CN101557004B - 具有离散通道的电池冷却板设计 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种包括电池冷却板的产品。一个示例性实施例具有离散通道。在一个示例性实施例中，每个通道均具有范围从约1mm到约5mm的宽度。在另一个示例性实施例中，电池冷却板包括具有基本U形流路的第一冷却通道和多条其他通道，该多条其他通道的每一个均具有U形流路，其中，该其他流通道相对于第一流通道处于嵌套位置中。在另一个示例性实施例中，电池冷却板内包括蛇形冷却流路，该冷却流路包括第一冷却段和相邻的位于上游的第二冷却段，其中，第二冷却段包括至少第一冷却通道和第二冷却通道以及介于第一冷却通道和第二冷却通道之间的至少第一槽脊，第二冷却段比第一冷却段至少多一个槽脊和一个通道。

Description

具有离散通道的电池冷却板设计
相关申请的交叉引用
本申请要求于2008年4月9日提交的美国临时申请No.61/043,577的优先权。
技术领域
本发明总体上涉及的技术领域包含电池冷却板以及使用该电池冷却板的产品。
背景技术
图1显示了电池冷却板10。电池冷却板10具有充注通道12和蛇形部分。蛇形部分包含了按蛇形设计连接在一起的多个冷却段。冷却段至少包含第一段16、第二段18、第三段19、第四段20、第五段22、第六段24等等。每一段都包括相对较宽的通道，通道具有线W所示的平均宽度，约为20mm。但是，具有这种较大的通道几何尺寸的图1所示的电池冷却板10在装配线抽真空和填料过程中易于变形。此外，这种设计会使得气泡被截留在系统中。
发明内容
一个示例性实施例包含一种包括电池冷却板的产品，电池冷却板内具有蛇形冷却流路，冷却流路包括第一冷却段和相邻的位于上游的第二冷却段，其中，第二冷却段包括至少第一冷却通道和第二冷却通道以及介于第一冷却通道和第二冷却通道之间的至少第一槽脊(land)，第二冷却段比第一冷却段至少多一个槽脊和一条通道。
另一个示例性实施例包含一种电池冷却板。电池冷却板包括第一基板和由该第一基板形成的多个冷却通道。冷却通道包括底壁和以钝角从底壁延伸的第一侧壁和第二侧壁。在一个示例性实施例中，通道具有范围从约0.05mm到小于6mm的宽度。
本发明另一个实施例包含一种包括电池冷却板、第一冷却通道和多条其他通道的产品，第一冷却通道具有基本U形的流路，多条其他通道中的每一个均具有基本U形的流路，其中，其他流通道相对第一流通道处于嵌套位置中。
本发明其他示例性实施例通过下面的详细说明将会变得很明显。应该理解的是，虽然详细说明和特定示例公开了本发明的示例性实施例，但其仅为了说明的目的，并没有限定本发明范围的意图。
附图说明
通过详细说明和附图将会使本发明的实施例得到更充分地理解，图中：
图1显示现有技术的电池冷却板。
图2显示依照一个实施例的电池冷却板。
图2a为图2的电池冷却板的一部分的放大局部视图。
图2b为图2的电池冷却板的放大的一部分。
图2c为图2的电池冷却板的放大的一部分。
图3显示包含嵌套流通道的电池冷却板的另一个实施例，该嵌套流通道具有基本U形的流路。
图4为依照一个实施例的电池冷却板的剖视图。
具体实施方式
以下的实施例描述本质上仅是示例性的(说明性的)，绝没有意图限定本发明的范围、应用或用途。
现参照图2，一个实施例可包括包含电池冷却板100的产品。下面描述冷却板100和限定在该冷却板中的冷却路径，冷却路径从出口孔102沿着冷却剂流向的上游方向延伸向入口孔122。冷却板100可包括集管出口孔102，集管出口孔102与多个出口通道104连通，该多个出口通道104连接到上游的出口通道部分106。出口通道部分106连接至上游的第一冷却段110。第二冷却段112设置在第一冷却段110的上游。类似的，第三和第四冷却段114、116分别设置在第二冷却段112的上游。集流管118可设置在第四冷却段116的上游，第四冷却段116允许冷却流体均匀地分配至冷却板通道。入口通道或槽道120可设置在与入口集管孔122连通的集流管118的上游。
根据上面的图和所描述的内容制成的电池冷却板预期具有下面表格中所示的特性。
  部分   管数   流速/管(m3/s)   速度   Dh   Re   f   管长度(m)   dP(kpa)
  1   6   1.92901E-07   0.114   0.00103   41.5   1.492   0.382   3.84
  2   3   3.85802E-07   0.227   0.00103   83.1   0.746   0.121   2.43
  3   2   5.78704E-07   0.341   0.00103   124.6   0.497   0.287   8.65
  4   1   1.15741E-06   0.312   0.00098   108.7   0.690   0.309   11.35
总dP 26.2594Kpa
3.80762Psi
在一个实施例中，电池冷却板100包括相邻的第一和第二冷却段。第二上游冷却段比相邻下游的冷却段多一条通道和一个槽脊。例如，现参考图2A，在一个实施例中，第一冷却段110仅包括第一通道124而没有槽脊。相邻的上游第二冷却段112包括第一通道128和第二通道130以及位于它们之间的第一槽脊126。第一通道128可部分地由第二冷却段的外壁186和第一槽脊126来限定，第二通道132可由外壁188和第一槽脊126来限定。第一槽脊126可具有第一端部132和如图2b所示的第二端部134。
