配置電池セル３との間に高低差がある場合、鉛直液冷却配管８の一部を内部キャビティ１０内に露出させ、鉛直液冷却配管８の露出部が電源装置１００の他の部材、例えば、電力引き出し及びメンテナンス用スイッチ部に隣接しているため、該領域の温度上昇を低減し、隣接する信号取得、引き出し等の部材の降温を補助することにより、電源ユニットを効率的に放熱すると共に、電源装置１００の熱管理と温度の均一性を向上させることができる。
【００１６】
もちろん、液冷管の断面形状は、円管又は長方形管などの様々な構成形式を有してよく、当然ながら、電池セルの放熱底面との接触をより大きくするために、好ましくは、図２に示すように、水平液冷却配管７及び鉛直液冷却配管８の少なくとも一方が扁平管であり、曲がりくねって延びており、好ましくは、同一平面内を往復して延びることにより、電池セルの放熱底面に可能な限り接触して、熱交換効果を向上させる。
【００１７】
また、水平液冷却配管７と鉛直液冷却配管８とは、入液端５と出液端６との間に直列に接続されてよく、或いは、液冷管内を流れる液体が過熱して後続の電池セルに対する放熱効果を低下させることを避けるために、好ましくは、図２に示すように、水平液冷却配管７と鉛直液冷却配管８とは、入液端５と出液端６との間に並列に接続される。このように、図２に示すように、入液端５から進入した液体は、三方弁又は四方弁を通って分岐して水平液冷却配管７及び鉛直液冷却配管８に進入することにより、それぞれの水平液冷却配管７及び鉛直液冷却配管８に進入した液体の初期温度がほぼ同じであり、熱交換効果を向上させる。
【００１８】
また、図２に示すように、水平液冷却配管７は、少なくとも２つであり、２つが直列に接続されて水平液冷却配管群を形成することにより、効率的な放熱を確保しつつ、管路接続を簡略化し、例えば、水平液冷却配管７が２つである場合、これら２つの水平液冷却配管７が直列に接続されるか、又は、水平液冷却配管７が３つである場合、２つの水平液冷却配管７が直列に接続された後に、もう１つの水平液冷却配管７に並列に接続される。或いは、少なくとも２つの水平液冷却配管７が並列に接続され、このように、冷却液が互いに干渉しないため、放熱効果をより一層向上させる。
【００１９】
同様に、図２に示すように、鉛直液冷却配管８は、間隔をあけて複数配置され、２つの鉛直液冷却配管８が直列に接続されて鉛直液冷却配管群を形成し、鉛直液冷却配管群同士が並列に接続されることにより、効率的な放熱を確保しつつ、管路接続を簡略化する。例えば、鉛直液冷却配管８は、間隔をあけて６つ配置され、２つずつ直列に接続されて３つの鉛直液冷却配管群を形成し、これら３つの鉛直液冷却配管群が並列に接続される。或いは、少なくとも２つの鉛直液冷却配管８が並列に接続され、このように、冷却液が互いに干渉しないため、放熱効果をより一層向上させる。
【００２０】
また、図１に示すように、本願は、電源装置１００（電池パック又はトレイモジュール）を提供し、該電源装置１００は、トレイ１と、トレイ１に設けられた水平配置電池セル２と、前記トレイ１に設けられた鉛直配置電池セル３と、上記いずれかに記載の液冷却配管２００と、を含み、前記水平配置電池セル２は、水平に設けられた水平放熱面２０１を含み、前記鉛直配置電池セル３は、鉛直に設けられた鉛直放熱面４を含み、前記水平液冷却配管７は、前記水平配置電池セル２の水平放熱面２０１に熱的に接続され、前記鉛直液冷却配管８は、前記鉛直配置電池セル３の鉛直放熱面４に熱的に接続される。
【００２１】
上述したように、横配列電池電源の水平放熱面２０１、例えば、電源装置１００のトレイ１の内部キャビティ１０の底面と水平配置電池セル２の水平放熱面２０１との間に水平液冷却配管７が熱的に接続され、鉛直配置電池セル３の鉛直放熱面４に鉛直液冷却配管８が熱的に接続されるため、それぞれの電池セルを良好に放熱することができる。また、いくつかの実施形態では、水平配置電池セル２と鉛直配置電池セル３との間に高低差がある場合、鉛直液冷却配管８の一部を内部キャビティ１０内に露出させ、鉛直液冷却配管８の露出部が電源装置１００の他の部材、例えば、電力引き出し及びメンテナンス用スイッチ部に隣接しているため、該領域の温度上昇を低減し、隣接する信号取得、引き出し等の部材の降温を補助することにより、電源ユニットを効率的に放熱すると共に、電源装置１００の熱管理と温度の均一性を向上させることができる。
【００２２】
いくつかの実施形態では、前記水平配置電池セル２は、鉛直に設けられた鉛直放熱面４を含み、前記水平配置電池セル２の鉛直放熱面４が前記鉛直液冷却配管８に熱的に接続される。このように、近接して設けられた水平配置電池セル２を鉛直液冷却配管８で補助放熱することにより、水平配置電池セル２の放熱効果をより一層向上させることができる。
