CN106941141A - 一种与托盘一体化的液冷装置及其制造方法 - Google Patents

一种与托盘一体化的液冷装置及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种与托盘一体化的液冷装置及其制造方法，其中，所述装置包括：用于承载动力电池，并导流冷却液与动力电池进行热交换的液冷板；所述液冷板上端面设置有管道槽，所述管道槽内嵌入有由导热系数在3.0及以上的材料制作而成的液冷管道，所述液冷管道上端面与所述液冷板上端面相平齐。本发明所提供的与托盘一体化的液冷装置，使得在进行动力电池冷却时，利用可以作为托盘使用的液冷板，有效的减少现有技术中在托盘上设置液冷板占用空间大的缺陷；在此基础上，通过嵌入由导热系数在3.0及以上的材料制作而成的液冷板提高动力电池的散热效率，而同时，将液冷管道设置为与液冷板相平齐，提高了该液冷装置的空间利用率。

Description

一种与托盘一体化的液冷装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种与托盘一体化的液冷装置及其制造方法，尤其液冷管道嵌入设置于液冷板的与托盘一体化的液冷装置及其制造方法。
背景技术
现有技术中，动力电池通常下端面设置有托盘，而在其上端面设置液冷板，这种冷却结构存在一定的隐患，其仅上端面进行冷却，而下端面却由于托盘的设置，不仅得不到冷却，反而散热困难。
也有动力电池下端面贴合设置液冷板，而托盘设置于液冷板之下，但这种结构又存在空间占用过大的缺陷，使得本来应紧凑的车身结构，空间利用率较低。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种与托盘一体化的液冷装置及其制造方法，旨在解决现有技术中动力电池冷却结构下端面无法散热，或虽可进行动力电池下端面散热，但冷却结构空间利用率低的问题。
一种与托盘一体化的液冷装置，其中，所述与托盘一体化的液冷装置包括：
用于承载动力电池，并导流冷却液与动力电池进行热交换的液冷板；
所述液冷板上端面设置有管道槽，所述管道槽内嵌入有由导热系数在3.0及以上的材料制作而成的液冷管道，所述液冷管道上端面与所述液冷板上端面相平齐。
优选方案中，所述的与托盘一体化的液冷装置，其中，所述液冷板包括：
多个依次搅拌摩擦焊接为一体的挤压型材，所述挤压型材为可减轻液冷板重量的曰字型空芯结构。
优选方案中，所述的与托盘一体化的液冷装置，其中，多个所述挤压型材皆设置有上下两层，分别为液冷层及承载层；
多个所述液冷层皆设置有管道分段槽，多个所述管道分段槽在挤压型材焊接为一体后相互连通，形成管道槽。
优选方案中，所述的与托盘一体化的液冷装置，其中，所述液冷板设置有与液冷管道相连通，可容许冷却液通过以进入液冷管道的进液口；
以及与液冷管道相连通，可容许冷却液通过以流出液冷管道的出液口。
优选方案中，所述的与托盘一体化的液冷装置，其中，所述与托盘一体化的液冷装置还包括：
穿过进液口与液冷管道连接、且与液冷板相垂直，用于连接冷却液源后、将冷却液导流至液冷管道的进液接头；
以及穿过出液口与液冷管道连接、且与液冷板相垂直，用于连接冷却液源后、将在液冷管道内循环流通并进行热交换后的冷却液导流出液冷管道的出液接头。
优选方案中，所述的与托盘一体化的液冷装置，其中，所述管道槽包括：
两端分别与进液口及出液口连接的管道主槽，所述管道主槽蜿蜒设置于液冷板。
优选方案中，所述的与托盘一体化的液冷装置，其中，所述管道主槽与出液口之间还设置有一连接辅槽，所述连接辅槽呈直线型，其使出液口及进液口可并列设置于液冷板。
优选方案中，所述的与托盘一体化的液冷装置，其中，所述液冷管道通过过盈配合的方式嵌入于所述管道槽。
优选方案中，所述的与托盘一体化的液冷装置，其中，所述与托盘一体化的液冷装置还包括：
设置于液冷板上，用于在低温状态下预先加热电池以提高电池寿命并快速启动车辆的PTC加热片。
一种如上任意一项所述与托盘一体化的液冷装置的制造方法，其中，所述制造方法包括步骤如下：
在液冷板上端面加工或预留出管道槽；
采用铆压方式使液冷管道嵌入所预留的管道槽内。
与现有技术相比，本发明所提供的与托盘一体化的液冷装置，由于采用了用于承载动力电池，并导流冷却液与动力电池进行热交换的液冷板；所述液冷板上端面设置有管道槽，所述管道槽内嵌入有由导热系数在3.0及以上的材料制作而成的液冷管道，所述液冷管道上端面与所述液冷板上端面相平齐。使得在进行动力电池冷却时，利用可以作为托盘使用的液冷板，有效的减少现有技术中在托盘上设置液冷板占用空间大的缺陷；在此基础上，通过嵌入由导热系数在3.0及以上的材料制作而成的液冷板提高动力电池的散热效率，而同时，将液冷管道设置为与液冷板相平齐，提高了该液冷装置的空间利用率。
