CN105846012B - 一种动力电池包换热板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种动力电池包换热板，包括底板，其中：还包括蛇形微通道扁管、集管和可调支撑结构，底板的一侧面与动力电池相对，另一面设有多个形状与蛇形微通道扁管相适配的凹槽，蛇形微通道扁管放置于凹槽中并与底板相固定，集管与外接温度控制装置连接，集管内流动有冷却介质，蛇形微通道扁管的进水端和出水端均接入集管，使冷却介质从蛇形微通道扁管内流过，可调支撑结构包括伸缩架和调节器，伸缩架一端与底板固定连接，调节器与伸缩架连接，调节器通过调节伸缩架的伸缩度，使底板紧贴动力电池包。本发明具有供冷和供暖能力强，换热面积大，结构简单的优点。

Description

一种动力电池包换热板
技术领域
本发明涉及动力电池包热管理技术领域，特别涉及一种动力电池包换热板。
背景技术
随着电动汽车近些年的蓬勃发展，动力电池的工作特性越来越成为限制电动汽车发展的瓶颈，而动力电池的工作温度则是限制动力电池充放电特性的重要因素。
目前，电动汽车动力电池包的冷却方式大部分是风冷，通过风扇鼓风，实现电池仓内空气的强制对流，以达到降温的目的。但是，风冷的效果受限于进风温度的高低和风速的大小，存在冷却能力不足、冷却不均匀的问题，特别是在南方的夏季，环境温度本身就很高，靠单纯的风冷很难带走电池发热产生的热量。
目前，电动汽车动力电池包的冬季供暖问题严重制约了电动汽车在北方城市的正常工作。传统的依靠PTC电加热的方案容易导致加热的不均匀同时整个热管理系统需要增加较多额外的零件，不利于电池仓的紧凑布置。
专利CN102714283B设计的动力电池包温度控制装置采用了多层的冷却液管路，不方便根据具体电池仓内的电池布置而进行结构上的调整，并且圆管的换热能力远不及微通道扁管，换热效率较低。
专利CN205159462U设计的一种用于电池包液冷的冷却板虽然也采用了液体冷却的方法，但是仅使用凸台结构并不能显著提高液体工质的换热效率，液体工质在凸台间的流向也是不可控的。
专利CN203423237U设计的一种电动汽车动力电池冷板及使用其的动力电池中的冷板结构虽然采用了分多流道的结构，但是直流道在换热上的效率不及蛇形流道，而且将加热器也集成在冷板上，也会大大增加冷板的装配难度，并且不方便根据电池包尺寸及时进行冷板尺寸的调整。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种供冷供暖通用的动力电池包换热板，既可以用于夏季电池包的冷却，也可以用于冬季电池包的供暖，换热板的微通道扁管内既支持气液两相的制冷剂工质，也支持纯液相工质的流动。
为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：
一种动力电池包换热板，包括底板，其中：还包括蛇形微通道扁管、集管和可调支撑结构，底板的一侧面与动力电池相对，另一面设有多个形状与蛇形微通道扁管相适配的凹槽，蛇形微通道扁管放置于凹槽中并与底板相固定，集管与外接温度控制装置连接，集管内流动有冷却介质，蛇形微通道扁管的进水端和出水端均接入集管，使冷却介质从蛇形微通道扁管内流过，可调支撑结构包括伸缩架和调节器，伸缩架一端与底板固定连接，调节器与伸缩架连接，调节器通过调节伸缩架的伸缩度，使底板紧贴动力电池包。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
上述的集管包括第一集管与第二集管，每个蛇形微通道扁管的进水端与第一集管连通，出水端与第二集管连通，第一集管和第二集管均一端与外接温度控制装置连接，另一端封闭。
上述的可调支撑结构还包括上固定件、下固定件，伸缩架包括两个上支架和两个下支架，上支架和下支架首尾相互铰接组成菱形结构，上支架上端铰接在上固定件上，下支架铰接在下固定件上，调节器为丝杠，丝杠下端固定在下支架上，丝杠上端穿过上支架并通过转动调节上支架在丝杠上的高度，两个上支架和下支架的铰接处均设置有固定板，其中，一个固定板与底板固定连接，另一个固定板通过与动力电池包的固定支架固定连接实现与动力电池包的固定配合。
上述的第一集管与第二集管平行地设置在底板长边外侧位置。
上述的底板的长边形成有翻边，翻边向底板与蛇形微通道扁管配合的一侧面翻折，翻边用于加强底板整体强度同时辅助凹槽限制蛇形微通道扁管的移动。
