CN107863587A - 一种用于钎焊的动力电池水冷板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于钎焊的动力电池水冷板，包括上板和下板，所述上板扣合在所述下板上并与所述下板钎焊固定，所述上板和下板之间形成有用于冷却液流动的流道，所述流道包括串联且并排布置的进液流道和回液流道，所述流道的进口和出口并排设置；所述上板与所述进口对应的位置开设有进液口，所述上板与所述出口对应的位置开设有出液口。本发明的动力电池水冷板仅由上下两块板复合而成，结构简单，耐压性好，不易泄露，重量轻，换热效率高；通过设置并排布置的进液流道和回液流道，大大提高了电池模组的热均衡性；上下板通过钎焊固定，生产效率高，减轻了电池模组水冷系统的重量，提高了水冷板换热能力，具有好的温度均匀性，适合大批量快速生产。

Description

一种用于钎焊的动力电池水冷板
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，具体涉及一种用于钎焊的动力电池水冷板。
背景技术
伴随着电动汽车行业的快速发展，动力电池系统的性能要求也不断提高。其中对能量密度、电芯均衡性等也相应提出要求。伴随着电芯能量密度的提高，相应的热流密度也随之提高，散热问题日趋突出，不仅影响动力电池系统的性能，而且会严重影响其使用寿命。传统的自然冷却、风冷逐渐无法满足使用要求。
传统水冷系统运用到动力电池系统后，造成重量大幅度增加，并且在整体均热方面效果不够理想。其中最核心的换热机构是水冷板，适合动力电池系统的水冷板成为限制水冷系统发展的瓶颈。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种用于钎焊的动力电池水冷板。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于钎焊的动力电池水冷板，包括上板和下板，所述上板扣合在所述下板上并与所述下板钎焊固定，所述上板和下板之间形成有用于冷却液流动的流道，所述流道包括串联且并排布置的进液流道和回液流道，所述流道的进口和出口并排设置；所述上板与所述进口对应的位置开设有进液口，所述上板与所述出口对应的位置开设有出液口。
本发明的有益效果是：本发明的动力电池水冷板仅由上下两块板复合而成，结构简单，耐压性好，不易泄露，重量轻，换热效率高；通过设置并排布置的进液流道和回液流道，大大提高了电池模组的热均衡性；上下板通过钎焊固定，生产效率高，减轻了电池模组水冷系统的重量，提高了水冷板换热能力，具有好的温度均匀性，适合大批量快速生产。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述进液流道为多条且相互串联成一弯道，所述回液流道为多条且相互串联成一弯道，多条所述进液流道和多条所述回液流道一一对应且并排布置。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过将进液流道和回液流道均设置为弯道，方便集成到下板上，使水冷板的均热性好、精度高，大大提高了电池模组的热均衡性。
进一步，多条所述进液流道相互平行布置，多条所述回液流道相互平行布置。
采用上述进一步方案的有益效果是：多条进液流道和多条回液流道均平行布置，使得水冷板的均热性能好。
进一步，所述进液流道和所述回液流道分别为3条。
进一步，所述进液流道和回液流道均通过冲压方式形成于所述下板的内侧。
采用上述进一步方案的有益效果是：采用冲压方式将进液流道和回液流道形成于下板的内侧，结构简单，生产效率高。
进一步，所述下板与所述流道相对应的位置通过冲压形成多个凸起，所述凸起位于所述流道内。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过冲压的方式在所述流道内形成多个凸起，可有效增强水冷板整体的耐压性能，凸起可形成扰流结构，保证流体流过水冷板的流道时，形成湍流，增强了换热效率。
进一步，多个所述凸起均与所述上板焊接固定。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过将凸起与上板焊接固定，可对上下板之间的流道起到一定的支撑作用，有效增强了水冷板整体的耐压性能。
进一步，所述凸起的周侧面为球面结构，所述凸起的端面为平面结构。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过将凸起的周侧面设置为球面结构，方便冲压成型的同时，也避免对水流产生过大的阻力，使得水流流经凸起周侧面的时候可以沿球面顺利通过，不会产生激流；将凸起的端面设置为平面，方便凸起与上板之间的焊接固定。
进一步，多个所述凸起均匀分布在所述流道上。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过将凸起均匀分布在流道上，使得流道内的不同区域都能够均匀形成湍流，整个流道内的流体更加稳定，增强了换热效率。