附图说明
图1是本发明中与托盘一体化的液冷装置较佳实施例的结构示意图。
图2是本发明中与托盘一体化的液冷装置较佳实施例的液冷板结构示意图。
图3是本发明中与托盘一体化的液冷装置较佳实施例的冷却液流动方向示意图。
图4是本发明中与托盘一体化的液冷装置另一较佳实施例的冷却液流动方向示意图。
具体实施方式
本发明提供一种与托盘一体化的液冷装置及其制造方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明提供了一种与托盘一体化的液冷装置，其包括：与动力电池下端面相贴合的液冷板100，以及嵌入设置于液冷板100的液冷管道（内置于液冷板100管道槽内，且与管道槽契合，未图示）。
所述液冷板100有两个作用，一是作为托盘使用，即承载动力电池；二是在承载动力电池的基础上，通过流动于其内的冷却液与动力电池之间的热交换，对动力电池进行降温冷却。
所述液冷板100设置有管道槽，用于嵌入液冷管道，较佳的嵌入方式是通过铆压方法将液冷管道压入管道槽内，使液冷管道上端面与液冷板100上端面相平齐。采用这种结构而不通过液冷板100的管道槽直接导流冷却液，一是可以降低加工成本，使得管道槽可以设置为开口槽，加工方便；而是可以随意选择液冷管道的材料，使其能够配合冷却液达到最佳的冷却效果，不必受成本、材料强度等影响。优选液冷管道为高导热材料，而液冷板100为挤压型材110，如铝挤型材等。
优选液冷管道通过过盈配合的方式嵌入于管道槽，其上端面与管道槽上端面的误差应处于-0.50到+0.50之间。
所述液冷板100可以由整块的挤压型材110挤压成型，但除必要的凹槽，如管道槽，以及如图3及图4所示的进液口120120及出液口130之外，不便进行其他凹槽的加工。因为管道槽、进液口120及出液口130皆为开口槽，自上而下通过挤压等方式进行加工较为方便，但当上述凹槽已加工完成后，若再由下而上、由左向右或由右向左进行加工，则极有可能损坏已加工完成的凹槽，使得液冷管道与液冷板100无法装配。
因此，在本发明进一步地较佳实施例中，所述液冷板100由多个挤压型材110拼接而成，如图2所示；拼接方法优选为搅拌摩擦焊，而为了减轻液冷板100的重量，将多个挤压型材110皆设置为曰字型空芯结构，以实现在减轻液冷板100重量的同时，可通过挤压型材110的侧壁提高动力电池的支撑稳定性。
曰字型结构明显可分为上下两层，以上层为液冷层111，如图2所示；其与动力电池进行接触，管道槽也由设置于该层的管道分段槽连通而成；下层为承载层112，如图2所示；用于支撑放置于其上的所有物体，如动力电池，及用于限位动力电池的侧壁板400，如图1所示。
管道分段槽的设置可通过预先设置好其走向，然后在成型挤压型材110时预留出管道分段槽，然后通过拼接为一体，多个管道分段槽相互连通，形成完整的管道槽。也可以在完成所有挤压型材110的拼接后，通过压型等方式进行管道槽的一次加工成型。
与现有技术相比，本发明所提供的与托盘一体化的液冷装置，由于采用了用于承载动力电池，并导流冷却液与动力电池进行热交换的液冷板100；所述液冷板100上端面设置有管道槽，所述管道槽内嵌入有由导热系数在3.0及以上的材料制作而成的液冷管道，所述液冷管道上端面与所述液冷板100上端面相平齐。使得在进行动力电池冷却时，利用可以作为托盘使用的液冷板100，有效的减少现有技术中在托盘上设置液冷板100占用空间大的缺陷；在此基础上，通过嵌入由导热系数在3.0及以上的材料制作而成的液冷板100提高动力电池的散热效率，而同时，将液冷管道设置为与液冷板100相平齐，提高了该液冷装置的空间利用率。
在进一步地较佳实施例中，所述液冷板100也囊括用于限位动力电池的侧壁板400于其内；优选将侧壁板400通过焊接等固定连接的方式固定于液冷板100上端面的四边，可将侧壁板400分设为四个，分别位于液冷板100上端面的四边，当然也可以设置侧壁板400为一个，一体成型，其呈回字型。
可以理解的是，所述液冷板100在不同的位置分别设置有进液口120及出液口130；优选二者设置在同一水平线上，以简化管道槽结构；所述进液口120与液冷管道相连通，可容许冷却液通过以进入液冷管道；而所述出液口130则与液冷管道相连通，可容许冷却液通过以流出液冷管道。
进液口120及出液口130可以设置在水平面结构以外的任何方向，内部设置一个以上的细齿流道，形成封闭的并联或串联结构。
本发明进一步地较佳实施例中，所述进液口120及出液口130不直接与冷却液源相连接，而是在进液口120及出液口130分别固连一进液接头200及出液接头300，如图1所示；所述进液接头200穿透进液口120后与液冷管道相连通，保证冷却液得以顺利进入液冷管道，且设置其与液冷板100相垂直，避免冷却液源输送冷却液的管道占用多余空间，进一步提高了该液冷装置的空间利用率。