上述的翻边上形成有翻边槽，蛇形微通道扁管的进水端和出水端均穿过相应的翻边槽后，接入集管。
上述的蛇形微通道扁管的进水端和出水端均设置有插头，同一蛇形微通道扁管的进水端和出水端插头高度平齐，第一集管与第二集管上设置有插槽，插槽与插头数量、位置一一对应，插头插入相应插槽中并与插槽密封配合。
上述的冷却介质为气液两相的制冷剂工质或纯液相的制冷剂工质。
上述的底板为铝合金材质，蛇形微通道扁管为铜质。
上述的温度控制装置为空调系统。
与现有技术相比，本发明的动力电池包换热板，能够为电动汽车的动力电池包提供更高效的冷却和供暖的温度控制功能。该换热板包括了一个底板，两个集管，多个蛇形微通道扁管以及可调支撑结构，安装完成后将整个换热板通过可调支撑结构紧密贴合于动力电池包的外表面。本发明的管道内流动的是液体工质，供冷和供暖能力强，换热面积大，有利于电池包温度分布的均匀性，并且供冷和供暖公用同一个换热板，大大节省了零件设备的用量。在夏季，液体工质在微通道扁管内流动，通过扁管和底板的传热带走电池包内多余的热量；在冬季，液体工质在微通道扁管内流动，通过扁管和底板的传热补充动力电池包所需的热量。该换热板的结构既能够满足供冷也能够满足供热的需求，其中运行的液体工质可以是液相的冷却液也可以是气液两相的制冷剂，充分节约了电池仓的空间同时也具备高效的换热能力。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是底板的结构示意图；
图3是图2的A部结构放大图；
图4是蛇形微通道扁管的结构示意图；
图5是集管的结构示意图；
图6是图5的B部结构放大图；
图7是可调支撑结构的结构示意图。
其中的附图标记为：底板1、凹槽1a、翻边11、翻边槽11a、蛇形微通道扁管2、插头21、集管3、第一集管31、第二集管32、插槽33、可调支撑结构4、伸缩架41、上支架41a、下支架41b、调节器42、上固定件43、下固定件44、固定板45。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作出进一步说明：
本发明的一种动力电池包换热板，包括底板1，其中：还包括蛇形微通道扁管2、集管3和可调支撑结构4，底板1的一侧面与动力电池相对，另一面设有多个形状与蛇形微通道扁管2相适配的凹槽1a，蛇形微通道扁管2放置于凹槽1a中并与底板1相固定，集管3与外接温度控制装置连接，集管3内流动有冷却介质，蛇形微通道扁管2的进水端和出水端均接入集管3，使冷却介质从蛇形微通道扁管2内流过，可调支撑结构4包括伸缩架41和调节器42，伸缩架41一端与底板1固定连接，调节器42与伸缩架41连接，调节器42通过调节伸缩架41的伸缩度，使底板1紧贴动力电池包。
实施例中，集管3包括第一集管31与第二集管32，每个蛇形微通道扁管2的进水端与第一集管31连通，出水端与第二集管32连通，第一集管31和第二集管32均一端与外接温度控制装置连接，另一端封闭。
实施例中，可调支撑结构4还包括上固定件43、下固定件44，伸缩架41包括两个上支架41a和两个下支架41b，上支架41a和下支架41b首尾相互铰接组成菱形结构，上支架41a上端铰接在上固定件43上，下支架41b铰接在下固定件44上，调节器42为丝杠，丝杠下端固定在下支架41b上，丝杠上端穿过上支架41a并通过转动调节上支架41a在丝杠上的高度，两个上支架41a和下支架41b的铰接处均设置有固定板45，其中，一个固定板45与底板1固定连接，另一个固定板45通过与动力电池包的固定支架固定连接实现与动力电池包的固定配合。
实施例中，第一集管31与第二集管32平行地设置在底板1长边外侧位置。
实施例中，底板1的长边形成有翻边11，翻边11向底板1与蛇形微通道扁管2配合的一侧面翻折，翻边11用于加强底板1整体强度同时辅助凹槽1a限制蛇形微通道扁管2的移动。
实施例中，翻边11上形成有翻边槽11a，蛇形微通道扁管2的进水端和出水端均穿过相应的翻边槽11a后，接入集管3。
实施例中，蛇形微通道扁管2的进水端和出水端均设置有插头21，同一蛇形微通道扁管2的进水端和出水端插头21高度平齐，第一集管31与第二集管32上设置有插槽33，插槽33与插头21数量、位置一一对应，插头21插入相应插槽33中并与插槽33密封配合。
实施例中，冷却介质为气液两相的制冷剂工质或纯液相的制冷剂工质。