进一步，所述流道中的多个凸起沿所述流道的长度方向排布成若干列，所述流道中的相邻两列凸起错位布置。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过将相邻两列凸起错位布置，使得流道内的流体更加稳定。
附图说明
图1为本发明的动力电池水冷板的立体结构示意图；
图2为本发明的主视结构示意图；
图3为本发明动力电池水冷板底部结构示意图；
图4为本发明动力电池水冷板底部的立体结构示意图；
图5为本发明动力电池水冷板下板的立体结构示意图；
图6为图5中A部的放大结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、上板；11、进液口；12、出液口；13、卡扣；2、下板；21、第一进液流道；22、第二进液流道；23、第三进液流道；24、第一回液流道；25、第二回液流道；26、第三回液流道；27、凸起；28、出口；29、进口；290、开口。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1-图6所示，本实施例的一种用于钎焊的动力电池水冷板，包括上板1和下板2，所述上板1扣合在所述下板2上并与所述下板2钎焊固定，所述上板1和下板2之间形成有用于冷却液流动的流道，所述流道包括串联且并排布置的进液流道和回液流道，所述流道的进口29和出口28并排设置；所述上板1与所述进口29对应的位置开设有进液口11，所述上板1与所述出口28对应的位置开设有出液口12。所述上板1上的进液口11和出液口12均安装有快插接头，以便于与冷却液输出设备相连接。
本实施例的动力电池水冷板通过进液口将冷却液导入到进液流道内，冷却液从进液流道流入回液流道，再沿回液流道从出液口排出；由于冷却液会在从进液口到出液口的流动过程中温度逐渐升高，但将进液流道和回液流道并排布置，使得冷却液温度最高的出液口与冷却液温度最低的进液口靠近设置，进液流道和回液流道中的温度相互均衡，使得整个水冷板的温度都更加均衡，充分提高了冷却液与水冷板之间的换热效率，提高了水流的温度均匀性。
本实施例的动力电池水冷板仅由上下两块板复合而成，结构简单，耐压性好，不易泄露，重量轻，换热效率高；通过设置并排布置的进液流道和回液流道，大大提高了电池模组的热均衡性；上下板通过钎焊固定，生产效率高。
如图3-图6所示，本实施例的所述进液流道为多条且相互串联成一弯道，所述回液流道为多条且相互串联成一弯道，多条所述进液流道和多条所述回液流道一一对应且并排布置。通过将进液流道和回液流道均设置为弯道，方便集成到下板上，使水冷板的均热性好、精度高，大大提高了电池模组的热均衡性。具体的，所述回液流道和进液流道均设置为类似S型的弯道结构；另外，进液流道和回液流道并排设置即将进液流道和回液流道平行设置。
如图3-图6所示，本实施例的多条所述进液流道相互平行布置，多条所述回液流道相互平行布置。多条进液流道和多条回液流道均平行布置，使得水冷板的均热性能好。也就是说，将进液流道和回液流道均相互平行设置，而相邻两个进液流道之间、或是相邻两个回液流道之间、或是进液流道与回液流道之间的连接处为任意结构；例如可采用图所示的直线流道进行连接，直线流道的两端分别垂直连接在两个进液流道端部或两个回液流道端部或进液流道端部和回液流道端部。
如图5所示，本实施例的所述进液流道和所述回液流道均为3条。如图所示，本实施例的3条进液流道具体为第一进液流道21、第二进液流道22和第三进液流道23，3条回液流道具体为第一回液流道24、第二回液流道25和第三回液流道26；第一进液流道21、第二进液流道22和第三进液流道23依次串联，所述第一进液流道21的进口29与所述进液口11对应布置；第一回液流道24、第二回液流道25和第三回液流道26依次串联，所述第一回液流道24的出口28与所述出液口12对应布置。冷却液在进液口11到出液口12依次流经第一进液流道21、第二进液流道22、第三进液流道23、第三回液流道26、第二回液流道25和第一回液流道24，沿所述冷却液的流经方向，所述冷却液的温度逐渐升高，造成第一进液流道21的温度小于第二进液流道22的温度，第二进液流道22的温度小于第三进液流道23的温度，第三进液流道23的温度小于第三回液流道26的温度，第三回液流道26的温度小于第二回液流道25的温度，第二回液流道25的温度小于第一回液流道24的温度。本实施例将第一进液流道21和第一回液流道24并排且平行布置，第二进液流道22和第二回液流道25并排且平行布置，第三进液流道23和第三回液流道26并排且平行布置，将进液流道和回液流道的温度得到了均衡，保证了每组电池模组底部的平均温度都很接近，提高了换热效率。