出液接头300的设置与进液接头200的设置原理相同，在此不再赘述。
为了进一步提高动力电池的冷却效率，将所述管道槽设置为至少包括管道主槽，所述管道主槽两端分别连接有进液口120及出液口130，进一步地说分别与进液接头200及出液接头300连接。
如图3及图4所示，所述管道主槽可以设置为多个依次首尾相接的直线槽141，提高液冷板100上端面的空间利用率，保证冷却液及其载体（液冷管道）尽可能的与动力电池下端面相接触，提高热交换面积，保证冷却液在一次循环中能够被最大化利用。
而进一步地较佳实施例中，所述管道主槽设置为蜿蜒状，即在以上实施例的基础上，将各个直线槽141的连接处设置为圆弧状，保证冷却液在由一个直线槽141进入另一直线槽141时的流畅性，避免位于弯道处的冷却液流畅不顺而阻碍位于其后的冷却液无法及时到位，造成动力电池与该部分的对应处冷却不均匀。
相较于进液口120与出液口130并列设置在相距不远处，如图4所示，上述实施例需要较长的外置管道，对于有限的车身空间而言，不是最佳方案。因此，在所述管道主槽与出液口130之间还设置有一连接辅槽142，所述连接辅槽142呈直线型，其使出液口130及进液口120可并列设置于液冷板100同一端。
本发明进一步地较佳实施例中，所述与托盘一体化的液冷装置还包括：设置于液冷板100上，用于在低温状态下预先加热电池以提高电池寿命并快速启动车辆的PTC加热片。
具体实施时，所述PTC加热片可以埋入挤压型材110的液冷层111空心槽即曰字型结构上部的凹槽，且与管道槽相邻。
所述液冷板100上端面还设置有若干个对称设置的动力电池卡持件500，如图1所示；其用于卡持动力电池下端面。
本发明还提供了一种如权利要求1至9中任意一项所述与托盘一体化的液冷装置的制造方法，其包括步骤如下：
在液冷板上端面加工或预留出管道槽，具体如上述装置实施例所述；
采用铆压方式使液冷管道嵌入所预留的管道槽内，具体如上述装置实施例所述。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种与托盘一体化的液冷装置，其特征在于，所述与托盘一体化的液冷装置包括：
用于承载动力电池，并导流冷却液与动力电池进行热交换的液冷板；
所述液冷板上端面设置有管道槽，所述管道槽内嵌入有由导热系数在3.0及以上的材料制作而成的液冷管道，所述液冷管道上端面与所述液冷板上端面相平齐。
2.根据权利要求1所述的与托盘一体化的液冷装置，其特征在于，所述液冷板包括：
多个依次搅拌摩擦焊接为一体的挤压型材，所述挤压型材为可减轻液冷板重量的曰字型空芯结构。
3.根据权利要求2所述的与托盘一体化的液冷装置，其特征在于，多个所述挤压型材皆设置有上下两层，分别为液冷层及承载层；
多个所述液冷层皆设置有管道分段槽，多个所述管道分段槽在挤压型材焊接为一体后相互连通，形成管道槽。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的与托盘一体化的液冷装置，其特征在于，所述液冷板设置有与液冷管道相连通，可容许冷却液通过以进入液冷管道的进液口；
以及与液冷管道相连通，可容许冷却液通过以流出液冷管道的出液口。
5.根据权利要求4所述的与托盘一体化的液冷装置，其特征在于，所述与托盘一体化的液冷装置还包括：
穿过进液口与液冷管道连接、且与液冷板相垂直，用于连接冷却液源后、将冷却液导流至液冷管道的进液接头；
以及穿过出液口与液冷管道连接、且与液冷板相垂直，用于连接冷却液源后、将在液冷管道内循环流通并进行热交换后的冷却液导流出液冷管道的出液接头。
6.根据权利要求4所述的与托盘一体化的液冷装置，其特征在于，所述管道槽包括：
两端分别与进液口及出液口连接的管道主槽，所述管道主槽蜿蜒设置于液冷板。
7.根据权利要求6所述的与托盘一体化的液冷装置，其特征在于，所述管道主槽与出液口之间还设置有一连接辅槽，所述连接辅槽呈直线型，其使出液口及进液口可并列设置于液冷板。
8.根据权利要求1所述的与托盘一体化的液冷装置，其特征在于，所述液冷管道通过过盈配合的方式嵌入于所述管道槽。
9.根据权利要求1所述的与托盘一体化的液冷装置，其特征在于，所述与托盘一体化的液冷装置还包括：
设置于液冷板上，用于在低温状态下预先加热电池以提高电池寿命并快速启动车辆的PTC加热片。
10.一种如权利要求1至9中任意一项所述与托盘一体化的液冷装置的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括步骤如下：
在液冷板上端面加工或预留出管道槽；
采用铆压方式使液冷管道嵌入所预留的管道槽内。
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