实施例中，底板1为铝合金材质，蛇形微通道扁管2为铜质。
实施例中，温度控制装置为空调系统。
根据电动汽车的要求，将动力电池包安装到位，以铝合金底板为参考对象，将底板1的位置调整到电池正面的正中间，使换热效果更为均匀，转动可调支撑结构的丝杠，使换热板紧密贴合于电池表面。在夏季温度较高时，开启制冷循环，温度较低的液体工质从第一集管31进入铜蛇形微通道扁管2，吸收电池包产生的多余热量后温度上升并从第二集管32回流；在冬季温度较低时，开启供暖循环，温度较高的液体工质从第一集管31进入铜蛇形微通道扁管2，将热量补充给电池包后温度下降并从第二集管32回流。
该换热板的设计可以简化电动汽车动力电池包的热管理系统的设计，未来的汽车生产厂家只需要根据电池包的具体结构尺寸来调整换热板的相关尺寸和流道个数即可。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种动力电池包换热板，包括底板(1)，其特征是：还包括蛇形微通道扁管(2)、集管(3)和可调支撑结构(4)，所述的底板(1)的一侧面与动力电池相对，另一面设有多个形状与蛇形微通道扁管(2)相适配的凹槽(1a)，所述的蛇形微通道扁管(2)放置于凹槽(1a)中并与底板(1)相固定，所述的集管(3)与外接温度控制装置连接，集管(3)内流动有冷却介质，所述的蛇形微通道扁管(2)的进水端和出水端均接入集管(3)，使冷却介质从蛇形微通道扁管(2)内流过，所述的可调支撑结构(4)包括伸缩架(41)和调节器(42)，所述的伸缩架(41)一端与底板(1)固定连接，所述的调节器(42)与伸缩架(41)连接，所述的调节器(42)通过调节伸缩架(41)的伸缩度，使底板(1)紧贴动力电池包，所述的可调支撑结构(4)还包括上固定件(43)、下固定件(44)，所述的伸缩架(41)包括两个上支架(41a)和两个下支架(41b)，所述的上支架(41a)和下支架(41b)首尾相互铰接组成菱形结构，所述的上支架(41a)上端铰接在上固定件(43)上，所述的下支架(41b)铰接在下固定件(44)上，所述的调节器(42)为丝杠，丝杠下端固定在下支架(41b)上，丝杠上端穿过上支架(41a)并通过转动调节上支架(41a)在丝杠上的高度，两个所述的上支架(41a)和下支架(41b)的铰接处均设置有固定板(45)，其中，一个固定板(45)与底板(1)固定连接，另一个固定板(45)通过与动力电池包的固定支架固定连接实现与动力电池包的固定配合。
2.根据权利要求1所述的一种动力电池包换热板，其特征是：所述的集管(3)包括第一集管(31)与第二集管(32)，每个所述的蛇形微通道扁管(2)的进水端与第一集管(31)连通，出水端与第二集管(32)连通，所述的第一集管(31)和第二集管(32)均一端与外接温度控制装置连接，另一端封闭。
3.根据权利要求2所述的一种动力电池包换热板，其特征是：所述的第一集管(31)与第二集管(32)平行地设置在底板(1)长边外侧位置。
4.根据权利要求3所述的一种动力电池包换热板，其特征是：所述的底板(1)的长边形成有翻边(11)，所述的翻边(11)向底板(1)与蛇形微通道扁管(2)配合的一侧面翻折，所述的翻边(11)用于加强底板(1)整体强度同时辅助凹槽(1a)限制蛇形微通道扁管(2)的移动。
5.根据权利要求4所述的一种动力电池包换热板，其特征是：所述的翻边(11)上形成有翻边槽(11a)，所述的蛇形微通道扁管(2)的进水端和出水端均穿过相应的翻边槽(11a)后，接入集管(3)。
6.根据权利要求5所述的一种动力电池包换热板，其特征是：所述的蛇形微通道扁管(2)的进水端和出水端均设置有插头(21)，同一蛇形微通道扁管(2)的进水端和出水端插头(21)高度平齐，所述的第一集管(31)与第二集管(32)上设置有插槽(33)，所述的插槽(33)与插头(21)数量、位置一一对应，所述的插头(21)插入相应插槽(33)中并与插槽(33)密封配合。
7.根据权利要求1所述的一种动力电池包换热板，其特征是：所述的冷却介质为气液两相的制冷剂工质或纯液相的制冷剂工质。
8.根据权利要求1所述的一种动力电池包换热板，其特征是：所述的底板(1)为铝合金材质，蛇形微通道扁管(2)为铜质。
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