本实施例的所述进液流道和回液流道均通过冲压方式形成于所述下板的内侧，所述进液流道和回液流道都是将下板由内到外冲压形成的，采用冲压方式将进液流道和回液流道形成于下板的内侧，结构简单，生产效率高。
如图3-图6所示，本实施例的所述下板2与所述流道相对应的位置通过冲压形成多个凸起27，所述凸起27位于所述流道内且等间距排布。通过冲压的方式在所述流道内形成多个凸起，可有效增强水冷板整体的耐压性能，凸起可形成扰流结构，保证流体流过水冷板的流道时，形成湍流，增强了换热效率。
具体的，所述凸起27是将所述下板2由外到内进行冲压形成的，实际上，下板2的外侧有多个与所述凸起27对应的凹陷结构，也就是说，所述下板2向内流道内凹陷形成了多个凸起27。
本实施例的多个所述凸起27均与所述上板1焊接固定。通过将凸起与上板焊接固定，可对上下板之间的流道起到一定的支撑作用，有效增强了水冷板整体的耐压性能。
如图3-图6所示，本实施例的所述凸起27的周侧面为球面结构，所述凸起27的端面为平面结构。实际上是将凸起27端部的平面结构焊接在上板1上的，凸起27周侧是球面，通过将凸起的周侧面设置为球面结构，方便冲压成型的同时，也避免对水流产生过大的阻力，使得水流流经凸起周侧面的时候可以沿球面顺利通过，不会产生激流；将凸起的端面设置为平面，方便凸起与上板之间的焊接固定。
如图3-图6所示，本实施例的多个所述凸起27均匀分布在所述流道上。通过将凸起均匀分布在流道上，使得流道内的不同区域都能够均匀形成湍流，整个流道内的流体更加稳定，增强了换热效率。
如图3-图6所示，本实施例所述进液流道中的多个凸起27沿所述进液流道的长度方向排布成若干列，所述回液流道中的多个凸起27沿所述回液流道的长度方向排布成若干列，所述进液流道或回液流道中的相邻两列凸起27错位布置。通过将相邻两列凸起错位布置，使得流道内的流体更加稳定。
本实施例流道中凸起27的个数和排布方式可以任意，具体可以根据进液流道、回液流道和直线流道的宽度和长度来进行设置。本实施例的进液流道、回液流道以及直线流道中均设置有多个凸起27，如图3-图6所示，进液流道和回液流道中均设置有三列凸起27，直线流道中设置有两列凸起27。
本实施例的上板1和下板2均采用铝板制成。
本实施例的动力电池水冷板的工作原理为，上板1周侧设置有多个卡扣13，下板2周侧设置有多个开口290，先将上板1和下板2的周边对齐，然后再将上板1上的卡扣13与下板2上的开口290进行扣合，卡扣13实际上就是上板1周边延伸出的一端卡板，将上板1周边的卡板折叠压紧在下板2上并卡接在开口290内，然后再采用钎焊将上板1和下板2焊接固定。上板1和下板2焊接后，上板1和下板2之间形成了独立的流道，实际上进液流道和回液流道是一条流道，为了便于说明，将流道按冷却液的流动方向分为进液流道和回液流道。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于钎焊的动力电池水冷板，其特征在于，包括上板(1)和下板(2)，所述上板(1)扣合在所述下板(2)上并与所述下板(2)钎焊固定，所述上板(1)和下板(2)之间形成有用于冷却液流动的流道，所述流道包括串联且并排布置的进液流道和回液流道；
所述流道的进口(29)和出口(28)并排设置；所述上板(1)与所述进口(29)对应的位置开设有进液口(11)，所述上板(1)与所述出口(28)对应的位置开设有出液口(12)。
2.根据权利要求1所述一种用于钎焊的动力电池水冷板，其特征在于，所述进液流道为多条且相互串联成一弯道，所述回液流道为多条且相互串联成一弯道，多条所述进液流道和多条所述回液流道一一对应且并排布置。
3.根据权利要求2所述一种用于钎焊的动力电池水冷板，其特征在于，多条所述进液流道相互平行布置，多条所述回液流道相互平行布置。
4.根据权利要求2或3所述一种用于钎焊的动力电池水冷板，其特征在于，所述进液流道和所述回液流道分别为3条。
5.根据权利要求1至3任一项所述一种用于钎焊的动力电池水冷板，其特征在于，所述进液流道和回液流道均通过冲压方式形成于所述下板(2)的内侧。
6.根据权利要求1至3任一项所述一种用于钎焊的动力电池水冷板，其特征在于，所述下板(2)与所述流道相对应的位置通过冲压形成多个凸起(27)，所述凸起(27)位于所述流道内。
7.根据权利要求6所述一种用于钎焊的动力电池水冷板，其特征在于，多个所述凸起(27)均与所述上板(1)焊接固定。
8.根据权利要求6所述一种用于钎焊的动力电池水冷板，其特征在于，所述凸起(27)的周侧面为球面结构，所述凸起(27)的端面为平面结构。
9.根据权利要求6所述一种用于钎焊的动力电池水冷板，其特征在于，多个所述凸起(27)均匀分布在所述流道上。
10.根据权利要求6所述一种用于钎焊的动力电池水冷板，其特征在于，所述流道中的多个凸起(27)沿所述流道的长度方向排布成若干列，所述流道中的相邻两列凸起(27)错位布置。
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