【００２３】
いくつかの実施形態では、図１に示すように、水平配置電池セル２は複数あり、図示したように、互いの間に装着空間１１を残すように間隔をあけて２つ配置され、装着空間１１内に鉛直配置電池セル３が設けられ、このように、内部キャビティ１０の空間を十分に利用して、より多くの電池セルを配置することにより、電源装置１００の航続性能を向上させることができる。さらに、いくつかの実施形態では、装着空間１１内に設けられた鉛直配置電池セル３の鉛直放熱面４は、前記装着空間１１内に設けられた前記鉛直配置電池セル３の鉛直放熱面４に熱的に接続された前記鉛直液冷却配管８の一部を外に露出させるように、該鉛直放熱面４の向かい側の水平配置電池セル２よりも高い。このように、水平配置電池セル２と、２つの水平配置電池セル２の間の鉛直配置電池セル３との間に高低差があることにより、鉛直配置電池セル３の鉛直放熱面４に配置された鉛直液冷却配管８の一部を外に露出させ、鉛直液冷却配管８の露出部が電源装置１００の他の部材、例えば、電力引き出し及びメンテナンス用スイッチ部に隣接しているため、該領域の温度上昇を低減し、隣接した信号取得、引き出し等の部材の降温を補助することにより、電源ユニットを効率的に放熱すると共に、電源装置１００の熱管理と温度の均一性を向上させることができる。
【００２４】
いくつかの実施形態では、図１に示すように、水平配置電池セル２は、２つであり、それぞれトレイ１の内部キャビティ１０の一端の２つのコーナーに設けられ、複数の鉛直配置電池セル３のうちの１つの鉛直配置電池セル３は、２つの水平配置電池セル２の間に設けられ、残りの鉛直配置電池セル３は、トレイ１の内部キャビティ１０の他端に設けられる。このように、内部キャビティ１０の他端には、より多くの鉛直配置電池セル３を設けることができる一方、内部キャビティ１０の一端には、２つの水平配置電池セル２及び１つの鉛直配置電池セル３が設けられ、このように、２つの水平配置電池セル２の間に配置された鉛直配置電池セル３の鉛直放熱面４における鉛直液冷却配管８の一部を外に露出させて近傍領域を冷却させる。
【００２５】
また、電源装置１００の内部キャビティ１０は、どのような形状であってもよく、例えば、好ましくは、内部キャビティ１０が長方形状であり、水平配置電池セル２及び鉛直配置電池セル３が長方形状であり、かつ水平配置電池セル２及び鉛直配置電池セル３の長さが内部キャビティ１０の長さに沿っていることを理解されたい。具体的には、図１に示すように、内部キャビティ１０の内部空間を十分に利用して、より多くの必要な電池セルを配置することができる。
【００２６】
また、前記水平配置電池セル２と前記鉛直配置電池セル３とは、同じ電池セルであってよく、このように、電池セルが横方向に配置されると、前記水平配置電池セル２となり、電池セルが鉛直に配置されると、前記鉛直配置電池セル３となるため、同じ電池セルを用いて、必要に応じて配置して所望の電源装置１００を形成することが容易になる。
【００２７】
いくつかの実施形態では、上記と同様の電池セルは、１つの面のみが放熱面であり、電池セルが横方向（水平）に配置される場合、該放熱面が電池セルとトレイ１の底板との間に位置し、水平放熱面２０１を構成し、該電池セルは水平配置電池セル２であり、電池セルが鉛直に配置される場合、該放熱面がトレイの底板に垂直な方向に位置し、鉛直放熱面４を構成し、該電池セルは鉛直配置電池セル３である。
【００２８】
以上、図面を参照しながら本願の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本願はこれに限定されない。本願の技術的思想の範囲内に、本願の技術手段に対して複数の簡単な変形を行うことができ、それぞれの具体的な技術的特徴は、任意適切な方式で組み合わせることができる。不要な重複を避けるために、本願は、可能なあらゆる組み合わせ方式を別途に説明しない。しかし、これらの簡単な変形や組み合わせは、同様に本願において開示される内容と見なされるべきであり、いずれも本願の保護範囲に属する。
【符号の説明】
【００２９】
１−トレイ、２−水平配置電池セル、３−鉛直配置電池セル、４−鉛直放熱面、５−入液端、６−出液端、７−水平液冷却配管、８−鉛直液冷却配管、
１００−電源装置、２００−液冷却配管、２０１−水平放熱面、２０２−流体管路、１０−内部キャビティ、１１−装着空間。
【図１】
2021513200.tif 000003
【図２】
2021513200.tif 000004
【国際調査報告】
2021513200.tif 000005
2021513200.tif 000006
2021513200.tif 000007
2021513200.tif 000008