现参照图2B，第三冷却段114比相邻的下游段112多包括一条通道和一个槽脊。第三冷却段114包括第一通道140、中间通道142和第三通道144。第一通道140可部分地由第一外壁200和第一槽脊136限定。中间通道可由第一槽脊136和第二槽脊138限定。第三通道144可由第二槽脊138和第三冷却段114的第二外壁102限定。第一槽脊136可包括第一端部146，第二槽脊138可包括第一端部148。端部146和148可与第二冷却段112的第一槽脊126的端部134间隔一段距离，以提供第一过渡区150，该第一过渡区没有任何槽脊且足以允许冷却流体从第三冷却段114的三个通道分散至第二冷却段112的两个通道。
现在参照图2C，第三冷却段114的第一槽脊136可包括第二端部152，同样地，第二槽脊138可包括第二端部154。第四冷却段116可比前面相邻的下游第三冷却段114至少多包括一条通道和一个槽脊。如图2C所示，第四冷却段116可包括多个间隔开的槽脊，例如，第一槽脊156、第二槽脊158、第三槽脊160、第四槽脊162和第五槽脊164。第一通道166部分地由第一外壁178和第四冷却段116的第一槽脊156限定。第二通道168可由第一槽脊156和第二槽脊158限定。第三通道170可由第二槽脊158和第三槽脊160限定。第四通道172可由第三槽脊160和第四槽脊162限定。第五通道174可由第四槽脊162和第五槽脊164限定。第六通道176可由第二外壁180和第四冷却段116的第五槽脊164限定。不包含槽脊的第二过渡区151可设置在槽脊端部152、154和槽脊端部157、159、161、163、165之间以允许将来自段116的通道的冷却流体均匀分配进入段114的通道。
随着各冷却段宽度增加而增加的通道侧壁和槽脊(图2所示最清楚)，增强了冷却板并防止了冷却板部分在装配线制造过程中经历高真空和填料操作时的变形。此外，在流路相对较宽的冷却剂流路的区域中通道数目的增加和宽度的减小，增大了流经通道的速度并因此降低了气体截留在通道中的可能性。
现参照图3，一个示例性实施例包括电池冷却板100。电池冷却板100具有与出口集管孔102连通的第一冷却通道500。第一冷却通道500具有基本U形的流路。第二冷却通道504可相对于第一冷却通道500设置在嵌套位置中，且被第一槽脊502分开。第三通道508可相对于第二通道504设置在嵌套位置中，且被第二槽脊506分开。第四通道512可相对第三通道508设置在嵌套位置中，且被第三槽脊510分开。多条其他通道也可以相似方式设置。例如，第五通道516可通过第四槽脊与第四通道隔离，第六通道512通过第五槽脊518与第五通道隔离，第七通道524通过第六槽脊522与第六通道隔离，第八通道528通过第七槽脊526与第七通道隔离，第九通道532通过第八槽脊530与第八通道隔离。中心槽脊534可设置成与第九通道528相邻。同样地，通过使用多条较窄的通道以防止空气或其他气体截留在通道中，制成的电池冷却板在填料和真空操作下不易变形。在图3所示的冷却板100的设计中，所有通道均具有实质相同的长度。
现参照图4，在一个示例性实施例中，可提供一种电池冷却板100。该电池冷却板100包括第一基板600和第二基板602。第一基板600可通过冲压或其他方式成形，以在其中限定通道604，冷却流体流过通道604以冷却电池，例如锂离子电池。在一个实施例中，如线C所示的通道宽度可小于6mm。在其他实施例中，通道宽度C范围可从约1mm到约5mm。在另一个实施例中，冷却通道宽度C可近似为2mm。冷却通道164可由包含底壁606、第一侧壁608和第二侧壁610的多个壁限定。侧壁608、610可以钝角从底壁606延伸。槽脊部分614可设置在相邻通道604之间。顶壁可有助于限定通道604，其可由第二基板602或一个电池的端板提供。在一个实施例中，槽脊部分116的线L所示的长度范围可从约1mm到约5mm。
第一基板600和第二基板602可由多种材料制成或包含这些材料，这些材料包括但不限于金属、金属合金以及聚合材料。在一个实施例中，基板600、602可包含铝。如果使用聚合材料，该材料应具有相对高的导热率，或者可将填充物或添加物混入聚合材料以增加其导热率。第一基板600可具有范围从约0.1mm到约0.5mm的厚度T。
对本发明实施例的上述描述本质上仅为示例性的，因此，其各种变体不应被视为是偏离了本发明的精神和范围。

Claims (1)

1.一种包括电池冷却板的产品，所述电池冷却板内具有与多个出口通道连通的出口孔和与入口孔连通的多个入口通道以及与所述多个出口通道和所述多个入口通道连通的蛇形冷却流路，所述冷却流路包括第一冷却段、相邻的位于上游的第二冷却段以及位于第二冷却段上游的第三冷却段，其中，所述第二冷却段包括至少第一冷却通道和第二冷却通道以及介于所述第一冷却通道和所述第二冷却通道之间的至少第一槽脊，所述第二冷却段比所述第一冷却段至少多一个槽脊和一条通道，所述第三冷却段比所述第二冷却段至少多一个槽脊和一条通道，其中所述多个出口通道位于所述第一冷却段的下游并与所述第一冷却段连通，并且其中所述多个出口通道包括比所述第一冷却段的单独冷却通道的数量更多的多个单独通道。
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